專利名稱：無脈動(dòng)的自動(dòng)扶梯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景本發(fā)明涉及一種具有無脈動(dòng)的轉(zhuǎn)彎和過渡區(qū)的自動(dòng)扶梯系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)方法。
自動(dòng)扶梯的臺(tái)階組合件構(gòu)成一條剛性連桿鏈。連桿由滾子支承，滾子環(huán)繞一條平順而閉合的軌道移動(dòng)。在自動(dòng)扶梯的頂部和底部，軌道“轉(zhuǎn)彎”、即反轉(zhuǎn)其運(yùn)行方向。通常的情況是，臺(tái)階進(jìn)入轉(zhuǎn)彎部的速度不同于臺(tái)階走出轉(zhuǎn)彎部的速度。這個(gè)現(xiàn)象被體驗(yàn)為以連桿通過頻率的周期速度脈動(dòng)。作為這個(gè)經(jīng)驗(yàn)的一部分，滾子會(huì)周期性地升起離開軌道或接頭，并且會(huì)受到交替擠緊和拉伸的過度負(fù)載，這種“多角形效應(yīng)”的振動(dòng)能造成令人不能接受的搭乘質(zhì)量。同一效應(yīng)在扶梯上下處和移動(dòng)的扶梯之間的過渡區(qū)內(nèi)能以較弱的程度發(fā)生。
對(duì)付多角形效應(yīng)振動(dòng)，典型的做法是將轉(zhuǎn)彎部和過渡區(qū)內(nèi)滾子運(yùn)行路徑的半徑做得足夠大，這樣來宣告問題的解決。Haruta等人在論文“具有水平中段的超升高自動(dòng)扶梯”(見1995年3月“升降機(jī)技術(shù)”第6期，’95年ELEVCON的會(huì)議錄，78-87頁(yè))中曾說明一種選用最佳恒定半徑來減少多角形效應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。但盡管已有這種設(shè)計(jì)方法，目前仍需有一種設(shè)計(jì)方法以便用來設(shè)計(jì)出具有真正無脈動(dòng)轉(zhuǎn)彎的自動(dòng)扶梯。
本發(fā)明的綜述因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種具有無脈動(dòng)轉(zhuǎn)彎的自動(dòng)扶梯系統(tǒng)。
本發(fā)明另一個(gè)目的是要提供一對(duì)具有無脈動(dòng)過渡區(qū)的上述自動(dòng)扶梯系統(tǒng)。
本發(fā)明再一個(gè)目的是要提供一種可用來設(shè)地具有無脈動(dòng)轉(zhuǎn)彎部及/或無脈動(dòng)過渡區(qū)的自動(dòng)扶梯的設(shè)計(jì)方法。
上述目的可由本發(fā)明的自動(dòng)扶梯系統(tǒng)和設(shè)計(jì)方法來達(dá)到。
按照本發(fā)明提供的自動(dòng)扶梯系統(tǒng)在廣義上包括一對(duì)導(dǎo)軌，和一對(duì)連桿組合件，每一連桿組合件各具有多個(gè)連接在一起的連桿，和多個(gè)用來支承連桿組合件的滾子，這些滾子分別在各自的導(dǎo)軌上運(yùn)行。每一導(dǎo)軌具有兩個(gè)間隔開的轉(zhuǎn)彎部，每一轉(zhuǎn)彎部為每一個(gè)滾子形成一條運(yùn)行路徑，包括一個(gè)直線進(jìn)入段、一個(gè)直線離開段和一個(gè)曲線的無脈動(dòng)段。自動(dòng)扶梯系統(tǒng)還可具有至少一個(gè)無脈動(dòng)的過渡區(qū)。
另外，按照本發(fā)明的設(shè)計(jì)自動(dòng)扶梯系統(tǒng)的方法在廣義上包括選擇一條軌道來連接兩個(gè)直線段從而設(shè)計(jì)出每一個(gè)無脈動(dòng)的轉(zhuǎn)彎部，確定用多個(gè)連桿來裝配所選的軌道，確定連桿的初始形狀，其時(shí)與連桿中第一個(gè)連桿連接的第一接頭在一直線方向上運(yùn)行，而與連桿中末一個(gè)連桿連接的第二接頭在另一直線方向上運(yùn)行；并確定位在第一和第二接頭之間的第三接頭當(dāng)它移動(dòng)通過轉(zhuǎn)彎部時(shí)要走的軌道。該方法還包括設(shè)計(jì)至少一個(gè)無脈動(dòng)的過渡區(qū)。
