CN108996370A - 一种基于双丝杆螺母机构的楼道可双人乘坐电梯 - Google Patents

Abstract

本发明公示了一种基于双丝杆螺母机构的楼道可双人乘坐电梯，本发明属于楼道电梯机械装置技术领域。它主要为设施陈旧且不能承受箱式电梯改装庞大费用的建筑提供一种结构简单、造价低廉、使用便捷、运行平稳安全的楼道电梯装置。它主要包括沿楼道延伸装置于导轨槽内的双丝杆导轨，丝杆导轨上装有固定支撑体的螺母，驱动装置通过两级同步带为双丝杆提供扭矩，所述的支撑体连接着运载平台，运载平台包括两块踏板和一个扶手，踏板上设置有重力感应器感应是否有乘客踩踏，运载平台可沿丝杆导轨方向上下运动，PLC控制整个装置的顺序动作，完成平稳安全运送乘客上下楼的功能。

Description

一种基于双丝杆螺母机构的楼道可双人乘坐电梯

技术领域

本发明属于楼道电梯机械装置技术领域，涉及一种基于双螺母机构的楼道可双人乘坐电梯。

背景技术

根据中国人口与发展研究中心2015年研究数据显示,中国的老年人使用的住房建造时间平均在80年代以后,而当时的建筑多为六七层以下。全国有28.9%的老年人住在七层以下未设有上下楼辅助设施的楼房中,居住在这些楼中的三到七层的老年用户上下楼存在困难。按2.21亿老年人口数计算,中国数以万计的老人像树民一样正“悬在空中”。因此上下楼梯给老年人不仅带来了巨大的不便，老人腿脚不便，上下楼梯容易摔倒引发事故,还存在这巨大的安全隐患。一种基于双螺母丝杆机构的楼道可双人乘坐电梯针对中国7层以下无电梯住宅楼的高龄用户、上下楼不便的住户,提出解决上下楼困难的方案。

在中国专利公开说明书，申请号：CN201720117729.6,公开了一种楼道代步机，其特征：沿楼道延伸的运行轨道,运行轨道上设有沿运行轨道移动的运行车体；主驱动执行机构,主驱动执行机构包括第一链传动机构及用于驱动第一链传动机构运行的第一驱动电机,第一链传动机构的传动方向与运行轨道相平行,所述运行车体与第一链传动机构的传动链条相连接；以及运载平台,运载平台包括与运行车体相连接的支撑主体以及设置在支撑主体下部的踏脚板。每次承载量只能为一人，因此目前的楼道代步机存在机械结构复杂、控制不方便，运送效率低等问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，设计了一款结构简单、控制方便、运行平稳可靠的基于双丝杆螺母机构的楼道可双人乘坐电梯。本发明的使用能够让缺乏电梯基础设施的小区低成本安装便捷型电梯，帮助老人解决上下楼梯不便和不安全的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

它主要包括沿楼道延伸装置于导轨槽内的双丝杆导轨，丝杆导轨上装有固定支撑体的螺母，所述的支撑体连接着运载平台，运载平台下端为两块踏板通过铰链连接于支撑体下端，上端为扶手通过轴承固定于支撑体上端，所述踏板上表面设置有重力感应器感应是否有乘客踩踏，运载平台可沿丝杆导轨方向上下运动，PLC控制整个装置的顺序动作，完成电梯的平稳可靠上升和下降。

本方案的基于双丝杆螺母机构的楼道可双人乘坐电梯通过主驱动步进电机输出扭矩，通过两级同步带传动带动双丝杠机构的转动，电机输出轴与下丝杆为一级传动，下丝杆通过双层同步轮与上丝杆构成二级传动，二级传动比为1，使两丝杆转速相同，丝杆螺母将圆周运动转化为运载平台沿运行轨道的直线移动，从而帮助使用者上楼道或下楼道，与现有技术采用的两级链传动、括第一链传动机构及用于驱动第一链传动机构运行的第一驱动电机，第一链传动机构的传动方向与运行轨道相平行复杂结构不同。本技术方案其结构简单、制作成本低、使用方便，且运行安全平稳可靠。

优选的，所述电梯机械部分需完成沿楼道上升方向上下运动功能，其由双丝杆导轨螺母机构组成，所述的双丝杆螺母机构的丝杆两导轨设置在同一竖直平面内，且所述导轨的斜率与楼道上升斜率一致，长度根据不同楼道的具体长度设计。与现有技术采用的运行车体

上设有与下导轨的下滚轮，运行车体上设有与上导轨的上滚轮的复杂结构不同，本技术方案中使用的双丝杆螺母机构运行平稳，运动冲击小，且具有自锁的功能，进一步提升可楼道双人乘坐电梯运行的平稳可靠性。

