CN1539725A - 负载自锁制动式提升机 - Google Patents

Abstract

一种负载自锁制动式提升机，包括承载钢绳、保险钢绳、电机，变频调速和吊篮倾斜控制系统、壳体(由壳体、V型槽式卷盘、杠杆式压紧器、行星减速器、下降速度限制与调整器、开口定位及双向摆动作用式安全锁构成)及钢绳卷取装置，其特征是V形槽的楔角为10～20°，承载钢绳在V型槽式卷盘上的包络角为260～290°，杠杆式压紧器由两块钢板夹装1个张紧轮和1个压紧轮，压紧轮外侧有对应壳体上铰孔，二者铰接；承载钢绳自外经张紧轮与卷盘切向引入包络V型槽，在包角终点，为压紧轮紧压引出壳体外，形成负载自锁制动＝运行自动转换，长时承载制动功能可靠，制动能力自动调适，杠杆式压紧器定量设计及与壳体铰接位置设计，按杠杆比公式：

优化。

Description

负载自锁制动式提升机

技术领域

本发明涉及一种起重机械中的无限行程类、回转型的、绳·槽组合式提升机，具体地说是一种负载自锁制动式提升机。

背景技术

传统的起重机械产品，其典型结构模式以定容量卷筒为提升动力输出部件，依其卷取负载的钢绳实现负载提升运行，其作业行程受到卷筒容量的限制，不可能实现超高、超长甚至行程不限的提升运行，而且体积、重量大，都是采用传统的摩擦制动器，不能长时承载制动，故不宜作为建筑行业的高空载人作业吊篮的配套动力装置。早在19世纪70年代，西欧已经出现一种直线运行，间歇、脉动式的钢丝绳式手扳牵引机，它属于以平行四连杆夹钳式的机构，在予压弹簧的作用下，其上、下夹钳体的R型槽面能夹持钢绳。当钢绳上有负载力时，上、下夹钳已被夹持的钢丝绳，在直线R弧形槽面间可产生摩擦力。当摩擦力与负载力相平衡时便可夹持负载的钢绳随钳体部件一道运行或者制动载荷。手扳牵引机的平行四连杆式夹紧机构的夹持能力，在额定载荷时所对应的四连杆姿态，由平行四连杆杆体的铰接点位置所决定。满足额定载荷和1.25倍出厂试验载荷的结构设计姿态，易因R槽和诸铰接点耦件副的销和孔的磨损而改变，因磨损引起的四连杆倾斜转角度变大，则额载提升能力便被削弱，只能制动载荷；再使用下去，便可产生坠落负载的事故。尚由于该类钢丝绳手牵引机，手扳力大(30～50kg)，往返扳动一次行程小(仅35～40mm)和脉动提升、运行等缺点，故在最早配套载人作业提升动力装置中，大约只有10多年的运用历史，就从吊篮配套中被淘汰。但毕竟这种产品是最早出现的无限行程类手动起重机械产品，其工作机理和制动原理都是由夹紧力(压力)转换为摩擦力而实现的一种直线运行式绳·槽耦合式提升机。这种平行四连杆式夹紧机构的原理和基本结构型式，仍然为当今电动吊篮的安全锁的基本结构模式。

19世纪80年代，西欧已经出现回转型绳·槽耦合式的提升机作为高空载人作业吊篮的提升动力装置。其提升能力和机理是利用负载的钢绳包络在V型槽式卷盘中，依靠负载钢绳在V型槽界面上产生的摩擦力与负载力相平衡，并使绳和卷盘槽无相对滑动，形同一体，随卷盘的转动即能输出提升功。

根据这个工作机理，于是出现过两种类型的提升机，并流传至今于世界各地，形成了定型标准产品。根据国内外吊篮用提升机相关标准，如英国BS EN1808：1999和中国建筑部标准JG/T5033-93等，都一致规定两条基本要求：1、提升机必须设置两级制动器；2、吊篮必须设置安全锁。从这类定型产品标准的制订至今，这些提升机仍然还在使用，同时也发生了一系列伤亡事故，这已为我国第一部权威使用指南书籍《高处作业吊篮安全技术》(上海市劳动保护教育中心，1998年12月)第十章“事故分析”所披露，各地年年均有一些吊篮事故案例发生。显然不能简单地认为是使用者违反操作、维护规范或使用不当所造成的。

摩擦制动型的提升机存在的安全隐患归纳如下：

①摩擦制动元件突然性损坏，导致制动失灵隐患不能完全避免。②制动力矩并非直接作用在动力输出卷盘上，而是设在应力复杂的输出动力的主动小齿轮上，易发生小齿轮折断，而导致制动器功能无法发挥，并已造成负载坠落事故。③双卷盘式提升机易因承载钢绳受到污染引起μ_s(静摩擦系数)值少许下降，若Δμ_s＝-0.1，即导致额载提升能力下降80％，无法得到补偿，造成负载超速坠落；④单卷盘式提升机采用过多的小压轮施加压力，不符合绳·槽耦合时，形成平衡负载所需的摩擦力对应的自然规律，形成了过量的压力积累，致使加速辗伤，压毁钢绳，导致断绳事故；⑤安全锁常因露天作业，受潮锈蚀而卡滞，或建筑垃圾堵塞等，常在关键时刻不能动作，不能阻止上述超速下降或断绳事故的发生。

上述的论点可以从现有产品的结构中得到论据：

A、双卷盘、绳·槽耦合式提升机，负载钢绳将沿两个单槽V型卷盘，从壳体上面引入壳体内，先进入下边一个卷盘槽包络，再按“S”路径交叉包络上面一个卷盘后，引出壳体，其包角Ψ≈3π个弧度。壳体与吊篮铰接。吊篮的载荷直接通过钢绳把负载力传递到顶部挑出的支撑杆上铰接起来；而绳尾由钢绳的自重或卷取装置张力平衡即可。而绳背上并未加装其他压紧装置。钢绳全靠负载力的作用，使绳子嵌入V型楔槽中，在界面上形成的摩擦力与负载力相平衡；当卷盘回转时，吊篮能沿着吊起的钢绳向上爬升，实质上即作提升功；它们的第二级制动器，也是设在动力输出级的小齿轮轴端上的摩擦型制动器，并另设了手轮压紧装置；这种提升机的第一级制动器则有直接采用盘式电机制动，也有采用正交轴向啮合的蜗轮、蜗杆输入方法、利用其反向自锁特性，防止负载力作用下的反转趋势，这种型式则可用普通电机驱动。但是，该类提升机除了外型结构尺寸大外，主要的缺点是，钢绳在现场使用中难免不被污染，使μs值下降和绳、槽的磨损，都将容易造成绳与槽之间相对滑移，因此会较早出现负载坠落的事故。所以，该类提升机配套吊篮时，必须配用防下降速度超速型的安全锁。

