TWI657993B - 包含速度測量裝置之乘客運輸設備 - Google Patents

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亞歷山大 普恩納
格哈德 克里威恩
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瑞士商伊文修股份有限公司
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Abstract

本發明係有關一種乘客運輸設備1，包含：用於驅動及偏轉一輸送帶26的至少一個驅動鏈輪17以及用於偵測該驅動鏈輪17之轉速的至少一個偵測設備20。槽形凹部37係配置在該驅動鏈輪17的至少一個環形側表面35上，其中該等槽形凹部37的縱向延伸部分在相對於該驅動鏈輪17的旋轉中心之徑向方向上延伸在該環形側表面35上。藉由掃描可相對於該偵測設備20移動的該等槽形凹部37以及存在於該等槽形凹部37之間的該等凸部36，該偵測設備20能夠產生代表該驅動鏈輪17之轉速的一訊號。

Description

包含速度測量裝置之乘客運輸設備
本發明係有關一種構造為自動扶梯或電動步道的乘客運輸設備。該乘客運輸設備包含用於驅動及偏轉輸送帶的至少一個驅動鏈輪，以及用於偵測該驅動鏈輪之轉速的至少一個偵測設備。
上述類型的乘客運輸設備係例如從CN 202609747 U中已知。為了要偵測驅動鏈輪的轉速及旋轉方向，設置了兩個朝向驅動鏈輪之齒部空間且非接觸地將之掃描的感測器。從兩個感測器的掃描訊號，可以偵測驅動鏈輪的旋轉方向及轉速，或者其圓周速度，以及利用它直接地偵測自動扶梯或電動步道的輸送帶速度。此解決方案相對於例如與驅動鏈輪耦接之增量式編碼器的一個特別的優點在於成本效益特別高，因為除了感測器以外不需要附加的部件--例如用於傳遞旋轉運動之耦接元件及移動部件--且不需要用於該些部件的緊固手段。然而，此解決方案存在缺陷，感測器位在相對於與驅動鏈輪相鄰之驅動鏈的潤滑劑之暴露位置，且 尤其是由於驅動鏈及驅動鏈輪之間的磨損所導致的金屬磨損。此磨損可能會與灰塵、污垢及潤滑劑一起黏在感測器頭部上，且造成不正確的訊號。
針對上述問題，本發明提供一種偵測設備，其能夠實現對驅動鏈輪之轉速的成本效益、可靠且無阻礙的偵測。
此問題藉由一種構造為一自動扶梯或電動步道(moving walkway)的乘客運輸設備來解決。該乘客運輸設備包含用於驅動及偏轉一輸送帶的至少一個驅動鏈輪，以及用於偵測驅動鏈輪之轉速的至少一個偵測設備。槽形凹部係配置在該驅動鏈輪的至少一個環形側表面上，其中，該等槽形凹部的縱向延伸部分在相對於該驅動鏈輪的旋轉中心之徑向方向上，至少部分地延伸在該環形側表面上。藉由掃描配置成可相對於該偵測設備移動之該等槽形凹部及存在於該等凹部之間的凸部，該偵測設備可以產生代表該驅動鏈輪之轉速的一訊號。一旦該驅動鏈輪旋轉，該等槽形凹部及該等凸部移動經過該偵測設備/經過其至少一個感測器，使得該感測器發出實質為矩形或波形的訊號波形。可以在訊號處理單元中從訊號波形之振幅寬度來計算速度，且這些速度值被傳送至該乘客運輸設備之控制器。
