垂直升降及水平移动的无绳电梯系统及控制方法与流程

[0001]
本发明涉及电梯技术领域，具体的说，是涉及一种垂直升降及水平移动的无绳电梯系统。


背景技术：

[0002]
为了提高无电楼房的居住品质，加装电梯是当务之急，为此、各地政府纷纷出台了相关鼓励政策，国家也在“老旧小区改造
″
政策中给予了明确的支持，但是，在实际操作过程过中却遇到阻力。阻力主来至两个方面，一个是资金的筹措，一个是低层住户的阻挠。
[0003]
现实中给无电梯楼房加装电梯，大都釆用在既有楼道出入口的外侧，新建一个竖直的井道，用来安装垂直升降电梯；由于电梯井道安设在楼道出入口的外侧，占用了部分出行通道，使得人们出行不畅；另者、为留足安全通道，电梯井道被迫远离楼房的外墙，这样势必在新建的电梯井道与改建的乘梯平台间形成间距，为此，还需在两者间重复设置连接廊桥来满足人们乘梯需求，这样一来不仅增添了井道的自身重量，同时也增加了其建造成本；再者、既有楼房出入口外侧大都设有各种管、路设施，建筑电梯井道因条件要求苛刻，难以归避，使得这些管、路设施必须重新改建，最终导致施工费用居高不下。据了解购买一部用于六层楼房加装的垂直升降电梯的价格在十几万元左右，但建筑井道的费用却是购买电梯价格的三至五倍，如此高昂的基建费用使得资金的筹措成了难题。还有、由于井道的设置遮挡了低层住户的部分通风与采光，其隐私权也受到了影响，使得本不需要电梯的低层住户的权益受损，因而他们的抵触情绪很大，一时难以舒缓。可是、仅仅因为低层住户的反对，就放弃电梯的加装，致使大部分高层居民的出行不便，引起老人和小孩的出行安全，无疑是得不得人心的。


技术实现要素：

[0004]
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种可方便的跃过不需电梯的低层，直达需要电梯的高层的垂直升降及水平移动的无绳电梯系统。
[0005]
本发明所采取的技术方案是：
[0006]
一种垂直升降及水平移动的电梯系统，
[0007]
包括竖直电梯井道和水平电梯井道；
[0008]
竖直电梯井道包括下方竖直电梯井道和上方竖直电梯井道；
[0009]
下方竖直电梯井道和上方竖直电梯井道通过水平电梯井道连通；
[0010]
水平电梯井道设置在下方竖直电梯井道上方；上方竖直电梯井道设置在水平电梯井道上方；下方竖直电梯井道、水平电梯井道和上方竖直电梯井道呈倒放z字型。
[0011]
所述下方竖直井道设置在既有楼道出入口外侧的空地上；
[0012]
上方竖直电梯井道紧贴楼道外墙；上方竖直电梯井道通过固定件与楼房的墙体固定；
[0013]
在楼梯井道所对应的楼层的墙体上开上门洞。
[0014]
所述下方竖直井道包括下方井道、横梁和下方井道丝杆、轿厢、蜗轮、驱动电机、导靴和固定件；
[0015]
下方井道的四周固定安装数根横梁；
[0016]
所述下方井道丝杆无齿的一侧对应固定在所述横梁的内侧，有齿的一侧两两相望。
[0017]
下方电梯井道内侧沿竖直方向设置有下方井道丝杆；
[0018]
下方井道丝杆包括下方前丝杆和下方后丝杆；
[0019]
下方前丝杆和下方后丝杆相互平行；
[0020]
所述下方井道丝杆之间设置轿厢；
[0021]
所述轿厢顶部设置有蜗轮；
[0022]
所述蜗轮分别与所述下方井道丝杆啮合，并由设置在所述电梯轿厢顶部的轿厢驱动电机驱动，使所述蜗轮同步运转；轿厢驱动电机有两个输出轴。
[0023]
所述下方井道丝杆通过联连件固定在横梁上。
[0024]
所述下方井道丝杆包括下方固定丝杆和摆渡丝杆；
[0025]
所述下方固定丝杆与摆渡丝杆的衔接处设置有下方工作间隙。
[0026]
在所述轿厢的两侧部上下对应固定至少两对导靴，所述导靴卡装在所述下方井道丝杆的两侧部，所述导靴沿着下方井道丝杆的两侧部平滑移动。
[0027]
所述水平电梯井道包括轨道、摆渡车；
[0028]
所述轨道一端固定连接在所述电梯地面井道的顶部；
[0029]
另一端固定连接在所述上方竖直电梯井道的底部；
[0030]
所述轨道呈水平状态，轨道上设置摆渡车；
[0031]
所述摆渡车还包括车架、车轮、摆渡驱动电机、摆渡丝杆和驱动轴；
[0032]
所述车架可为∏型结构，π型结构的横梁上设置有摆渡驱动电机，所述摆渡驱动电机为双侧轴输出，双侧轴输出端上分别对应联接两根驱动轴；车轮设置在驱动轴上；
