一种布阵电梯系统的制作方法

本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种布阵电梯系统。

背景技术：

电梯作为高层建筑必不可少的运输工具，作用很重要，但现有电梯一座井道只能运行一辆轿厢，上下班高峰期时乘客需要等待许久，而轿厢单次输送量固定，致使输送效率不高。当井道内的电梯出现故障时，整个井道只能处于停运状态，只有等待维修完毕方可再次使用。

为了解决上述问题，高层建筑常常通过设置多个井道来尽可能满足运载，但这仍旧无法解决上述问题，且现有高层电梯，无论是多井道还是单井道，都存在电梯不够智能且耗电量大的问题，同时设置多井道需额外占用建筑使用面积，降低了建筑使用率。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种根据需要能允许多辆轿厢在同一井道内同时运行，且轿厢能根据实际情形在工作与非工作状态进行智能形变切换，保证单井道运送效率的布阵电梯系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种布阵电梯系统，其特征在于：

包括井道、位于井道内能展开和收缩折叠的多辆轿厢；

所述井道包括允许多辆展开后的轿厢上下排布同时运行的工作运行井道区域，以及位于工作运行井道区域后方供收缩折叠后的轿厢上下布阵容置的候用运行井道区域，所述工作运行井道区域内具有至少一组重载钢轨系统固定在工作运行井道区域的侧壁上，候用运行井道区域内具有至少一组轻载钢轨系统固定在候用运行井道区域的后壁上；

所述轿厢顶部或底部设有用于驱动轿厢展开或收缩折叠及平移的驱动机构，驱动机构上设有轻载运行系统，所述轻载运行系统能在轿厢折叠收缩或展开过程中与轻载钢轨系统咬合；轿厢侧面设有可与重载钢轨系统咬合的重载运行系统。。

优选的，所述轿厢为方形体，所述轿厢的第一侧面、第二侧面、轿厢顶面与轿厢的后侧面间以及轿厢门门框下侧与轿厢底面间分别机械转动连接，轿厢门在轿厢门门框内可水平滑动实现开闭，轿厢门门框上侧与轿厢顶面、轿厢底面与后侧面之间固定相连，且轿厢底面、轿厢顶面分别由第一面和第二面通过至少一个限位合页连接，所述限位合页分别靠近后侧面、轿厢门设置且限位合页的芯轴与水平滑动方向平行；

所述第一侧面、第二侧面可相对后侧面依次转动并折叠至后侧面，轿厢顶面、轿厢底面可在驱动机构作用下相对后侧面在竖向方向同向转动，并通过限位合页及机械转动带动轿厢门移位至对应位置，使轿厢压缩变形为扁平状长方体或伸展为展开形态，实现轿厢在展开状态与候用折叠状态间形变切换、在工作运行井道区域与候用运行井道区域间平移切换及在候用运行井道区域内运行。

优选的，所述第一侧面、第二侧面、轿厢顶面与后侧面间、轿厢门门框下侧与轿厢底面间通过限位转轴机械转动连接。限位转轴能在机械限位作用下使轿厢保持当前状态，轿厢运行时能使第一侧面、第二侧面等保持运行时所对应的展开状态而不工作时提供良好的转动力并维持收缩折叠状态，安全性能好，且如此设计能确保轿厢本体各部件间有效连接，形成有机整体，继而进一步保障伸缩变形的有效性。

优选的，所述重载运行系统包括重载齿轮组系统、抱刹机动机构，所述重载运行系统通过重载齿轮组系统与重载钢轨系统咬合；

所述轻载运行系统包括轻载齿轮组系统、抱刹机动机构，所述轻载运行系统通过轻载齿轮组系统与轻载钢轨系统咬合；

所述重载齿轮组系统、轻载齿轮组系统上均设有电源及信息受取系统，所述重载钢轨系统、轻载钢轨系统上对应设有与所述电源及信息受取系统耦合的供电及信息授予系统。

优选的，所述重载齿轮组系统、轻载齿轮组系统均包括相对设置的第一壁、第二壁、横向转动设置在第一壁与第二壁之间的齿轮；

所述第一壁、第二壁的尺寸大于齿轮直径，且所述第一壁的一端侧面和第二壁的对应端侧面上均设有所述电源及信息受取系统，所述一端侧面和对应端侧面相向弯曲成型；

所述重载钢轨系统、轻载钢轨系统对应为表面设有齿条的钢轨，所述钢轨通过齿条与所述齿轮啮合，钢轨两侧内凹形成可供所述一端侧面和对应端侧面分别嵌入抱合的槽体，所述供电及信息授予系统位于槽体内。如此设计，槽体和第一壁、第二壁的对应端侧面能紧紧抱合，从而为轿厢提供强大的水平平衡力，这样，即使仅在轿厢的一侧设置齿轮组系统，也能确保轿厢整体平衡。