优选的，所述控制器为PLC，具体型号为：FX1S-30MR-001，控制整个装置顺序运行。

优选的，重力感应器由压力感应开关构成，所述感应开关以ZYC-300C为例，作为踏板位置的转换以及扶手位置的转换和驱动电机速度的转换的信号源。

优选的，所述运载平台设置两块对称分布的踏板，可以同时两人乘坐，提升运输效率。踏板通过铰链与水平轴连接，踏板下面设置液压缸。现有技术方案设计的运载平台设计为座椅，每次只能乘坐一个人，使乘坐动复杂化，包括踏上踏板、坐下、起立、离开踏板四个动作，本技术方案只需踏上踏板、离开踏板两个动作。

优选的，所述踏板可以存在收放两种状态，在踏板下方的液压缸的伸缩下实现。液压泵为液压缸供油，将液压油回流至油箱，有人乘坐时，液压缸行程最短，踏板放下至与台阶面水平；无人乘坐时，行程最长，踏板斜向上与台阶面夹角75°，节省楼道空间，不影响楼道正常的通行。不同于现有技术方案的运载平台座椅可以折叠，踏板可以旋转，所采用的是旋转角度限位结构，踏脚板旋转角度限位结构包括设置在水平转轴上的动限位块及设置在支撑主体上的固定限位块，制踏脚板绕水平转轴往下转动的角度。

优选的，所述控制开关部分包括2个墙面开关、1个扶手开关、2个限位开关和一个压力感应开关构成，墙面开关为呼叫电梯信号源，扶手开关为电梯启动上升、下降信号源，2个限位开关为电梯运行到终点时停止开关。

优选的，设置运行开关的扶手，扶手下端通过轴承座与支撑体连接，扶手下端内置电机提供旋转扭矩，通过刚性联轴器连接扶手，有人乘坐时扶手旋转至与墙面垂直，无人乘坐时旋转至与墙面平行，避免占用楼道空间。

优选的，丝杆通过轴承固定在导轨槽上端面，穿过导轨槽下端面，通过同步带传动连接驱动装置，驱动电机安装与靠近丝杆下端的墙面上。

优选的，驱动电机采用步进电机，使用电机调速器设置载人时转速和空载时转速两档转速，通过踏板上重力感应器感应是否有人乘坐来切换转速。

本发明的有益效果是：

其一，具有结构简单、制作成本低、使用方便，且运行平稳安全可靠的特点。

其二，在楼道代步机在不使用时，可以自动收起踏脚板，扶手旋转至与墙面平行，有效减小对楼道的占用空间；并且还可以有效防止扶手支出磕碰行人的问题。

其三，设置有两块站立踏板，乘坐方便，同时可以乘坐两人，提升了运输效率。

其四，设置空载速度快于载人速度，减少乘客等待时间，进一步提升运输效率和用户体验。

附图说明：

图1为本发明实施的整体示意图；

图2为本发明实施的局部放大结构示意图；

图3为运载平台运动过程时示意图；

图4为运载平台处于非运行状态示意图；

图5为传动部分结构示意图；

图6为支撑体局部主视图；

图7为扶手底部旋转机构示意图；

图8为导轨槽中限位开关局部示意图；

图9为PLC顺序控制图；

图中：

1墙面开关A;2墙面开关B;3楼道墙壁；4楼道台阶；5扶手；6导轨槽;7丝杆A；8丝杠B；9步进电机；10 PLC控制器；11扶手开关；12电机；13重力感应器A；14踏板A；15液压泵；16液压油箱；

17踏板B；18重力感应器B；19支撑体；20液压缸A；21液压缸B；

22铰链；23单层同步轮；24双层同步轮；25同步带；26液压回路；

27深沟球轴承；28刚性联轴器；29轴承座；30限位开关。

具体实施方式

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可以依照说明书内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

如图2所示，一种基于双丝杆螺母机构的楼道可双人乘坐电梯，包括：沿楼道延伸的双丝杆导轨导轨7和8，动力装置步进电机9，以及运载平台，该装置使用时，控制器选择高性能、高稳定的PLC控制器。

步进电机设置于靠近导轨槽下端，变速机构包括电机自带减速器、带传动减速比以及PLC控制的电机调速器。步进电机输出轴通过键连接同步轮输出扭矩。

传动方式为二级带传动，上丝杆7底部通过键连接固定同步轮的从动轮，下丝杆8底部通过键连接固定一双层同步轮24。

丝杠螺母上焊接支撑体19，支撑体底部设置有液压缸，液压缸20、21通过铰链22连接踏板14和17，踏板的前段铰接于支撑体上，

踏板能够绕前端铰接部位旋转，液压泵15为液压缸供油，油回路为26，将液压油回流至油箱16，液压缸行程最短时，踏板与台阶面水平；行程最长时，踏板斜向上与台阶面夹角75°。支撑体上通过深沟球轴承27连接扶手5，扶手上设置有启动电梯上升下降开关11。扶手底部通过小型电机12旋转带动，踏板上表面设置重力感应开关，感应开关感应踏板上压力消失时，踏板在液压缸伸长的带动下从水平方向旋转至斜向上，同时扶手在电机圆周运动的带动下从与墙面垂直旋转至与墙面平行，液压缸底部也通过铰链22安装于支撑体上。

