齿轮齿条升降设备水平式平层控制及安全制动装置的制作方法

本发明涉及升降设备平层控制及安全制动装置领域，特别是涉及一种齿轮齿条升降设备水平式平层控制及安全制动装置。

背景技术：

齿轮齿条升降设备现有的平层控制装置还是沿用曳引式升降设备的方式，但是齿轮齿条升降设备有其不同于曳引式升降设备的特点，根据其特点对现有的平层控制装置进行改进是有必要的；齿轮齿条式升降设备现有的安全制动装置，是通过各种方法，使驱动齿轮停止转动来实现；但是如果驱动齿轮发生问题，例如轮齿损坏，即使对齿轮制动，也不能保证升降设备可靠制动，为确保安全，齿轮齿条式升降设备必须配置可靠的能够应对包括驱动齿轮发生问题以及类似安全问题的安全制动装置。

技术实现要素：

本发明的目的，是提供一种能够实现稳定的平层保持精度和可靠的能够应对包括驱动齿轮发生问题以及类似安全问题的安全制动装置。

图1为一种齿轮齿条升降设备水平式平层控制及安全制动装置的结构示意图，图示方向为从齿轮齿条升降设备轿厢60顶部、卸去顶部轿厢外板从上往下看所见，所以对于升降设备驱动齿条17只能看到其顶部，右活动齿条16进行了局部剖视处理，以能够看清其内部与右双臂杠杆35的配合结构(与右双臂杠杆35的一臂连接)，右活动齿条组合和左活动齿条组合是以齿条中间的中心点划线表示的垂直于齿条投影平面的竖直中心面为对称平面的镜对称图形，支架7为半剖视，其活动齿条的操纵机构的控制装置包括，或者液压装置、或者气动装置、或者电-液联合装置、或者电-气联合装置，图1显示的是活动齿条与升降设备驱动齿条啮合的状态，所述的水平式平层控制及安全制动装置处于制动位置状态；图2为图1所示的齿轮齿条升降设备水平式平层控制及安全制动装置的解除制动处于自由状态的示意图，投影方向与图1的投影方向相同；图3为图1的A-A局部剖视图，方向为从A-A剖面向前看(向齿条方向看)所见，图面显示了轨道组件、活动齿条、活动齿条与活动齿条的操纵机构的左双臂杠杆34、右双臂杠杆35的连接关系，显示的是活动齿条与升降设备驱动齿条啮合制动的状态；图4为与图3所示的相同视图方向显示的活动齿条与升降设备驱动齿条处于分离状态的示意图；图5为图1的B-B局部剖视图，方向为从B-B剖面往右看(往中心线方向看)所见，图面从纵剖面方向显示了轨道组件、活动齿条、活动齿条的限位机构、活动齿条的操纵机构的左双臂杠杆34的连接关系；一种齿轮齿条升降设备水平式平层控制及安全制动装置(以下简称水平式平层及安全制动装置)，其特征是，装置按水平方向配置，安装位置在升降设备轿厢顶部或者底部、或者其它合理的位置，其组成包括，承重部件、轨道组件、活动齿条、活动齿条的限位机构、活动齿条的操纵机构、活动齿条的操纵机构的控制装置、手动解锁机构；所述的承重部件包括直接承重部件或者中间过渡承重部件；所述的轨道组件包括轨道窗口孔11、导向板27、承重部件兼上轨15和下轨18形成的水平轨道，所述的活动齿条包括右活动齿条16和左活动齿条12，所述的右活动齿条16和左活动齿条12穿过轨道窗口孔11，活动齿条的与升降设备的驱动齿条17相联系的部分的齿形处于可以与升降设备的驱动齿条17啮合或者分离的位置，通过在轨道组件上水平移动或者保持在某些确定的位置上实现与驱动齿条17的啮合或者分离，所述的确定的位置，包括与升降设备驱动齿条啮合的制动位置、或者与升降设备驱动齿条完全分离并且有一小段间隙的自由位置,所述的有一小段间隙，是指驱动齿条和与其相对的活动齿条齿顶平面间有2～5mm间隙；活动齿条与水平轨道的配合尺寸为动配合，接触表面为光滑低摩擦系数表面，以有利于活动齿条的移动，右活动齿条16和左活动齿条12顶部在进入制动状态后与承重部件兼上轨15直接接触承重；所述的活动齿条的限位机构包括，活动齿条的与导轨相联系的部分的内端面上方或者下方至少有一个方向开有导向槽，(参见图5)，导向槽与导向板27的配合部分为动配合，以防止活动齿条向轿厢60的外侧或者内侧窜动；活动齿条顶部在进入制动状态后与升降设备轿厢的承重部件(图1中是承重部件兼上轨15)直接接触或者通过中间过渡承重部件接触承重；活动齿条的操纵机构操纵活动齿条在轨道孔上水平移动或者停留保持在某些确定的位置上，所述的活动齿条的操纵机构布置在升降设备轿厢的水平面方向的支持结构28上，其安装位置包括轿厢的顶部或者底部、或者其它合理的位置；所述的活动齿条的操纵机构的控制装置包括，机械装置、或者电气装置、或者液压装置、或者气动装置、或者电-液联合装置、或者电-气联合装置；所述的电-液联合装置、或者电-气联合装置包括电磁阀51，所述的电磁阀51的线圈的得电、失电受升降设备电气控制系统的控制。

