本發(fā)明屬于運(yùn)輸設(shè)備領(lǐng)域，特別是一種可人力爬坡式垂直升降裝置及其控制方法。

背景技術(shù)：

人類利用升降工具運(yùn)輸貨物、人員的歷史非常悠久。最原始的升降系統(tǒng)的基本原理一直沒有無變化：即一個(gè)平衡物下降的同時(shí)，負(fù)載平臺(tái)上升。早期的升降工具基本以人力為動(dòng)力。1203年，在法國海岸邊的一個(gè)修道院里安裝了一臺(tái)以驢子為動(dòng)力的起重機(jī)，這才結(jié)束了用人力運(yùn)送重物的歷史。英國科學(xué)家瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)后，起重機(jī)裝置開始采用蒸汽為動(dòng)力。緊隨其后，威廉·湯姆遜研制出用液壓驅(qū)動(dòng)的升降梯，液壓的介質(zhì)是水。1889年12月，美國奧的斯電梯公司制造出了名副其實(shí)的電梯，它采用直流電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，通過蝸輪減速器帶動(dòng)卷筒上纏繞的繩索，懸掛并升降轎廂。1892年，美國奧的斯公司開始采用按鈕操縱裝置，取代傳統(tǒng)的轎廂內(nèi)拉動(dòng)繩索的操縱方式，為操縱方式現(xiàn)代化開了先河。

電梯的定義為：用電力拖動(dòng)的轎廂運(yùn)行于鉛垂的或傾斜不大于15°的兩列剛性導(dǎo)軌之間運(yùn)送乘客或貨物的固定設(shè)備。習(xí)慣上不論其驅(qū)動(dòng)方式如何，將電梯作為建筑物內(nèi)垂直交通運(yùn)輸工具的總稱。

目前，城市里稍高過規(guī)定高度的樓宇幾乎都有電梯，一些家用電梯也在別墅或復(fù)式結(jié)構(gòu)的房屋中得到應(yīng)用，而在廣大的農(nóng)村的自建房或野外鐵塔中還未得到充分的使用，一個(gè)因?yàn)槠浒惭b的基礎(chǔ)建設(shè)要求高、設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及設(shè)備昂貴，另一個(gè)原因是因?yàn)殡娏?yīng)的問題，在農(nóng)村電力供應(yīng)不足以及不穩(wěn)定，在野外鐵塔更無專用而固定的電力供應(yīng)。

現(xiàn)有的載人載物的垂直升降裝置的動(dòng)力結(jié)構(gòu)方式有三種：曳引電梯、液壓電梯、螺旋桿電梯。1、曳引電梯采用曳引機(jī)直接作為動(dòng)力源，這種結(jié)構(gòu)損耗比較少。2、液壓電梯采用液壓泵作為動(dòng)力源，推動(dòng)液壓缸伸縮實(shí)現(xiàn)升降功能，有一定的損耗。3、螺旋桿電梯采用絲杠升降機(jī)作為動(dòng)力，損耗比較大，易磨損。

現(xiàn)有的載人載物的垂直升降裝置升降結(jié)構(gòu)以及安全性：1、曳引電梯采用直接提升結(jié)構(gòu)相對簡單，中間靠鋼絲繩拉動(dòng)，必須采取安全防墜落裝置和防沖頂?shù)难b置。2、液壓電梯，可分為直頂式和牽引式：直頂式成本比較高但式有效避免了墜落和沖頂，牽引式和曳引式一樣中間環(huán)靠考鋼絲繩拉動(dòng)，同樣需要防墜和防沖頂。3、螺桿電梯是根據(jù)絲桿和絲母的相對運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)升降，相對來講更安全。

現(xiàn)有的載人載物的垂直升降裝置的三種動(dòng)力結(jié)構(gòu)方式的工作效率：1、曳引電梯沒有中間環(huán)節(jié)損耗低速度快。2、液壓電梯中間環(huán)節(jié)采用了油缸傳動(dòng)有一定損耗，速度要慢于曳引電梯。3、螺桿電梯，由于絲桿和絲母的相對運(yùn)動(dòng)損耗比較大，阻礙了速度的提升，升降比較緩慢。

現(xiàn)有的載人載物的垂直升降裝置的三種動(dòng)力結(jié)構(gòu)方式的噪音：1、曳引電梯采用同步曳引機(jī)噪音比較小。2、液壓電梯由于靠壓力實(shí)現(xiàn)升降，增加了電機(jī)的負(fù)荷噪音相對大一些。3、絲杠電梯一般采用螺旋桿式減速機(jī)絲桿一般采用滾珠絲桿，噪音也比較小。

