CN2559626Y - 登楼代步器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种登楼代步器，它主要由代步器主体、动力导轨、控制和电源系统组成，动力导轨包括上、下导轨，上、下导轨分别与电源正负极相连；代步器主体设有的链轮与上导轨上的轨道链条形成动力传动；控制系统由代步器主体控制器、主控制器，楼层控制盒和呼梯照明盒组成，呼梯照明盒通过导线与楼层控制盒相连，楼层控制盒与相邻楼层控制盒用分配器通过同轴电缆串接，再串接至主控制器；主电源采用低压直流、蓄电池浮充，双轨间歇供电方式。本实用新型结构简单，利用可编程控制器及频分双向同轴多工传输和远红外点对点通讯技术有机结合，使网络结构新颖、实用，可实现低层建筑物的自动登楼。

Description

登楼代步器

技术领域

本实用新型涉及一种低层建筑物的登楼代步器，属于机电一体化领域。

背景技术

目前，广泛应用的登楼代步工具为厢式电梯。这类电梯大都应用在人流量较大的高层建筑，而一般低于6层的住宅楼由于一次性投资及日常使用、维护和管理等多方面的问题，基本上都没有设置。这类电梯需要专门的电梯机房和井道，而且都无一例外地采用垂直上下拉动的机械传动形式。为解决高层居住人员登楼难的问题，曾有人做过模拟人登台阶方式的单体登楼器(机械、电动均有)，但由于安全性不够(无附着牵挂)、实用性不强(不便于保管携带)等因素，没能在实际中得到广泛应用。

发明内容

本实用新型提供一种供低层建筑物上下使用的登楼代步器，它采用蜗轮蜗杆、链轮链条传动，带动登楼代步器运动，安全性能好，同时采用频分双向同轴多工传输技术和远红外点对点通讯技术，而没有采用传统的并行线缆方式进行通讯控制，结构简单，控制可靠。同时动力电源采用低压直流，蓄电池浮充，双导轨间歇供电，既安全又节能。

本实用新型的技术方案如下：一种登楼代步器，它主要由代步器主体、动力导轨、控制和电源系统组成，动力导轨包括上导轨和下导轨，上导轨安装在楼梯上方，下导轨安装在楼梯扶手底部，上导轨与下导轨分别与电源正负极相连；代步器主体由立柱、上扶手和踏板组成，同时上部还设有传动系统，传动系统包括直流电机、传动装置和链轮，直流电机带动传动装置与链轮运动，链轮与上导轨中的轨道链条形成动力传动，代步器主体下部固定有定位轮，定位轮在下导轨中，定位轮与代步器主体之间由绝缘支架隔离，直流电机通过电源换向器与定位轮、传动系统的带电部分连接，给直流电机提供动力。

所述的控制系统由主控制器、代步器主体控制器以及在每个楼层设有的楼层控制盒及呼梯照明盒组成，楼层控制盒内设有远红外调制器和解调器，代步器主体与之对应设有远红外解调器和调制器；每个楼层控制盒与主控制器和其余的楼层控制盒相连接；主控制器实现上导轨、下导轨的电源通断及接收、发送呼梯信息，代步器主体控制器控制代步器的运行，楼层控制盒在主控制器、代步器主体控制器之间传递信息；楼层控制盒内设有频率调制器和频率解调器及分配器，各楼层控制器的分配器通过同轴电缆串接，同时再通过同轴电缆与主控制器连接，电源线与数据线合一；所述的传动装置为蜗轮、蜗杆传动结构；上扶手和踏板与立柱之间设有复位簧；所述的电源系统为低压直流轨道电源，并同时采用蓄电池浮充供电方式；代步器主体上设有刷卡投币以及控制面板装置；代步器主体控制器的输入端口与环境声检测传感器、超重及水平阻力检测传感器相连接。

本实用新型利用安装在楼梯扶手及楼梯上方的导轨形成代步器主体的运行轨道，动力电机及相关的蜗轮、蜗杆等减速和动力传递装置设置在代步器主体之上。代步器主体与轨道之间的联接采用链轮、链条传递动力，链轮负责向前向后传递动力，同时还具有防滑的功能，向下的重力由设置在上导轨槽钢上的上滚轮承载。定位轮与下导轨相联，保证代步器主体的左右平衡，以确保代步器的运行和运行的安全可靠，同时承担向代步器主体供电的任务。