B、单卷盘式，绳·槽耦合式提升机：因其包角Ψ＜2π，负载的钢绳是沿着绳槽，按“α”形路径包络绳槽，为了获得足够大的平衡负载的摩擦力，保证钢绳与绳槽间无滑移，采用了对钢绳绳背上施加压力的方法来弥补其包角较小于双卷盘的包角的不足之处。施加压力的型式有两类结构：一类是全包角范围均布若干小压轮，小压轮分布安装在弧形压轮板上，而压轮板则由压杆来将负载力转化为压紧力，显然在弧压板上分布固定的压轮向绳槽趋近时，上面只有一个压轮的的压力值最大，而两边弧形上的压轮，都依次逐渐以减小的径向压力作用在对应点处的钢绳背上。另一类则是由主、副压杆和可调压力弹簧的弹力，分两组，由4个压轮对钢绳包角范围上局部绳背上加压，其压力来源于由压杆机构，将负载钢绳上的张力转化而成。上述A、B两种提升机，不论是由负载力或张力转化为压紧力，都是采用杠杆原理来转化而来。这种转化的量值关系式均为简单的直线函数关系，即由比例关系式(线性函数斜率式)所定量。所谓的可调弹簧也是事先调整并无自动补偿功能，其弹力与变形之间也是比例关系(线性函数斜率式)。上述两类加压于单槽式卷盘上的加压方式，所获得各点上的压力值分布规律并不符合17世纪尤勒“皮带原理”基本概念表达式 $T_0=\frac{T_1}{e^{{\mathrm{\μ}}_S\mathrm{\ψ}}}$ 的规律。尤勒皮带原理基本理论是：一端负载为T₁的绳索，包络于圆柱面上，在无相对滑移时，另一端所需平衡负载的力T₀值，将随包角Ψ的增大而急剧减小(见图15)。只有包角终止处的平衡力T₀最小。 $T_0=\frac{T_1}{e^{{\mathrm{\μ}}_S\mathrm{\ψ}}}$ 系按尤勒皮带理论由积分概念所导出。是一个包含指数项倒数的曲线函数表达式。发明人根据尤勒皮带原理导出了V型槽式卷盘中负载钢绳，当Ψ＜2π时，一端平衡负载力的 $T_{0V}=\frac{T_1\·\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}}{e^{{\mathrm{\μ}}_S\mathrm{\ψ}}},$ 显然，在相同负载力T₁时，平衡负载T₁时，有槽的T_0V要小于无槽的圆柱面上的T₀。即T_0V＜T₀，其变化趋势也是相同的。由此可见，V型槽式卷盘的楔角α的作用是，可以用比较小的单点压紧力作用在相同包角Ψ的终止处，在压点处的钢绳界面上，可以形成由压紧力N_V和垂直于侧面上的左、右两个平衡压力N_VR、N_VL相平衡： N_V＝ N_VR+ N_VL(见图16)；根据这个平衡关系式，可以导出压力增益效率 ${\mathrm{\η}}_V=\frac{1}{\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}}\≥1,$ 也可以从 $\frac{T_0}{T_{0V}}=\frac{1}{\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}}$ 得到证明： ${\mathrm{\η}}_V=\frac{T_0}{T_{0V}}=\frac{1}{\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}}.$ 由此可以从理论上阐明，对于V型槽式卷盘中负载钢绳，只需在其包角终点处，施一个 N_V而产生的摩擦力 $T_{\mathrm{OV}}=2N_{\mathrm{VL}}{\mathrm{\μ}}_S={2N}_{\mathrm{VR}}{\mathrm{\μ}}_S=T_0=\frac{T_1}{e^{{\mathrm{\μ}}_s\mathrm{\ψ}}},$ 即符合尤勒皮带基本原理时，可以导出： $N_v=\frac{T_1}{{\mathrm{\μ}}_S\·e^{{\mathrm{\μ}}_s\mathrm{\ψ}}}.$ 至此，不但证明了在Ψ角范围内所加的其它压轮，并产生压紧力而形成的若干处的摩擦力，所累计的平衡载荷的能力一定大大超过负载力的数值，并形成多余约束，除了发挥必须的提升负载功外，还增加了卷盘回转时无用功耗，也造成了对钢绳的因压力过份而造成辗压和压轮的磨损，导致压轮边缘的自刃化，那些若干小压轮置于壳体内部，自刃化后不便修纯，其刃边必然要切割表层的钢丝，致使卡滞、运转不畅的恶性循环，那些若干小压轮置于机体内部，自刃化后不便修钝，最终导致断绳是必然的结果。所以，按“α”穿绕绳法以若干压轮压紧钢绳背的提升机，它所以必须配置防断绳型的安全锁方能与吊篮配套也是出于无奈之举，实为一种补充设计措施。由此可以证明，由客观现实的产品结构与工作机理的矛盾，其标准也只能以①必须采用两级摩擦制动器；②配套吊篮时必须配置安全锁和保险钢绳两点至关重要的要求来约束产品，但是，没有一个生产厂和标准文件，承认之所以如此规定是由其结构设计和机理之间的矛盾是无法协调至合理的、符合绳·槽耦合之间的客观的力学规律。

发明内容

本发明的目的是针对现有国内外高空作业电动吊篮配套的摩擦制动型、绳·槽耦合式提升机存在的制动失灵、齿轮破碎致使制动器功能丧失；过压钢绳致使断绳；欠压致使负载超速坠落，安全锁故障失灵，不能控制故障并引发伤亡事故，长达20年之久的事故案例有增无减的安全隐患没有获得根治的现状，而提供一种采用全新的制动原理、定量设计技术、以合理的简约结构，体现负载自锁制动、运行的机理，以全新的理论与技术保障，实现制动可靠，长时承载绝不下滑、不会产生断绳、负载下降超速等弊端的新型负载自锁制动型提升机。

本发明的技术方案是：

一种负载自锁制动式提升机，包括承载钢绳、保险钢绳、电机、变频调速和吊篮倾斜控制系统、机体(由壳体、V型槽式卷盘、杠杆式压紧器、行星轮减速器、下降速度限制与调整器、开口定位及双向摆动作用式安全锁构成)及钢绳卷取装置。

承载钢绳和保险绳同它们各自的吊钩铰接在同一个承载构件上。在垂直吊挂状态时，两根钢绳是平行垂直地引入壳体：承载钢绳从壳体外进入压紧器的张紧轮绳槽后，因张紧轮的存在而改向，按与V型槽式卷盘的切线方向进入绳槽，开始包络卷盘，经过包角Ψ弧度的包络后，在包角终止处，从压紧轮的下方引出壳体；而保险钢绳则从嵌装在壳体上的安全锁的外转臂端部的信号环中穿过，通向安全锁内打开并定位的钳口，引出安全锁。保险钢绳和承载钢绳(松边)一同为双盘、恒张力电动式钢绳卷盘收集卷绕。

