阅读说明：本技术 一种螺旋自驱式电梯 (Spiral self-driving elevator ) 是由 刘立新 王红 王典强 张瑞军 丛东升 崔瀚文 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：一种螺旋自驱式电梯,属于建筑空间交通装备领域。由井道、层门、轿厢、轿厢门、螺旋升降轨道、驱动装置、轿厢方向保持装置以及旋转架组成,轿厢为圆柱形与旋转架转动连接；螺旋升降轨道呈螺纹状固定安装在井道内壁上；驱动装置包括顶部、底部与中部驱动装置三组；轿厢方向保持装置由旋转电机、链轮Ⅰ、链轮Ⅱ、传动链条Ⅱ、角速度传感器与转盘组成；本发明取消了对重等设备,采用了圆柱形井道以及螺旋升降轨道,不仅节省了建筑面积,提高了建筑空间的利用率,同时也保证了电梯运行时的安全性和舒适性。(A spiral self-driving elevator belongs to the field of building space traffic equipment. The elevator car is cylindrical and is rotationally connected with the rotating frame; the spiral lifting track is fixedly arranged on the inner wall of the shaft in a thread shape; the driving devices comprise three groups of top, bottom and middle driving devices; the cage direction keeping device consists of a rotating motor, a chain wheel I, a chain wheel II, a transmission chain II, an angular velocity sensor and a turntable; the invention cancels the equipment such as counterweight and the like, adopts the cylindrical shaft and the spiral lifting track, not only saves the building area, improves the utilization rate of the building space, but also ensures the safety and the comfort during the operation of the elevator.)

一种螺旋自驱式电梯

技术领域

本发明涉及一种螺旋自驱式电梯，具体地说是利用螺旋齿条与驱动齿轮驱动电梯运行的电梯，属于建筑空间交通装备领域。

背景技术

随着现代社会的发展，建筑的高度也在不断的提高，越来越多的高层、超高层建筑出现在我们的周围，乘客花在等待电梯上的时间越来越长。为了疏散客流，高层建筑必须安装越来越多的电梯，大量的井道占据了寸土寸金的城市空间，而“单井道电梯”就如同一个轨道上只能运行一列火车一样，尽管在地面交通中这是不可想象的，但楼宇中电梯就是这样的现状，造成了极大的资源浪费。而且随着楼层的增加，所需的钢丝绳越大越粗，其重量也越来越惊人，如此重的绳索以及轿厢、对重等对曳引机的要求也越来越高，所以无绳电梯的发展必然是电梯发展的一个趋势。

发明内容

针对上述的不足，本发明提供了一种螺旋自驱式电梯。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种螺旋自驱式电梯，由井道、层门、轿厢、轿厢门、螺旋升降轨道、驱动装置、轿厢方向保持装置以及旋转架组成，所述轿厢为圆柱形与旋转架转动连接；所述轿厢门为曲面门，关闭后整个轿厢呈一个完整的圆柱体结构；所述螺旋升降轨道呈螺纹状固定安装在井道上；所述驱动装置包括顶部、底部与中部驱动装置三组，所述的顶部与底部驱动装置相同，包括驱动电机I、变速装置I、连接轴I与驱动齿轮I，所述驱动电机I分别安装在旋转架顶部和底部，所述变速装置I与驱动电机I固定连接，所述驱动齿轮通过连接轴I与变速装置I固定连接，所述的中部驱动装置，包括驱动电机II、变速装置II、驱动齿轮II、连接轴II、传动链轮I、传动链轮II与传动链条I，所述驱动电机II安装在旋转架底部，所述变速装置II与驱动电机II固定连接，所述传动链轮I与变速装置II固定连接，所述驱动齿轮II通过支架安装在旋转架中部，所述传动链轮II通过连接轴II与驱动齿轮II固定连接，所述传动链轮I、传动链轮II通过传动链条I相连；所述轿厢方向保持装置由旋转电机、链轮I、链轮II、传动链条II、角速度传感器与转盘组成，所述旋转电机安装在旋转架上，所述链轮II与旋转电机同轴固定连接，所述链轮I与链轮II通过传动链条II连接，所述链轮I与轿厢固定连接，所述角速度传感器安装在轿厢底部，用以检测轿厢相对地面的周向位置，确保轿厢相对地面不会转动，保证乘客乘坐电梯的舒适性，所述转盘作为轿厢与旋转架相对转动的中间介质，确保轿厢运转的安全性和平稳性。