主动力电源采用低压直流、蓄电池浮充、双轨(其中一根用绝缘体支撑)间歇供电方式。这样既保证物体的移动用电(有轨电车的供电方式)，又能实现停电时的低成本不间断运行(常规登梯须用大功率的不间断电源或发电机实现，而一般住宅楼不可能配套)，还能够达到安全节能的目的(代步器不运行或代步器控制电源无须充电时，轨道之间没有直流低压电源，低压直流也不会对人体造成直接伤害)。

在本实用新型中由于代步器主体是在安装楼梯上下的轨道上进行运动的，其自动控制及网络通讯与系统其它部分如楼层控制盒、主控制器等之间的信号联接就不可能用传统的并行线缆方式进行。本实用新型将现代工业自动化三大支柱之一的PLC编程控制技术与有线电视的频分双向同轴多工传输技术和远红外点对点通讯技术有机结合，有效解决这一问题，使网络结构新颖、实用，并且简单、可靠。

登楼代步器的管理也非常简单。它可以由小区物业管理中心统一管理，也可以由一个门洞的用户自治管理。总的原则是谁使用谁付费，用多少、付多少。该代步器具有准确记录和按单位时间统计、查询及汇总的功能，具体的单位收费标准(以乘梯层数为单位)由代步器产权所有者和用户协商确定，以保证电费、运行维护及相关成本费的支出为依据，方便地解决乘梯计量难的问题。

附图说明

图1为本实用新型代步器主体的结构图

图2为本实用新型代步器主体的传动结构示意图

图3为本实用新型楼层设备分布示意图

图4为本实用新型传输网络形式及连接示意图

图5为本实用新型楼层控制盒的内部结构

图6为本实用新型楼层控制盒与代步器主体之间的点对点通讯示意图

图7为本实用新型呼梯照明盒的结构示意图

图8为本实用新型代步器主体控制和通讯电路

图9为本实用新型主控制器控制和通讯电路

图10为本实用新型主控制器供电形式

图11为本实用新型代步器主体用电形式

图12为本实用新型系统数据信息及控制网络结构

具体实施方式

登楼代步器主要由代步器主体、动力轨道、电源和控制系统组成。

根据图1、图2所示，代步器主体由立柱(3)、上扶手(4)、踏板(5)组成，上扶手(4)与立柱(3)，踏板(5)与立柱(3)之间均设有复位簧。当不使用时，上扶手(4)、踏板(5)自动复位，上扶手(4)及踏板(5)复位的水平方向总长度仅为100mm，这丝毫不影响步行登梯人的正常登梯。上扶手(4)及踏板(5)打开后其水平方向所占据的总长度小于400mm，这对于宽度为1m左右的普通楼梯来说还有600mm的空间(交会的瞬间)供步行登梯人使用。代步器主体的上部设有传动系统，传动系统由直流电机(6)、蜗轮(10)蜗杆(11)组成的传动装置和链轮(7)组成，直流电机(6)带动蜗杆(11)转动，蜗杆(11)带动蜗轮(10)转动，蜗轮(10)与链轮(7)呈传动状态。代步器主体的下部设有与代步器主体绝缘的定位轮(8)，由绝缘支架(9)隔离。动力导轨由上导轨(1)、下导轨(2)组成，上导轨(1)固定在楼梯上方，下导轨(2)固定在楼梯扶手底部，上导轨(1)、下导轨(2)与电源正负极相连接。上导轨(1)上设有轨道链条，代步器主体上的链轮(7)与轨道链条呈传动状态。代步器主体下部的定位轮(8)在下轨道中运动。代步器主体上与链轮(7)同轴设有上滚轮(12)，上滚轮(12)由上导轨(1)槽钢的一条边支承，代步器主体向下的压力由上滚轮(12)承担。直流电机(6)的电源一极从代步器主体上部的传动系统中取得，另一极从代步器主体的定位轮(8)中取得，但直流电机(6)与电源之间设有电源换向器，这样可改变直流电机(6)的转动方向，使代步器主体可向上或向下运动。代步器主体上还设有两个远红外接收解调器和一个远外调制发送器，与楼层控制盒(15)远红外调制发送器和远红外接收解调器相对应，实现数据的接收与控制。