优选的，所述钢轨的槽体内还设有供轿厢定位于相应楼层的定位孔和供轿厢坠落时抱刹的防坠落孔。

优选的，所述重载齿轮组系统具有偶数个且均等位于轿厢的第一侧面和第二侧面上：

所述驱动机构具有偶数个并同步动作，所述轻载齿轮组系统个数与驱动机构对应。

优选的，所述第一壁、第二壁上还设有控制齿轮运行的第一动力及安全检测系统，所述轿厢底部对应设有第二动力及安全检测系统。

优选的，所述工作运行井道区域内的轿厢个数小于楼层的三分之一。

优选的，所述布阵电梯系统还包括所述多辆轿厢中的一个出现故障时，故障轿厢自动迫降至最近的平层或下一层，在该最近的平层或下一层上方的若干楼层以及下方的若干楼层形成临时运行区间，所述多辆轿厢中的剩余轿厢在对应的临时运行区间内继续工作运行。

与现有技术相比，本发明的优点在于：将传统的仅用于工作的井道分配成工作运行井道区域和候用运行井道区域，并使轿厢具有形变压缩功能，重载钢轨系统与重载运行系统、轻载钢轨系统与轻载运行系统以及驱动机构共同作用，可以使轿厢在工作运行井道区域与候用运行井道区域之间相互切换并进入各自的运行模式，从而使得同一工作运行井道区域内能有多部轿厢运行，以满足客运需求，即提高了运输效率又节能，同时节省了井道的额外设置，提高了建筑空间利用率。

附图说明

图1(a)为本发明布阵电梯系统结构示意图，图1(b)为布阵电梯系统的俯视图。

图2为本发明中轿厢的结构示意图。

图3(a)为本发明中重载、轻载钢轨系统结构示意图，图3(b)为重载、轻载运行系统结构示意图，图3(c)为齿轮组系统与钢轨系统咬合的结构示意图。

图4(a)-4(c)为图2由工作切换至非工作时形变结构示意图。

图5中由(a)到(e)为轿厢由工作状态切换至候用、备用状态时依次形变结构示意图。

图6中由(a)到(e)为轿厢由候用、备用状态切换至工作状态时依次形变结构示意图。

图7为布阵电梯系统中的轿厢由工作状态切换至候用、备用、避让状态时工作流程图。

图8为布阵电梯系统中的轿厢由候用、备用状态切换至工作状态时工作流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1(a)-1(b)、图2所示为本发明布阵电梯系统的一种优选实施例。该系统包括井道1、位于井道1内可展开和收缩折叠的多辆轿厢2，该井道1包括允许多辆展开后的轿厢2上下排布同时运行的工作运行井道区域11、位于工作运行井道区域11后方供收缩折叠后的轿厢2依次上下布阵容置的候用运行井道区域12，所述工作运行井道区域11内具有至少一组重载钢轨系统3a并固定在工作运行井道区域11的侧壁上，候用运行井道区域12内具有至少一组轻载钢轨系统3b固定在候用运行井道区域12的后壁上，所述轿厢2底部设有用于驱动轿厢2展开或收缩折叠的驱动机构22，驱动机构22端部设有轻载运行系统，所述轻载运行系统能在轿厢2折叠收缩或展开过程中与轻载钢轨系统3b咬合；轿厢2侧面设有可与重载钢轨系统3a咬合的重载运行系统。该驱动机构可以是能为轿厢2形变提供动力的弯曲平移伸缩力臂，该弯曲平移伸缩力臂在轿厢2工作时缩回在轿厢2底部，该弯曲平移伸缩力臂能为轿厢2形变提供动力，对于该点会在后文进行阐述。

当然，需要说明的是，该驱动机构22也可设置于轿厢2顶部，此种情形下轿厢顶面、底面变形方向与驱动机构22位于轿厢2底部时的方向相反，但这并不影响该效果的实现。同时需要说明的是，综合习惯以及各方面因素，采用驱动机构22位于轿厢2底部的设计可能更为合适。

所述轿厢2为方形体，所述轿厢2的第一侧面25、第二侧面26、轿厢顶面23与轿厢2的后侧面28间以及轿厢门27门框下侧与轿厢底面21间分别机械转动连接，轿厢门27在轿厢门门框内水平滑动实现开闭，轿厢门27门框上侧与轿厢顶面23、轿厢底面21与后侧面28间固定相连，且轿厢底面21、轿厢顶面23分别由第一面201和第二面202通过至少一个限位合页29活动连接，所述限位合页29分别靠近后侧面28、轿厢门27设置且限位合页29的芯轴与水平滑动方向平行。

