CN111547602A - 一种楼道升降系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种楼道升降系统，包括基座模块和升降机模块，基座模块包括直齿条轨道、限位方管,所述直齿条轨道、限位方管与楼梯平行，且均位于楼梯一侧的上方，所述的限位方管平行设置在直齿条轨道上方；所述的升降机模块设置在限位方管和直齿条之间，包括机架部分、动力部分和人体支撑部分，所述的机架部分包括结构板和限位装置，所述的限位装置安装在结构板上，包括第一横向限位组件、第二横向限位组件和纵向限位组件。本发明针对目前楼道电梯存在的普遍问题，提供一种仅采用齿轮驱动、并具有多种限位组件的楼道升降系统，结构简单、稳定性好、制造安装成本低、易于操作，适合向居住在无电梯的多层居民楼、医院、养老院等建筑的住户推广。

Description

一种楼道升降系统

技术领域

本发明涉及提升机械领域，特别是涉及一种楼道升降系统。

背景技术

我国城镇现有数量庞大的多层住宅（7层以下），这类住宅多为上世纪八、九十年代或以前修建，大部分没有安装电梯，中、高楼层（3层以上）居民，特别是中老年人等行动不方便居民饱受上下楼困扰，严重影响生活品质。并且，随着我国人口老龄化趋势日益突出、政府探索居家养老模式的形式下，解决老式多层住宅居民上下楼问题，将为实现居家养老模式做出有益探索。由于老式住宅建造之初未预留安装传统厢式电梯的环境，多数老式住宅结构不符合加装传统厢式电梯条件，且传统厢式电梯成本较高，对于低层住宅用户性价比较低、接受能力差，存在较大的普及推广难度。

目前解决老式多层住宅上下楼问题，较为适用的方案是在室内楼道一侧安装平行于楼梯斜面的升降电梯。现有技术中的公开号为CN105731218A的中国发明专利申请公开了“一种接力式楼道电梯”，该方案中控制柜内置牵引电机，通过钢丝绳牵引轨道车，轨道车轮沿平行于楼梯面的凸轨转动，脚踏板安装于轨道车一侧。此方案中设备占地面积大，结构复杂；钢丝绳传动方式稳定性欠佳，维护成本高，影响运行安全，且制造、推广成本较高，难以普及。

发明内容

本发明的目的就是针对楼道电梯的不足，提供一种结构简单、稳定性好、制造、安装成本低的楼道升降系统。本发明采用的技术方案如下：

一种楼道升降系统，包括基座模块和升降机模块，其特征在于：基座模块包括直齿条轨道、限位方管,所述直齿条轨道、限位方管与楼梯平行，且均位于楼梯一侧的上方，所述的限位方管平行设置在直齿条轨道上方；所述的升降机模块设置在限位方管和直齿条之间，包括机架部分、动力部分和人体支撑部分，所述的机架部分包括结构板和限位装置，所述的限位装置安装在结构板上，包括第一横向限位组件、第二横向限位组件和纵向限位组件，所述的第一横向限位组件与直齿条轨道配合，所述的第二横向限位组件和纵向限位组件与限位方管配合，所述的动力部分包括电机、传动组件和支撑齿轮，所述的传动组件安装在电机输出轴上，传动组件、支撑齿轮均与直齿条轨道啮合，所述的动力部分、人体支撑部分均安装在结构板上。

优选的，所述的结构板为两块，分别设置在直齿条轨道的两侧，两块结构板通过结构板支架连接；所述的第一横向限位组件至少为两个，每个第一横向限位组件包括两个第一限位轴承，两个第一限位轴承分别设置在直齿条轨道的两侧。

进一步的，所述的限位方管包括两根横向平行的方管，两根方管之间相隔一定距离，所述的纵向限位组件至少为两组，每组纵向限位组件包括两个滚轮，所述的两个滚轮分别安装在两块结构板的内侧、并设置在两个方管的底面下方。

进一步的，所述的第二横向限位组件至少为两个，每个第二横向限位组件包括一个第二限位轴承，沿方管长度方向、第二限位轴承依次交错设置在两根方管的内侧；或者，所述的第二横向限位组件至少为两个，每个第二横向限位组件包括两个第二限位轴承，所述两个第二限位轴承分别设置在两根方管的内侧。