所述的活动齿条的操纵机构，包括，缸体1、活塞2、顶块3、拉杆4、调节螺母组5、弹簧6、支架7、拉块8、活动轴21，左单臂杠杆31、左活动芯轴32与左双臂杠杆34的铰链组件，右单臂杠杆37、右活动芯轴36与右双臂杠杆35的铰链组件，固定轴33；所述的活动齿条的操纵机构是水平面方向布置，其实际运动方向是沿水平面方向，为叙述清晰，本文定义，驱动齿条17方向为前，缸体1方向为后，向驱动齿条17方向移动为前移，向缸体1方向移动为后移，(如果图1、图2竖直放置，则前移就是相对于图面的上行，后移就是相对于图面的下行)；活动齿条的操纵机构工作过程为，电磁阀51失电时，复位为初始位置，选定缸体1的后接口23为进气口(或者进油口)、前接口22为排气口(或者回油口)，活塞2前移、顶块3受活塞2的顶压也前移并且带动拉杆4、拉块8一起前移同时压缩弹簧6，固定在拉块8上的活动轴21跟随拉块8前移、推动围绕在活动轴21上的左单臂杠杆31的开放端和右单臂杠杆37的开放端前移，带动左单臂杠杆31、左活动芯轴32与左双臂杠杆34的铰链组件，和右单臂杠杆37、右活动芯轴36与右双臂杠杆35的铰链组件，绕固定轴33转动，左双臂杠杆34、右双臂杠杆35的后端往左右两侧张开，前端带动左活动齿条12、右活动齿条16往升降设备驱动齿条17中心方向移动，直至与升降设备驱动齿条17完全啮合的制动位置，对升降设备制动；电磁阀51得电时，选定缸体1的后接口23为排气口、前接口22为进气口，活塞2后移、顶块3受弹簧6的弹力作用跟随活塞2后移并且带动拉杆4、拉块8一起后移，固定在拉块8上的活动轴21跟随拉块8后移、同时拉动围绕在活动轴21上的左单臂杠杆31的开放端和右单臂杠杆37的开放端后移，同时拉动左双臂杠杆34、右双臂杠杆35的后端从左右两侧往中间移动，前端带动左活动齿条12、右活动齿条16往离开升降设备驱动齿条17中心的方向移动，直至与升降设备驱动齿条17完全分离并有一小段间隙的自由位置；调节螺母组5用于调节弹簧6的压力，支架7固定弹簧6的前端面的最前位置；固定框架28与升降设备轿厢的主承重结构连接，并对水平式安全制动装置起支持固定作用；所述的齿轮齿条升降设备水平式安全制动装置，其安装位置包括轿厢的顶部或者底部、或者其它合理的位置。

