曲線自動扶梯的制作方法

專利名稱：曲線自動扶梯的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種螺旋式升降機。
國內自動扶梯應用得不多，僅在少數客流輸送量較大的建筑中，安裝了開放式直線自動扶梯。國外自動扶梯自本世紀初的封閉式箱形自動電梯，開發了梯級梳狀嚙合結構等技術，發展成目前較多使用的開放式直線自動扶梯，它一般由雙鏈牽引，帶動扶梯的梯級向上或向下運動。到了50年代作為與美化建筑空間和追求豪華生活的社會變化相協調，經歷了彎曲成直角的階段、進而圓弧形自動扶梯成了豪華休息室和豪華住宅的標記。日本專利昭61－178389公開了一種曲線自動扶梯，這種自動扶梯也采用雙鏈牽引，因此種扶梯是同心旋轉上升的，必然使梯級近中心一端的曲率半徑小，另一端曲率半徑大，用二條鏈條傳動，其鏈輪大小不同，鏈條節距也不同，這樣才能使自動扶梯的每一梯級平穩而同心旋轉以達螺旋形上升或下降。但要用雙鏈牽引同心旋轉360°的曲線自動扶梯，無論是設計還是制造、安裝上都是非常困難，很難實現，為此至今世界上僅有旋轉角度小于180°的曲線自動扶梯，而無旋轉360°曲線自動扶梯。
本實用新型的目的是給出一種能旋轉360°的曲線自動扶梯的新設計，是通過采用上下兩套驅動裝置，帶動單條萬向鏈傳動，構成一個單導向軌封閉系統來實現的，因而自動扶梯的上升段的運動軌跡可進行360°回轉布置，並可將其連續起來作多層樓面的自動扶梯，下降段可布置在旋轉中心的空間位置。其制造、安裝簡單，易于實現，不僅達到曲線自動扶梯本身的功能，並擴大乘梯者的視野，從而感到輕松舒適，同時還能與當代不同格調的建筑設施相匹配，給人以美的享受。
本實用新型的內容整臺曲線自動扶梯是用單鏈驅動，由驅動裝置、萬向鏈、梯級和機架組成，機架2由帶十字導軌槽的下過渡區段機架、螺旋形區段機架、上過渡區段機架、上部圓弧區段機架、上弧形區段機架、垂直區段機架、下弧形區段機架、底部圓弧區段機架組成，并形成曲線自動扶梯的上升和下降返回運動軌跡。
它的運動過程是在每上升一層樓面高度，要有三個階段1.梯級形成區段梯級隨萬向鏈，在驅動裝置的傳動下，由地面下開始上升到地面上，梯級高度差逐步從零上升到一級梯級高，它繞中心旋轉20°，回轉半徑可按實際建筑空間大小來選定。
2.梯級螺旋上升區段此段梯級高度差保持不變、螺旋升角也不變，它繞中心旋轉320°，回轉半徑與上相同。
3.梯級消失區段在此段，梯級高度差由一級梯級高逐漸減小到零為止，即當梯級完全與上一層樓面相平，它繞中心旋轉20°，回轉半徑與上相同不變。
以上三個階段梯級圍繞同一中心旋轉360°，上升了一層樓。它可以連續不斷重復以上三個階段，繼續上升到所需的層高，而在回程時，不管上升了多少樓層總為三個階段即4.梯級在上圓弧區段此段是繼梯級消失段，即當梯級與上一層樓面相平后，隨即就在此層樓面下運行，開始梯級仍繞中心以與上相同的半徑旋轉下降，當旋轉下降到梯級踏面由水平狀態逐漸變為后傾狀態時，梯級改變旋轉中心與回轉半徑。在此段梯級旋轉了180°，下降了不到一級梯級的高度。
5.梯級下降段此時梯級隨萬向鏈經過一個改向鏈輪組的改向，使梯級由向前運動，改變為向下運動，一直降到最低層樓面下面后，萬向鏈帶著梯級沿圓弧導軌區段機架再從向下運動到向前運動，梯級踏面為后傾狀態。