具体的，每个第一横向限位组件或第二横向限位组件包括一个限位支架，所述的限位支架连接两侧的结构板，第一限位轴承或第二限位轴承安装在限位支架上。

优选的，所述的传动组件包括小锥齿轮、大锥齿轮、直齿轮、传动轴、传动轴承，电机的输出轴连接小锥齿轮，小锥齿轮与大锥齿轮、直齿轮与直齿条轨道依次啮合，所述的直齿轮安装在传动轴上，所述的传动轴上设置有台阶轴，所述的台阶轴内嵌于传动轴承内孔，传动轴承内嵌于结构板上的台阶孔。

优选的，所述的人体支撑部分包括支撑板、支撑复位装置，所述的机架部分还设置有扶手。

优选的，所述的支撑复位装置包括推杆基座、推杆、支撑板基座、限位臂、换向臂，推杆、支撑板分别位于结构板的两侧，所述的推杆基座、支撑板基座与结构板固定连接，支撑板与限位臂、换向臂固定连接，所述的推杆的两端分别与推杆基座、换向臂铰接或转动连接，支撑板基座的两侧分别与限位臂、换向臂铰接或转动连接，所述的推杆为阻尼杆或电动推杆。

优选的，所述的限位臂上设置有螺纹孔，螺纹孔内设置一枚可调限位螺钉，在支撑板处于使用状态时，可调限位螺钉的上端与结构板的下表面接触，以保持支撑板与水平面呈小角度夹角上扬,避免承受压力后轻微形变向下倾斜影响运动。

优选的，所述的电机为电磁制动刹车减速电机。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

1、本发明整机宽度小、轨道体积小，升降机模块将动力、传动部分内置于升降机内部，踏板可折叠，无附加机构，体积小，对楼道空间影响小。

2、本发明结构简单，整机采用模块化设计，核心零部件采用国标零件、型材，制造和维护成本低，整机造价低，极易普及和推广。

3、本发明仅采用齿轮传动，传动力矩大、承载能力强、运行稳定，传动零件数量少、效率高，传动距离短，故障率低，使用成本低、易于维护。

4、本发明采用多组限位组件，充分保障系统运行的稳定性，且易于操作，适合老年人等行动不方便人员使用。

附图说明

图1是本发明一种楼道升降系统的整体结构示意图

图2是本发明中升降机模块的内部结构示意图（隐去一侧结构板）；

图3是本发明中升降机模块的内部结构示意图（隐去另一侧结构板）；

图4是本发明中第一横向限位组件的结构示意图；

图5是本发明中第二横向限位组件与纵向限位组件的结构示意图（隐去一根方管）；

图6是本发明中第二横向限位组件的俯视图；

图7是本发明中传动组件的结构示意图（隐去其他部件）；

图8是本发明中人体支撑部分的结构示意图；

图9是本发明中人体支撑部分的结构示意图（与结构板结合）；

图10是本发明中人体支撑部分的主视图（与结构板结合）；

图11是本发明中人体支撑部分的右视图；

图12是本发明中人体支撑部分处于转动状态的结构示意图；

图13是本发明中人体支撑部分处于非使用状态的结构示意图。

具体实施方式

本发明所述的一种楼道升降系统，适用于各种带楼梯的建筑物内，尤其是未安装厢式电梯的多层居民楼、医院、养老院等，供老年人、腿脚不便的残障人员、或希望节省体力的用户上下楼梯使用。下面将结合本发明附图对本发明做进一步说明。需要特别指出的是，其中所用到的术语“纵”、“横”、“侧”、“端”、“上”、“下”，等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明，需要提出的是，为清晰的展示本发明的关键结构，本发明将附图中的常规连接、固定结构（如螺栓连接结构）省略，对于本领域技术人员来说，省略并不影响本发明技术方案的完整性、不影响本专利的充分公开。此外，在部分视图中为充分展示内部结构、将部分遮挡关键部件的部件隐去，但并不表示该被隐去的部件为常规部件。

