CN1266936A - 楼梯自动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种楼梯,诸如带有一盖板的阁楼楼梯,其具有相互匹配的多个梯段,使用时形成连续楼梯并可折叠、收缩或滑动存放在天花板框架中。盖板与楼梯顺次打开的衔接是由一机械连接装置完成。该机械连接简单可靠且几乎无需任何维护。对于三折式阁楼楼梯和用于中楼面的二折式楼梯,可以采用简便的四杆机构将两个相互铰接的梯段的运动耦合在一起。这样不仅二折式楼梯而且常用的三折式楼梯可由一线性马达驱动。

Description

楼梯自动装置

本发明涉及一种楼梯，特别是一种常用于阁楼或中楼面的马达驱动楼梯。

类似阁楼楼梯的梯子常用来提供一种通向建筑物或其它结构的阁楼的便捷通道而不会损失由固定楼梯装置所占用的地板空间。典型的阁楼楼梯有一个盖板，在非工作位置时，可折叠、滑动或收缩在位于天花板内的框架中。为了缩小该开口和所需阁楼空间的尺寸，通常，楼梯可收缩或被分为可折叠在一起的若干段，分别顺次折叠或滑收固定在天花板框架中，而在使用时又可伸展，打开或相互滑出。

三折式楼梯由于其简单的设计、低廉的制造成本以及空间占用较小而得到了广泛应用。但是由马达驱动的三折式楼梯却不为所知。

现有一些涉及由马达驱动伸缩和滑动的楼梯的方案，如，根据DE-A2458788，DE-A 1509491，DE-A 1905220，DE-GM 9214710，DE-A 4325366，以及GB-A 2252588的方案。这类楼梯由于楼梯结构和马达驱动机构复杂而使制造成本较高。

由马达驱动的阁楼楼梯需要解决的主要问题是盖板打开与楼梯打开之间的简单配合，即在盖板打开后，楼梯才开始打开、伸展或滑出，而在盖板开始关闭之前，楼梯已折叠、收缩或滑收完毕。

由马达驱动的三折式阁楼楼梯的另一个问题是两相互铰接的梯段运动的衔接，该衔接必须能保证楼梯的正常使用与收存。

由马达驱动的三折式阁楼楼梯的再一个问题是通常在使用连杆机构折叠梯段或衔接梯段运动时产生的死点问题。

另外，当楼梯负载使用或当其延伸至其使用位置时，传动机构和马达中受力过大。这是由于在相应的操作中，马达过早或过晚关闭造成的。

目前市面上有一般用于平台或中楼面的二折式无盖板楼梯。其结构类似于三折式阁楼楼梯的中段和末段。但由马达驱动的这类楼梯也不为所知。其马达驱动的问题与三折式阁楼楼梯的相似，即两相互铰接的梯段运动的配合以及当楼梯负载使用或当其延伸至其使用位置时，传动机构和马达受力过大的问题。

因此，本发明的目的是提供一种简单的机构以使两相互铰接的梯段的运动相配合。

本发明的次一个目的是提供一种楼梯结构设计，当楼梯负载使用或当其延伸至其使用位置时，可避免传动机构和马达受力过大。

本发明的再一个重要目的是提供一种连接装置用来衔接盖板的开启和楼梯的开启，使得当盖板打开后，楼梯才开始打开、伸展或滑出，而在盖板开始关闭之前，楼梯已折叠、收缩或滑收完毕。

本发明的另一目的是提供一种方法以避免楼梯折叠或打开时的死点问题。

本发明包括一个四杆机构以连接两相互铰接的梯段。在工作位置的上梯段为四杆机构的驱动杆，末梯段为连接杆，中楼面或通常固定在盖板上的梯段作为框架，一单连杆为从动杆。所述的从动杆可设计成如较佳实施例中所示的楼梯的扶拦。

为了紧凑地存放楼梯装置，可以在上述四杆机构中设置一个或多个附加运动副，诸如另一个实施例所示的从动杆中采用的滑动副。在楼梯打开至其工作位置之前，附加运动副的相对运动受阻而形成四杆机构，从而将楼梯放至使用位置。

对于用于平台或中楼面的二折式楼梯，本发明还提供一个设计结构，该结构使得当楼梯负载使用或延伸至其使用位置时，传动机构和马达不受力。该结构是一个带有导轨的曲柄，该曲柄是由线性马达或其等效体通过一销轴驱动。所述导轨的设计是使楼梯在工作位置时销轴通常不在导轨最末端。因此，上述的传动机构和马达不受力就可以实现，且通过调整楼梯的倾斜度而达到适当高度也可能实现。

