CN116096665A - 楼梯升降机的或与其相关的改进 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种摩擦驱动楼梯升降机，其具有与楼梯升降机轨道的上表面摩擦接合的一对驱动轮，驱动轮安装为在通过楼梯升降机轨道中心线的竖直平面内旋转。轨道优选地由两根基本平行的管形成，滑架与其在任何特定时间内接触的那部分轨道保持垂直。

Description

楼梯升降机的或与其相关的改进

技术领域

本发明涉及楼梯升降机，特别是，虽然不一定是唯一地，涉及一种楼梯升降机，其中楼梯升降机轨道包括倾斜度和/或方向的变化。这样的楼梯升降机通常被称为曲线楼梯升降机，并且与直线楼梯升降机形成对比，后者中的轨道处于单一的、固定的倾斜角度。

背景技术

现今有许多形式的曲线楼梯升降机可供使用，以多种方式满足用户的需求和愿望。总的来说，人们不仅对功能有越来越多的要求，而且对制造、安装和维护的便利性也有越来越多的要求；同时也对乘坐质量和美学等因素有越来越多的要求。最理想的是，楼梯升降机在轨道的下端有一段是竖直的，以允许滑架向下行进到一个位置，在这个位置上，脚踏的位置接近地面，以便安全地安装和卸下楼梯升降机。此外，还需要在轨道的弯曲处有陡的水平弯曲，以便将轨道对楼梯的侵扰降至最低。

当前可用的大多数楼梯升降机都包括齿条和小齿轮驱动装置。这样的驱动装置稳固可靠，但在使用时也有某些限制。例如，轨道部分必须设置为具有齿条齿距的倍数的长度，而且在将轨道部分连接在一起时，并不总是能够准确地匹配齿距。因此，乘坐质量受到影响，而无论如何齿条和小齿轮驱动的乘坐质量都不是最理想的；而且这个问题随着滑架速度的增加而增加。鉴于人们希望将楼梯升降机的速度尽可能地保持在允许的0.15m/sec的最大值，乘坐质量问题是齿条和小齿轮驱动的一个重大缺陷。此外，由于齿距和/或排列在弯曲处发生变化，并且可能在一定程度上导致与驱动小齿轮的啮合问题，因此可以适配的弯曲半径存在限制。

摩擦驱动已被提议作为齿条和小齿轮驱动的替代方案。美国专利No.2,888,099描述了一种摩擦驱动楼梯升降机，其中共同驱动轴线上的多个驱动轮被偏置为与角形截面轨道的顶板接触。为了保持滑架轴线的竖直，以及保持椅子通过过渡弯曲时的水平，椅子和滑架之间的相对旋转通过作用于固定在轨道上并且沿着轨道延伸的、低于轨道顶板的调平杆的机械连杆来实现的。这就限制了可以实现的轨道角度的陡度，而且，虽然在专利正文中披露，所描述的楼梯升降机可以被配置为包括水平面中的弯曲(也称为内/外弯曲)，但这种弯曲类型没有被描述或说明，并且，由于轨道部分和驱动轮的宽幅，任何水平弯曲都必须有很大的半径，使楼梯升降机不适合安装在家用住宅的楼梯上。

在授予给本申请人的英国专利GB 2 379 209中描述了另一种形式的摩擦驱动楼梯升降机。在该专利中，轨道由两根竖直间隔的管形成，楼梯升降机的滑架通过通常所说的滑轮可滑动地安装在上管上。滑架还包括与下管相抵以防止滑架和椅组件向前倾斜或绕轨道的纵向轴线旋转的支撑辊。由于滑架始终保持竖直，对能够适配的轨道角度有限制，因为在较陡的轨道角度下，下支撑辊与底轨道管的接触越来越少，诸如已公布的国际专利申请WO 2005/085114和WO 2017/187161中所述的轨道配置无法实现，因为下支撑辊将完全不与底轨道管接触。在这个专利中描述的楼梯升降机的另一个问题是，在内/外弯曲中，驱动辊会横向划过上管的表面，导致磨损加剧。

