一种垂直电梯及其控制方法与流程

本发明涉及地铁用电梯技术领域，尤其涉及一种垂直电梯及其控制方法。

背景技术：

电梯是指服务于建筑物内的楼层中，其轿厢运行在至少两列垂直于水平面刚性轨道上的运输设备，目前电梯与我们的生活息息相关，在居民住宅、酒店及商场等随处可见，是现代化发展必不可少的垂直运输设备。

现有的地铁垂直电梯用于指定楼层的运输，为乘坐层和地面层的双层运输，地铁垂直电梯为单一进出口的结构，人流量巨大，电梯的使用频率极高，大部分乘客默认遵循先下后上的原则。

然而，现有的地铁电梯在使用的过程中，存在以下问题：

1)部分乘客素质较差，未等电梯内的人全部走完后，直接冲进电梯里，容易发生碰撞，甚至引起不必要的争执、矛盾；

2)多人进入电梯时，采用填装式的进入方式，即乘坐人群进入电梯的位置一般是由电梯远离进门口的一侧靠近进门口一侧依次排布，然而，最先进入的人是等待电梯时间最长的人，却是最后走出电梯的人，明显存在不合理的情况，因此产生下面这种情况，具体的，最先进入电梯的一部分人为了先下电梯，给自身带来便利，会站在靠近电梯进门口的位置处，导致后续进入电梯的人员进入电梯不便。

综上，上述问题均是由于现有的地铁垂直电梯为单一进出口的结构，故而有待改进。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种垂直电梯及其控制方法，用以解决现有的地铁电梯的进出口为单一开口的结构，导致乘客进出电梯存在不合理的问题。

本发明提供一种垂直电梯，用于地铁的双层输送，包括轿厢本体、限行组件和开关门组件；所述轿厢本体内具有一输送空腔、且设有供乘客进出的开口；所述限行组件内置于所述输送空腔中，所述输送空腔被所述限行组件分隔以形成一限行通道，所述限行通道的两端分别为对应所述开口的进口和出口；所述开关门组件与所述轿厢本体的开口处滑动连接，以开闭进口和出口分别与所述开口连通的通道，所述开关门组件具有可任意切换的第一状态、第二状态、第三状态和第四状态，当所述开关门组件切换至第一状态时，进口和出口均被所述开关门组件挡住，当所述开关门组件切换至第二状态时，进口被所述开关门组件挡住，出口与所述开口相连通，当所述开关门组件切换至第三状态时，进口与所述开口相连通、出口被所述开关门组件挡住，当所述开关门组件滑动至第四状态时，其进口和出口均与所述开口相连通。

进一步的，所述限行通道为输送空腔内连接进口和出口的唯一用于通行的通道。

进一步的，所述限行组件包括外限位件和内限位件，所述外限位件和所述内限位件的底部均与所述电梯的内底壁固定连接，所述外限位件和所述内限位件之间形成所述限行通道。

进一步的，所述限行通道为一蛇形通道，所述蛇形通道的进口和出口均指向所述轿厢本体的开口处设置。

进一步的，所述开关门组件包括两个门板以及与两个门板一一对应的两个驱动件，两个所述门板均内嵌于所述开口中、并在所述开口中滑动，所述门板与对应的所述驱动件的输出端连接，以供带动所述门板滑动，其中一所述门板的运动路径覆盖进口、并与出口错开布置，另一所述门板的运动路径覆盖出口、并与进口错开布置，两个所述门板的运动路径部分重叠，当两个所述门板的运动至重叠面积最大时，两个所述门板分别与进口和出口错开布置。

进一步的，所述驱动件包括电机、转轴、齿轮和齿条，所述电机固定安装于所述轿厢本体上，所述电机的输出轴与所述转轴连接，所述齿轮套设于所述转轴上，所述齿轮与所述齿条啮合，所述齿条与所述门板固定连接，所述齿条的长度方向与所述门板的滑动方向相同。

