一种螺杆式垂直电梯及其工作方法与流程

本发明涉及运输机械领域，更具体的讲是一种螺杆式垂直电梯及其工作方法。

背景技术：

电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物的运输工具。垂直升降电梯具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。19世纪中期开始出现液压电梯，至今仍在低层建筑物上应用。1852年，美国的e.g.奥蒂斯研制出钢丝绳提升的安全升降机。现有电梯仍存在以下问题：1.电梯出现故障时，轿厢存在坠落的可能，而中高层建筑中的轿厢一旦坠落就容易发生乘客死亡的情况，给人们带来极大伤害。2.新闻上时有报道乘坐电梯时因踩空坠入井道而死亡的事件，踩空的原因是电梯停止时轿厢与层门相错位，乘客在不知情的情况下进入层门，导致踩空坠入井道。

技术实现要素：

本发明提供一种螺杆式垂直电梯及其工作方法，目的在于解决现有电梯存在轿厢存在坠落风险、轿厢与层门相错位时容易发生乘客踩空的事件等缺点。

本发明采用如下技术方案：

一种螺杆式垂直电梯，包括井道、轿厢和使轿厢在井道内垂直升降的驱动机构，所述驱动机构包括电机、传动杆和复数根螺杆，复数根所述螺杆竖直设置于轿厢周围，所述螺杆的上下两端可转动地设置于井道的上下两端；每个螺杆套设有一螺母，所述螺母通过第一连接件连接于所述轿厢，每个螺杆设有一第二齿轮，所述电机的输出轴设有蜗杆，所述传动杆的上端设有与蜗杆相啮合的蜗轮，下端设有与各螺杆的第二齿轮均相互啮合的第一齿轮。

进一步，所述螺杆的数量为四，四根螺杆两两一组地设置于轿厢的左右两侧，所述第一连接件包括底板，该底板的一侧端设有第一侧板，另一相邻侧端设有第二侧板，并在底板上形成一用于包裹轿厢底角的凹槽，所述第一侧板的外侧壁设有所述螺母。

进一步，所述底板的上端面设有至少一插销，所述轿厢的底面设有与插销相配合的盲孔。

进一步，所述凹槽的表面设有弹性橡胶层。

进一步，所述底板的下端面与第一侧板之间设有呈三棱柱形的加强板。

进一步，所述井道内设有相互间隔的第一支撑板和第二支撑板，井道顶部与第一支撑板之间形成第一机房，第一支撑板与第二支撑板之间形成第二机房；所述传动杆通过轴承可转动地设置于井道顶部、第一支撑板和第二支撑板，并且蜗轮位于第一机房，第一齿轮位于第二机房；所述螺杆通过轴承可转动地设置于第一支撑板和第二支撑板，所述螺杆的侧壁在同一高度上设有至少三个均匀分布的支撑臂，所述支撑臂设有至少一与第二支撑板的上端面相抵触的滚轮。

进一步，第二支撑板的上端面设有与滚轮相配合的圆环形导槽。

进一步，所述圆环形导槽的表面装设有导轨。

进一步，还包括上卷帘和下卷帘，所述井道内在轿厢的上方设有上卷轴，在轿厢的下方设有下卷轴，所述上卷帘的一端缠绕于上卷轴，另一端连接于轿厢的上端面，所述下卷帘的一端缠绕于下卷轴，另一端连接于轿厢的下端面；上卷轴配设有用于收卷上卷帘的上扭簧，下卷轴配设有用于收卷下卷帘的下扭簧。

一种上述螺杆式垂直电梯的工作方法：所述传动杆的下端设有与各螺杆的第二齿轮均相互啮合的第一齿轮，保证四根螺杆同步转动，当电机驱动螺杆转动时，利用四根螺杆和螺母的螺旋传动方式实现轿厢升降的动作；当轿厢上升时，拉动下卷帘展开，上卷帘门在上扭簧的作用下收卷于上卷轴；当轿厢下降时，拉动上卷帘展开，下卷帘在下扭簧的作用下收卷于下卷轴，上卷帘和下卷帘在轿厢门板的上下方形成一屏障，当电梯停止且轿厢与层门发生错位时，这道屏障可以将各层门与井道隔开，避免乘客因踩空而坠入井道。

