CN110963389B - 家用电梯螺杆驱动轿厢架一体化结构 - Google Patents

家用电梯螺杆驱动轿厢架一体化结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种家用电梯螺杆驱动轿厢架一体化结构，包括用于固定轿厢的轿厢架、升降螺杆、升降螺母以及供电系统，所述升降螺杆竖直固定在井道内，所述升降螺母安装在轿厢架的后端且与升降螺杆相螺接形成滚动螺旋副，所述轿厢架的上端安装有升降电机，所述升降电机通过蜗轮蜗杆机构驱动升降螺母旋转；所述供电系统包括控制模块、蓄电模块和充电桩，所述蓄电模块设于轿厢架的顶部并用于对升降电机供电，所述充电桩设于电梯层站处且用于对蓄电模块充电。本发明通过升降螺杆与升降螺母之间的滚动螺旋副来带动轿厢架升降，结构简单、安装方便，对井道结构要求小。

Description

家用电梯螺杆驱动轿厢架一体化结构
技术领域：
本发明涉及一种家用电梯螺杆驱动轿厢架一体化结构。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，越来越多的人搬进家用别墅居住，并且为了方便上下楼及在楼层之间搬运重物，会选择在家用别墅内安装电梯。然而现有的电梯通常采用钢索吊拉结构作为传动机构和提升机构，这样的传动机构需要设计专门的井道，在设计井道后还需要将钢索吊拉结构安装在井道和电梯上，而井道的结构较为复杂，在挖掘井道以及安装钢索吊拉结构时需要较高的成本和较大的空间，不适合家用别墅的使用。
发明内容：
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种家用电梯螺杆驱动轿厢架一体化结构，结构设计合理，对井道要求小。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种家用电梯螺杆驱动轿厢架一体化结构，包括用于固定轿厢的轿厢架、升降螺杆、升降螺母以及供电系统，所述升降螺杆竖直固定在井道内，所述升降螺母安装在轿厢架的后端且与升降螺杆相螺接形成滚动螺旋副，所述轿厢架的上端安装有升降电机，所述升降电机通过蜗轮蜗杆机构驱动升降螺母旋转；所述供电系统包括控制模块、蓄电模块和充电桩，所述蓄电模块设于轿厢架的顶部并用于对升降电机供电，所述充电桩设于电梯层站处且用于对蓄电模块充电。
进一步的，所述充电桩以电梯层站处的三相交流市电为电源，充电桩内设有逆变模块，所述逆变模块把市电转换为直流电后输出至充电桩的电力输出端处；所述蓄电模块的充电电路处设有可弹出的充电插销；当轿厢停于电梯层站的时间大于阈值时，所述充电插销弹出并插于充电桩的电力输出端处，使蓄电模块在充电桩处充电。
进一步的，所述电梯井道的底部设有应急供电桩，所述应急供电桩以三相交流市电为电源，应急供电桩自带蓄电池；当蓄电模块在充电桩充电时，蓄电模块对市电供电情况进行监测；当市电故障时，轿厢提示乘客在到达电梯层站后离开轿厢，并在乘客全部离开后自动停于井道底部，所述应急供电桩与蓄电模块相接，以应急充电桩自带的蓄电池向轿厢提供应急电力，并使蓄电模块充电；所述蓄电模块内置的电池和车载逆变器均设于轿厢架顶部，电池可选种类包括磷酸铁锂电池或三元铁锂电池。
进一步的，所述供电系统还包括可显示井道处充电桩、蓄电模块内置逆变器工况的显示屏；所述供电系统还可通过远程监控装置对井道处充电桩、蓄电模块内置逆变器工况进行监控；所述远程监控装置包括RS232装置、RS485装置、手机、SNMP装置或GSM通讯装置中的一种或多种。
