论文部分内容阅读
[摘 要]伴随着我国老龄化时代的到来，研究多层旧居住区适老性的电梯加装，对促进我国居家养老事业发展具有重要的现实意义。目前市场上常见的电梯主要以沿着导轨进行垂直上下运动的轿厢式电梯（曳引与强制驱动电梯）和斜升式连续运转的扶手电梯（自动扶梯与自动人行道）为主，它们分别被用于高层建筑和大型商场的乘客与物品的上下运输。这两种电梯占地面积大、购买安装成本高，不适用于加装在多层的老建筑物中。
本文将通过对杭州市2个旧居住区是否应该加装电梯的问卷调查和分析，了解影响电梯加装的因素。借鑒发达国家和地区在旧居住区电梯加装服务建设方面的经验，并结合本地实际，克服现有技术中的不足，提供一种体积小、占地少、价格便宜，又不改变原有多层建筑物的结构的楼道内使用的电梯。
[关键词]老龄化；多层建筑物；电梯加装；楼道电梯
中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）29-0295-02
1 引言
由于我国城市旧居住区没有电梯，特别是一些建造时间已久的多层住宅，不适用于腿脚不便的老人，因此为满足不断增多的居家养老的老年人的居住需求，对旧居住区进行适时、适度的电梯加装显得十分必要。
然而，在对杭州市A、B两个老旧居住区是否应该加装电梯的问卷调查中发现，目前市场上常见的电梯主要以沿着导轨进行垂直上下运动的轿厢式电梯（曳引与强制驱动电梯）和斜升式连续运转的扶手电梯（自动扶梯与自动人行道）为主，它们分别被用于高层建筑和大型商场的乘客与物品的上下运输。这两种电梯占地面积大、购买安装成本高，不适用于加装在多层的老建筑物中。
因此，虽然需求多，但能实现的少，已经成为国内老楼加装电梯项目的残酷现实。首先，旧楼加装电梯的核心是尊重原住户的居住权；其次，旧楼加装电梯要改善旧楼居民居住条件的同时，必须尊重底层住户的物权，不可侵害他们原有的物权，不能伤害底层住户的居住条件；第三，在装电梯前前后后的过程中，问题不少，费用不低、审批门槛高、众口又难调，致使其举步维艰。
本文通过问卷调查，了解分析了影响电梯加装的因素。克服上述问题，提出一种体积小、占地少、价格便宜，又不改变原有多层建筑物结构的楼道内使用的电梯。
2 概念设计及技术实现
为了实现上文所述的设计目标，本文制定了如下技术方案：
2.1 整体结构设计方案
本文所设计的楼道电梯，它由可进行水平横向移动的悬挂装置、可进行垂直纵向运动的起升装置、连接悬挂装置与起升装置的钢丝绳、可用于运载人和物的运载装置和便于运载装置运行的运行轨道组成，如图2.1所示。
上述悬挂装置安装在架设于建筑物顶部的水平导轨中，由电动机、导轨内的丝杠、与丝杠匹配的半螺母以及极限开关组成。所述丝杠的端部连接电动机，所述电动机驱动丝杠转动，使所述的半螺母沿着丝杠的轴线方向做来回往复运动，当所述半螺母碰到所述极限开关时，所述电动机改变旋转方向，所述半螺母与所述的钢丝绳通过卡扣垂直固定连接。所述丝杠副中的螺母采用半螺母，当丝杠副中的螺纹损坏时，便于半螺母的取下。所述半螺母的受力通过半螺母的凸台直接传递到所述平行导轨的凸台，避免所述丝杠的螺纹受到锁坏。所述半螺母含有绳槽设计，便于所述钢丝绳的更换以及生长后的裁剪。
上述起升装置固定安装在所述的运载装置内，由电动机和用于缠绕所述钢丝绳的卷筒组成。所述卷筒端部连接电动机，所述电动机驱动卷筒转动。所述钢丝绳末端用压板固定安装在所述卷筒上。所述卷筒为单层缠绕卷筒，其可缠绕钢丝绳长度为所述运载器从楼道底层水平面到楼道顶层水平面的垂直距离加上两圈卷筒安全圈的长度，以保证所述起升装置内的电动机在匀速旋转过程中，所述运载装置上的导向轮能够紧贴所述运行导轨的上导轨，并保证楼道电梯能够沿着运行导轨的上导轨匀速上升。