进一步，通过四个带螺母的第一连接件包裹轿厢的四个底角，从而支撑起整个轿厢；当其中一个第一连接件发生故障，无法沿螺杆正常上升时，轿厢也能在其他三个第一连接件的支撑下上升。

进一步，轿厢分配到各螺杆上的重量由这些支撑臂和滚轮承受，这样就由螺杆的上端来承受重量，避免螺杆下端因承重过大而变形。

进一步，所述插销和盲孔相互套接，可以减少第一侧壁和第二侧壁的受力，防止第一连接件与轿厢相互滑动。

进一步，由于每个零件之间可能会存在着微小差异，而这些微小差异可能会让各第一连接件上升或下降时相互之间产生行程差，而弹性橡胶层可以有效地中和行程差，提升该电梯的可靠性和平稳性。

由上述对本发明结构的描述可知，本发明具有如下优点：

其一、本发明，包括井道、轿厢和驱动机构，驱动机构包括电机、传动杆和复数根螺杆，每个螺杆套设有一螺母，螺母通过连接件连接于轿厢，每个螺杆设有一第二齿轮，电机的输出轴设有蜗杆，传动杆的上端设有与蜗杆相啮合的蜗轮，下端设有与各螺杆的第二齿轮均相互啮合的第一齿轮。本发明通过电机驱动螺杆转动，利用螺杆和螺母的螺旋传动方式实现轿厢升降的动作，螺杆和螺母的设计，让上述驱动机构均有自锁功能，可以防止轿厢发生坠落事件，同时由于蜗杆和涡轮的存在，使上述驱动机构增添一层自锁功能，以保证设备的可控性和安全性。传动杆的下端设有与各螺杆的第二齿轮均相互啮合的第一齿轮，这种设计可以保证四根螺杆同步转动，让轿厢升降的更加平稳。

其二、本发明还包括上卷帘、下卷帘、上卷轴和下卷轴，上卷帘的一端缠绕于上卷轴，另一端连接于轿厢的上端面，下卷帘的一端缠绕于下卷轴，另一端连接于轿厢的下端面。轿厢上升时，拉动下卷帘展开，上卷帘门在上扭簧的作用下收卷于上卷轴；轿厢下降时，拉动上卷帘展开，下卷帘在下扭簧的作用下收卷于下卷轴，上卷帘和下卷帘在轿厢门板的上下方形成一屏障，当电梯停止，轿厢与层门发生错位时，这道屏障可以将各层门与井道隔开，避免乘客因踩空而坠入井道。

其三、本发明中，井道内设有第一支撑板和第二支撑板，并在井道内形成第一机房和第二机房；传动杆通过轴承可转动地设置于井道顶部、第一支撑板和第二支撑板，并且蜗轮位于第一机房，第一齿轮位于第二机房；螺杆通过轴承可转动地设置于第一支撑板和第二支撑板，所述螺杆的侧壁在同一高度上设有至少三个均匀分布的支撑臂，每个支撑臂设有至少一与第二支撑板的上端面相抵触的滚轮。轿厢分配到各螺杆上的重量由这些支撑臂和滚轮承受，这样就由螺杆的上端来承受重量，可以避免螺杆下端因承重过大而变形的问题。而第一支撑板和第二支撑板所形成的第一机房和第二机房，可以将驱动机构的主要机械部分与井道内的轿厢相互隔开，保证轿厢内的安静，同时也方便工作人员对驱动机构进行日常维护和维修。

其四、本发明中，第一连接件包括底板，该底板的一侧端设有第一侧板，另一相邻侧端设有第二侧板，并在底板上形成一用于包裹轿厢底角的凹槽，第一侧板的外侧壁设有螺母。通过四个带螺母的第一连接件包裹轿厢的四个底角，从而支撑起整个轿厢，方便拆装轿厢。当其中一个第一连接件发生故障，无法沿螺杆正常上升时，轿厢也能在其他三个第一连接件的支撑下上升。