所述的活动齿条的操纵机构的控制装置包括的电-液联合装置、或者电-气联合装置，包括，所述的缸体1的后接口23或者前接口22被选定为进气口(或者进油口)抑或为排气口(或者回油口)的状态，通过电磁阀51来控制，所述的电磁阀51为二位五通电磁阀，图6是电磁阀51失电时的控制状态示意图，失电时阀芯受复位弹簧作用复位为初始位置，电磁阀P口与A口通、P口接压缩空气气源的进气管路(或者压力油油源进油管路)、A口接缸体1的后接口23，S口与B口通、S口接排气管路(或者回油管路)、B口接缸体1的前接口22，此时、选定缸体1的后接口23为进气口(或者进油口)，缸体1的前接口22为排气口(或者回油口)，活塞2前移，直至左活动齿条12、右活动齿条16与升降设备驱动齿条17可靠啮合的制动位置；图7是电磁阀51得电时的控制状态示意图，得电时阀芯受电磁铁作用移动达工作位置，电磁阀P口与B口通、P口接压缩空气气源(或者压力油油源)的进气管路(或者进油管路)、B口接缸体1的前接口22，R口与A口通、R口接排气管路(或者回油管路)、A口接缸体1的后接口23，此时、选定缸体1的前接口22为进气口(或者进油口)，缸体1的后接口23为排气口(或者回油口),活塞2后移，直至左活动齿条12、右活动齿条16与升降设备驱动齿条17完全分离并有一小段间隙的自由位置；从而实现失电制动，得电释放的功能；所述的一小段间隙，是指2～5mm间隙。

所述的电磁阀51线圈的得电、失电受升降设备电气控制系统的控制，所述的电气控制系统的电磁阀51的控制单元中还包括一个只受总电源控制的接触器或者继电器加接触器组合和储能装置，所述的只受总电源控制的接触器或者继电器加接触器组合的常闭触点跨接在电磁阀51线圈和储能装置之间，升降设备得电时，常闭触点断开，电磁阀51线圈和储能装置之间的连接也断开，储能装置储能；升降设备失电时，其它失电制动装置包括电动机自带的失电抱闸装置立即发挥作用制动，但是电磁阀51线圈并不立即失电，所述的只受总电源控制的接触器或者继电器加接触器组合的常闭触点失电闭合，使电磁阀51线圈与储能装置连接，储能装置对电磁阀51线圈的延迟时间(放电时间)常数设计整定为其它失电制动装置单独完成制动需要的制动时间与电-液联合装置、或者电-气联合装置动作延迟时间的差值；例如，某台升降设备的其它失电制动装置单独完成制动需要的制动时间为3.5S，电-液联合装置、或者电-气联合装置动作延迟时间为0.5S，则储能装置对电磁阀51线圈的延迟时间常数设计整定为(3.5S-0.5S＝)3S，储能装置延时完成后，电磁阀51线圈失电；当升降设备总电源断开无电时(包括初始状态或者失电后储能装置能量释放后的状态)、升降设备处于静止状态，电磁阀51线圈无电、电磁阀51受复位弹簧作用处于初始状态、活塞2前移、直至左活动齿条12、右活动齿条16与升降设备驱动齿条17可靠啮合的制动位置，升降设备安全装置对升降设备实施制动；当升降设备总电源接通、升降设备的电气控制系统根据运行需要控制电磁阀51线圈的得电或者失电，当升降设备准备启动时，升降设备的电气控制系统控制电磁阀51的线圈得电，铁芯动作带动阀芯至工作位置，活塞后移，直至左活动齿条、右活动齿条与升降设备驱动齿条完全分离并有一小段间隙的自由位置，为升降设备启动做好准备；升降设备启动后需要停止时，升降设备的电气控制系统先断开升降设备电动机电源，电动机减速，当接近停靠位置时，例如接近平层位置时，升降设备的电气控制系统准时地控制电磁阀51线圈失电，复位为初始位置，控制活塞2前移，直至左活动齿条12、右活动齿条16与升降设备驱动齿条17可靠啮合的制动位置；如果出现异常情况，例如升降设备突然掉电、或者因为升降设备超速保护装置动作切断电源、或者因为升降设备到达极限位置保护装置动作切断电源等等，此时升降设备总电源立即无电，其它失电制动装置包括电动机自带的失电抱闸装置立即发挥作用制动，储能装置延时完成后电磁阀51线圈失电，电磁阀51复位为初始状态、控制活塞2前移、左活动齿条12、右活动齿条16与升降设备驱动齿条17可靠啮合，保证了升降设备的安全；紧急制动情况下，左活动齿条12、右活动齿条16一开始可能与升降设备驱动齿条17未有完全啮合，最不利的情况是如图8所示的制动时可能发生齿条的最高点与最高点接触的情况，此时在弹力作用下暂时成为摩擦制动，如果此时升降设备全部制动装置的制动力矩加起来足以实现制动，制动任务完成；如果此时升降设备全部制动装置的制动力矩加起来都不足以制止升降设备下滑，(因为有制动力矩作用，所以刚开始下滑会比较缓慢)，当下滑到错开最高点与最高点的位置时，左活动齿条12、右活动齿条16就会在弹力推动下挤入升降设备驱动齿条17的齿槽中(参见图9)，然后随着继续下滑，继续挤入，直至左活动齿条12、右活动齿条16与升降设备驱动齿条17可靠啮合；图8为图1的C-C局部剖视图方向，当制动时可能发生齿条的最高点与最高点接触状态示意图，投影方向为从升降设备往驱动齿条17的方向观察；图9为图8的同一视图方向，当左活动齿条、右活动齿条在弹力推动下挤入升降设备驱动齿条的齿槽中的示意图。

