专利名称：自动扶梯驱动系统的故障检测及制动触发的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及自动扶梯的驱动机构，尤其涉及用于自动扶梯驱动机构的故障检测和制动触发装置。
相关技术的描述自动扶梯是一种乘客运输机，通常用于例如在建筑物中不同水平面的楼梯平台之间运送乘客。梯阶的传动链通常通过使用一马达驱动的组件来驱动。有各种被推荐的或目前正在使用的机动化的驱动组件。新驱动机构的引入使得控制设备的新发展成为必要。
当制动器应被触发以便自动停止或阻止自动扶梯梯阶传动链的进一步运动时，存在各种情形。例如，当在马达和梯阶传动链之间的驱动装置出现故障时，需要控制该自动扶梯梯阶的位置。例如，如果没有马达的原动力，正常的重力将引起自动扶梯梯阶不合乎需要的运动。
本发明提供了一种传感器和制动器触发机构，当正常的驱动操作发生故障时，其能提供指示并容易地触发制动器。
发明内容
概括地说，本发明是一种传感器，其提供乘客传送带的驱动组件是否为预定工作的指示，并且可容易地施加一制动力以阻止该传送带的进一步运动。
根据本发明设计的一示例性组件包括一马达和一响应来自马达的动力而运动的驱动部件。一从动部件，其啮合于驱动部件以便响应驱动部件的运动而运动。当从动部件运动时，其引起乘客传送带的运动。一传感器部件，当驱动组件出现故障时其相对于驱动组件的选定部分运动。传感器的这种运动提供了一指示，例如制动器应被应用。
在一实例中，正常运行条件下传感器部件与驱动部件一致地旋转。传感器部件啮合于从动部件并运动以便根据驱动部件和从动部件之间的相对运动而提供需要制动的指示。
在一实例中，驱动部件包括一驱动轮和一驱动皮带。从动部件包括一具有多个链节的止动链。正常运行时，驱动皮带上的齿啮合于梯阶传动链上相应的齿。倘若驱动力从驱动组件向从动组件的传递出现故障，至少梯阶链节中的一个将啮合传感器部件。在这种情形下，在一实例中传感器部件为一与驱动轮相联结的法兰，其相对于驱动轮运动一选定的距离从而指示需要停止自动扶梯。
在一实例中，传感器部件相对于驱动部件的运动触发一开关，该开关提供一指示正常情况出现问题的信号，以希望对自动扶梯驱动组件进行操作。该开关用于触发一用于停止自动扶梯系统的制动器。
在另一实例中，传感器部件被偏压而啮合于驱动皮带。如果驱动皮带断裂，传感器部件将由于皮带不再在其预定位置而运动。传感器部件的这种运动提供了制动器应被应用的指示。
对于本领域普通技术人员来说，下述目前优选配置的详细描述将使得本发明的各种优点和特征变得明显。该详细说明所附的附图可被简单描述如下。
图1示出了根据本发明设计的自动扶梯系统。
图2A和2B较为详细地示出了根据本发明设计的包括一示例性传感器的一示例性自动扶梯组件的选定元件。
图3示出了图2A实施例的选定部分。
图4较为详细地示出了图3中以圆环标记4所包围的部分。
图5示出了用于图3示例中的梯阶链节的选定部件。
图6示出了另一示例性传感器实施例的选定部件。
图7示出了处于第一位置的另一开关触发实施例的选定元件。
图8示出了处于第二位置的图7中的元件。
图9示出了图6和图7的示例性传感器装置的选定部件。
图10示出了根据本发明设计的另一示例性传感器。
图11示出了根据本发明设计的另一示例性传感器。
具体实施例方式
图1所示的自动扶梯系统20包括一传统的自动扶梯支撑结构22，其用于支撑多个梯阶24和扶手26以便在一大楼内的地板之间运送乘客。一驱动装置30在正常运行条件下运转以便以一所需的速度以一选定的方向移动梯阶24。