本发明所述的楼道升降系统，包括基座模块和升降机模块。图1为本发明所述的楼道升降系统在建筑物楼道内的安装方式，基座模块包括直齿条轨道1、限位方管2,所述直齿条轨道1、限位方管2与楼梯延伸方向平行，且均位于楼梯一侧的上方，所述的限位方管平行设置在直齿条轨道上方，所述的升降机模块设置在直齿条1和限位方管2之间，优选的，所述的直齿条轨道1、限位方管2均设置在楼道的墙壁上；若墙体结构、或楼道空间受限，也可在楼道内设置独立的支架或吊架，供基座模块安装。利用以上装置，使用者坐在或站在升降机上，通过升降机模块与基座模块的配合沿楼梯往复移动。

结合图2、图3对本发明所述的楼道升降系统做更详细的说明（为充分展示内部结构，图2、图3分别将一侧的结构板隐去），所述的升降机模块包括机架部分、动力部分和人体支撑部分，所述的机架部分包括结构板3和限位装置，所述的限位装置安装在结构板3上，包括第一横向限位组件、第二横向限位组件和纵向限位组件，所述的第一横向限位组件与直齿条轨1道配合，所述的第二横向限位组件和纵向限位组件与限位方管2配合，所述的动力部分包括电机7、传动组件8和支撑齿轮9，所述的传动组件8安装在电机输出轴上，传动组件8、支撑齿轮9均与直齿条轨道1啮合，所述的动力部分、人体支撑部分均安装在结构板上。目前的楼梯升降机均采用链条或链条辅以齿轮传动，结构复杂、传动效率低，故障率、能耗均不理想，本发明采用以上结构，仅通过电机做功、齿轮传动即可实现升降机模块的往复运动，并通过两组横向限位装置和一组纵向限位装置，在升降机模块最有可能发生失稳的方向上进行有效限定，充分保证了该系统运行的稳定性。

为增强升降机模块整体的结构强度，并包容内部结构、防止对使用者造成损伤，所述的结构板3为两块，分别设置在直齿条轨道1的两侧，两块结构板3通过至少一个结构板支架10连接。所述的第一横向限位组件至少为两个，每个第一横向限位组件包括两个第一限位轴承4，两个第一限位轴承4分别设置在直齿条轨道1的两侧；当使用者在人体支撑部上的坐姿/站姿不标准、晃动导致的载荷不平衡，致使升降机模块有横向倾斜的趋势时，第一限位轴承4即与直齿条轨道1抵接，两者之间的相互作用力能够防止升降机进一步倾斜，保持横向稳定，第一横向限位组件的具体结构如图4所示。

在纵向上的稳定性由纵向限位组件来保证，图5更具体的展示了纵向限位组件的结构（为更清楚的理解内部结构，图中隐去一根方管），为充分保证结构稳定，所述的限位方管2包括两根横向平行的方管，两根方管之间相隔一定距离，可以通过在方管的端部设置隔块将两根方管分开，所述的纵向限位组件至少为两组，每组纵向限位组件包括两个滚轮6，所述的两个滚轮分别安装在两块结构板的内侧，并设置在两个方管的底面下方，在滚轮与方管底面接触时、可以沿方管底面滚动；如果因使用者在人体支撑部上的坐姿/站姿不标准、晃动导致的载荷不平衡、进而出现纵向失稳，如结构板一端有翘起的趋势，纵向限位组件即与方管底面接触、限制其进一步翘起，进而实现纵向上的限位、保持稳定。

为了进一步增强横向的稳定性，第二横向限位组件也应发挥重要作用，在一种技术方案中（未有附图示出），所述的第二横向限位组件至少为两个，每个第二横向限位组件包括两个第二限位轴承，所述两个第二限位轴承分别设置在两根方管的内侧；当升降机模块有横向倾斜的趋势时，倾斜方向的第二限位轴承5即与其靠近的方管内侧抵接，第二限位轴承5与方管之间的相互作用力也能够防止升降机进一步倾斜。此种方案所需的第二限位轴承数量较多，且两根方管之间的空间受限、存在一定的安装难度。

在更优选的实施中，如图5、图6展示的具体结构，所述的第二横向限位组件至少为两个，每个第二横向限位组件包括一个第二限位轴承5，沿方管长度方向、第二限位轴承5依次交错设置在两根方管的内侧（即一个位置的第二限位轴承5设置在一个方管的内侧，下一个相邻位置的第二限位轴承5设置在另一个方管的内侧），当升降机模块有横向倾斜的趋势时，在倾斜方向上有足够数量的第二限位轴承5与其靠近的方管内侧抵接；虽然在一个位置仅有一个轴承，但采用足够尺寸、强度的轴承完全可以满足辅助限位的需求，此方案采用的轴承数量较少、结构更简单，制造、组装更容易，在实践中，是更为理想的一种方案。

