专利名称：曲线自动扶梯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种螺旋式升降机。
国内自动扶梯应用得不多，仅在少数客流输送量较大的建筑中，安装了开放式直线自动扶梯。国外自动扶梯自本世纪初的封闭式箱形自动电梯，开发了梯级梳状啮合结构等技术，发展成目前较多使用的开放式直线自动扶梯，它一般由双链牵引，带动扶梯的梯级向上或向下运动。到了50年代作为与美化建筑空间和追求豪华生活的社会变化相协调，经历了弯曲成直角的阶段、进而圆弧形自动扶梯成了豪华休息室和豪华住宅的标记。日本专利昭61－178389公开了一种曲线自动扶梯，这种自动扶梯也采用双链牵引，因此种扶梯是同心旋转上升的，必然使梯级近中心一端的曲率半径小，另一端曲率半径大，用二条链条传动，其链轮大小不同，链条节距也不同，这样才能使自动扶梯的每一梯级平稳而同心旋转以达螺旋形上升或下降。但要用双链牵引同心旋转360°的曲线自动扶梯，无论是设计还是制造、安装上都是非常困难，很难实现，为此至今世界上仅有旋转角度小于180°的曲线自动扶梯，而无旋转360°曲线自动扶梯。
本实用新型的目的是给出一种能旋转360°的曲线自动扶梯的新设计，是通过采用上下两套驱动装置，带动单条万向链传动，构成一个单导向轨封闭系统来实现的，因而自动扶梯的上升段的运动轨迹可进行360°回转布置，並可将其连续起来作多层楼面的自动扶梯，下降段可布置在旋转中心的空间位置。其制造、安装简单，易于实现，不仅达到曲线自动扶梯本身的功能，並扩大乘梯者的视野，从而感到轻松舒适，同时还能与当代不同格调的建筑设施相匹配，给人以美的享受。
本实用新型的内容整台曲线自动扶梯是用单链驱动，由驱动装置、万向链、梯级和机架组成，机架2由带十字导轨槽的下过渡区段机架、螺旋形区段机架、上过渡区段机架、上部圆弧区段机架、上弧形区段机架、垂直区段机架、下弧形区段机架、底部圆弧区段机架组成，并形成曲线自动扶梯的上升和下降返回运动轨迹。
它的运动过程是在每上升一层楼面高度，要有三个阶段1.梯级形成区段梯级随万向链，在驱动装置的传动下，由地面下开始上升到地面上，梯级高度差逐步从零上升到一级梯级高，它绕中心旋转20°，回转半径可按实际建筑空间大小来选定。
2.梯级螺旋上升区段此段梯级高度差保持不变、螺旋升角也不变，它绕中心旋转320°，回转半径与上相同。
3.梯级消失区段在此段，梯级高度差由一级梯级高逐渐减小到零为止，即当梯级完全与上一层楼面相平，它绕中心旋转20°，回转半径与上相同不变。
以上三个阶段梯级围绕同一中心旋转360°，上升了一层楼。它可以连续不断重复以上三个阶段，继续上升到所需的层高，而在回程时，不管上升了多少楼层总为三个阶段即4.梯级在上圆弧区段此段是继梯级消失段，即当梯级与上一层楼面相平后，随即就在此层楼面下运行，开始梯级仍绕中心以与上相同的半径旋转下降，当旋转下降到梯级踏面由水平状态逐渐变为后倾状态时，梯级改变旋转中心与回转半径。在此段梯级旋转了180°，下降了不到一级梯级的高度。
5.梯级下降段此时梯级随万向链经过一个改向链轮组的改向，使梯级由向前运动，改变为向下运动，一直降到最低层楼面下面后，万向链带着梯级沿圆弧导轨区段机架再从向下运动到向前运动，梯级踏面为后倾状态。
6.梯级在底部圆弧区段梯级踏面由后倾变为水平状态，当区段结束时，梯级就从底层楼面下向楼面上上升，再重复梯级上升的各个区段。此段旋转了180°，回转半径与在上圆弧区段，回程下降时的回转中心相同，到上升到不到一级梯级高度，又逐步与楼面相平时，旋转中心又到上升时同一中心，与同一回转半径，直至回到开始上升的起点。
这就是梯级上升，回程下降的运动过程，所以万向链带着梯级以封闭式循环上升、下降的各个区段，构成整个运动轨迹。需要连续上升的楼层愈高，万向链的封闭圈就愈大，这可根据实际需要来选择。