载人或物时，直流调速电机(6)的转速为500转/分；蜗轮(10)、蜗杆(11)比为1∶5；链轮(7)直径60mm，这样代步器的运行速度为0.3m/s左右，与人行速度基本相当。

招呼时，直流调速电机(6)转速提为1000转/分，代步器的运行速度则为载人或物时的双倍，即0.6m/s。

代步器起步后有一个渐加速及停止前有一个渐减速的过程，这可以通过控制直流调速电机(6)的转速来实现，以达到平稳启动和停止的目的。

蜗轮(10)、蜗杆(11)传动具有结构紧凑，减速比(即传动比)大，运行平稳和噪声较低的特点。特别是其传动的自锁性，从本质上保证了运行的安全可靠。

该代步器的传动结构形式属爬轮式电梯类，利用链轮(7)与链条的相互运动实现代步器的上升与下降一方面可确保可靠的运行和安全，另一方面链轮(7)与链条采用相关摩托车的通用件可大大地节约制造成本。同时还可有效解决拐弯处高度渐变过渡的问题。

根据图3、图4所示，登楼代步器的控制系统由代步器主体控制器(13)、主控制器(14)，楼层控制盒(15)和呼梯照明盒(16)组成。每层楼在楼梯口设有楼层控制盒(15)，居家出入门口设有呼梯照明盒(16)，主控制器(14)考虑到布线的原因一般放置在中间的楼层。呼梯照明盒(16)通过导线与楼层控制盒(15)相连，楼层控制盒(15)与相邻楼层控制盒(15)的分配器之间通过同轴电缆串接，再串接至主控制器(14)。

根据图5、图6所示，楼层控制盒(15)内设有分配器、地址码发生器、两只频率调制器和一只频率解调器、两只远红外调制器和一只远红外解调器。地址码发生器产生本楼层的地址码，通过远红外调制器不断地发射本楼层的地址码。两只频率调制器的频率分别为90MHz和50MHz，90MHz用于调制传送楼层呼梯指令，50MHz用于接收经远红外解调的代步器主体用户的运行数据，调制后经分配器再逐层串接至主控制器(14)；解调器频率为70MHz，它将主控制器(14)接收并转发的呼梯地址指令进行解调后，经远红外调制发送向各楼层广播。远红外调制器和远红外解调器，全部与代步器主体上设有的远红外解调器和远红外调制器实现点对点通讯。

综上所述，楼层控制盒(15)的功能主要有四项：一是利用远红外不断地发送本楼层地址码，以便于代步器接收，并与用户选择的到达层地址码对比，当两码吻合时实现自动停机；二是用远红外接收代步器主体收集的用户信息和使用信息，及时向主控制器(14)转发(50MHz)，以便主控制器(14)实施对轨道电源的供电与断电，并记录用户使用情况；三是受用户乘梯招呼指令控制，并以有线频率市制方式(90MHz)向主控制器(14)转发；四是接收主控制器(14)广播的呼梯指令(70MHz)，并及时用远红外方式向代步器主体转发。

根据图7所示，呼梯照明盒(16)内设有乘梯按键、照明按键、照明延时器和照明灯。其主要功能是用于呼梯，而照明则属于附加的功能。当按动乘梯按键时，与楼层控制盒(15)内的地址码发生器连接，经90MHz FM调制后向主控制器(14)发送本楼层的地址码，即达到呼梯的目的。夜晚按动照明按键，接通照明灯即可照明。照明灯接通时间由照明延时器控制。