配置在該環形側表面上的槽形凹部/凸部能夠實現比在該驅動鏈輪之齒部掃描時實質上更加無阻礙的操作。在一方面，該環形側表面上的配置導致該偵測 設備的至少一個感測器不再直接暴露於驅動鏈的潤滑劑及金屬磨損。然而，在另一方面，已經顯示的是，當驅動鏈輪轉動時，由此形成的槽形凹部或者幅面形狀(web-shaped)、肋條形狀或者層狀的凸部之徑向配置，藉此在感測器頭部上產生清潔效果。此清潔效果是由於盛行於槽形凹部中的空氣流。由於該空氣流，灰塵及污垢在離心力的幫助之下從感測器頭部釋放並且傳送至感測器的偵測範圍之外。
感測器頭部與槽形凹部之間的相對速度越大，則空氣流越強。因此，有利的是，環形側表面係儘可能靠近驅動鏈輪的最外直徑而配置。
較佳地，所有的該等槽形凹部具有相同的槽形狀，以便獲得最規則的可能訊號波形。
為了增加清潔效果，由於該等槽形凹部的表面過渡部分設置有曲線，該等槽形凹部在其整個縱向延伸部分上可以具有一流動最佳化(flow-optimized)橫截面。根據設計而定，空氣係在槽形凹部內循環，或者在徑向方向上流過槽形凹部，或者從環形側表面的內徑流到環形側表面的外徑。
槽形凹部之實際尺寸或是藉此形成的凸部之實際尺寸對於實現清潔效果也是至關重要的。較佳地，該等槽形凹部具有3至10mm的槽寬度，25至60mm的槽長度以及5至15mm的槽深度。
槽形凹部可以例如藉由機械加工來製造，諸如例如藉由在環形側表面中銑削(milling)。然而，槽形 凹部也可以經由例如鑄造或鍛造加工(forging process)由配置在環形側表面上的複數個薄片形成並且用作凸部。
該等凸部的寬度例如可以為3至20mm，長度為25至60mm，深度為5至15mm。
較佳地，所有的該等凸部具有相同的形狀或設計，以便獲得最規則的可能訊號波形。不僅要判定驅動鏈輪的轉速而且還要判定旋轉方向，如果使用相同的槽形凹部及相同的凸部，則需要兩個感測器。它們相對於彼此配置，使得它們之間的距離不等於槽形凹部及凸部的間隔或複數個間隔。此意謂著，在驅動鏈輪相對於該偵測設備的某個位置，第一感測器頭部被精確地引導在位於其間的槽形凹部之中間的兩個凸部之間，而第二感測器被引導至限定相鄰凸部的槽形凹部之邊緣。
然而，也有可能僅用一個感測器來偵測轉速及旋轉方向。此處，凸部較佳地被分成具有不同寬度的三個群組。不同寬度的凸部係被配置成以使在該環形側表面上具有第一寬度的一凸部、接著是具有第二寬度的一凸部、以及接著是具有第三寬度的一凸部等等係分別交替地配置在該驅動鏈輪上。由測量得到的訊號波形具有不同的振幅寬度，使得可以在已經偵測到一系列的三個凸部之後從訊號波形計算旋轉方向及目前轉速。其中，必須選定凸部的寬度差以使在驅動鏈輪之轉速的最大加速度或減速度時，隨後之凸部的偵測寬度不會以導致判定不正確的旋轉方向的方式低於先前凸部的寬度。
在本發明的另一個實施例中，該驅動鏈輪具有一盤形(disk-shaped)輪體以及在該軸向方向上從該盤形輪體突出的一外環。該環形側表面的凸部可以配置成強化該外環及該輪體之間的過渡部分。作為強化過渡部分中肋條的凸部之配置，附加地防止其免於潤滑劑、灰塵、污垢及金屬磨損粒子。
由於外環及輪體之間已經藉由該等凸部強化的過渡部分，外環能夠承受相當大的負載，而且還有利地設計用於驅動鏈輪中的力之分配。因此，用於與一驅動鏈接合的一齒部較佳地係在該外環上沿圓周地構造。
此種驅動鏈輪可以例如藉由一鑄造加工而製造，其中該等凸部係與驅動鏈輪一體地鑄造。因為鑄造表面通常比較粗糙，特別是砂型鑄造(sand casting)，此不規則的鑄造表面可能會導致掃描中的干擾效應。因此，該等凸部較佳地藉由一機械加工與該環形側表面平行地加工。
