CN115535796B - 用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法，电梯***包括多个轿厢、至少两个主轨道和切换装置，所述切换装置设有多个，所述切换装置用于衔接两个不同的主轨道，在同一所述主轨道上运行多个轿厢，所述主轨道设有与切换装置衔接的通断节点；根据轿厢运行轨迹所述切换装置设有至少3种工位，至少包括直行、第一换轨位和第二换轨位；所述轿厢直行时，所述主轨道的通断节点通过切换装置连通；所述轿厢切轨运行时，所述切换装置连通两个不同主轨道的通断节点。本发明的双向切轨设计方法，可以连接任意两条轨道，实现轿厢双向换轨功能，满足多个轿厢在并行轨道上同时负载运行可变道避让的需求，极大提高了电梯的运行效率。

Description

用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法

技术领域

本发明涉及电梯结构技术领域，具体涉及用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法。

背景技术

目前，电梯轿厢广泛采用钢丝绳曳引驱动的方式运行，电梯在一个井道内仅能设置一个轿厢，单轿厢运行模式的电梯在低层建筑、人流量低的场合尚能满足使用需求，但在高人口密度的高层建筑或超高层建筑中其候梯时间长、运送效率低的缺点被显著放大。若是增加电梯井道及对应轿厢又会大幅的占用建筑空间，其成本也会显著提高，并且电梯运送效率低的问题仍然存在。

随着工程技术水平的不断发展，逐渐出现了双层轿厢电梯、双轿厢电梯、环型或分叉环型电梯等多轿厢运行的模式，但已知的这些多轿厢电梯运行模式其轿厢均位于同一个井道内的轨道上，各井道之间的电梯轿厢无法进行轨道切换运行，轿厢之间更无法进行超越运行，在运输量剧增的情况下，采用目前的多轿厢运行模式，不仅大幅降低了建筑物的空间利用率，而且没有根本性的解决电梯运送效率低的问题。

基于上述问题，本申请人提出了多轿厢电梯***，同一井道可以运行多个轿厢。在多轿厢电梯***中，为了提升电梯整体运行效率，对轨道***提出了可切轨运行的要求。目前已申请的轨道切换机构采用旋转或平移式两种方式。

(1)专利CN109415184B公示的切换方法中采用了中转平台转向切轨方式，即轿厢先运行至平台上，后随平台旋转一定角度后(一般为90度)，使其行进方向与另一轨道对齐，从而实现变轨。然而此种方式存在三大不可忽视的缺陷：

①轿厢在两条并行导轨中完成切轨需要经历“减速运行至中转平台1——中转平台1转动至水平位置——轿厢启动驶离中转平台进入水平轨段——减速运行至中转平台2——中转平台2转动至垂直位置——轿厢启动驶离中转平台进入垂直轨段”的过程，启停频繁，中间滞留时间长，严重降低了电梯***整体运转效率。

②乘客体验感差，轿厢频繁的启停及旋转极大影响乘客心理和生理的感知，造成乘客晕梯、恐慌等效应，特别对于患有心脏等疾病的乘客更是一种安全隐患。

③中转平台的承载设计必须考虑轿厢整体随行的动态特性，这对井道立面支撑基体和平台结构的力学稳定性有更大的要求。

(2)主要电梯公司现有公开的专利中有提及到平移切轨方式，虽然解决了上述问题，但从功能上只能满足从一个轨道单向上升切换至另一个轨道(或从另一个轨道单向下降切换至轨道)，这种方式对电梯***的群控调度具备一定限制性。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法，可以连接任意两条轨道，实现轿厢双向换轨功能，满足多个轿厢在并行轨道上同时负载运行可变道避让的需求，极大提高了电梯的运行效率。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法，电梯***包括多个轿厢、至少两个主轨道和切换装置，所述切换装置设有多个，所述切换装置用于衔接两个不同的主轨道，在同一所述主轨道上运行多个轿厢，所述主轨道设有与切换装置衔接的通断节点；根据轿厢运行轨迹所述切换装置设有至少3种工位，至少包括直行、第一换轨位和第二换轨位；

所述轿厢直行时，所述主轨道的通断节点通过切换装置连通；

所述轿厢切轨运行时，所述切换装置连通两个不同主轨道的通断节点。

作为上述技术方案的进一步改进：

优选地，所述主轨道与切换装置配合衔接处设有两个通断节点，所述切换装置衔接的两个主轨道共设有四个通断节点。

优选地，所述切换装置相对主轨道转动进行工位转换。

优选地，所述轿厢直行时，同一主轨道对应的两个通断节点通过切换装置与衔接；所述轿厢切轨运行时，所述切换装置与每个主轨道的一个通断节点衔接。

优选地，所述切换装置与主轨道衔接段为弧形轨道。

优选地，所述轿厢切轨运行时，轿厢从一个主轨道的通断节点运行至不同主轨道的通断节点的轨迹为切轨运行轨迹，所述切轨运行轨迹的垂直高度为H：

H＝2Rsinα+Acotα-2R1cotα(1-cosα)