6.梯級在底部圓弧區段梯級踏面由后傾變為水平狀態，當區段結束時，梯級就從底層樓面下向樓面上上升，再重復梯級上升的各個區段。此段旋轉了180°，回轉半徑與在上圓弧區段，回程下降時的回轉中心相同，到上升到不到一級梯級高度，又逐步與樓面相平時，旋轉中心又到上升時同一中心，與同一回轉半徑，直至回到開始上升的起點。
這就是梯級上升，回程下降的運動過程，所以萬向鏈帶著梯級以封閉式循環上升、下降的各個區段，構成整個運動軌跡。需要連續上升的樓層愈高，萬向鏈的封閉圈就愈大，這可根據實際需要來選擇。
曲線自動扶梯的具體結構是采用單鏈傳動，傳動鏈用萬向鏈條結構，此結構允許有少量的扭轉，與目前國內外采用雙鏈傳動方式相比較，它更適合用于各種不同的曲率，不同的彎曲方向。如果上升一層樓，在底樓地面下水平位置安裝一套驅動裝置，而在上一層樓的地面下水平位置也安裝一套結構完全與底樓相同的驅動裝置，這二套驅動裝置的輸出端，有一主動鏈輪與被動鏈輪，在這二個鏈輪上裝一條封閉的驅動鏈，驅動鏈的外側，每隔一個節距裝有一只撥輪，當驅動鏈作封閉循環運動時，它就用撥輪推動萬向鏈上的擋塊，使萬向鏈運動。不管曲線自動扶梯上升多少層樓，在每層樓面的下層水平位置上同時安裝一臺結構相同的驅動裝置，由每一臺驅動鏈上的撥輪同時推動同一條萬向鏈上的擋塊，使萬向鏈作封閉式的循環運動。在萬向鏈上是每一節距上安裝一只擋塊，擋塊的節距與驅動鏈撥輪節距相同。所以每上一層樓是有二臺驅動裝置上的驅動鏈來推動萬向鏈運動的。
在萬向鏈上相隔一級梯級的寬度，安裝一級梯級，梯級的踏面是呈扇形狀，在此下面兩端裝二只大小不同的撐架，而在每只撐架上裝二只滾輪，這二只滾輪，一前一后不在同一水平位置上，而是二只滾輪的中心連線與踏面水平線有一夾角，此角即為扶梯的螺旋升角，所以撐架是三角形的。在梯級踏面下，中間位置有一接架，在接架端部，用螺桿將梯級與萬向鏈聯接在一起。梯級就隨萬向鏈作循環運動。
萬向鏈在十字軸十字方向裝有四只滾輪、這四只滾輪嵌入封閉式機架上的十字導軌槽內運動。這十字導軌槽是每一區段機架上都有的，所以此槽與機架一樣也是封閉式的。所以單鏈傳動、旋轉360°的曲線自動扶梯就是這樣形成的。
附圖為本實用新型實施例的結構示圖

圖1，曲線自動扶梯運動軌跡及上、下驅動裝置的位置俯視圖。I下驅動裝置驅動鏈傳動中心；Ⅱ上驅動裝置驅動鏈傳動中心線。
圖2，曲線自動扶梯正視圖；圖3，曲線自動扶梯回程區段結構示意圖；圖4，驅動裝置結構示意圖；圖5，驅動鏈撥輪與萬向鏈擋塊嚙合傳動示意圖；圖6，驅動鏈結構示意圖；圖7，萬向鏈結構示意圖；圖8，萬向軸結構示意圖；圖9，梯級結構示意圖；圖10，大撐架結構示意圖；圖11，連續上升、下升曲線自動扶梯正視圖；圖12，″″側視圖。
