阅读说明：本技术 螺旋式自动扶梯的梯级驱动装置及螺旋式自动扶梯 (Step driving device of spiral escalator and spiral escalator ) 是由 应书勇 庞骋 符立峰 李春福 于 2019-09-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种螺旋式自动扶梯的梯级驱动装置,包括主驱动轴、固定在所述主驱动轴两端的梯级链轮以及用于驱动所述梯级链轮转动的驱动电机,所述梯级链轮包括第一梯级链轮和第二梯级链轮,梯级上设置有梯级轴,所述第一梯级链轮的直径大于所述第二梯级链轮的直径,所述主驱动轴水平设置,所述梯级轴与所述主驱动轴呈夹角设置。本发明的一种螺旋式自动扶梯的梯级驱动装置,其结构设计合理,两梯级链的最初动力来源于同一主驱动轴,使二者能启停步动,保证了乘梯安全；通过调整梯级链轮节圆直径的大小来实现螺旋梯级内圈、外圈不同运行速度,结构简单、容易实现；且将主驱动轴水平设置,技术成熟、使用安全。(The invention discloses a step driving device of a spiral escalator, which comprises a main driving shaft, step chain wheels fixed at two ends of the main driving shaft and a driving motor used for driving the step chain wheels to rotate, wherein the step chain wheels comprise a first step chain wheel and a second step chain wheel, step shafts are arranged on steps, the diameter of the first step chain wheel is larger than that of the second step chain wheel, the main driving shaft is horizontally arranged, and the step shafts and the main driving shaft form an included angle. The step driving device of the spiral escalator has reasonable structural design, the initial power of two step chains is from the same main driving shaft, so that the two step chains can start and stop to step, and the safety of taking the escalator is ensured; the different running speeds of the inner ring and the outer ring of the spiral step are realized by adjusting the pitch circle diameter of the step chain wheel, and the structure is simple and easy to realize; and the main driving shaft is horizontally arranged, so that the technology is mature and the use is safe.)

螺旋式自动扶梯的梯级驱动装置及螺旋式自动扶梯

技术领域

本发明涉及自动扶梯技术领域，具体涉及一种螺旋式自动扶梯的梯级驱动装置以及包括了该梯级驱动装置的螺旋式自动扶梯。

背景技术

随着社会发展与进步，自动扶梯已被普遍运用，成为人们便利生活不可或缺的一种设备。但是目前的自动扶梯基本都为直线形自动扶梯。

螺旋式自动扶梯的工作方式和组成功能部件与直线形自动扶梯相似。螺旋扶梯可为乘客提供上行或下行服务，在梯级左右两侧有供乘客抓握的扶手带，扶手带和梯级都是沿螺旋形轨迹运行。为了使螺旋梯级在前进的同时能向侧方转弯，必须让梯级驱动装置为梯级内圈、外圈提供两种不同的运行速度。

就目前普通的直线形自动扶梯而言，都是采用两根梯级链条来驱动梯级(在梯级两侧各一根)，这也是我国自动扶梯行业标准的强制规定。普通扶梯一般通过电机带动主驱动链向主驱动轴传递动力，主驱动轴上安装有两个节距、齿数都相同的梯级链轮牵引梯级链条使梯级作向上或向下的运动，这种结构下梯级两侧将保持等速运动。因此，目前这种结构无法满足螺旋扶梯对梯级速度的特殊要求。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种适用于螺旋式自动扶梯的梯级驱动装置。

为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

一种螺旋式自动扶梯的梯级驱动装置，包括主驱动轴、固定在所述主驱动轴两端的梯级链轮以及用于驱动所述梯级链轮转动的驱动电机，所述梯级链轮包括第一梯级链轮和第二梯级链轮，梯级上设置有梯级轴，所述第一梯级链轮的直径大于所述第二梯级链轮的直径，所述主驱动轴水平设置，所述梯级轴与所述主驱动轴呈夹角设置。两梯级链的最初动力来源于同一主驱动轴，使二者能启停步动，保证了乘梯安全；通过调整梯级链轮节圆直径的大小来实现螺旋梯级内圈、外圈不同运行速度，结构简单、容易实现；且将主驱动轴水平设置，驱动方式和安装型式均与普通扶梯相近，技术成熟、使用安全。

