一种模块化模型电梯的制作方法

本发明涉及一种机电一体化产品，尤其涉及一种模块化模型电梯。

背景技术：

随着我国高层建筑数量快速增加，电梯便成了高层建筑中必不可少的交通方式。大量需要电梯设计和维修人才，高校中通过电梯模型进行控制和维修维护的培训就很迫切，国内外针对真实实训电梯模型却十分单一。一直以来，每个学校的电梯模型均是由厂家定制，电梯的层数和控制方法都是已经固定的，对培养学生的动手能力和扩展实验范围有极大限制。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题：设计一款能够组装的模型电梯，解决了目前真实实训电梯模型单一，学生动手能力和扩展试验范围有极大限制的问题，同时可以培养高校学生对电梯机械结构、电气结构的了解和plc课程的学习。

本发明的技术方案如下：

一种模块化模型电梯，包括单独模块和可重复使用模块；所述单独模块包括曳引系统、轿厢系统和重量平衡系统。

所述可重复使用模块就是井道框架系统，井道框架系统采用积木式结构可实现不同层数电梯的任意组装，进一步的，井道框架分为顶层、底层、1层、2层和3层模块。其中底层模块固定在一块底面积大于井道框架面积的底座上。在每一层模块上，都安装有导向系统和门系统。

所述井道框架由铝合金型材料搭建而成的立方体，铝合金型材料之间采用专用的角槽连接件连接，角槽连接件上有螺丝孔，使用螺钉将角槽连接件和铝合金型材料固定。层模块之间通过圆柱销连接，圆柱销插入安装在井道框架立柱边缘处的圆管中间，圆管中间是一凸台，凸台上下各与上下层模块连接。

所述门系统由轿门、层门和开关门组成，而轿门和层门由门、导轨、门框和连接板组成。在门上方由连接板将开关门机的动力传动到层门轿门上，带动门开和闭。层门设置门框，限制层门在导轨里左右往复运动，并保持在导轨内水平。在层门门框的两侧极限位置，设有限位挡轮，其作用是当门限位开关出现故障时，防止门继续打开造成事故。连接板上有两个层门滚轮，由门刀与层门导轮配合带动层门开关。开门机装在轿顶靠近轿门处，由电动机通过减速装置带动曲柄摇杆机构去开、关轿门，再由轿门门刀插入层门滚轮内，使层门联动，带动层门打开、闭合。

所述导向系统包含轿厢的导轨、对重的导轨和导轨支架组成。轿厢的导轨成t型结构，采用两根凹头六角槽螺栓将导轨支架安装在框架上。对重一侧导轨采用f型铝滑槽，在导靴侧采用与滑槽配合的单个导轮，导轮使用深沟球轴承，与销轴挤压配合，再将销轴固接在法兰盘状安装盘上；导靴采用滚轮式导靴。

所述曳引系统采用曳引轮形式，曳引轮由传统的蜗轮蜗杆减速曳引机驱动。该曳引机由曳引电动机、蜗轮和蜗杆组成，曳引轮和蜗轮固定在蜗杆两侧，曳引电动机驱动蜗杆进而驱动涡轮，并由涡轮带动曳引轮转动；曳引钢丝绳跨过曳引轮，一端连接轿厢，另一端连接对重，轿厢和对重做相对运动。

所述曳引钢丝绳长度大于最高层电梯所需的曳引钢丝绳所需的长度，将最高层电梯所需的曳引钢丝绳全部接入曳引机构，多余的钢丝绳盘在一个滚轮上，用棘轮装置锁死。曳引机构包括曳引轮、导向轮、放绳装置；放绳装置由步进电机、盘线的滚轮和棘轮装置三部分构成。步进电机控制滚轮的转动，控制曳引钢丝绳的长度，棘爪卡回棘轮齿槽锁定曳引钢丝绳的长度。

所述轿厢系统由轿厢架、轿顶、轿壁和轿底组成。轿厢架由上梁、下梁、立柱和下梁拉条等部件组成，在上梁和下梁上各固定有滚轮式导靴，引导轿厢系统沿导轨上下运动，保持轿厢处在水平位置。在上梁上有滑轮和固定底座，起悬吊牵引轿厢系统的作用；前侧轿壁开口处用于安装轿厢门。

所述轿厢架由铝合金型材连接而成，轿顶、轿底和轿壁均采用有机透明塑料制成。

所述电梯模型设有限速器、安全钳缓冲器等保护装置；在电气方面还设有超速保护装置。其中限速器安装在机房或井道顶部。

所述模型电梯每一层模块上装有平层遥感器，与装在轿顶上的平层感应装置配合，判断轿厢是否到位；在层门中间处，设有一行程开关，用以判断层门是否完全闭合；在层门的极限位置各设有行程开关，判断门是否已经打开到位。

