CN117342383A - 轻量化快速配载平能电梯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻量化快速配载平能电梯，包括轻量化的轿厢总成，轿厢总成包括位于其顶部和底部的整流罩,轿厢总成中部连接有小拉力运行控制索，对重板带支座通过对重板带与配载对重架连接，对重板带中部绕过板带固定滑轮；轿厢总成外侧只有一侧连接有导轨总成，轿厢总成上设有与导轨总成相适配的刹车机构；还包括配载箱体、灌载储球箱和若干重球。本发明提供的轻量化快速配载平能电梯，可大幅降低曳引动力、刹车力，进而实现大幅降耗、提速的目的。

Description

轻量化快速配载平能电梯

技术领域

本发明涉及电梯领域，尤其涉及一种轻量化快速配载平能电梯。

背景技术

现在的电梯原理:轿厢与对重通过曳引钢索连接,电梯的动力、刹车、对重均通过钢索实现，通过对钢索的控制实现电梯的运行。

受曳引钢索性能瓶颈的限制，现有电梯存在明显不足：

1)安全度不足：重大电梯事故及轻微安全事件常有发生。

2)运行速度受限：现在的高速电梯一般是2m/s，超高速电梯只做到5m/s。

3)电梯耗能巨大：在大中城市电梯的耗能占到整个城市用电总量的5％左右，城市越大占比越高，最高的甚至接近8％。

为了从根本上克服现有电梯的不足，经过多年的研究和发展，涵盖专利2021107209338、2021107219255等技术的“平能电梯”(平安且节能的电梯)项目已在清华大学通过仿真数理研究。项目的工程样机试验、技术完善、型号设计、相关规范制定等工作也在顺利进行中。在此基础上发展出“轻量化快速配载平能电梯”。

依据项目研究报告，“平能电梯”可以实现高度安全、大幅节能、更高梯速的目的，但依然存在需要完善的地方，包括：

1)配载时间过长，导致乘梯感受不佳的问题。

2)固定对重质量过大，导致电梯加、减速能耗依然有较大优化空间。

3)引导动力通过主钢轨爬行实现，成为运行震动和噪音之一，同时增加了运行机械变速难度。

4)随着梯速的增加，轿厢在井道内的风阻成为了需要考虑的耗能之一。

基于“平能电梯”存在需要完善优化的方向，“轻量化快速配载平能电梯”需要实现以下目的：

1)快速配载，将配载时间控制在5秒以内。

2)大幅减轻轿厢自重，将轿厢自重控制在电梯额定荷载的10％以内。

3)引导动力不再通过主钢轨爬行实现，改由机房小功率曳引动力来实现。

4)给轿厢加上整流罩，降低风阻系数。

“轻量化快速配载平能电梯”包含四大核心系统：微重力差对重系统、小功率曳引动力系统、轻量化轿厢及安全保障系统、自润滑重球快速配载系统。

发明内容

本发明的目的是提供能解决上述技术问题的一种轻量化快速配载平能电梯。

为实现上述目的，本发明提供一种轻量化快速配载平能电梯，包括轻量化的轿厢总成，轿厢总成包括位于其顶部和底部的整流罩,轿厢总成中部连接有小拉力运行控制索，轿厢总成的顶部周围设有对重板带支座,对重板带支座通过对重板带与配载对重架连接，对重板带中部绕过板带固定滑轮；轿厢总成外侧只有一侧连接有导轨总成，轿厢总成上设有与导轨总成相适配的刹车机构；还包括配载箱体、灌载储球箱和若干重球；配载箱体设置在配载对重架上，灌载储球箱为多个且沿电梯井高度间隔布置；配载箱体一侧设有第一推拉门，第一推拉门联动有门推拉器；配载箱体内设有配载层，配载箱体上还设有用于将位于配载层中的重球推向灌载储球箱的推球机构。

进一步的，所述配载对重架与轿厢总成两者底部之间通过平衡对重索及电缆连接；轿厢总成还连接有伸出至电梯井外的电缆；配载对重架上还连接有压重块；配载对重架上设有对重轨道滑动支座，对重轨道滑动支座与对重架导轨滑动配合，对重架导轨通过导轨支架安装在电梯井内；对重架导轨对称布置在配载对重架的左右两侧。

