一种人行步梯智能台阶的制作方法

本发明涉及阶梯设备技术领域，具体涉及一种人行步梯智能台阶。

背景技术：

走人行步梯是一项非常消耗体能的活动，据有关测试数据可知，人在上人行步梯时所消耗的能量大约是走平道的25倍左右，下人行步梯时所消耗的能量大约是上楼梯的1/3左右。特别是连续走多级人行步梯就需要步行者有更强健的体质才可以完成；正常生活中大家都愿意走平路而不愿意走人行步梯，除非是有意识的进行一些体能锻炼；经常走人行步梯对膝盖的损伤是不可逆的；目前中国的低层或多层民宅一般不设置电梯，上下楼只能通过人行步梯，给上下楼的人们造成一定不便和困惑，另外中国老年化程度的逐渐到来给居住在低层或多层居民楼里的老人造成了很大的不便和困惑。同时走人行步梯也给体质较弱的人群带来了上下楼梯的困难；对于安装有电梯的高层住宅、超高层住宅、写字楼或公共设施等建筑，可以通过乘坐电梯到达目标楼层，电梯在提供方便的同时也制造了很多悲剧，比如“吃人电梯”、“被困电梯”等事故报道已经发生很多起了，另外在发生火灾、地震等灾难时是不允许乘坐电梯进行逃生，只能通过人行步梯逃生；当使用电梯的人员较多或目标楼层不同时会增加等待电梯和乘坐电梯的时间，当使用电梯人员较少或一人时却又造成了资源的浪费；每逢假期大家都愿意到各地的旅游景区度假，但是很多景区去过后总会有“很累”的感叹，因为景区里那些长长的人行步梯消耗了太多的体能，影响了观光的心情。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种人行步梯智能台阶，用以解决现有走人行步梯耗能大，乘坐电梯偶有致命事故发生、发生灾难时无法乘用；乘坐人员较多或目标楼层比较分散时需要花费较多时间等待或乘坐，乘坐人员较少时造成能源浪费的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为

一种人行步梯智能台阶，所述台阶包括踏板、智能控制器和升降装置，所述升降装置包括上底板和下底板；所述踏板与所述上底板之间设有压力传感器；所述上底板和下底板彼此平行，所述上底板和下底板相对面靠近两侧的位置分别竖直设有彼此平行的剪叉臂，两个所述剪叉臂顶端和底端分别与所述上底板和所述下底板滚动接触；

所述升降装置还包括设置于所述下底板上的直流电机和限制上底板升降高度的限位装置；所述直流电机输出端通过减速箱转动连接有滚珠丝杠，所述滚珠丝杠两端的螺纹方向相反，所述滚珠丝杠延所述下底板长度方向水平放置且设于两个所述剪叉臂之间；所述滚珠丝杠两端分别套设有与其转动匹配的螺母，所述螺母上套设有丝杠横梁，所述丝杠横梁两端通过转轴分别与两个所述剪叉臂底端的相对面转动连接；两个所述剪叉臂相对的顶端通过轴连接；

所述压力传感器和所述直流电机均电连接智能控制器。

进一步的，所述上底板和所述下底板上均延长度方向设有彼此平行的四个滑轨，所述四个滑轨两两分布在所述上底板和所述下底板相对面靠近两侧的位置；所述剪叉臂由两个组合件交叉后通过第一转轴转动连接；每个所述组合件均由两个剪刀架组成，两个所述剪刀架相对面的一端连接有第二转轴；所述第二转轴两端分别垂直于所述两个剪刀架的相对面且靠近所述丝杠横梁一端贯穿出所述剪刀架侧壁；所述组合件两端均通过所述第二转轴转动连接有与所述滑轨滑动匹配的滚轮。

