CN111704016A - 一种应用于自动人行道中的踏板平移换向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种应用于自动人行道中的踏板平移换向装置,其能够保持踏板在整个循环运动系统中始终保持相同的取向。该装置主要由特定的踏板与行星齿轮组成的换向装置所构成。在方向改变的过程中，通过换向装置中的行星齿轮与踏板上固定的齿轮轴相互啮合，实现踏板从一个位置平行地移动到另一个位置。本发明所使用的换向装置一方面能够有效降低自动人行道或类似产品的底部结构，节省空间占有率；另一方面减小了底坑土建的尺寸，节约了成本，实现自动人行道的浅底坑或无底坑结构设计。

Description

一种应用于自动人行道中的踏板平移换向装置

技术领域

本发明涉及自动人行道领域技术领域，特别是实现在不同平面内运行的应用于自动人行道中的踏板平移换向装置。

背景技术

自动人行道是指带有循环运行踏板的走道，主要用于运送乘客的固定电力驱动设备。与自动扶梯不同的是，自动人行道在运行时乘客搭乘区不会出现阶梯状的梯路，即在承客区相邻踏板之间不出现踏面段差，因此，自动人行道一般设计成水平的或相对于水平方向不大于12°的倾角。

目前普遍使用的自动人行道的踏板一般是由专用的踏板链驱动，踏板两侧的滚轮在固定的导轨上运动。在自动人行道的端部，踏板通过直径较大的旋转轮翻转，使得踏板从运行方向转换到相反的方向循环运动。这种设计的不足主要有，一是为完成这种翻转过程，端部的坑道深度不得小于踏板宽度，实际设计时，这种坑道的深度一般不小于1米，长度不等地分布在两端。另一个缺点是当需要改变设备的位置时，把固定的结构从一个位置移动至另一个位置几乎无法实现，或者成本较高。

专利说明书GB2299316A提出了一种在端部通过U型固定的导轨引导来保持踏板在换向的过程中始终保持水平取向，踏板在整个换向过程中并未被翻转。实际上踏板移动到端部时，踏板前端的两个滚轮沿着弯曲的导轨被引导，后端的两个滚轮处于自由状态，踏板在驱动链的作用下实现换向过程。该设计可以使得自动人行道的底部结构更浅，然而，根据该专利说明书中的方案涉及的不足主要是：当踏板前轮运至U型导轨的端部时存在所谓的死点，在该位置踏板的方位不能被完全确定，踏板可能存在反向运动现象；其次，由于该专利在端部使用U型导轨进行引导踏板换向，考虑运行间隙、不理想的设计以及机械磨损等问题，踏板在U型导轨中运动时可能存在踏板卡死的现象。由于以上不足，使得踏板运行紊乱而被迫停止。

专利CN1976863为解决上述专利存在卡死的问题在自动人行道的端部引入了一个可以围绕固定轴旋转的托轮，该托轮的边缘开有四个接合区，主要用于踏板在转向时，接合区托住踏板的后轮带动踏板转动。当踏板移动至专利GB2299316所述的死点位置时，由于后一踏板前轮与托轮的另一接合区配合，该前轮在驱动链作用下带动托轮转动，使得托轮迫使前一踏板的尾端在方向改变的过程中越过死点。该专利的主要设计是引入了托轮定位设备，在踏板的滚轮与托轮的接合区配合前，托轮的定位设备使得托轮的接合区处于有利踏板滚轮配合的位置。该定位设备主要依赖于磁铁的磁力或弹簧的弹力使得在没有滚轮与接合区配合时转至合适的位置。其主要不足是该专利为完成踏板之换向过程，使得踏板的前轮与后轮错开一定的距离，造成使用的托轮结构笨重，当使用的定位设备的磁力不足或弹簧失效时，托轮的配合区无法转至合适的位置，踏板会撞击托轮，造成设备停止。