更进一步的，所述配载箱体内设有至少两层配载层，各配载层上下排列；所述推球机构包括依次联动的进退板驱动电机、第一传动组件、进退板传动螺杆和动力进退板；进退板传动螺杆与动力进退板螺纹配合，动力进退板位于配载层中且两者滑动配合。

更进一步的，所述门推拉器包括依次联动的门推拉电机、第二传动组件、螺纹套筒、门推拉螺杆，门推拉螺杆与第一推拉门连接；配载箱体上设有第一门导轨，第一推拉门与第一门导轨相适配。

更进一步的，所述灌载储球箱包括储球箱体，储球箱体上朝向配载箱体的一侧通过第二门导轨滑动连接有第二推拉门；储球箱体内设有底面朝配载箱体所在方向倾斜的微坡储球层；所述第一推拉门上设有电动插销，电动插销与所述灌载储球箱的第二推拉门相适配；所述第二推拉门上设有插销联动滑孔，电动插销与插销联动滑孔插接配合；所述第二门导轨倾斜布置；所述插销联动滑孔设置在与第二推拉门滑动配合的滑块上；所述第二推拉门上还设有纵向条形孔，电动插销的销杆穿过纵向条形孔与滑块的插销联动滑孔插接配合，纵向条形孔的宽度大于电动插销的销杆宽度；所述灌载储球箱内至少两个上下排列的微坡储球层，上下相邻微坡储球层之间通过微坡度承板分隔。

更进一步的，所述重球的外表面设有自润滑层；自润滑层为聚四氟乙烷外包膜。

更进一步的，所述轿厢总成包括相连接的轿厢主体结构和轿厢体；轿厢主体结构包括两个对称布置的主吊架，主吊架呈环状结构；两个主吊架其中一侧的上、下两侧分别通过第一横梁和第二横梁连接；两个主吊架另一侧之间连接有至少两条槽板连杆；所述两个主吊架之间连接有由整流罩传力杆构成的框架，所述整流罩设置在框架上；所述小拉力运行控制索与框架连接；所述主吊架上设有对重吊点槽板翼，对重吊点槽板翼上设有与所述对重板带支座相对应的安装螺孔；所述第一横梁和第二横梁上均开设有圆孔；所述第一横梁或第二横梁上设有测重力差应力应变片。

更进一步的，所述轿厢总成顶部的对角位置均设有激光测距测速定位仪。

更进一步的，所述导轨总成包括滑动配合的轿厢轨道滑动支座和安保钢轨，轿厢轨道滑动支座连接在轿厢主体结构的第一横梁和第二横梁上；所述刹车机构设置在第一横梁和第二横梁上且与安保钢轨相配合。

更进一步的，还包括设置在电梯井顶部或底部的机房，机房中设有小功率曳引动力机构，小功率曳引动力机构与小拉力运行控制索相联动；所述小拉力运行控制索的两端分别与轿厢总成的上下两端连接；小拉力运行控制索与设置在电梯井和机房两者中的导向轮相适配；小功率曳引动力机构包括依次联动的电动发电一体机、联动轴、变速器和曳引轮；所述曳引轮与小拉力运行控制索相适配。

有益效果

与现有技术相比，本发明的轻量化快速配载平能电梯的优点为：

1、当电梯的轿厢停在相应楼层且因装载货物或人员而导致重量变大后，通过板带与轿厢连接的配载箱体其第一推拉门打开，灌载储球箱内的重球进入配载箱体内，使配载对重架与轿厢总成两侧的质量基本一致。当轿厢内的重量变轻时，配载箱体的推球机构将配载箱体中的重球推向灌载储球箱，直至配载对重架与轿厢总成两侧的质量基本一致。该结构可让电梯曳引动力总成只需提供较小的曳引动力即可让轿厢上下移动。由于重球数量多，可实现重量的精确调节，而且由于重球出入配载箱体的行程极短，能在短时间内快速完成配载，在确保电梯安全运行的前提下提高电梯运行效率。

2、配载对重架通过配置压重块使其自重与轿厢总成的自重相等，在每次运行中依据轿厢总成荷载变化量向配载箱体配入基本相同的荷载，使电梯运行时对重差基本为零(小于1个配载单位:15-30kg),从而大幅降低曳引动力、刹车力，进而实现大幅降耗、提速的目的。