本發(fā)明的無脈動(dòng)自動(dòng)扶梯和設(shè)計(jì)方法的其他細(xì)節(jié)以及伴隨而來的其他目的和優(yōu)點(diǎn)將在下面的詳細(xì)說明和附圖中列出。在附圖中相同的標(biāo)號(hào)指相同的元件。
附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1為一自動(dòng)扶梯系統(tǒng)的滾子路徑的略圖示出過渡區(qū)和轉(zhuǎn)彎部；圖2為圖1中自動(dòng)扶梯系統(tǒng)所用軌道系統(tǒng)的轉(zhuǎn)彎段的側(cè)視圖；圖3為四連桿聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)通過按照本發(fā)明的軌道的轉(zhuǎn)彎段時(shí)的略圖；圖4為一曲線圖示出傳統(tǒng)的半徑恒定的滾子運(yùn)行路徑與按照本發(fā)明的無脈動(dòng)的滾子運(yùn)行路徑的比較；圖5為一自動(dòng)扶梯系統(tǒng)的無脈動(dòng)區(qū)的略圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明如上所述，本發(fā)明涉及一種具有無脈動(dòng)轉(zhuǎn)彎部及/或過渡區(qū)的自動(dòng)扶梯系統(tǒng)。這里所用術(shù)語“無脈動(dòng)”一詞意思是指如果在一直線區(qū)內(nèi)的連桿以恒定的速率移動(dòng)，那么在返回區(qū)內(nèi)的連桿也以相同的恒定速率移動(dòng)，因?yàn)闊o脈動(dòng)時(shí)允許兩側(cè)具有相同的恒定速率。自動(dòng)扶梯系統(tǒng)10包括一對(duì)間隔開的導(dǎo)軌12，和一對(duì)間隔開的用來支承多個(gè)臺(tái)階(未示出)的連桿組合件14。每一連桿組合件14包括多個(gè)用銷釘或類似物連接在一起的連桿16。每一連桿16具有至少一個(gè)滾子16用來與一相關(guān)的導(dǎo)軌12接合并用來跟隨該相關(guān)導(dǎo)軌形成的路徑。適用于每一個(gè)滾子18的典型的導(dǎo)引路徑20如圖1所示。導(dǎo)引路徑20包括第一和第二間隔開的轉(zhuǎn)彎部22和24及四個(gè)過渡區(qū)26、28、30和32。本行業(yè)已知的任何一種合適的傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都可用來驅(qū)動(dòng)連桿組合件14從而驅(qū)動(dòng)滾子18。
現(xiàn)在參閱圖2，其中示出一部分導(dǎo)軌12。應(yīng)該知道在自動(dòng)扶梯10對(duì)側(cè)的導(dǎo)軌12也具有相同的構(gòu)造及相同的導(dǎo)軌、滾子和連桿之間的關(guān)系。圖2所示的導(dǎo)軌部包括轉(zhuǎn)彎部22及過渡區(qū)26和28。有多個(gè)連結(jié)在連桿16上的滾子16沿著導(dǎo)軌12形成的導(dǎo)引路徑運(yùn)行，該導(dǎo)引路徑是完全閉合的，特別是在轉(zhuǎn)彎部22上。
為了使轉(zhuǎn)彎部22無脈動(dòng)，離開轉(zhuǎn)彎部22的連桿的速率必須等于進(jìn)入轉(zhuǎn)彎部22的連桿的速率。這種無脈動(dòng)的轉(zhuǎn)彎部22在圖3中示出，它具有一個(gè)直線進(jìn)入段34，一個(gè)與直線進(jìn)入段34鄰近的已知的第一軌道段36，一個(gè)直線離開段38，和一個(gè)與直線離開段38鄰近的已知的第二軌道段40。已知的第一和第二軌道段36和40可具有任何所需的形狀。例如軌道段36和40可以是半徑恒定為R的圓弧段，或者它們可以具有不同的曲線形狀。在圖3中作為例子舉出的無脈動(dòng)轉(zhuǎn)彎部22在半徑恒定段36和40之間也有一個(gè)無脈動(dòng)段42。如圖4所示，這個(gè)無脈動(dòng)段42并沒有半徑恒定的曲率如同曲線43所示那樣。