1墙面开关A和2墙面开关B分别是呼叫电梯开关，安装在楼梯墙面每层楼道的墙面，限位开关30设置在导轨的起点和终点，使电梯到达指定位置停止。

本实施例的基于双丝杆螺母机构的楼道可双人乘坐电梯的具体使用如下：

在使用楼道电梯时：

当乘客需要乘坐时，如果需要上楼，按动墙面开关A，给控制器一个信号，在PLC控制器控制下，该支撑体和运载平台在丝杆螺母将电机的圆周运动转换为直线移动下，以空载运行速度1m/s运动到起点。

到达起点后，液压缸收缩，带动踏板14、17从斜向上方向旋转到水平方向，同时扶手在底部电机的转动下，把扶手从与墙面平行旋转至与墙面垂直方向。待踏板和扶手都切换至运行状态，乘客踏上踏板，握住扶手，一次最多可以乘坐两位乘客，使用者站立于踏板上，给踏板上的压力感应开关感应到压力，然后使用者按动扶手上的上升开关，重力感应开关和扶手开关串联，需同时接触方能启动支撑体和运载平台斜向上运动，装置以载人速度0.4m/s的速度运行，到达终点自动停止。

待乘客下去之后，踏板上感应开关的力撤销后，踏板缓慢旋转到斜向上方向的收起状态，同时扶手在扶手底部电机的转动下旋转至与墙面平行的非工作状态，下楼与上楼的操作方式和原理一致。

以上对本发明实施例所提供的一种基于双丝杆螺母机构的楼道可双人乘坐电梯进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对发明的限制，凡依本发明设计思想所做的任何改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于双丝杆螺母机构的楼道可双人乘坐电梯，它主要包括安装于墙面沿楼道延伸的运行导轨（7；8），运行轨道上设有沿运行轨道移动的运行支撑体（19），驱动装置（12）通过执行机构提供动力，所述的支撑体连接着运载平台，运载平台中的踏板（14；17）通过铰链（22）连接于支撑体（19）下端，踏板（14；17）可绕铰链（22）从水平方向旋转至斜向上方向，所述的踏板（14；17）还包括载物检测装置，运载平台可沿丝杆导轨（7；8）方向上下运动，其特征在于：所述的导轨为双丝杆螺母（6；7；8）导轨机构，所述的运载平台还包括可以旋转的扶手（5），踏板（14；17）旋转由液压缸（20；21）实现。

2.根据权利要求1所述的双丝杆导轨其特征在于：两导轨（7；8）设置在同一竖直平面内，且所述导轨的斜率与楼道台阶（4）上升斜率一致。

3.根据权利要求1所述的踏板其特征在于：设置有关于扶手对称的两块踏板（14；17），可以提高电梯运输效率。

4.根据权利要求1或3所述的踏板下方液压缸（20；21）的伸缩可以实现踏板平行台阶面和收起到与台阶面斜向上成75°夹角两种位置的转换。

5.根据权利要求3所述的踏板其特征在于：其位置转换的信号为重力感应器（13；18），设置在踏板的上表面乘客站立的位置，当重力感应器（13；18）上方无压力时，踏板（14；17）会自动收起，直至下次乘客乘坐时自动放下。

6.根据权利要求1所述的驱动装置其特征在于：设置有两档转速，分别为载人时转速和空载时转速。

7.根据权利要求4或5所述的驱动装置其特征在于：速度转换的信号为踏板上的重力感应器（13；18），当重力感应器（13；18）上方有压力时，所述驱动电机以载人时转速输出，当重力感应器（13；18）上方无压力时，以空载时转速输出。

8.根据权利要求1所述的扶手其特征在于：扶手（5）上设置上升、下降转换开关（11），扶手通过轴承座（29）连接于支撑体（19）上端，扶手（5）下端设置小型电机（12）通过刚性联轴器（28）驱动扶手（5）旋转，设置扶手旋转的两种位置，乘坐时扶手垂直于墙面（3），无人乘坐时旋转至与墙面（3）平行。

9.根据权利要求1所述的与驱动装置连接的执行机构其特征在于：其设置为两级同步带（25）传动，步进电机（9）输出轴与下丝杆（8）为一级传动，下丝杆（8）通过双层同步轮与上丝杆（7）构成二级传动，二级传动比为1。