3、对重架导轨对称布置在配载对重架的左右两侧，可确保配载对重架的稳定移动。

4、平衡对重索及电缆用于平衡电梯运行过程由联系缆索造成的对重变化，使电梯运行过程对重差始终不变。而电缆用于给配载对重架的配载箱体和轿厢总成供电和讯号传输。

5、配载箱体和灌载储球箱均为多层式结构，第一、第二推拉门开启后，可同时推动多层的重球移动，有利于将重球出入配载箱体的行程控制在0.25m以内，进一步提高配载速度。

6、灌载储球箱的微坡储球层有利于重球靠自身重量朝配载箱体滚动，节省能源。

7、第一推拉门通过电动插销与第二推拉门插接配合，可实现第一、第二推拉门同步移动的同时减少驱动机构的数量，简化结构，降低成本。第二门导轨倾斜布置，坡度在1-1.5％，可让第二推拉门通过自身重力实现门的闭合，同时减少门联动关闭时的阻力。

8、电动插销的销杆穿过纵向条形孔与滑块的插销联动滑孔插接配合，允许电动插销拥有一定的上下自由度以满足第二推拉门联动开关时，相对第一推拉门的上下移动；同时纵向条形孔左右较稍宽于插销，允许电动插销拥有一定的左右自由度以满足第二推拉门关闭时，第一推拉门与第二推拉门能够一前一后切离重球，减少阻力。

9、重球的外表面设有自润滑层；自润滑层为聚四氟乙烷外包膜，大幅降低重球流动摩擦阻力；同时大幅缩小配载系统的体量，使全新的轻量化快速配载平能电梯与现有的梯井设施高度适配。

10、小功率曳引动力机构、电梯控制机柜和蓄电池柜均设置在机房，减少了轿厢的震动和噪音，同时减轻对重系统的质量，进一步提升电梯的各项性能。

11、轿厢总成通过对重板带与配载对重架连接，而小功率曳引动力机构通过小拉力运行控制索与轿厢总成联动。对重板带不参与制动和启动，只用于平衡轿厢总成，而小拉力运行控制索拉动轿厢总成，对重板带与小拉力运行控制索的职能各自独立，减少损耗，延长使用寿命。曳引力的大幅降低，使整个动力系统体积更小、能耗更低。

12、小拉力运行控制索的两端分别与轿厢总成的上下两端连接形成闭环结构，与轿厢位于同一侧的控制索重量能通过位于另一侧的控制索重量来抵消掉，闭环拉动的设置使轿厢运行更稳定。

13、取消小拉力运行控制索的刹车功能，刹车机构设置在轿厢总成与安保钢轨之间，使整个动力系统功能更单一，耐久性更好且易于维护。

14、轿厢总成设置整流罩，降低风阻系数，减少了震动，降低了能耗。

15、即使电梯的刹车和保险刹车都失灵，且对重板带及小拉力运行控制索同时断裂，但由于轿厢总成外侧只有一侧连接有导轨总成，此时轿厢总成的重心相对安保钢轨有一个较大距离的偏心，对重板带的破坏使轿厢与安保钢轨之间的平衡运动被打破。它们之间将形成一定的夹角，并产生逐渐增大的相对扭矩和减速摩擦力。安全实验结果显示轿厢总成先是稍有加速向下，而后逐渐减速直到慢速落地，如果行程足够长甚至会自动停止。因此，这种偏心结构可在危急时刻提供一定的安全性。

16、轿厢主体结构的两个环状主吊架之间通过第一横梁、第二横梁和至少两条槽板连杆连接，而且第一横梁和第二横梁上均开设有圆孔，结构简单重量轻，有利于实现轿厢总成的轻量化。