进一步的，所述限位装置包括垂直连接于所述下底板上的四个限位支架，四个所述限位支架分布在所述下底板顶部四周；四个所述限位支架位于所述上底板正下方；所述限位装置还包括置于所述下底板上与所述直流电机电连接的限位开关和与所述限位开关电连接的第一限位传感器和第二限位传感器；所述第一限位传感器垂直连接于两个所述丝杠横梁相对面的一侧；所述第二限位传感器置于其中一个所述限位支架的一侧壁顶部。

进一步的，所述滚珠丝杠上中间段固定套设有第一齿轮，所述第一齿轮与所述减速箱输出端齿轮啮合，所述直流电机通过输出端连接有第二齿轮，所述第二齿轮与所述减速箱输入端齿轮啮合。

进一步的，所述第二转轴延伸出两个所述剪叉臂相对面；所述丝杠横梁上设有贯穿两侧的通孔，所述通孔与所述螺母相匹配；所述丝杠横梁远离通孔一端开设有盲孔，所述丝杠横梁靠近通孔的一端面开设有与所述第一通孔连通的第二通孔；所述盲孔和第二通孔内固定设有与所述第二转轴转动匹配的轴承。

进一步的，所述下底板上还设有两个第一铰链机构；两个所述第一铰链机构相同且分别位于两个剪叉臂的正下方，所述第一铰链机构包括与所述下底板顶部固定连接的第一基座；所述第一基座上通过转轴转动连接有两个铰接的第一铰链杆，每个所述第一铰链杆的另一端均通过转轴分别与组成所述剪叉臂的两个所述组合件下半部转动连接；所述上底板与所述下底板相对面上设有与两个所述第一铰链机构相对应的两个第二铰链机构；所述第二铰链机构包括设于所述上底板底部的第二基座，所述第二基座上通过转轴转动连接有两个铰接的第二铰链杆，每个所述第二铰链杆的另一端均通过转轴分别与组成所述剪叉臂的两个所述组合件上半部转动连接；所述第一铰链杆长度大于所述第二铰链杆长度。

进一步的，所述上底板外圈设有外防护板，所述下底板顶部一圈设有内防护板；升降装置升到最高时，所述外防护板处于所述内防护板上方，升降装置降低时，所述外防护板将所述内防护板包含在内。

进一步的，所述踏板可采用可塑料踏板。

进一步的，当台阶大于三阶时，最高阶所述台阶内部只设有蓄电池。

进一步的，所述智能控制器采用plc。

本发明方法具有如下优点：本发明可以完全替代传统人行步梯的所用使用功能，在不启用智能功能时本装置就是一阶阶普通的台阶，在使用上与传统的台阶没有任何区别，当开启智能台阶功能时使用者可以像走平道一样省力的上下台阶；不同的工作模式及使用中的省力、省时是本发明的主要优点；并且耗能小，使用人员较多或目标楼层比较分散时等待时间较少；本发明可以单列安装，也可以双列或多列安装，从而减少资源浪费，可以根据人行步梯的实际情况或不同需求采用不同的组合方式安装；可以在旧的台阶上进行加装也可以进行全新安装；安装方便、快捷。