优选地，所述第一梯级链轮和第二梯级链轮上的齿数相同、齿距不同；或，所述第一梯级链轮和第二梯级链轮上的齿距相同、齿数不同；或，所述第一梯级链轮和第二梯级链轮上的齿距和齿数均不相同。多种方法改变第一梯级链轮和第二梯级链轮的直径大小，以达到较为理想的速度差，满足螺旋式自动扶梯的要求。

更加优选地，所述梯级轴具有内端部和外端部，相邻所述梯级轴的内端部之间的距离小于对应的相邻所述梯级轴的外端部之间的距离。通过改变梯级的结构，拉大外圈梯级轴之间的间距，使得梯级转动时，外圈比内圈运动的距离更长，并配合扇环型的梯级踏面，使梯级两侧具有不同的运动速度，利用速度差使梯级在前进时向侧方转弯从而达到了螺旋式的运动要求。

进一步优选地，所述梯级轴的内端部低于所述梯级轴的外端部。梯级轴的外端部和内端部位于同一竖直平面内，且梯级轴的外端部比梯级轴的内端部高，使得梯级轴与踏面之间形成一个倾斜的角度，使得梯级在前进的同时能向侧方转弯并且使梯级踏面在工作段内一直保持水平。

更加优选地，所述梯级轴的轴心线所在的竖直平面与对应所述梯级踏面的前端部所在的竖直平面平行。即从梯级的俯视图看，梯级轴与踏面的前端部平行，这样在设计驱动装置的时候，可以将主驱动轴设置为水平状态，结构更加稳定，运行也更加平稳。

更加优选地，所述梯级的踏面水平设置，所述主驱动轴与所述梯级的踏面平行设置。

优选地，相邻所述梯级通过梯级链条连接，所述梯级链条包括内圈梯级链条和外圈梯级链条，所述第一梯级链轮用于带动所述外圈梯级链条运行，所述第二梯级链轮用于带动所述内圈梯级链条运行。由于两个梯级链轮的直径不同，外圈梯级链条的速度比内梯级链快，从而使梯级外圈、内圈分别获得两种不同的运行速度。

更加优选地，所述内圈梯级链条的节距小于所述外圈梯级链条的节距。距为梯级链条上相邻两个链节之间的距离，由于相邻所述梯级轴的内端部之间的距离小于相邻所述梯级轴的外端部之间的距离，可以相应的设置内圈梯级链条的节距小于所述外圈梯级链条的节距。

优选地，所述第二梯级链轮上连接有驱动链轮，所述驱动电机与所述驱动链轮之间设置有主驱动链。

本发明还提供了一种螺旋式自动扶梯，其包括了上述的螺旋式自动扶梯的梯级驱动装置。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：本发明的一种螺旋式自动扶梯的梯级驱动装置，其结构设计合理，两梯级链的最初动力来源于同一主驱动轴，使二者能启停步动，保证了乘梯安全；通过调整梯级链轮节圆直径的大小来实现螺旋梯级内圈、外圈不同运行速度，结构简单、容易实现；且将主驱动轴水平设置，驱动方式和安装型式均与普通扶梯相近，技术成熟、使用安全，适用于左旋上升或右旋上升的任意螺旋扶梯。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明优选实施例中螺旋式自动扶梯的立体示意图；