通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为轻量化快速配载平能电梯的原理图；

图2为微重力差对重系统的原理图；

图3为配载对重架和对重架导轨的俯视图；

图4为配载对重架和对重架导轨的主视图；

图5为配载对重架和配载箱体的左视图；

图6为配载对重架的侧视图；

图7为电梯对重配载控制图；

图8为自润滑重球快速配载对接结构的工作过程俯视剖视图；

图9为配载箱体的俯视图；

图10为配载箱体的配载层俯视剖视图；

图11为配载箱体的设备层俯视剖视图；

图12为配载箱体的主视剖视图；

图13为配载箱体的左视图；

图14为配载箱体的的主视图；

图15为灌载储球箱的俯视图；

图16为灌载储球箱的右视图；

图17为纵向条形孔与滑块的插销联动滑孔的放大图；

图18为灌载储球箱的主视剖视图；

图19为灌载储球箱的俯视剖视图；

图20为小功率曳引动力机构的俯视图；

图21为小功率曳引动力机构的主视图；

图22为曳引轮的俯视图；

图23为曳引轮的剖视图；

图24为轻量化轿厢及安全保障系统的俯视图；

图25为轿厢体的剖视图；

图26为轿厢主体结构的俯视剖视图；

图27为轻量化轿厢及安全保障系统的主视图；

图28为轻量化轿厢及安全保障系统的主视剖视图；

图29为轿厢主体结构的俯视图；

图30为轿厢主体结构的右视图；

图31为轿厢主体结构的主视剖视图；

图32为主吊架的俯视图；

图33为主吊架的主视图；

图34为第二横梁的六面展开视图；

图35为电梯控制系统原理图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例。

实施例

本发明的具体实施方式如图1至图35所示，一种轻量化快速配载平能电梯，包括轻量化的轿厢总成8，轿厢总成8包括位于其顶部和底部的整流罩84,轿厢总成8中部连接有小拉力运行控制索10，轿厢总成8的顶部周围设有对重板带支座85,对重板带支座85通过对重板带21与配载对重架22连接，对重板带21中部绕过板带固定滑轮211。轿厢总成8外侧只有一侧连接有导轨总成12，轿厢总成8上设有与导轨总成12相适配的刹车机构13。还包括配载箱体1、灌载储球箱7和若干重球6。配载箱体1设置在配载对重架22上，灌载储球箱7为多个且沿电梯井高度间隔布置。配载箱体1一侧设有第一推拉门2，第一推拉门2联动有门推拉器4。配载箱体1内设有配载层15，配载箱体1上还设有用于将位于配载层15中的重球6推向灌载储球箱7的推球机构5。

对重板带21通过对重板带支座85连接在轿厢总成8顶部的四个角上。

配载对重架22与轿厢总成8两者底部之间通过平衡对重索及电缆26连接。轿厢总成8还连接有伸出至电梯井外的电缆27。

配载对重架22上还连接有压重块25。配载对重架22上设有对重轨道滑动支座24，对重轨道滑动支座24与对重架导轨23滑动配合，对重架导轨23通过导轨支架231安装在电梯井内。对重架导轨23对称布置在配载对重架22的左右两侧。

本实施例中，配载对重架22包括倒U型槽板框221、倒U型槽板梁222和U型槽板梁223，U型槽板梁223两端通过螺栓分别与U型槽板框221两侧下端连接，倒U型槽板梁222两端通过螺栓分别与U型槽板框221下部两侧的边框连接，倒U型槽板梁222位于U型槽板梁223的上方。倒U型槽板梁222的槽口朝下，U型槽板梁223的槽口朝上。配载箱体1安装在倒U型槽板梁222的顶面，压重块25安装在U型槽板梁223的顶面。U型槽板梁223的底部还设有用于与平衡对重索及电缆26连接的钢吊环224。

推球机构5包括依次联动的进退板驱动电机51、第一传动组件52、进退板传动螺杆53和动力进退板54。进退板传动螺杆53与动力进退板54螺纹配合，动力进退板54位于配载层15中且两者滑动配合。本实施例中，第一传动组件52为齿轮组结构，齿轮组结构包括相啮合的主动齿轮和从动齿轮，主动齿轮与进退板驱动电机51的输出轴连接，从动齿轮与进退板传动螺杆53连接。进退板传动螺杆53两端均与配载箱体1转动连接。进退板驱动电机51固定在配载箱体1上。

配载箱体1内设有至少两层配载层15，各配载层15上下排列。配载层15的层数越多，配载箱体1和灌载储球箱7两者的宽度就能设计得越窄，同时两者的厚度也可以越小，有利于缩小重球6进出所需的行程，缩短每次配载箱体1调节重量所需的时间，提高效率。

门推拉器4包括依次联动的门推拉电机41、第二传动组件45、螺纹套筒42、门推拉螺杆44，配载箱体1上设有推拉器轴承支座43，螺纹套筒42与推拉器轴承支座43通过轴承转动配合。门推拉螺杆44与第一推拉门2连接。本实施例中，第二传动组件45采用齿轮组结构。配载箱体1上设有第一门导轨11，第一推拉门2与第一门导轨11相适配。门推拉电机41和第二传动组件45均位于在配载箱体1中的设备层14中，门推拉电机41与设备层14固定连接。本实施例中，第一推拉门2为两扇且左右对称，每扇第一推拉门2均各自连接有门推拉螺杆44，左、右两侧的门推拉螺杆44其螺纹旋向相反。当螺纹套筒42相对推拉器轴承支座43旋转时，可让左、右两侧的门推拉螺杆44相互远离或相互靠近，从而实现两扇第一推拉门2开门或关门的动作。本实施例中，每扇第一推拉门2的第一门导轨11有三条且由上往下依次布置，第一推拉门2上设有与第一门导轨11之间滚动配合的第一门滚珠20，减小阻力。