所述的螺旋升降轨道固定于井道壁外侧，包括防脱轨装置和螺旋齿条，所述防脱轨装置包括“匚”形防脱轨、上挡轨和下挡轨，所述的“匚”形防脱轨左侧面固定于井道内壁，所述的上挡轨和下挡轨分别固定于“匚”形防脱轨开口侧的上下位置，用来约束齿轮的轴向运动，防止工作时齿轮脱离轨道，造成意外事故的发生。

所述的螺旋升降轨道内嵌于井道，包括防脱轨装置和螺旋齿条，所述防脱轨装置包括上挡轨和下挡轨，所述上挡轨和下挡轨分别固定于井道内壁开口侧的上下位置。

所述的螺旋齿条和驱动齿轮的齿为人字形结构，避免了运动时轴向力的产生且承载能力大，螺旋齿条和驱动齿轮啮合传动实现电梯升降动作，保证电梯平稳升降、噪音小。

所述的顶部、底部与中部三组驱动装置俯视图位置连线呈一个等边三角形，保证电梯运行有足够的动力，同时驱动力均衡使整个电梯结构稳定。

所述的转盘由转盘架与圆锥滚子组成，所述圆锥滚子通过转盘架上的转轴与转盘架转动连接，所述转盘与所述轿厢和旋转架同轴安装，保证轿厢和旋转架相对平稳转动，大大减小了两者之间的摩擦力，结构稳定，可靠性强。

所述的驱动装置设置有安全防坠装置，所述安全防坠装置为环筒结构套在连接轴外侧并固定于旋转架上，防止因连接轴断裂时发生轿厢坠落，实现电梯的安全运行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明采用了螺旋齿条与齿轮驱动，保障了电梯运行的安全性，使得轿厢不会由于动力意外消失或其它情况引起的轿厢突然快速下落。

2)本发明取消了对重等设备，减小了井道的占用空间，进而节省了建筑面积，提高了建筑空间的利用率。

3)本发明有三组驱动装置，为电梯的运行提供了充足的动力，且其总体尺寸及重量又小，承载量大，使用方便。

附图说明

附图1为本发明电梯运行部分的结构示意图，附图2为本发明实施例1井道与螺旋升降轨道整体结构图，附图3为本发明实施例1井道与螺旋升降轨道局部截面图，附图4为本发明实施例2井道与螺旋升降轨道整体结构图，附图5为本发明实施例2井道与螺旋升降轨道局部截面图，附图6为井道内的俯视图，附图7为转盘结构示意图。

图中，1、井道，2、层门，3、轿厢，4、轿厢门，5、螺旋升降轨道，51、防脱轨装置，511、“匚”形防脱轨，512、上挡轨，513、下挡轨，52、螺旋齿条，6、驱动装置，601、支架，602、驱动电机I，603、变速装置I，604连接轴I,605、驱动齿轮I，606、驱动电机II，607、变速装置II，608、驱动齿轮II，609、连接轴II，610、传动链轮I，611、传动链轮II，612、传动链条I，7、轿厢方向保持装置，71、旋转电机，72、链轮I，73、链轮II，74、传动链条II，75、角度传感器，76、转盘，761、转盘架，762、圆锥滚子，8、旋转架，9、安全防坠装置。