現(xiàn)有的載人載物的垂直升降裝置的三種動(dòng)力結(jié)構(gòu)方式的保養(yǎng)及故障：1、曳引電梯一般機(jī)械故障很低，電器現(xiàn)在處于很成熟技術(shù)階段，故障率比較低。保養(yǎng)也比較簡單容易操作。2、液壓電梯采用液壓泵和液壓缸技術(shù)雖然比較成熟仍然存在液壓油泄露的隱患，電器數(shù)據(jù)比較復(fù)雜，尤其后期故障率稍高。保養(yǎng)相對復(fù)雜一些需要定期檢查液壓油質(zhì)量問題。3、螺桿電梯由于磨損稍快后期容易出現(xiàn)機(jī)械故障，電器相對簡單。

螺桿式電梯，將直頂式電梯的柱塞加工成矩形螺紋，再將帶有推力軸承的大螺母安裝于油缸頂，然后通過電機(jī)經(jīng)減速機(jī)(或皮帶)帶動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，從而使螺桿頂升轎廂上升或下降的電梯。簡單講就是一巨大的螺絲在電梯底下，隨著螺絲的旋轉(zhuǎn)頂著轎廂上升和下降。安全性較高因?yàn)槠鋵?shí)下面一直有東西頂住，就是失去電力，自由落體下降，螺桿也要帶動(dòng)電機(jī)做較大的負(fù)功，下降會(huì)非常慢，所以坐這種電梯一定不會(huì)摔著，而且只要鎖住螺桿即可防止自由落體下降。但螺旋桿電梯的缺點(diǎn)是：承重較小，不能用在較高的樓層上，用在較高的樓層上不但慢，而且螺桿太長撐不住。在原理上提升高度高于12米，電梯整機(jī)質(zhì)量就會(huì)下降，螺桿超出一定的限度的提升高度就會(huì)變形。

斜行電梯為特殊電梯中的一種，斜行電梯的轎廂在傾斜的井道中沿著傾斜的導(dǎo)軌運(yùn)行，是集觀光和運(yùn)輸于一體的輸送設(shè)備。特別是由于土地緊張而將住宅移至山區(qū)后，斜行電梯發(fā)展迅速。轎廂在傾斜的井道中沿著傾斜的導(dǎo)軌運(yùn)行。但斜行電梯的主要缺點(diǎn)是：占地面積大，不是垂直上升模式，其動(dòng)力結(jié)構(gòu)方式也是采用已知的三種方式：曳引電梯、液壓電梯、螺旋桿電梯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題而提供一種在微型化情況下可采用人力騎行的方式使轎廂升高和下降，適應(yīng)在這種無電力供應(yīng)的情況下的應(yīng)用的可人力爬坡式垂直升降裝置及其控制方法。

一種可人力爬坡式垂直升降裝置，包括垂直井道、至少一個(gè)轎廂和與所述轎廂一一對應(yīng)的動(dòng)力系統(tǒng)，所述垂直井道沿豎直方向設(shè)置，所有所述轎廂均沿所述垂直井道的長度方向設(shè)置于所述垂直井道內(nèi)部，每一所述轎廂下側(cè)、所述垂直井道內(nèi)部均設(shè)置有一個(gè)所述動(dòng)力系統(tǒng)，且所述動(dòng)力系統(tǒng)能夠帶動(dòng)對應(yīng)的所述轎廂在所述垂直井道內(nèi)部沿所述垂直井道的長度方向自由移動(dòng)。

所述動(dòng)力系統(tǒng)包括支撐盤、多個(gè)滾珠圓環(huán)、輪剎機(jī)構(gòu)、碟剎機(jī)構(gòu)和至少三個(gè)移動(dòng)輪，所述垂直井道的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有沿所述垂直井道的長度方向設(shè)置有螺旋上升狀軌道，所述支撐盤的頂部面為平面，下端檐壁為螺旋上升斜線，且所述螺旋上升斜線的角度與所述螺旋上升狀軌道的坡度相等，所述轎廂通過所述滾珠圓環(huán)設(shè)置于所述支撐盤的平面上，所有所述移動(dòng)輪設(shè)置于所述支撐盤下端檐壁的外側(cè)，且所有所述移動(dòng)輪均能夠在所述螺旋上升狀軌道上自由移動(dòng)，至少一個(gè)所述移動(dòng)輪上設(shè)置有所述輪剎機(jī)構(gòu)，所述碟剎機(jī)構(gòu)固定設(shè)置于所述轎廂和所述支撐盤之間。

一種可人力爬坡式垂直升降裝置，包括垂直井道、至少一個(gè)轎廂和與所述轎廂一一對應(yīng)的動(dòng)力系統(tǒng)，所述垂直井道沿豎直方向設(shè)置，所有所述轎廂均沿所述垂直井道的長度方向設(shè)置于所述垂直井道內(nèi)部，每一所述轎廂上側(cè)、所述垂直井道內(nèi)部均設(shè)置有一個(gè)所述動(dòng)力系統(tǒng)，且所述動(dòng)力系統(tǒng)能夠拉動(dòng)對應(yīng)的所述轎廂在所述垂直井道內(nèi)部沿所述垂直井道的長度方向自由移動(dòng)。