本发明还提供一种垂直电梯控制方法，包括上述的一种垂直电梯，还包括以下步骤：

s1：开门组件处于第一状态，轿厢本体处于待机或升降运行状态中；

s2：当轿厢本体接收到乘坐指令时，轿厢本体运动至对应的楼层后，开门组件由第一状态切换至第二状态；

s3：经过预定的出客时间后，开门组件由第二状态切换至第四状态；

s4：当轿厢本体中的待走出的乘客全部走出后，开门组件由第四状态切换至第三状态；

s5：当乘客全部进入轿厢本体内或限行通道内排满乘客时，开门组件处于由第三状态切换至第一状态。

进一步的，当轿厢本体接受到乘坐指令时，轿厢本体运动至对应的楼层，若轿厢本体内无乘客，开门组件直接由第一状态跳至第三状态，轿厢本体外的乘客从进口进入轿厢本体内。

进一步的，所述预定的出客时间为轿厢本体中的待走出的最后一位乘客均移动至限行通道的中间处所需的时间。

进一步的，所述乘坐指令为所述轿厢本体的外控板和/或内控板所接受到的信号，所述外控板设于的所述轿厢本体移动的楼层处，所述内控板内置于输送空腔，所述内控板的输入端正对着所述开口，所述内控板靠近所述进口设置。

与现有技术相比，通过设置轿厢本体内部的限行通道，进出轿厢本体只能沿着限行通道的方向前进，通过设置开关门组件，可控制轿厢本体的进口和出口与外界连通的状态，有效的避免的进出轿厢本体的乘客之间发生碰撞，同时，也能保证进出电梯的有序性，使在电梯外排队的人能够达到先进先出的效果，对于双层输送的电梯来说设计更加合理。

附图说明

图1为本发明提供的一种垂直电梯本实施例中整体的结构示意图；

图2为本发明提供的一种垂直电梯图1中a-a面剖视图；

图3为本发明提供的一种垂直电梯本实施例中开关门组件的结构示意图；

图4为本发明提供的一种垂直电梯控制方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

如图1-2所示，本实施例中提供了一种垂直电梯，用于地铁的双层输送，包括轿厢本体100、限行组件200和开关门组件300，其中，轿厢本体100是用于提供给乘客乘坐的结构，并带动乘客沿竖直方向进行移动，限行组件200设于轿厢本体100内，使乘客在轿厢本体100内沿单一方向移动进出轿厢本体100，开关门组件300是用于控制乘客进出轿厢本体100的结构，下面进行更加详细的阐述。

本实施方案中的轿厢本体100为本领域技术人员可以想到的用以带动做乘客上下升降移动的结构，通过曳引组件500来实现，在此不再过多的阐述。

本实施例中的轿厢本体100内具有一输送空腔、且设有供乘客进出的开口。

本实施方案中的限行组件200是用于限定乘客在轿厢本体100内的移动方向，以单一的方向进出电梯，使乘客有规律、次序的进出电梯。

本实施例中的限行组件200内置于输送空腔中，输送空腔被限行组件200分隔以形成一限行通道210，限行通道210的两端分别为对应开口的进口220和出口230。

其中，限行通道210为输送空腔内连接进口220和出口230的唯一用于通行的通道，具体的，输送空腔位于限行通道210外的部分为无法站人区域，无法站人区域的空间远小于人的体积，有效的防止行人跨过限位通道，移动至限位通道的另一区域处，同时，还能有效的增大限位通道的长度和宽度，在有限的输送空腔中可容纳更多的乘客，同时，进出口分设可以提高输送效率，缩短停梯时间。

进一步的，限行组件200包括外限位件和内限位件，外限位件和内限位件的底部均与电梯的内底壁固定连接，外限位件和内限位件之间形成限行通道210。

本实施例中的外限位件和内限位件均采用水平横杆，水平横杆的底部经由支撑杆与轿厢本体100的内底壁固定连接。

进一步的，水平横杆上设置有多个放置板，多个放置板沿水平横杆的长度方向依次等距离设置，可供行人放置书包、雨伞等随身物件。

可以理解的是，外限位件和内限位件的结构也可以采用其他形式的结构代替，只要两者之间能形成上述的限行通道210即可。

本实施例中的限行通道210为一蛇形通道，蛇形通道的进口220和出口230均指向轿厢本体100的开口处设置。

可以理解的是，限行通道210也可以采用其他形状的结构，只要能够使在轿厢本体100内从进口220到出口230的路径为单一的连接进口220和出口230的通道即可。

本实施方案中的开关门组件300是用于控制乘客进出轿厢本体100的结构，具体的，通过调节开关门组件300与进口220和出口230的相对位置，可实现开启或进口220和/或出口230、以及关闭进口220和/或出口230。