参照图2A和2B，例如，驱动装置30包括一马达组件32，其优选地包括一马达和一制动器。马达32向驱动轮34提供一原动力。三角皮带35优选地通过马达32和驱动轮34而被驱动。在该实例中，皮带具有由聚氨酯包围的增强绳索。皮带上的内齿与驱动轮34上的外齿相配合。
当皮带35通过驱动轮34和从动轮37而围绕一环形设置运动时，皮带35上的原动力优选地传递到多个梯阶链节36。在正常运行条件下，皮带35和梯阶链节36基于驱动轮34的运动速度一致地运动。
驱动皮带35上的齿和相应的梯阶链节36上的齿38的啮合提供了自动扶梯梯阶预期的运动，在这一点上梯阶链节36与梯阶以一种足以引起这种运动的方式联结。相应地，当驱动皮带35围绕一较短的回路运行时，梯阶链节36优选地跟随梯阶的整个运动路径。
一同步器杆50延伸大约梯阶的宽度，以致驱动皮带35和一系列梯阶链节36与梯阶的边缘一起，分别同步地移动，从而提供传送带平滑、稳定的运行。
本发明的装置包括一传感器，其提供驱动装置30的不合乎要求状态的指示。在该实例中，传感器包括一与驱动轮34相联结的传感器部件40。该传感器部件40优选地包括一具有多个径向延伸部分44的法兰体部分42。在图2A的实例中，传感器部件40通常为星形。图2B的例图将传感器部件40移除了。
在正常操作条件下，传感器部件40与驱动轮34一致地旋转，这对梯阶传动链的运动没有影响。当在驱动装置的正常运转条件下出现故障时，例如当皮带35断裂或损坏时，在驱动轮34和梯阶链节36之间存在相对的运动。在这种环境下，至少一个梯阶链节36的一部分与传感器部件40上的至少一个径向延伸部分44相啮合从而导致该传感器部件40相对于驱动轮34旋转。驱动轮34和传感器部件40之间的这种相对运动激发一指示，该指示表明驱动装置相对于正常要求出现了故障。
利用传感器部件40和驱动轮34之间的有限相对运动的一示例性装置显示于图3和图4。在该实例中，传感器部件40通常围绕驱动轮34旋转。同步装置60在正常运行条件下保持两者的旋转。
传感器部件40优选地首先相对于驱动轮34被定位，以便一止动件62相对于形成在该传感器部件40上通常为弧形的凹槽66内的一支撑表面64定位，在该示例中，止动件62是固定到驱动轮34的一螺栓。该支撑表面64优选地包括一部分为圆形的轮廓，以便该螺栓62依靠在表面64上。螺栓62被表示在凹槽66的一端部68。
一弹簧70通常以一平行于驱动轮旋转轴线的方向偏压传感器部件40以使其离开驱动轮34。起初，在正常运转位置，弹簧70帮助维持螺栓62位于支撑表面64上。表面64的轮廓和弹簧70的偏压优选地被这样设置，以致一所需的最小力可引起螺栓62在凹槽66内的移动。
可从图3和图4中看出，多个同步装置60优选地间隔设置在驱动轮34和传感器部件40上。
当在梯阶链节36和驱动轮34之间存在相对运动时，传感器部件40和梯阶链节36之间的啮合将引起驱动轮34和传感器部件40之间的相对运动。螺栓62将取决于这种相对运动的方向而离开表面64并滑入通常为弧形的凹槽66的一个端部68。螺栓62在凹槽66内的这种运动是驱动轮34和传感器部件40之间相对旋转运动的结果。
在图3-5的示例中，传感器部件40上的径向突起44优选地与形成在梯阶链节36上的基准面72相配合。在正常运行条件下，径向突起44跟随该基准面72但不与它们相啮合。当在驱动轮34和梯阶链节36之间存在相对运动时，基准面72和径向突起44之间的配合将引起驱动轮34和传感器部件40之间的运动。在一示例中，梯阶链节36上的齿38在一铸造过程中形成而基准面72被独立地机械加工而成。本发明并不限定于这种设置。可以理解，用于引起梯阶链节36和传感器部件40之间共同协作运动的各种配置都在本发明的范围之内。