具体实施方式

如图1至图7所示，一种螺旋自驱式电梯，由井道1、层门2、轿厢3、轿厢门4、螺旋升降轨道5、驱动装置6、轿厢方向保持装置7以及旋转架8组成，所述轿厢3为圆柱形与旋转架8转动连接；所述轿厢门4为曲面门，关闭后整个轿厢3呈一个完整的圆柱体结构；所述螺旋升降轨道5包括防脱轨装置51和螺旋齿条52，呈螺纹状固定安装在井道1上，若电梯突然出现动力突然消失或出现其他故障，轿厢3不会发生急速下降的现象，保障了电梯运行的安全性；所述驱动装置6包括顶部、底部与中部驱动装置三组，充足的动力可承载更大的重量，其中所述的顶部与底部驱动装置相同，包括驱动电机I602、变速装置I603、连接轴I604与驱动齿轮I605，所述驱动电机I602分别安装在旋转架8顶部和底部，所述变速装置I603与驱动电机I602固定连接，所述驱动齿轮I605通过连接轴I604与变速装置I603固定连接，同螺旋齿条52配合实现电梯升降动作，所述螺旋齿条52和三组驱动齿轮的齿为人字形结构，避免了运动时轴向力的产生且承载能力大，保证电梯平稳升降、噪音小，所述的中部驱动装置包括驱动电机II606、变速装置II607、驱动齿轮II608、连接轴II609、传动链轮I610、传动链轮II611与传动链条I612，所述驱动电机II606安装在旋转架8底部,所述变速装置II607与驱动电机II606固定连接，所述传动链轮I610与变速装置II607固定连接，所述驱动齿轮II608通过支架601在旋转架8中部，所述传动链轮II611通过连接轴II609与驱动齿轮II608固定连接，所述传动链轮I610、传动链轮II611通过传动链条I612相连；所述轿厢方向保持装置7由旋转电机71、链轮I72、链轮II73、传动链条II74、角速度传感器75与转盘76组成，所述旋转电机71安装在旋转架8底部，所述链轮II73与旋转电机71同轴固定连接，所述链轮I72与链轮Ⅱ73通过传动链条II74连接，所述链轮I72与轿厢3固定连接，所述角速度传感器75安装在轿厢3底部，用以检测轿厢3相对地面的周向位置，确保轿厢相对地面不会转动，所述转盘76与所述轿厢3和旋转架8同轴安装，转盘76作为轿厢3与旋转架8相对转动的中间介质，确保轿厢3运动的平稳性。所述的驱动装置设置有安全防坠装置9，安全防坠装置9为环筒结构套在连接轴外侧并固定于旋转架8上，防止连接轴在电梯运行过程中发生断裂，实现电梯的安全运行。

如图2与图3所示，本发明实施例1中所述的螺旋升降轨道5固定于井道壁外侧，包括防脱轨装置51和螺旋齿条52，所述防脱轨装置51包括“匚”形防脱轨511、上挡轨512和下挡轨513，所述的“匚”形防脱轨511左侧面固定于井道1内壁，所述的上挡轨512和下挡轨513分别固定于“匚”形防脱轨511开口侧的上下位置，用来约束齿轮的轴向运动，防止工作时驱动齿轮脱离轨道，造成意外事故的发生。

如图4与图5所示，本发明实施例2中所述螺旋升降轨道5内嵌于井道1，包括防脱轨装置51和螺旋齿条52，所述防脱轨装置51包括上挡轨512和下挡轨513，所述上挡轨512和下挡轨513分别固定于井道1内壁开口侧的上下位置。

如图6所示，所述的顶部、底部与中部三组驱动装置俯视图位置连线呈一个等边三角形，保证电梯运行有足够的动力，同时驱动力均衡使整个电梯结构稳定。

如图7所示，所述的转盘76由转盘架761与圆锥滚子762组成，圆锥滚子762共有三圈，通过转盘架761上的转轴与转盘架761转动连接，保证轿厢3和旋转架8相对平稳转动，大大减小了两者之间的摩擦力，结构稳定，可靠性强。

工作过程：电梯上升时，三台驱动电机同时通电，通过变速装置将动力传给驱动齿轮，驱动齿轮沿螺旋升降轨道5驱动旋转架8做旋转上升动作，同时带动轿厢3运动，角速度传感器75此时测得轿厢3的转动角速度，根据检测的数据控制电机71运转，使得轿厢3同时转动，保持轿厢3与地面不发生转动，在轿厢3相对旋转架8转动时，转盘76会减小轿厢3与旋转架8之间的阻力。当乘客需要进出电梯时，按动出入按钮，驱动装置6和轿厢方向保持装置7停止工作，保证电梯停靠的安全性，电梯停靠平稳后，轿厢门4打开，乘客正常出入，当乘客进出完毕后，轿厢门4关闭，轿厢3整体又成为一个圆柱形在井道1内上下穿行。电梯下降与上升同理，在此不再赘述。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。