变频调速电机轴穿过壳体与行星减速器的太阳轮相连；行星减速器的动齿圈与V型槽式卷盘相连；太阳轮轴端上套装着下降速度限制器与调整器等，安全锁嵌装在壳体上。

壳体上设有吊钩或吊销与负载(吊篮)相铰接。

其电器控制是一部分设在壳体的电器盒内，设有手电门控制接口、电源及其它控制接口。以电缆通向电控箱，由中央处理器接口分别接受倾斜传感器及其它限位开关等电信号，实施自动控制和配套吊篮时的水平自动调整控制及其它电安全保护与警示和故障信号显示等。实现运行自动控制运行、超载、欠电压、错相、漏电、过电流等自动保护。

其特征是：

①承载钢绳包络在V型槽卷盘上，V形槽的楔角范围为10～20°；

②承载钢绳在V型槽式卷盘上的包络角为260～290°；

③在承载钢绳进入壳体内V型槽式卷盘的一侧安装一个张紧轮。在承载钢绳进入V型槽式卷盘，包络Ψ包角，在终点处(另一侧)安装有一个压紧轮。张紧轮和压紧轮之间安装一个导绳板，三者由两块钢板组成的压紧器夹板夹装成一整体。在靠近压紧轮一端的板件上有铰孔和壳体上的铰孔由铰销铰接，形成了本发明的负载自锁制动运行耦件。其铰点位于张紧轮与压紧轮的轮心线连线及过V型槽式卷盘中心所作的与压紧轮轴心线连线平行线之间；铰点位置定量确定法则按杠杆比L_K确定。 $L_K=\frac{H_R}{H_N}=\frac{T_1\·\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}}{{\mathrm{\μ}}_S\·R\·e^{{\mathrm{\μ}}_s\mathrm{\ψ}}},$ 式中T₁表示提升机的使用提升载荷，α表示V型槽的楔角度数，μ_s表示钢绳对V型槽的静摩擦系数，R表示提升载荷力及张紧轮与卷盘切线方向的张力的合力，在与张紧轮和压紧轮连心线(杠杆)上的投影值，Ψ表示承载钢绳在V型槽式卷盘中的包角弧度值，即压紧轮压紧位置上至张紧轮与卷盘切线切点位置之间的包络角的弧度值，e表示自然数。

本发明的行星减速器包括太阳轮、一对共用的行星轮、行星轮架、定齿圈和动齿圈。太阳轮与电机轴以扁榫和电机轴相连，太阳轮与行星轮相啮合，行星轮的一半齿宽与定齿轮相啮合；另一半齿宽与动齿相啮合，动齿圈带动卷盘转动。所有齿轮的模数值相同，齿数全为偶数，定齿圈的齿数和动齿圈的齿数相差2个齿数。

本发明的下降速度限制器包括超越离合器、轴承、法兰盘、摩擦片构成的部件、套装在太阳轮的轴上；摩擦片的外圈两面，由两片压力板夹合，一面与机壳平面接合，另一面由弹簧座、弹簧与安装在外壳上的旋塞螺母相抵，旋塞螺母可调整弹簧的高度，可以调整摩擦片两面上的摩擦力矩，获得太阳轮轴，仅在负载下降时转动方向上的、因负载重力加速下降的作用，受到限制和调整下降运行速度；对负载提升不起作用。适当的调整可获得升、降运行速度一致。必须指出，下降速度限制器所用摩擦片，并不是用作负载制动的。即使下降速度限制器取消了，也仅是延长了下降制动的距离；因其提升或下降负载制动运行制动功能，是由杠杆式压紧装置的压紧轮营造的“绝对负载自锁制动”状态所实现。这是本发明与摩擦制动型提升机的制动机理的本质区别。

旋塞螺母内的螺塞是用来调整太阳轮轴向窜动间隙及封闭内腔的；旋下螺塞，可以插入手摇把，转动太阳轮，作停电和维修提升机之用。

本发明的安全锁为双向作用、整体式机芯；外设双向摆动作用摇臂，以摇臂连杆、摇臂销，铰接摇臂轴来驱动内置的定位杆，实现定位杆与摇臂同步摆动；借助其上部左侧张力平衡弹簧及其调节螺钉，调整其推力与承载钢绳上的张力相平衡；设定摇臂和定位杆处理中立位置；定位杆的下左侧设有定位轮拔叉与定位轮作切向接触时，钳口张开，定位轮正好卡入夹紧系统的上夹钳连杆尾部的凹弧位置，使钳口予设开度稳定不变。而钳口张开定位轮是安装在摇杆的上端，由其上的定位弹簧活动座和定位弹簧、定位弹簧调节螺钉，予调的弹力通过上连杆上的闭合弹簧座、钳口闭合弹簧及以底板和盖板为支承的、构成四杆式受力平衡机构的稳定状态；当承载钢绳破断时，或因吊篮倾斜时，形成朝α₁(右侧)摆动，则定位杆左下侧的定位轮拔叉能推动钳口张开定位轮，于是夹钳连杆在闭合弹簧力的作用下向上转动，引起上、下夹钳闭合夹持并夹紧保险钢绳；而钳口张开定位轮被推开时，由于弹簧推力的作用，将沿凹弧爬上凸圆弧部位；摇杆下部因设有空程作用的空槽圆弧，不会妨碍摇杆的摆动。同样，如果夹钳在未穿入钢绳时已闭合，则也可将摇臂向α₁(右侧)摆动至极限角位移量时，定位杆上右方水平杠上有强制开口压轮，可以压向上连杆向下转动；同时其尾部凸圆弧上挠，钳口张开定位轮又与凹弧相抵，使钳口打开并定位，此时可以穿绳。当吊篮倾斜时，摇臂向α₂(左侧)摆动时，定位杆正下方尾部上的连杆销将带动摇杆作同向摆动，同样，钳口张开定位轮也将沿着凹弧爬上凸圆弧部位形成上、下夹钳闭合，夹持并夹紧钢绳。如果要卸除此时的夹紧动作，必须使摇臂手动推至α₁极限角位时方能打开钳口。本发明的安全锁不另设开钳施转等辅加机构。

本发明安全锁设定摇臂转动角位为其极限角位一半时为钳口张开稳定区，至极限角位时方即立刻夹持，夹紧保险绳；当吊篮倾斜时，在中立位置至二分之一极限倾角区，可由倾斜传感器检测，实施水平自动调整。当倾斜传感器检测系统失灵，故障时，仍能在达极限倾角位时实现夹持，夹紧保险绳。

