一種模塊化模型電梯的製作方法

2023-06-03 01:19:01 1

本發明涉及一種機電一體化產品，尤其涉及一種模塊化模型電梯。

背景技術：

隨著我國高層建築數量快速增加，電梯便成了高層建築中必不可少的交通方式。大量需要電梯設計和維修人才，高校中通過電梯模型進行控制和維修維護的培訓就很迫切，國內外針對真實實訓電梯模型卻十分單一。一直以來，每個學校的電梯模型均是由廠家定製，電梯的層數和控制方法都是已經固定的，對培養學生的動手能力和擴展實驗範圍有極大限制。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題：設計一款能夠組裝的模型電梯，解決了目前真實實訓電梯模型單一，學生動手能力和擴展試驗範圍有極大限制的問題，同時可以培養高校學生對電梯機械結構、電氣結構的了解和plc課程的學習。

本發明的技術方案如下：

一種模塊化模型電梯，包括單獨模塊和可重複使用模塊；所述單獨模塊包括曳引系統、轎廂系統和重量平衡系統。

所述可重複使用模塊就是井道框架系統，井道框架系統採用積木式結構可實現不同層數電梯的任意組裝，進一步的，井道框架分為頂層、底層、1層、2層和3層模塊。其中底層模塊固定在一塊底面積大於井道框架面積的底座上。在每一層模塊上，都安裝有導向系統和門系統。

所述井道框架由鋁合金型材料搭建而成的立方體，鋁合金型材料之間採用專用的角槽連接件連接，角槽連接件上有螺絲孔，使用螺釘將角槽連接件和鋁合金型材料固定。層模塊之間通過圓柱銷連接，圓柱銷插入安裝在井道框架立柱邊緣處的圓管中間，圓管中間是一凸臺，凸臺上下各與上下層模塊連接。

所述門系統由轎門、層門和開關門組成，而轎門和層門由門、導軌、門框和連接板組成。在門上方由連接板將開關門機的動力傳動到層門轎門上，帶動門開和閉。層門設置門框，限制層門在導軌裡左右往復運動，並保持在導軌內水平。在層門門框的兩側極限位置，設有限位擋輪，其作用是當門限位開關出現故障時，防止門繼續打開造成事故。連接板上有兩個層門滾輪，由門刀與層門導輪配合帶動層門開關。開門機裝在轎頂靠近轎門處，由電動機通過減速裝置帶動曲柄搖杆機構去開、關轎門，再由轎門門刀插入層門滾輪內，使層門聯動，帶動層門打開、閉合。

所述導向系統包含轎廂的導軌、對重的導軌和導軌支架組成。轎廂的導軌成t型結構，採用兩根凹頭六角槽螺栓將導軌支架安裝在框架上。對重一側導軌採用f型鋁滑槽，在導靴側採用與滑槽配合的單個導輪，導輪使用深溝球軸承，與銷軸擠壓配合，再將銷軸固接在法蘭盤狀安裝盤上；導靴採用滾輪式導靴。

所述曳引系統採用曳引輪形式，曳引輪由傳統的蝸輪蝸杆減速曳引機驅動。該曳引機由曳引電動機、蝸輪和蝸杆組成，曳引輪和蝸輪固定在蝸杆兩側，曳引電動機驅動蝸杆進而驅動渦輪，並由渦輪帶動曳引輪轉動；曳引鋼絲繩跨過曳引輪，一端連接轎廂，另一端連接對重，轎廂和對重做相對運動。

所述曳引鋼絲繩長度大於最高層電梯所需的曳引鋼絲繩所需的長度，將最高層電梯所需的曳引鋼絲繩全部接入曳引機構，多餘的鋼絲繩盤在一個滾輪上，用棘輪裝置鎖死。曳引機構包括曳引輪、導向輪、放繩裝置；放繩裝置由步進電機、盤線的滾輪和棘輪裝置三部分構成。步進電機控制滾輪的轉動，控制曳引鋼絲繩的長度，棘爪卡回棘輪齒槽鎖定曳引鋼絲繩的長度。

所述轎廂系統由轎廂架、轎頂、轎壁和轎底組成。轎廂架由上梁、下梁、立柱和下梁拉條等部件組成，在上梁和下梁上各固定有滾輪式導靴，引導轎廂系統沿導軌上下運動，保持轎廂處在水平位置。在上梁上有滑輪和固定底座，起懸吊牽引轎廂系統的作用；前側轎壁開口處用於安裝轎廂門。

所述轎廂架由鋁合金型材連接而成，轎頂、轎底和轎壁均採用有機透明塑料製成。

所述電梯模型設有限速器、安全鉗緩衝器等保護裝置；在電氣方面還設有超速保護裝置。其中限速器安裝在機房或井道頂部。

所述模型電梯每一層模塊上裝有平層遙感器，與裝在轎頂上的平層感應裝置配合，判斷轎廂是否到位；在層門中間處，設有一行程開關，用以判斷層門是否完全閉合；在層門的極限位置各設有行程開關，判斷門是否已經打開到位。