附图说明

图1为本发明提供的一种人行步梯智能台阶的正视示意图；

图2为本发明提供的一种人行步梯智能台阶的立体示意图；

图3为本发明提供的一种人行步梯智能台阶的剪叉臂结构的连接状态示意图；

图4为本发明提供的一种人行步梯智能台阶的剪叉臂结构示意图；

图5为本发明提供的一种人行步梯智能台阶的限位装置结构的连接状态示意图；

图6为本发明提供的一种人行步梯智能台阶的直流电机、减速箱和滚珠丝杠平面爆炸结构示意图；

图7为本发明提供的一种人行步梯智能台阶的丝杠横梁透视结构示意图；

图8为本发明提供的一种人行步梯智能台阶的铰链机构的结构连接状态示意图；

图9为本发明提供的一种人行步梯智能台阶的护板的结构连接状态示意图；

图10为本发明提供的一种人行步梯智能台阶的智能控制器包含的下楼梯逻辑关系示意图；

图11为本发明提供的一种人行步梯智能台阶的智能控制器包含的任意位置进入台阶时逻辑关系示意图；

图12为本发明提供的一种人行步梯智能台阶的智能控制器包含的上楼梯逻辑关系示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本发明实施例1提供的一种人行步梯智能台阶，请参阅图1所示，所述台阶包括踏板1、智能控制器和升降装置，所述升降装置包括上底板2和下底板3；所述踏板1与所述上底板2之间设有压力传感器4；所述上底板2和下底板3彼此平行，请参阅图2所示，所述上底板2和下底板3相对面靠近两侧的位置分别竖直设有彼此平行的剪叉臂10，两个所述剪叉臂10顶端和底端分别与所述上底板2和所述下底板3滚动接触；

所述升降装置还包括设置于所述下底板3上的直流电机5和限制上底板2升降高度的限位装置；所述直流电机5输出端通过减速箱6转动连接有滚珠丝杠7，所述滚珠丝杠7两端的螺纹方向相反，所述滚珠丝杠7延所述下底板3长度方向水平放置且设于两个所述剪叉臂10之间；所述滚珠丝杠7两端分别套设有与其转动匹配的螺母8，所述螺母8上套设有丝杠横梁9，所述丝杠横梁9两端通过转轴分别与两个所述剪叉臂10底端的相对面转动连接；两个所述剪叉臂10相对的顶端通过轴连接；

所述压力传感器4和所述直流电机5均电连接智能控制器。

使用时，本发明可以单列安装，也可以双列或多列安装，可以根据人行步梯的实际情况或不同需求采用不同的组合方式安装通过智能控制器控制直流电机的运转，直流电机正转时带动滚珠丝杠转动，由于滚珠丝杠两端的螺纹方向相反，从而推动两端的丝杠横梁向两端相向运动，从而使剪叉臂高度不断减小，从而使，踏板的高度不断减小；直流电机逆转时，带动滚珠丝杠反转，由于滚珠丝杠两端的螺纹方向相反，从而带动两端的丝杠横梁相对运动，从而使剪叉臂高度不断升高，从而使踏板的高度升高。

需要说明的是，请参阅图10、图11和图12所示，使用者上、下台阶时，每个台阶通过plc控制情况下均满足以下逻辑关系：

使用者上、下台阶的过程：

使用者开始步入c0，当使用者一只脚踏上c0踏板时，c0的plc被唤醒，并且开始接收压力传感器传送的压力数据；使用者的身体继续移入c0，当plc接收到的重量大于等于15kg时(规定为15kg主要考虑为了婴幼儿的安全限制婴幼儿单独使用，达到保护婴幼儿的目的)，c0中的plc就向c-1内的plc发出一条使c-1上升的指令。

c-1中的plc在接收到c0中的plc发来的指令后，c-1中的plc就开始分析本阶台阶的状态，若同时满足下列三个条件：1)工作标志位处于无效(无效状态说明本阶台阶没有被其他人使用，处于空闲状态)，2)运行方向标志是上升(上升状态说明本阶台阶处于低点，此时只能执行向上的上升运动)，3)踏板压力小于等于1kg(压力小于等于1kg说明踏板上没有受到踩踏或受到的压力不影响正常使用)说明c-1处于休眠状态，可以被唤醒并且执行该指令；若不满足，说明c-1正在被其他人使用则将该指令视为无效指令。当c0位于最低一阶台阶时，向下比c0更低阶的相邻台阶是不存在的，此时c0也会发出该指令，只是没有接收者。

