CN1173461A - 自动扶梯的终端导轨系统 - Google Patents

Abstract

扶梯终端导轨系统包括一个带有台阶前滚轴和台阶后滚轴的扶梯台阶,一条导引台阶前滚轴的上导轨,一条导引台阶后滚轴的下导轨,一个半圆形内壁和一个半圆形外壁,内壁和下导轨相连,在下导轨的弯曲部分扶梯台阶改变行进水平,内壁和外壁各自都至少有一端部与对应端部相分离以减轻由台阶后滚轴所造成的冲击。终端导轨系统柔性地缓冲了台阶后滚轴导致的撞击,从而大大地减轻了振动和噪声。

Description

自动扶梯的终端导轨系统

本发明涉及一种自动扶梯，更具体地说是涉及到一个经改进的可以使阶梯后滚轴通过其所形成的通道时产生的冲击引起的噪声和振动最小的扶梯终端导轨系统。

如图1和图2所示，常规扶梯包括：一对沿着预定轨迹单向运动的扶手导轨1；一个用来输送乘客的阶梯单元2；以及一个用来驱动扶手导轨1和阶梯单元2的机械组合件3。

机械组合件3包括：一个由马达4，减速器5，传动带6，传动链轮7，第一终端齿轮8，，第二终端齿轮11，驱动轴12和终端导轨13组成的驱动单元；一个由若干台阶9，台阶链10，台阶后滚轴15和台阶前滚轴14所组成的运动单元。

参见图3和图4，终端导轨13由半圆形内壁18和半圆形外壁19构成，其中内壁18的终端部位与下导轨17的上部终端位置相连。

如此组合的常规终端导轨系统为台阶后滚轴15导向，不再有额外的装置消除或减轻噪音和振动，对此通常采用的方法仅仅是对终端导轨13提供精确的制造，以使内壁18和外壁19之间保持一个台阶后滚轴15通过的最小的距离来缓解上升冲击。

现在描述一下这样构成的扶梯的运行。

首先，机械组合件3中的马达4产生的动力传送至减速器5。相应于和减速器5相连接的链轮7的驱动，传动链6也被带动了。和驱动链轮7同轴的第一终端齿轮8带动与在第一终端齿轮8和第二终端齿轮11之间循环的台阶9相连的台阶链10。

这里，台阶前滚轴14沿着上导轨16运动，台阶后滚轴15沿着下导轨17运动，所以当台阶9到达扶梯的上或下端部位置时，台阶后滚轴15就沿着终端导轨13所形成的通道旋转。

特别地，如图4所示，在扶梯的上或下端部位置，台阶前滚轴14旋转并和终端齿轮8相啮合，台阶后滚轴15沿着弯曲的终端导轨13旋转。这时，台阶后滚轴15是与内壁18的外表面相接触运行的，当台阶后滚轴15到达通向终端导轨13的曲面部分时，台阶后滚轴15开始旋转，并且和外壁19的内表面紧密接触。

但是，上面所描述的常规终端导轨13有一个缺点，那就是在扶梯运行的过程中，台阶后滚轮15在扶梯的上端部和下端部位置时，撞击外壁19的内表面，从而产生了严重的噪音和振动。

这种由撞击产生的噪音和振动成为常规扶梯待解决的最严重的问题之一，尽管一直在作努力克服个缺点，噪音和振动仍旧存在着。

近些年来，在致力于揭示噪音和振动产生原因的努力中，实行一种噪音测量采用一种考虑所有可能产生噪音的因素的Taguchi实验方法。

图5显示了在Taguchi方法下，各种噪音产生因素的影响，图中某一因素的斜度越陡，它对抑制噪音出现的作用也越大。

该实验显示了当台阶9在扶梯上端部和下端部旋转时产生噪音和振动的原因与终端导轨13直接有关。同时，也证明了图5中所示的“C”因素与仅由台阶后滚轴15撞击所产生的撞击噪音和振动的增加与减少有关。

在这里，使用红铅粉来揭示由于终端导轨13受撞击所产生的噪音的机制和位置，如图6所示，台阶后滚轴15沿着末端导轨13的内壁18的外表面运动，从内壁18的外表面的曲线开始点B偏离。接着，台阶后滚轴15撞到终端导轨13的外壁19的内表面上的A处(大约位于从内壁18的水平面延伸出的假想线向上45°左右)，然后旋转并沿着终端导轨13的外壁19的内表面运动。