[0033]
所述车架为承载件，具备足够强度的同时还应满足所述中间摆渡分段各部件的安装需求；
[0034]
所述车架两侧内部沿竖直方向上对应的设置有摆渡丝杆，所述摆渡丝杆与所述摆渡车同步运行；所述摆渡丝杆的下端部与所述下方电梯丝杆的顶端相衔接；
[0035]
摆渡丝杆的下端部与所述下方电梯丝杆的顶端间设置有下部工作间隙；
[0036]
所述摆渡丝杆的上端部与所述上方竖直电梯井道丝杆的下端相衔接，两者间也设置有上部工作间隙。
[0037]
所述车轮至少有两对，分别对应安装在车架的两侧，所述车轮卡装在所述轨道上，车轮在轨道上滚动；
[0038]
所述摆渡车上设置有摆渡驱动电机，所述摆渡驱动电机驱动所述摆渡车沿着两根所述轨道水平移动。
[0039]
所述上方竖直井道包括上方井道、横梁和上方井道丝杆；
[0040]
上方井道的四周固定安装数根横梁；
[0041]
上方电梯井道内侧沿竖直方向设置有上方井道丝杆；
[0042]
上方井道丝杆包括上方前丝杆和上方后丝杆；
[0043]
上方前丝杆和上方后丝杆相互平行；
[0044]
所述上方井道丝杆通过联连件固定在横梁上；
[0045]
上方电梯井道的下端是固定在所述中间水平井道的轨道上；
[0046]
轨道下方设置有支撑柱；
[0047]
上方竖直电梯井道倚着楼道的外墙；
[0048]
所述上方竖直电梯井道的一侧紧贴楼房墙体；
[0049]
所述上方竖直电梯井道通过连接件与楼房所对应的墙体相连接；
[0050]
所述中间水平井道的两根轨道呈平面弧型。
[0051]
一种垂直升降及水平移动的电梯系统的控制方法，
[0052]
轿厢在下方竖直电梯井道的底部，启动轿厢驱动电机，轿厢驱动电机驱动轿厢两侧蜗轮同步旋转；蜗轮与下方固定丝杆啮合；
[0053]
蜗轮沿下方固定丝杆向上移动；
[0054]
摆渡车被锁定在下方竖直电梯井道顶部；
[0055]
摆渡丝杆的下端与下方固定丝杆的上端一一对齐；
[0056]
蜗轮移动到下方固定丝杆顶端与摆渡丝杆啮合；
[0057]
蜗轮沿摆渡丝杆向上移动；
[0058]
轿厢在驱动电机的驱动下，驱动蜗轮由下向上经过下方间隙后，来到摆渡丝杆上；
[0059]
当轿厢完全到位后，轿厢驱动电机停止工作；
[0060]
轿厢被吊挂锁止在两根摆渡丝杆之间；
[0061]
摆渡驱动电机通电，摆渡车锁定机构解锁，摆渡车连同轿厢在摆渡驱动电机驱动下，沿着轨道水平移动；
[0062]
当摆渡车移动到上方竖直电梯井道下方设定位置；
[0063]
摆渡丝杆的上端与上方丝杆的下端一一对齐；
[0064]
摆渡车锁定机构锁定，摆渡驱动电机停止工作；
[0065]
轿厢电机再次启动，驱动蜗轮由下向上经过摆渡丝杆与上方丝杆之间的上方工作间隙后，从摆渡丝杆进入到上方竖直电梯井道的丝杆间；
[0066]
轿厢驱动电机驱动轿厢两侧蜗轮同步旋转；蜗轮与上方固定丝杆啮合；
[0067]
轿厢在蜗轮带动下沿上方固定丝杆向上移动，移动到设定的楼层，轿厢驱动电机停机。
[0068]
本发明相对现有技术的有益效果：
[0069]
本发明垂直升降及水平移动的无绳电梯系统，可方便的跃过不需电梯的低(一、二)层，直达需要电梯的高(二层及以上)层；由于地面电梯分段安设位置可灵活掌多变，可有效地归避地面原有的管、路设施，可远离楼道出入口，不再遮挡低层住户的光照、通风，也不妨碍其出行，维护了低层住户的权益，化解了加装电梯的人为阻力；采用蜗轮丝杆提升方式取代传统绳索提升方式，利用蜗轮丝杆的自锁功能，可有效杜绝坠梯事故，大大地增加电梯的安全系数；井道釆用倚墙设置，使其与既有楼房墙体融为一体，减少了井道的建筑结构与重量，大大节约了成本，使楼房的外立面也不再显的太突兀；所述电梯能适应各种楼房加装。
附图说明
[0070]
图1是垂直升降及水平移动的无绳电梯系统的电梯安装运行示意图；
[0071]
图2是垂直升降及水平移动的无绳电梯系统的下方竖直电梯井道与水平电梯井道的过渡连接部剖视示意图；
[0072]
图3是垂直升降及水平移动的无绳电梯系统的上方竖直电梯井道与水平电梯井道的过渡连接部剖视示意图；
[0073]
图4是垂直升降及水平移动的无绳电梯系统的电梯结构俯视示意图；
[0074]
图5是是垂直升降及水平移动的无绳电梯系统的摆渡车运行在水平电梯井道弧型轨道段的俯视剖视示意图；
[0075]