⑴、选择下楼梯：

使用者的重量完全加载到c0踏板上后，如果体重载荷从c0向c-1转移。在转移载荷的过程中，当c0的plc接收到的重量小于等于5kg时，c0中的plc就向c-1中的plc发出一条下降指令。

c-1中的plc在接收到c0中plc发来的指令后，就开始分析本阶台阶的状态，若同时满足下列三个条件：1)工作标志位处于有效(有效状态说明本阶台阶处于就绪状态)，2)运行方向标志是下降(下降状态说明本阶台阶处于高点，此时只能执行向下的下降运动)，3)踏板压力逐渐在增大(说明重量的载荷正在从c0向c-1转移，使用者有下楼梯的意向)说明c-1具备了下降的条件，则立即执行该指令；若不满足，说明c-1不具备下降条件，则视为无效指令。c-1在执行下降指令时，同时向c-2中的plc发出一条上升的指令。c-1下降过程中当触发到低点限位传感器时停止下降，c-1每下降一阶使用者也就被放低一阶。

c-2中的plc在接收到c-1中的plc发来的指令后，就开始分析本阶台阶的状态，若同时满足下列三个条件：1)工作标志位处于无效(无效状态说明本阶台阶没有被其他人使用，处于空闲状态)，2)运行方向标志是上升(上升状态说明本阶台阶处于低点，此时只能执行向上的上升运动)，3)踏板压力小于等于1kg(压力小于等于1kg说明踏板上没有受到踩踏或受到的压力不影响正常使用)说明c-2处于休眠状态，可以被唤醒并且执行该指令；若不满足，说明c-2正在被其他人使用，则视为无效指令。

当c-1下降至限定位置，c-2上升就绪后，并且使用者的重量完全加载到了c-1踏板上，接着体重载荷从c-1向c-2转移。在转移载荷的过程中，当c-1中的plc接收到的重量小于等于5kg时，c-1中的plc就向c-2中的plc发出一条下降指令。

c-2中的plc在接收到c-1中plc发来的指令后，就开始分析本阶台阶的状态，若同时满足下列三个条件：1)工作标志位处于有效(有效状态说明本阶台阶处于就绪状态)，2)运行方向标志是下降(下降状态说明本阶台阶处于高点，此时只能执行向下的下降运动)，3)踏板压力逐渐在增大(说明重量的载荷正在从c-1向c-2转移，使用者有下楼梯的意向)说明c-2具备了下降的条件，则立即执行该指令；若不满足，说明c-2不具备下降的条件，则视为无效指令。c-2在执行下降指令时，同时向c-3中的plc发出一条上升的指令；而c-2下降过程中当触发到低点限位传感器时停止下降。c-2下降一阶的同时使用者也被放低一阶。

c-3中的plc在接收到c-2中plc发来的指令后，就开始分析本阶台阶的状态，若同时满足下列三个条件：1)工作标志位处于无效(无效状态说明本阶台阶没有被其他人使用，处于空闲状态)，2)运行方向标志是上升(上升状态说明本阶台阶处于低点，此时只能执行向上的上升运动)，3)踏板压力小于等于1kg(压力小于等于1kg说明踏板上没有受到踩踏或受到的压力不影响正常使用)说明c-3处于休眠状态，可以被唤醒并且执行该指令；若不满足，说明c-3在被其他人使用则视为无效指令。依以上步骤就可以完成下台阶的整个过程。

⑵、选择上楼梯：

使用者的重量完全加载到c0踏板上后，当一只脚踏上c1踏板时，c1中的plc被唤醒并且开始接收压力传感器传来的压力数据，当c1中的plc接收到的重量大于等于5kg时，c1中的plc就向c0中的plc发出一条上升指令。

c0中的plc在接收到c1中plc发来的指令后，就开始分析本阶台阶的状态，若同时满足下列三个条件：1)工作标志位处于有效(有效状态说明本阶台阶处于就绪状态)，2)运行方向标志是上升(上升状态说明本阶台阶处于低点，此时只能执行向上的上升运动)，3)踏板压力逐渐在减小(说明重量的载荷正在从c0向c1转移，使用者有上楼梯的意向)说明c0具备了上升的条件，则立即执行该指令，若不满足说明c0不具备上升的条件，则该指令视为无效。c0在执行上升指令时，同时向c-1中的plc发出一条下降的指令；而c0升高过程中当触发到高点限位传感器时停止上升。c0升高一阶使用者也被抬高一阶。