其中，

A为两个主轨道中心的最短直线距离；

α为切轨夹角，即切轨运行轨迹与轿厢切轨运行之前主轨道之间的夹角；

R1为弧形轨道的半径。

优选地，所述弧形轨道R1满足的条件为：

其中，r为驱动轿厢运行的滚轮半径，或者说是轿厢的转弯半径。

优选地，所述切轨夹角α的范围为：0<α<90°。

优选地，所述切轨夹角α的范围为：30°<α<45°

优选地，所述弧形轨道的外圆半径为R2：

其中，W1为主轨道的宽度。

优选地，所述弧形轨道的内圆半径为R3：

其中，W2为最小允许通行间距。

优选地，所述切换装置设有内旋转模块和外旋转模块，所述外旋转模块设于内旋转模块的外圆，所述外旋转模块和内旋转模块独立转动，所述弧形轨道设于外旋转模块，所述外旋转模块转动与通断节点衔接或断开，所述内旋转模块转动与外旋转模块配合换位。

优选地，所述内旋转模块转动角度为

优选地，所述外旋转模块转动角度为

本发明提供的用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法，与现有技术相比有以下优点：

(1)本发明的用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法，当多个轿厢在任一相同轨道上运行，前方轿厢侯梯停顿时，后方轿厢可通过双向切轨方法，实现切轨超越的功能，本发明可满足多轿厢互不干涉运行的需求，解决常规电梯***中单轿厢配单轨道上运载效率低的问题。

(2)本发明的用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法，设有至少两条主运行轨道，中心对称的外旋转模块，布置于外旋转模块中心的内旋转模块，本发明可以连接任意两条主轨道，实现轿厢双向换轨功能，满足多个轿厢在并行轨道上同时负载运行可变道避让的需求，极大提高了电梯的运行效率。本发明相对于单向换轨方式在结构及空间布置上更紧凑，同时双向切轨的功能使得电梯轿厢运行控制的调度更具灵活性。

(3)本发明的用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法，具备转弯半径和切轨斜角，提升了乘客切轨时的舒适感感，可以预先切换轨道，降低轿厢等待时间，提升效率，本切换装置适用于多轿厢电梯***在不同井道中的安装场景，为电梯切换装置设计提供了一种可行的结构。

附图说明

图1是本发明应用实施直行工况的示意图。

图2是本发明应用实施右切轨工况的示意图。

图3是本发明应用实施左切轨工况的示意图。

图4为本发明应用实施时切轨运行轨迹的示意图。

图5为本发明的结构示意图。

图6为本发明的立体结构示意图。

图中标号说明：

1、主轨道；2、外旋转模块；21、外直行活动轨；22、外切换轨；23、外转台；3、内旋转模块；31、内直行活动轨；32、内切换轨；33、内转台；4、固定平台；5、导向模块；51、固定块；52、滚动块。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1至图6示出了本发明用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法的一种实施方式，电梯***包括多个轿厢、至少两个主轨道1和切换装置，切换装置设有多个，切换装置用于衔接或者断开两个不同的主轨道1，切换装置和主轨道1构成轿厢的运行轨道，在同一主轨道1上运行多个轿厢，不同的主轨道1通过切换装置衔接构成跨井道的连续运行通道，电梯结构无随行电缆。电梯***的结构在本申请人已申请专利中已有记载，尤其是申请号：201811576739.1、202011013826.3等记载轨道结构的专利中。

本实施例中，切换装置设有内旋转模块3、固定平台4和外旋转模块2，内旋转模块3和外旋转模块2同轴布设，外旋转模块2和内旋转模块3之间设置固定平台4，外旋转模块2和内旋转模块3分别设有一组驱动组件，驱动组件可以独立控制两旋转模块的运行角度，现有技术中有较多的驱动结构能实现本实施例驱动组件的作用，在此不做过多的描述。

本实施例中，井道内可以布设多条主轨道1，形成并行轨道。切换装置通过转动连通两个主轨道1。以2条主轨道1为例来说明本发明的双向切轨设计方法。

图1中左边为第一主轨道，右边为第二主轨道，两条主轨道相邻布设。如图3所示，第一换轨位即“左切轨”，为轿厢通过切换装置从第一主轨道斜上切换至第二主轨道，或从第二主轨道斜下切换至第一主轨道；第二换轨位即“右切轨”，为轿厢通过切换装置从第一主轨道斜下切换至第二主轨道，或从第二主轨道斜上切换至第一主轨道；“直行”为切换装置将单一的主轨道上下直通，不切轨，轿厢直行。内旋转模块3和外旋转模块2可绕轴心做旋转运动，具备顺时限位、逆时限位、中间复位三种工况，外旋转模块2和内旋转模块3限位装置，任何可以达到转动限位功能的结构都适用于本发明。与“左切轨”、“右切轨”、“直行”三种工况相对应。