本发明包括一个用于一般阁楼楼梯的连接装置。该连接装置至少包括：

一有一滑块的导轨，固定在第一段楼梯或其等效体，如盖板之上；

一安装在导轨上并与其它梯段相连的滑块，当该滑块沿导轨移动时，各梯段相应地折叠或打开、伸展或收缩，滑出或滑进；

一轴向受力的驱动杆，可以是一连杆，一线性马达，一绳索或其它等效件，其与滑块铰接，并与导轨之间的角度α等于或小于90°。

在较佳实施例中，所述轴向受力的驱动杆是一个连杆，其另一端铰接一悬臂，该悬臂通常通过一固定板与天花板框架铰接并通常通过线性马达驱动。

所述轴向受力驱动杆也可以是一线性马达或其等效件，其另一端通常通过固定板与天花板框架铰接。

如果没有设置弹簧或足够的弹力以维持重力平衡，则该轴向受力驱动杆仅受拉力。所述连杆和线性马达可以由一绳索或一卷扬机分别代替。

通过上述连接装置可以实现预期的盖板和楼梯顺次动作的衔接。有时借助弹力，楼梯很容易设计成当盖板打开后，滑块只沿着导轨移动，而当盖板关闭前，滑块被轴向受力的驱动杆拉回，也即，楼梯被折叠或收缩。

这种两个动作顺次的机械连接简单可靠，几乎无需任何维护，所以可以为所有具有普通天花板开口尺寸的一般类型的阁楼楼梯制造一种经济有效的马达驱动系统。而且，由于有了马达驱动系统，在手工操作中所存在的阁楼楼梯的重量问题便可以解决，所以楼梯的重量就可以根据使用上的便利及安全的需要来决定。

就可伸缩阁楼楼梯而言，位于盖板上的末尾的连接副在工作位置最好由滑块或位于两个滑块之间的横梁传动，而位于其前方的连接副则铰接于框架的端板、盖板或其等效部份

本发明包括一种用于可折叠阁楼楼梯的简单的折叠或展开的方法，也就是在相互铰接的第一和第二梯段之间设置一个起始角β(通常30°＜β＜50°)，从而避免两楼梯段之间的连接死点以及上述四杆机构的死点。

采用弹簧平衡重力，使所需的马达功率尽可能地小，或者用于关闭一侧的盖板，而另一侧的盖板则由马达关闭。

本发明还可从下面的描述和附图中得到了解：

图1为三折式阁楼楼梯的垂直纵剖面图，显示了在天花板框架中折叠的部件。

图2为类似的三折式阁楼楼梯的纵剖面图，显示了依靠在打开的盖板上的楼梯部件和仍然折叠的阁楼楼梯。

图3为类似的三折式阁楼楼梯的纵剖面图，显示了展开使用时的各部件。

图4为二折式楼梯的垂直纵剖面图，显示了存放时折叠的部件。

图5为类似的二折式楼梯的剖面图，显示了展开使用时的各部件。

图6为线性马达与具有导轨的曲柄连接的局部剖视图，这时楼梯处于折叠位置。

图7为类似的连接的局部剖视图，这时，楼梯处于展开使用位置。

首先参阅图1、2、3，显示了三折式阁楼楼梯，其梯段3、4、5和盖板2通过两个摇臂6、7与框架1相连，所述摇臂通过固定板8固定在框架1的两侧。通过固定在框架两侧的销轴25限定盖板开启，该销轴25阻止拉杆9脱出并在使用时承载。上梯段3通过垫片26与盖板2相连。两个直导轨12固定在盖板2上。通过横梁18相互连接的两个滑块13分别安装在其各自的导轨12上，且其中一个滑块由连杆15传动。该连杆15与导轨12之间有一个角度α(α＜90°)并且由一铰接在框架1上的弯臂16传动。该弯臂16由一电动线性马达17驱动。

通过采用自锁的线性马达17或连杆15和弯臂16之间的自锁机构可避免盖板2从存放位置(图1)不希望发生地下降。将弯臂16轻轻地推或拉动便可解除该机构的自锁，这样，该楼梯在断电或马达出故障时仍可手动操作，例如通过一个拉线操作。

中间梯段4与上梯段3铰接，通过连杆19，其运动与滑块13的运动耦合。在折叠位置，两个梯段3和4之间有一个起始角β从而使两者之间的滑块曲柄机构和连接楼梯4和5的四杆机构的死点位置得以避开。起始角β的形成可以通过不同的方式轻易实现。例如，通过梯段之间铰链而形成的β角。

当楼梯负载使用时或伸展至其使用位置时，为了避免传动机构和马达受力过大，可以使连杆15或19在设定压力下产生大幅变形，或其中之一由一气簧代替。本结构的另一个优点是无论何种高度的天花板，马达都能由其限位开关关闭。

下梯段5与铰接在上梯段3上的中间梯段4铰接。通过设计为下护栏(直接固定在盖板2上的上护拦未示出)的连杆22，下梯段5与上梯段3相连接。结果，形成所述的四杆机构，即，梯段4和5的折叠与打开相互关联(见图2和图3)。

如果将楼梯从图1所示的折叠位置放至使用位置，线性马达17首先开始延伸。盖板随之打开，但滑块13并不延着导轨12移动。只有当盖板2到达如图2所示的打开位置，滑块13才开始随着线性马达17的继续延伸而延着导轨12移动。这样，梯段4和5随即打开直到如图3所示的工作位置。