c-1中的plc在接收到c0中plc发来的指令后，就开始分析本阶台阶的状态，若同时满足下列三个条件：1)工作标志位处于有效(有效状态说明本阶台阶处于就绪状态)，2)运行方向标志是下降(下降状态说明本阶台阶处于高点，此时只能执行向下的下降运动)，3)踏板压力小于等于1kg(压力小于等于1kg说明踏板上没有受到踩踏或受到的压力不影响正常使用)说明c-1具备了下降的条件,就立即执行该指令，否则，就进入等待过程直到具备条件后继续执行该指令。c-1在下降过程中当触发到低点限位传感器时停止下降，同时初始化c-1的plc状态，以便提供给下一位使用者使用。

当c0上升到位，使用者的重量载荷完全从c0转移到c1后，继续迈步向上，当一只脚踏上c2踏板时，c2中的plc被唤醒开始接收压力传感器传来的压力数据，当c2中的plc接收到的重量大于等于5kg时，c2中的plc就向c1中的plc发出一条上升指令。

c1中的plc在接收到c2中plc发来的指令后，就开始分析本阶台阶的状态，若同时满足下列三个条件：1)工作标志位处于有效(有效状态说明本阶台阶处于就绪状态)，2)运行方向标志是上升(上升状态说明本阶台阶处于低点，此时只能执行向上的上升运动)，3)踏板压力逐渐在减小(说明重量的载荷正在从c1向c2转移，使用者有上楼梯的意向)说明c1具备了上升的条件，则立即执行该指令；若不满足说明c1不具备上升的条件，则视该指令为无效。c1在执行上升指令时，同时向c0的plc发出一条下降的指令。c1升高过程中当触发到高点限位传感器时停止上升。c1升高一阶使用者再次被抬高一阶。

c0中的plc在接收到c1中的plc发来的指令后，就开始分析本阶台阶的状态，若同时满足下列三个条件：1)工作标志位处于有效(有效状态说明本阶台阶处于就绪状态)，2)运行方向标志是下降(下降状态说明本阶台阶处于高点，此时只能执行向下的下降运动)，3)踏板压力小于等于1kg(压力小于等于1kg说明踏板上没有受到踩踏或受到的压力不影响正常使用)说明c0具备了下降的条件，则立即执行该指令；若不满足说明c0不具备下降的条件，就进入等待过程直到具备条件后继续执行该指令。c0在下降过程中当触发到低点限位传感器时停止下降，同时初始化c0的plc状态，以便提供给下一位使用使用。依以上步骤就可以完成上台阶的整个过程。

需要说明的是，台阶只在高点或低点静止时对数据进行采集和设置；每一阶台阶在使用过程中都需要按照顺序经历休眠、唤醒、上升、下降、休眠的五个过程，并进行重复循环；各台阶之间指令的执行采用“先到先用”的优先级选择方式。

实施例2

本发明实施例2提供的一种人行步梯智能台阶与实施例1基本相同，区别在于，请参阅图3所示，为了达到更好的滑动效果，所述上底板2和所述下底板3上均延长度方向设有彼此平行的四个滑轨11，所述四个滑轨11两两分布在所述上底板2和所述下底板3相对面靠近两侧的位置；请参阅图4所示，所述剪叉臂10由两个组合件12交叉后通过第一转轴13转动连接；每个所述组合件12均由两个剪刀架121组成，两个所述剪刀架121相对面的一端连接有第二转轴14；所述第二转轴14两端分别垂直于所述两个剪刀架121的相对面且靠近所述丝杠横梁9一端贯穿出所述剪刀架121侧壁；所述组合件12两端均通过所述第二转轴14转动连接有与所述滑轨11滑动匹配的滚轮15。