上述运载装置为平台式运载装置，其包括载人平台、控制把手以及常闭式翻转机构，与所述起升装置固定连接。在载人时所述载人平台在外力作用下向楼道内测翻出供乘客站立，人离开时平台自动收起恢复原状，以减少对楼道空间的占用。
上述运行轨道安装在建筑物楼梯的护栏处，其平行于所述楼梯护栏的扶手面，由上下平行的两组导轨组成，每组导轨分为上下平行的两根导轨。所述上导轨下表面呈轨道状，可为所述运载装置内的导向轮提供运行的轨道。所述上导轨下表面嵌有滑触线，可为所述起升装置内的电动机提供电源。所述下导轨上表面为锯齿状，当所述钢丝绳发生断裂、所述电梯进行维修或者所述电梯发生倒溜现象时，可与安装在所述运载装置内的导向轮上的棘轮进行啮合，防止所述运载装置下坠，保护所述电梯以及电梯上人员的安全。所述两组导轨的下导轨的上表面处的锯齿对应相差半个齿距，所述运载装置内的两个导向轮处的棘轮轮齿对应相差半个齿距，并且与所述下导轨的上表面处的锯齿相匹配，以保证所述棘轮与锯齿最迟在1/4齿距内能够准确啮合。所述棘轮与锯齿的齿数根据实际工程情况与用户需求确定。
2.2 驱动装置
（1）悬挂驱动装置，如图2.2所示，安装在架设于建筑物顶部的水平导轨中，由电动机、导轨内的丝杠、与丝杠匹配的半螺母以及极限开关组成。所述丝杠的端部连接电动机，所述电动机驱动丝杠转动，使所述的半螺母沿着丝杠的轴线方向做来回往复运动，当所述半螺母碰到所述极限开关时，所述电动机改变旋转方向，所述半螺母与所述的钢丝绳通过卡扣垂直固定连接。为保证当所述丝杠的螺纹损坏时，便于螺母取出进行更换，特采用半螺母的样式，其样式不限于U形、L形以及凹形等。为保证所述丝杠不受到所述钢丝绳对其产生垂直向下的拉力，在所述水平导轨处切削出导向凸台，与所述半螺母的凸台相配合。为保证所述钢丝绳能够与所述半螺母可靠的垂直固定连接，并且便于钢丝绳的更换以及生长后的裁剪，在所述半螺母处切削出绳槽，使钢丝绳能够贴合在绳槽内。
本机构运动及其推动力主要依靠步进电机、丝杠、半螺母及导向凸台。导向凸台除了起到运动的导向作用外，还起到承受外力的作用，所有的外力均由这里的凸台和导轨承受，因此导向凸台的装配、选材和加工精度要求比较高；否则会导致丝杠受侧向力，而导致运动传输效率降低，甚至出现卡死情况。实际应用过程中，丝杠的选用可根据需要进行尺寸和结构的适当决定[4]。
（2）起升驱动装置，如图2.3所示，固定安装在所述的运载装置内，由电动机和用于缠绕所述钢丝绳的卷筒组成。所述卷筒端部连接电动机，所述电动机驱动卷筒转动。所述钢丝绳末端用压板固定安装在所述卷筒上。所述卷筒为单层缠绕卷筒，其可缠绕钢丝绳长度为所述运载器从楼道底层水平面到楼道顶层水平面的垂直距离加上两圈卷筒安全圈的长度，以保证所述起升装置内的电动机在匀速旋转过程中，所述运载装置上的导向轮能够紧贴所述运行导轨的上导轨，并保证楼道电梯能够沿着运行导轨的上导轨匀速上升。
对于强制驱动电梯来说，当运载平台向下运行受阻时，如果电机继续转动，钢丝绳就会出现松弛甚至断裂，为了防止钢丝绳松弛或者发生意外断裂时整机还在运动，设定了如图2.3所示的棘轮装置。
3 总结与体会
本文通过查阅文献资料、实地调查研究、咨询导师等方式方法，使我们对电梯的构造和原理、控制系统的结构与原理得到了全面的掌握与了解。由于时间和篇幅关系，只是简要的整体设计方案进行了简要的分析和设计，还有很多的工作没有深入的进展下去。通过这次对楼道电梯的设计，使我们发现了自身知识上存在的漏洞，这也为我们今后进一步的学习指明了方向。
参考文献
[1] 中国社会科学院.2010年我国宏观经济与财政政策分析报告[R]，2010.
[2] 李金辉.强制驱动电梯的原理与改进建议[J].科技创新与应用，2012.