当螺栓62移动到凹槽66的一端部68内时，弹簧70引起传感器部件40向外的相对运动从而进一步离开驱动轮34。这种运动将优选地触发一开关80。开关80优选地相对于传感器部件40以这样一实例而定位，以致于当在梯阶链节36和驱动轮34之间存在一相对运动时，该开关被触发。开关80的触发因此提供了驱动轮34和梯阶链节36之间的驱动连接的某些故障指示。
在该示例性实例中，开关80产生的一电信号被一控制器82接收，该控制器控制马达和制动组件32的运行。在一实例中，控制器82为该马达组件的一个主要部分。该控制器82优选地控制马达组件和制动器的运行以便确保自动扶梯梯阶24在驱动组件的正常运行中断后不会以一不合乎需要的方式运动。
控制器82可以是例如一传统的微处理器，其适合于被编程以便解译来自开关80的信号并相应地控制马达和制动器组件32。在一实例中，控制器82为已经和自动扶梯系统联结在一起的控制器的一部分。在另一实例中，控制器82为一专用微处理机系统。给出的这些描述，本领域普通技术人员将能够从市场上可买到的元件中进行挑选并对一计算机或控制器进行编程以便执行实现由本发明提供结果而所需的功能。
驱动装置30的一些故障(即，当皮带35断裂)将不允许驱动轮34施加任何驱动力或制动力至梯阶链节36上。对于这种情形，本发明的一些示例实施例包括一备用部件，其能独立于上述传感器的功能操作。再次参照图2B，驱动轮34包括一备用法兰100。例如，对照于图2A或图3，图2B中的传感器部件40被移除了，以便暴露在图2A和图3中被隐藏的备用法兰100。
该实例中的备用法兰100优选地根据已公开的申请WO02062694的教示而设计，改申请与本申请被共同拥有。该实例中的备用法兰100被固定，以便相对于驱动轮34而保持静止。备用法兰100包括多个齿102，在驱动轮34、驱动皮带35及梯阶链节36之间的啮合出现故障的情况下，齿102适合于选择性地啮合梯阶链节36上的基准面72。在该情形下，齿102依据驱动装置30的马达和制动组件的运行向梯阶链节36传递一驱动力或制动力。在该实例中，齿102通常不与基准面72相啮合但在驱动轮34和驱动皮带35旋转时，其仅仅跟随基准面。
在一实例中，备用法兰100的齿102牵引传感器40的径向延伸部分44一小段距离。在一实例中，在备用法兰100上的齿102和传感器部件40上的径向延伸部分44之间优选地提供有一毫米的差别。在该实例中，一旦由于驱动轮34和梯阶链节36之间的相对移动而使得备用法兰100被加载，传感器部件的突起44将与备用法兰100上的齿102相对准。当它们移动这种对准情形时，传感器部件40触发开关80并且控制器82采取适当的动作。
一备用法兰例如该实例的法兰100优选地被包括在驱动组件中，而不考虑被选择的传感器实施例。通过使用根据本发明设计的一传感器来分离备份和检测功能，在运用一备用制动器而避免传感器装置不合乎需要的错误关闭时，有可能提供一必要大小的力传递。
根据本发明设计的另一示例性传感器40’显示于图6中。该实例的操作除了传感器法兰部分42’和梯阶链节36’之间的啮合之外优选地相似于图3和图4所示的操作。在该实例中，梯阶链节36’优选地不包括有基准面72。通常，法兰突起44’啮合于驱动皮带35上的齿，但这里法兰突起44’直接啮合于梯阶链节36’上的齿38’，以便提供该驱动系统正常运行出现故障的指示。其它方面，法兰42’的移动和支撑在功能上相同于图3和图4所示的法兰42。
从示例中可以理解，驱动皮带35上的齿120牵引径向突起44’的前边缘122以便皮带齿120正常情况下啮合于梯阶链节36’上的齿38’，但是突起44’却不这样。如果驱动皮带35断裂或者磨损以致于驱动轮34的驱动力不再传递给梯阶传动链，突起44’将啮合于梯阶链节齿38’。由于法兰部分42’相对于驱动轮34移动，传感器40’以和上述法兰42相似的方式提供了该驱动组件检测条件所需的指示。