附图中主要部件符号说明：
[0076]
图中：
[0077]
101、轿厢驱动电机
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102、蜗轮
[0078]
103、导靴
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104、下方井道丝杆
[0079]
105、轿厢
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106、门洞
[0080]
107、横梁
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108、乘梯平台
[0081]
109、上方电梯井道
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110、水平电梯井道
[0082]
111、摆渡车
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
112、摆渡驱动电机
[0083]
113、摆渡丝杆
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114、下方电梯井道
[0084]
115、楼道出入口
[0085]
201、车轮
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202、下方工作间隙
[0086]
301、上方工作间隙
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304、上方井道丝杆
[0087]
401、车架
[0088]
501、驱动轴。
具体实施方式
[0089]
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：
[0090]
附图1-5可知，一种垂直升降及水平移动的电梯系统，
[0091]
包括竖直电梯井道和水平电梯井道；
[0092]
竖直电梯井道包括下方竖直电梯井道和上方竖直电梯井道；
[0093]
下方竖直电梯井道和上方竖直电梯井道通过水平电梯井道连通；
[0094]
水平电梯井道即中间摆渡井道设置在下方竖直电梯井道上方；上方竖直电梯井道设置在水平电梯井道上方；下方竖直电梯井道、水平电梯井道和上方竖直电梯井道呈倒放z字型。
[0095]
所述下方电梯井道设置在既有楼道出入口115外侧的空地上；
[0096]
电梯轿厢105在下方井道114内预先攀升一个空间高度，以跃过不需电梯的低层，直达所需电梯的楼层；
[0097]
上方竖直电梯井道紧贴楼道外墙；上方竖直电梯井道109通过固定件与楼房的墙体固定；
[0098]
在楼梯井道所对应的楼层的墙体上开上门洞106。
[0099]
门洞106作为乘坐电梯之用，上方竖直电梯井道紧贴墙壁设置。
[0100]
中间水平电梯井道使所述轿厢105能从所述下方电梯井道中平顺地摆渡到所述上方电梯井道中，实现轿厢在两个所述井道间的水平移动之目的。
[0101]
所述下方竖直井道包括下方井道114、横梁107和下方井道丝杆104、轿厢105、蜗轮102、驱动电机101、导靴103和固定件；
[0102]
下方井道114的四周固定安装数根横梁107；
[0103]
所述横梁107在加固所述井道114的同时还用来固定下方井道丝杆104；
[0104]
所述下方井道丝杆104无齿的一侧对应固定在所述横梁107的内侧，有齿的一两两相对；
[0105]
采用丝杆104和蜗轮102升降电梯轿厢的方式取代传统的蝇索升降电梯轿厢方式，利用蜗轮102和下方井道丝杆104自锁功能，可有效杜绝坠梯事故；
[0106]
下方电梯井道内侧沿竖直方向设置有丝杆104；
[0107]
下方井道丝杆104包括下方前丝杆和下方后丝杆；
[0108]
下方前丝杆和下方后丝杆相互平行；
[0109]
所述下方井道丝杆104间设置轿厢105；
[0110]
所述轿厢105顶部设置有蜗轮102；
[0111]
所述蜗轮102分别与所述下方井道丝杆104啮合，并由设置在所述电梯轿厢105顶部的轿厢驱动电机101驱动，使所述蜗轮102同步运转。轿厢驱动电机101有两个输出轴。