本实施例中，外旋转模块2设有外直行活动轨21和外切换轨22。外旋转模块2还设有外转台23，外直行活动轨21和外切换轨22安装于外转台23上，外直行活动轨21通过外转台23的转动与主轨道1连接或者断开，外切换轨22通过外转台23的转动与主轨道1连接或者断开。

本实施例中，内旋转模块3设有内直行活动轨31和内切换轨32。内旋转模块3设有内转台33，内直行活动轨31和内切换轨32安装于内转台33上，内直行活动轨31通过内转台33的转动与主轨道1连接或者断开，内切换轨32通过内转台33的转动与主轨道1连接或者断开。通过外转台23和内转台33的转动带动内切换轨32与外切换轨22连接或断开，通过外转台23和内转台33的转动带动内直行活动轨31和外直行活动轨21连接或断开。

本实施例中，外直行活动轨21设有两个，分别位于外转台23的两端，每个外直行活动轨21与内直行活动轨31的一端衔接。

本实施例中，外切换轨22设有两个，分别位于外转台23的两端，每个外切换轨22与内切换轨32的一端衔接。内切换轨32为直线轨道。

本实施例中，外直行活动轨21设有2个直线轨道，外切换轨22设有2个弧形轨道，弧形轨道通过外转台23的转动与主轨道1衔接或者断开。2个弧形轨道对称布设，弧形轨道位于2个外直行轨道之间，外转台设有4个弧形轨道。内直行活动轨31设有2个直线轨道，内切换轨32位于内直行活动轨31的2个直线轨道之间。

本实施例中，如图3所示，内旋转模块3和外旋转模块2处于顺时限位时，右上弧形轨道、左下弧形轨道、内切换轨32、第一主轨道下段、第二主轨道上段互通；如图2所示处于逆时限位时，左上弧形轨道、右下弧形轨道、内切换轨32、第一主轨道上段、第二主轨道下段互通；如图1所示，处于复位时，第一主活动轨与第一主轨道上段、下段互通，第二主活动轨与第二主轨道上段、下段互通。

本实施例中，外旋转模块2、内旋转模块3上设置有驱动组件，在驱动组件作用下，做旋转运动。外旋转模块2、内旋转模块3旋转极限角不同，其驱动方式有2种，其一可以采用2个驱动组件独立驱动外旋转模块2、内旋转模块3；其二外旋转模块2、内旋转模块3可通过差速装置与一个驱动组件连接。

本实施例中，所有轨道的活动端面接口设置为圆弧型切口状。所有活动的模块在不同工况下，都具备锁止功能。

本实施例中，切换装置还设有导向模块5，导向模块5包括固定块51和滚动块52，内转台44和外转台23上均安装有固定块，固定块51沿外转台的内圈和内转台33的外圈均匀布设，滚动块52安装在固定块51上，滚动块52以固定块51的转轴为中心滚动。滚动块52沿固定平台4的内圆和外圆滚动，固定平台4上设有相应的滚动槽。其它实施例中，外转台23设置为在固定平台4上旋转运动，内转台33设置于外转台23上运动，可以不设置固定平台4。或者，将固定平台4设置在内转台33的内圈，内转台33设置为在固定平台4上旋转运动，外转台23设置于在内转台33上运动。

本实施例中，外转台23和内转台33分别设有限位结构，限位结构用于在外转台23或内转33台转动后对转台进行固定，现有技术中任何能用于转动结构的限位装置都可以用于本实施例的切换装置中，只要对其它结构不会用干扰即可。

本实施例中，一个主轨道1设有多个切换装置，根据需要设置切换装置的数量和位置。主轨道1在设定位置处设置有切轨运行轨迹的中断间距，形成上下左右4个通断节点(A/B/C/D)，两个主轨道节点处A-C、B-D或A-D或B-C三种线路的预先导通。A-C、B-D导通时，控制外转台23和内转台33运行至中位，A-D导通时两平台运行至顺时限位处，B-C导通时，两平台运行至逆时限位。

本发明的切换装置，运行原理如下：

一般情况下，外旋转模块2和内旋转模块3处于复位状态。当某轿厢沿第一主轨道向上运行时，电梯的控制***检测到同轨道上前方有另一轿厢停顿，同时检测到第二主轨道上的相关距离内无其他轿厢，在确定满足安全设定条件下，遂对轿厢运行前方相关切换装置下达左切轨指令，内旋转模块3和外旋转模块2在驱动组件的作用下旋转到“顺时限位”工位并锁止，***检测安全回路满足要求后，轿厢从第一主轨道，沿外旋转模块2上的左侧弧形轨道、内切换轨32、右上侧弧形轨道运行至第二主轨道，至此完成一次切轨动作，外旋转模块2和内旋转模块3复位。同理，右切轨时，内、外旋转模块2做相反运动。