另一实例的传感器实施例显示于图7和图8中。在该实例中，传感器包括一销钉160，其与开关80相配合，而不是在前述实例中直接配合在传感器部件40的法兰部分44和开关80之间。
在该实例中，驱动轮34优选地支撑一接收器部分162内的销钉160，该接收器部分可以是例如一驱动轮内的孔。一偏压部件164，例如一弹簧，以朝向接收器部分162外部的方向推压销钉160。该示例性的销钉160包括一基体部分166和一延伸臂168。
图7示出了销钉160处于接收部分162内的第一位置。传感器部件40上的一实心部分170维持销钉160处于接收部分162内的一凹进位置。一开口172设置在实心部分170的一侧面上而一第二开口174设置在相对侧面。当在传感器部件40和驱动轮34之间存在相对旋转时，销钉臂168从接收部分162处向外偏压并穿过一相应的开口172或174。这可从例如图8中理解。
在该示例性实例中，当销钉延伸穿透传感器部件40内的一开口后，销钉160被允许在驱动轮34的凹槽内滑动。这种配置显示在图9中，其中驱动轮34的一部分被显示出来。接收器部分162延伸一第一深度而进入到驱动轮34。一弧形凹槽190与接收器部分162相一致但并不延伸到进入驱动轮34的体内的深度。因此，当销钉处于图7所示的第一位置时，其被保持在接收器部分162内。当销钉160已延伸穿透传感器部件40的一开口时，基体166可在凹槽190内自由滑动以便在驱动轮34和传感器部件40之间存在所需数量的相对旋转。销钉160在凹槽190内的相对旋转阻止了与传感器部件40和驱动轮34之间的相对运动有关的力所引起的销钉破裂或被剪切。
图10示出了根据本发明设计的另一实例的传感器装置。在该实例中，该传感器特别适合于直接监测驱动皮带35的状态并且当确定至少一根皮带35没有按照需要运行时，相应触发制动器设备32。在该实例中，传感器200包括一辊子202，其被偏压而啮合于皮带35的内侧。在该实例中，一螺旋弹簧偏压部件204推压辊子202，使其啮合于皮带35的内表面。如果皮带断裂，其将不再围绕由驱动轮34和从动轮37所建立的圆环运动。因此，辊子202将向外移动(即，根据图示为向上)并且提供辊子朝该方向移动的指示。由于辊子202相应于没有皮带35而移动，开关80向控制器82传递触发制动器机构32的需要从而施加一制动力。已知这些描述，本领域普通技术人员将能够取决于特别的配置和特别的系统设计需要而选择合适的开关元件以便实现这种制动应用。
图11示出了另一实例的皮带传感器210。在该实例中，辊子212可旋转地支撑在一支撑部件214上。轴线215从支撑件214的一边延伸并被接纳在一支撑架216的通孔中，其被固定到该结构的一适当部分以支撑驱动组件30。支撑件214和辊子212由一偏压部件218向皮带35推压，在该实例中，偏压部件包括两个螺旋弹簧。
在正常操作条件下，辊子212骑跨在沿皮带35的侧边。在某些条件下，不仅需要监测皮带是否断裂还需要监测皮带上的齿是否完全地啮合于梯阶链节上的齿。可能发生，例如皮带齿磨损或破裂，即使整个皮带35没有断裂。图3-8的实例提供了这种监测能力。
图9和10的实例表示用以直接监测皮带35的存在或状况的某些可能的传感器配置。在某些情况下，不仅监测该皮带是否断裂而且监测该皮带上的齿是否与该阶梯链节中的齿充分啮合可能是所希望的。例如，即使整个皮带35不断裂而皮带齿磨损或断裂也是可能发生的。图3-8的实例提供了这种监测的可能性。