进一步的，所述轿厢架为马蹄形结构，轿厢架包括固定立柱，所述固定立柱的上、下两端分别固联有轿厢架上板和轿厢架下板；所述轿厢固定在轿厢架上板与轿厢架下板之间。
进一步的，所述固定立柱的后侧面上端固联有安装板，所述升降电机固定在安装板上，所述蜗轮蜗杆机构包括蜗杆和蜗轮，所述蜗杆与升降电机的电机轴固定连接，所述蜗轮与升降螺母固定连接，蜗杆与蜗轮相啮合。
进一步的，所述安装板位于升降螺母的下方，安装板与升降螺母之间设置有推力轴承，以减少升降螺母旋转时下端面的摩擦力。
进一步的，所述安装板的下方竖设有与升降螺杆滑动配合的直线轴承，所述直线轴承的上部、中部以及下部分别经由固定板与固定立柱的后侧面固定连接，直线轴承的底部端面与轿厢架下板的底部端面齐平。
进一步的，所述井道的左右两端分别安装有竖向设置的T型导轨，所述T型导轨由导轨支架支撑；所述固定立柱的左右两端均固联有竖直设置的轿厢架直梁，所述轿厢架直梁的上下两端分别安装有电梯导靴，所述电梯导靴与T型导轨滑动配合，升降螺杆的中心、T型导轨的中心、轿厢架直梁的中心以及上下两端的电梯导靴的中心均在一个面上。
进一步的，所述井道采用观光井道，所述轿厢采用观光轿厢，井道、轿厢均采用玻璃和钢面板一体化结构。
与现有技术相比，本发明具有以下效果：（1）本发明通过升降螺杆与升降螺母之间的滚动螺旋副来带动轿厢架升降，结构简单、安装方便，对井道结构要求小；（2）安装在轿厢架后端的直线轴承使升降螺杆承受弯曲应力的范围从升降螺母的长度延伸到轿厢架的底部端面，大大改善了升降螺杆的受力状态，有效提高升降螺杆的抗弯强度和压杆稳定性；（3）由于在井道处设有充电桩和应急供电桩，因此即使市电故障，电梯也仍然可以把乘客送至所需的层站。
附图说明：
图1是本发明实施例一的平面布局示意图；
图2是本发明实施例一的主视构造示意图
图3是图2中省略井道和轿厢时的构造示意图；
图4是本发明实施例一轿厢架的立体构造示意图；
图5是本发明实施例一的使用状态示意图；
图6是本发明实施例中逆变电路的电路示意图；
图7是本发明实施例二的平面布局示意图。
图中：
1-井道；2-轿厢架；3-轿厢；4-升降螺杆；5-升降螺母；6-升降电机；7-安装板；8-蓄电模块；9-直线轴承；10-蜗杆；11-蜗轮；12-推力轴承；13-电梯层站；14-蓄电池；15-应急供电桩；21-轿厢门；22-厅门；31-电池；32-车载逆变器；33-控制模块；34-充电桩；71-固定立柱；72-固定板；73-轿厢架上板；74-轿厢架下板；75-覆盖板；80-曳引中心面；81-轿厢架直梁；82-T型导轨；83-导轨支架；100-连接柱。
具体实施方式:
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1～6所示，本发明一种家用电梯螺杆驱动轿厢架一体化结构，包括用于固定轿厢3的轿厢架2、升降螺杆4、升降螺母5以及供电系统，所述升降螺杆4竖直固定在井道1内，所述升降螺母5安装在轿厢架2的后端且与升降螺杆4相螺接形成滚动螺旋副，所述轿厢架2的上端安装有升降电机6，所述升降电机6通过蜗轮蜗杆机构驱动升降螺母5旋转，由于升降螺杆4固定不动，故升降螺母5在旋转同时，可沿升降螺杆4的轴向作上下垂直运动，进而带动轿厢架2升降；所述供电系统包括控制模块33、蓄电模块8和充电桩34，所述蓄电模块8设于轿厢架3的顶部并用于对升降电机+供电，所述充电桩34设于电梯层站13处，当轿厢3停于电梯层站13时，所述充电桩34与所述蓄电模块8的充电电路紧邻，用于对蓄电模块8充电。