发明内容

本发明构思了一种通过齿轮传动结合独特的踏板结构，发明了一种适用于自动人行道及其类似产品中的平移换向装置。

本发明的应用于自动人行道中的踏板平移换向装置,包括设置自动人行道的框架基座端部且对自动人行道中的踏板驱动链换向的驱动链轮；其特征在于,还包括:

一轴设在所述驱动链轮中的固定齿轮轴,在所述固定齿轮轴的一端设置有太阳轮；

一套设在所述固定齿轮轴上且与所述驱动链轮固定连接的一法兰,所述法兰跟随所述驱动链轮转动；

轴设在所述法兰上的若干行星齿轮,所述行星齿轮与所述太阳轮啮合；所述行星齿轮在所述驱动链轮带动下绕所述固定齿轮轴公转，同时在所述太阳轮驱动下围绕自身轴线自转；

固定在每一踏板任一端侧上的踏板齿轮轴,在所述踏板齿轮轴上设置有踏板齿轮,所述踏板齿轮轴与所述踏板驱动链可回转连接；

在所述踏板运行到框架基座端部位需要进行换向时，所述踏板齿轮与其中一行星齿轮啮合，通过踏板驱动链和法兰、驱动链轮的支撑，使得踏板基本在踏板方向保证相同的取向，随着驱动链轮的转动，踏板平行运动至底部的返回导轨上反向运动，完成换向。

在本发明的一个优选实施例中，所述踏板齿轮轴固定安装在所述踏板端侧上的踏板前轮与踏板后轮之间。

在本发明的一个优选实施例中，所述踏板齿轮轴固定安装在所述踏板端侧上的踏板前轮与踏板后轮之间的中间位置上。

在本发明的一个优选实施例中，在所述踏板端侧上的踏板前轮与踏板后轮之间的中间位置上设置有一踏板凸台，在所述踏板凸台内设置有一轴孔，所述踏板齿轮轴另一端的轴端插入所述踏板凸台的轴孔内并通过穿过所述踏板凸台的轴孔和所述踏板齿轮轴另一端的轴端的插销固定连接，以便于在踏板齿轮轴磨损后，拔出插销予以更换。

在本发明的一个优选实施例中，所述踏板齿轮轴面向所述踏板驱动链的一端开设有一轴孔，在所述踏板驱动链对应每一踏板上的踏板齿轮轴位置的链节上固定有一驱动链外伸轴，所述驱动链外伸轴插入所述踏板齿轮轴上的轴孔内并与所述轴孔转动配合。

在本发明的一个优选实施例中，为保证所有踏板在运行至端部时，每一踏板上的踏板齿轮轴上的踏板齿轮与所述行星齿轮准确地啮合，相邻两踏板中的踏板齿轮轴之间的距离与行星齿轮10之间的分布有一确定性关系，即：

L＝(2π/n)×R×N，

其中：n＝行星齿轮个数；L＝两相邻踏板的踏板齿轮轴之间的轴线距离；R＝驱动链轮的节圆半径；N＝不小于1的正整数。

在本发明的一个优选实施例中，在所述框架基座端部设置有一防翘导轨，所述防翘导轨下表面与每一踏板前轮的外轮廓之间有一定的间隙，保证在正常的换向过程中每一踏板前轮在脱离主导轨后能进入到所述防翘导轨的下方并能顺利通过。

由于采用了如上的技术方案，本发明使得踏板在整个循环运转系统中，始终保持相同的取向，其优点在于：

一是在自动人行道的结构中，区别于传统的踏板翻转式换向，而是采用平移换向方法，能够有效降低自动人行道或类似产品的底部结构，节省空间占有率，实现自动人行道的浅底坑或无底坑结构设计。

二是在换向的过程中，本发明通过驱动链轮的转动，带动驱动链轮连接的行星齿轮公转并在太阳轮驱动下自转，进而行星齿轮驱使踏板上的踏板齿轮使踏板运动，弥补了专利GB2299316A中所述的存在死点的问题，形成了一个具有简单机械结构的可靠装置，用于自动人行道或等同物的踏板在端部的平移换向过程。

