專利名稱：等導程圓柱螺旋式自動扶梯的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種等導程圓柱螺旋式自動扶梯(簡稱“旋梯”)。
傳統(tǒng)自動扶梯系統(tǒng)主要由循環(huán)梯級、梳齒、梳齒板、鏈輪對、長環(huán)扶手膠帶、長環(huán)傳動鏈條、安全欄板、支承機構(承重梁、桁架、支柱)、變速器、驅動電機等組成。該系統(tǒng)的自動扶梯結構復雜、輸送速度緩慢(約0.5m/s)、設備故障率高、維護維修難、運行能耗高、制造成本高。
目前廣泛使用的垂直升降梯的輸送速度雖然較快(約2～4m/s)，但是，該電梯系統(tǒng)的升降道所占用的樓內空間很大、安全性較低(有發(fā)生垂直下墜的危險)、系統(tǒng)復雜(需要轎廂、吊索、變速器、卷揚機、平衡配重、換向滑輪、牽引滑輪、支承機構、驅動電機等)、制造成本也高(每部電梯需要數(shù)十萬至上百萬元)、運量小(每個轎廂僅能承載很少的乘客)，有不少高樓即使裝有十幾部垂直升降梯，也經(jīng)常會出現(xiàn)乘客們長時間等候的情況。
本發(fā)明針對上述自動扶梯及垂直升降梯所存在的缺點，提供了另一種能克服上述缺點的新型自動扶梯——旋梯。該旋梯系統(tǒng)采用類似于輕軌車、地鐵車、磁浮車及電力機車所采用的技術，主要由軌道車與軌道系統(tǒng)所組成。該旋梯有著結構簡單、造價低、輸送速度快、輸送量大、安全性高等諸多優(yōu)點。
旋梯與常見的軌道車輛不同的是旋梯的軌道車1地板為階梯狀地板(固定式梯級)3，軌道線路通常不是沿著水平面鋪設，而是沿著正圓柱螺旋面鋪設，軌道曲線不是常見的復心曲線或反向曲線，而是一種三維空間曲線(即等導程圓柱螺旋線，簡稱“旋線”)，對應的軌道梁(或桁架)5(其中包含有軌枕、道釘、扣件等)也是沿著旋線建造的，這種旋線上各點的曲率都相同，因而，即使有很多互相連接在一起的軌道車1在旋線軌道6線路上行駛，軌道車1與軌道車1之間也無需使用結構復雜的轉向架和鉸接裝置，只需固定連接即可。軌道車1與軌道車1之間可以相互貫通，軌道車1也可以設計成較長的旋線整體式結構，這種軌道車1造價可明顯降低。由于乘客能在較寬的軌道車1上沿行駛方向走動，因而在該軌道車1上的乘客又能進一步加快到達目的地的速度，使乘客既能節(jié)省時間，又可鍛煉身體，常見的垂直升降梯無法做到這一點。在旋線軌道6線路上行駛的軌道車1其結構可以是廂式(或板式)結構。相對于軌道線路而言，較短的軌道車1多采用導電弓和饋電線(集電靴和第三受電軌)方式供電。推進電機可采用旋轉電機(軌道線路坡度或旋線升角較小時)，或短定子直線電機(軌道線路坡度或螺旋線升角較大時)。另外，當旋線軌道6線路上設有齒條及軌道車1底部設有驅動齒輪時，即使旋線軌道6線路坡度或螺旋線升角較大，推進電機仍可采用旋轉電機。當軌道線路坡度或螺旋線升角很小時(通常小于12度時)，軌道車1的地板無需設計成階梯狀地板，此時的軌道車1與旋線軌道6線路配合，可以作為自動人行道使用。以下結合附圖作更詳細的描述。
附

圖1為本發(fā)明——旋梯的示意圖(圖中軌道車1圍繞垂直環(huán)壁9建造)軌道車1，支撐輪(小直徑獨立旋轉論)2，階梯狀地板(固定式梯級)3，移動式扶手欄桿4，旋線軌道梁(或桁架)5，旋線軌道6，支柱7，螺旋樓梯8，安全保護欄板(或環(huán)壁)9，出入口(或自動門)10，旋梯底端緩沖裝置11。