上述实例包括一开关触发，在那里电力被用于传输表明一制动器应被应用的信号。在一些情形下，可能需要纯粹的机械制动触发机构。例如，很多编码器需要一机械制动应用机构来用于施加一辅助制动(即，向与驱动组件的马达和制动机构相联系的制动器施加一辅助制动)。上述任何作为实例的传感器装置对于一电制动触发器或一纯粹的机械制动触发器装置都是有效的。各种实施例的传感器部件的动作对于触发所述的开关都是有效的。在一些实例中，传感器部件的动作可用于施加一力以便移动一机械触发制动器的连接机构。例如，传感器部件的移动可拉动一电缆或一硬连接部件，其反过来移动一机械制动器触发装置的一适当部分。
当驱动组件和梯阶之间的正常力传递由于驱动装置的一个或多个元件出现故障而中断时，本发明的装置可以有效的触发一与驱动装置联结的制动器或触发用于阻止一乘客传送带进一步不合乎需要的运动的辅助制动器。
本发明提供了用于自动扶梯驱动装置的独特故障指示器和制动器触发装置。本发明尤其可用于包括一通过驱动轮驱使的驱动皮带的自动扶梯驱动装置，但本发明并不限定于这种装置。
前述的说明实质上是示例性的而非限制。本领域普通技术在不偏离本发明的实质的前提下，对所公开的实例进行各种变更和修改是显而易见的。本发明的法定保护范围只能通过研究其所附的权利要求书来确定。
权利要求
1.一种乘客传送带驱动组件，包括一马达；一驱动部件，其根据来自马达的原动力而运动；一从动部件，其啮合于该驱动部件，便根据该驱动部件的运动而运动，该从动部件的运动引起乘客传送带的移动；和移动来提供对该驱动组件不良状态的指示的一传感器部件。
2.如权利要求1所述的组件，其特征在于包括一制动器，根据该传感器部件的运动而被触发，该制动器阻止该从动部件的进一步运动。
3.如权利要求2所述的组件，其特征在于包括一制动器开关和一控制该制动器触发的控制器，其中该传感器部件的运动促使该开关向该控制器提供一信号。
4.如权利要求1所述的组件，其特征在于该驱动部件包括一根据来自该马达的力而旋转的驱动导辊，其中该传感器部件包括一通常与该驱动导辊一起旋转的法兰，该传感器运动包括根据驱动部件和从动部件之间的相对运动而相对于该驱动导辊的法兰旋转。
5.如权利要求4所述的组件，其特征在于该驱动部件包括一与该驱动导辊一起运动的驱动皮带，而该从动部件包括一个链，该传感器部件具有多个径向突起，在该驱动部件和从动部件之间的相对运动过程中该径向突起与该从动链的相应部分相啮合。
6.如权利要求5所述的组件，其特征在于该从动链包括多个链节，每一链节具有一与该驱动皮带上的相应表面啮合的第一组齿和多个在该相对运动过程中与该径向突起啮合的基准面。
7.如权利要求4所述的组件，其特征在于包括一与该驱动导辊一起运动的止动件，该传感器部件包括一凹槽，通过该凹槽容纳该止动件的至少一部分，该止动件根据该驱动部件和从动部件之间的相对运动在该凹槽内从第一位置运动到第二位置，在该第一位置处该传感器部件和该驱动部件同步地运动。
8.如权利要求7所述的组件，其特征在于包括一偏压件，对该传感器部件偏压而使其离开该驱动导辊，该偏压件引起该驱动导辊和该传感器部件之间的沿相应于该凹槽内的该止动件向该第二位置运动的方向的相对运动。
9.如权利要求4所述的组件，其特征在于包括一与该驱动部件相联结且被偏压到一触发位置的销钉，其中当该传感器部件与该驱动部件一起运动时该传感器部件保持该销钉脱离触发位置，但根据该驱动部件和该传感器部件之间的相对运动而松开该销钉以便其移动到该起动位置。
10.如权利要求1所述的组件，其特征在于该驱动部件包括一皮带，而该传感器部件被偏压到与该皮带相啮合，当皮带状态改变时，该传感器部件根据该偏压而移动。
11.如权利要求10所述的组件，其特征在于该传感器部件包括一对该皮带侧面偏压的辊子，该辊子根据该皮带的移动而围绕一轴线旋转，并且根据该皮带状态的改变相对于该轴线侧向地运动，该侧向运动提供了对皮带状态改变的指示。