为了实现限位组件的安装和定位，每个第一横向限位组件或第二横向限位组件包括一个限位支架11，所述的限位支架11连接两侧的结构板3，第一限位轴承或第二限位轴承安装在限位支架上。

所述传动组件的结构如附图7所示，所述的传动组件包括小锥齿轮12、大锥齿轮13、直齿轮14、传动轴15、传动轴承16，电机7的输出轴连接小锥齿轮12，小锥齿轮12、大椎齿轮13、直齿轮14、直齿条轨道1依次啮合，小锥齿轮12、大椎齿轮13构成正交齿轮副，所述的直齿轮14安装在传动轴上，所述的传动轴设置有台阶轴，所述的台阶轴内嵌于两端的传动轴承内孔，两端的传动轴承分别内嵌于两侧结构板上的台阶孔内。电机直接带动小锥齿轮12转动，小锥齿轮依次带动大椎齿轮13、直齿轮14转动，直齿轮14与直齿条轨道1之间的相对运动即转换为本发明升降机模块沿楼梯方向的往复运动，支撑齿轮9为从动齿轮，直齿轮14、支撑齿轮9与直齿条轨道1的接触分别形成两个支点，对升降机模块及使用者提供有力、稳定的支撑。

附图8-13充分展示了人体支撑部分的结构图，图8是完整的人体支撑部分结构示意图，图9-13结合其安装的结构板对其结构、工作原理进行更具体的展示。所述的人体支撑部分包括支撑板23、支撑复位装置，所述的机架部分还设置有扶手，扶手通过扶手基座安装在结构板3上。

如图8、9所示（人体支撑部分均处于受力状态），所述的支撑复位装置包括推杆基座17、推杆18、支撑板基座19、限位臂20、换向臂21，推杆18、支撑板23分别位于一块结构板3的两侧，所述的推杆基座17、支撑板基座19与结构板3固定连接，支撑板23与限位臂20、换向臂21固定连接，所述的推杆18的两端分别与推杆基座17、换向臂21铰接或转动连接，支撑板基座19的两侧分别与限位臂20、换向臂21铰接或转动连接，换向臂横跨结构板3的两侧。以上结构可以实现，在力的作用下，支撑板23以支撑板基座19内置的轴为中心、在竖直空间上转动；限位臂20通过与结构板的接触，来限定支撑板23向下转动的角度，该角度应保证使用者能够稳定的站在或坐在支撑板23上，不至于滑下支撑板。

所述的推杆18为阻尼杆或电动推杆，当采用阻尼杆时，阻尼杆具体可以是弹簧阻尼或液压阻尼，由使用者施加作用力、使支撑板向下转动，使用者离开则由阻尼杆带动支撑板向上转动回到初始位置；当采用电动推杆时，支撑板的向下、向上转动均由推杆内的电机驱动，使用者仅需操作开关即可完成，这样的方案比较适合行动不方便（体力有限或瘦弱）的使用者。图8-11均是使用状态（即受力状态）的结构示意图，图12是支撑板转动过程中的结构示意图，图13是非使用状态的结构示意图。

优选的技术方案中，所述的限位臂20上设置有螺纹孔，螺纹孔内设置一枚可调限位螺钉22，在支撑板处于使用状态时，可调限位螺钉的上端与结构板的下表面接触。使用者可以通过旋转可调限位螺钉22调整其上端突出螺纹孔的长度，进而调整支撑板的支撑角度。

本发明中所用的电机7为电磁制动刹车减速电机，可以在突然断电时及时停止转动，保障使用者安全；电磁制动刹车减速电机也可以保证升降系统较平和的启动、停止，减少对使用者的冲击。

采用本发明的技术方案，结构设计简单，制造、安装和维护成本低。本发明中涉及模块大部分由标准零件组合而成，位置相对固定，不易出现故障；升降机本体的相对运动部件少，传动距离短，齿轮传动运行损耗低、故障率低，维护方式简单、成本低，并且具有设备安装施工噪音小、工期短，对环境影响小等优势。