所述動(dòng)力系統(tǒng)包括支撐盤、輪剎機(jī)構(gòu)、碟剎機(jī)構(gòu)和至少三個(gè)移動(dòng)輪，所述垂直井道的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有沿所述垂直井道的長度方向設(shè)置有螺旋上升狀軌道，所述支撐盤的下端面為平面，上端檐壁為螺旋上升斜線，且所述螺旋上升斜線的角度與所述螺旋上升狀軌道的坡度相等，所述轎廂通過承重軸承設(shè)置于所述支撐盤的平面上，所有所述移動(dòng)輪設(shè)置于所述支撐盤的外側(cè)，且所有所述移動(dòng)輪均能夠在所述螺旋上升狀軌道上自由移動(dòng)，至少一個(gè)所述移動(dòng)輪上設(shè)置有所述輪剎機(jī)構(gòu)，所述碟剎機(jī)構(gòu)固定設(shè)置于所述轎廂和所述支撐盤之間。

所述動(dòng)力系統(tǒng)還包括動(dòng)力裝置，所述動(dòng)力裝置設(shè)置于所述轎廂內(nèi)部，且輸出動(dòng)力帶動(dòng)所述支撐盤在所述垂直井道內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述動(dòng)力裝置包括人力騎行器、第一直齒圓錐齒輪、第二直齒圓錐齒輪、碟剎片和驅(qū)動(dòng)軸，所述人力騎行器設(shè)置于所述轎廂內(nèi)部，所述第一直齒圓錐齒輪設(shè)置于所述人力騎行器的輸出軸，所述第二直齒圓錐齒輪沿平行所述轎廂底面的方式設(shè)置于所述轎廂底面上，且下端伸入所述支撐盤內(nèi)，所述第一直齒圓錐齒輪和所述第二直齒圓錐齒輪相嚙合，所述驅(qū)動(dòng)軸的一端與所述第二直齒圓錐齒輪的下端傳動(dòng)連接，另一端與對應(yīng)的所述移動(dòng)輪固定連接，所述碟剎片設(shè)置于所述驅(qū)動(dòng)軸上，且所述碟剎機(jī)構(gòu)的下端與所述碟剎片相配合。

所述動(dòng)力裝置還包括蓄電瓶和電機(jī)，所述蓄電瓶為所述電機(jī)供電，所述電機(jī)的輸出軸上設(shè)置有第一直齒圓錐齒輪，且所述第一直齒圓錐齒輪與所述第二直齒圓錐齒輪相嚙合。

所述動(dòng)力裝置還包括儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)，所述儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述轎廂和所述支撐盤之間，且所述儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)能夠收集和釋放所述支撐盤和所述轎廂發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的能量。

所述移動(dòng)輪包括u型車轂和輪胎，所述u型車轂的側(cè)面可沿其自身軸線的方式轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置于所述支撐盤的下端面的側(cè)面，所述輪胎設(shè)置于所述u型車轂的周側(cè)，且所述輪胎的厚度小于所述u型車轂的深度，所述螺旋上升狀軌道靠近所述垂直井道中心的側(cè)沿向上彎折形成滾動(dòng)軌道，所述u型車轂卡設(shè)在所述滾動(dòng)軌道上，且能夠在所述滾動(dòng)軌道上自由滾動(dòng)。

所述輪剎機(jī)構(gòu)包括手剎裝置、輪剎傳遞環(huán)、彈簧、復(fù)位彈簧、輪剎拉動(dòng)機(jī)構(gòu)、拉線外套和拉線，所述手剎裝置設(shè)置于所述轎廂內(nèi)，所述輪剎傳遞環(huán)設(shè)置于所述轎廂和所述支撐盤之間，且所述輪剎傳遞環(huán)上表面通過多個(gè)所述彈簧固定設(shè)置于所述轎廂的下表面上，所述手剎裝置通過拉線與所述輪剎傳遞環(huán)連接，且能夠上下移動(dòng)帶動(dòng)所述輪剎拉動(dòng)機(jī)構(gòu)對所述移動(dòng)輪進(jìn)行剎車，所述支撐盤的上表面上設(shè)置有與所述移動(dòng)輪一一對應(yīng)的輪剎拉動(dòng)機(jī)構(gòu)，每一所述輪剎拉動(dòng)機(jī)構(gòu)上均套設(shè)有復(fù)位彈簧，且所述彈簧的彈力大于所述復(fù)位彈簧的彈力，所述拉線外套與所述移動(dòng)輪一一對應(yīng)，且每一所述拉線外套固定設(shè)置在對應(yīng)的所述移動(dòng)輪上，且所述拉線外套的下端設(shè)置于所述移動(dòng)輪的兩側(cè)，所述拉線一端與所述拉線外套相連，另一端與對應(yīng)的輪剎拉動(dòng)機(jī)構(gòu)相配合，且所述拉線能夠控制所述拉線外套的下端與所述移動(dòng)輪的之間的間隙，當(dāng)拉動(dòng)所述手剎裝置時(shí)，所述輪剎傳遞環(huán)擠壓所述輪剎拉動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)而拉動(dòng)所述拉線和所述拉線外套鎖緊對應(yīng)的所述移動(dòng)輪。