本发明的安全锁属防断绳型和防倾斜型安全锁，也能起到防承载绳松驰时的保险作用(当下降吊篮碰到障碍时，也能起到保护作用)。尚因本发明属负载自锁制动型提升机，不存在负载钢绳及绳槽的磨损造成钢绳从V型槽中滑移、抽动的条件，故不需要采用防下降速度超速的设计措施。

本发明的有益效果：

1、利用负载自锁制动比传统的摩擦制动方式有如下优点：

A、采用杠杆式压紧器实现负载自锁制动，建立在形成“绝对自锁制动”状态下的，定量设计，可以采用较轻的压紧力形成绝对自锁，只要绳型选择恰当，可以获得较高使用寿命。

B、制动和运行的转换，完全由电器实行通电与断电功能实现，没有其他硬件传递切换动作，不会因硬件的损坏而破坏转换功能。即使电器故障引起停运，长时制动也不会下滑。

C、杠杆式张紧器形成的自锁制动能力能按负载大小自动调适制动能力，是定量设计的产物，从理论到计算至结构全部都是体现了绳与V型槽的力学自然客观规律，不存在多余的约束，所以不会辗伤、切断钢绳。

D、不会因钢绳和V型槽磨损或钢绳的污染引起静摩擦系数μs值的下降，而降低其额定载荷的制动能力，只能降低其额载提升能力。

E、压紧轮置于杠杆压紧器上，并非在壳体内腔，易发现压紧轮因磨损产生了刃边，能及时、方便地给予修钝维护，可延长钢绳使用寿命。

F、制动的效果发生在钢绳与V型槽的压紧轮的压紧部件上，直接发生在动力输出元件钢绳上，钢绳既是负载运行元件，也是制动效果的介质，不会像摩擦片那样，存有突发性损坏的隐患。

G、钢绳因表层磨损连续多处断丝时，必须更换新绳，因此不会被用到发生断绳时刻。实验证明，尽管配套了防断绳型安全锁，实质上是为了防止杠杆式压紧器的铰销发生切断，引发的承载绳松弛，同样可以防止事故发生。安全锁的设置是为了满足社会公共安全利益法规的需要，而不是真正会发生断绳。这和摩擦制动型的提升机配套安全锁的理由不一样。安全锁的设置只是为了防止万一发生断绳事故，满足公共安全法规的要求。

H、负载自锁制动仅要求有壳体、V型槽卷盘、杠杆压紧器、承载钢绳四个要素存在即可实现，没有其他如电机、减速器等也不影响其功能。有利现场拆卸、检修和更换其他部件。

I、配以超越离合器轴承构成的下降速度限制器套装在太阳轮轴上，主要是削弱、平衡负载下降过程中因重力加速形成的势能，转化为摩擦功耗的原理实施，对提升运行时不起作用。可以调整至升、降运行速度一致。即使不装配下降速度限制器，只会因重力加速的作用而延长一段制动距离，最终因机械传动效率的功耗与重力加速势能相平衡(抵消)也将进入负载自锁制动状态。

J、负载自锁制动的耦件——杠杆式压紧器结构简单，工艺性能及结构设计好、安装合理，便于维护。

2、行星减速器结构设计简单、承载能力高、体积小、重量轻，设有手摇把，可以手动输入动力，解决停电、维修之需。

3、安全锁安装在封闭的壳体中，不会因建筑垃圾堵塞而失灵，能抵御雨淋、锈蚀引起的卡滞；钳口定位不会产生误动作，和少许的吊篮倾斜而停运。

4、设有水平倾斜自动调平自控系统和变频调速，可空程快速运行，运行过程中不停机实行无级变速调整，有利提高工作效率。

5、其工作行程任意，超长的钢绳和保险绳可由恒张力，电动卷取装置自动卷放。

6、比现有各类摩擦制动型的回转式绳·槽耦合的提升机安全可靠，是电动吊篮安全的、新颖的、换代配套动力装置。

附图说明

图1是本发明的负载自锁制动式提升机的外形结构示意图(A型，悬臂支承V型槽卷盘式)。

图2是图1的左视图。

图3是本发明的负载自锁制动式提升机的另一种外形结构示意图(B型，二点支承V型槽卷盘式)。

图4是图3的左视图。

图5本发明的负载自锁制动式提升机传动结构示意图(与图1结构相对应)。

图6本发明的负载自锁制动式提升机的另一种传动结构示意图(与图3结构相对应)。

图7是图5的A-A剖视图。

图8是图6的B-B剖视图。

图9是本发明的V型槽卷盘与承载钢绳及压紧轮连接结构示意图(图8的E-E剖视图)。

图10是发明的防断绳、倾斜型安全锁结构示意图。

图11是图10的C-C剖视图。

图12是图11的D-D剖视图。

图13是本发明的光电检测自动调平(吊篮)与变频调速运行的电气控制原理框图。

图14是本发明的杠杆式自耦负载自锁制动·运行工作机理示意图。

图15是本发明所述的尤勒皮带原理的Ψ＜2π时平衡力T₀收缩螺旋示意图。

图16是本发明发现的V型槽增益效应原理图。

图17是承载钢绳在V型槽中的受力状况示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

负载自锁制动式提升机是单槽式，V型槽式卷盘和包络于V型楔槽中的负载钢绳，从与壳体相铰接的杠杆式压紧器，以其张紧轮的作用，将负载力与因张紧轮改向产生的张力形成的合力作用于杠杆上，形成合力的回转力矩，在该力矩的作用下，从而获得在包络角Ψ终点处，杠杆式压紧器上的压紧轮的压紧力 N是通过压紧轮和V型槽卷盘的轮心线，该压紧状态称之为“绝对自锁状态(见图14、17)”，压紧轮的定量的压紧力，实现负载自锁制动；驱动卷盘时，在槽中被压紧的钢绳与V型槽上的接触界面上产生切向驱动回转力

该力

与压紧轮产生的压力 N又产生解锁的合力 T，该合力 $\stackrel{\‾}{T}={\stackrel{\→}{T}}_j+\stackrel{\‾}{N},$ 不再通过V型槽卷盘轮心，便能形成提升载荷的提升力T₁；当驱动停止时，切向回转力

消失，只剩下压紧轮的压力 N，又回恢至负载自锁制动状态，能够实现长时承载不下滑，具有制动可靠和制动力能随负载大小自动调适的作用；其制动运行的转换完全自动实现，全由电机的工作电流通、断开关控制。这里钢丝绳既是承载运行元件，也是制动功能得以实现的介质。其间没有传统的、安全稳患多端的，制动用的摩擦材料、和其他制动杆件参与，不会产生制动元件、传动件的损坏而诱发事故。