雖然所示無脈動(dòng)段42位在兩個(gè)已知的軌道段36和40之間，但它并非必要位在這兩軌道段之間，而是可以在轉(zhuǎn)彎部22內(nèi)任何地方。例如，它可以和直線段36和38中之一鄰近。而且，無脈動(dòng)段42并沒有必要對(duì)稱于任何軸線如水平軸線“x”或垂直軸線“y”。還有，無脈動(dòng)段42可從直線段34延伸到直線段38。
雖然圖中所示直線段34和38都是水平的，但它們可以相對(duì)于水平軸線“x”傾斜一個(gè)角度。
為了確定無脈動(dòng)段42的曲率，可首先選擇一條固定的軌道來連接兩個(gè)直線段34和38，然后確定與該選擇的軌道裝配的多個(gè)連桿。此后可確定連桿16的初始形狀，該初始形狀可以是對(duì)稱的或不對(duì)稱的，但連桿16之間的接頭44和46必須在直線上運(yùn)行。于是移動(dòng)通過轉(zhuǎn)彎區(qū)22的所選第三接頭的軌道就是限定無脈動(dòng)段42曲率的曲線。所選第三接頭如果需要，可以是一個(gè)中心點(diǎn)如圖3中的接頭48。
所選第三接頭48的軌道可這樣計(jì)算(1)按照零脈動(dòng)的要求，第一和第末接頭44和46各作一個(gè)相等的位移；(2)具有至少四個(gè)連桿的系統(tǒng)內(nèi)的另外兩個(gè)接頭如接頭50和52的座標(biāo)接下來可根據(jù)約束條件來確定，即它們的運(yùn)行路徑已知，并且它們必須與以前在接頭離開一個(gè)距離h(每一個(gè)連桿的尺寸)；及(3)所選第三接頭如接頭48的路徑可利用對(duì)它的要求即它必須與另外兩個(gè)接頭都各離開一個(gè)距離h來確定。
為了說明本發(fā)明的方法，舉例如下該例符合一個(gè)自動(dòng)扶梯系統(tǒng)的轉(zhuǎn)彎部的情況。其時(shí)1≤h/R≤2，其中h為每一連桿的長(zhǎng)度，R為兩個(gè)半徑恒定段36和40的半徑。至少需要四個(gè)連桿用于分析，中心接頭為第三接頭48。在本例中，進(jìn)入運(yùn)行的方向是正的x方向，而離開運(yùn)行的方向是負(fù)的x方向，因此位移角α等于π或180°。第一接頭44沿運(yùn)行路徑的位移設(shè)為s，當(dāng)s從0增加h時(shí)，第一接頭44沿著路徑移動(dòng)到接頭50早先的位置，而接頭50沿著路徑移動(dòng)到接頭48早先的位置，如此等等。本發(fā)明的設(shè)計(jì)方法的目的是要確定第三或中心接頭在x和y軸線上的座標(biāo)，它們可被表達(dá)為x48(s)和y48(s)。
初始時(shí)先確定在對(duì)稱圖形下各接頭的座標(biāo)，它們可被表達(dá)為x52(0)=R2-h2/4----y52(0)=h/2]]>x46(0)=x52(0)-h2-(R-h/2)2----y46(0)=R]]>x48(0)＝x52(0) y48(0)＝-y52(0)x50(0)＝x46(0) y50(0)＝-y46(0)x44(0)＝x46(0)-hy44(0)＝y(tǒng)50(0)無脈動(dòng)的條件要求接頭44和46分別在正的和負(fù)的x方向上有相等的位移。因此，x44(s)＝x44(0)+s y44(s)＝y(tǒng)44(0)x46(s)＝x46(0)-s y46(s)＝y(tǒng)46(0)接頭50要求沿著一條已知的路徑移動(dòng)并且離開接頭44的距離保持為h。這兩個(gè)約束條件可被用來以下列方式解出座標(biāo)x50(s)和y50(s)如果s≤-x50(0)，x50(s)＝x50(0)+s y50(s)＝y(tǒng)50(0)另外，[x50(s)-x44(s)]2+[y50(s)-y44(s)]2＝h2x502(s)+y502(s)=R2]]>x50(s)＞0對(duì)于接頭52的座標(biāo)x52(s)和y52(s)，類似的約束條件亦存在，如果s＞x48(0)+h，x52(s)＝x48(s)+h y52(s)＝y(tǒng)48(0)，另外，[x48(s)-x52(s)]2+[y48(s)-y52(s)]2＝h2x522(s)+y522(s)=R2]]>x52(s)＞0于是可從下列方程組中解出的兩個(gè)答案中取其較佳的一個(gè)作為接頭48的座標(biāo)，從而可限定線段42在無脈動(dòng)地改變方向時(shí)應(yīng)走的曲線[x52(s)-x48(s)]2+[y52(s)-y48(s)]2＝h2[x48(s)-x50(s)]2+[y48(s)-y50(s)]2＝h2對(duì)于一個(gè)具有任何數(shù)目連桿的系統(tǒng)來說，以上所述方法能被用來導(dǎo)出無脈動(dòng)段42的曲率。