除此之外，本发明不同于在专利CN1976863所介绍的借助于托轮来完成踏板的换向过程，本发明通过齿轮换向装置实现了踏板的准确定位与换向过程。该换向装置主要利用行星齿轮与踏板上的齿轮之间的传动避免了专利CN1976863中由于磁力或弹力不足造成的撞击问题。

附图说明

通过下面的参考附图示例性地对本发明进行详细的说明，其中：

图1示出了在踏板前轮离开上主轨道时的一个阶段侧视图；

图2示出了在踏板前轮在换向起点时的一个阶段侧视图；

图3示出了在踏板进入返回导轨时的一个阶段侧视图；

图4示出了在转向端部自动人行道结构的俯视图；

图5示出了踏板与驱动链连接的分解图

图6示出了换向装置11的分解图

以上所示的图中各代号的含义如下：1.主导轨；2.踏板驱动链；3.踏板；4a、4b分别为踏板3轴设在踏板3左右两端侧的踏板前轮；5a、5b分别为踏板3轴设在踏板3左右两端侧的踏板后轮；6.踏板齿轮轴；7.插销；8.防翘导轨；9.框架基座；10.行星齿轮；11.换向装置；12.返回导轨；13.踏板后轮外缘在端部运行轨迹；14.踏板前轮外缘在端部运行轨迹；15.踏板平移换向装置；16.驱动链轮；17.固定齿轮轴；18.动力驱动链；19.驱动链外伸轴；20.踏板凸台；21.轴承；22.法兰；23螺钉

具体实施方式

本发明的踏板平移换向装置15适用于自动人行道，包括框架基座9，其主要作用是将运输设备、支撑部件等保持在一起，并将各部件产生的作用力传至基础上。在框架基座9的内部是一个起运输作用的踏板连接结构，该踏板连接结构是由多个踏板3彼此通过若干链节连接起来的踏板驱动链12联接在一起，供乘客站在其上表面。此外，本发明的自动人行道结构还要包括一个提供给踏板连接结构提供动力的驱动元件，该驱动元件主要通过动力机构和由动力机构驱动的动力驱动链18提供踏板连接结构的动力。

踏板连接结构由彼此相连的踏板3组成，每一个踏板3的两端侧均设有两个踏板前轮4a、4b以及两个踏板后轮5a、5b，在每一踏板3的两端侧的踏板前轮4a、4b与踏板后轮5a、5b之间的中间位置设有带有轴孔的踏板凸台20，踏板齿轮轴6另一端的轴端插入凸台20的轴孔内并与踏板凸台20的轴孔内并与踏板凸台20的轴孔转动配合。踏板齿轮轴6一端的轴端与踏板凸台20之间通过穿过踏板凸台20的轴孔和踏板齿轮轴6另一端的轴端的插销7固定连接，以便于在踏板齿轮轴6磨损后，拔出插销7予以更换。

在踏板齿轮轴6面向踏板驱动链2的一端开设有一轴孔，在踏板驱动链2对应每一踏板3上的踏板齿轮轴6位置的链节上固定有一驱动链外伸轴19，驱动链外伸轴19插入踏板齿轮轴6上的轴孔内并与轴孔转动配合，使得踏板3可以在踏板驱动链2的带动下在主导轨1或返回导轨12表面运动。其中踏板3上的踏板齿轮轴6相对于踏板3固定不动，其主要通过销轴7进行固定，踏板驱动链2上的驱动链外伸轴19可以在踏板齿轮轴6一端的轴孔中转动。