曲线自动扶梯的具体结构是采用单链传动，传动链用万向链条结构，此结构允许有少量的扭转，与目前国内外采用双链传动方式相比较，它更适合用于各种不同的曲率，不同的弯曲方向。如果上升一层楼，在底楼地面下水平位置安装一套驱动装置，而在上一层楼的地面下水平位置也安装一套结构完全与底楼相同的驱动装置，这二套驱动装置的输出端，有一主动链轮与被动链轮，在这二个链轮上装一条封闭的驱动链，驱动链的外侧，每隔一个节距装有一只拨轮，当驱动链作封闭循环运动时，它就用拨轮推动万向链上的挡块，使万向链运动。不管曲线自动扶梯上升多少层楼，在每层楼面的下层水平位置上同时安装一台结构相同的驱动装置，由每一台驱动链上的拨轮同时推动同一条万向链上的挡块，使万向链作封闭式的循环运动。在万向链上是每一节距上安装一只挡块，挡块的节距与驱动链拨轮节距相同。所以每上一层楼是有二台驱动装置上的驱动链来推动万向链运动的。
在万向链上相隔一级梯级的宽度，安装一级梯级，梯级的踏面是呈扇形状，在此下面两端装二只大小不同的撑架，而在每只撑架上装二只滚轮，这二只滚轮，一前一后不在同一水平位置上，而是二只滚轮的中心连线与踏面水平线有一夹角，此角即为扶梯的螺旋升角，所以撑架是三角形的。在梯级踏面下，中间位置有一接架，在接架端部，用螺杆将梯级与万向链联接在一起。梯级就随万向链作循环运动。
万向链在十字轴十字方向装有四只滚轮、这四只滚轮嵌入封闭式机架上的十字导轨槽内运动。这十字导轨槽是每一区段机架上都有的，所以此槽与机架一样也是封闭式的。所以单链传动、旋转360°的曲线自动扶梯就是这样形成的。
附图为本实用新型实施例的结构示图
图1，曲线自动扶梯运动轨迹及上、下驱动装置的位置俯视图。I下驱动装置驱动链传动中心；Ⅱ上驱动装置驱动链传动中心线。
图2，曲线自动扶梯正视图；图3，曲线自动扶梯回程区段结构示意图；图4，驱动装置结构示意图；图5，驱动链拨轮与万向链挡块啮合传动示意图；图6，驱动链结构示意图；图7，万向链结构示意图；图8，万向轴结构示意图；图9，梯级结构示意图；图10，大撑架结构示意图；图11，连续上升、下升曲线自动扶梯正视图；图12，″″侧视图。
图中1.底部圆弧区段机架，2.圆柱架，3.扶手，4.梯级，5.下过渡区段机架，6.上过渡区段机架，7.上部圆弧区段机架，8.螺旋形区段机架，9.下弧形区段机架，10.垂直区段机架，11.改向链轮组，12.上弧形区段机架，13.电机，14.减速机，15.双排链小链轮，16.双排链大链轮，17.万向链，18.十字导轨槽，19.梯级滚轮导轨，20.驱动链主动轮，21.驱动链被动轮，22.驱动链，23.拨轮；24.V形挡块，25.T形挡块，26.销轴，27.外链板，28.内链板，29.滚柱，30.弹簧挡圈，31.上下链板，32.万向轴，33.左右链板，34.万向链滚轮，35.十字轴，36.衬套，37.轴承，38.螺钉，39.轴杆，40.水平轮，41.小撑架，42，.螺杆，43.通盖，44.双列向心滚珠轴承，45.接架，46.梯级壳板，47.大撑架，48.内侧滚轮，49.外侧滚轮，50.橡胶踢板，51.塑料踏板，52.连续上升驱动装置的布置，53.人员上下扶梯处，54.变速电机，55.联轴器，56.减速机，57.弧形链轮。
本实用新型实施例一台从一楼到二楼的曲线自动扶梯。它是由机架、驱动装置、万向链、梯级四大部件组成。
首先将带有十字导轨槽的各区段机架下过渡区段机架5，螺旋形区段机架8，上过渡区段机架6，上部圆弧区段机架7，上弧形区段机架12，垂直区段机架10，下弧形区段机架9，底部圆弧区段机架1，拼接成封闭式机架，可使万向链带着梯级，在机架的支承下，沿十字导轨槽上升、下降作循环运动。(如图2、图3)。
其次安装驱动装置，采用的是单链传动，本装置是在一楼地平面下，水平位置装一台下驱动装置，在二楼地面下，水平位置安装一台上驱动装置，並保证二台驱动装置的驱动链传动中心线与整台曲线自动扶梯旋转中心的平面垂线夹角为15°(如图1)。