[0112]
继而带动所述轿厢105沿着所述下方井道丝杆104上下爬行，实现载人上下楼的目的。
[0113]
所述下方井道丝杆104通过联连件固定在横梁107上；
[0114]
所述下方井道丝杆104还兼作导轨，对所述轿厢105起导向和稳定的作用；
[0115]
丝杆与蜗轮传动的特征在于:运转噪音低、结构简单可靠、可实现自锁功能，当电梯故障时，轿厢105不会自然下坠，避免了坠梯事故的发生。
[0116]
所述下方井道丝杆上方设置有摆渡丝杆113；所述下方井道丝杆104与摆渡丝杆113的衔接处设置有下方工作间隙202，为能保证所述蜗轮102能平顺通过该工作间隙；保证蜗轮102与下方井道丝杆104间应有的承载强度，要求所述蜗轮102与下方井道丝杆104之间应具备足够的啮合齿数，确保所述电梯的安全运行。
[0117]
所述下方电梯井道设置在既有楼道出入口115的外侧，并可远离楼道出入口115，可根据现场情况设置在所述楼道出入口115的前方及左右两侧的空地上。
[0118]
设置所述下方电梯井道目的在于:使所述电梯轿厢105预先攀升一个高度，以跃过不需电梯的低层，直达所需电梯的楼层；
[0119]
所述井道114垂直设置在地面上；
[0120]
所述下方井道丝杆104还兼作轿厢105导轨使用。
[0121]
在所述轿厢105的两侧部上下对应固定至少两对导靴103，所述导靴103卡装在所述下方井道丝杆104的两侧部，所述导靴103沿着下方井道丝杆104的两侧部平滑移动。
[0122]
所述固定件用来固定所述下方井适109各个部件，所述固定件可以是螺栓。所述上方电梯井道的结构与所述下方电梯井道的结构相似。
[0123]
所述水平电梯井道包括轨道110、摆渡车111，摆渡丝杆113、摆渡驱动电机112。
[0124]
所述中间水平电梯井道能将两个电梯井道有机地连接起来，使所述轿厢105能从所述下方电梯井道中被平顺地摆渡到所述上方电梯井道中，实现所述轿厢105在两个所述井道间的来回转移之目的；为了适应所述下方电梯井道安设方位灵活多变的需求，所述中间电梯井道的两根轨道110可设计成平面弧型。
[0125]
所述轨道110一端固定连接在所述下方电梯井道114的顶部；
[0126]
另一端固定连接在所述上方竖直电梯井道109的底部；
[0127]
所述轨道110呈水平状态，轨道110上设置摆渡车111；
[0128]
所述摆渡车111包括车架401和车轮201；
[0129]
所述车架401可为∏型结构，π型结构的横梁上设置有摆渡驱动电机112，所述摆渡驱动电机112可为双侧轴输出，其双侧轴输出端上分别对应联接两根驱动轴501。
[0130]
所述车架401两侧纵梁上分别对应安设至少两对车轮201，所述车轮201通过轴联的方式分别固定在所述车架111两侧纵粱的外侧部，车轮201的外缘分别卡装在两根所述轨道110上。
[0131]
所述车架401为承载件，具备足够强度的同时还应满足所述中间摆渡分段各部件的安装需求；
[0132]
所述车架401的两侧内部竖直方向上分别固定有摆渡丝杆113，所述摆渡丝杆113与所述摆渡车111同步运行；
[0133]
所述摆渡丝杆113的下端部与所述下方井道丝杆104的顶端相衔接；
[0134]
摆渡丝杆113的下端部与所述地面电梯丝杆104的顶端间设置有下部工作间隙202；
[0135]
所述摆渡丝杆的上端部与所述上方井道丝杆304的下端相衔接，两者间也设置有上部工作间隙301。
[0136]
所述车轮201至少有两对，分别对应安装在车架401的两侧，所述车轮201卡装在所述轨道110上，车轮在轨道110上滚动；
[0137]
所述轨道110用型钢制成，为了适应所述下方井道安设方位灵活多变的需求，两根所述轨道110可设计成平面弧型；使所述摆渡车111在其上运行时具有转弯和变向的能力。
[0138]
所述摆渡车111上设置有摆渡驱动电机112，所述摆渡驱动电机112驱动所述摆渡车111沿着两根所述轨道110水平曲移动。继而实现所述轿厢105从一个井道被平顺地摆渡至另一个井道的目的。
[0139]
所述上方竖直井道包括上方井道109、横梁107和上方井道丝杆304；
[0140]
上方井道109的四周固定安装数根横梁107；
[0141]
上方电梯井道内侧沿竖直方向设置有上方井道丝杆304；
[0142]