已公布的国际专利申请WO 2014/098573中描述了另一种摩擦驱动楼梯升降机的配置。提供了一种横截面为圆柱体或椭圆形的轨道，其中相对的侧面向内形成横向面对的凹部，该凹部延伸到轨道的长度。驱动轮位于凹部内。所描述的装置被认为有一些限制。首先，轨道的横截面形状难以形成，特别是难以形成为使得在弯曲中保持该横截面形状。另一个问题是，由于驱动轮接在轨道侧表面的凹部中，滑架必须有足够的宽度来容纳驱动装置。驱动装置本身限制了能够实现的内/外弯曲的半径，而装置的横向体积也限制了可以实现的轨道到墙壁的尺寸。最后，驱动轮不仅必须提供摩擦力来沿轨道驱动滑架，而且还必须反作用于对倾向于导致滑架围绕轨道轴线倾斜或滚动的负载。因此，预计驱动轮将经受相当大的磨损。

本发明的目的是提供一种摩擦驱动楼梯升降机，它至少可以在一定程度上解决上述问题；或者至少可以提供一种新颖而有用的选择。

发明内容

因此，在第一方面，本发明提供了一种楼梯升降机，其包括具有顶表面和平行于该顶表面延伸的长度方向轴线的轨道；安装在该轨道上用于沿其移动的滑架，该滑架和该轨道被配置成滑架在轨道上的任何位置上滑架基本垂直于长度方向轴线；以及安装在该滑架上的椅子，其中该顶表面限定沿该轨道延伸的驱动表面，该滑架包括被配置和布置为在该驱动表面上的间隔位置与该驱动表面的多个驱动辊相摩擦接合，参考平面穿过每个驱动辊的中心、垂直于各驱动辊的旋转轴线、在滑架在轨道上的任何位置穿过轨道的中心线，该滑架还包括用于将该驱动辊偏置在该驱动表面上的偏置装置；以及抵抗该滑架围绕该长度方向轴线的旋转运动的装置。

优选地，该驱动表面由第一纵向延伸构件限定，该抵抗该滑架围绕该长度方向轴线的旋转运动的装置部分地由第二纵向延伸反应表面限定，并且其中，当该轨道处于其使用位置时，该反应表面与该驱动表面间隔开并且在该驱动表面下方。

优选地，该第一纵向延伸构件和第二纵向延伸构件包括两个基本上均匀间隔的圆形截面的管，当轨道安装使用时，这些管基本上设置为一个在另一个上面。

优选地，驱动辊与该两个间隔的管中的上管接合，该偏置装置包括与该上管的底面接合的一个或多个偏置辊。

可替换地，驱动辊与该两个间隔的管中的上管接合，该偏置装置包括与该两个间隔的管中的下管接合的一个或多个偏置辊。

优选地，该偏置辊部分地限定该抵抗滑架绕该长度方向轴线的旋转的装置。

优选地，该抵抗该滑架绕该长度方向轴线的旋转运动的装置包括与该两个间隔的管中的下管接合的多个支撑辊。

优选地，该多个支撑辊包括在该下管的纵向中心线的相对侧面上接合该下管的两个辊。

优选地，该两个辊包括可绕固定轴线旋转的第一辊；以及可旋转地安装在臂上的第二辊，该臂安装为绕该固定轴线枢转。

优选地，该偏置辊安装和配置为沿间隔的偏置轴线施加偏置力，该偏置轴线基本上垂直于该长度方向轴线。

优选地，该驱动辊安装成围绕垂直于该长度方向轴线的枢轴进行枢转，该枢轴中的每个枢轴位于各驱动辊的参考平面内。

优选地，当沿该长度方向轴线看时，该驱动辊的接触表面与该轨道上与之接触的那些部分具有基本相同的形状。

优选地，楼梯升降机还包括被配置并且可操作以当该滑架在竖直平面内移动通过该轨道的弯曲时在该椅和该滑架之间实现相对旋转以保持该椅基本水平的调平设施。

优选地，该轨道包括弯曲，当从俯视视角看时，该弯曲的弯曲半径基本上等于形成尾部的管的直径的两倍。

优选地，该驱动辊具有由聚氨酯形成的驱动表面，其邵氏硬度(shore hardness)在92至95范围内。

优选地，该楼梯升降机，当安装在楼梯中时，该轨道具有上端和下端，轨道的终止于该下端的部分基本上是竖直的。

本发明的实施方式的许多变化将呈现给本领域的技术人员。下面的描述只是为了说明实施本发明的一种方法，对变体或等同物的描述不足，不应视为限制性的。在所附权利要求书的范围内，只要有可能，对某一具体元素的描述应被视为包括其任何和所有的等同物，无论现在或将来是否存在。