所述的手动解锁机构，包括，在电磁阀51和气源之间设置有一个手动换向阀，用于在停电后必需时(例如紧急制动后不在平层位置，需要启动手动装置缓慢移动至平层位置)，人工手动控制变换电磁阀51输入端的P口(进气口)、R口(排气口)、S口(排气口)与进气管路或者排气管路抑或进油管路或者回油管路的连接，控制活塞2的运动，从而控制安全装置的制动或者释放；当然所述的手动换向阀必须设置在安全可靠不能随意开启的位置，制定了规章制度并且严格实施，确保只有具备了资质，得到授权的人员才能开启和使用。

采用本发明的齿轮齿条升降设备水平式平层控制及安全制动装置的升降设备各可能的制动停靠点之间的距离是其驱动齿条齿距(p＝πm)的整数倍，因此配置有本发明的平层及安全制动装置的升降设备的安装方法包括，进行和安装有关的前期土建施工时，必须通过对层站与层站的高度差进行精确测量，据此对各层站地坎进行施工、并准确控制层站与层站之间地坎上平面的高度差为驱动齿条齿距(p＝πm)的整数倍，根据GB/T10058的规定，允许误差为±10mm(施工内控要求应该小于此误差值)；在升降设备安装时，正确调节升降设备与驱动齿条的互相配合，使得升降设备轿厢从第一层就停靠平层准确且在中位值，那么以后的停靠平层就能够符合要求，甚至在其它个别平层元件发生故障的时候，也能保证停靠平层准确；而且平层保持精度可以远优于GB/T10058规定的±20mm的要求。

本发明采用液压或者气压控制齿条啮合，压力稳定、有利于减小冲击；采用齿条啮合方式进行平层控制，其平层准确度可以达到优于GB/T10058-2009规定的±10mm的要求，保持精度可以达到远优于GB/T10058-2009规定的±20mm的要求；采用齿条啮合方式实现安全保护制动，避免了现有的摩擦制动方式可能出现的因为摩擦材料磨损、或者油污污染等引起的安全隐患，提高了安全制动的可靠性；即使遇见驱动齿轮发生问题的情况，也能可靠制动，确保安全；水平方向配置置顶或者底部设置安装，节约了轿厢内的有效空间；能够起到节约有效空间显著提高平层精度和安全保护制动质量的有益效果。