灌载储球箱7包括储球箱体71，储球箱体71上朝向配载箱体1的一侧通过第二门导轨73滑动连接有第二推拉门72。储球箱体71内设有底面朝配载箱体1所在方向倾斜的微坡储球层741。本实施例中，第二推拉门72为两扇且左右对称。每扇第二推拉门72对应有三条第二门导轨73，各第二门导轨73由上往下依次布置，第二推拉门72上设有与第二门导轨73滚动配合的第二门滚珠75，减小阻力。

第一推拉门2上设有电动插销3，电动插销3具体为电磁插销，其朝向第二推拉门72的一侧设有可伸缩的销杆。电动插销3与灌载储球箱7的第二推拉门72相适配。第二推拉门72上设有插销联动滑孔721，电动插销3与插销联动滑孔721插接配合。

本实施例中，第二门导轨73倾斜布置。插销联动滑孔721设置在与第二推拉门72滑动配合的滑块上。第二推拉门72上还设有纵向条形孔722，电动插销3的销杆穿过纵向条形孔722与滑块的插销联动滑孔721插接配合，纵向条形孔722的宽度大于电动插销3的销杆宽度。允许电动插销3拥有一定的上下自由度以满足第二推拉门72联动开关时，相对第一推拉门2的上下移动。同时纵向条形孔722左右较稍宽于插销的销杆，允许电动插销的销杆拥有一定的左右自由度以满足第二推拉门72关闭时，第一推拉门2与第二推拉门72能够一前一后切离重球6，减少阻力。倾斜的第二门导轨73让两扇第二推拉门72在无外力作用下能有相互靠近关门的趋势。第二门导轨73的坡度为1～1.5％。

灌载储球箱7内至少两个上下排列的微坡储球层741，上下相邻微坡储球层741之间通过微坡度承板74分隔。当第一推拉门2与第二推拉门72开启时，微坡储球层741的坡度无需太大，能确保让灌载储球箱7内的重球6在自重作用下朝配载层15的方向滚动即可，有效实现配载箱体1的增重。本实施例中，微坡储球层741的层数与配载层15的层数一一相同。

为了减小储球箱体71的厚度，同时增加储球箱体71的容量，需要增加储球箱体71的宽度，而储球箱体71的重球进出口为了配合配载箱体1的配载层15宽度，储球箱体71的重球进出口宽度小于储球箱体71的宽度。为了确保微坡储球层741中的所有重球6都能从重球进出口滚出，微坡度承板74的左右两端高于其中部，让位于微坡度承板74左右两端上的重球6也能在自身作用下向其中部滚动，从而从重球进出口滚出。

重球6的外表面设有自润滑层。自润滑层为聚四氟乙烷外包膜，可大幅降低重球流动摩擦阻力。

轿厢总成8包括相连接的轿厢主体结构83和轿厢体81。轿厢主体结构83包括两个对称布置的主吊架831，主吊架831呈环状结构。两个主吊架831其中一侧的上、下两侧分别通过第一横梁834和第二横梁835连接。两个主吊架831另一侧之间连接有至少两条槽板连杆833。主吊架831与横梁之间、主吊架831与槽板连杆833之间均通过螺栓连接。

具体的，主吊架831包括槽板主方框8311，槽板主方框8311上设有对重吊点槽板翼8312，对重吊点槽板翼8312上设有与对重板带支座85相对应的安装螺孔8313，对重板带支座85与对重吊点槽板翼8312之间通过穿过安装螺孔8313的螺栓连接。槽板主方框8311同一侧的上、下两个转角处分别设有第一连接翼板8314和第二连接翼板8315，第一连接翼板8314和第二连接翼板8315上均设有翼板螺孔8316。第一横梁834两端分别与两个主吊架831的第一连接翼板8314通过螺栓连接，第二横梁835两端分别与两个主吊架831的第二连接翼板8315通过螺栓连接。第一连接翼板8314和第二连接翼板8315的宽度均大于槽板主方框8311的宽度，连接翼板、第一横梁834、第二横梁835三者的宽度相似配。这样既可以确保轿厢主体结构83整体的结构强度，又可以实现轻量化。