圖中1.底部圓弧區段機架，2.圓柱架，3.扶手，4.梯級，5.下過渡區段機架，6.上過渡區段機架，7.上部圓弧區段機架，8.螺旋形區段機架，9.下弧形區段機架，10.垂直區段機架，11.改向鏈輪組，12.上弧形區段機架，13.電機，14.減速機，15.雙排鏈小鏈輪，16.雙排鏈大鏈輪，17.萬向鏈，18.十字導軌槽，19.梯級滾輪導軌，20.驅動鏈主動輪，21.驅動鏈被動輪，22.驅動鏈，23.撥輪；24.V形擋塊，25.T形擋塊，26.銷軸，27.外鏈板，28.內鏈板，29.滾柱，30.彈簧擋圈，31.上下鏈板，32.萬向軸，33.左右鏈板，34.萬向鏈滾輪，35.十字軸，36.襯套，37.軸承，38.螺釘，39.軸桿，40.水平輪，41.小撐架，42，.螺桿，43.通蓋，44.雙列向心滾珠軸承，45.接架，46.梯級殼板，47.大撐架，48.內側滾輪，49.外側滾輪，50.橡膠踢板，51.塑料踏板，52.連續上升驅動裝置的布置，53.人員上下扶梯處，54.變速電機，55.聯軸器，56.減速機，57.弧形鏈輪。
本實用新型實施例一臺從一樓到二樓的曲線自動扶梯。它是由機架、驅動裝置、萬向鏈、梯級四大部件組成。
首先將帶有十字導軌槽的各區段機架下過渡區段機架5，螺旋形區段機架8，上過渡區段機架6，上部圓弧區段機架7，上弧形區段機架12，垂直區段機架10，下弧形區段機架9，底部圓弧區段機架1，拼接成封閉式機架，可使萬向鏈帶著梯級，在機架的支承下，沿十字導軌槽上升、下降作循環運動。(如圖2、圖3)。
其次安裝驅動裝置，采用的是單鏈傳動，本裝置是在一樓地平面下，水平位置裝一臺下驅動裝置，在二樓地面下，水平位置安裝一臺上驅動裝置，並保證二臺驅動裝置的驅動鏈傳動中心線與整臺曲線自動扶梯旋轉中心的平面垂線夾角為15°(如圖1)。
二臺驅動裝置結構完全相同，只是一臺自動扶梯用上下二臺驅動裝置驅動一條萬向鏈17，帶著梯級作封閉式的循環運動。驅動裝置電機13、減速機14、雙排鏈小鏈輪15、雙排鏈大鏈輪16、軸承座、雙排鏈、支架等組成。(如圖4)。動力是由電機通過聯軸器傳遞到減速機高速軸、再經低速軸通過聯軸器，帶動雙排鏈的小鏈輪，由雙排鏈傳遞到大鏈輪，帶動驅動鏈22的主動輪20，使驅動鏈在主動輪與被動輪間運動。組成驅動裝置的輸出端，(如圖4、圖5)。驅動鏈的特點是在其鏈外側裝有撥輪23，(如圖6)其結構是用銷軸26串入撥輪23內孔，再將外鏈板27，內鏈板28，滾柱29，按次串在銷軸上，最后用彈簧擋圈30，將它們緊固。每間隔一節距，裝一只撥輪，使撥輪與萬向鏈上的擋塊24，25，(如圖5)起到嚙合作用，推動萬向鏈17周而復始的運行。
萬向鏈(如圖7)是由萬向軸32，上下鏈板31，左右鏈板33，萬向鏈滾輪34、軸承37及擋塊24、25組成。萬向軸是由對稱的十字軸35，當鏈板裝入軸頸后，軸端裝入襯套36，用擋圈將滾輪34，套在軸承37上，最后用螺釘38加以緊固，十字軸上的四只滾輪的安裝方法與結構完全相同，每只萬向軸之間是通過鏈板相互聯接成鏈條狀。鏈板的安裝是上下，左右各二片相間隔排列，所以能達到萬向轉動的目的。在萬向鏈的上下鏈板，再裝V形擋塊24，左右鏈板上裝T形擋板25，(如圖7)這兩種擋塊形狀雖然不同，但都是為了與驅動鏈的撥輪，在傳動過程中不斷地嚙合，擋塊面就是嚙合面。
萬向鏈條2與梯級相聯。梯級也是自動扶梯主要部件之一。梯級(如圖9)由梯級殼板45、大撐架47、小撐架41、水平輪40、踏面51、滾輪48、49及橡膠踢板50組成。