提升动力的发挥机理，仍从属于负载包络角Ψ范围上所获得的，以积分定量形式累计形成的摩擦力之和。根据17世纪摩擦学奠基人之一尤勒(Leonhard Euler1643-1727)的皮带原理，发明人能够证明，对于负载T₁的皮带包络圆柱支承体时，如果皮带与圆柱不产生相对滑移时，则另一端能与负载T₁相平衡的T₀力有着如下的定量关系： $T_0=\frac{T_1}{e^{{\mathrm{\μ}}_S\mathrm{\ψ}}};$ 由该式可以看出T₀＜T₁，发明人列出在Ψ＜2π弧度时的平衡力T₀收缩螺旋示意图(图15)，即从包角Ψ起点处起，朝终点(Ψ处)方向，其各包角处的平衡T₀的峰值按一螺旋线方式收缩，在Ψ角终点处，T₀值最小。意即，只要在Ψ角处，能够在该点上形成一个T₀值即能平衡对应的负载T₁，即将T₁实施制动。基于这个物理、数学定量关系式，可以设想以一个和吊挂该柱面(盘形柱面)的刚性体的结构上，在Ψ角处设定一个可以调节压紧力的小压紧轮，施予一定的压紧力 N即可将负载T₁制动，而不必在Ψ角范围内再加其它的压轮，如果再加压轮，必然是多余的约束。这就是本发明的理论导思路径，从而也是相对于目前摩擦制动式提升机的提升机构中以“α”型绕绳法，采用若干压轮那种结构模式的理论和结构上的区别；显然，本发明的理论基础是与客观的力学分布规律是一致的。本发明根据这一理论导思，创造了只有1个张紧轮和1个压紧轮构成的杠杆式压紧器与壳体相铰接的模式，能够根据T₀和钢绳对界面上的静摩擦系数μ_s值，推理得出，在这个压紧轮上必须获得一个压紧力N值来转换为T₀值，方能平衡负载T₁，即 $N=\frac{T_0}{{\mathrm{\μ}}_S}=\frac{T_1}{{\mathrm{\μ}}_S\·e^{{\mathrm{\μ}}_s\mathrm{\ψ}}},$ 该式已经在尤勒皮带原理基础上解决了柱面形卷盘的负载自锁制动的基本理论。也许人们会反问，仅在一个点上，用一个压紧轮产生的压紧力 N会不会把钢绳压扁，造成不可恢复的永久变形，在反复运行辗压中，有无实用的经济价值？这种疑虑不是没有道理的。如果用柱面式卷盘，即使采用了方形的双侧槽边来稳定卷绳导向，也毫无实用意义。发明人发现，卷盘上必须设置一个V型槽，其V型槽楔角α值是很重要的，具有压力增益效应。其压力增益效率 ${\mathrm{\η}}_V=\frac{1}{\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}}$ (见图16所示的V型槽中钢绳受力状况示意图)。显然，当α＝180°，η_v＝1，即形成了柱面卷盘。因为η_v≥1，如果α值选择得当，可以大大减少其按 $N=\frac{T_1}{{\mathrm{\μ}}_S\·e^{{\mathrm{\μ}}_s\mathrm{\ψ}}}$ 计算出的压力值，为了区别有V型楔角α的卷盘结构，所需的平衡负载力T₁的T₀，可以把相关基本力学指标加以下标区别，如有α楔槽的平衡负载力T₁的T₀记作T_0V、压紧力记作N_V，可以进行推理性的量化计算。负载钢绳在压紧力N_V作用下，在作用点的V型槽中将由两侧反力N_VL和N_VR平衡； N_V＝ N_VR+ N_VL。

本发明提出：

①V型槽的楔角α范围为10～20°；其最佳取值范围为15～18°；

②承载钢绳在V型槽式卷盘1上的包角Ψ为260～290°之间，其最佳什为270～280°之间。

③杠杆式压紧器由1个张紧轮3和1个压紧轮4和1个导绳板5，由两块钢板做成的压紧器夹板2将三者装成一整体。在靠近压紧轮的一端的铰孔和壳体上的铰孔K由铰销穿联铰接。其绞点位于张紧轮的轮心与压紧轮的轮心连线

及过V型槽式卷盘中心所作的与

连线平行的平行线之间；铰点的位置定量确定法则按杠杆比： $L_K=\frac{H_R}{H_N}=\frac{T_1\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}}{{\mathrm{\μ}}_S\·R\·e^{{\mathrm{\μ}}_s\mathrm{\ψ}}},$ 式中T₁表示提升机的使用提升载荷，α表示V型槽的楔角度数，μ_s表示钢绳对V型槽的静摩擦系数，R表示提升载荷力及张紧轮与卷盘切线方向的张力的合力在与张紧轮和压紧轮连心线上的投影值，Ψ表示承载钢绳在V型槽式卷盘中的包角弧度值，即压紧轮压紧位置上至张紧轮与卷盘切线切点位置之间的包络角的弧度值，e表示自然数。

本发明的负载自锁制动式提升机，根据承载钢绳522上的载荷是否通过V型槽卷盘圆心，可分为二种结构型式，图1是承载钢绳522上的载荷T₁通过V型槽卷盘圆心的外型结构示意图(A型)，用于提升能力小于等于200kg级产品；图5是其传动结构示意图，图7是图5的A-A向剖视图，也是其杠杆式压紧器结构示意图，图3是承载钢绳522上的载荷T₁不通过V型槽卷盘圆心的外型结构示意图(B型)，图6是其传动结构示意图，图8是图6的B-B向剖视图，也是其杠杆式压紧器结构示意图。下面以图1、图5、图7所示的结构(A型产品)为例对本发明作进一步说明，图3、图6、图8所示结构(B型产品)的提升机与图1、图5、图7所示结构的工作原理完全相同。

下面结合实施例和附图1、4、5、7和图11对本发明作进一步的说明。

将负载钢绳522设有吊钩705的一端与支承载荷的构件上铰接环挂结后，将其绳尾自壳体525外进入壳体，经张紧轮517上槽沟导向引入，作切向穿进V型槽式卷盘514，经过包络Ψ角后，在压紧轮515下，顺其槽沟抽出，经过导管704或导轮引出壳体525，将同保险钢绳301一同通向钢绳卷盘，可以实现自动卷、放(见图4、7)。