在本实施例中，所述第一侧面25、第二侧面26、轿厢顶面23与后侧面28间、轿厢底面21与轿厢门27门框下侧均通过限位转轴20转动连接。限位转轴20能在机械限位作用下使轿厢2保持当前状态，轿厢2运行时能使第一侧面25、第二侧面26等保持运行时所对应的展开状态而不工作折叠时提供良好的转动力并维持收缩折叠状态，安全性能好。同时，这样的设计能确保轿厢本体各部件间有效连接，形成有机整体，继而进一步保障伸缩变形的有效性。

该第一侧面25、第二侧面26可相对后侧面28依次转动并折叠至后侧面28，轿厢顶面23、轿厢底面21能在驱动机构22提供形变动力的时候相对后侧面28在竖向方向同向转动，并通过限位合页29及机械转动作用下带动轿厢门27移位至相应位置，从而实现轿厢2由工作状态的箱体折叠变形至收缩状，或者由折叠收缩状形变至工作展开状态，即该轿厢2在所述驱动机构22协同轻载运行系统与轻载钢轨系统3b、重载钢轨系统3a与重载运行系统共同作用下，在工作展开状态与候用折叠状态间形变切换、在工作运行井道区域11与候用运行井道区域12间平移切换及在候用运行井道区域12内运行，实现轿厢2在工作运行井道区域11与候用运行井道区域12间的相互切换并进入各自运行模式，从而根据需要让渡出工作运行井道区域以方便其他轿厢正常运行或切换至工作状态进行轿厢运行数量的调整以满足载客需求。

由工作状态形体压缩成候用状态形体时，由于轿厢门门框上侧与轿厢顶面、轿厢底面与后侧面间固定连接，故而在限位合页配合下最终折叠后形成扁平状长方体时，这极大减少了占用空间，便于在候用运行井道区域12内放置，具体请参见图4(a)-4(c)所示。当然，限位合页距离轿厢门、后侧面间的水平距离多少，决定了最终状态的长方形大小，为了节省更多空间，优选该水平距离为10-20公分。

当驱动机构22为弯曲平移伸缩力臂时，由于该驱动机构具有平移伸缩功能，能使臂杆进行弯折抬起动作，即所谓的翻动，而该动作会对轿厢底面产生作用力，从而促使轿厢顶面和轿厢底面上的限位转轴20得力转动，并进而带动轿厢顶面和轿厢底面在竖向方向同向转动，实现折叠；由折叠状态伸展为工作状态时，驱动机构22逐渐恢复至平直状态，该所谓的翻动作用逐步撤销，轿厢顶面、底面则会在自身重力作用下转动回落，同时对限位转轴20及限位合页29的作用也逐渐减小，使得两侧面、轿门等也因此逐步恢复至工作展开状态。当然，弯曲平移伸缩力臂的臂杆翻动功能也可通过其他方式来实现，如通过电力驱动方式、液压驱动方式等实现。

为了确保安全性，所述重载运行系统包括重载齿轮组系统4a、抱刹机动机构(该抱刹机动机构在图中未示出)，所述驱动机构22通过设于其端部的轻载运行系统与轻载钢轨系统3b连接，即该轻载运行系统包括轻载齿轮组系统4b、抱刹机动机构(该抱刹机动机构在图中未示出)。重载齿轮组系统4a、轻载齿轮组系统4b上均设有电源及信息受取系统5，所述重载钢轨系统3a、轻载钢轨系统3b上对应设有与所述电源及信息受取系统5耦合的供电及信息授予系统6。

重载齿轮组系统4a与轻载齿轮组系统4b结构相似，重载钢轨系统3a与轻载钢轨系统3b的结构相似，故下述仅以重载齿轮组系统4a、重载钢轨系统3a为例进行阐述。

结合图3(a)-3(c)，重载齿轮组系统4a包括相对设置的第一壁431、第二壁432、横向转动设置在第一壁431与第二壁432之间的齿轮41，所述第一壁431、第二壁432的尺寸大于齿轮41的直径，且第一壁431的一端侧面和第二壁432的对应端侧面上均设有所述电源及信息受取系统5，该一端侧面和对应端侧面相向弯曲成型。

对应的，所述重载钢轨系统3a为表面设有齿条31的钢轨32，钢轨32通过齿条31与所述齿轮41啮合，所述钢轨32两侧内凹形成可供所述一端侧面和对应端侧面分别嵌入抱合的槽体，所述供电及信息授予系统6位于槽体内。第一壁、第二壁的对应端侧面能通过槽体紧紧抱合住钢轨，从而为轿厢提供强大的平衡力，这样，即使仅在轿厢的一侧设置齿轮组系统，也能确保轿厢整体平衡。同时，所述钢轨32的槽体内还设有供轿厢2定位于相应楼层的定位孔33和供轿厢2坠落时抱刹的防坠落孔34。