雖然無脈動(dòng)段42的位置可在兩個(gè)半徑恒定的曲線段36和40之間，但它也可位在轉(zhuǎn)彎部22的其他地方。例如，它可位在一個(gè)直線段和一個(gè)半徑恒定的曲線段之間；另外，它可位在兩個(gè)非直線而半徑不恒定的曲線段之間。還有，轉(zhuǎn)彎部22可只有一個(gè)半徑恒定的線段而另一個(gè)為半徑不恒定的線段。
在某些自動(dòng)扶梯系統(tǒng)中，具有無脈動(dòng)的過渡區(qū)26、28、30和32可能是合適的。圖5示出一個(gè)典型的自動(dòng)扶梯過渡區(qū)，其中h/R＜2sin(α/2)。如果如同以前那樣使用至少有四個(gè)連桿16來分析，那么無脈動(dòng)過渡曲線58可由內(nèi)部接頭60，x60(s)和y60(s)的軌道來給出。在該圖中，進(jìn)入處的運(yùn)行方向是在正的x方向上，而離開時(shí)的運(yùn)行方向?yàn)橐砸粋€(gè)30°的傾斜角向上，因此α＝π/6。設(shè)計(jì)每一個(gè)無脈動(dòng)過渡區(qū)的方法包括選擇一條軌道來連接與過渡區(qū)鄰近的直線段，確定裝配所選軌道的多個(gè)連桿，確定連桿的初始形狀，其中第一個(gè)接頭與在直線方向上運(yùn)行的第一個(gè)連桿連接，第二個(gè)接頭與在直線方向上運(yùn)行的第末個(gè)連桿連接，最后確定移動(dòng)通過過渡區(qū)而位在第一和第二接頭之間的第三接頭的軌道。
雖然上面說明的本發(fā)明的設(shè)計(jì)方法是使用四個(gè)連桿，但該方法也可使用少于四個(gè)或多于四個(gè)的連桿來設(shè)計(jì)無脈動(dòng)的轉(zhuǎn)彎部和過渡區(qū)。
顯然按照本發(fā)明提供的自動(dòng)扶梯的無脈動(dòng)的轉(zhuǎn)彎部能完全滿足上面列出的目的、方法和優(yōu)點(diǎn)。雖然本發(fā)明的具體實(shí)施例已予詳細(xì)說明，但本行業(yè)的行家在閱讀上述說明后，顯然能作出各種替代、修改和變化。因此要將這些替代、修改和變化包括在所附權(quán)利要求的廣義范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無脈動(dòng)的自動(dòng)扶梯系統(tǒng)，包括一對(duì)導(dǎo)軌；一對(duì)連桿組合件，各有多個(gè)連接在一起的連桿；每一所說連桿組合件各有多個(gè)用以支承它的滾子，所說滾子在所說導(dǎo)軌的相應(yīng)一個(gè)上運(yùn)行；每一個(gè)所說導(dǎo)軌都有兩個(gè)間隔開的轉(zhuǎn)彎部；及為每一個(gè)滾子限定運(yùn)行路徑的每一個(gè)所說轉(zhuǎn)彎部各有一個(gè)直線進(jìn)入段、一個(gè)直線離開段、和一個(gè)處在所說兩段之間的無脈動(dòng)曲線段。
2.權(quán)利要求1的自動(dòng)扶梯系統(tǒng)，其特征在于所說轉(zhuǎn)彎部有一帶一已知軌道的第一段，及一帶一已知軌道的第二段，而所說曲線的無脈段處在所說第一和第二段之間。
3.權(quán)利要求2的自動(dòng)扶梯系統(tǒng)，其特征在于所說第一和第二段中至少有一段為一半徑恒定段。
4.權(quán)利要求3的自動(dòng)扶梯系統(tǒng)，其特征在于所說轉(zhuǎn)彎部具有兩個(gè)曲率半徑相同的半徑段。
5.權(quán)利要求1的自動(dòng)扶梯系統(tǒng)，其特征在于每一所說連桿組合件在每一所說轉(zhuǎn)彎部?jī)?nèi)具有至少四個(gè)連桿，所說至少四個(gè)連桿具有至少五個(gè)與其連接的接頭，其中所說無脈動(dòng)段的所說曲率相當(dāng)于從所說接頭中選出的一個(gè)接頭的軌道的曲率，并且其中所說選出的接頭的座標(biāo)可由下列方程組給出[X52(s)-x48(s)]2+[y52(s)-y48(s)]2＝h2[x48(s)-x50(s)]2+[y48(s)-y50(s)]2＝h2其中x52(s)為所說接頭中第四個(gè)接頭沿x軸線的位移，x48(s)為所說選出的接頭沿所說x軸線的位移，x50(s)為所說接頭中第二個(gè)接頭沿所說x軸線的位移，y52(s)為所說第四個(gè)接頭沿垂直于所說x軸線的y軸線的位移，y48(s)為所說選出的接頭沿所說y軸線的位移，y50(s)為所說第二個(gè)接頭沿所說y軸線的位移，s為所說接頭中第一個(gè)接頭沿運(yùn)行路徑的位移，而h為每一所說連桿的長(zhǎng)度。