為了要最佳化流動效果從而最佳化清潔效果，可以存在至少一個導流構件，該導流構件部分地覆蓋存在於其區域中的該等槽形凹部，且藉此形成通風通道。該導流構件附加地可以用作用於偵測設備之感測器的支架或是容器。
該偵測設備包括至少一個感測器，該等感測器的訊號可以被直接傳送至該乘客運輸設備之控制器，或者在已經被處理後被傳送至該乘客運輸設備之控制器。此意謂著，該感測器的原始訊號被傳送至控制器， 且接著在控制器的算術單元中被處理及評估，或者所使用的感測器具有其自身的算術單元，由所捕獲的原始訊號來計算速度資訊及/或旋轉方向資訊，並且將此資訊/資料連續地或順序地傳送至控制器。
該偵測設備較佳地包含相對該乘客運輸設備之一匯流排系統的匯流排節點的一介面。此匯流排系統連接至該乘客運輸設備的控制器，使得該偵測設備的訊號及/或資料可以經由此匯流排系統傳送至控制器。
應該注意的是，此處參考不同的實施例敘述本發明的一些可行的特徵及優點。熟悉此技藝之人士將理解到，為了產生本發明的其他實施例，可以適當地組合、調整、或交換這些特徵。
b1‧‧‧寬度
b2‧‧‧寬度
b3‧‧‧寬度
DA‧‧‧外直徑
DF‧‧‧節圓直徑
DI‧‧‧內直徑
DM‧‧‧平均直徑
E1‧‧‧下樓層
E2‧‧‧上樓層
1‧‧‧旅客運輸設備
2‧‧‧承載結構
3‧‧‧踏板
4‧‧‧扶手
5‧‧‧輸送鏈
6‧‧‧相反移動方向
7‧‧‧張緊站
8‧‧‧欄杆
9‧‧‧驅動軸
10‧‧‧下部水平延伸區域
11‧‧‧中間傾斜區域
12‧‧‧上部水平延伸區域
13‧‧‧驅動鏈
14‧‧‧控制器
15‧‧‧反向鏈輪
16‧‧‧變速器
17‧‧‧驅動鏈輪
18‧‧‧驅動馬達
19‧‧‧驅動總成
20‧‧‧偵測設備
21‧‧‧匯流排系統
22‧‧‧感測器
23‧‧‧感測器
24‧‧‧訊號線
25‧‧‧支架
26‧‧‧輸送帶
31‧‧‧盤狀輪體
32‧‧‧外環
33‧‧‧齒部
34‧‧‧輸送鏈齒部
35‧‧‧環形側表面
36‧‧‧凸部
36A‧‧‧凸部
36B‧‧‧凸部
36C‧‧‧凸部
36D‧‧‧凸部
37‧‧‧槽狀凹部
37D‧‧‧槽狀凹部
40‧‧‧導流構件
41‧‧‧空氣
42‧‧‧渦流狀的空氣流
以下參考附圖來敘述本發明之實施例，其中附圖及詳細說明都不應被解釋成作為限制本發明之用。
第1圖係顯示自動扶梯的示意圖；第2圖係顯示來自第1圖之驅動鏈輪及偵測設備的一種可能配置的三維視圖；第3圖係顯示第2圖中已經示出之槽形凹部及存在於其間之凸部的第一可能設計的剖切表示；第4圖係顯示槽形凹部及其間之凸部的第二可能設計；及第5圖係顯示槽形凹部及其間之凸部的第三可能設計。
該等圖式只是示意圖，且不是真實的比例。在不同 附圖中，相同的元件符號表示相同或類似的特徵。
第1圖係顯示乘客運輸設備1，藉由例子設計為自動扶梯1，其可以用於例如在兩個樓層E1、E2之間輸送人員。容易理解的是，本發明也可以用於電動步道1中。
乘客運輸設備1包含具有複數個踏板3的輸送帶26，該等踏板連續地配置並且可以借助於在水平方向上彼此平行的兩個閉迴路輸送鏈5(在第1圖中僅可見一個)沿著行進路徑在相反移動方向6上位移。接著，每個踏板3在其每個橫向端附近被固定至輸送鏈5之一者。為了能夠將輸送鏈5位移，乘客運輸設備1具有驅動總成19(在第1圖中僅示意性地示出)，該驅動總成具有至少一個從動驅動鏈輪17(在第1圖中僅可見一個)。驅動總成通常係配置在上樓層E2中，而在下樓層E1中配置具有反向鏈輪15(在第1圖中僅可見一個)的張緊站(tension station)7(僅示意性地描繪)。自動扶梯1的驅動及反向鏈輪15、17以及其他承載組件保持在承載結構2上，通常係以框架結構之形式，為了清楚起見，在第1圖中僅被描繪為輪廓。自動扶梯1也具有兩個欄杆8(僅可見一個)，每個欄杆上連續地配置扶手4。