台阶后滚轴15起初不是和从位置B延伸出的假想线相对应的外壁19的内表面的位置接触，而是与比从位置B延伸出的假想线稍高处的外壁19的内表面相接触，这是由于台阶前滚轴14和终端齿轮8一起被向前驱动，并且当台阶9被抬高时，产生的驱动力就加到其上。而且，根据由终端导轨13导向的台阶后滚轴15的循环运动的实验结果，可以看出压力和撞击对末端导轨13的外壁19有很大的影响。

由于台阶后滚轴15的循环是持续的，台阶后滚轴15也就持续的撞击末端导轨13的位置A，从而产生了严重的噪音和振动。

并且，沿着常规终端导轨13运动的台阶后滚轴15由曲面起始点B弹向外壁19的位置A，而不是沿着终端导轨13的半圆形内壁18继续运动。

总之，一部自动扶梯的常规终端导轨系统存在的几个缺点在于：当台阶后滚轴15每次撞击到位置A时将产生很大的噪音；每次台阶后滚轴15以平均0.8秒/阶的平均速率撞击到位置A，如此幅度的脉动增加了台阶9的振动；台阶后滚轴15和终端导轨13之间相互直接碰撞，因而使得他们的寿命降低；外壁19的内表面越粗糙，产生的噪音越大；为了降低由于台阶后滚轴15撞击到位置A处产生的噪音和振动，半圆的内壁18和外壁19之间的距离可以通过精确的制造来得到，从而增加了成本，降低了制造和组装的生产率。

因此，本发明的首要目的是为自动扶梯提供一个可以减少由于台阶后滚轴撞击所产生的噪音和振动的终端导轨系统。

本发明的第二个目的是为自动扶梯提供一个可以减轻扶梯台阶振动的终端导轨系统。

本发明的第三个目的是为自动扶梯提供一个可以延长台阶后滚轴和终端导轨寿命的终端导轨系统。

本发明的第四个目的是为自动扶梯提供一个方便终端导轨制造和组装到扶梯上的从而提高生产率、降低成本的终端导轨系统。

为了达到上述目的，本发明提供了一个自动扶梯的终端导轨系统，它包括一个具有台阶前滚轴和台阶后滚轴的扶梯台阶，一条用于导引台阶前滚轴的上导轨，一条用于导引台阶后滚轴的下导轨，一个半圆形内壁和一个半圆形外壁，内壁连接下导轨，在下导轨的弯曲部位，扶梯台阶改变行进水平，内壁和外壁都各自至少有一个端部和相对应的端部被相分离，从而减轻由台阶后滚轴造成的冲击。

图1是一个部常规扶梯的内部和外部结构的局部剖面的透视图；

图2是一部常规扶梯的台阶驱动状态的截面图；

图3是一部使用常规技术的扶梯的终端导轨装置的透视图；

图4是使用常规技术的终端导轨和导轨的组合示意图；

图5是使用常规技术的扶梯根据Taguchi实验所得到的S/N振动比结果和噪音产生因素的影响的曲线图；

图6是扶梯的常规终端导轨系统在运行过程中，台阶后滚轴沿着终端导轨运动时的轨迹图；

图7是按照本发明的扶梯的终端导轨结构的透视图；

图8是台阶后滚轴沿着与导轨相接合的终端导轨运动时的轨迹示意图；

图9是在电梯运行过程中，台阶后滚轴沿着终端导轨运动的轨迹示意图。

参照附图，现在描述根据本发明的扶梯终端导轨系统。

如图7至9所示，根据本发明，扶梯的终端导轨系统分成半圆形内壁18和半圆形外壁19，由于外壁19的预定部分是与内壁18相分离的，台阶后滚轴15在终端导轨系统13的弯曲部转弯时产生的冲击能被半圆形外壁19弹性的吸收。

半圆形内壁18包含一和下导轨17相连的水平导向部分18a，以及一从水平导向部分18a延伸出的弯曲部分18b，来防止在扶梯运转过程中的台阶后滚轴15被阻碍。半圆形外壁19包括一个在台阶后滚轴15撞击处具有预定厚度从而防止不希望的冲击沿其发生传播的弹性部分19a。同时，外壁19的弯曲部分最好和常规技术相同。

尽管内壁18和外壁19之间的距离通常要求比台阶后滚轴15的直径大，以防止产生阻碍现象进而影响扶梯的其它部件，而按照本发明的扶梯终端导轨系统，由于外壁19的弹性部分19a和内壁18的弯曲部分18b的外壳是分开和弹性可动的，因而不受该距离的影响。也就是说，无论内壁18和外壁19之间的距离与台阶后滚轴15的直径之差为某一正值或负值，当台阶后滚轴15接近终端导轨系统13的曲线部位时，台阶后滚轴15就被弹性地，适当地接收到终端导轨系统13的曲线部分，从而后滚轴15就平滑地通过了内壁18和外壁19之间的通道。