12.如权利要求10所述的组件，其特征在于该传感器部件包括一对该皮带内表面偏压的辊子，该辊子根据该皮带的移动而围绕一轴线旋转，并且根据皮带状态的改变相对于该轴线侧向运动，该侧向运动提供了对皮带状态改变的指示。
13.如权利要求1所述的组件，其特征在于该驱动部件包括一由该马达驱动的滑轮，该从动部件包括一具有多个链节的梯阶传动链，这些链节被该啮合部件啮合，使这些梯阶传动链根据该驱动部件的运动而移动，其中该传感器部件与该滑轮部件一致地转动，该传感器部件啮合于该梯阶传动链的配合部分，并根据该梯阶传动链和该滑轮部件之间的相对运动而相对于该滑轮部件运动。
14.如权利要求13所述的组件，其特征在于该驱动部件包括一根据该滑轮部件的移动而运动的皮带，该皮带具有多个与该梯阶链节上的相应齿相啮合的齿。
15.如权利要求13所述的组件，其特征在于包括一与该马达相联结的制动器，其中该制动器根据该滑轮部件和该传感器部件之间的相对运动而被触发。
16.如权利要求13所述的组件，其特征在于包括一偏压部件，偏压该传感器部件，使其沿平行于该滑轮部件的旋转轴线的方向离开该滑轮部件，该偏压部件的运作使该传感器部件移离该滑轮部件，从而提供一个关于该滑轮部件和该传感器部件之间相对运动的指示。
17.如权利要求13所述的组件，其特征在于这些梯阶链节包括一些基准面，而该传感器部件包括一具有多个径向突起的法兰，其中这些径向突起根据该梯阶传动链和滑轮之间的相对运动而啮合于这些基准面。
18.如权利要求1所述的组件，其特征在于该驱动部件包括一由该马达驱动的滑轮部件和一根据该滑轮部件的运动而移动的皮带，该从动部件包括一具有多个链节的梯阶传动链，这些链节通过皮带被啮合，使该梯阶传动链根据该驱动部件的运动而运动；该传感器部件朝向该皮带被偏压并与其啮合，该传感器部件根据该皮带状态的改变而运动到该啮合位置以外，该传感器部件超过该啮合位置的运动提供了一个关于皮带状态改变的指示。
19.如权利要求18所述的组件，其特征在于该传感器部件包括一对该皮带侧面偏压的辊子，该辊子根据该皮带的移动而围绕一轴线旋转，并根据该皮带状态的改变而相对于该轴线侧向地运动，该侧向运动提供了关于皮带状态改变的指示。
20.如权利要求18所述的组件，其特征在于该传感器部件包括一对该皮带内表面偏压的辊子，该辊子根据该皮带的移动而围绕一轴线旋转，并且根据该皮带状态的改变而相对于该轴线侧向地运动，该侧向运动提供了关于皮带状态改变的指示。
21.如权利要求1所述的组件，其特征在于该传感器部件根据该驱动部件和从动部件之间的相对运动而运动。
全文摘要
一种包括传感器的自动扶梯驱动组件(30)，该传感器能容易地检测正常的驱动组件运行出现故障的时间，以使一制动器应被触发。在一实例中，以一法兰(42)形态的传感器组件(40)与一驱动轮(34)相联结并且其通常与该驱动轮一致地旋转。当驱动装置的正常运行出现故障时，将引起传感器部件(40)和驱动轮(34)之间的相对运动。这种相对运动优选地触发一开关(80)，该开关提供一指示驱动装置(30)的正常运行出现故障的信号。另一实例的传感器包括一啮合于驱动皮带(35)的传感器部件(202，212)。如果皮带(35)断裂，传感器部件(202，212)运动以提供一皮带断裂状态的指示。使用本发明的各种制动应用方式都是可能的。
文档编号B66B29/00GK1652993SQ03811389
公开日2005年8月10日 申请日期2003年2月7日 优先权日2002年5月20日
发明者R·法戈, H·迈尔, F·桑塞维罗, M·哈梅, H·维泽 申请人:奥蒂斯电梯公司