附图说明

图1为一种齿轮齿条升降设备水平式平层控制及安全制动装置的结构示意图。

图2为图1所述的平层控制及安全制动装置处于自由位置状态的示意图。

图3为图1的A-A局部剖视图。

图4为与图3所示的相同视图方向显示的活动齿条与升降设备驱动齿条处于分离状态的示意图。

图5为图1的B-B局部剖视图。

图6是电磁阀51得电时的控制状态示意图。

图7是电磁阀51失电时的控制状态示意图。

图8为图1的C-C局部剖视图方向，当制动时可能发生齿条的最高点与最高点接触状态示意图。

图9为图8的同一视图方向，当左活动齿条、右活动齿条在弹力推动下挤入升降设备驱动齿条的齿槽中的示意图。

图10为实施例1的示意图。

图11是实施例1的安全制动装置对升降设备进行制动的情况示意图。

具体实施方式

实施例1，图10为实施例1的示意图，图面显示是升降设备侧面的外观，所述的水平式平层控制及安全制动装置安装在齿轮齿条升降设备上暂时处于自由位置、升降设备准备运行或者正在运行中的情况，图11是实施例1的水平式平层控制及安全制动装置对升降设备进行制动的情况示意图，(前面的图1、图2、图3、图4、图8、图9所述的左右，是从升降设备里面往升降设备侧面看，图10、图11是从外面往升降设备侧面看，所以左右方向正好反相)，，采用的安全制动装置其内部结构各部分组成及作用的说明见图1～9所示，以及[0004]段、[0005]段、[0006]段、[0007]段、[0008]段、[0009]段所述，实施例1通过电磁阀控制压缩空气或者液压油推动活塞运动，气动系统或者液压元件既包括本发明所述的气动元件或者液压元件，还包括其它必须的气动元件或者液压元件；由于涉及多个传动系统的配合协调，所以在制造和安装时应特别注意制造质量和安装质量，包括[0009]段所述的必须做好的包括准确控制层站与层站之间地坎上平面的高度差为驱动齿条齿距(p＝πm)的整数倍的有关工作，保证必须的精度，检测合格后，才能试运行；升降设备的电气控制系统采用嵌入式系统作为主控系统，其工作过程为，当系统无电时、包括断开电源开关或者意外停电等等使得升降设备总电源断开，电磁阀51的线圈失电、电磁阀受复位弹簧作用处于初始位置状态或者复位为初始位置，选定缸体1的接口23为进气口、接口22为排气口，活塞2前移、顶块3受活塞2的顶压也前移并且带动拉杆4、拉块8一起前移同时压缩弹簧6，固定在拉块8上的活动轴21跟随拉块8前移、推动围绕在活动轴21上的左单臂杠杆31的开放端和右单臂杠杆37的开放端前移，带动左单臂杠杆31、左活动芯轴32与左双臂杠杆34的铰链组件，和右单臂杠杆37、右活动芯轴36与右双臂杠杆35的铰链组件，绕固定轴33转动，左双臂杠杆34、右双臂杠杆35的后端往左右两侧张开，前端带动左活动齿条12、右活动齿条16往升降设备驱动齿条17中心方向移动，直至与升降设备驱动齿条17完全啮合的制动位置，对升降设备制动；当升降设备准备启动时，升降设备的电气控制系统控制升降设备的驱动系统驱动升降设备向上移动一个微距离，使承重部件15的下平面与右活动齿条16和左活动齿条12的上平面有一个微间隙，所述的微间隙的数值为左活动齿条12、右活动齿条16与升降设备驱动齿条17侧隙的0.2～0.6倍；然后控制电磁阀得电，电磁阀得电时，选定缸体1的接口23为排气口、接口22为进气口，活塞2后移、顶块3受弹簧6的弹力作用跟随活塞2后移并且带动拉杆4、拉块8一起后移，固定在拉块8上的活动轴21跟随拉块8后移、拉动围绕在活动轴21上的左单臂杠杆31的开放端和右单臂杠杆37的开放端后移，同时拉动左双臂杠杆34、右双臂杠杆35的后端从左右两侧往中间移动，前端带动左活动齿条12、右活动齿条16往离开升降设备驱动齿条17中心的方向移动，直至与升降设备驱动齿条17完全分离并有一小段间隙的自由位置，为升降设备启动做好准备，升降设备转入启动程序；启动后控制系统控制升降设备各个系统按照正常工作程序进行工作，升降设备需要停止时，升降设备的电气控制系统先断开电动机电源，电动机减速，当接近停靠位置时，升降设备的电气控制系统准时地控制电磁阀51的线圈失电，复位为初始位置，控制活塞2前移，直至左活动齿条12、右活动齿条16与升降设备驱动齿条17可靠啮合的制动位置；如果升降设备正在运行时出现异常情况，例如升降设备突然掉电、或者因为升降设备超速保护装置动作切断电源、或者因为升降设备到达极限位置保护装置动作切断电源等等，此时升降设备总电源失电，其它失电制动装置包括电动机自带的失电抱闸装置立即发挥作用制动，在储能装置延时完成后，电磁阀线圈失电，电磁阀复位为初始状态、控制活塞2前移、左活动齿条12、右活动齿条16与升降设备驱动齿条17可靠啮合，保证了升降设备的安全。

实施例2，图10、图11也为实施例2的示意图，显示的是一种安装了本发明所述的水平式平层控制及安全制动装置的电梯，其外观图同图10、图11，采用的水平式平层控制及安全制动装置其内部结构各部分组成及作用的说明见图1～9所示，以及[0004]段、[0005]段、[0006]段、[0007]段、[0008]段、[0009]段所述，工作原理与[0022]段所述相同。

为利于读者理解本发明，本说明书举例描述了一些具体结构和数据，这些都是为了说明而非限定，在本发明权利要求的基本思想范围内所做的各种改变、替换和更改所产生的全部或部分等同物，都在本发明权利要求的保护范围内。