上方井道丝杆304包括上方前丝杆和上方后丝杆；
[0143]
上方前丝杆和上方后丝杆相互平行；
[0144]
所述上方井道丝杆304通过联连件固定在横梁107上；
[0145]
上方电梯井道的下端是固定在所述中间摆渡井道的轨道110上；
[0146]
为了增加所述轨道110的支撑强度，轨道110下方可设置有支撑柱；
[0147]
上方竖直电梯井道109倚着楼道115的外墙；
[0148]
所述上方竖直电梯井道109的一侧紧贴楼房墙体；
[0149]
所述上方竖直电梯井道109通过连接件与楼房所对应的墙体相连接。
[0150]
楼房的墙体也成了所述上方电梯的井道承载体，所述连接件可以是螺栓或膨胀螺丝。
[0151]
采用所述倚墙设置电梯井道特征在于:上方电梯井道紧贴楼房外墙，想乘坐电梯，只需在楼梯转折平台108处开上门洞106即可，转折平台108兼作乘梯平台，由于所述上方电梯井道紧贴墙壁，井道109与乘梯平台108间不再有间距，不需重复设置连接廊桥，节约成本的同时还减轻了井道109的自身重量；由于紧贴墙壁，电梯井道109的占空比大大的减少了，降低了遮光挡风的概率，使得楼房的外立面看起来也不再显得突兀。
[0152]
为了适应所述下方电梯井道安设需求，所述中间摆渡井道的两根轨道110设计成平面弧型。
[0153]
一种垂直升降及水平移动的电梯系统的控制方法，
[0154]
轿厢在下方竖直电梯井道的底部，启动轿厢驱动电机，轿厢驱动电机驱动轿厢两侧蜗轮同步旋转；蜗轮与下方固定丝杠啮合；
[0155]
蜗轮沿下方固定丝杆向上移动；
[0156]
摆渡车111被锁定在下方竖直电梯井道114顶部；
[0157]
摆渡丝杆113的下端与下方固定丝杆的上端一一对齐；
[0158]
蜗轮移动到下方固定丝杆顶端与摆渡丝杆113啮合；
[0159]
蜗轮沿摆渡丝杆113向上移动；
[0160]
轿厢105在驱动电机101的驱动下，驱动蜗轮102由下向上经过下方间隙202后，来到摆渡丝杆113上；
[0161]
当轿厢105完全到位后，轿厢驱动电机101停止工作；
[0162]
轿厢105被吊挂锁止在两根摆渡丝杆113之间；
[0163]
摆渡驱动电机112通电，摆渡车111锁定机构解锁，摆渡车111连同轿厢105在摆渡驱动电机112驱动下，沿着轨道110可水平曲线移动；
[0164]
当摆渡车111移动到上方竖直电梯井道109下方设定位置；
[0165]
摆渡丝杆113的上端与上方井道丝杆的下端一一对齐；摆渡车111锁定机构锁定，摆渡驱动电机112停止工作；
[0166]
轿厢电机101再次启动，驱动蜗轮102由下向上经过摆渡丝杆与上方井道丝杆之间的上方工作间隙301后，从摆渡丝杆113进入到上方竖直电梯井道的上方井道丝杆304上；轿厢驱动电机驱动轿厢两侧蜗轮同步旋转；蜗轮与上方固定丝杆啮合；
[0167]
轿厢在蜗轮带动下沿上方固定丝杆向上移动，移动到设定的楼层，轿厢驱动电机停机。
[0168]
本发明垂直升降及水平移动的无绳电梯系统，可方便的跃过不需电梯的低(一、二)层，直达需要电梯的高(二层及以上)层；由于下方竖直电梯井道设位置可灵活掌握，可有效地归避地面原有的管、路设施，可远离楼道出入口，不再遮挡低层住户的光照与通风，也不妨碍其出行，维护了低层住户的权益，化解了加装电梯的人为阻力；采用蜗轮丝杆提升方式取代传统绳索提升方式，利用蜗轮丝杆的自锁功能，可有效杜绝坠梯事故，大大地增加电梯的安全系数；倚墙电梯井道与既有楼房墙体融为一体，减少了井道的建筑结构与重量，大大节约了成本，使楼房的外立面也不再显的突兀；所述电梯能适应各种楼房加装。
[0169]
本申请中的“水平”、“垂直”等术语并不表示要求部件绝对的水平或垂直，而是相对而言；还须指出的是除非另有说明，“设置
″
、“安装”、"连接
″
、“固定
″
等术语应做广义理解，如"连接
″
可理解成"固定连接、拆卸连接或整体连接，可以是机械连接或两个部件直接连接，或经中间媒介连接，”对于本领域的技术人员而言，可视具体情况具体理解上述术语在本申请中的含义。
[0170]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。

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