附圖2為本發(fā)明——旋梯的俯視示意圖(圖中旋梯建造在大型高層圓形裙樓內)裙樓內外圍墻(環(huán)壁)1，旋梯的板式軌道車及階梯狀地板2，螺旋樓梯及踏板3，旋梯的移動式扶手欄桿4，安全保護欄板(或環(huán)壁)5，出入口(或自動門)6，出入口的側向階梯7，樓層樓板及單元房間8，雙軌式旋線軌道9，螺旋樓梯頂端10，旋梯項端緩沖裝置11。
實施例由直線永磁式同步電機(PM/LSM)驅動的雙線式旋梯(可參考附圖1，附圖1為單線式旋梯，軌道車1長度約為旋線軌道6線路長度的50％)由于旋梯系統(tǒng)的軌道線路坡度(螺旋線升角)通常較大，因而本實施例的技術方案采用直線電機作為旋梯的驅動電機，初級定子設在軌道線路上，次級動子設在軌道車1底部，不用集電弓和饋電線。用直線電機驅動的車輛具有較大的爬坡能力(例如用直線電機驅動的地鐵列車)，而用旋轉電機作為驅動電機，則容易出現(xiàn)車輪與軌道打滑(粘著力不夠)的現(xiàn)象。而直線電機采用永磁式同步電機(PM/LSM)具有力能指標高、體積小、重量輕、且有發(fā)電制動功能，可將制動能返回電網(wǎng)。雖然造價比直線異步電機(LIM)高，但總體而言，該系統(tǒng)的經(jīng)濟性仍然很高。直線永磁式同步電機(PM/LSM)的永磁體可選擇多種材料(優(yōu)選釹鐵硼稀土永磁材料)。另外，直線電機也可采用永磁和電磁混合勵磁的長定子直線同步電機(EM/LSM)(見公開號CN1461096A)。
本實施例的技術方案“雙線式旋梯”的“雙線式”是指軌道系統(tǒng)由兩條長度相等、旋向相同的旋線軌道6線路所組成，也即旋線的導圓柱體導程是螺距的兩倍。每條軌道線路都為雙軌式設計，每條軌道線路上都設有一輛長度占軌道線路長度50％左右的板式軌道車1。當要輸送乘客時，板式軌道車1就在軌道線路的最高處與最地處之間往返行駛。兩輛板式軌道車1由電腦系統(tǒng)控制同步運行，它們行駛速度相近，行駛方向相反。當一輛軌道車1下降時，可將減速電能返回電網(wǎng)，另一輛軌道車1則由電網(wǎng)提供電能的直線電機驅動上升，反之也一樣。為更加節(jié)省電能，軌道線路上的長定子直線電機也可采用分區(qū)段供電技術。
一般地，沿旋線軌道6線路還可并行建造有螺旋樓梯8(見附圖1)，也就是沿雙軌式旋線軌道9線路還可并行建造有螺旋樓梯3(見附圖2)，螺旋樓梯3也是沿旋線建造的，它可代替普通樓梯，沿該樓梯的一側或兩側設有多個高低位置不同的側向階梯7，并與對應的高低位置不同的樓層樓板及單元房間8相連。分布在各樓層的乘客，可從樓層樓板及單元房間8經(jīng)過側向階梯7到達螺旋樓梯及踏板3后再踏入旋梯的板式軌道車及階梯狀地板2。在螺旋樓梯及踏板3和雙軌式旋線軌道9線路的兩側設有安全保護欄板(或環(huán)壁)5，其中螺旋樓梯及踏板3和雙軌式旋線軌道9線路之間的安全保護欄板(或環(huán)壁)5，沿螺旋樓梯3每隔一定距離設有能供各樓層乘客出入旋梯的板式軌道車及階梯狀地板2的出入口(或自動門)6。在旋梯的板式軌道車及階梯狀地板2上，設有移動式扶手欄桿4(可縱向或橫向設置)，由于板式軌道車2上有了能與板式軌道車2同步移動的移動式扶手欄桿4，因而板式軌道車2向下快速行駛時，即使遇到緊急制動情況，也能確保乘客的安全。相比之下，在傳統(tǒng)直線式自動扶梯系統(tǒng)的踏板上，無法設置移動式扶手欄桿4，扶手只能設在踏板兩側固定的欄板上，站在較寬踏板中間的乘客很容易跌倒。
