TWI659920B - 氣壓升降承載裝置 - Google Patents

Abstract

一種氣壓升降承載裝置，包括一伸縮汽缸、一承載架、一氣路控制器以及一抽氣機，其中伸縮汽缸之內部係為一可伸縮體積之腔體，腔體之一端懸吊一承載架，另一端連接一固定板，腔體連接氣路控制器。當承載架要上升時，抽氣機係先透過氣路控制器對腔體進行抽氣，使得伸縮汽缸內的壓力逐漸降低，則伸縮汽缸受大氣壓力也逐漸增加至超過承載的重量時，承載架即會上升，此時伸縮汽缸將縮小至最頂端，並讓伸縮汽缸維持在低壓狀態；而當承載架要下降時，則經由氣路控制器對伸縮汽缸逐漸進行進氣，則伸縮汽缸之體積逐漸膨脹，而使承載架下降。

Description

氣壓升降承載裝置

本發明係有關於一種升降承載裝置，特別是一種利用大氣壓力控制伸縮汽缸內外之壓力差來進行升降之氣壓升降承載裝置。

電梯，亦稱作升降機或垂直電梯，是一種垂直運送行人或貨物的運輸工具。一般而言，客運係為電梯最常見的用途之一，而客運電梯所需的載客量跟建築物面積、以及用途都有相關，常見的客運電梯的載客量，由數百公斤至2,000多公斤不等。四層以下的樓宇使用的電梯，有可能是液壓式的。十層以下的樓宇使用的電梯速度一般為每秒1.5米（5.4km/h）。至於，十層以上的速度則可達每秒2.5米（9km/h），甚至每秒6米（21.6km/h）不等。

一般來說，現有的電梯驅動系統可大致分為曳引式、油壓式、與氣動式三類，曳引式電梯需要在井道的頂部設置機房，或使用電動機或齒輪帶動電梯，因此應用範圍受限；油壓式電梯由於具有耗電量大、速度較慢、以及運行時會發出高熱之缺點，因此亦未能廣泛使用；氣動式電梯則係在氣密式的升降道內，以氣壓差調節的方式達到運行的功能，由於氣動式電梯的升降道可以省去習見鋼索與柱塞的使用，並具有氣密結構，廂體可如同針筒內的推桿一般在升降道的最頂端與最末端往復運行，不僅無須配置有底部坑道，在整體結構上也較為精簡。

然而，習用的氣壓式電梯在驅動上必須採用高壓力的壓縮氣體，或是採用低壓力的真空度作為其驅動動力，這些環境條件皆必須在一固定體積的汽缸體內進行，因此在其汽缸壁內都會有相當緊密的接觸，而這些接觸在操作過程中不僅會造成很大磨擦力的損耗動力，亦會產生額外消耗能量的熱量問題，皆為現有氣動式電梯存在已久且待解決的缺失之一。

是以，考慮到上述所列之問題點，極需要採納多方面的考量。故，本發明人係有感於上述缺失之可改善，且依據多年來從事此方面之相關經驗，悉心觀察且研究之，並配合學理之運用，而提出一種設計新穎且有效改善上述缺失之本發明，其係揭露一種氣壓升降承載裝置，其具體之架構及實施方式將詳述於下。

為解決習知技術存在的問題，本發明之一目的係在於提供一種氣壓升降承載裝置，由於傳統的氣壓式電梯在驅動上必須採用高壓力的壓縮氣體或是採用低壓力的真空度作為其驅動動力，而這些環境條件皆必須在一固定體積的汽缸體內進行，因此在其汽缸壁內常引發過高磨擦力的問題。於此，本發明所揭露之升降承載裝置，其係利用大氣壓力與伸縮汽缸內外之壓力差來進行承載架上升與下降的控制，藉此實現一種氣壓升降之承載裝置。