本实施例中，所述充电桩34以电梯层站13处的三相交流市电为电源，充电34桩内设有逆变模块，所述逆变模块把市电转换为直流电后输出至充电桩的电力输出端处；所述蓄电模块8的充电电路处设有可弹出的充电插销；当轿厢停于电梯层站的时间大于阈值时，所述充电插销弹出并插于充电桩的电力输出端处，使蓄电模块在充电桩处充电。
本实施例中，所述电梯井道1的底部设有应急供电桩15，所述应急供电桩15以三相交流市电为电源，应急供电桩自带蓄电池14。当蓄电模块8在充电桩34充电时，蓄电模块8对市电供电情况进行监测；当市电故障时，轿厢3提示乘客在到达电梯层站13后离开轿厢3，并在乘客全部离开后自动停于井道1底部，所述应急供电桩15与蓄电模块8相接，以应急充电桩15自带的蓄电池14向轿厢3提供应急电力，并使蓄电模块8充电。
本实施例中，所述蓄电模块8内置的电池31和车载逆变器32均设于轿厢架上板73的顶部，电池31可选种类包括磷酸铁锂电池或三元铁锂电池。优选的，所述蓄电模块8为内置锂电池的车载蓄电模块。
本实施例中，所述供电系统还包括可显示井道处充电桩34、蓄电模块8内置车载逆变器32工况的显示屏；所述供电系统还可通过远程监控装置对井道处充电桩、蓄电模块内置逆变器工况进行监控；所述远程监控装置包括RS232装置、RS485装置、手机、SNMP装置或GSM通讯装置中的一种或多种。
本实施例中，所述轿厢3为以轻质合金件组合成型的轻型轿厢，所述轿厢3处不设置供电电缆以减轻轿厢自重，若升降电机为交流电机时，蓄电模块内置车载逆变器向升降输出电力，所述车载逆变器为支持三相不平衡带载、工频纯正弦波输出、启动峰值功率高的逆变器。
本实施例中，所述蓄电模块8设有与控制模块33相连的电池检测模块；当控制模块经电池检测模块测知蓄电模块的锂电池温度异常时，所述控制模块使轿厢自动停靠于最近的电梯层站处并打开电梯门以便乘客逃生。
本实施例中，当电梯处于非运行时间或电梯蓄电模块电量低于阈值时，轿厢自动停于井道的基层处，由基层处的逆变器向蓄电模块充电，所述逆变器以市电为电源，逆变器充电模式包括小电流模式、长时间模式，三段式充电模式、恒流模式、恒压模式、浮充模式。
本实施例中，为了对蓄电模块8进行保护，所述轿厢架上板的顶部固联有罩设在蓄电模块8外侧的覆盖板。
该供电系统的具体实施过程：轿厢3在空闲时自动停于电梯层站13待机，若空闲待机时间超出阈值，则蓄电模块8的充电插销弹出并插于电梯层站13充电桩34的电力输出端处，使蓄电模块内置的电池31充电。当电梯门厅发出呼梯请求时，若蓄电模块8的电量足够，则蓄电模块8收回充电插销，升降电机6启动，驱动电梯行驶至发出呼梯请求的电梯门厅载客。当市电故障时，各电梯层站13的充电桩34断电，轿厢3的蓄电模块8经充电桩34监测到市电故障后，轿厢3提示乘客在到达电梯层站13后离开轿厢3，并在乘客全部离开后自动运行至停留于井道1底部，所述应急供电桩15与蓄电模块8相接，以应急充电桩15自带的蓄电池14向轿厢3提供应急电力，并使轿厢3的蓄电模块8充电，此时轿厢6仅响应电梯门厅的紧急呼梯请求。其中，充电桩内置的逆变模块为正弦波车载逆变电源所使用的逆变器。
本实施例中，所述轿厢架2为马蹄形结构，轿厢架3包括固定立柱71，所述固定立柱71的上、下两端分别固联有轿厢架上板73和轿厢架下板74；所述轿厢3固定在轿厢架上板73与轿厢架下板74之间。轿厢架2采用马蹄形结构不仅外观整洁，使得整个电梯结构富有美感，而且有利于家用别墅电梯的大部分零部件可以在制造厂生产线上制造和装配。
本实施例中，所述固定立柱71的后侧面上端固联有安装板7，所述升降电机+固定在安装板7上，所述蜗轮蜗杆机构包括蜗杆10和蜗轮11，所述蜗杆10与升降电机+的电机轴固定连接，所述蜗轮11与升降螺母5固定连接，蜗杆与蜗轮相啮合。