实施例3

本发明实施例3提供的一种人行步梯智能台阶与实施例2基本相同，区别在于，请参阅图5所示，为了达到更好的升高和降低效果，所述限位装置包括垂直连接于所述下底板3上的四个限位支架16，四个所述限位支架16分布在所述下底板3顶部四周；四个所述限位支架16位于所述上底板2正下方；所述限位装置还包括置于所述下底板3上与所述直流电机5电连接的限位开关和与所述限位开关电连接的第一限位传感器17和第二限位传感器18；所述第一限位传感器17垂直连接于两个所述丝杠横梁9相对面的一侧；所述第二限位传感器18置于其中一个所述限位支架16的一侧壁顶部。

第一限位传感器用于限制台阶升起的最高高度，第二限位传感器用于限制台阶的最低高度。

需要说明的是下一级台阶升起后需要保证比上一级台阶低10mm到20mm；让使用者在使用过程中能够感知不同台阶的存在，以保证在使用过程中的减少误判和误操作。

实施例4

本发明实施例4提供的一种人行步梯智能台阶与实施例3基本相同，区别在于，请参阅图6所示，为了达到更好的传动效果，所述滚珠丝杠7上中间段固定套设有第一齿轮71，所述第一齿轮71与所述减速箱6输出端齿轮啮合，所述直流电机5通过输出端连接有第二齿轮51，所述第二齿轮51与所述减速箱6输入端齿轮啮合。

实施例5

本发明实施例5提供的一种人行步梯智能台阶与实施例4基本相同，区别在于，为了达到更好的传动效果；请参阅图7所示，所述丝杠横梁9上设有贯穿两侧的第一通孔91，所述第一通孔91与所述螺母相匹配；所述丝杠横梁9远离所述第一通孔91一端开设有盲孔92，所述丝杠横梁9靠近所述第一通孔91的一端面开设有与所述第一通孔91连通的第二通孔93；所述盲孔92和所述第二通孔93内固定设有与所述第二转轴14转动匹配的轴承。

实施例6

本发明实施例6提供的一种人行步梯智能台阶与实施例5基本相同，区别在于，请参阅图8所示，所述下底板上还设有两个第一铰链机构101；两个所述第一铰链机构101相同且分别位于两个剪叉臂10的正下方，所述第一铰链机构101包括与所述下底板3顶部固定连接的第一基座1012；所述第一基座1012上通过转轴转动连接有两个铰接的第一铰链杆1011，每个所述第一铰链杆1011的另一端均通过转轴分别与组成所述剪叉臂10的两个所述组合件12下半部转动连接；所述上底板2与所述下底板3相对面上设有与两个所述第一铰链机构101相对应的两个第二铰链机构102；所述第二铰链机构102包括设于所述上底板2底部的第二基座1021，所述第二基座1021上通过转轴转动连接有两个铰接的第二铰链杆1022，每个所述第二铰链杆1022的另一端均通过转轴分别与组成所述剪叉臂10的两个所述组合件12上半部转动连接；所述第一铰链杆1011长度大于所述第二铰链杆1022长度；铰链机构起着对剪叉臂10起到支撑作用，同时可以分解一部分踏板1上的压力。

实施例7

本发明实施例7提供的一种人行步梯智能台阶与实施例6基本相同，区别在于，请参阅图9所示，为了达到安全效果，所述上底板2外圈设有外防护板19，所述下底板3顶部一圈设有内防护板20；升降装置升到最高时，所述外防护板19处于所述内防护板20上方，升降装置降低时，所述外防护板19将所述内防护板包20含在内。

实施例8

本发明实施例8提供的一种人行步梯智能台阶与实施例7基本相同，区别在于，为了达到耐磨、耐火的安全效果，所述踏板1可采用可塑料踏板1。

实施例9

本发明实施例9提供的一种人行步梯智能台阶与实施例8基本相同，区别在于，当台阶大于三阶时，最高阶所述台阶内部只设有蓄电池，起到在外部断电的情况下自动启动内部供电系统以保证台阶的正常使用；智能控制器采用plc。

需要说明的是，最高台阶内部只设有蓄电池，不设有升降装置，但台阶顶部依然设有压力传感器和plc，用于接收数据，完成智能控制器的调控。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。