框架基座9的两内侧边缘处分别设有主导轨1和返回导轨12，主导轨1在上，返回导轨12在下。主导轨1主要是踏板3在工作时，作为踏板3上的两个踏板前轮4a、4b以及两个踏板后轮5a、5b在主导轨1上表面滚动的支撑导向构件；返回导轨12主要是为踏板3返回工作位置时供踏板3上的两个踏板前轮4a、4b以及两个踏板后轮5a、5b滚动的导向构件。

在踏板平移换向装置15的端部，本发明构思了在框架基座9的两侧各设置一换向装置11，该换向装置由驱动链轮16、行星齿轮10、轴承21、法兰22以及固定齿轮轴17构成。固定齿轮轴17的光轴部分主要通过轴承21用于支撑驱动链轮16转动；固定齿轮轴17中的太阳轮17a主要与行星齿轮组中的每个行星齿轮10啮合传动。本发明优选地使太阳轮17a的齿数与行星齿轮10的数量保持一致。

驱动链轮16是一多排链轮，一方面用于传递来自动力驱动链18的动力，另一方面用来驱动踏板驱动链2的运行。具体的说就是多排链轮中的一个链轮与动力驱动链18啮合，另一个链轮与踏板驱动链2啮合。

三个行星齿轮10周向均布轴设在一法兰22上，法兰22套在固定齿轮轴17并通过通过螺钉23固联在驱动链轮16中与踏板驱动链2啮合的链轮的端部上，使得三个行星齿轮10跟随驱动链轮16绕固定齿轮轴17的轴线公转，并与固定齿轮轴17上的太阳轮17a啮合，进而使得行星齿轮10绕自身轴线自转。

在主导轨1的端部，两侧各设有一防翘导轨8，其下表面与踏板前轮4a、4b的外轮廓之间有一定的间隙，保证在正常的换向过程中，踏板前轮4a、4b能顺利通过。防翘导轨8主要是防止当踏板3的重心由于制造或其他原因造成重心后移时，加之行星齿轮10的轮齿磨损较为严重时，踏板3发生逆时针转动过大。

本发明的踏板平移换向装置15使得踏板3在换向时始终保持相同的取向。当踏板3的踏板前轮4a、4b运至主导轨1的端部时，整个踏板3处于自动人行道的楼层板下部，即所示图中框架基座9的上边缘的下部，此时踏板3不再承受乘客的重量。当踏板前轮4a、4b超出主导轨的端部时，踏板前轮4a、4b悬空处于自由状态，整个踏板3的重量由驱动链外伸轴19以及踏板后轮5a、5b支撑；在踏板驱动链2的带动下，当踏板3上的踏板齿轮轴6上的踏板齿轮6a运动至即将与换向装置11中行星齿轮组的一个行星齿轮10的啮合位置时，行星齿轮组的一个行星齿轮10在驱动链轮16的带动下转至啮合位置。由于踏板上的踏板齿轮轴6上的踏板齿轮6a与行星齿轮组的一个行星齿轮10啮合时，啮合点与驱动链外伸轴16轴线之间有一定的距离，造成在啮合后，啮合齿之间的相互作用以及驱动链外伸轴16的约束，使得踏板基本在踏板方向保证相同的取向，随着驱动链轮16的转动，同时踏板3中的踏板前轮4a、4b按照图1至图3中的踏板前轮外缘在端部运行轨迹14平行运动至底部的返回导轨13上反向运动；踏板后轮5a、5b按照图1至图3中的踏板后轮外缘在端部运行轨迹13平行运动至底部的返回导轨132上反向运动；踏板3平行运动至底部的返回导轨12上反向运动。

为保证踏板3在运行至端部时，踏板3上的踏板齿轮轴6上的踏板齿轮6a与行星齿轮10准确地啮合，相邻两踏板3中的踏板齿轮轴6之间的距离与行星齿轮10之间的分布有一确定性关系，即：