附图说明

现在将参照附图对本发明进行描述，其中：

图1：示出了体现本发明的楼梯升降机的一个示例的部分的等距视图；

图2：示出了图1所示的楼梯升降机滑架内的基础底架部件的放大后的等距视图；

图3：示出了图1所示的滑架和轨道的放大后的部分剖面等距视图；

图4：示出了图3的滑架中所包含的上辊子组件的部分从后部看的等距视图；

图5：示出了图3和图4的滑架的正面等距视图，图示了下辊子组件；

图6：示出了通过内弯曲时滑架构造的等距视图；

图7：示出了图6中从上面看所示出的内容，为了清晰起见，省略了某些部分；

图8：示出了通过外弯曲时前面所描述的滑架从上面看的等距视图；

图9：示出了前面所描述的滑架通过负过渡弯曲时的俯视图；

图10：示出了与图9类似的视图，但是是从后面看；

图11：示出了与图10类似的视图，但是滑架通过正过渡弯曲；

图12：示出了体现本发明的第二种形式的楼梯升降机的部分的等距视图；

图13：示出了图12所示的楼梯升降机滑架的一部分沿轨道轴线方向的部分剖视图；

图14：示出了图12和13中所示的滑架从正面看的等距视图；

图15：示出了图12至图14的滑架通过正过渡弯曲时从前面看的俯视图；

图16：示出了与图15类似的视图，但是滑架通过负过渡弯曲；

图17：示出了图12至图16的滑架通过外弯曲时从后面看的等距视图；和

图18：示出了图15至图17的滑架通过内弯曲时从后面看的等距视图。

具体实施方式

首先参考图1，示出了楼梯升降机100的第一实施例，其包括被安装在轨道102上用于沿轨道移动的滑架101。以传统的方式，滑架通过支架103安装有一个接口(未示出)，该接口转而安装椅子(未示出)。提供一个调平设施(未示出)以实现接口和滑架之间的相对旋转，从而使椅子在滑架沿轨道运动的整个过程中保持基本水平。适当形式的调平设施对于本领域的技术人员来说是众所周知的，并且由于不是本发明所固有的，因此在本公开中不再描述。

轨道102具有驱动表面和被定位和配置为阻止滑架围绕轨道的纵向轴线旋转的表面。在本实施例中，驱动表面由轨道的上表面提供，在这种情况下，是由包括间隔开的上管104和下管105的轨道的上管的顶表面。被定位和配置成抵抗滑架围绕轨道的纵向轴线旋转的表面，方便地由下管105的侧表面提供。按照已知的方式，管104和105优选地由圆形截面的金属管形成，管被竖直间隔开，并由C形支架106保持基本恒定的间隔。合适的管的非限制性示例是低碳钢圆截面管，其标称外径为45mm。

如图1所示，轨道包括负过渡弯曲107、正过渡弯曲108、外弯曲109和内弯曲110。图1中还示出了长度方向轴线111，其遵循包括轨道的各个部分的方向和角度。

滑架和轨道被配置为使得无论滑架103在轨道102上的何位置，滑架轴线112(图5)都保持与轨道的方向或纵向轴线111垂直，该滑架轴线112在滑架穿越水平部分的轨道时是竖直的。这是通过将轨道管104和105以基本恒定的竖直间距布置，以及通过下面将更详细地介绍的驱动辊和偏置装置的配置来实现的。

在本实施例中，滑架101包括驱动辊组件113，该驱动辊组件113被配置为与上轨道管104，特别是与上轨道管104的上表面中的驱动表面摩擦接合。如所示，驱动辊组件113包括一对摩擦辊116，其与驱动表面上的间隔点接合；以及偏置装置，在这种情况下是一对偏置辊118，其与上轨道管104的下表面接合，并且其被配置、安装和放置为使摩擦辊116偏置以与上轨道管104接触。驱动辊和偏置辊优选地是成组提供，图4中示出了其中一组119。在本实施例中，每个组119还包括驱动马达/齿轮箱单元120，用于向驱动辊116提供驱动力。每个驱动辊116被安装为在支架121中进行旋转，该支架121包括在两侧横向延伸的突出部122，突出部122包括孔123，孔123容纳平行于滑架轴线112的从支架126向上延伸的轴125，偏置辊118被可旋转地安装在支架126中。上横向构件127被固定在轴125的上端，偏置部件诸如螺旋弹簧128被方便地安置在轴125周围，并且在突出部122和横向构件127之间发挥作用，以使偏置辊118向其各自的驱动辊116位移。然而，本领域的技术人员会意识到，可以提供其他的装置来施加偏置，其包括气动和/或液压装置。