轿厢2上重载齿轮组系统4a在工作状态咬合重载钢轨系统3a时，电源及信息受取系统5与供电及信息授予系统6会同时耦合配送。当轿厢2运行到指定的工位，也即运行到相应楼层时会与定位孔33咬合，运行时则松开，如有特殊状况轿厢2发生坠落时，重载齿轮组系统4a会在坠落中寻找下方最近的防坠落孔34以抱刹保障安全。

本实施例中，所述重载齿轮组系统4a具有四组，等分后分别对应位于第一侧面25和第二侧面26上，，所述驱动机构22具有两组且平行设置于所述轿厢2底部且同步运动，轻载齿轮组系统4b也对应具有两组，多组齿轮组系统意味着多组齿轮组系统与钢轨系统的配合，也即意味着有多重保障，从而提高了轿厢上、下工作运行以及折叠变形后候用运行的安全性。

轿厢若在运行中出现故障，会自动缓降到就近的下方楼层，门会自动打开。在该楼层的上一层以上会自动形成一个临时运行区间，该楼层的下一层以下也会自动形成一个临时运行区间，这样即使当前轿厢出现故障，其他区域电梯也能在临时运行区间内正常工作，不致使得整个工作运行井道区域处于瘫痪状态。也是基于该种考虑，轿厢的运行间距最小不少于一个楼层高度，工作运行井道区域11内运行的轿厢2总个数需小于楼层的三分之一。

当然，该电梯系统还包括其他器件，比如第一壁431、第二壁432上还设有控制齿轮41运行的第一动力及安全检测系统45，所述轿厢2底部对应设有第二动力及安全检测系统30。电梯系统还包括智能调度系统、故障修复和报警系统、人机界面操作系统、远程监控和操作系统等等，但这些并非本申请保护的重点，故此处不一一详述。

下面结合井道具体对电梯系统的切换进行说明，此处驱动机构22即采用弯曲平移伸缩力臂。结合图5中(a)-(e)示意图及图7，轿厢2完成工作运行后接到避让或候用指令时，会先自行安全检查，如有异常情况会即时反馈信息处理，轿厢内如有人员或物品滞留，会进行语音提示或报警；若情况正常则伸出驱动机构22即弯曲平移伸缩力臂伸出并带动轻载齿轮组系统4b与轻载钢轨3b咬合取电并接受信息，经检测情况正常时轿厢2上的重载齿轮组系统4a会自动与重载钢轨3a脱离，此时轿厢2由工作运行井道11平移进候用运行井道区域12，于此同时限位转轴20依次转动使得第一侧面25和第二侧面26先后与后侧面28平行贴合，贴合到位后也是厢体平移到位时，若经检测正常，驱动机构22即弯曲平移伸缩力臂会翻动力臂带动限位转轴20使轿厢体变形为菱形体最后至扁平状长方体，变形完成后，第五步经检测正常即可在候用运行井道区域内移动候用。

若轿厢2在候用运行井道区域12中接收到工作指令时，如图6中(a)-(e)及图8所示，则先自行安全检查，如有异常情况即时反馈信息处理，若情况正常立即上行或下行到相应位置，驱动机构22即弯曲平移伸缩力臂会翻动臂杆带动转轴20使扁平状长方体轿厢变形为菱形体，渐变成方形体，然后若检测情况正常时，驱动机构22即弯曲平移伸缩力臂会使轿厢2由候用运行井道区域12平移进入工作运行井道区域11，同时在转轴20作用下第二侧面26、第一侧面25依次转动由后侧面28处回复到原工作位置，平移、转复到位后重载齿轮组系统4a与重载钢轨系统3a咬合取电并接受信息，经检测情况正常时轿厢2上的驱动机构22上即弯曲平移伸缩力臂上的轻载齿轮组系统4b会自动与轻载钢轨系统3b脱离并缩回至轿厢底面21，此时经检测正常时，轿厢2即可在工作运行井道区域内投入正常使用。

如此，便能高效实现轿厢在工作状态与非工作状态间来回自由切换，能根据需要及时补给轿厢数量或让渡工作运行井道区域以方便其他轿厢的正常运行，同一井道内能同时允许多辆轿厢运行，从而提高了井道的吞吐量，保证了输送效率，且该形变及状态切换自由智能，省电节能，而且减少了井道的开发设置量，提高了建筑空间利用率。

除了上述改进外，其他相类似的改进也包含在本发明的改进范围内，此处就不在赘述。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变形，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。