[发明专利]双向步进电梯

说明书

本发明是关于电梯，特别是关于双向步进电梯的发明。在传统电梯中，垂直电梯运输距离长但效率低，自动扶梯效率高但运输距离短，而且两者都有下降的势能不能被充分利用的缺点，且成本较高，维修复杂，能耗巨大，影响了其普遍使用。为此，本发明的目的在于提供这样一种电梯，它具有运输距离长，效率高，更充分地利用下降势能，从而节能效果显著，且成本低廉、维修容易、更安全、更可靠、更耐用等优点。其解决方案是：用一种双向步进运输的方法来制造电梯(包括垂直电梯和自动扶梯)。其方法是：设想有两条平行并靠在一起并带有水平台阶的斜梯，它们的长度、台阶数目及几何尺寸相同，且沿斜面上下作行程相同(其行程距离可根据停靠位置的需要，并综合客流量及制造成本等确定)、方向相反的同步往复运动，当它们同步到达各自行程的终点时，其平行并靠部分的台阶重合，被运输的人员、货物由其中一条斜梯水平移至另一条斜梯。随着两条斜梯的往复运动及人员、货物的水平往复移动的周期进行，被运输的人员、货物便会到达要去的某一水平高度。如果将这两条斜梯的顶端用绳索及定滑轮相连，将其“挂”在斜面上，使其在垂直分运动上互为配重，在其底端，用绳轮、油缸等往复牵动，便会构成一种倾斜运输设备，我们将其命名为“双向步进自动扶梯”。由于它很适合被用作爬山的工具，故俗称“自动爬山梯”。与传统的自动扶梯相比，它具有运输距离长、效率高、结构简单、运行安全可靠、节能效果显著、使用寿命长、便于维修、制造及运行费用低、可露天使用等优点。

如果将上述“自动爬山梯”的水平倾角加大至九十度，并将其台阶变为平台，则“双向步进自动扶梯”便会变为“双向步进垂直电梯”。它的运输原理与“双向步进自动扶梯”相同。在这种电梯中，有两串垂直并靠的平台，每串平台的几何尺寸、平台数目、各层上下相邻平台间的距离(在建筑中，它与楼层的层高及平台的行程相等)均相等。各层平台间可用立柱支撑也可用拉条相连，这要根据其驱动装置是“推”还是“拉”而定。当位于每串平台底部的驱动装置是向上往复“推”平台时，每串平台的下降运行靠其自重，且可通过闭式油路(当用油缸驱动时)或齿轮(当用齿轮齿条驱动时)使两串平台互为配重。

众所周知，精确地控制电梯的运行速度曲线，是体现电梯舒适性的关键。传统的垂直电梯是靠调节电机的转速来控制其运行速度曲线的，如：用直流调速电机、交流双速电机、交流三速电机和交流调速电机[变极调速、交流调压调速(ACVV)和变频变压调速(VVVF)]等。其中直流调速能耗大、效率低，目前已很少使用；交流调速电机中，有的能耗大、速度调节不均匀，有的成本高难以普及。而由于“双向步进电梯”具有固定的短行程和固定的运行速度曲线，所以使得不用电机而用机械精确调速成为可能。其解决方案是：1、电梯的驱动轮(当用齿轮齿条驱动时为齿轮、当用链轮链条驱动时为链轮、当用槽轮钢丝绳驱动时为槽轮)用偏心轮并通过联接两轮的销轴来驱动(也可用曲柄等其它偏心机构驱动)。当偏心轮等角速转动一周时，电梯的驱动轮变角速转动一周。其速度变化曲线近似为正弦曲线。其速度变化的大小，可通过偏心距调节。当驱动轮变角速转动一周时，齿条、链条或钢丝绳带着电梯(垂梯或扶梯)完成启动——匀加速——最高速——匀减速——平层一个完整的行程。这种机械驱动及调速方法简单、均匀、可靠、精确且成本低廉。

附图描述了“双向步进电梯”的运输原理，及机械驱动调速的“双向步进电梯”的原理和构造。

附图1为：齿轮齿条驱动调速的“双向步进垂直电梯”。图中1是油槽，2是顶轮，3是齿轮，4是偏心轮，5是两轮的联接销轴，6是立柱，7是平台，8是齿条，9是楼板。

附图2为：“双向步进自动扶梯”。其中图2A为俯视图；图2B为主视图。图中10是斜梯，11是滚轮，12是钢丝绳，13是定滑轮。