本实施例中，所述安装板7位于升降螺母5的下方，安装板7与升降螺母5之间设置有推力轴承12，以减少升降螺母旋转时下端面的摩擦力。
本实施例中，所述安装板7的下方竖设有与升降螺杆4滑动配合的直线轴承9，所述直线轴承的9上部、中部以及下部分别经由固定板72与固定立柱71的后侧面固定连接，直线轴承9的底部端面与轿厢架下板74的底部端面齐平。固定板72在轿厢架2上部、中部和下部均有分布，可确保支承升降螺杆4的直线轴承9与轿厢架直梁81绝对的刚性连接，直线轴承9使升降螺杆4承受弯曲应力的范围从升降螺母5的长度延伸到轿厢架2的底部端面（大于2000mm），大大改善了升降螺杆4的受力状态，有效提高升降螺杆4的抗弯强度和压杆稳定性。
本实施例中，所述井道1的左右两端分别安装有竖向设置的T型导轨82，所述T型导轨82由导轨支架83支撑固定在井道1的后侧壁上；所述固定立柱71的左右两端均固联有竖直设置的轿厢架直梁81，所述轿厢架直梁81的上下两端分别安装有电梯导靴，所述电梯导靴与T型导轨82滑动配合，升降螺杆4的中心、T型导轨82的中心、轿厢架直梁81的中心以及上下两端的电梯导靴的中心均在一个面上，即轿厢架曳引中心面80。
本实施例中，所述升降螺母5的侧壁开设有侧孔，所述侧孔内镶有反向器，形成钢球循环通道，摩擦阻力小，传动效率高（可达90%以上），运转平稳，启动时无颤动，低速时不爬行，非常适用于家用电梯平层启动频繁的特征，乘客舒适度好。升降螺母的外径和滑动螺旋副大致相同，升降螺母调整间隙和预紧比较方便，工作可靠。
本实施例中，所述井道采用观光井道，所述轿厢采用观光轿厢；井道、轿厢以及轿厢门均采用玻璃和钢面板一体化结构，同时具备美观与观光功能。所述井道采用全封闭式玻璃井道，轿厢是全高度方向封闭式的并配有轿厢门。应说明的是，为了确保老人小孩乘客的安全，不建议取消轿厢和轿厢门。在本实施例中也可以将轿厢设置成高度方向半封闭式的结构，此时不设桥顶装置，轿厢壁板和轿厢门只有下半部分，高度大于1200 mm ，且增设四周扶手。本实施例中的厅门可以设置为从动厅门，也可以设置为外开式主动厅门，并配有开门按钮和自动闭门器。
本实施例中，所述升降电机6采用直流电机；采用直流电机提供家用别墅电梯的驱动力，可以省去随行电缆，符合美观和观光要求。更重要的是它适用于电梯频繁平层和启动，以及空载或满载不平衡特征，乘客舒适度好。
本发明的优点在于：（1）通过升降螺杆与升降螺母之间的滚动螺旋副来带动轿厢架升降，结构简单、安装方便，对井道结构要求小；（2）采用滚动螺旋副对轿厢架进行驱动，摩擦阻力小、传动效率高（可达90%以上）、运转平稳，非常适用于家用电梯平层启动频繁的特征，乘客舒适度好；（3）安装在轿厢架后端的直线轴承使升降螺杆承受弯曲应力的范围从升降螺母的长度延伸到轿厢架的底部端面，大大改善了升降螺杆的受力状态，有效提高升降螺杆的抗弯强度和压杆稳定性；（4）由于在井道处设有充电桩和应急供电桩，因此即使市电故障，电梯也仍然可以把乘客送至所需的层站；（5）采用直流电机提供电梯的驱动力，可以省去随行电缆，符合美观和观光要求。
本实施例中，具体工作方法为：
（1）电梯上升：升降电机6通过蜗轮蜗杆机构驱动升降螺母5正向旋转，升降螺母5正向旋转的同时沿着升降螺杆4向上移动，升降螺母5带动轿厢架2和轿厢3同步向上移动，实现电梯的上升；
（2）电梯下降：升降电机6通过蜗轮蜗杆机构驱动升降螺母5反向旋转，升降螺母5反向旋转的同时沿着升降螺杆4向下移动，升降螺母5带动轿厢架2和轿厢3同步向下移动，实现电梯的下降。