本發明之再一目的係在於提供一種氣壓升降承載裝置，其係藉由一抽氣機透過氣路控制器對伸縮汽缸進行抽氣時，則伸縮汽缸內之腔體所對應產生之內外氣壓差將使得承載架上升，而當抽氣機停止作動並由一氣路控制器對伸縮汽缸進行進氣時，則伸縮汽缸內之腔體所對應產生之內外氣壓差將使得承載架下降。

鑑於以上，本發明所揭露之氣壓升降承載裝置，其係包括一伸縮汽缸、一承載架、一氣路控制器、以及一抽氣機。其中，伸縮汽缸包括一上圓盤、一下圓盤、以及一腔體，該上、下圓盤係分別設置於腔體之上、下兩端，且上、下圓盤之間係以不透氣之柔性材質連接，以形成可伸縮體積之該腔體。承載架係懸吊於此伸縮汽缸之腔體的下端。氣路控制器係以一氣管連接伸縮汽缸之腔體，以控制腔體內之壓力。抽氣機連接氣路控制器，並且當抽氣機透過氣路控制器對腔體進行抽氣時，則腔體產生之內外氣壓差將使所懸吊之承載架上升，至於當抽氣機停止作動且由氣路控制器對腔體進行進氣時，則腔體產生之內外氣壓差將使所懸吊之承載架下降。

根據本發明之一實施例，其中，所述的伸縮汽缸係可以直式置放或橫式置放。當伸縮汽缸係以直式置放時，則下圓盤係可連接一連接桿，並透過連接桿懸吊所述的承載架。至於，當伸縮汽缸係以橫式置放時，則下圓盤係可連接一鋼索，鋼索係先經一滑輪後固定於連接桿，再透過連接桿懸吊所述的承載架。

其中，伸縮汽缸之一端係可利用其上圓盤連接一固定板，而使其維持在一固定位置。根據本發明之一實施例，則該固定板係可固定於一較高樓層之天花板或側壁，並藉由控制伸縮汽缸之腔體內的壓力，使得所述的承載架可在一較低樓層之地面與該較高樓層之間進行上升及下降的動作。

除此之外，本發明所揭露之氣路控制器更可包括一抽氣閥、至少一進氣閥、至少一連通氣閥、以及至少一定量氣筒，其中，抽氣閥之一端係連接一氣管，另一端係連接抽氣機，至少一進氣閥之一端係連接氣管，另一端係連接定量氣筒後再連接連通氣閥並與大氣相通。

因此，當至少一進氣閥與至少一連通氣閥關閉，而抽氣閥打開時，則抽氣機係開始對伸縮汽缸之腔體進行抽氣，使腔體內之壓力逐漸降低，此時伸縮汽缸之體積逐漸縮小，使得承載架上升。

至於，當伸縮汽缸到達低壓狀態後，接著關閉抽氣閥，並開啟至少一進氣閥與至少一連通氣閥，使得定量氣筒之氣體逐漸進入伸縮汽缸之腔體，則其體積逐漸膨脹，使得承載架下降。

底下藉由具體實施例配合所附的圖式詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

以上有關於本發明的內容說明，與以下的實施方式係用以示範與解釋本發明的精神與原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下。

本發明之一目的係在低消耗能量的條件下，應用大氣壓力來實現升降承載裝置的功能。一般上大氣壓力約為1kg/cm ²，即大氣壓力P=F/A，因此作用力(F)係與面積(A)成正比，也就是若半徑為50公分的面積裡，該面積的總受力就會有7500公斤重，因此應用一密閉式的腔體來做抽氣減壓，即能逐漸獲得大氣壓力所增加的受力量。為了能更佳地理解本發明所述之技術內容，請先參閱第1A圖與第1B圖所示伸縮汽缸結構之示意圖。