[3] 穆斯D，维特H，贝克M，等.机械设计[M].孔建益，译.北京：机械工业出版社，2012：100-101.
[4] 郭晓波.电机与电力拖动[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.
[5] 廖伟强，何佳兵，等.步进电机驱动滚珠丝杠传动分析与应用[J].机械传动，2014，38（12）.
本文将通过对杭州市2个旧居住区是否应该加装电梯的问卷调查和分析，了解影响电梯加装的因素。借鑒发达国家和地区在旧居住区电梯加装服务建设方面的经验，并结合本地实际，克服现有技术中的不足，提供一种体积小、占地少、价格便宜，又不改变原有多层建筑物的结构的楼道内使用的电梯。
[关键词]老龄化；多层建筑物；电梯加装；楼道电梯
中图分类号：TU857 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）29-0295-02
1 引言
由于我国城市旧居住区没有电梯，特别是一些建造时间已久的多层住宅，不适用于腿脚不便的老人，因此为满足不断增多的居家养老的老年人的居住需求，对旧居住区进行适时、适度的电梯加装显得十分必要。
然而，在对杭州市A、B两个老旧居住区是否应该加装电梯的问卷调查中发现，目前市场上常见的电梯主要以沿着导轨进行垂直上下运动的轿厢式电梯（曳引与强制驱动电梯）和斜升式连续运转的扶手电梯（自动扶梯与自动人行道）为主，它们分别被用于高层建筑和大型商场的乘客与物品的上下运输。这两种电梯占地面积大、购买安装成本高，不适用于加装在多层的老建筑物中。
因此，虽然需求多，但能实现的少，已经成为国内老楼加装电梯项目的残酷现实。首先，旧楼加装电梯的核心是尊重原住户的居住权；其次，旧楼加装电梯要改善旧楼居民居住条件的同时，必须尊重底层住户的物权，不可侵害他们原有的物权，不能伤害底层住户的居住条件；第三，在装电梯前前后后的过程中，问题不少，费用不低、审批门槛高、众口又难调，致使其举步维艰。
本文通过问卷调查，了解分析了影响电梯加装的因素。克服上述问题，提出一种体积小、占地少、价格便宜，又不改变原有多层建筑物结构的楼道内使用的电梯。
2 概念设计及技术实现
为了实现上文所述的设计目标，本文制定了如下技术方案：
2.1 整体结构设计方案
本文所设计的楼道电梯，它由可进行水平横向移动的悬挂装置、可进行垂直纵向运动的起升装置、连接悬挂装置与起升装置的钢丝绳、可用于运载人和物的运载装置和便于运载装置运行的运行轨道组成，如图2.1所示。
上述悬挂装置安装在架设于建筑物顶部的水平导轨中，由电动机、导轨内的丝杠、与丝杠匹配的半螺母以及极限开关组成。所述丝杠的端部连接电动机，所述电动机驱动丝杠转动，使所述的半螺母沿着丝杠的轴线方向做来回往复运动，当所述半螺母碰到所述极限开关时，所述电动机改变旋转方向，所述半螺母与所述的钢丝绳通过卡扣垂直固定连接。所述丝杠副中的螺母采用半螺母，当丝杠副中的螺纹损坏时，便于半螺母的取下。所述半螺母的受力通过半螺母的凸台直接传递到所述平行导轨的凸台，避免所述丝杠的螺纹受到锁坏。所述半螺母含有绳槽设计，便于所述钢丝绳的更换以及生长后的裁剪。
上述起升装置固定安装在所述的运载装置内，由电动机和用于缠绕所述钢丝绳的卷筒组成。所述卷筒端部连接电动机，所述电动机驱动卷筒转动。所述钢丝绳末端用压板固定安装在所述卷筒上。所述卷筒为单层缠绕卷筒，其可缠绕钢丝绳长度为所述运载器从楼道底层水平面到楼道顶层水平面的垂直距离加上两圈卷筒安全圈的长度，以保证所述起升装置内的电动机在匀速旋转过程中，所述运载装置上的导向轮能够紧贴所述运行导轨的上导轨，并保证楼道电梯能够沿着运行导轨的上导轨匀速上升。
上述运载装置为平台式运载装置，其包括载人平台、控制把手以及常闭式翻转机构，与所述起升装置固定连接。在载人时所述载人平台在外力作用下向楼道内测翻出供乘客站立，人离开时平台自动收起恢复原状，以减少对楼道空间的占用。