所述垂直井道包括多個(gè)垂直梯井，所有所述垂直梯井沿豎直方向依次設(shè)置形成所述垂直井道，每一所述垂直梯井上均設(shè)置有一個(gè)梯門，所述轎廂上設(shè)置有與所述梯門相匹配的轎廂門，且相互對應(yīng)的所述梯門和所述轎廂門能夠同時(shí)開啟和關(guān)閉，所述螺旋上升狀軌道均勻分布在所有所述垂直梯井的內(nèi)側(cè)面和所述梯門的內(nèi)側(cè)面，每一所述垂直梯井的側(cè)面均設(shè)置有至少一個(gè)起固定作用的外壁卡邊，所述外壁卡邊一端貼合在所述垂直梯井的側(cè)面，另一端水平設(shè)置與對應(yīng)樓層的樓板相配合。

所述垂直井道內(nèi)側(cè)向外凹陷形成至少一條豎直設(shè)置的凹槽槽道，所述轎廂外側(cè)設(shè)置有沿所述轎廂長度方向設(shè)置的外沿翼片，所述外沿翼片與所述凹槽槽道一一對應(yīng)，且每一所述外沿翼片遠(yuǎn)離所述轎廂的側(cè)面上設(shè)置有至少兩個(gè)滾動(dòng)機(jī)構(gòu)，所有所述滾動(dòng)機(jī)構(gòu)均能夠在對應(yīng)的所述凹槽槽道上自由滑動(dòng)，所述螺旋上升狀軌道在所述凹槽槽道的位置處設(shè)置有開口，且所述開口的寬度大于所述外沿翼片的厚度且小于所述移動(dòng)輪的直徑。

一種利用上述可人力爬坡式垂直升降裝置的控制方法，包括：

若所述轎廂處于使用者所在的樓層時(shí)，使用者進(jìn)入所述轎廂內(nèi)騎行所述人力騎行器帶動(dòng)所述轎廂在所述垂直井道內(nèi)上下移動(dòng)；

若所述轎廂未處于使用者所在的樓層時(shí)，使用者通過所述蓄電瓶和所述電機(jī)帶動(dòng)所述轎廂在所述垂直井道內(nèi)移動(dòng)到使用者所處樓層后，由使用者進(jìn)入所述轎廂內(nèi)騎行所述人力騎行器帶動(dòng)所述轎廂在所述垂直井道內(nèi)上下移動(dòng)。

本發(fā)明提供的可人力爬坡式垂直升降裝置及其控制方法，通過設(shè)置支撐盤和螺旋上升式軌道實(shí)現(xiàn)轎廂在垂直井道內(nèi)自由滑動(dòng)，而且通過u型車轂咬合在螺旋上升式軌道的內(nèi)部滾動(dòng)軌道上，能夠保證支撐盤和所述轎廂不脫出螺旋上升式軌道，進(jìn)而防止轎廂自由落體，不會(huì)發(fā)生沖頂、蹲底的情況，安全性高，通過設(shè)置多層垂直梯井，分層受力，承重范圍大，對頂層的高度及底坑的基礎(chǔ)建設(shè)要求小，通過設(shè)置人力騎行器和蓄電瓶，能夠?qū)崿F(xiàn)人力升降和自動(dòng)升降，能夠滿足在供電不足的地區(qū)的使用，通過設(shè)置儲(chǔ)能裝置，能夠?qū)⑥I廂的勢能轉(zhuǎn)化為儲(chǔ)能裝置所儲(chǔ)存的能量，在轎廂需要再次上升時(shí)提供一部分上升的動(dòng)力，起到低碳節(jié)能的作用，通過在一個(gè)垂直井道內(nèi)設(shè)置多個(gè)轎廂，實(shí)現(xiàn)了一條垂直井道提供多臺(tái)轎廂和動(dòng)力結(jié)構(gòu)的結(jié)合體同時(shí)安全運(yùn)行，起到節(jié)約用地的綠色環(huán)保作用，即便應(yīng)用在城市里的loft戶型房屋也起到節(jié)約空間、節(jié)能低碳的作用，應(yīng)用在廣大的農(nóng)村的自建房中，既起到節(jié)約用地也能方便老人或行走樓梯不方便者上樓居住的益處。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明所提供的可人力爬坡式垂直升降裝置及其控制方法的整體示意圖；

圖2是本發(fā)明所提供的可人力爬坡式垂直升降裝置及其控制方法的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明所提供的可人力爬坡式垂直升降裝置及其控制方法的滾動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明所提供的可人力爬坡式垂直升降裝置及其控制方法的輪剎機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明所提供的可人力爬坡式垂直升降裝置及其控制方法的轎廂和支撐盤配合的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明所提供的可人力爬坡式垂直升降裝置及其控制方法的動(dòng)力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：