图2为图1中I部的放大图；

图3为本发明优选实施例中螺旋式自动扶梯的梯级驱动装置的俯视示意图；

图4为图3中A-A的剖面图；

图5为本发明优选实施例中螺旋式自动扶梯的梯路工作示意图；

图6为本发明优选实施例中螺旋式自动扶梯中梯级的主视图；

图7为本发明优选实施例中螺旋式自动扶梯中梯级的俯视图；

图8为本发明优选实施例中螺旋式自动扶梯中梯级的侧视图；

图9为本发明优选实施例中螺旋式自动扶梯中梯级第一视角的立体图；

图10为图9中梯级隐藏梯级轴和滚轮后的立体图；

图11为本发明优选实施例中螺旋式自动扶梯中梯级第二视角的立体图；

图12为本发明另一优选实施例中螺旋式自动扶梯中梯级的立体图；

图13为本发明优选实施例中螺旋式自动扶梯中水平段梯路的俯视图；

图14为本发明优选实施例中螺旋式自动扶梯中水平段梯路的侧视图；

图15为本发明优选实施例中螺旋式自动扶梯中倾斜段梯路的立体图；

其中：1.上梳齿板，2.围裙板，3.梯级，4.内圈梯级链条，5.外圈梯级链条，6.梯级轴，7.下梳齿板，8.踏面，9.踢面，101.踏面楞齿，102.踢面楞齿， 111.踏面齿槽，112.踢面齿槽，12.滚轮，131.内支撑轴，132.外支撑轴，141. 内支撑孔，142.外支撑孔，151.内端板，152.外端板，161.限位部，162.限位槽，17.主驱动轴，18.驱动电机,19.主驱动链，20.驱动链轮，21.第一梯级链轮，22.第二梯级链轮，23.扶手带。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参照图1-15，本实施例的螺旋式自动扶梯，包括梯级结构、与该梯级结构相适配的驱动装置以及其他的一些现有技术中的适应性零部件如上梳齿板1、下梳齿板7、围裙板2、扶手带23等。

本实施例中的螺旋式自动扶梯的梯级结构包括多个梯级3、设置在梯级3 上的梯级轴6以及用于带动梯级轴6运行的梯级链条，梯级3包括踏面8、踢面9以及内端板151和外端板152，梯级链条包括内圈梯级链条4和外圈梯级链条5，梯级3的踏面8为扇环型，踏面8的内圈所对应的半径小于踏面8的外圈所对应的半径，梯级轴6具有内端部和外端部，相邻梯级轴6的内端部之间的距离小于相邻梯级轴6的外端部之间的距离，如图13和15所示。本实施例中的梯级链条采用的是套筒滚子链，其为有限三维链条，可沿侧向进行小幅度弯曲，结构实现技术比较成熟、可靠性高。

踏面8上设置有与上梳齿板1和下梳齿板7相匹配的踏面楞齿101，相邻的踏面楞齿101之间形成踏面齿槽111；踢面9上设置有踢面楞齿102，相邻的踢面楞齿102之间形成踢面齿槽112。部分踏面楞齿101向远离踢面9的一侧延伸形成限位部161，限位部161容纳在相应梯级3的踢面齿槽112中；相邻的限位部161之间形成限位槽162，踢面楞齿102容纳在相应梯级3的限位槽 162中。即相邻的梯级3之间形成相互的限位作用，保持梯级3在运行过程中的稳定，且踏面8需要与上梳齿板1和下梳齿板7配合。

踏面8的内圈所对应的圆心与踏面8的外圈所对应的圆心重合，但是两个圆所对应的半径不同，如图7所示。即踏面8上的踏面楞齿101或踏面齿槽111 属于多个同心圆的圆周上的一段，但是越靠近外端，圆周越长。在其他的一些实施例中，圆心可以近似重合。

踢面9的截面为圆弧形，踢面9内圈的圆弧所对应的半径R3小于踢面9 外圈的圆弧所对应的半径R4，如图8所示。即梯级3的踢面楞齿102由一组半径不等的弧形曲线构成。

如图6和图8-12所示，内端板151和外端板152对应梯级轴6分别开设有内支撑孔141和外支撑孔142，内支撑孔141的轴心线与外支撑孔142的轴心线位于同一竖直平面内且该竖直平面垂直于踏面8，外支撑孔142的高度高于内支撑孔141。即梯级轴6的外端部和内端部位于同一竖直平面内，且梯级轴6 的外端部比梯级轴6的内端部高，使得梯级轴6与踏面8之间形成一个倾斜的角度，使得梯级3在前进的同时能向侧方转弯并且使梯级踏面8在工作段内一直保持水平。

如图3、图7-8和图13所示，梯级轴6的轴心线所在的竖直平面平行于踏面8的前端部所在的竖直平面。即从梯级3的俯视图看，梯级轴6与踏面8的前端部平行，这样在设计驱动装置的时候，可以将主驱动轴17设置为水平状态，结构更加稳定，运行也更加平稳。

如图7、图9和图11-12所示，内圈梯级链条4的节距小于外圈梯级链条5 的节距。节距为梯级链条上相邻两个链节之间的距离，由于相邻梯级轴6的内端部之间的距离小于相邻梯级轴6的外端部之间的距离，可以相应的设置内圈梯级链条4的节距小于外圈梯级链条5的节距。