承载钢绳522和保险钢绳301同它们各自的吊钩705铰接在同一个承载构件上。在垂直吊挂状态时，两根钢绳是平行垂直地引入壳体525：承载钢绳522从壳体525外进入杠杆压紧器的张紧轮517绳槽后，因张紧轮517的存在而改向，按与V型槽卷盘514的切线方向进入绳槽，开始包络V型槽卷盘514，经过包角Ψ弧度的包络后，在包角终止处，从杠杆式压紧器上压紧轮515处引出壳体525；而保险钢绳301(见图4、11)则从嵌装在壳体525上的安全锁的摇臂1030端部的信号环1029中穿过，通向安全锁内打开并定位的钳口，引出安全锁。保险钢绳301和承载钢绳522(松边)一同为双盘、恒张力电动式钢绳卷盘收集卷绕。

变频调速电机523的输出轴穿过壳体525与行星减速器的太阳轮504相连；行星减速器的动齿圈501与V型槽式卷盘514相连；太阳轮501轴端上套装着下降速度限制器与调整器等。

壳体525上设有挂钩706或吊销801与负载(吊篮)相铰接。

电器控制一部分设在壳体525的电器盒内，设有手电门101的控制接口、电源及其它控制接口，以电缆通向电控箱，由中央处理器接口分别接受倾斜传感器及其它限位开关等电信号(见图13)，实施自动控制和配套吊篮时的水平自动调整控制及其它电安全保护与警示和故障信号显示等。实现运行自动控制运行、超载、欠电压、错相、漏电、过电流等自动保护。

其特征是：

①承载钢绳522包络在V型槽卷盘514上，V形槽的楔角α的范围为10～20°，其最佳范围为15～18°(见图7、8、9)；

②承载钢绳522在V型槽式卷盘5 14上的包络角Ψ为260～290°，其

最佳范围为270～280°(见图7、图8)；

③在承载钢绳522进入壳体525内V型槽式卷盘514的一侧安装一个张紧轮517，在承载钢绳522进入V型槽式卷盘514，包络Ψ包角后，在终点处(另一侧)安装有一个压紧轮515。张紧轮517和压紧轮515之间安装一个导绳板702，三者由两块钢板组成的压紧器夹板516夹装成一整体。在靠近压紧轮515一端的板件上有铰孔和壳体上的铰孔由铰销701铰接，形成了本发明的负载自锁制动·运行耦件。其铰销701的中心铰点K位于张紧轮517与压紧轮515的轮心线连线及过V型槽式卷盘514中心所作的与压紧轮515轴心线连线平行线之间；铰点K的位置定量确定法则按杠杆比L_K确定(见图7、8)， $L_K=\frac{H_R}{H_N}=\frac{{T\·}_1\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}}{{\mathrm{\μ}}_S\·R\·e^{{\mathrm{\μ}}_s\mathrm{\ψ}}},$ 式中T₁表示提升机的使用提升载荷，α表示V型槽的楔角度数，μ_s表示钢绳对V型槽的静摩擦系数，R表示提升载荷T₁及张紧轮517与V型槽卷盘514切线方向的张力P的合力，在与张紧轮517和压紧轮515连心线(杠杆)上的投影值，Ψ表示承载钢绳522在V型槽卷盘514中的包角弧度值，即压紧轮515压紧位置上至张紧轮517与V型槽卷盘514切线切点位置之间的包络角的弧度值，e表示自然数。

本发明的行星减速器(见图5、6)包括太阳轮504、一对共用的行星轮503、行星轮架524、定齿圈502和动齿圈501。太阳轮504与电机523的输出轴以扁榫相连，太阳轮504与行星轮503相啮合，行星轮503的一半齿宽与定齿圈502相啮合；另一半齿宽与动齿圈501相啮合，动齿圈501带动V型槽式卷盘514转动。所有齿轮的模数值相同，齿数全为偶数，定齿圈502的齿数和动齿圈501的齿数相差2个齿数。

本发明的行星减速器根据与其相连的V型槽式卷盘514的连接方式可分为二种形式，分别如图5、图6所示，图5为V型槽式卷盘采用悬臂支撑式时的行星减速器的结构示意图，图6为V型槽式卷盘采用两点简支撑时的行星减速器的结构示意图。

本发明的行星减速器的太阳轮504的驱动轴的一端由扁榫和电机523的输出轴相连，另一端套有由超越离合器轴承506构成的下降速度限制器，外设手摇把526可作停电或维修手动驱动之用。其动齿圈501可与V型槽卷盘514制成一体(见图5)，也可与双支承花键后支座519相连(见图6)，由花键轴518与V型槽卷盘514上的花键孔相连，作动力输出。本实施例的行星减速器的行星轮503部件采用特殊设计，由一对行星轮503安装在浮动式行星轮架524上，为前级和末级共用的行星轮，借助定、动齿圈的齿数差，实现速比较大的减速传动，增大输出扭矩；另一特点是全部齿轮齿数为偶数，模数相同；定、动齿圈的齿数差为两个齿数。

本发明的下降速度限制器包括超越离合器轴承506，法兰盘527、摩擦片505构成的部件套装在太阳轮504的轴上；摩擦片505的外圈两面，由两片压力板513夹合，一面与壳体525平面接合，另一面由弹簧座512、弹簧511与安装在壳体525上的旋塞螺母510相抵，旋塞螺母510可调整弹簧511的高度，可以调整摩擦片505两面上的摩擦力矩，获得太阳轮504轴仅在负载下降时转动方向上的、因负载重力加速下降的作用，受到限制和调整下降运行速度；对负载提升不起作用。适当的调整可获得升、降运行速度一致。必须指出，下降速度限制器所用摩擦片505，并不是用作负载制动的。即使下降速度限制器取消了，也仅是延长了下降制动的距离；因其提升或下降负载制动运行制动功能，是由杠杆式压紧装置的压紧轮515营造的“绝对负载自锁制动”状态所实现。这是本发明与摩擦制动型提升机的制动机理的本质区别。

旋塞螺母510内的旋塞508是用来调整太阳轮504轴向窜动间隙及封闭内腔的；旋下旋塞508，可以插入手摇把526，转动太阳轮504，作停电和维修提升机之用。旋塞螺母510的外部连接有紧定螺母507，旋塞508上连接有旋塞紧定螺母509。

本发明的安全锁安装在提升装置中的壳体525上；安全锁的所有零部件均嵌入壳体锁腔中，如图10、图11、图12所示。它由2只夹板芯轴1001的台阶轴颈限位、壳体锁腔上的凸台定位，夹板芯轴1001的螺杆穿过壳体锁腔后，用弹簧垫圈、螺母紧固；其盖板1026周边以紧固螺钉、弹簧垫圈与壳体525定位。