1、垂直井道；11、垂直梯井；21、轎廂；22、動(dòng)力系統(tǒng)；24、滾動(dòng)機(jī)構(gòu)；111、螺旋上升狀軌道；112、凹槽槽道；114、梯門；211、外沿翼片；212、轎廂門；213、滾珠圓環(huán)；214、碟剎機(jī)構(gòu)；215、動(dòng)力裝置；221、支撐盤；222、移動(dòng)輪；226、輪剎機(jī)構(gòu)；241、軸承；2132、電機(jī)；2133、蓄電瓶；2135、儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)；2151、人力騎行器；2152、第一直齒圓錐齒輪；2153、第二直齒圓錐齒輪；2154、驅(qū)動(dòng)軸；2221、拉線外套；2222、u型車轂；2223、輪胎；2261、手剎裝置；2262、輪剎傳遞環(huán)；2263、彈簧；2264、輪剎拉動(dòng)機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所得到的所有其它實(shí)施方式，都屬于本發(fā)明所保護(hù)的范圍。

如圖1至圖3所示的可人力爬坡式垂直升降裝置，包括垂直井道1、至少一個(gè)轎廂21和與所述轎廂21一一對應(yīng)的動(dòng)力系統(tǒng)22，所述垂直井道1沿豎直方向設(shè)置，所有所述轎廂21均沿所述垂直井道1的長度方向設(shè)置于所述垂直井道1內(nèi)部，每一所述轎廂21下側(cè)、所述垂直井道1內(nèi)部均設(shè)置有一個(gè)所述動(dòng)力系統(tǒng)22，且所述動(dòng)力系統(tǒng)22能夠帶動(dòng)對應(yīng)的所述轎廂21在所述垂直井道1內(nèi)部沿所述垂直井道1的長度方向自由移動(dòng)。

所述動(dòng)力系統(tǒng)22包括支撐盤221、多個(gè)滾珠圓環(huán)213、輪剎機(jī)構(gòu)226、碟剎機(jī)構(gòu)214和至少三個(gè)移動(dòng)輪222，所述垂直井道1的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有沿所述垂直井道1的長度方向設(shè)置有螺旋上升狀軌道111，所述支撐盤221的頂部面為平面，下端檐壁為螺旋上升斜線，且所述螺旋上升斜線的角度與所述螺旋上升狀軌道111的坡度相等，所述轎廂21通過所述滾珠圓環(huán)213設(shè)置于所述支撐盤221的平面上，所有所述移動(dòng)輪222設(shè)置于所述支撐盤221下端檐壁的外側(cè)，且所有所述移動(dòng)輪222均能夠在所述螺旋上升狀軌道111上自由移動(dòng)，至少一個(gè)所述移動(dòng)輪222上設(shè)置有所述輪剎機(jī)構(gòu)226，所述碟剎機(jī)構(gòu)214固定設(shè)置于所述轎廂21和所述支撐盤221之間，優(yōu)選的，所述碟剎機(jī)構(gòu)214包括碟剎片和碟剎盤，所述碟剎片固定設(shè)置于所述轎廂上，且能夠與所述碟剎盤相配合，所述碟剎盤固定設(shè)置于所述支撐盤221上，且與所述支撐盤221共同轉(zhuǎn)動(dòng)。

此時(shí)，所述支撐盤221處于支撐所述轎廂21的狀態(tài)，此種結(jié)構(gòu)適宜在所述垂直井道1的下端能夠向下方開設(shè)用于容納所述動(dòng)力系統(tǒng)22的容置腔的地方，且因?yàn)橹伪P221為支撐狀態(tài)，整體受力強(qiáng)度大，安全性高。

一種可人力爬坡式垂直升降裝置，包括垂直井道1、至少一個(gè)轎廂21和與所述轎廂21一一對應(yīng)的動(dòng)力系統(tǒng)22，所述垂直井道1沿豎直方向設(shè)置，所有所述轎廂21均沿所述垂直井道1的長度方向設(shè)置于所述垂直井道1內(nèi)部，每一所述轎廂21上側(cè)、所述垂直井道1內(nèi)部均設(shè)置有一個(gè)所述動(dòng)力系統(tǒng)22，且所述動(dòng)力系統(tǒng)22能夠拉動(dòng)對應(yīng)的所述轎廂21在所述垂直井道1內(nèi)部沿所述垂直井道1的長度方向自由移動(dòng)。