如图8所示，内端板151和外端板152上分别设置有用于安装梯级滚轮12 的内支撑轴131和外支撑轴132，外支撑孔142与外支撑轴132之间的距离大于内支撑孔141与内支撑轴131之间的距离，外支撑轴132的轴心线略高于内支撑轴131的轴心线或与内支撑轴131的轴心线齐平。

本实施例中的梯级驱动装置，包括主驱动轴17、固定在主驱动轴17两端的梯级链轮以及用于驱动梯级链轮转动的驱动电机18，梯级链轮包括第一梯级链轮21和第二梯级链轮22，第二梯级链轮22上连接有驱动链轮20，驱动电机 18与驱动链轮20之间设置有主驱动链19。第一梯级链轮21的直径大于第二梯级链轮22的直径，主驱动轴17水平设置，梯级轴6与主驱动轴17呈夹角设置。第一梯级链轮21用于带动外圈梯级链条5运行，第二梯级链轮22用于带动内圈梯级链条4运行。由于两个梯级链轮的直径不同，外圈梯级链条5的速度比内圈梯级链条4快，从而使梯级的外圈、内圈分别获得两种不同的运行速度，内圈慢、外圈快。

具体的，第一梯级链轮21和第二梯级链轮22上的齿数相同、齿距不同；或，第一梯级链轮21和第二梯级链轮22上的齿距相同、齿数不同；或，第一梯级链轮21和第二梯级链轮22上的齿距和齿数均不相同，多种方法改变第一梯级链轮21和第二梯级链轮22的直径大小，以达到较为理想的速度差，满足螺旋式自动扶梯的要求。本实施例中优选为第一梯级链轮21和第二梯级链轮 22上的齿距相同、齿数不同，以与梯级链条相互配合。

本实施例中的梯级轴6为一根通轴，如图11所示；在其他的一些实施例中，梯级轴6也可为两个半轴构成，如图12所示。

以下简述本实施例的螺旋式自动扶梯工作原理和工作过程：

螺旋梯级3的踏面8为扇环型，踏面8内外两侧是两个同心(或近似同心) 的圆弧，即附图7和图13中的R1和R2。梯级踏面8上有若干采用同心(或近似同心)布置的踏面楞齿101和踏面齿槽111，与进出口的上梳齿板1和下梳齿板7相配合来实现标准规定的梳齿位置啮合深度要求。梯级踢面9由一组半径不等的弧形曲线构成，如图6和图8所述，踢面9上有踢面楞齿102和踢面齿槽112。

在梯级3内外两侧，各有一根梯级链条驱动，其内圈梯级链条4的梯级距比外圈梯级链条5略小，两链条之间连接有梯级轴6，梯级3安装在梯级轴6 上并可绕轴转动，梯级轴6与梯级踏面8之间形成一个角度，非平行布置，如图8和14所示。梯级距在本实施例中可以理解为相邻两个梯级轴6之间的距离。

通过辅以本实施例中特殊的梯级驱动结构使内圈梯级链条4、外圈梯级链条5产生不同的运动速度，利用两侧的速度差使螺旋梯级3在前进的同时能向侧方转弯并且使梯级3踏面8在工作段内一直保持水平，从而达到了螺旋式运动的要求。

在本发明中，可根据需要设置任意个数水平梯级3；可通过调整梯级踏面8中R1值来改变整梯螺旋半径的大小；可通过调整相邻的梯级轴6之间的内圈梯级链条4、外圈梯级链条5的长度L1、L2值来改变梯级深度H，如图 13所示；可通过调整R1、R2的差值改变梯级3宽度；可通过调整相邻梯级3 踏面8之间的高度差改变整个扶梯的倾斜角；可通过调整倾斜段梯级个数改变整个扶梯的提升高度。

梯级3的踏面8与水平面平行，梯级轴6与梯级3的踏面8不平行；内圈梯级链条4对应于节圆直径较小的第二梯级链轮22，外圈梯级链条5对应于节圆直径较大的第一梯级链轮21。