二台驱动装置结构完全相同，只是一台自动扶梯用上下二台驱动装置驱动一条万向链17，带着梯级作封闭式的循环运动。驱动装置电机13、减速机14、双排链小链轮15、双排链大链轮16、轴承座、双排链、支架等组成。(如图4)。动力是由电机通过联轴器传递到减速机高速轴、再经低速轴通过联轴器，带动双排链的小链轮，由双排链传递到大链轮，带动驱动链22的主动轮20，使驱动链在主动轮与被动轮间运动。组成驱动装置的输出端，(如图4、图5)。驱动链的特点是在其链外侧装有拨轮23，(如图6)其结构是用销轴26串入拨轮23内孔，再将外链板27，内链板28，滚柱29，按次串在销轴上，最后用弹簧挡圈30，将它们紧固。每间隔一节距，装一只拨轮，使拨轮与万向链上的挡块24，25，(如图5)起到啮合作用，推动万向链17周而复始的运行。
万向链(如图7)是由万向轴32，上下链板31，左右链板33，万向链滚轮34、轴承37及挡块24、25组成。万向轴是由对称的十字轴35，当链板装入轴颈后，轴端装入衬套36，用挡圈将滚轮34，套在轴承37上，最后用螺钉38加以紧固，十字轴上的四只滚轮的安装方法与结构完全相同，每只万向轴之间是通过链板相互联接成链条状。链板的安装是上下，左右各二片相间隔排列，所以能达到万向转动的目的。在万向链的上下链板，再装V形挡块24，左右链板上装T形挡板25，(如图7)这两种挡块形状虽然不同，但都是为了与驱动链的拨轮，在传动过程中不断地啮合，挡块面就是啮合面。
万向链条2与梯级相联。梯级也是自动扶梯主要部件之一。梯级(如图9)由梯级壳板45、大撑架47、小撑架41、水平轮40、踏面51、滚轮48、49及橡胶踢板50组成。
梯级壳板平面呈扇形，从扇形的小端到大端，这一宽为梯级宽，在宽度的一个侧面是带弧形的面，(如图10)在此面上用螺钉与粘胶剂，粘贴一块大小、形状与此面相一致的橡胶踢板50。在梯级壳板平面，用螺钉将塑料制成的踏面与壳板相联，其表面带锯齿形，形状与梯级壳板平面相同。也可以用铝合金制成扇形踏面，用螺钉与梯级壳板连接。而壳板的下面，在扇形小端装一小撑架、大端装一大撑架、在这二个撑架的内侧及外侧的轮轴上，各安装一只用尼龙制成的滚轮48、49，为减小阻力在滚轮内装有滚动轴承。由于大、小撑架呈三角形(如图10)，使同一撑架上二只滚轮中心连线与梯级壳板水平面成一夹角的三角形、该夹角即是螺旋升角，升角大小由每一层楼高度来决定，本曲线自动扶梯的螺旋升角为17.8°。在小撑架外侧装有一根轴杆39，(如图9)，轴杆上装有滚动轴承，此滚动轴承就是水平轮40，其作用是克服梯级运动过程中的向心力作用的阻力。
整台自动扶梯的梯级是通过每只梯级壳板下面，在中心位置上，以螺栓连接的方式，将接架46，固定在壳板上，在接架端部的孔内，装有双列向心球轴承44，轴承两端面用通盖43压紧，再将此端部装入万向链条的上下链板31，並夹在链板之间，用螺杆42将它们固紧。万向链就是通过接架带动整个梯级在十字导轨槽里作定向运动。
万向链上的万向轴32，有四只滚轮，这四只滚轮是与各区段机架上的十字导轨槽相匹配，此槽既是万向链条运动时的轨道，又是它的导向槽及与机架相连之处，所以对此十字导轨槽的制造要求较高。各区段机架的连接好坏又是能否使万向链在此导轨内通行无阻的关键。为此各区段机架在用螺栓连接时，保证十字导轨槽接头处平整，最后再将各区段机架十字槽连接处焊牢，以保证万向链在十字导轨槽内能通行无止。
本曲线自动扶梯在螺旋上升时，旋转中心的半径为2.7米，从一楼上升起点开始，到梯级上升到与二楼地面相平时，梯级正好旋转了360°。在回程的开始，梯级逐渐后倾到这一段的旋转半径为1.7米，改变了旋转中心(如图1所示)，旋转了180°，下降的高度不到一级梯级的高度，再由改向轮组11，(如图3)将带着梯级向前运动的万向链改向垂直向下，沿着上弧形区段、垂直区段、到下弧形区段一直降到一楼地面下、再沿底部圆弧区段旋转180°，旋转半径1.7米，当回程到开始上升的起点后，即重复上述内容的上升运动过程，如此周而复始，使曲线自动扶梯不断循环运动。
最后将整台曲线自动扶梯加以装饰美化，(如图1)扶手3的空间用透明钢化玻璃加以装饰，而旋转中心的空间圆柱用不透明的有机玻璃装饰，在螺旋形区段8，上过渡区段6，上部圆弧区段7，各区段机架的封闭壳体下部，装上各种灯光，这样即成为一台既别致，又新颖的曲线自动扶梯。此外，上述实例能在任一层楼安装，也可以每层楼安装一台。可以按照上述实施例，上升一层楼旋转360°，旋转半径可以任选。或上升一层楼旋转角超过360°，旋转半径任选。