所述動(dòng)力系統(tǒng)22包括支撐盤221、多個(gè)滾珠圓環(huán)213、輪剎機(jī)構(gòu)226、碟剎機(jī)構(gòu)214和至少三個(gè)移動(dòng)輪222，所述垂直井道1的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置有沿所述垂直井道1的長度方向設(shè)置有螺旋上升狀軌道111，所述支撐盤221的下端面為平面，上端檐壁為螺旋上升斜線，且所述螺旋上升斜線的角度與所述螺旋上升狀軌道111的坡度相等，所述轎廂21通過承重軸承241設(shè)置于所述支撐盤221的平面上，所有所述移動(dòng)輪222設(shè)置于所述支撐盤221的外側(cè)，且所有所述移動(dòng)輪222均能夠在所述螺旋上升狀軌道111上自由移動(dòng)，至少一個(gè)所述移動(dòng)輪222上設(shè)置有所述輪剎機(jī)構(gòu)226，所述碟剎機(jī)構(gòu)214固定設(shè)置于所述轎廂21和所述支撐盤221之間。

此時(shí)，所述支撐盤221處于拉住所述轎廂21的狀態(tài)，此種結(jié)構(gòu)適宜不能在所述垂直井道1下端開設(shè)容置腔的地方，而可以選擇在所述垂直井道1上側(cè)加高形成所述容置腔。

優(yōu)選地，所述支撐盤221可以采用支架結(jié)構(gòu)代替，這樣會(huì)減輕整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的重量，方便騎行爬軌道。

優(yōu)選的，所述垂直井道1和所述轎廂21均為圓柱形，且所述轎廂21的直徑小于所述垂直井道1的內(nèi)徑，使得所述轎廂21能夠在所述垂直井道1內(nèi)上下運(yùn)行。

當(dāng)一個(gè)所述垂直井道1內(nèi)部設(shè)置多個(gè)所述轎廂21時(shí)，例如在上班高峰期時(shí)，一二三樓各有一部“可人力爬坡式的垂直升降裝置”轎廂和動(dòng)力結(jié)構(gòu)的結(jié)合體可以同時(shí)候命，分別可以運(yùn)行上至n-2、n-1和第n層樓，而在高峰期過后的平時(shí)狀態(tài)，可將n層樓分成三段運(yùn)行，這樣可起到共享井道、節(jié)約用地的綠色環(huán)保作用。

優(yōu)選的，所有所述滾珠圓環(huán)213以所述支撐盤221的上表面的圓心為圓心均勻分布在所述支撐盤221和所述轎廂21之間，能夠滿足在所述支撐盤221轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，所述轎廂21不進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所述輪剎機(jī)構(gòu)226能夠?qū)⑾鄬?yīng)的所述移動(dòng)輪222鎖止，使得在不需要轎廂21上升和下降時(shí)，通過所述輪剎機(jī)構(gòu)226能夠通過保證所述移動(dòng)輪222的不轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而達(dá)到所述支撐盤221不進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使得所述轎廂21不在所述垂直井道1內(nèi)移動(dòng)。

優(yōu)選的，所述移動(dòng)輪222設(shè)置在所述支撐盤221的下端，使得所有所述移動(dòng)輪222支撐所述支撐盤221進(jìn)而支撐所述轎廂21，而且，在所述移動(dòng)輪222在所述螺旋上升狀軌道111上滾動(dòng)時(shí)，所述支撐盤221在所述垂直井道1內(nèi)以所述垂直井道1的軸線為中心線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，所有所述滾珠圓環(huán)213進(jìn)行滾動(dòng)，將所述支撐盤221的轉(zhuǎn)動(dòng)抵消，僅將所述支撐盤221在所述垂直井道1內(nèi)的豎直運(yùn)動(dòng)傳遞至所述轎廂21上，進(jìn)而使得所述轎廂21在所述垂直井道1內(nèi)上下移動(dòng)。

所述動(dòng)力系統(tǒng)22還包括動(dòng)力裝置215，所述動(dòng)力裝置215設(shè)置于所述轎廂21內(nèi)部，且輸出動(dòng)力帶動(dòng)所述支撐盤221在所述垂直井道1內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述動(dòng)力裝置215包括人力騎行器2151、第一直齒圓錐齒輪2152、第二直齒圓錐齒輪2153和驅(qū)動(dòng)軸2154，所述人力騎行器2151設(shè)置于所述轎廂21內(nèi)部，所述第一直齒圓錐齒輪2152設(shè)置于所述人力騎行器2151的輸出軸，所述第二直齒圓錐齒輪2153沿平行所述轎廂21底面的方式設(shè)置于所述轎廂21底面上，且下端伸入所述支撐盤221內(nèi)，所述第一直齒圓錐齒輪2152和所述第二直齒圓錐齒輪2153相嚙合，所述驅(qū)動(dòng)軸2154的一端與所述第二直齒圓錐齒輪2153的下端傳動(dòng)連接，另一端與對應(yīng)的所述移動(dòng)輪222固定連接。

所述人力騎行器2151利用使用者的騎行動(dòng)作將人力通過所述第一直齒圓錐齒輪2152和第二直齒圓錐齒輪2153進(jìn)行變向并通過驅(qū)動(dòng)軸2154驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)所述移動(dòng)輪222進(jìn)行滾動(dòng)，達(dá)到利用人力提升和下降所述轎廂21的目的。