当螺旋式自动扶梯工作时，通过驱动电机18带动主驱动链19、驱动链轮 20向主驱动轴17传递动力，第一梯级链轮21、第二梯级链轮22跟随主驱动轴 17一起作等角速度旋转。第一梯级链轮21、第二梯级链轮22分别牵引内圈梯级链条4、外圈梯级链条5一起运动，所以梯级链条的运行速度与相应链轮的轮齿部分相同。由于第一梯级链轮21比第二梯级链轮22的节圆直径大，导致外圈梯级链条5的速度比内圈梯级链条4快，从而使梯级3外圈、内圈分别获得两种不同的运行速度。

通过采用链节齿数相同而节距不同、链节节距相同而齿数不同或链节节距齿数都不同等多种方法改变第一梯级链轮21和第二梯级链轮22的节圆直径 D2、D1大小，以达到较为理想的速度差；通过约束梯级3滚轮12的位置控制梯级3绕梯级轴6的转动，使梯级3随内圈梯级链条4、外圈梯级链条5完成在第一梯级链轮21、第二梯级链轮22处的回转，可实现梯路循环使用。

本实施例的梯级结构与普通扶梯相似，采用了两梯级链条驱动、类似四轮小车式梯级结构，通过改变梯级踏面8和踢面9形状再辅以特殊的梯级链条、驱动链轮20和梯级导轨等其它结构，即可循环实现在向上或向下倾斜输送乘客同时能平稳地同步完成侧向转弯，达到螺旋式运输要求。并且在工作区段内能使螺旋梯级的踏面保持水平、相邻梯级之间啮合间隙符合标准要求，保证了乘梯安全。本实施例的梯级结构将螺旋梯级踢面采用复合曲面设计使相邻梯级的齿与齿槽之间在处于螺旋运动时也能一直保持稳定的啮合间隙；采用双链条驱动梯级但梯级距长度不等，通过匹配本实施例中的驱动机构使螺旋梯级两侧具有不同的运动速度，利用速度差使梯级3在前进时向侧方转弯从而达到了螺旋式运动要求；链条之间有梯级轴6连接，梯级3安装在梯级轴6上，梯级轴6 可为通轴或两个半轴，梯级轴6与梯级踏面之间形成一个倾斜角度。

本实施例中的梯级驱动装置驱动所对应的梯级链条使螺旋梯级内圈、外圈分别按不同速度运行，实现在向上或向下倾斜输送乘客同时能利用速度差平稳地同步完成侧向转弯，达到螺旋式运输要求。梯级驱动装置中由一个的驱动电机18(单驱或双驱均可)通过主驱动链19条、主驱动轴17，带动一大一小两个梯级链轮转动，使同轴转动的两梯级链轮产生一快一慢两种线速度，分别牵引两侧的梯级链条，为螺旋梯级内圈、外圈提供两种运行速度。本发明可通过链节齿数相同而节距不同、链节节距相同而齿数不同或链节节距齿数都不同等多种方法调整两梯级链轮节圆直径比，可使螺旋梯级内圈、外圈速度具有多种匹配组合，可以适用于多种螺旋半径、螺旋升角的扶梯。

本发明的螺旋式自动扶梯，其结构设计合理，通过改变梯级的结构，拉大外圈梯级轴之间的间距，使得梯级转动时，外圈比内圈运动的距离更长，并配合扇环型的梯级踏面，使梯级两侧具有不同的运动速度，利用速度差使梯级在前进时向侧方转弯从而达到了螺旋式的运动要求；不仅使螺旋式自动扶梯梯路在结构参数上保持有倾斜角、水平梯级数量、上下端导轨曲率等普通扶梯的典型特征，而且理论上对螺旋式自动扶梯提升高度、水平梯级数量、梯级宽度、倾斜角以及左右旋方向等没有任何限制；梯级结构的安装和驱动方式与普通扶梯相近，技术成熟、使用安全；梯级驱动装置中两梯级链的最初动力来源于同一主驱动轴，使二者能启停步动，保证了乘梯安全；通过调整梯级链轮节圆直径的大小来实现螺旋梯级内圈、外圈不同运行速度，结构简单、容易实现；且将主驱动轴水平设置，驱动方式和安装型式均与普通扶梯相近，技术成熟、使用安全，适用于左旋上升或右旋上升的任意螺旋式自动扶梯。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。