6.權(quán)利要求1的自動(dòng)扶梯系統(tǒng)，其特征在于在每一所說轉(zhuǎn)彎部?jī)?nèi)的每一所說導(dǎo)軌為一使所說滾子形成閉合路徑的閉合軌道。
7.權(quán)利要求1的自動(dòng)扶梯系統(tǒng)，還包括多個(gè)過渡段，并且每一個(gè)所說過渡段都是無脈動(dòng)的。
8.一種設(shè)計(jì)無脈動(dòng)的自動(dòng)扶梯系統(tǒng)的方法，包括下列步驟設(shè)計(jì)每一為無脈動(dòng)的轉(zhuǎn)彎部；并且所說設(shè)計(jì)步驟包括選擇一條軌道來連接兩個(gè)直線段，確定裝配所選軌道的多個(gè)連桿，確定所說連桿的最初形狀，其中與所說一些連桿的第一連桿連接的第一接頭沿直線方向運(yùn)行，與所說一些連桿的最后連桿連接的第二接頭沿直線方向運(yùn)行，并確定處在所說第一和第二接頭之間的第三接頭在移過所說轉(zhuǎn)彎部時(shí)的軌道。
9.權(quán)利要求8的方法，其特征在于確定所說第三接頭軌道的步驟包括使所說第一和第二接頭各作一個(gè)等距離的位移，對(duì)處在所說第一接頭和所說第三接頭之間的第四接頭及處在所說第三接頭和所說第二接頭之間的第五接頭，在所說位移步驟完成后確定它們沿第一軸線和與所說第一軸線垂直的第二軸線的座標(biāo)，然后根據(jù)所說第四和第五接頭的所說位移的結(jié)果確定所說第三接頭沿所說第一和第二軸線的座標(biāo)。
10.權(quán)利要求8的方法，其特征在于還包括設(shè)計(jì)所說自動(dòng)扶梯系統(tǒng)，使其具有至少一個(gè)無脈沖的過渡區(qū)；所說過渡區(qū)的設(shè)計(jì)步驟包括選擇一條軌道來連接另外兩個(gè)與說自動(dòng)扶梯系統(tǒng)的至少一個(gè)無脈動(dòng)過渡區(qū)鄰近的直線段，確定與所選軌道裝配的多個(gè)連桿，確定所說連桿的初始形狀，其中與所說一些連桿的第一連桿連接的第一接頭沿直線方向運(yùn)行，與所說一些連桿的最后連桿連接的第二接頭沿直線方向運(yùn)行并確定處在所說第一和第二接頭之間的第三接頭在移過所說至少一個(gè)過渡區(qū)時(shí)的軌道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無脈動(dòng)的自動(dòng)扶梯系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有兩個(gè)間隔開的無脈動(dòng)轉(zhuǎn)彎部和至少一個(gè)無脈沖的過渡區(qū)，還涉及一種設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)彎部和至少一個(gè)過渡區(qū)的方法。該自動(dòng)扶梯系統(tǒng)具有一對(duì)導(dǎo)軌和一對(duì)連桿組合件。每一連桿組合件各有多個(gè)連接在一起的連桿和多個(gè)用來支承它的滾子，所說滾子在相關(guān)的一個(gè)導(dǎo)軌上運(yùn)行。每一導(dǎo)軌各有兩個(gè)間隔開的轉(zhuǎn)彎部，每一個(gè)轉(zhuǎn)彎部形成一條運(yùn)行路徑供每一個(gè)滾子使用。每一個(gè)轉(zhuǎn)彎部各有一個(gè)直線進(jìn)入段、一個(gè)直線離開段和一個(gè)在所說兩段中間的無脈動(dòng)段。
文檔編號(hào)B66B23/00GK1608024SQ02826130
公開日2005年4月20日 申請(qǐng)日期2002年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月28日
發(fā)明者G·S·科普蘭, T·P·加蘭特, R·N·法戈, R·M·哈梅爾 申請(qǐng)人:奧蒂斯電梯公司