所述轎廂21的下表面中心處設(shè)置有軸承孔，所述第二直齒圓錐齒輪2153的中心與所述軸承孔的軸線共線，且所述轎廂21和所述支撐盤221通過設(shè)置于所述軸承孔內(nèi)的軸承241進(jìn)行相對的轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述動(dòng)力裝置215還包括蓄電瓶2133和電機(jī)2132，所述蓄電瓶2133為所述電機(jī)2132供電，所述電機(jī)2132的輸出軸上設(shè)置有第一直齒圓錐齒輪2152，且所述第一直齒圓錐齒輪2152與所述第二直齒圓錐齒輪2153相嚙合，通過設(shè)置蓄電瓶2133和電機(jī)2132，能夠使轎廂21無人時(shí)到達(dá)指定的樓層接納搭乘人員和物體。

優(yōu)選的，所述電機(jī)2132上的所述第一直齒圓錐齒輪2152與所述第二直齒圓錐齒輪2153之間設(shè)置有離合。

所述動(dòng)力裝置215還包括儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)2135，所述儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)2135設(shè)置于所述轎廂21和所述支撐盤221之間，且所述儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)2135能夠收集所述支撐盤221和所述轎廂21相對轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的能量。

優(yōu)選的，所述儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)2135為發(fā)條，所述發(fā)條的中心固定設(shè)置在所述轎廂21上，另一端固定設(shè)置在所述支撐盤221上，當(dāng)所述支撐盤221和所述轎廂21產(chǎn)生相對的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所述發(fā)條能夠根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生形變，進(jìn)而達(dá)到儲(chǔ)能的效果，優(yōu)選的，所述發(fā)條在所述轎廂21處于所述垂直井道1的最高點(diǎn)時(shí)處于無儲(chǔ)能狀態(tài)。

在所述轎廂21下降過程中，所述轎廂21能夠通過自身的重力推動(dòng)所述動(dòng)力系統(tǒng)22進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)能量被發(fā)條儲(chǔ)存，當(dāng)下降到所述垂直井道1的最低點(diǎn)時(shí)，將所述發(fā)條鎖住，并利用所述輪剎機(jī)構(gòu)226將所述移動(dòng)輪222鎖定，卸下或裝在搭乘人員和物體，松開所述發(fā)條和所述輪剎機(jī)構(gòu)226后，所述發(fā)條上所儲(chǔ)存的能量能夠在所述轎廂21上升的過程中釋放，進(jìn)而減輕上升時(shí)需要的人力或電力。

所述移動(dòng)輪222包括u型車轂2222和輪胎2223，所述u型車轂2222的側(cè)面可沿其自身軸線的方式轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)置于所述支撐盤221的下端面的側(cè)面，所述輪胎2223設(shè)置于所述u型車轂2222的周側(cè)，且所述輪胎2223的厚度小于所述u型車轂2222的深度，所述螺旋上升狀軌道靠近所述垂直井道1中心的側(cè)沿向上彎折形成滾動(dòng)軌道，所述u型車轂2222卡設(shè)在所述滾動(dòng)軌道上，且能夠在所述滾動(dòng)軌道上自由滾動(dòng)，所述輪胎2223與所述滾動(dòng)軌道產(chǎn)生摩擦進(jìn)而帶動(dòng)所述移動(dòng)輪222在所述滾動(dòng)軌道上進(jìn)行移動(dòng)，而且因?yàn)樗鰑型車轂2222的深度大于所述輪胎2223的厚度，使得所述滾動(dòng)軌道能夠伸入所述u型車轂2222內(nèi)部，當(dāng)所述移動(dòng)輪222發(fā)生偏移等問題時(shí)，所述u型車轂2222與所述滾動(dòng)軌道卡合，防止所述移動(dòng)輪222脫出所述滾動(dòng)軌道發(fā)生事故。