轿厢体81一侧设有轿厢门洞813和轿厢门812，轿厢体81上设有与轿厢门812相适配的轿厢门轨811。

两个主吊架831之间连接有由整流罩传力杆832构成的框架，整流罩84设置在框架上。小拉力运行控制索10与框架连接。本实施例中，由整流罩传力杆832构成的框架呈四棱锥形状。

第一横梁834和第二横梁835上均开设有多个圆孔836。

轿厢总成8顶部的对角位置均设有激光测距测速定位仪9。本实施例中，激光测距测速定位仪9具体设置在主吊架831顶部。

导轨总成12包括滑动配合的轿厢轨道滑动支座122和安保钢轨121，轿厢轨道滑动支座122连接在轿厢主体结构83的第一横梁834和第二横梁835上。

刹车机构13设置在第一横梁834和第二横梁835上且与安保钢轨121相配合。刹车机构13包括保险刹车机构131和电磁轨道刹车机构132，其中，保险刹车机构131设置在第一横梁834上，电磁轨道刹车机构132设置在第二横梁835上。保险刹车机构131和电磁轨道刹车机构132均采用专利申请号为2021107219132中公开的结构。取消小拉力运行控制索的刹车功能，刹车机构设置在轿厢总成与安保钢轨之间，使整个动力系统功能更单一，耐久性更好且易于维护。

第一横梁834或第二横梁835上设有测重力差应力应变片17。本实施例中，测重力差应力应变片17包括上部测重力差应力应变片171和下部测重力差应力应变片172，上部测重力差应力应变片171安装杆在第二横梁835的顶部，下部测重力差应力应变片172安装杆在第二横梁835的底部。

轿厢主体结构83外侧还连接有电磁锁定器推拉杆15，电梯井侧壁安装有电磁锁定器套杆支座16，电磁锁定器推拉杆15与电磁锁定器套杆支座16相适配。安保钢轨121也通过螺栓安装在电梯井侧壁。

轻量化快速配载平能电梯还包括设置在电梯井顶部的机房18，机房18中设有小功率曳引动力机构19，小功率曳引动力机构19与小拉力运行控制索10相联动。小拉力运行控制索10的两端分别与轿厢总成8的上下两端连接。小拉力运行控制索10与设置在电梯井和机房18两者中的导向轮197相适配。小功率曳引动力机构19包括依次联动的电动发电一体机191、联动轴195、变速器192和曳引轮193。曳引轮193与小拉力运行控制索10相适配。电动发电一体机191带动曳引轮193旋转，即可拉动小拉力运行控制索10，给轿厢总成8提供升降的动力。本实施例中，导向轮197的数量为3个，曳引轮193的数量为1个，4者相互之间的位置构成四边形。曳引轮193的转轴两端均转动连接有曳引轮支座198，曳引轮支座198底部通过螺钉与机房18地面连接，曳引轮支座198底部与机房18地面之间还设有橡胶减震垫层199。

机房18中设有电梯控制机柜181和蓄电池柜182，电动发电一体机191、蓄电池柜182均与电梯控制机柜181电性连接。蓄电池柜182中设有锂电池组，电梯控制机柜181中设有动力控制模板。电梯制动过程中，电动发电一体机191反向发电并给锂电池组充电。

曳引轮193包括钢轮主体1931，钢轮主体1931的两侧均设有拉索楔形护边1932，钢轮主体1931的轮面上绕其中心连接有多个间隔布置的耐磨橡胶嵌条1933。由于小拉力运行控制索10表面粗糙，耐磨橡胶嵌条1933可增加其与小拉力运行控制索10的静摩擦力。

配载控制模板、消防消息与控制模块、轿厢警报系统、信息显示系统、轿厢刹车控制模块、电梯门控系统、动力控制模板、楼层运动信息、轿厢位置速度信息模块、轿厢荷载信息采集模块等均与中央控制单元电性连接。