上述运行轨道安装在建筑物楼梯的护栏处，其平行于所述楼梯护栏的扶手面，由上下平行的两组导轨组成，每组导轨分为上下平行的两根导轨。所述上导轨下表面呈轨道状，可为所述运载装置内的导向轮提供运行的轨道。所述上导轨下表面嵌有滑触线，可为所述起升装置内的电动机提供电源。所述下导轨上表面为锯齿状，当所述钢丝绳发生断裂、所述电梯进行维修或者所述电梯发生倒溜现象时，可与安装在所述运载装置内的导向轮上的棘轮进行啮合，防止所述运载装置下坠，保护所述电梯以及电梯上人员的安全。所述两组导轨的下导轨的上表面处的锯齿对应相差半个齿距，所述运载装置内的两个导向轮处的棘轮轮齿对应相差半个齿距，并且与所述下导轨的上表面处的锯齿相匹配，以保证所述棘轮与锯齿最迟在1/4齿距内能够准确啮合。所述棘轮与锯齿的齿数根据实际工程情况与用户需求确定。
2.2 驱动装置
（1）悬挂驱动装置，如图2.2所示，安装在架设于建筑物顶部的水平导轨中，由电动机、导轨内的丝杠、与丝杠匹配的半螺母以及极限开关组成。所述丝杠的端部连接电动机，所述电动机驱动丝杠转动，使所述的半螺母沿着丝杠的轴线方向做来回往复运动，当所述半螺母碰到所述极限开关时，所述电动机改变旋转方向，所述半螺母与所述的钢丝绳通过卡扣垂直固定连接。为保证当所述丝杠的螺纹损坏时，便于螺母取出进行更换，特采用半螺母的样式，其样式不限于U形、L形以及凹形等。为保证所述丝杠不受到所述钢丝绳对其产生垂直向下的拉力，在所述水平导轨处切削出导向凸台，与所述半螺母的凸台相配合。为保证所述钢丝绳能够与所述半螺母可靠的垂直固定连接，并且便于钢丝绳的更换以及生长后的裁剪，在所述半螺母处切削出绳槽，使钢丝绳能够贴合在绳槽内。
本机构运动及其推动力主要依靠步进电机、丝杠、半螺母及导向凸台。导向凸台除了起到运动的导向作用外，还起到承受外力的作用，所有的外力均由这里的凸台和导轨承受，因此导向凸台的装配、选材和加工精度要求比较高；否则会导致丝杠受侧向力，而导致运动传输效率降低，甚至出现卡死情况。实际应用过程中，丝杠的选用可根据需要进行尺寸和结构的适当决定[4]。
（2）起升驱动装置，如图2.3所示，固定安装在所述的运载装置内，由电动机和用于缠绕所述钢丝绳的卷筒组成。所述卷筒端部连接电动机，所述电动机驱动卷筒转动。所述钢丝绳末端用压板固定安装在所述卷筒上。所述卷筒为单层缠绕卷筒，其可缠绕钢丝绳长度为所述运载器从楼道底层水平面到楼道顶层水平面的垂直距离加上两圈卷筒安全圈的长度，以保证所述起升装置内的电动机在匀速旋转过程中，所述运载装置上的导向轮能够紧贴所述运行导轨的上导轨，并保证楼道电梯能够沿着运行导轨的上导轨匀速上升。
对于强制驱动电梯来说，当运载平台向下运行受阻时，如果电机继续转动，钢丝绳就会出现松弛甚至断裂，为了防止钢丝绳松弛或者发生意外断裂时整机还在运动，设定了如图2.3所示的棘轮装置。
3 总结与体会
本文通过查阅文献资料、实地调查研究、咨询导师等方式方法，使我们对电梯的构造和原理、控制系统的结构与原理得到了全面的掌握与了解。由于时间和篇幅关系，只是简要的整体设计方案进行了简要的分析和设计，还有很多的工作没有深入的进展下去。通过这次对楼道电梯的设计，使我们发现了自身知识上存在的漏洞，这也为我们今后进一步的学习指明了方向。
参考文献
[1] 中国社会科学院.2010年我国宏观经济与财政政策分析报告[R]，2010.
[2] 李金辉.强制驱动电梯的原理与改进建议[J].科技创新与应用，2012.
[3] 穆斯D，维特H，贝克M，等.机械设计[M].孔建益，译.北京：机械工业出版社，2012：100-101.
[4] 郭晓波.电机与电力拖动[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.
[5] 廖伟强，何佳兵，等.步进电机驱动滚珠丝杠传动分析与应用[J].机械传动，2014，38（12）.