两个辊组119被安装在底架基础构件130上，如图2所示。销等(未示出)穿过底架横向构件132中间隔的安装孔131，并且与驱动辊支架121中的安装孔133接合。这允许各辊组119可以围绕安装轴线134枢转，如图7所示。当滑架被装配到轨道上时，轴线134穿过上轨道管104的纵向中心线，并且与滑架轴线112平行。

第二辊组件114优选地包括一对辊，其在通过管105的中心线的竖直轴线的相对两侧与下轨道管105接合。如所示，辊组件114被安装在与滑架轴线112平行排列的轴136上，轴136位于底架基座的孔138内。这对辊包括主反应辊140，其能够在由轴136限定的固定轴线上自由旋转，以及定位辊142，其被可旋转地安装在从轴的下端突出的臂143上，使得该臂能够围绕该轴的轴线144枢转。如图3中的箭头145所示，轴136也可以在底架基座内上升和下降。这允许滑架在沿轨道行驶时，能够适应轨道管104和105的间距的任何变化，诸如典型地在过渡弯曲中出现的情况；也可能是由于制造公差的变化而出现的。可以看出，当滑架从正视图或背视图看时，轴的轴线144位于轴线133之间的中间位置。

图8示出了辊组件在通过外弯曲时的行为。可以看出，上辊组件的辊组119以第一种但相反的方式围绕轴线134进行枢转。图6和图7中示出了辊组为内弯曲，可以看出，辊组119再次围绕轴线134枢转，但是是以第二种相反的方式枢转。同样可以理解的是，在内弯曲和外弯曲中，安装定位辊142的臂143能够围绕轴线144枢转，以保持反应辊和定位辊与下轨道管105接触。

图9和图10分别从前面和后面示出了辊组在通过负过渡弯曲时的行为，而图11则从后面示出了辊组在通过正过渡弯曲时的行为。当通过这两种类型的过渡弯曲时，偏置辊118相对于驱动辊116在如图10中的箭头146所示的平行于滑架轴线112的方向上移位，轴125在弹簧128的偏置下在孔123中滑动。第二或下辊组也能够沿图3中的箭头145的方向移动，以适应过渡弯曲中轨道间距的任何变化。

现在转向图12至图18，示出了体现本发明的楼梯升降机200的第二示例。如图12中所示，楼梯升降机200包括被安装在轨道202上用于沿轨道移动的滑架201。以传统的方式，滑架将接口(未示出)安装在滑架底架204的前表面203上，该接口转而安装椅子(未示出)。提供一个调平设施(未示出)以实现接口和滑架之间的相对旋转，从而使椅子在滑架沿轨道运动的整个过程中保持基本水平。如上所述，调平设施不是本发明固有的，将不会在本公开中进一步描述。

如先前描述的实施例一样，轨道202具有驱动表面和被定位和配置为抵抗围绕轨道的纵向轴线旋转的表面。如先前描述的实施例一样，驱动表面由上轨道管205的顶表面限定，而反应表面优选地由下轨道管206的侧表面提供。轨道管205和206优选沿竖直间隔，并且通过支架207保持基本恒定的竖直间隔，支架207优选地沿，或基本沿轨道管205和206的纵向中心线排列。

如图所示，轨道包括负过渡弯曲208、正过渡弯曲209、外弯曲210和内弯曲211。还示出了长度方向轴线212，其遵循包括轨道202的各个部分的方向和角度。

滑架被配置为使得无论滑架203在轨道202上的何位置，滑架轴线215(图14)都保持与轨道的方向或长度方向轴线212基本上垂直，该滑架轴线215在滑架行驶在水平部分的轨道时是竖直的。这是通过轨道管的恒定间距，以及为滑架提供与上轨道205接合的第一或上辊组213和与下轨道206接合的偏置装置214，并且偏置装置214运行以使上辊组与上轨道205上的驱动表面接合。