轻量化快速配载平能电梯通过快速配载系统保证电梯在运行期间,轿厢与对重之间的重量差小于1个最小配载单位(一般15-30kg),从而大幅降低对曳引动力的需求和电梯运行的能耗；通过设置安全钢轨等多重安全保障措施使电梯具有高度安全性能；通过轿厢的轻量化设计,使电梯的各项性能指标进一步得到优化。

一、比较例案:

以一个梯速2m/s,额定荷载1T，梯总高100m的电梯为例，通过择录“平能电梯”设计中的“曳引动力设计计算表”比较分析三种电梯的能耗状况如下：

满载完整行程耗能比较

半载完整行程耗能比较

空载完整行程耗能比较

由以上对比表可以看出，在满载或空载时平能电梯、轻量化配载平能电梯对现有电梯的降耗率约96％；而在半载时三种电梯耗能基本一致，原因是现有电梯固有对重也是500kg,对重差也为零，因此它们的工况一样耗能也基本一致。

平能电梯、轻量化配载平能电梯对现有电梯的全工况平均降耗率约94％，总体而言轻量化配载平能电梯是最优秀的。

依据以上计算结果对三种电梯的电机功率设计取值如下：

(1)现有电梯：(6.05*2/0.7)*1.3＝22.5(kw.h)

(2)平能电梯：(1.64*2/0.7)*1.3＝6.1(kw.h)

(3)轻量化配载平能电梯：(1.39*2/0.7)*1.3＝5.2(kw.h)

二、项目有益效果：

(1)快速配载，将配载时间控制在5秒以内，赋予电梯良好的乘梯感受。

(2)所有运行对重差基本为零(小于1个配载单:15-30kg)，从而实现大幅降耗提速的目的。

(3)大幅减轻轿厢自重，对整个对重体系进行了充分的轻量化设计，大幅降低了对重体系的自重，从而进一步提升电梯的各项指标性。

(4)引导动力大幅降低，动力设备安置到机房使整个动力系统体积更小能耗更低。

(5)给轿厢加上整流罩，降低风阻系数。

(6)轿厢的功能与结构设计与轻量化快速配载平能电梯多个极具特色的系统相匹配，完美独到。

(7)以安全钢轨为首，围绕轿厢设置的多重安全保障措施构成电梯的安全保障系统，使电梯具有高度安全性能。

(8)配载箱配载行程极短(一般控制在0.25m以内)，储球箱承板及门的微坡设计使配载系统的耗能极低。

(9)自润滑重球的使用，大幅降低重球流动摩擦阻力；同时大幅缩小配载系统的体量，使全新的轻量化快速配载平能电梯与现有的梯井设施高度适配。

以上结合最佳实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (10)

1.一种轻量化快速配载平能电梯，其特征在于，包括轻量化的轿厢总成(8)，轿厢总成(8)包括位于其顶部和底部的整流罩(84),轿厢总成(8)中部连接有小拉力运行控制索(10)，轿厢总成(8)的顶部周围设有对重板带支座(85),对重板带支座(85)通过对重板带(21)与配载对重架(22)连接，对重板带(21)中部绕过板带固定滑轮(211)；轿厢总成(8)外侧只有一侧连接有导轨总成(12)，轿厢总成(8)上设有与导轨总成(12)相适配的刹车机构(13)；还包括配载箱体(1)、灌载储球箱(7)和若干重球(6)；配载箱体(1)设置在配载对重架(22)上，灌载储球箱(7)为多个且沿电梯井高度间隔布置；配载箱体(1)一侧设有第一推拉门(2)，第一推拉门(2)联动有门推拉器(4)；配载箱体(1)内设有配载层(15)，配载箱体(1)上还设有用于将位于配载层(15)中的重球(6)推向灌载储球箱(7)的推球机构(5)。

2.根据权利要求1所述的一种轻量化快速配载平能电梯，其特征在于，所述配载对重架(22)与轿厢总成(8)两者底部之间通过平衡对重索及电缆(26)连接；轿厢总成(8)还连接有伸出至电梯井外的电缆(27)；配载对重架(22)上还连接有压重块(25)；配载对重架(22)上设有对重轨道滑动支座(24)，对重轨道滑动支座(24)与对重架导轨(23)滑动配合，对重架导轨(23)通过导轨支架(231)安装在电梯井内；对重架导轨(23)对称布置在配载对重架(22)的左右两侧。