断绳(或极限倾斜)信号的输入由穿套在承载钢绳522上的信号环1029获得承载钢绳522的张力，作用到摇臂1030上，摇臂1030初始位置设定在中立位置上，摇臂1030以摇臂轴1024(半轴)为支点，可左右摇动极限角位(α₁、α₂)，由其上的摇臂销1032和2片摇臂连杆1031与摇轴1028外端的台阶轴铰接；摇轴1028穿过壳体锁腔，另一端的台阶轴则与机芯内的定位杆1033铰点铰接，定位杆1033以上夹板芯轴1001为支点，构成外置平行四连杆摆杆系统。由张力平衡弹簧1002作用推力，用调节螺钉1003，调整其弹力，通过上述的外置平行四连杆机构联动，与承载钢绳522上的张力相平衡。因断绳或达极限倾斜信号发生时，引起的摇臂上的左右摆动或当失去张力作用时，均能引起定位杆1033的同相、等角摆动。

夹持系统由双片、两组夹钳连杆1019和上、下夹钳1018、1017，以2只支承铰点上的夹板芯轴1001定距、定位并承载；上、下夹钳上各自的2只夹钳芯轴1016共4个芯轴相铰接，两夹钳上的夹钳芯轴1016连线平行并等于2个夹板芯轴1001连线的距离，构成平行四连杆式夹钳系统。

钳口闭合弹簧1014的支承点由穿夹于底板1023和盖板1026上的闭合弹簧座轴1015提供，弹簧芯杆1021底部“A”形座，卡在闭合弹簧座轴1015上，上部(末端)穿过中央带孔的弹簧随动轴1022，该轴的两端台阶轴铰接在上夹钳连杆1019对应孔内，产生钳口闭合推力。

钳口张开定位，由定位杆1033处于中立位置并保持；定位功能由2片上夹钳连杆1019尾部凹弧与凸圆和钳口张开定位轮1004作用，钳口张开定位轮1004由3段相同的圆柱体用定位轮芯轴1005对穿于摇杆1011上。由于摇杆1011上装有定位弹簧活动座1006，接受定位弹簧1008的弹力，可获定位弹簧调节螺钉1007的调整弹力。在弹力作用下，当外侧2只钳口张开定位轮1004与上述凹弧相抵时，将与钳口闭合弹簧1014弹力平衡，保持钳口张开的开度不变。

定位杆1033的连动作用，由其所附设的：(1)上部水平姿态的支杆上安装的强制开口压轮1020；(2)偏于下方的定位轮拨叉1009在钳口张开时，与上述中间部位的一段定位轮相切；(3)纵向下部摇杆1011上的连杆销1013与连杆1012及连杆销1013作用于摇杆1011下部长弧形销槽孔；钳口张开时，连杆销1013处于弧形销槽的右侧极限角位上。当外置的摇臂1030获得断绳或向α₁方向摆动时，定位轮拨叉1009在张力平衡弹簧1002推力作用下，克服摇杆1011上的定位弹簧1008的压力，使两段钳口张开定位轮1004逐渐沿凹弧段爬向凸圆段，并越过其最高凸圆，此时在钳口闭合弹簧1014的推力作用下闭合钳口，实现夹持保险钢绳301。因长弧形槽的空程予设，不会妨碍连杆1012及连杆销1013的随动运行；如果夹钳钳口中没有穿绳，钳口将闭合至最小，上、下夹钳接触时，上夹钳连杆1019正好与强制开口压轮1020接触，定位杆1033处于中立位置；朝α₁方向手扳动摇臂1030时，实现强制张开钳口并定位；再扳回至中立位置，可以向钳口穿入保险钢绳301，当提升起吊篮之后，信号环1029获得张力将保持摇臂1030和机芯内的定位杆1033同处中立位置；当摇臂1030向α₂方向摇动时，定位杆1033下部将通过连杆销1013带动摇杆1011作同向摆动，使得摇杆1011上部钳口张开定位轮1009离开凹弧，并越过最高凸圆，同样实现钳口闭合。由于凹弧和凸圆的过渡衔接作用，可获在设定α₁/2或α₂/2转角时为不敏感区，维持钳口开度不变；至极限角位时实现快速闭合夹持动作。当摇臂1030摇至α₁/2或α₂/2时，吊篮立柱上的倾斜传感器应将检测到的角位移信号，传给中央处理器，开始调整吊篮一端变频调速电机，调整转速，自动实现吊篮水平度调整。

本发明的安全锁为防断绳和防倾斜型安全锁。其本质上是依赖摇臂1030的摇动角位移量运作的。实际上对断绳、承载钢绳522的松驰(包括杠杆式压紧器铰销701切断、铰点(K点)部位壳体破裂事故)都能感受其变量而动作。所设的上、下保险钢绳导套1027具有防建筑垃圾沉积作用，同时防止保险钢绳301与夹钳擦动，而造成的不必要的磨损和误动作。夹钳开口定位功能可消除弹簧的反复应力，提高了使用寿命。

光电检测自动调平(倾斜传感器)与变频调速控制装置是安装在吊篮立柱上的专用配套备件。能进行吊篮倾斜度的自动检测，通过中央处理器调制、变频电机转速，适时调整，保持吊篮处于近乎水平状态有利运行的平稳、安全，其控制原理框图如图13所示，图中1D、2D表示电机，1^#B、2^#B表示变频器，以1^#B为基值运行单元，以2^#B为跟踪调整单元。

中央处理器可接受调制，多路自动控制，可提高吊篮的性能品质和卖点。

本发明壳体525由吊销706与负载体(吊篮)相铰接。

本发明负载自锁制动式提升机具有“起重、牵引、张紧”三大功能。

Claims (7)

1、一种负载自锁制动式提升机，包括承载钢绳、保险钢绳、电机、电控系统及提升装置，提升装置包括壳体和壳体中的V型槽式卷盘、杠杆式压紧器、行星减速器、下降速度限制器、下降速度调整系统、安全锁，承载钢绳从机壳外部穿入位于机壳内的杠杆式压紧器内，绕过张紧轮进入提升机壳体后，卷绕在V型槽式卷盘上，沿V型槽包缠，在杠杆式压紧器上压紧轮处穿出壳体；杠杆式压紧器与机壳铰接，电机输入轴穿过壳体与行星减速器内的太阳轮轴相接，由共用行星轮与末级动齿圈与V型槽式卷盘相连，下降速度限制器套装在太阳轮另一端轴上；安全锁嵌装在壳体上，由其摇臂上的信号环穿套在承载钢绳上，保险钢绳穿过安全锁的钳口；负载通过吊销与壳体相连，承载钢绳和保险钢绳通过各自的挂钩铰接在同一个承载结构杆件上，其特征是：