在本实施例中，第一辊组件213被配置为驱动辊组，并被进一步配置为与上轨道管205的上表面部分上的间隔点摩擦接合。如所示，上辊组件213包括被安装在倒U形支架218中以围绕轴线219旋转的一对摩擦驱动辊216。支架218被安装在底架基座204上，以围绕间隔的轴线220枢转，轴线220与滑架轴线212平行并且穿过上轨道管205的纵向中心线。马达/齿轮箱单元(未示出)优选地被安装在支架218上，以向辊216提供驱动力，支架还将支撑辊222安装在U型臂的自由端上，辊222的作用是保持驱动辊216与上轨道管205正确对齐，并且抵抗辊216的横向载荷。

在上面描述的第一实施例中，驱动辊和保持驱动辊与轨道接合所需的偏置设施都与上轨道管接合。在这第二实施例中，驱动辊依然对上轨道管205进行驱动，同时对下轨道管206施加偏置力。在本实施例中，偏置设施由包括偏置辊225的第二或下辊组件214方便地提供，偏置辊225被配置和定位为沿下轨道管206的纵向中心线施加一个向上的偏置力。组件214还包括一对定位辊226和227，其被定位为在穿过下轨道管206的纵向中心线的相对两侧面上与管206接合，并且被配置为抵抗辊组214沿下轨道管206的水平中心线方向或基本沿该水平中心线方向的横向运动。

辊225、226和227被安装在托架230中，托架又被安装在下支架232上，以围绕轴线233进行枢转运动；轴线233与滑架轴线215平行。辊227围绕轴线233旋转，而辊226被可旋转地安装在与轴线233间隔的位置的托架上，托架230有效地包括围绕轴线233枢转的臂。

下支架232被安装在滑架底架204上，以便沿箭头234的方向滑动移动(图14)。同样，在箭头234方向的运动也与滑架轴线215平行，运动轴线基本上在轴线220的中间位置。在所示的形式中，两个支柱235从下支架232向上延伸，并且被可滑动地收到在滑架底架204的上表面237中形成的孔236中。优选地提供压缩弹簧238，安装在支柱235周围，并在安装在支柱和滑架底架204的底座240中的开口簧环239之间发挥作用，以使偏置辊225竖直向上偏置在下轨道管206上。

图15和图16分别从正面示出了辊组件213和214通过负过渡弯曲时的特点。当通过这两种类型的过渡弯曲时，下辊组件214相对于上辊组件在如箭头234所示的平行于滑架轴线212的方向上位移，以抵抗压缩弹簧238的偏置。这不仅使滑架能够通过过渡弯曲，而且还能适应轨道管间距的任何变化，无论在过渡弯曲是否发生这种变化。事实上，虽然轨道管之间的间距基本上是恒定的，但可以刻意引入一些变化，以便使下辊组件施加的偏置力保持基本恒定。

图17从后面示出了辊组件在通过外弯曲时的行为。可以看出，驱动辊216围绕轴线220以第一种相反的方式枢转，以适应弯曲。图18从后面示出了辊216在内弯曲中的行为，可以看出，辊再次围绕轴线220枢转，但是是以图17中所示的第二种相反的方式枢转。还可以看到，在内弯曲和外弯曲中，安装下辊组214的托架230能够围绕轴线233枢转，以保持下辊组件与下轨道管206接触。

在所述的两个实施例中，驱动辊优选地由高摩擦塑料材料形成，例如，聚氨酯，尽管这并不是必须的，任何合适的材料都可以使用。我们发现，邵尔硬度落在92-95之间的聚氨酯驱动辊特别合适。可以使用硬度较低的材料来提供更大的摩擦力，但其代价是更大的磨损率。同样，硬度较大的材料会表现出较少的磨损，但提供较少的摩擦。

使用两个小的摩擦驱动轮，典型地但不限于在中心的直径为75-100mm，使楼梯升降机表现出比齿条齿轮驱动系统更好的乘坐质量，而且还允许适应更陡的弯曲和更陡的轨道角度。根据滑架的几何形状，设想可以实现基本上2倍于公称管直径的内弯曲，这意味着可以适配由公称直径45mm的管形成的半径为90-100mm的内弯曲。这转而又允许改进轨道与楼梯的配合。