3.根据权利要求1所述的一种轻量化快速配载平能电梯，其特征在于，所述配载箱体(1)内设有至少两层配载层(15)，各配载层(15)上下排列；所述推球机构(5)包括依次联动的进退板驱动电机(51)、第一传动组件(52)、进退板传动螺杆(53)和动力进退板(54)；进退板传动螺杆(53)与动力进退板(54)螺纹配合，动力进退板(54)位于配载层(15)中且两者滑动配合。

4.根据权利要求1所述的一种轻量化快速配载平能电梯，其特征在于，所述门推拉器(4)包括依次联动的门推拉电机(41)、第二传动组件(45)、螺纹套筒(42)、门推拉螺杆(44)，门推拉螺杆(44)与第一推拉门(2)连接；配载箱体(1)上设有第一门导轨(11)，第一推拉门(2)与第一门导轨(11)相适配。

5.根据权利要求1所述的一种轻量化快速配载平能电梯，其特征在于，所述灌载储球箱(7)包括储球箱体(71)，储球箱体(71)上朝向配载箱体(1)的一侧通过第二门导轨(73)滑动连接有第二推拉门(72)；储球箱体(71)内设有底面朝配载箱体(1)所在方向倾斜的微坡储球层(741)；所述第一推拉门(2)上设有电动插销(3)，电动插销(3)与所述灌载储球箱(7)的第二推拉门(72)相适配；所述第二推拉门(72)上设有插销联动滑孔(721)，电动插销(3)与插销联动滑孔(721)插接配合；所述第二门导轨(73)倾斜布置；所述插销联动滑孔(721)设置在与第二推拉门(72)滑动配合的滑块上；所述第二推拉门(72)上还设有纵向条形孔(722)，电动插销(3)的销杆穿过纵向条形孔(722)与滑块的插销联动滑孔(721)插接配合，纵向条形孔(722)的宽度大于电动插销(3)的销杆宽度；所述灌载储球箱(7)内至少两个上下排列的微坡储球层(741)，上下相邻微坡储球层(741)之间通过微坡度承板(74)分隔。

6.根据权利要求1所述的一种轻量化快速配载平能电梯，其特征在于，所述重球(6)的外表面设有自润滑层；自润滑层为聚四氟乙烷外包膜。

7.根据权利要求1所述的一种轻量化快速配载平能电梯，其特征在于，所述轿厢总成(8)包括相连接的轿厢主体结构(83)和轿厢体(81)；轿厢主体结构(83)包括两个对称布置的主吊架(831)，主吊架(831)呈环状结构；两个主吊架(831)其中一侧的上、下两侧分别通过第一横梁(834)和第二横梁(835)连接；两个主吊架(831)另一侧之间连接有至少两条槽板连杆(833)；所述两个主吊架(831)之间连接有由整流罩传力杆(832)构成的框架，所述整流罩(84)设置在框架上；所述小拉力运行控制索(10)与框架连接；所述主吊架(831)上设有对重吊点槽板翼(8312)，对重吊点槽板翼(8312)上设有与所述对重板带支座(85)相对应的安装螺孔(8313)；所述第一横梁(834)和第二横梁(835)上均开设有圆孔；所述第一横梁(834)或第二横梁(835)上设有测重力差应力应变片(17)。

8.根据权利要求1所述的一种轻量化快速配载平能电梯，其特征在于，所述轿厢总成(8)顶部的对角位置均设有激光测距测速定位仪(9)。

9.根据权利要求1所述的一种轻量化快速配载平能电梯，其特征在于，所述导轨总成(12)包括滑动配合的轿厢轨道滑动支座(122)和安保钢轨(121)，轿厢轨道滑动支座(122)连接在轿厢主体结构(83)的第一横梁(834)和第二横梁(835)上；所述刹车机构设置在第一横梁(834)和第二横梁(835)上且与安保钢轨(121)相配合。

10.根据权利要求1所述的一种轻量化快速配载平能电梯，其特征在于，还包括设置在电梯井顶部或底部的机房(18)，机房(18)中设有小功率曳引动力机构(19)，小功率曳引动力机构(19)与小拉力运行控制索(10)相联动；所述小拉力运行控制索(10)的两端分别与轿厢总成(8)的上下两端连接；小拉力运行控制索(10)与设置在电梯井和机房(18)两者中的导向轮(197)相适配；小功率曳引动力机构(19)包括依次联动的电动发电一体机(191)、联动轴(195)、变速器(192)和曳引轮(193)；所述曳引轮(193)与小拉力运行控制索(10)相适配。