A、承载钢绳包络在V型槽卷盘上，V形槽的楔角范围为10～20°；

B、承载钢绳在V型槽式卷盘上的包络角为260～290°；

C、杠杆式压紧器包括1个张紧轮、1个压紧轮和位于张紧轮与压紧轮之间的导绳板，张紧轮、压紧轮、导绳板安装在由两块钢板做成的压紧器夹板中，夹装成一整体，并通过穿过在靠近压紧轮的一端的铰孔和壳体上的铰孔中的铰销与壳体相连；铰销的铰接点位于张紧轮与压紧轮的轮心连线及过V型槽卷盘中心所作的与张紧轮和压紧轮的轮心连线平行的平行线之间。

2、根据权利要求1所述的负载自锁制动式提升机，其特征是铰接点的位置定量应满足下列公式的要求： $L_K=\frac{H_R}{H_N}=\frac{T_1\·\sin \frac{\mathrm{\α}}{2}}{{\mathrm{\μ}}_S\·R\·e^{{\mathrm{\μ}}_S\·\mathrm{\ψ}}},$ 式中H_R表示压紧轮与张紧轮连心线至铰接点的垂直距离，H_N表示压紧轮和V型槽卷盘连心线到铰接点的垂直距离；T₁表示提升机的设计提升载荷；α表示V型槽的楔角度数；μ_s表示钢绳对V型槽的静摩擦系数；R表示设计提升载荷力及张紧轮与卷盘切线方向的张力的合力在与张紧轮和压紧轮连心线上的投影值；Ψ表示承载钢绳在V型槽式卷盘中的包角弧度值，即压紧轮压紧位置上至张紧轮与卷盘切线切点位置之间的包络角的弧度值；e表示自然数。

3、根据权利要求1所述的负载自锁制动式提升机，其特征是V型槽的楔角范围为15～18°，承载钢绳在V型槽卷盘上的包络角为270～280°之间。

4、根据权利要求1所述的负载自锁制动式提升机，其特征是行星减速器包括太阳轮、一对共用的行星齿轮、定齿圈和动齿圈，定齿圈与机壳相连，动齿圈与V型槽卷盘相连，太阳轮轴与电机输出轴相连接，太阳轮与行星齿轮相啮合，行星齿轮的一半齿宽与定齿圈相啮合，另一半齿宽与动齿圈相啮合，动齿圈带动V型槽式卷盘转动。

5、根据权利要求4所述的负载自锁制动式提升机，其特征是所有齿轮的模数均相同，齿数全为偶数，定齿圈的齿数和动齿圈的齿数相差2个齿数。

6、根据权利要求1所述的负载自锁制动式提升机，其特征是下降速度限制器包括超越离合器轴承、法兰盘、摩擦片，超越离合器轴承套装在太阳轮轴上，法兰盘套装在超越离合器轴承外圈，摩擦片固定在法兰盘上，摩擦片的外圈置于两片压力板之中，压力板通过弹簧座与弹簧相抵，弹簧与安装在外壳上的旋塞螺母相抵，旋塞与旋塞螺母相连，转动旋塞螺母，即可调整可调弹簧的高度，从而调整压力板及摩擦片之间的压力，可以调整摩擦片与压力板之间摩擦力，进而实现对负载下降时，太阳轮轴超速转动的限制；调整旋塞可限制太阳轮轴的轴向窜动；旋下旋塞，装上摇把，摇动摇把，摇把带动太阳轮轴旋转，即可作停电或检修时的驱动力。

7、根据权利要求1所述的负载自锁制动式提升机，其特征是安全锁嵌装于封闭的壳体的锁腔中，安全锁的机芯由底板、盖板夹装成整体机芯部件嵌入壳体的锁腔，由2只夹板芯轴上台阶轴颈限制挡距并用自身的螺杆穿过壳体紧固、定位；同时盖板周边用螺钉与壳体紧固，使保险纲绳、承载钢绳上的吊钩同时勾挂在同一根挑杆上承载；两绳平行线所形成的平面与V型槽卷盘纵剖面相垂直；保险钢绳自安全锁上端保险绳导套引入，经张开的钳口由下端的导套引出，并和承载钢绳一同引向同轴式双卷盘限矩卷、放装置；断绳或极限倾斜信号由穿过承载钢绳的张力或双向倾角位移变量，经信号环作用于由摇臂轴为支铰的外设摇臂，经2片摇臂连杆连动摇轴，使机芯内的定位杆产生同步、同向、同角位摆动；平行四连杆式夹钳系统由2只夹板芯轴、2排4只夹钳芯轴构成三排相等铰距的平行轴心线，再用2组上、下夹钳连杆板件上对应的铰接孔，由上述的6只芯轴铰接而成；2片上夹钳连杆尾部均有相同的带凹弧槽及凸圆构成的轮廓，钳口闭合弹簧以弹簧芯杆穿入，并穿过带中央小孔的弹簧随动芯轴，该芯轴穿装于上夹钳连杆的2片对应铰孔中，弹簧芯杆的“Λ”形底部卡装在穿过底板和盖板同轴孔位上的闭合弹簧座轴上，获得夹钳闭合推力；定位杆的摆动支铰利用上夹钳连杆的夹板芯轴为心，置于2片上夹钳连杆板件之间，定位杆上部以摇轴穿过壳体上的长孔与摇臂相连，定位杆上部左侧设有张力平衡弹簧、调节螺钉，弹簧力与承载钢绳上的张力平衡，保持中立杆的中立位置；右侧定位杆压臂上安装有强制开口压轮，定位杆下部的纵向尾部有连杆销，通过连杆和摇杆尾部长弧槽以连杆销铰接；定位杆的下左侧，有定位轮拔叉与已抵挡在上夹钳连杆凹弧槽上的钳口张开定位轮相切，该轮由定位轮芯轴支承在两片摇杆夹板上，摇杆轴卡装在底板和盖板之间，摇杆近壳体侧安装了定位弹簧活动座，用来接受定位弹簧的压力，用定位弹簧调节螺钉调节其压力；夹钳开口定位由钳口张开定位轮卡入凹弧槽位，摇臂处于中立位置；信号环朝α₁方向摆动为发生断绳事故或吊篮倾斜时，定位轮拔叉拔开定位轮，平行四连杆夹钳系统因钳口闭合弹簧推力作用，向上转动，钳口闭合时夹持保险钢绳，信号环朝α₂方向摆动，为发生反方向的吊篮倾斜时，由定位杆下部的连杆拉动，带动摇杆摇摆，也使钳口张开定位轮离开凹弧槽，使钳口闭合并夹持保险钢绳；吊篮未被吊起前，向α₁方向扳动摇臂时，能打开钳口，可以穿入保险绳，吊篮被吊起后，摇臂处中立位置；摇臂仅转动α₁或α₂之半角位时，钳口定位不松动，至极限角位时将快速闭合，夹持保险钢绳。

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