梯級殼板平面呈扇形，從扇形的小端到大端，這一寬為梯級寬，在寬度的一個側面是帶弧形的面，(如圖10)在此面上用螺釘與粘膠劑，粘貼一塊大小、形狀與此面相一致的橡膠踢板50。在梯級殼板平面，用螺釘將塑料制成的踏面與殼板相聯，其表面帶鋸齒形，形狀與梯級殼板平面相同。也可以用鋁合金制成扇形踏面，用螺釘與梯級殼板連接。而殼板的下面，在扇形小端裝一小撐架、大端裝一大撐架、在這二個撐架的內側及外側的輪軸上，各安裝一只用尼龍制成的滾輪48、49，為減小阻力在滾輪內裝有滾動軸承。由于大、小撐架呈三角形(如圖10)，使同一撐架上二只滾輪中心連線與梯級殼板水平面成一夾角的三角形、該夾角即是螺旋升角，升角大小由每一層樓高度來決定，本曲線自動扶梯的螺旋升角為17.8°。在小撐架外側裝有一根軸桿39，(如圖9)，軸桿上裝有滾動軸承，此滾動軸承就是水平輪40，其作用是克服梯級運動過程中的向心力作用的阻力。
整臺自動扶梯的梯級是通過每只梯級殼板下面，在中心位置上，以螺栓連接的方式，將接架46，固定在殼板上，在接架端部的孔內，裝有雙列向心球軸承44，軸承兩端面用通蓋43壓緊，再將此端部裝入萬向鏈條的上下鏈板31，並夾在鏈板之間，用螺桿42將它們固緊。萬向鏈就是通過接架帶動整個梯級在十字導軌槽里作定向運動。
萬向鏈上的萬向軸32，有四只滾輪，這四只滾輪是與各區段機架上的十字導軌槽相匹配，此槽既是萬向鏈條運動時的軌道，又是它的導向槽及與機架相連之處，所以對此十字導軌槽的制造要求較高。各區段機架的連接好壞又是能否使萬向鏈在此導軌內通行無阻的關鍵。為此各區段機架在用螺栓連接時，保證十字導軌槽接頭處平整，最后再將各區段機架十字槽連接處焊牢，以保證萬向鏈在十字導軌槽內能通行無止。
本曲線自動扶梯在螺旋上升時，旋轉中心的半徑為2.7米，從一樓上升起點開始，到梯級上升到與二樓地面相平時，梯級正好旋轉了360°。在回程的開始，梯級逐漸后傾到這一段的旋轉半徑為1.7米，改變了旋轉中心(如圖1所示)，旋轉了180°，下降的高度不到一級梯級的高度，再由改向輪組11，(如圖3)將帶著梯級向前運動的萬向鏈改向垂直向下，沿著上弧形區段、垂直區段、到下弧形區段一直降到一樓地面下、再沿底部圓弧區段旋轉180°，旋轉半徑1.7米，當回程到開始上升的起點后，即重復上述內容的上升運動過程，如此周而復始，使曲線自動扶梯不斷循環運動。
最后將整臺曲線自動扶梯加以裝飾美化，(如圖1)扶手3的空間用透明鋼化玻璃加以裝飾，而旋轉中心的空間圓柱用不透明的有機玻璃裝飾，在螺旋形區段8，上過渡區段6，上部圓弧區段7，各區段機架的封閉殼體下部，裝上各種燈光，這樣即成為一臺既別致，又新穎的曲線自動扶梯。此外，上述實例能在任一層樓安裝，也可以每層樓安裝一臺。可以按照上述實施例，上升一層樓旋轉360°，旋轉半徑可以任選。或上升一層樓旋轉角超過360°，旋轉半徑任選。
還有能在上升一層樓后，再連續上升，一直上升到需要的樓層高度，再從此層回程下降到最底層。(如圖12、13)在每層樓的地平面下，安裝一臺驅動裝置，即為多驅動連續旋轉曲線自動扶梯。並能自由地在每層樓面任意上下扶梯。如將驅動裝置改變為(如圖13)，即不采用驅動鏈帶撥輪形式來帶動萬向鏈擋塊24，25，使整個自動扶梯在單鏈－萬向鏈傳動下運動。而現將驅動裝置改為用變速電機54，通過聯軸器55，減速機56，在減速機輸出軸上直接安裝弧形鏈輪57，由此鏈輪推動萬向鏈擋塊24、25。使萬向鏈帶著梯級沿十字導軌槽作與上述實施例相同的運動。這種傳動更為平穩可靠。使弧形鏈輪節距與萬向鏈擋塊24、25的節距相等。