在向上輸送的活動中，踏板3在向前行程中從鄰接下樓層E1的下部水平延伸區域10，經過中間傾斜區域11移動至鄰接上樓層E2的上部水平延伸區域12，且接著，在返回行程中以相反的方向移回。
驅動單元19具有藉由控制器14控制及調節的驅動馬達18。驅動馬達18的馬達軸(由變速器覆蓋)之轉矩或旋轉運動經由變速器16及驅動鏈13而傳送至驅動鏈輪17。由於通常存在兩個輸送鏈5，在兩個輸送鏈之間配置有踏板3，也必須存在兩個驅動鏈輪17。這些部件係藉由驅動軸9而彼此連接。
此外，乘客運輸設備1配備有用於至少偵測驅動鏈輪17之轉速的偵測設備20。偵測設備20經由匯流排系統21連接至控制器14。
第2圖係顯示來自第1圖的驅動鏈輪17以及偵測設備20的一種可能配置的三維視圖。驅動鏈輪17具有盤形輪體31以及在軸向方向上從盤形輪體31突出的外環32。用於與第1圖中所示之驅動鏈13接合的齒部33係在外環32上沿圓周地構造。此外，驅動鏈輪17具有輸送鏈齒部34，用於容納及偏轉輸送鏈5。
槽形凹部37係配置在驅動鏈輪17的環形側表面35或盤形輪體31上，其中槽形凹部37的縱向延伸部分相對於驅動鏈輪17的旋轉中心或驅動軸9的旋轉軸線之徑向方向上，延伸在環形側表面35上。凸部36存在於槽形凹部37之間。
配置環形側表面35的凸部36，以強化外環32及輪體31之間的過渡部分。作為強化過渡部分中肋條的凸部36之配置，附加地防止其免於潤滑劑、灰塵、污垢及金屬磨損粒子。
偵測設備20具有其中配置有兩個感測器 22、23的支架25。這些感測器22、23可以是光學感測器、電感式感測器，或是其他。基本上，感測器22、23工作所根據之偵測原理並不重要。它們只需要能夠區分槽形凹部37及它們之間的凸部36，並且在驅動鏈輪17轉動時偵測其相對於感測器22、23的相對運動。此外，感測器22、23所獲取的原始訊號如何準備及處理，對於本發明來說也不重要。經由偵測及處理，必須至少可以判定驅動鏈輪17之目前轉速及驅動鏈輪17之旋轉方向，選擇性地，也可以判定轉速上之變化，並且將該等資訊經由訊號線24、上述匯流排系統21或無線地而提供給控制器14。
第3圖係顯示驅動鏈輪17的槽形凹部37(已可見於第2圖中)及存在於其間的凸部36的第一可能設計之剖切表示。從第3圖中顯而易見的是，輸送鏈齒部34的節圓直徑DF近似地對應於環形側表面35的平均直徑DM，且因此與感測器23的偵測電路相對應。由於此非常直接的檢測，可以將高精確的速度資訊/相關聯的感測器訊號傳送至控制器14，而無被彈性及振動影響之感測器訊號。
第3圖也顯示槽形凹部37、凸部36及導流構件40的相互作用，其中導流構件40是支架25的一部分。支架25係固定地安裝，使得當驅動鏈輪17轉動時，凸部36及槽形凹部37通過支架25。接著，它們被感測器23的頭部捕獲。支架25/導流構件40之中面向凸部36的側面係配置在凸部36正上方，並且與槽形凹部37 一起形成通風通道。當鏈輪17轉動時，凸部36以相當於徑向壓縮機的方式經由通風通道而推動空氣41。此空氣41的流動自動地清潔槽形凹部37以及插入支架25或是在流體40中的感測器22、23之頭部。導流構件40及槽形凹部37係構造成用於最佳流動。如在第3圖中可以所見，凸部36已經藉由機械加工而平行於環形側表面35或輪體31的垂直平面而進行加工，以使得通風損失最小化。