现在说明按照本发明的如此组成的扶梯终端导轨系统的运作。

由台阶链10连接的一个台阶的台阶前滚轴14和后滚轴15分别沿着上导轨16和下导轨17运行，在扶梯的上端，台阶后滚轴15沿着终端导轨系统13旋转。当后滚轴15到达旋转点，即终端导轨系统13的曲线部分时，后滚轴15就沿着终端导轨13旋转。这时，扶梯的终端导轨系统用来引导台阶后滚轴15以使其沿着预定轨道运动。

图9显示的是当台阶后滚轴15通过终端导轨系统13的通道时的夸大轨迹运动图，正如图8所示的，台阶前滚轴14和终端齿轮8相接合运行，台阶后滚轴15沿着终端导轨系统13的外壁19的内表面运行。

也就是说，当台阶9开始带动终端齿轮8的驱动轴12时，台阶后滚轴15沿着内壁18的外表面运动，撞击到外壁19的弹性部分19a的部分“A”而缓冲了由台阶后滚轴15产生的冲击。这时，终端导轨系统13的外壁19成为柔性可弹动的以抵抗由行进的台阶后滚轴15产生的冲击。

这里，外壁19的弹性振动不是很明显的而只是有微小移动，所以台阶后滚轴15不会偏离方向。而且，由台阶后滚轴15导致的冲击被外壁19充分缓解，由此，台阶后滚轴15将继续沿着外壁19的内表面运动。

相反，当扶梯向下运动时，台阶后滚轴15沿着外壁19的内表面向上运动并撞击到部分“B”，即内壁18的弯曲部分18b。这时，终端导轨系统13的内壁18在一弹性范围内是柔性移动，从而减轻了由后滚轴15导致的冲击，台阶后滚轴15依次沿着弯曲部分18b连续通过。台阶后滚轴15到达内壁18的水平导向部分18a并向下导轨17运动。

当内壁18和外壁19之间的距离小于(-)或等于(0)台阶后滚轴15的直径时，外壁19起到了额外的缓冲作用，从而防止噪音和振动的产生。

现在说明按照本发明的如此运行的扶梯终端导轨系统的效果。

当台阶后滚轴15接近终端导轨系统13的内壁18的弯曲部位18b，并撞击到外壁19时，台阶后滚轴15的撞击作用到外壁19的弹性部位19a，所以，外壁19的弹性对减轻撞击所导致的噪音和振动有很重要的作用。也就是说，在内壁18和外壁19之间的距离有不同的值，而台阶后滚轴15的直径保持负值(-)的情况下，无论台阶后滚轴15沿着向上或向下的方向交替运行时，由台阶后滚轴15产生的撞击分别被内壁18或外壁19柔性的缓冲了，从而大大的减轻了振动和噪声。

另外，由于运动撞击所产生的终端导轨系统13的脉动是可忽略的，当台阶单元2载有乘客时，台阶的振动也被明显减轻了，并且延长了台阶后滚轴15的寿命。

另外，终端导轨系统13的制造不受要考虑内壁18和外壁19之间距离的尺寸精度或台阶后滚轴的表面粗糙度的影响，从而方便加工、降低成本和提高了生产率。

Claims (4)

1.一种扶梯的终端导轨系统，包括：

一个带有台阶前滚轴和台阶后滚轴的扶梯台阶；

一条用于导引台阶前滚轴的上导轨；

一条用于导引台阶后滚轴的下导轨；

一个半圆形的内壁和一个半圆形外壁，内壁和下导轨相接合，在下导轨的弯曲部分，扶梯台阶改变行进水平，内壁和外壁各自都至少有一端部与相应的端部相分离开，因而减轻了由台阶后滚轴所造成的冲击。

2.根据权利要求1所述的终端导轨系统，其中，内壁和外壁各自有一部分与和各自壁面相连的一侧平面相分离，以便弹性地吸收当台阶后滚轴沿着外壁旋转时对外壁产生的冲击。

3.根据权利要求1所述的终端导轨系统，其中，半圆形内壁包括一个水平导向部分，用于水平导引台阶后滚轴和一个方便台阶后滚轴沿着其转弯的从水平导向部分延伸出的弯曲部分，半圆形外壁包括一具有预定厚度和受台阶后滚轴撞击的弹性部位。

4.根据权利要求1所述的终端导轨系统，其中，内壁和外壁之间的距离比台阶后滚轴的直径大，以防止扶梯其它部件发生阻碍。

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