还有能在上升一层楼后，再连续上升，一直上升到需要的楼层高度，再从此层回程下降到最底层。(如图12、13)在每层楼的地平面下，安装一台驱动装置，即为多驱动连续旋转曲线自动扶梯。並能自由地在每层楼面任意上下扶梯。如将驱动装置改变为(如图13)，即不采用驱动链带拨轮形式来带动万向链挡块24，25，使整个自动扶梯在单链－万向链传动下运动。而现将驱动装置改为用变速电机54，通过联轴器55，减速机56，在减速机输出轴上直接安装弧形链轮57，由此链轮推动万向链挡块24、25。使万向链带着梯级沿十字导轨槽作与上述实施例相同的运动。这种传动更为平稳可靠。使弧形链轮节距与万向链挡块24、25的节距相等。
本实用新型的效果1.万向链能允许有少量的扭转，为此单链传动比双链传转更适合于各种不同的曲率，不同的弯曲方向，所以单链传动灵活性好，适应性广，且这种结构制造出大大超过360°的曲线自动扶梯。
2.采用上下二台驱动装置，使万向链条在传动中，张力可减少约一半，並能减小万向链的重量。
3.驱动装置输出端以拨轮式驱动链的驱动方式或用弧形链轮传动。与国内外自动扶梯用链轮驱动方式比较，本驱动装置可以布置在除载人段外的任意区段，有很大的设计灵活性，且因多点接触驱动，自动扶梯运行时安全平稳。
4.梯级上的滚轮及万向链上的滚轮，采用耐磨耐压防缩尼龙610或1010，可减小运行时的噪音，提高使用寿命。
5.在各区段机架上均有十字导轨槽，虽然在加工制造与装配工艺上要求较高一点，但与双链驱动相比，无论是结构还是制造，安装都较简单，並解决了载人区段机架与回程区机架不在同一机架上，这就简化了载人区段机架，回程区段又在旋转中心的空间使整个体积缩小，乘员运行空间增大，外形更美观，更可与当代不同格调的建筑设施相匹配。
权利要求1.曲线自动扶梯，由传动链、驱动装置、梯级、机架组成，其特征是传动链为单链、上升一层楼旋转角大于360°的万向链，上下二台驱动装置、机架由带有十字导轨槽的各区段机架组成。
2.根据权利要求1所述的曲线自动扶梯，其特征在于在万向链每一节距上，间隔安装V形挡块24、T形挡块25。
3.根据权利要求1 所述的曲线自动扶梯，其特征在于驱动装置的输出端，有一套由主动链轮、从动链轮和驱动链组成的链传动装置，在驱动链链板外侧每间隔一个节距，装有拨轮23。
4.根据权利要求1所述的曲线自动扶梯，其特征在于梯级壳板下、装有大、小撑架、该撑架上装二只滚轮、其前后高低不同，以二只滚轮的中心线与梯级壳板水平面成一夹角，夹角大小为曲线自动扶梯的螺旋升角。
5.根据权利要求1所述的曲线自动扶梯，其特征在于机架由下过渡区段机架5，螺旋形区段机架8，上过渡区段机架6，上部圆弧区段机架7，上弧形区段机架12，垂直区段机架10，下弧形区段机架9，底部圆弧区段机架1，组成带十字导轨槽18，梯级滚轮导轨19的封闭式机架。
6.根据权利要求2和3所述的曲线自动扶梯，其特征在于驱动链的拨轮节距与万向链挡块节距相同。
7.根据权利要求1所述的曲线自动扶梯，其特征在于驱动装置还能用 变速电机54，联轴器55，减速机56，在减速机输出端直接安装弧形链轮57，且链轮节距与万向链挡块24、25节距相同。
专利摘要曲线自动扶梯，是涉及一种螺旋式升降机。其结构由上下二台驱动装置、万向链、梯级及机架组成。机架又由带十字导轨槽的各区段机架组成封闭的整个自动扶梯的机架。其特点是由驱动装置输出端的带有拨轮的驱动链，推动单条万向链的挡块，使万向链带着梯级沿机架的十字导轨槽，作旋转360°或大于360°的螺旋上升，再从旋转上升的空间，回程下降，如此周而复始的运动。此种曲线自动扶梯制造简单安装容易，所以易于实施。
文档编号B66B21/06GK2038490SQ8821163
公开日1989年5月31日 申请日期1988年4月14日 优先权日1988年4月14日
发明者顾加坤, 郭有勤 申请人:上海起重运输机械厂