本实施例中的开关门组件300与轿厢本体100的开口处滑动连接，以开闭开进口220和出口230分别与开口连通的通道，开关门组件300具有可任意切换的第一状态、第二状态、第三状态和第四状态，当开关门组件300切换至第一状态时，进口220和出口230均被开关门组件300挡住，当开关门组件300切换至第二状态时，进口220被开关门组件300挡住，出口230与开口相连通，当开关门组件300切换至第三状态时，进口220与开口相连通、出口230被开关门组件300挡住，当开关门组件300切换第四状态时，其进口220和出口230均与开口相连通。

具体的，当开关门组件300处于第一状态时，轿厢本体100处于竖直运行或者待机的状态；当开关门组件300处于第二状态时，轿厢本体100处于只出客的状态；当开关门组件300处于第散状态时，轿厢本体100处于只进客的状态，当开关门组件300处于第四状态时，轿厢本体100处于出客和进客同时进行的状态。

本实施例例中的开关门组件300包括两个门板310以及与两个门板310一一对应的两个驱动件，两个门板310均内嵌于开口中、并在开口中滑动，门板310与对应的驱动件的输出端连接，以供带动门板310滑动，其中一门板310的运动路径覆盖进口220、并与出口230错开布置，另一门板310的运动路径覆盖出口230、并与进口220错开布置，两个门板310的运动路径部分重叠，当两个门板310的运动至重叠面积最大时，两个门板310分别与进口220和出口230错开布置。

其中，如图3所示，驱动件包括电机320、转轴330、齿轮340和齿条350，电机320固定安装于轿厢本体100上，电机320的输出轴与转轴330连接，齿轮340套设于转轴330上，齿轮340与齿条350啮合，齿条350与门板310固定连接，齿条350的长度方向与门板310的滑动方向相同。

为了使门板310滑动的更加流畅，在门板310的顶部和底部均可设置一驱动件，两个驱动件同步运动。

进一步的，轿厢本体100上固定连接有限位杆360，限位杆360的长度方向与门板310的滑动方向相同，门板310与限位杆360滑动连接。

可以理解的是，驱动件也可以采用其他形式的结构来代替，只要能够带动两个门板310沿上述方向移动即可。

工作流程：开门组件处于第一状态，开门组件中的两个门板310分别将进口220和出口230遮住，此时，轿厢本体100的输送空腔处于封闭状态，若输送空腔内有人，则轿厢本体100处于升降运行状态中，若输送空腔内没有人，则轿厢本体100处于待机状态中，当轿厢本体100接收到去往某一层(乘坐层或地面层)的指令时，其中一门板310将进口220遮住，出口230打开，轿厢本体100内的乘客从出口230走出轿厢本体100，开门组件处于第二状态，当轿厢本体100内的乘客走出了一部分后，开门组件处于第四状态，遮住进口220的门板310滑动至与进口220错开设置，在保持出口230依然有乘客走出的情况下，轿厢本体100外的乘客从进口220进入轿厢本体100内，并按照先后进入的顺序沿限行通道210的长度方向从出口230到进口220依次排布，当轿厢本体100中所有需要出轿厢本体100的乘客全部走出出口230，其中一门板310将出口230遮住，开门组件处于第三状态，当乘客全部进入轿厢本体100内或限行通道210内排满乘客时，开门组件处于第一状态，另一门板310遮住进口220。