本實用新型的效果1.萬向鏈能允許有少量的扭轉，為此單鏈傳動比雙鏈傳轉更適合于各種不同的曲率，不同的彎曲方向，所以單鏈傳動靈活性好，適應性廣，且這種結構制造出大大超過360°的曲線自動扶梯。
2.采用上下二臺驅動裝置，使萬向鏈條在傳動中，張力可減少約一半，並能減小萬向鏈的重量。
3.驅動裝置輸出端以撥輪式驅動鏈的驅動方式或用弧形鏈輪傳動。與國內外自動扶梯用鏈輪驅動方式比較，本驅動裝置可以布置在除載人段外的任意區段，有很大的設計靈活性，且因多點接觸驅動，自動扶梯運行時安全平穩。
4.梯級上的滾輪及萬向鏈上的滾輪，采用耐磨耐壓防縮尼龍610或1010，可減小運行時的噪音，提高使用壽命。
5.在各區段機架上均有十字導軌槽，雖然在加工制造與裝配工藝上要求較高一點，但與雙鏈驅動相比，無論是結構還是制造，安裝都較簡單，並解決了載人區段機架與回程區機架不在同一機架上，這就簡化了載人區段機架，回程區段又在旋轉中心的空間使整個體積縮小，乘員運行空間增大，外形更美觀，更可與當代不同格調的建筑設施相匹配。
權利要求1.曲線自動扶梯，由傳動鏈、驅動裝置、梯級、機架組成，其特征是傳動鏈為單鏈、上升一層樓旋轉角大于360°的萬向鏈，上下二臺驅動裝置、機架由帶有十字導軌槽的各區段機架組成。
2.根據權利要求1所述的曲線自動扶梯，其特征在于在萬向鏈每一節距上，間隔安裝V形擋塊24、T形擋塊25。
3.根據權利要求1 所述的曲線自動扶梯，其特征在于驅動裝置的輸出端，有一套由主動鏈輪、從動鏈輪和驅動鏈組成的鏈傳動裝置，在驅動鏈鏈板外側每間隔一個節距，裝有撥輪23。
4.根據權利要求1所述的曲線自動扶梯，其特征在于梯級殼板下、裝有大、小撐架、該撐架上裝二只滾輪、其前后高低不同，以二只滾輪的中心線與梯級殼板水平面成一夾角，夾角大小為曲線自動扶梯的螺旋升角。
5.根據權利要求1所述的曲線自動扶梯，其特征在于機架由下過渡區段機架5，螺旋形區段機架8，上過渡區段機架6，上部圓弧區段機架7，上弧形區段機架12，垂直區段機架10，下弧形區段機架9，底部圓弧區段機架1，組成帶十字導軌槽18，梯級滾輪導軌19的封閉式機架。
6.根據權利要求2和3所述的曲線自動扶梯，其特征在于驅動鏈的撥輪節距與萬向鏈擋塊節距相同。
7.根據權利要求1所述的曲線自動扶梯，其特征在于驅動裝置還能用 變速電機54，聯軸器55，減速機56，在減速機輸出端直接安裝弧形鏈輪57，且鏈輪節距與萬向鏈擋塊24、25節距相同。
專利摘要曲線自動扶梯，是涉及一種螺旋式升降機。其結構由上下二臺驅動裝置、萬向鏈、梯級及機架組成。機架又由帶十字導軌槽的各區段機架組成封閉的整個自動扶梯的機架。其特點是由驅動裝置輸出端的帶有撥輪的驅動鏈，推動單條萬向鏈的擋塊，使萬向鏈帶著梯級沿機架的十字導軌槽，作旋轉360°或大于360°的螺旋上升，再從旋轉上升的空間，回程下降，如此周而復始的運動。此種曲線自動扶梯制造簡單安裝容易，所以易于實施。
文檔編號B66B21/06GK2038490SQ8821163
公開日1989年5月31日 申請日期1988年4月14日 優先權日1988年4月14日
發明者顧加坤, 郭有勤 申請人:上海起重運輸機械廠