如圖所示，伸縮汽缸1係包括一上圓盤10、一下圓盤12、以及一腔體14，其中上圓盤10與下圓盤12係分別設置於腔體14之上、下兩端，且上圓盤10與下圓盤12之間係以不透氣之柔性材質16連接，藉由此設計，可讓本發明所揭露之腔體14可具有伸縮體積之功能。除此之外，腔體14內每間隔一距離係設置有一第一空心圓環32與一第二空心圓環34，根據本發明之實施例，第一空心圓環32與第二空心圓環34係為剛性材質，且第一空心圓環32與第二空心圓環34之半徑係不相同，並相互交替排列。

伸縮汽缸1係利用其上圓盤10連接一固定板26，而使其維持在一固定位置。此外，伸縮汽缸1之一端上係設有一氣孔11，使得一氣路控制器60之一端係可透過氣管2連接於該氣孔11並連通於伸縮汽缸1之腔體14，氣路控制器60之另一端係連接一抽氣機80。本發明主要係透過控制氣路控制器60與抽氣機80之作動，可改變伸縮汽缸1之腔體14內之壓力。如第1B圖所示，當抽氣機80透過氣路控制器60對腔體14進行抽氣時，則下圓盤12受到大氣壓力P的推力而使腔體14的體積縮小。第3圖與第4圖係為根據本發明一實施例當伸縮汽缸係以直式置放之示意圖。如圖所示，可以看出在此實施態樣中，伸縮汽缸1係以直式置放，其下圓盤12係連接有一連接桿17，並透過此連接桿17懸吊一承載架18。如第3圖及第4圖所示，舉例而言，固定板26係可固定於一較高之樓層，例如二樓30之天花板，而承載架18係置放於一樓3之地板上。在此實施例中，則承載架18係可在一移動空間19內進行垂直的上升及下降。

請配合參閱第2圖所示，其係為根據本發明實施例之控制進氣與抽氣之示意圖。如圖所示，氣路控制器60係包括一抽氣閥21、至少一進氣閥22a,22b、至少一連通氣閥24a,24b、以及至少一定量氣筒28a,28b。其中，抽氣閥21之一端係連接氣管2，另一端係連接至抽氣機80。在一實施例中，氣路控制器60可包括兩條相互並聯之進氣路徑，其一係由進氣閥22a、定量氣筒28a以及連通氣閥24a所組成；另一係由進氣閥22b、定量氣筒28b以及連通氣閥24b所組成。在本發明之其他實施例中，氣路控制器60當然亦可選擇性地設計有三條以上或甚至單一條的進氣路徑，則皆可用以實施本發明之發明目的，惟本發明並不以此實施態樣為限。本領域具備通常知識者當可根據自行設計之需求而決定之，而應隸屬於本發明之發明範疇。

在本發明之一實施例中，進氣閥22a之一端係連接氣管2，另一端係連接定量氣筒28a後再連接至連通氣閥24a並與大氣相通。進氣閥22b之一端係連接氣管2，另一端係連接定量氣筒28b後再連接至連通氣閥24b並與大氣相通。請同時配合參閱第4圖，因此，如第4圖所示，當承載架18要上升時，則操作氣路控制器60讓抽氣閥21打開，而關閉進氣閥22a,22b與連通氣閥24a,24b，此時抽氣機80係開始對腔體14進行抽氣，使腔體14內之壓力逐漸降低，伸縮汽缸1之體積逐漸縮小，此時，伸縮汽缸1受大氣壓力也逐漸增加至其下端的下圓盤12受力超過承載架18的載重量時，承載架18係會開始上升。

至於，當伸縮汽缸1到達低壓狀態後，其體積係將縮小至最頂端，然後再關閉抽氣閥21，並開啟氣路控制器60中之至少一條進氣路徑，也就是至少一進氣閥22a,22b與至少一連通氣閥連通氣閥24a,24b，在此情況下，使得定量氣筒28a,28b之氣體可逐漸進入伸縮汽缸1之腔體14，此時腔體14之體積逐漸膨脹，所受大氣壓力亦逐漸減少，而使得與之懸吊的承載架18開始下降。一般而言，承載架18的下降係可根據其載重量來控制伸縮汽缸1的進氣量，以藉此實施本發明之發明目的。