从如图3所示的工作位置开始收存楼梯由上述线性传动的逆过程完成，即，线性马达缩回。梯段4和5折叠至如图2所示的位置，这时，盖板2才开始关闭至如图1所示的存放位置。

图4和图5显示了通常用于平台和中层楼面的二折式楼梯的非工作位置和工作位置。该楼梯由梯段34和35以及台阶39组成。压杆38装有滑动副且由符号表示以便于理解。

上梯段34的一端固定在曲柄轴33上。具有导轨41的曲柄40同样如图6和图7所示固接在曲柄轴33上。曲柄40由线性马达42驱动。曲柄轴33装于固定在中楼面30上的固定板31中。

上梯段34的另一端与下梯段35铰接。压杆38通过固定板31安装在下梯段35和中楼面30之间。在折叠位置，压杆38拉出了一点。在楼梯打开的过程中，压杆38将被压缩至其最小长度并作为一刚性杆起作用。所述四杆机构形成的结果可使楼梯精确地到达使用位置。

图6和图7显示了线性马达42和曲柄40之间连接的局部图。线性马达42通过一常规接头固定在楼面上的支架43上。该马达的另一端通过一销轴44直接与曲柄40的导轨41相连。在如图6所示的折叠位置，销轴44通常位于导轨41的端部。然而在如图7所示的工作位置，销轴44一般不在导轨41的端部，这样通过调整楼梯的倾角可以适配楼面的高度。此外，该马达42和传动机构在楼梯负载使用或延伸至其使用位置时均未受到更多的应力。该马达42也可由其限位开关关闭(操作简单)。

如果该楼梯从如图4所示的折叠位置开始启动，则线性马达42开始延伸，楼梯34和35借助于压杆38随之打开直到如图5所示的使用位置。该马达42一般可继续伸展，直到由其限位开关关闭。这时，销轴44将不在导轨41的端部。

从图5所示的工作位置开始收存该楼梯由上述线性传动的逆过程完成，即，线性马达缩回，销轴44移至导轨41的端部并驱动曲柄40。然后，梯段34和35折叠，由曲柄40推动至如图4所示的存放位置。

尽管本发明在上述为达到说明目的的实施例中有详细描述，但这种详述只为说明的目的而本发明并不局限于此，除了下述权项所描述的以外，在不脱离本发明的宗旨和范围的情况下，本发明还可以有多种不同实施例。

Claims (7)

1.一种用于耦合折叠式楼梯两个相互铰接的楼梯段运动的四杆机构，其特征在于其包括：

一个作为该四杆机构驱动杆的上梯段；

一个与上梯段铰接的作为该四杆机构的连杆的下梯段；

一个作为该四杆机构从动杆的单连杆；以及

一个作为该四杆机构框架的部件，是三折式阁楼楼梯通常固定在盖板上的楼梯段、中楼面或其它等效件。

2.如权利要求1所述的四杆机构，其特征在于所述的四杆机构的形成是通过一个或几个附加运动副里的相对运动受阻而产生，且该四杆机构的形成在所述楼梯打开至其使用位置之前发生。

3.一种由马达驱动的二折式楼梯，其特征在于其包括：

一个如权利要求1或2所述的四杆机构；以及

一个直接或间接固定于上梯段的曲柄，该曲柄上有一导轨，线性马达或其等效件通过一销轴驱动该导轨，且该销轴在楼梯处于工作位置时通常不在该导轨的端部。

4.一种用于多段楼梯的连接装置，该楼梯在使用时可打开、伸展或滑出而形成一连续楼梯，在收存时可折叠、收缩或滑进和置于天花板框架里，该连接装置的特征在于其至少包括：

一个固定在第一梯段或其等效件，如盖板上的导轨；

一个安装在所述导轨上并与其它梯段相连的滑块，当该滑块沿导轨移动时，梯段相应地折叠或打开、伸展或收缩、滑出或滑进；以及

一轴向受力的驱动杆，可以是一连杆、一线性马达、一绳索或其它等效体，其与滑块铰接，并与导轨之间的角度α等于或小于90°。

5.如权利要求4所述的连接装置，其特征是该轴向受力的驱动杆为一连杆或其等效件，该连杆的另一端铰接在一悬臂上，该悬臂通常通过一固定板铰接在天花板的框架上并通常由一线性马达驱动。

6.如权利要求4所述的连接装置，其特征在于所述轴向受力的驱动杆为一线性马达或其等效体，其通常通过一固定板铰接在天花板框架上。

7.设置一起始角β，通常为30°＜β＜50°，以避开马达驱动折叠式楼梯的传动机构的死点位置，其特征在于该起始角β形成于楼梯折叠后相互铰接的第一和第二梯段之间，所述第一梯段在收存位置时水平位于天花板框架中，而其它梯段则位于其上方。

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