虽然已按照具体实施例来描述本发明，但是根据本文的教导，本领域技术人员对本发明做出其他方式修改也是显而易见的。本发明的保护范围以权利要求书的范围为限，但其他与本发明权利要求无实质性区别的技术方案，也应该本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种楼道升降系统，包括基座模块和升降机模块，其特征在于：基座模块包括直齿条轨道、限位方管,所述直齿条轨道、限位方管与楼梯平行，且均位于楼梯一侧的上方，所述的限位方管平行设置在直齿条轨道上方；所述的升降机模块设置在限位方管和直齿条之间，包括机架部分、动力部分和人体支撑部分，所述的机架部分包括结构板和限位装置，所述的限位装置安装在结构板上，包括第一横向限位组件、第二横向限位组件和纵向限位组件，所述的第一横向限位组件与直齿条轨道配合，所述的第二横向限位组件和纵向限位组件与限位方管配合，所述的动力部分包括电机、传动组件和支撑齿轮，所述的传动组件安装在电机输出轴上，传动组件、支撑齿轮均与直齿条轨道啮合，所述的动力部分、人体支撑部分均安装在结构板上。

2.如权利要求1所述的楼道升降系统，其特征在于：所述的结构板为两块，分别设置在直齿条轨道的两侧，两块结构板通过结构板支架连接；所述的第一横向限位组件至少为两个，每个第一横向限位组件包括两个第一限位轴承，两个第一限位轴承分别设置在直齿条轨道的两侧。

3.如权利要求1或2所述的楼道升降系统，其特征在于：所述的限位方管包括两根横向平行的方管，两根方管之间相隔一定距离，所述的纵向限位组件至少为两组，每组纵向限位组件包括两个滚轮，所述的两个滚轮分别安装在两块结构板的内侧、并设置在两个方管的底面下方。

4.如权利要求3所述的楼道升降系统，其特征在于：所述的第二横向限位组件至少为两个，每个第二横向限位组件包括一个第二限位轴承，沿方管长度方向、第二限位轴承依次交错设置在两根方管的内侧；

或者，所述的第二横向限位组件至少为两个，每个第二横向限位组件包括两个第二限位轴承，所述两个第二限位轴承分别设置在两根方管的内侧。

5.如权利要求2或4所述的楼道升降系统，其特征在于：每个第一横向限位组件或第二横向限位组件包括一个限位支架，所述的限位支架连接两侧的结构板，第一限位轴承或第二限位轴承安装在限位支架上。

6.如权利要求1、2、4任一项所述的楼道升降系统，其特征在于：所述的传动组件包括小锥齿轮、大锥齿轮、直齿轮、传动轴、传动轴承，电机的输出轴连接小锥齿轮，小锥齿轮、大椎齿轮、直齿轮、直齿条轨道依次啮合，所述的直齿轮安装在传动轴上，所述的传动轴上设置有台阶轴，所述的台阶轴内嵌于传动轴承内孔，传动轴承内嵌于结构板上的台阶孔。

7.如权利要求1、2、4任一项所述的楼道升降系统，其特征在于：所述的人体支撑部分包括支撑板、支撑复位装置，所述的机架部分还设置有扶手。

8.如权利要求7所述的楼道升降系统，其特征在于：所述的支撑复位装置包括推杆基座、推杆、支撑板基座、限位臂、换向臂，推杆、支撑板分别位于结构板的两侧，所述的推杆基座、支撑板基座与结构板固定连接，支撑板与限位臂、换向臂固定连接，所述的推杆的两端分别与推杆基座、换向臂铰接或转动连接，支撑板基座的两侧分别与限位臂、换向臂铰接或转动连接，所述的推杆为阻尼杆或电动推杆。

9.如权利要求8任一项所述的楼道升降系统，其特征在于：所述的限位臂上设置有螺纹孔，螺纹孔内设置一枚可调限位螺钉，在支撑板处于使用状态时，可调限位螺钉的上端与结构板的下表面接触。

10.如权利要求1、2、4任一项所述的楼道升降系统，其特征在于：所述的电机为电磁制动刹车减速电机。

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