根据图8所示，代步器主体设有以编程控制器为主体的用户权限确认的刷卡机、投币机、到达楼层选择和启动按键、楼层显示、运行音响、沿途照明、安全检测等接收、转发和控制部件。代步器主体控制器(13)的功能如下：根据用户的要求，进行电机数据处理及控制，控制代步器主体的上、下。代步器主体运行数据收集发送，含用户数据码(8位)和运行数据码(8位)：权限码3位，又作引导码用；楼层码3位，可设置8层；居室码2位，可设置4户；起乘地址码3位，最多可设置8层；到达地址码3位，可设置8层；停机码1位，1表示停机，0表示运行；充电码1位，1表示充电，0表示停充。代步器控制器具有呼梯地址码(4位)的接收、确认与控制的功能，到达停层地址码(4位)的选择、发生和控制功能，超重、阻力、环境声、扶手、踏板安全比较控制功能以及电流能量检测功能。同时还可以附加其它功能，如运行时有音响，可提醒上、下楼梯者注意避让代步器，环境光检测，控制运行时的照明等。使用时用户放下下踏板和上扶手，并面向前进方向登上代步器后，有卡用户刷卡，无卡用户投币，待“楼层数据显示管”显示“0”，用户即按下要到达的楼层号，此时楼层数据显示管显示相应的楼层号，用户再按下“启动”按键代步器即启动运行。到达目的层后，代步器自动停止运行，用户离开代步器下踏板和上扶手自动复位，处等候状态。

根据图9所示，主控制器(14)内设一部编程控制器。主控制器(14)的主要功能：代步器主体轨道电源控制，用户数据收集、确认、存储、控制，包括自代步器主体来用户和运行数据(50MHz，16位)，招呼停层地址码接收、确认和转发，自楼层控制盒(15)来的呼梯码(90MHz，4位)接收、解调，经主控制器(14)确认呼梯广播码(70MHz，4位)调制、发送，到达停层信息接收、控制，充电请求信息接收、控制，用户信息收集、存储、统计、查询和其它相应功能。

根据图10、图11所示，电源采用220伏市电输入的同时向蓄电池浮充供电。220伏经变压、整流成36伏电源向动力轨道供电和呼梯照明盒(16)中的照明灯供电。36伏电源再变换成24伏电源，向主控制器(14)、代步器主体控制器(13)供电、楼层控制盒(15)中的弱电部分供电。在楼层控制盒(15)及呼梯照明盒(16)采用现场总线(串行码频分式双向传输)与电源线合一的方式，用同轴电缆传送。主动力电源采用直流36V、蓄电池浮充、双轨间歇供电方式，既保证物体的移动用电(有轨电车的供电方式)，又能实现停电时的低成本不间断运行，因常规电梯须用大功率的不间断电源或发电机实现，而一般住宅楼不可能配套，还能够达到安全节能的目的，代步器不运行或代步器控制电源无须充电时轨道之间没有36V的电源电压，36V的低压直流也不会对人体造成直接伤害。

根据图12所示，代步器工作过程如下：

一、起始状态。轨道无电源，代步器在任意层位置。楼层按键盒及控制盒用同轴电缆供电，代步器控制器用自备蓄电池处待机状态。

二、用户在任意楼层请求乘梯。“乘梯”按键按下后，打开楼层控制盒(15)内的90MHz射频开关，该楼层地址码经90MHz调制，经逐层串接的双向多工网络向主控制器(14)发出乘梯请求。此时代步器在某一楼层的控制点处待机状态。乘梯信号的传输与确认按时间优先，主控制器(14)内的计算机只认首先进入的地址执行，第二用户只有在第一用户完成用梯后重新按下“乘梯”按键方可将代步器招呼到位，并实施应用。这也是从一人乘梯和安全使用的角度考虑的。

三、主控制器(14)广播呼梯信息。主控制器(14)收到呼梯信号后转调至70MHz向各楼层广播，同时向轨道供电。各楼层控制盒(15)在收到信号后立即将呼梯地址码解调，并用远红外转调制广播发送，代步器在任意楼层收到信息后即以0.6m/s的速度向招呼层行进，并自动停层。停层后主控制器(14)停止向轨道供电。