本发明所述的轨道切换方法，可根据实际客运量以及轿厢布置数量，在轨道的不同楼层段布置。

本实施例中，衔接两个主轨道1之间的外切换轨22和内切换轨32构成轿厢的切轨运行轨迹，切轨运行轨迹的垂直高度为H：

H＝2Rsinα+Acotα-2R1cotα(1-cosα)

其中，

A为两个主轨道1之间的中心距离；

α为切轨夹角，即内切换轨32与轿厢切轨之前所运行主轨道1之间的夹角；

R1为弧形轨道的半径，即轿厢切轨时的转弯半径。

本实施例中，外转台23和内转台33均设置有顺时极限位、中位限位和逆时极限位的限位结构，位且外转台23旋转极限角小于内旋旋转极限角。

本实施例中，切轨转弯半径取决于轿厢允许轨道最小转弯半径，半径越大，轿厢切轨转弯越舒缓，乘客体验感越好，内旋转模块3极限角由轿厢运行所允许最大切轨夹角决定，理论上切轨夹角越小，乘客对轿厢切轨时的感知越小，体验感愈佳，一般不得大于45度。

本实施例中，转弯半径R1满足的条件为：

其中，r为驱动轿厢运行的滚轮半径，即驱动轿厢的限位装置所允许的最小转动半径。

本实施例中，切轨夹角α的范围为：0<α<90°，优选地，30°<α<45°。

本实施例中，外旋转模块2外径由主轨道1间距、切轨转弯半径、切轨夹角三者而决定，一般设定不得超过楼层高度的2倍。外转台23的外圆半径为R2，R2满足条件：

其中，W1为主轨道宽度。

本实施例中，内转台33的内圆半径为R3，所述R3：

其中，W2为最小允许通行间距，即限位轮或驱动轮通行时不与轨道发生干涉的距离。上述的限位装置、限位轮和驱动轮在本申请人已申请的专利中有详细介绍，在此不做重复描述。

本实施例中，以切换机构设有内、外旋转模块的结构来解释本发明的双向轨道设计方法，其它实施例中可以只采用一个旋转模块。

本发明中涉及到的其他结构在本申请人已申请专利中有记载，结合本领域技术人员的常规技术手段，完全可以理解。在此不过过多的重复描述。

上述实施案例只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法，电梯***包括多个轿厢、至少两个主轨道和切换装置，所述切换装置设有多个，所述切换装置用于衔接两个不同的主轨道，在同一所述主轨道上运行多个轿厢，其特征在于，所述主轨道设有与切换装置衔接的通断节点；所述切换装置与主轨道衔接段为弧形轨道；根据轿厢运行轨迹，所述切换装置设有至少 3 种工位，至少包括直行、第一换轨位和第二换轨位；

所述轿厢直行时，所述主轨道的通断节点通过切换装置连通；

所述轿厢切轨运行时，所述切换装置连通两个不同主轨道的通断节点；具体地，所述轿厢切轨运行时，轿厢从一个主轨道的通断节点运行至不同主轨道的通断节点的轨迹为切轨运行轨迹，所述切轨运行轨迹的垂直高度为 H：

H=2R1sinα + Acotα - 2R1cotα (1- cosα)

其中，

A为两个主轨道中心的最短直线距离 ；

α为切轨夹角，即切轨运行轨迹与轿厢切轨运行之前主轨道之间的夹角；

R1 为弧形轨道的半径。

2.根据权利要求 1 所述的用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法，其特征在于，所述主轨道与切换装置配合衔接处设有两个通断节点，所述切换装置衔接的两个主轨道共设有四个通断节点。

3.根据权利要求 2 所述的用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法，其特征在于，所述切换装置相对主轨道转动进行工位转换。

4.根据权利要求 3 所述的用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法，其特征在于，所述轿厢直行时，同一主轨道对应的两个通断节点通过切换装置与衔接；所述轿厢切轨运行时，所述切换装置与每个主轨道的一个通断节点衔接。

5.根据权利要求 4 所述的用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法，其特征在于，所述弧形轨道 R1 满足的条件为：

其中，r 为驱动轿厢运行的滚轮半径。

6.根据权利要求 5所述的用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法，其特征在于，所述切轨夹角的范围为：0°<α<90°。

7.根据权利要求 6 所述的用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法，其特征在于，所述切轨夹角的范围为：30°<α<45°。

8.根据权利要求7所述的用于多轿厢智能电梯***切轨运行的双向切轨设计方法，其特征在于，所述弧形轨道的外圆半径为 R2：

其中，W1 为主轨道的宽度。