在第2圖及第3圖的本實施例中，不僅要判定驅動鏈輪17之轉速，還要判定驅動鏈輪17之旋轉方向。因為使用了相同的槽形凹部37及相同的凸部36，所以需要兩個感測器22、23。它們相對於彼此配置，使得它們之間的距離不等於槽形凹部37及凸部36之間隔或複數個間隔。此意謂著，在驅動鏈輪17相對於偵測設備20的某個位置，第一感測器22的頭部被精確地引導在位於其間的槽形凹部37之中間的兩個凸部36之間，而第二感測器23的頭部被引導至在徑向方向上延伸的邊緣，該邊緣限定相鄰凸部36的槽形凹部37。由於此，由感測器22、23捕獲的訊號波形具有其振幅的相位移，使得由此相位移可以判定旋轉的方向。
第4圖係顯示槽形凹部37及其等之間的凸部36的第二可能設計。僅描繪了環形側表面35的一個區段。為了更好地概觀，凸部36以橫截面描繪，並且為了區分而設置有附加字母數字的附圖標記。此第二個設計與第一個設計略有不同。它僅在凸部36A、36、36C的 設計方面不同，在本實施例中，其寬度b1、b2、b3不同。配置在凸部36A、36B、36C之間的槽形凹部37全部是相同的。因為凸部36A、36B、36C及槽形凹部37係在徑向方向上延伸，它們在環形側表面35的外徑DA的寬度大於在環形側表面35的內徑DI的寬度。因此，第4圖中指示的寬度位置僅被理解為一個例子。應該容易理解的是，也可以存在三組以上的不同凸部36A、36B、36C。
藉由例子，也描繪三個不同寬度的凸部36A、36B、36C之序列。此序列在整個環形側表面35上重複。容易理解的是，槽形凹部37可以具有不同的寬度來代替凸部36。另一種可能性是凸部36及槽形凹部37都具有不同寬度的序列。透過不同的寬度，感測器22可以記錄具有不同振幅寬度的訊號波形。可以從不同振幅寬度的序列來判定旋轉的方向。因此，只需要一個感測器22。
第5圖係顯示出特別是構造在環形側表面35上的槽形凹部37D及其等之間的凸部36D的第三可能設計。此亦僅描繪環形側表面35的一個區段。如同第4圖，為了更好的概觀，第5圖也以橫截面描繪凸部36D。槽形凹部37D的特殊成型允許在其內部產生渦流狀的空氣流42。此渦流狀的空氣流42也將灰塵及污垢從槽形凹部37D送離。
儘管已經經由特定實施例之詳細說明來敘述本發明，但顯然可以在知曉本發明之情況下創建許多其 他實施例變形，例如藉由提供附加元件給該等凸部，該等附加元件諸如圖案化條形碼、矩陣碼、顏色元件或是其他，其可以藉由至少一個感測器附加地偵測。此外，大量的導流構件是可行的，針對流動最佳化槽形凹部的大量其他設計也是可行的。

Claims (15)

  1. 一種乘客運輸設備(1)，其係構造為一自動扶梯或電動步道，該乘客運輸設備(1)包含用於驅動及偏轉一輸送帶(26)的至少一個驅動鏈輪(17)以及用於偵測該驅動鏈輪(17)之轉速的至少一個偵測設備(20)，其特徵在於，槽形凹部(37)係配置在該驅動鏈輪(17)的至少一個環形側表面(35)上，其中該等槽形凹部(37)的縱向延伸部分在相對於該驅動鏈輪(17)的旋轉中心之徑向方向上，至少部分地延伸在環形側表面(35)上，其中藉由掃描相對於該偵測設備(20)可移動地配置的該等槽形凹部(37)以及存在於該等槽形凹部(37)之間的凸部(36)，該偵測設備(20)能夠產生代表該轉速的一訊號。