第5圖與第6圖係為根據本發明另一實施例當伸縮汽缸係以橫式置放之示意圖。如圖所示，可以看出在此實施態樣中，伸縮汽缸1係以橫式置放，其下圓盤12係連接有一鋼索4，此鋼索4係先經一滑輪40後固定於連接桿17，再透過連接桿17懸吊承載架18。如第5圖及第6圖所示，舉例而言，固定板26係可固定於一較高之樓層，例如二樓30之側壁上，而承載架18係置放於一樓3之地板上，則承載架18係可在一移動空間19內進行垂直的上升及下降。

因此，根據本發明之另一實施例，如第6圖所示，當承載架18要上升時，則同樣地先操作氣路控制器60讓抽氣閥21打開，而關閉進氣閥22a,22b與連通氣閥24a,24b，此時抽氣機80係開始對腔體14進行抽氣，使腔體14內之壓力逐漸降低，伸縮汽缸1之體積逐漸縮小，此時，伸縮汽缸1受大氣壓力也逐漸增加至其下端的下圓盤12受力，該力量係經鋼索4再傳至承載架18，若超過承載架18的載重量時，則承載架18係會開始上升。

至於，當伸縮汽缸1到達低壓狀態後，使得伸縮汽缸1之體積將大幅縮小至一邊，然後再關閉抽氣閥21，並開啟氣路控制器60中之至少一條進氣路徑，也就是至少一進氣閥22a,22b與至少一連通氣閥連通氣閥24a,24b，在此情況下，使得定量氣筒28a,28b之氣體可逐漸進入伸縮汽缸1之腔體14，此時腔體14之體積逐漸膨脹，所受大氣壓力亦逐漸減少，而使得與之懸吊的承載架18開始下降。一般而言，承載架18的下降係可根據其載重量來控制伸縮汽缸1的進氣量，以藉此實施本發明之發明目的。

是以，鑒於以上所述，可明顯觀之，本發明係揭露一種氣壓升降承載裝置，其係包括一伸縮汽缸、一承載架、一氣路控制器、以及一抽氣機，藉由抽氣機透過氣路控制器對伸縮汽缸進行抽氣時，則伸縮汽缸內之腔體所對應產生之內外氣壓差將使得承載架上升，而當抽氣機停止作動並由氣路控制器對伸縮汽缸進行進氣時，則伸縮汽缸內之腔體所對應產生之內外氣壓差將使得承載架下降。緣此，相較於習知技術，本發明無須使用到先前技術所提之高壓力的壓縮氣體或者低壓力的真空度作為動力，即可有效率地驅使承載架進行上升及下降的動作，不僅帶給使用者更簡單的操作模式，亦有效地控制承載裝置成本與製作複雜度的問題。

再者，本發明所揭露之氣壓升降承載裝置，更可解決習見固定承載架在操作上多有磨擦力產生之問題，亦避免了額外消耗能量與熱量的諸多缺失。

綜上所述，足以觀之本發明所揭露之氣壓升降承載裝置，確實具有極佳之產業利用性及競爭力。顯見本發明所揭露之技術特徵、方法手段與達成之功效係顯著地不同於現行方案，實非為熟悉該項技術者能輕易完成者，故應具備有專利要件，祈 貴審查委員詳鑑之。