對于導圓柱體半徑較大的旋梯，一般可建造在大型高層圓形裙樓內。建有旋梯的大型高層圓形裙樓的造價，明顯低于建有大量普通直線式自動扶梯和垂直升降梯的大型高樓的造價，并可顯著地節(jié)省繁華都市寶貴的土地資源。在各大城市的高樓內，在通常情況下，旋梯可與少量的垂直升降梯配合使用，由電腦系統(tǒng)控制在人流密集的高峰時段，旋梯承擔跨多個樓層的高速大運量輸送任務，垂直升降梯承擔連續(xù)樓層的低速小運量輸送任務；在人流密集的低谷時段，旋梯承擔連續(xù)樓層的低速大運量輸送任務，垂直升降梯承擔跨多個樓層的高速小運量輸送任務。
權利要求
1.一種等導程圓柱螺旋式自動扶梯，主要采用類似于軌道車輛系統(tǒng)所采用的技術，其特征是軌道線路的曲線為等導程圓柱螺旋線，車輛的地板為階梯狀地板。
2.如權利要求1所述的車輛，是一種省略了轉向架的超長等導程圓柱螺旋線式車輛。
3.如權利要求1或2所述的車輛，是一種采用小直徑獨立旋轉輪的板式車，對應的軌道線路采用雙軌式設計。
4.如權利要求2或3所述的車輛，階梯狀地板上設有移動式扶手欄桿(可縱向或橫向或縱向和橫向混合設置)。
5.如權利要求2或3所述的車輛，采用直線電機作為推進電機。
6.如權利要求1或4所述的車輛，采用直線電機作為推進電機。
7.如權利要求5或6所述的直線電機，是釹鐵硼永磁式同步直線電機(PM/LSM)。
8.如權利要求5或6所述的直線電機，是永磁和電磁混合勵磁的長定子同步直線電機(EM/LSM)或長定子電磁式同步直線電機(EM/LSM)。
9.如權利要求2或3所述的車輛，推進系統(tǒng)采用旋轉電機作為推進電機，對應的軌道線路上還設有齒條，車輛底部設有驅動齒輪，車輛利用集電靴引入來自第三軌道上的電力(或利用導電弓引入來自饋電線上的電力)。
10.如權利要求1所述的軌道線路，還并行建造有螺旋樓梯，以及一端與螺旋樓梯相連，另一端與對應的樓層樓板相連的側向階梯，其中軌道線路及螺旋樓梯的一側或兩側建有安全保護欄板(或環(huán)壁)。安全保護欄板(或環(huán)壁)每間隔一定距離設有出入口(或自動門)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種比普通自動扶梯及普通垂直升降梯具有更多優(yōu)點的另一類自動扶梯——等導程圓柱螺旋式自動扶梯。該自動扶梯具有輸送速度快、輸送量大、節(jié)能、安全、結構簡單、造價低、不易出故障、維護費用低、并且占用的樓內空間很少。該自動扶梯主要由螺旋式軌道線路及螺旋式軌道車所組成，主要應用在大型高層圓形裙樓內。建有該自動扶梯的大型高層圓形裙樓的造價，比建有普通自動扶梯及垂直升降梯的大型高樓的造價要低得多。
文檔編號B66B21/00GK1712346SQ20041002517
公開日2005年12月28日 申請日期2004年6月15日 優(yōu)先權日2004年6月15日
發(fā)明者荀政 申請人:荀政