四、代步器主体的运行。用户放下踏板及扶手，在刷卡机上刷卡或向投币内投币，并按下到达楼层按键被确认(按启动键)后，刷卡机或投币机收集用户的身份数据，确认有权后将其中的楼层及居室数据形成用户数据码；起乘地址码由代步器接收的本层地址码自动生成；用户按下到达层号码形成到达地址码；用户再按下“启动”键即为所有的运行数据全部确认，此时将停机码由停机时的“1”转为“0”。全部的运行数据码经楼层控制盒(15)向主控制器(14)发出乘梯数据(50MHz)，相关数据被主控制器(14)接收记录后即向轨道供电，代步器立即启动运行。当到达与呼梯地址码相同的楼层时，代步器又接收到由该楼层控制盒(15)通过另一个远红外发射器不断发出的楼层地址码，经内部可编程控制器判定无误后使代步器停止行进，实现自动停层。停层后代步器自动将停机码由“0”转成“1”，立即通过数据远红外向该层楼层控制盒(15)发出停机码，经楼层控制盒(15)变换成50MHz信号传送给主控制器(14)，主控制器(14)在收到此信息后立即中断向轨道的供电。同时记录备查，作为以后向该用户结算费用的依据。代步器在新的停层待命，系统恢复起始状态。登楼代步器的管理可以由小区物业管理中心统一管理，也可以由一个门洞的用户自治管理。总的原则是谁使用谁付费，用多少、付多少。该代步器具有准确记录和按单位时间统计、查询及汇总的功能，具体的单位收费标准(以乘梯层数为单位)由代步器产权所有者和用户协商确定，以保证电费、运行维护及相关成本费的支出为依据。使用数据的查询、统计有三种方法：如果小区建有局域网，则可在小区物管中心直接进行；如小区物管员配备手提式电脑，则可与主控制器(14)的RS-232口对接收取相关信息；还可以利用主控制器(14)上的LCD显示器及相关按键进行手动查询。

Claims (8)

1、一种登楼代步器，其特征在于它主要由代步器主体、动力导轨、控制和电源系统组成，动力导轨包括上导轨(1)和下导轨(2)，上导轨(1)安装在楼梯上方，下导轨(2)安装在楼梯扶手底部，上导轨(1)与下导轨(2)分别与电源正负极相连；代步器主体由立柱(3)、上扶手(4)和踏板(5)组成，同时上部还设有传动系统，传动系统包括直流电机(6)、传动装置和链轮(7)，直流电机(6)带动传动装置与链轮(7)运动，链轮(7)与上导轨(1)中的轨道链条形成动力传动，代步器主体下部固定有定位轮(8)，定位轮(8)在下导轨(2)中，定位轮(8)与代步器主体之间由绝缘支架(9)隔离，直流电机(6)通过电源换向器与定位轮(8)、传动系统的带电部分连接，给直流电机(6)提供动力。

2、根据权利要求1所述的登楼代步器，其特征在于所述的控制系统由主控制器(14)、代步器主体控制器(13)以及在每个楼层设有的楼层控制盒(15)及呼梯照明盒(16)组成，楼层控制盒(15)内设有远红外调制器和解调器，代步器主体与之对应设有远红外解调器和调制器；每个楼层控制盒(15)与主控制器(14)和其余的楼层控制盒(15)相连接；主控制器(14)实现上导轨(1)、下导轨(2)的电源通断及接收、发送呼梯信息，代步器主体控制器(13)控制代步器主体的运行，楼层控制盒(15)在主控制器(14)、代步器主体控制器(13)之间传递信息。

3、根据权利要求2所述的登楼代步器，其特征在于楼层控制盒(15)内设有频率调制器和频率解调器及分配器，各楼层控制器的分配器通过同轴电缆串接，同时再通过同轴电缆与主控制器(14)连接，电源线与数据线合一。

4、根据权利要求1所述的登楼代步器，其特征在于所述的传动装置为蜗轮(10)、蜗杆(11)传动结构。

5、根据权利要求1所述的登楼代步器，其特征在于上扶手(4)、踏板(5)与立柱(3)之间设有复位簧。

6、根据权利要求1所述的登楼代步器，其特征在于所述的电源系统为低压直流轨道电源，并同时采用蓄电池浮充供电方式。

7、根据权利要求1所述的登楼代步器，其特征在于代步器主体上设有刷卡投币以及控制面板装置。

8、根据权利要求2所述的登楼代步器，其特征在于代步器主体控制器(13)的输入端口与环境声检测传感器、超重及水平阻力检测传感器相连接。

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