实施例二：如图7所示，本实施例与实施例一的区别点在于：井道的后端为不封闭式结构，直接利用原建筑墙面，此时井道的后端通过连接柱100与墙面构成封闭式结构，此时导轨支架83与原建筑墙面的预埋件或钢筋焊接，此时保证T型导轨82的稳固性和垂直度。
本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (5)

1.一种家用电梯螺杆驱动轿厢架一体化结构，其特征在于：包括用于固定轿厢的轿厢架、升降螺杆、升降螺母以及供电系统，所述升降螺杆竖直固定在井道内，所述升降螺母安装在轿厢架的后端且与升降螺杆相螺接形成滚动螺旋副，所述轿厢架的上端安装有升降电机，所述升降电机通过蜗轮蜗杆机构驱动升降螺母旋转；所述供电系统包括控制模块、蓄电模块和充电桩，所述蓄电模块设于轿厢架的顶部并用于对升降电机供电，所述充电桩设于电梯层站处且用于对蓄电模块充电；
所述充电桩以电梯层站处的三相交流市电为电源，充电桩内设有逆变模块，所述逆变模块把市电转换为直流电后输出至充电桩的电力输出端处；所述蓄电模块的充电电路处设有可弹出的充电插销；当轿厢停于电梯层站的时间大于阈值时，所述充电插销弹出并插于充电桩的电力输出端处，使蓄电模块在充电桩处充电；
所述电梯井道的底部设有应急供电桩，所述应急供电桩以三相交流市电为电源，应急供电桩自带蓄电池；当蓄电模块在充电桩充电时，蓄电模块对市电供电情况进行监测；当市电故障时，轿厢提示乘客在到达电梯层站后离开轿厢，并在乘客全部离开后自动停于井道底部，所述应急供电桩与蓄电模块相接，以应急充电桩自带的蓄电池向轿厢提供应急电力，并使蓄电模块充电；所述蓄电模块内置的电池和车载逆变器均设于轿厢架顶部，电池可选种类包括磷酸铁锂电池或三元铁锂电池；
所述供电系统还包括可显示井道处充电桩、蓄电模块内置逆变器工况的显示屏；所述供电系统还可通过远程监控装置对井道处充电桩、蓄电模块内置逆变器工况进行监控；所述远程监控装置包括RS232装置、RS485装置、手机、SNMP装置或GSM通讯装置中的一种或多种；
所述轿厢架为马蹄形结构，轿厢架包括固定立柱，所述固定立柱的上、下两端分别固联有轿厢架上板和轿厢架下板；所述轿厢固定在轿厢架上板与轿厢架下板之间；
所述固定立柱的后侧面上端固联有安装板，所述升降电机固定在安装板上，所述蜗轮蜗杆机构包括蜗杆和蜗轮，所述蜗杆与升降电机的电机轴固定连接，所述蜗轮与升降螺母固定连接，蜗杆与蜗轮相啮合。
2.根据权利要求1所述的家用电梯螺杆驱动轿厢架一体化结构，其特征在于：所述安装板位于升降螺母的下方，安装板与升降螺母之间设置有推力轴承，以减少升降螺母旋转时下端面的摩擦力。
3.根据权利要求2所述的家用电梯螺杆驱动轿厢架一体化结构，其特征在于：所述安装板的下方竖设有与升降螺杆滑动配合的直线轴承，所述直线轴承的上部、中部以及下部分别经由固定板与固定立柱的后侧面固定连接，直线轴承的底部端面与轿厢架下板的底部端面齐平。
4.根据权利要求1所述的家用电梯螺杆驱动轿厢架一体化结构，其特征在于：所述井道的左右两端分别安装有竖向设置的T型导轨，所述T型导轨由导轨支架支撑；所述固定立柱的左右两端均固联有竖直设置的轿厢架直梁，所述轿厢架直梁的上下两端分别安装有电梯导靴，所述电梯导靴与T型导轨滑动配合，升降螺杆的中心、T型导轨的中心、轿厢架直梁的中心以及上下两端的电梯导靴的中心均在一个面上。
5.根据权利要求1所述的家用电梯螺杆驱动轿厢架一体化结构，其特征在于：所述井道采用观光井道，所述轿厢采用观光轿厢，井道、轿厢均采用玻璃和钢面板一体化结构。
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