  2. 如請求項1之乘客運輸設備(1)，其中所有的該等槽形凹部(37)具有相同的槽形狀。
  3. 如請求項1或2之乘客運輸設備(1)，其中由於該等槽形凹部(37)的表面過渡部分設置有曲線，該等槽形凹部(37)在其整個縱向延伸部分上具有一流動最佳化橫截面。
  4. 如請求項1之乘客運輸設備(1)，其中該等槽形凹部(37)具有3至10mm的槽寬度、25至60mm的槽長度、以及5至15mm的槽深度。
  5. 如請求項1之乘客運輸設備(1)，其中該等槽形凹部(37)係藉由配置在該環形側表面(35)上的複數個凸部(36)形成。
  6. 如請求項5之乘客運輸設備(1)，其中該等凸部(36)具有3至20mm的寬度、25至60mm的長度、以及5至15mm的深度。
  7. 如請求項5之乘客運輸設備(1)，其中所有的該等凸部(36)具有相同的形狀。
  8. 如請求項5之乘客運輸設備(1)，其中凸部(36)被分成具有不同寬度(b1、b2、b3)的三個群組，其中具有第一寬度(b1)的一凸部(36A)、接著是具有第二寬度(b2)的一凸部(36B)、以及接著是具有第三寬度(b3)的一凸部(36C)係分別交替地配置在該驅動鏈輪(17)上。
  9. 如請求項5之乘客運輸設備(1)，其中該驅動鏈輪(17)具有一盤形輪體(31)以及在該軸向方向上從該盤形輪體(31)突出的一外環(32)，其中該等凸部(36)係配置成強化該外環(32)及該盤形輪體(31)之間的過渡區域。
  10. 如請求項9之乘客運輸設備(1)，其中用於與一驅動鏈(13)接合的一齒部(33)係在該外環(32)上沿圓周地構造。
  11. 如請求項5之乘客運輸設備(1)，其中該驅動鏈輪(17)係藉由一鑄造加工而製造，其中該等凸部(36)與該驅動鏈輪(17)一體地鑄造。
  12. 如請求項11之乘客運輸設備(1)，其中藉由機械加工，將該等凸部(36)加工成與該環形側表面(35)平行。
  13. 如請求項1之乘客運輸設備(1)，其中存在至少一個導流構件(40)，該導流構件部分地覆蓋存在於其區域中的該等槽形凹部(37)，且藉此與其形成通風通道。
  14. 如請求項1之乘客運輸設備(1)，其中該偵測設備(20)包括至少一個感測器(22、23)，該等感測器之訊號可以被直接傳送至該乘客運輸設備(1)之一控制器(14)，或者在已經被處理後被傳送至該乘客運輸設備(1)之該控制器(14)。
  15. 如請求項14之乘客運輸設備(1)，其中該偵測設備(20)包含相對該乘客運輸設備(1)之一匯流排系統(21)的匯流排節點的一介面，該匯流排系統(21)係連接至該乘客運輸設備(1)的該控制器(14)。
TW106143882A 2016-12-16 2017-12-14 包含速度測量裝置之乘客運輸設備 TWI657993B (zh)

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EP16204592 2016-12-16

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