所述模型电梯模块化设计采用plc控制，在电梯内设有内呼盒和外呼盒作为控制的关键部分，通过软件编程对模型电梯进行控制。

与通常技术相比本发明的有益效果是：本发明的一种模型电梯模块化设计可以自己设计电梯的层数，即有益对于电梯机械结构的了解，也可以结合控制技术对plc进行学习。克服了高校中对模型电梯固定思维的教育方式，将学生在学校学到的专业知识与分析解决问题的能力和实际问题相结合，可以锻炼学生综合应用知识的能力，提高学生的动手能力，还综合运用机械、电气和控制等多方面知识，达到了培养学生综合能力的目的。

附图说明

图1是本发明的一种模块化模型电梯的整体图。

图2是本发明的一种模块化模型电梯的俯视图。

图3是本发明的一种模块化模型电梯的门系统图。

图4是本发明的一种模块化模型电梯的曳引钢丝绳收缩装置图。

附图标记说明：1、井道框架；2、层门；3、对重；4、轿厢系统；5、圆柱销；6、底座；7、导轨；8、层门开门机；9、t型导轨；10、导轨支架；11、法兰盘；12、门框；13、f型铝滑槽；14、箱门开门机；15、深沟球轴承；16、滚轮导靴；17、轿门；18、加强筋；19、连接板；20、拽引钢丝绳；21、门刀；22、导向轮；23、放绳装置；24、拽引轮；

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进行更详细的说明。

如图1、图2、图3、图4所示，本发明包括井道框架1、层门2、对重3、轿厢系统4、圆柱销5、底座6、导轨7；所述井道框架1是模型电梯模块化设计的可重复使用的模块，井道框架1模块分为顶层、底层、1层、2层和3层模块。导轨支架10位于井道框架1内，其中底层模块固定在一块底面积大于井道框架1的底座6上。组装的原则是高层模块在下，低层模块在上且底层模块和顶层模块只使用一次。在每一层模块上，都固定有导向系统和门系统，以完成轿厢系统4和对重3的配合。井道框架1由铝合金型材料搭建而成，铝合金型材料之间采用专用的角槽连接件连接。井道框架1模块之间靠圆柱销5连接，圆柱销5插入安装在井道框架1立柱边缘处的圆管中间，圆管中间是一凸台，凸台上下各与上下层模块连接。

本发明门系统由轿门17、层门2、和层门开门机8组成，在门上方由连接板19将开关门机8的动力传动到轿门17上。层门2设有门框12，限制层门2在t型导轨9里左右往复运动，并保持在t型导轨9内水平。在门框12的两侧极限位置，设有限位挡轮，其作用是当门限位开关出现故障时，防止门继续打开造成事故。连接板19上有两个层门2滚轮，由门刀21与层门2导轮配合带动层门2开关。开门机8装在轿顶靠近轿门17处，由电动机通过减速装置带动曲柄摇杆机构去开、关轿门17，再由门刀21插入层门2滚轮内，使层门2联动，带动层门2打开、闭合。

本发明导向系统包含轿厢系统4的t型导轨9、导轨支架10、对重3的f型铝滑槽13；t型导轨9采用两根凹头六角槽螺栓将导轨支架10安装在电梯框架上。对重3一侧f型铝滑槽13采用滚轮式导靴16固定，导轮使用深沟球轴承15，与销轴挤压配合，再将销轴固接在法兰盘11状安装盘上。

本发明曳引钢丝绳20长度大于最高层电梯所需的长度，曳引钢丝绳20全部接入曳引机构，多余的曳引钢丝绳20盘在一个滚轮上，用棘轮装置锁死。曳引机构包括曳引轮24、导向轮22、放绳装置23。放绳装置23由步进电机、盘线的滚轮和棘轮装置三部分构成。步进电机控制滚轮的转动，控制曳引钢丝绳20的长度，棘爪卡回棘轮齿槽锁定曳引钢丝绳20的长度。

通过对6层电梯模型的安装方式进行举例说明：6层电梯可由底层+3层+1层+顶层组成井道框架1，其中底层模块固定在底座6上，3层模块下方将圆柱销5插入到底层模块的圆管中，3层模块上方用同样的方法与1层模块链接，顶层位于1层模块上；每层模块都安装有固定有导向系统和门系统；井道框架1内有井道系统，井道系统给对重3和轿厢系统4及导向系统7提供空间，对重3和轿厢系统4通过拽引钢丝绳20连接，作相对运动；轿厢系统4的门上方由连接板19将开关门机8的动力传动到轿门17上，层门2在t型导轨9门框12内运动，门框12两侧的限位挡轮起最终保护作用，层门2开关若要打开需要门刀21与层门2导轮配合。由电动机通过减速装置带动曲柄摇杆机构去开、关轿门17，再由门刀21插入层门2滚轮内，使层门2联动，带动层门2打开、闭合。拽引钢丝绳20调制在6层电梯的长度，多余的拽引钢丝绳盘20在一个滚轮上，用棘轮装置锁死，就完成了6层电梯硬件的搭建。软件上通过plc编程控制，电梯内设有的内呼盒和外呼盒作为人机交互界面。