如图4所示，本实施例中还提供了一种垂直电梯控制方法，包括上述的一种垂直电梯，还包括以下步骤：

s1：开门组件处于第一状态，轿厢本体处于待机或升降运行状态中；

具体的，开门组件中的两个门板分别将进口和出口遮住，此时，轿厢本体的输送空腔处于封闭状态，若输送空腔内有人，则轿厢本体处于升降运行状态中，若输送空腔内没有人，则轿厢本体处于待机状态中。

s2：当轿厢本体接收到乘坐指令时，轿厢本体运动至对应的楼层后，开门组件由第一状态切换至第二状态。

具体的，当轿厢本体接收到去往某一层(乘坐层或地面层)的指令时，其中一门板将进口遮住，出口打开，轿厢本体内的乘客从出口走出轿厢本体；

s3：经过预定的出客时间后，开门组件由第二状态切换至第四状态。

具体的，当轿厢本体内的乘客走出了一部分后，遮住进口的门板滑动至与进口错开设置，在保持出口依然有乘客走出的情况下，轿厢本体外的乘客从进口进入轿厢本体内，并按照先后进入的顺序沿限行通道的长度方向从出口到进口依次排布；

s4：当轿厢本体中待走出的乘客全部走出后，开门组件由第四状态切换至第三状态；

具体的，当轿厢本体中所有需要出轿厢本体的乘客全部走出出口，其中一门板将出口遮住。

可以理解的是，可以采用红外传感器实现控制门板的移动，以供遮住出口，红外传感器设于门板与开口之间的间隙处，当一段时间内，红外传感器未被触发，则判断轿厢本体中所有需要出轿厢本体的乘客已全部走出。

s5：当乘客全部进入轿厢本体内或限行通道内排满乘客时，开门组件处于由第三状态切换至第一状态。

具体的，当需要乘坐的乘客全部进入限行通道中时，另一门板遮住进口，可以理解的是，控制该门板的装置与上述控制遮住出口的装置相同，电梯的工作状态如表1所示。

表1

为了便于检测轿厢本体100内行人的位置和数量，本实施例中的轿厢本体100的内底壁还设置有两个重力传感器，分别为第一重力传感器600和第二重力传感器700，如图2所示，限行通道210靠近进口220的一半跨设于第一重力传感器600上，限行通道210靠近出口230的一半跨设于第二重力传感器700上，通过重力传感器检测的数值，以供检测限行通道210内的人的位置分布、以及人的数量。

电梯运行时，重复上述步骤。

为了减少进出乘客所花费的时间，可在限行通道210的中间处设置一红外传感器，当待走出的乘客走出了一半后，控制门板310移动，使进口220打开，乘客可进入轿厢本体100中，实现同进同出。

若电梯内无人时，为了节省时间，本实施例中的轿厢本体接受到乘坐指令时，轿厢本体运动至对应的楼层，若轿厢本体内无乘客，开门组件直接由第一状态跳至第三状态，轿厢本体外的乘客从进口进入轿厢本体内。

其中，预定的出客时间为轿厢本体中的待走出的最后一位乘客均移动至限行通道的中间处所需的时间。

本实施例中乘坐指令为轿厢本体的外控板和/或内控板400所接受到的信号，外控板设于的轿厢本体移动的楼层处，用于轿厢本体外的人控制电梯达到对应的楼层，内控板400内置于输送空腔，用于轿厢本体内的人控制电梯达到对应的楼层。

现有的内控板均是安装于轿厢本体靠近开口的侧壁上，进入电梯的乘客需要回头按内控板400，导致影响后续乘客的进入，而本实施例中的内控板400的输入端正对着开口，内控板400靠近进口设置，节省进入电梯的人无需回头即可操作内控板400，节省进入电梯的时间。

与现有技术相比，通过设置轿厢本体内部的限行通道，进出轿厢本体只能沿着限行通道的方向前进，通过设置开关门组件，可控制轿厢本体的进口和出口与外界连通的状态，有效的避免的进出轿厢本体的乘客之间发生碰撞，同时，也能保证进出电梯的有序性，使在电梯外排队的人能够达到先进先出的效果，对于双层输送的电梯来说设计更加合理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。