1‧‧‧伸縮汽缸

2‧‧‧氣管

3‧‧‧一樓

4‧‧‧鋼索

10‧‧‧上圓盤

11‧‧‧氣孔

12‧‧‧下圓盤

14‧‧‧腔體

16‧‧‧柔性材質

17‧‧‧連接桿

18‧‧‧承載架

19‧‧‧移動空間

21‧‧‧抽氣閥

22a,22b‧‧‧進氣閥

24a,24b‧‧‧連通氣閥

26‧‧‧固定板

28a,28b‧‧‧定量氣筒

30‧‧‧二樓

32‧‧‧第一空心圓環

34‧‧‧第二空心圓環

40‧‧‧滑輪

60‧‧‧氣路控制器

80‧‧‧抽氣機

第1A圖係為根據本發明一實施例伸縮汽缸之結構示意圖。 第1B圖係為根據本發明一實施例壓縮後之伸縮汽缸之結構示意圖。 第2圖係為根據本發明一實施例之控制進氣與抽氣之示意圖。 第3圖係為根據本發明一實施例當伸縮汽缸係以直式置放之示意圖。 第4圖係為根據第3圖所示之伸縮汽缸進行上升之示意圖。 第5圖係為根據本發明另一實施例當伸縮汽缸係以橫式置放之示意圖。 第6圖係為根據第5圖所示之伸縮汽缸進行上升之示意圖。

Claims (8)

1. 一種氣壓升降承載裝置，係包括：一伸縮汽缸，包括一上圓盤、一下圓盤、以及一腔體，其中該上圓盤與該下圓盤係分別設置於該腔體之上、下兩端，且該上圓盤與該下圓盤之間係以不透氣之柔性材質連接，以形成可伸縮體積之該腔體，該腔體內每間隔一距離係設置有一第一空心圓環與一第二空心圓環，且該第一空心圓環與該第二空心圓環之半徑係不相同，並相互交替排列，該第一空心圓環與該第二空心圓環係為剛性材質；一承載架，懸吊於該伸縮汽缸之該腔體的下端；一氣路控制器，係以一氣管連接該伸縮汽缸之該腔體，以控制該腔體內之壓力；以及一抽氣機，連接該氣路控制器，當該抽氣機透過該氣路控制器對該腔體進行抽氣時，該腔體產生之內外氣壓差將使該承載架上升，當該抽氣機停止作動且由該氣路控制器對該腔體進行進氣時，該腔體產生之內外氣壓差將使該承載架下降。
2. 如請求項1所述之氣壓升降承載裝置，其中該伸縮汽缸係利用該上圓盤連接一固定板，而使其維持在一固定位置。
3. 如請求項2所述之氣壓升降承載裝置，其中該伸縮汽缸係以直式置放，該下圓盤係連接一連接桿，並透過該連接桿懸吊該承載架。
4. 如請求項2所述之氣壓升降承載裝置，其中該伸縮汽缸係以橫式置放，該下圓盤係連接一鋼索，該鋼索係先經一滑輪後固定於一連接桿，再透過該連接桿懸吊該承載架。
5. 如請求項2所述之氣壓升降承載裝置，其中該固定板係固定於一較高樓層之天花板，並藉由控制該伸縮汽缸之該腔體內的壓力，使得該承載架可在一較低樓層之地面與該較高樓層之間上升及下降。
6. 如請求項1所述之氣壓升降承載裝置，其中該氣路控制器更包括一抽氣閥、至少一進氣閥、至少一連通氣閥、以及至少一定量氣筒，該抽氣閥之一端係連接該氣管，另一端係連接該抽氣機，該至少一進氣閥之一端係連接該氣管，另一端係連接該定量氣筒後再連接該連通氣閥並與大氣相通，當該至少一進氣閥與該至少一連通氣閥關閉，而該抽氣閥打開時，該抽氣機係開始對該腔體進行抽氣，使該腔體內之壓力逐漸降低，該伸縮汽缸之體積逐漸縮小，使得該承載架上升，當該伸縮汽缸到達低壓狀態後，關閉該抽氣閥並開啟該至少一進氣閥與該至少一連通氣閥，使得該定量氣筒之氣體逐漸進入該腔體，該伸縮汽缸之體積逐漸膨脹，該承載架下降。
7. 如請求項5所述之氣壓升降承載裝置，其中該承載架係在一移動空間內進行垂直的上升及下降。
8. 如請求項6所述之氣壓升降承載裝置，其中該氣路控制器係包括二該定量氣筒、二該進氣閥、以及二該連通氣閥，以形成二條相互並聯之進氣路徑。