其五、本发明中，第一连接件包括底板，底板的上端面设有至少一插销，轿厢的底面设有与插销相配合的盲孔，插销和盲孔相互套接，可以减少第一侧壁和第二侧壁的受力，防止第一连接件与轿厢相互滑动。第一连接件的凹槽的表面设有弹性橡胶层。由于每个零件之间可能会存在着微小差异，而这些微小差异可能会让各第一连接件上升或下降时相互之间产生行程差，而弹性橡胶层可以有效地中和行程差，提升该电梯的可靠性和平稳性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为轿厢的四个底角各自所对应的第一连接件。

图3为第二连接件的结构示意图。

图4为第二连接件的剖视图。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的具体实施方式。

参照图1，一种螺杆式垂直电梯，包括井道a、轿厢1和使轿厢1在井道a内垂直升降的驱动机构2。驱动机构2包括电机21、传动杆22和复数根螺杆23。其中复数根螺杆23竖直设置于轿厢1的周围，每个螺杆23的上下两端可转动地设置于井道a的上下两端。每个螺杆23套设有一螺母24，并且螺母24通过第一连接件3连接于轿厢1。每个螺杆23设有一第二齿轮231，电机21的输出轴设有蜗杆211，传动杆22的上端设有与蜗杆211相啮合的蜗轮221，下端设有与各螺杆23的第二齿轮231均相互啮合的第一齿轮222。作为优选方案：

参照图1和图2，作为优选方案：螺杆23的数量为四，四根螺杆23两两一组地设置于轿厢1的左右两侧。第一连接件3包括底板33，该底板33的一侧端设有第一侧板31，另一相邻侧端设有第二侧板32，并在底板33上形成一用于包裹轿厢底角的凹槽30，第一侧板31的外侧壁设有螺母24。

参照图1和图2，底板33的上端面设有至少一插销331，轿厢1的底面设有与插销331相配合的盲孔（图中未画出）。底板33的下端面与第一侧板31之间设有呈三棱柱形的加强板34。凹槽30的表面设有弹性橡胶层35。第一侧板31、第二侧板32、底板33和螺母24为一体成型。

参照图1、图3和图4，井道a内设有相互间隔的第一支撑板a1和第二支撑板a2，井道顶部与第一支撑板a1之间形成第一机房a10，第一支撑板a1与第二支撑板a2之间形成第二机房a20。其中传动杆22通过轴承（图中未画出）可转动地设置于井道顶部、第一支撑板a1和第二支撑板a2，并且蜗轮221位于第一机房a10内，第一齿轮222位于第二机房a20内。电机21位于第一机房a10内。螺杆23通过轴承（图中未画出）可转动地设置于第一支撑板a1和第二支撑板a2，并且各第二齿轮231均位于第二机箱a20内。螺杆23的侧壁在同一高度上设有至少三个均匀分布的支撑臂232，每个支撑臂232设有至少一与第二支撑板a2的上端面相抵触的滚轮233。

参照图1、图3和图4，作为优选方案：螺杆23的侧壁设有四个均匀分布的支撑臂232，支撑臂232呈l型并且与螺杆23一体成型。每个支撑臂232设有两个安装孔2321，每个安装孔2321内装设有一滚轮233。第二支撑板a2的上端面设有与滚轮233相配合的圆环形导槽a21。圆环形导槽a21的表面装设有导轨a22，该导轨a22有耐磨材料制成。

参照图1，本发明还包括上卷帘41和下卷帘42，井道a在轿厢1的上方设有上卷轴41，在轿厢1的下方设有下卷轴41。上卷帘51的一端缠绕于上卷轴41，另一端连接于轿厢1的上端面，下卷帘52的一端缠绕于下卷轴42，另一端连接于轿厢1的下端面，并且上卷轴41配设有用于收卷上卷帘51的上扭簧（图中未画出），下卷轴42配设有用于收卷下卷帘52的下扭簧（图中未画出）。作为优选方案：上卷轴41通过枢接座挂设于第二支撑板a2的下端面，下卷轴42通过枢接座设置于井道a的底面。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。