[发明专利]直线蜗轮电梯

说明书

技术领域

本发明涉及机械技术应用领域，利用直线蜗轮与蜗杆之间的咬合驱动原理开发的一种直线蜗轮电梯。

背景技术

电梯自出现起至今已经一百余年了，但绝大部分仍旧是以曳引机传动的方式实现升降，尽管这种方式是安全可靠的，随着各种技术的创新，安全性也越来越完善，但这种升降方式的弊端也越来越突出。首先，现在随着超高的楼宇的数量越来越多，人们对电梯的运行效率有了更高的要求，而曳引机电梯尽管提升速度在不断突破，但是因为楼层高度的增加，承载的能力有限，效率依旧很低，不得不靠增加运行电梯的数量来弥补，导致一座摩天大楼的落成，竟然需要数十部电梯来保障日常使用。这在占用相当面积的同时，也导致了第二个弊端，能源消耗巨大。电梯是个高能耗的设备，有统计表明，光是电梯系统的用电量竟然可以占到整个建筑总能耗的20%左右。尽管现在有了能源回收的技术，但因为电梯系统的特殊性，能耗还是相当惊人的。传统电梯依靠曳引机传动升降，为了保障安全性，结构是相当复杂的，尽管原理很简单，却需要很多设备部件来保障乘梯人的安全，这也大大增加了电梯系统本身的磨损，增加了维护量，降低了电梯的使用寿命，增加了使用成本。因此现在在国内有很多电梯是超期服役甚至是报废电梯在运行，电梯伤人的报道屡见不鲜。在高层建筑中，电梯可以提高人员运送的效率，尤其是在发生各种危险时，能够快速的运送疏散建筑中的人员到达安全地区，然而现实情况是，在发生危险时，乘坐电梯是相当危险的，因为曳引机驱动电梯当失去能源时，不但不能保护人员，反而会困住乘坐人员，是个很大的威胁，这就造成了一个很尴尬的情况，急需要增加效率的时候，电梯反而一无是处了。

发明内容

本发明利用另一种简单的成熟技术，来替代传统电梯的运行方式，可以弥补传统电梯的所有不足，会是电梯的一种变革。去掉传统电梯的钢缆、曳引机、导轨、配重、限速器、导向轮、配重轮等复杂的机械设备，全部的驱动、控制、保护、识别、后备紧急电源等设备集中在电梯轿箱上，结构简单，便于安装调试和维护。利用多组蜗杆和直线蜗轮实现升降驱动。直线蜗杆电梯的优点是减少机械磨损，延长电梯使用寿命，减少维护量，安装简单。因可以实现同一电梯井内多部轿厢同时分段独立运行，提高运行效率和速度，操作控制更灵活，节省能源，安全可靠，在需要的情况下也可以实现多方向水平运行，使应用更加灵活便利。

附图说明

图1为直线蜗轮电梯结构示意图。

图2为直线蜗轮电梯应用原理图。

具体实施方式

直线蜗轮电梯利用蜗杆螺旋头与直线蜗轮齿互相咬合，用电机驱动蜗杆转动，通过与直线蜗轮的配合，将电机的转动转变成竖直升降运动，带动电梯轿厢升降。反过来，电梯轿厢的升降必须转换成蜗杆的转动才能实现，因此这种驱动方式能够提供绝对的安全，保障电梯轿厢无法自由落体坠落。改变蜗杆螺旋头与直线蜗轮齿的接触面积、蜗杆螺旋头的头数、蜗杆及直线蜗轮的组数，都可以改变电梯轿厢的承载重量。所有的驱动、控制、后备电源、监控等系统全部集中在电梯轿厢上，采用电刷从外部供电接触网获取电力，外部供电接触网同时也可以作为通讯线路，完成电梯呼叫及通话报警等功能得线路连接。没有了传统电梯的曳引机，钢缆等传动系统的空间限制，就可以实现在同一电梯井内，允许多部电梯轿厢分段独立运行，在高层建筑中，电梯应用频繁、客流量大的环境下，可以大幅度提高运送效率。在带有水平电梯井的条件下，驱动电机在固定位置停止转动，蜗杆螺旋头与直线蜗轮齿的咬合可以横向脱离，蜗杆螺旋头失去提供带动电梯轿厢升降的作用，用水平移动装置带动电梯轿厢水平运行。反之，电梯轿厢在水平移动装置的牵引下到达固定位置，蜗杆螺旋头切入直线蜗轮齿中咬合，蜗杆螺旋头转动，就可以将电梯轿厢的水平运行转换为竖直升降运行了。这种方式适合在低层建筑中，电梯使用量少、客流量小的环境下，多电梯井共用电梯轿厢，节省安装、维护和能源等成本。同时这种方式也可以用作在高层建筑同一电梯井内多部电梯轿厢分段独立运行时，一部电梯轿厢避让其它电梯轿厢升降的方式。

如采用永磁悬浮、超导磁悬浮、常导磁悬浮等磁悬浮技术应用到蜗杆螺旋头与直线蜗轮齿的咬合部位，可以将直线蜗轮电梯升级成磁悬浮电梯，运行速度可以极快，没有摩擦损耗，能耗与噪音也能降到最低。在现今楼宇的高度不停突破记录的时代，磁悬浮电梯是个必然发展的趋势。