Claims (16)

1.一种楼梯升降机，其包括具有顶表面和平行于所述顶表面延伸的长度方向轴线的轨道；安装在所述轨道上用于沿其移动的滑架，所述滑架和所述轨道被配置成滑架在轨道上的任何位置上滑架基本垂直于所述长度方向轴线；以及安装在所述滑架上的椅子，其中：

所述顶表面限定沿所述轨道延伸的驱动表面，所述滑架包括被配置和布置为在所述驱动表面上的间隔位置和所述驱动表面的多个驱动辊相摩擦接合，参考平面穿过每个驱动辊的中心、垂直于各驱动辊的旋转轴线、在滑架在轨道上的任何位置穿过轨道的中心线，所述滑架还包括用于施加有效的夹持偏置以将所述驱动辊夹持在所述轨道上的偏置装置；以及抵抗所述滑架围绕所述长度方向轴线的旋转运动的装置。

2.如权利要求1所述的楼梯升降机，其中所述驱动表面由第一纵向延伸构件限定，所述抵抗所述滑架围绕所述长度方向轴线的旋转运动的装置部分地由第二纵向延伸反应表面限定，并且其中，当所述轨道处于其使用位置时，所述反应表面与所述驱动表面间隔开并且在所述驱动表面下方。

3.如权利要求2所述的楼梯升降机，其中所述第一纵向延伸构件和第二纵向延伸构件包括两个基本上均匀间隔的圆形截面的管，当轨道安装使用时，所述管基本上设置为一个在另一个上面。

4.如权利要求3所述的楼梯升降机，其中所述驱动辊与两个间隔的所述管中的上管接合，所述偏置装置包括与所述上管的底面接合的一个或多个偏置辊。

5.如权利要求3所述的楼梯升降机，其中所述驱动辊与两个间隔的所述管中的上管接合，所述偏置装置包括与两个间隔的所述管中的下管接合的一个或多个偏置辊。

6.如权利要求6所述的楼梯升降机，其中所述偏置辊部分地限定所述抵抗所述滑架绕所述长度方向轴线的旋转的装置。

7.如权利要求3至6中任一所述的楼梯升降机，其中所述抵抗所述滑架绕所述长度方向轴线的旋转运动的装置包括与两个间隔的所述管中的下管接合的多个支撑辊。

8.如权利要求7所述的楼梯升降机，其中所述多个支撑辊包括在所述下管的纵向中心线的相对侧面上接合所述下管的两个辊。

9.如权利要求8所述的楼梯升降机，其中所述两个辊包括可绕固定轴线旋转的第一辊；以及可旋转地安装在臂上的第二辊，所述臂安装为绕所述固定轴线进行枢转。

10.如前述权利要求中任一所述的楼梯升降机，其中所述偏置辊安装和配置为沿间隔的偏置轴线施加偏置力，所述偏置轴基本上垂直于所述长度方向轴线。

11.如前述权利要求中任一所述的楼梯升降机，其中所述驱动辊安装成围绕垂直于所述长度方向轴线的枢轴进行枢转，所述枢轴中的每个枢轴位于各驱动辊的参考平面内。

12.如前述权利要求中任一所述的楼梯升降机，其中当沿所述长度方向轴线看时，所述驱动辊的接触表面与所述轨道上与之接触的那些部分具有基本相同的形状。

13.如前述权利要求中任一所述的楼梯升降机，其还包括调平设施，所述调平设施被配置并且可操作以当所述滑架在竖直平面内移动通过所述轨道的弯曲时在所述椅和所述滑架之间实现相对旋转以保持所述椅基本水平。

14.如前述权利要求中任一所述的楼梯升降机，其中所述轨道包括弯曲，其半径基本上等于形成尾部的管的直径的两倍。

15.如前述权利要求中任一所述的楼梯升降机，其中所述驱动辊具有由聚氨酯形成的驱动表面，聚氨酯的邵氏硬度在92至95范围内。

16.如前述权利要求中任一所述的楼梯升降机，其中当安装在楼梯中时，所述轨道具有上端和下端，轨道终止于所述下端的部分基本上是竖直的。

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