L＝(2π/n)×R×N，其中

n＝行星齿轮个数；

L＝两相邻踏板的齿轮轴6之间的轴线距离；

R＝驱动链轮16的节圆半径；

N＝不小于1的正整数。

对本领域的技术人员来说，很明显本发明不限于上述所述的示例，而在权利要求书的范围内可以进行结构或形状的改变，例如，代替在换向装置11中的行星齿轮采用三个，可以改变行星齿轮的数量、各齿轮及齿轮轴由直齿改为斜齿，涡轮蜗杆等均可认为在本发明保护范围内。

Claims (7)

1.一种应用于自动人行道中的踏板平移换向装置,包括设置自动人行道的框架基座端部且对自动人行道中的踏板驱动链换向的驱动链轮；其特征在于,还包括:

一轴设在所述驱动链轮中的固定齿轮轴,在所述固定齿轮轴的一端设置有太阳轮；

一套设在所述固定齿轮轴上且与所述驱动链轮固定连接的一法兰,所述法兰跟随所述驱动链轮转动；

轴设在所述法兰上的若干行星齿轮,所述行星齿轮与所述太阳轮啮合；所述行星齿轮在所述驱动链轮带动下绕所述固定齿轮轴公转，同时在所述太阳轮驱动下围绕自身轴线自转；

固定在每一踏板任一端侧上的踏板齿轮轴,在所述踏板齿轮轴上设置有踏板齿轮,所述踏板齿轮轴与所述踏板驱动链可回转连接；

在所述踏板运行到框架基座端部位需要进行换向时，所述踏板齿轮与其中一行星齿轮啮合，通过所述踏板驱动链和法兰、驱动链轮的支撑，使得踏板基本在踏板方向保证相同的取向，随着驱动链轮的转动，踏板平行运动至底部的返回导轨上反向运动，完成换向。

2.如权利要求1所述的一种应用于自动人行道中的踏板平移换向装置，其特征在于，所述踏板齿轮轴固定安装在所述踏板端侧上的踏板前轮与踏板后轮之间。

3.如权利要求2所述的一种应用于自动人行道中的踏板平移换向装置，其特征在于，所述踏板齿轮轴固定安装在所述踏板端侧上的踏板前轮与踏板后轮之间的中间位置上。

4.如权利要求3所述的一种应用于自动人行道中的踏板平移换向装置，其特征在于，在所述踏板端侧上的踏板前轮与踏板后轮之间的中间位置上设置有一踏板凸台，在所述踏板凸台内设置有一轴孔，所述踏板齿轮轴另一端的轴端插入所述踏板凸台的轴孔内并通过穿过所述踏板凸台的轴孔和所述踏板齿轮轴另一端的轴端的插销固定连接，以便于在踏板齿轮轴磨损后，拔出插销予以更换。

5.如权利要求4所述的一种应用于自动人行道中的踏板平移换向装置，其特征在于，所述踏板齿轮轴面向所述踏板驱动链的一端开设有一轴孔，在所述踏板驱动链对应每一踏板上的踏板齿轮轴位置的链节上固定有一驱动链外伸轴，所述驱动链外伸轴插入所述踏板齿轮轴上的轴孔内并与所述轴孔转动配合。

6.如权利要求1所述的一种应用于自动人行道中的踏板平移换向装置，其特征在于，相邻两踏板中的踏板齿轮轴之间的距离与行星齿轮10之间的分布有一确定性关系，即：

L＝(2π/n)×R×N，

其中：n＝行星齿轮个数；L＝两相邻踏板的踏板齿轮轴之间的轴线距离；R＝驱动链轮的节圆半径；N＝不小于1的正整数。

7.如权利要求1至6任一项权利要求所述的一种应用于自动人行道中的踏板平移换向装置，其特征在于，在所述框架基座端部设置有一防翘导轨，所述防翘导轨下表面与每一踏板前轮的外轮廓之间有一定的间隙，保证在正常的换向过程中每一踏板前轮在脱离主导轨后能进入到所述防翘导轨的下方并能顺利通过。

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