所述模型電梯模塊化設計採用plc控制，在電梯內設有內呼盒和外呼盒作為控制的關鍵部分，通過軟體編程對模型電梯進行控制。

與通常技術相比本發明的有益效果是：本發明的一種模型電梯模塊化設計可以自己設計電梯的層數，即有益對於電梯機械結構的了解，也可以結合控制技術對plc進行學習。克服了高校中對模型電梯固定思維的教育方式，將學生在學校學到的專業知識與分析解決問題的能力和實際問題相結合，可以鍛鍊學生綜合應用知識的能力，提高學生的動手能力，還綜合運用機械、電氣和控制等多方面知識，達到了培養學生綜合能力的目的。

附圖說明

圖1是本發明的一種模塊化模型電梯的整體圖。

圖2是本發明的一種模塊化模型電梯的俯視圖。

圖3是本發明的一種模塊化模型電梯的門系統圖。

圖4是本發明的一種模塊化模型電梯的曳引鋼絲繩收縮裝置圖。

附圖標記說明：1、井道框架；2、層門；3、對重；4、轎廂系統；5、圓柱銷；6、底座；7、導軌；8、層門開門機；9、t型導軌；10、導軌支架；11、法蘭盤；12、門框；13、f型鋁滑槽；14、箱門開門機；15、深溝球軸承；16、滾輪導靴；17、轎門；18、加強筋；19、連接板；20、拽引鋼絲繩；21、門刀；22、導向輪；23、放繩裝置；24、拽引輪；

具體實施方式

為了便於理解本發明，下面結合說明書附圖和具體實施方式對本發明進行更詳細的說明。

如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發明包括井道框架1、層門2、對重3、轎廂系統4、圓柱銷5、底座6、導軌7；所述井道框架1是模型電梯模塊化設計的可重複使用的模塊，井道框架1模塊分為頂層、底層、1層、2層和3層模塊。導軌支架10位於井道框架1內，其中底層模塊固定在一塊底面積大於井道框架1的底座6上。組裝的原則是高層模塊在下，低層模塊在上且底層模塊和頂層模塊只使用一次。在每一層模塊上，都固定有導向系統和門系統，以完成轎廂系統4和對重3的配合。井道框架1由鋁合金型材料搭建而成，鋁合金型材料之間採用專用的角槽連接件連接。井道框架1模塊之間靠圓柱銷5連接，圓柱銷5插入安裝在井道框架1立柱邊緣處的圓管中間，圓管中間是一凸臺，凸臺上下各與上下層模塊連接。

本發明門系統由轎門17、層門2、和層門開門機8組成，在門上方由連接板19將開關門機8的動力傳動到轎門17上。層門2設有門框12，限制層門2在t型導軌9裡左右往復運動，並保持在t型導軌9內水平。在門框12的兩側極限位置，設有限位擋輪，其作用是當門限位開關出現故障時，防止門繼續打開造成事故。連接板19上有兩個層門2滾輪，由門刀21與層門2導輪配合帶動層門2開關。開門機8裝在轎頂靠近轎門17處，由電動機通過減速裝置帶動曲柄搖杆機構去開、關轎門17，再由門刀21插入層門2滾輪內，使層門2聯動，帶動層門2打開、閉合。

本發明導向系統包含轎廂系統4的t型導軌9、導軌支架10、對重3的f型鋁滑槽13；t型導軌9採用兩根凹頭六角槽螺栓將導軌支架10安裝在電梯框架上。對重3一側f型鋁滑槽13採用滾輪式導靴16固定，導輪使用深溝球軸承15，與銷軸擠壓配合，再將銷軸固接在法蘭盤11狀安裝盤上。

本發明曳引鋼絲繩20長度大於最高層電梯所需的長度，曳引鋼絲繩20全部接入曳引機構，多餘的曳引鋼絲繩20盤在一個滾輪上，用棘輪裝置鎖死。曳引機構包括曳引輪24、導向輪22、放繩裝置23。放繩裝置23由步進電機、盤線的滾輪和棘輪裝置三部分構成。步進電機控制滾輪的轉動，控制曳引鋼絲繩20的長度，棘爪卡回棘輪齒槽鎖定曳引鋼絲繩20的長度。

通過對6層電梯模型的安裝方式進行舉例說明：6層電梯可由底層+3層+1層+頂層組成井道框架1，其中底層模塊固定在底座6上，3層模塊下方將圓柱銷5插入到底層模塊的圓管中，3層模塊上方用同樣的方法與1層模塊連結，頂層位於1層模塊上；每層模塊都安裝有固定有導向系統和門系統；井道框架1內有井道系統，井道系統給對重3和轎廂系統4及導向系統7提供空間，對重3和轎廂系統4通過拽引鋼絲繩20連接，作相對運動；轎廂系統4的門上方由連接板19將開關門機8的動力傳動到轎門17上，層門2在t型導軌9門框12內運動，門框12兩側的限位擋輪起最終保護作用，層門2開關若要打開需要門刀21與層門2導輪配合。由電動機通過減速裝置帶動曲柄搖杆機構去開、關轎門17，再由門刀21插入層門2滾輪內，使層門2聯動，帶動層門2打開、閉合。拽引鋼絲繩20調製在6層電梯的長度，多餘的拽引鋼絲繩盤20在一個滾輪上，用棘輪裝置鎖死，就完成了6層電梯硬體的搭建。軟體上通過plc編程控制，電梯內設有的內呼盒和外呼盒作為人機互動界面。