優(yōu)選的，所述滾動(dòng)軌道的上表面具有防滑涂層，用于與所述輪胎2223相配合，增加摩擦力。

所述輪剎機(jī)構(gòu)226包括手剎裝置2261、輪剎傳遞環(huán)2262、彈簧2263、復(fù)位彈簧、輪剎拉動(dòng)機(jī)構(gòu)2264、拉線外套2221和拉線，所述手剎裝置2261設(shè)置于所述轎廂21內(nèi)，所述輪剎傳遞環(huán)2262設(shè)置于所述轎廂21和所述支撐盤221之間，且所述輪剎傳遞環(huán)2262上表面通過多個(gè)所述彈簧2263固定設(shè)置于所述轎廂21的下表面上，所述手剎裝置2261通過拉線與所述輪剎傳遞環(huán)2262連接，且能夠上下移動(dòng)帶動(dòng)所述輪剎拉動(dòng)機(jī)構(gòu)對所述移動(dòng)輪進(jìn)行剎車，所述支撐盤221的上表面上設(shè)置有與所述移動(dòng)輪222一一對應(yīng)的輪剎拉動(dòng)機(jī)構(gòu)2264，每一所述輪剎拉動(dòng)機(jī)構(gòu)2264上均套設(shè)有復(fù)位彈簧，所述拉線外套2221與所述移動(dòng)輪222一一對應(yīng)，且每一所述拉線外套2221固定設(shè)置在對應(yīng)的所述移動(dòng)輪222上，且所述拉線外套2221的下端設(shè)置于所述移動(dòng)輪222的兩側(cè)，所述拉線一端與所述拉線外套2221相連，另一端與對應(yīng)的輪剎拉動(dòng)機(jī)構(gòu)2264相配合，且所述拉線能夠控制所述拉線外套2221的下端與所述移動(dòng)輪222的之間的間隙。

當(dāng)不需要?jiǎng)x車時(shí)，所述碟剎機(jī)構(gòu)214和所述碟剎片不配合，所述支撐盤221和所述驅(qū)動(dòng)軸2154正常轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)需要?jiǎng)x車時(shí)，所述碟剎機(jī)構(gòu)214和所述碟剎片相配合，使得所述驅(qū)動(dòng)軸2154不能進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到剎車的目的。

當(dāng)需要輪剎時(shí)，拉動(dòng)所述手剎裝置2261，所述彈簧2263受自身彈力的影響復(fù)位，并將所述輪剎傳遞環(huán)2262向下移動(dòng)，所述輪剎傳遞環(huán)2262的下表面將所述輪剎拉動(dòng)機(jī)構(gòu)2264向下擠壓，進(jìn)而通過拉線拉動(dòng)所述拉線外套2221，使得所述拉線外套2221的下端抱緊對應(yīng)的所述移動(dòng)輪222，使得所述移動(dòng)輪222通過摩擦而停止轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到將移動(dòng)輪222剎緊的效果，當(dāng)輪剎狀態(tài)解除時(shí)，所述復(fù)位彈簧將所述輪剎拉動(dòng)機(jī)構(gòu)2264復(fù)位，進(jìn)而使得所述拉線外套2221的下端與所述移動(dòng)輪222脫開，此時(shí)所述移動(dòng)輪222能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述垂直井道1包括多個(gè)垂直梯井11，所有所述垂直梯井11沿豎直方向依次設(shè)置形成所述垂直井道1，每一所述垂直梯井11上均設(shè)置有一個(gè)梯門114，所述轎廂21上設(shè)置有與所述梯門114相匹配的轎廂門212，且相互對應(yīng)的所述梯門114和所述轎廂門212能夠同時(shí)開啟和關(guān)閉，所述螺旋上升狀軌道111均勻分布在所有所述垂直梯井11的內(nèi)側(cè)面和所述梯門114的內(nèi)側(cè)面，每一所述垂直梯井11的側(cè)面均設(shè)置有至少一個(gè)起固定作用的外壁卡邊，所述外壁卡邊一端貼合在所述垂直梯井11的側(cè)面，另一端水平設(shè)置與對應(yīng)樓層的樓板相配合，優(yōu)選的，每一所述垂直梯井11的高度均等于一個(gè)樓層的高度。

所述垂直井道1內(nèi)側(cè)向外凹陷形成至少一條豎直設(shè)置的凹槽槽道112，所述轎廂21外側(cè)設(shè)置有沿所述轎廂21長度方向設(shè)置的外沿翼片211，所述外沿翼片211與所述凹槽槽道112一一對應(yīng)，且每一所述外沿翼片211遠(yuǎn)離所述轎廂21的側(cè)面上設(shè)置有至少兩個(gè)滾動(dòng)機(jī)構(gòu)24，所有所述滾動(dòng)機(jī)構(gòu)24均能夠在對應(yīng)的所述凹槽槽道112上自由滑動(dòng)，所述螺旋上升狀軌道111在所述凹槽槽道112的位置處設(shè)置有開口，且所述開口的寬度大于所述外沿翼片211的厚度且小于所述移動(dòng)輪222的直徑，能夠保證所述轎廂21在所述支撐盤221轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中受所述凹槽槽道112的限位作用不進(jìn)行自轉(zhuǎn)，增加了安全性。

所述滾動(dòng)機(jī)構(gòu)24包括設(shè)置于所述外沿翼片211遠(yuǎn)離所述轎廂21的一端的頂端活動(dòng)輪和設(shè)置于所述外沿翼片211的兩個(gè)側(cè)面的兩個(gè)側(cè)面活動(dòng)輪，所述頂端活動(dòng)輪能夠與所述凹槽槽道112的底面相配合，所述側(cè)面活動(dòng)輪能夠與對應(yīng)的所述凹槽槽道112的內(nèi)側(cè)面相配合，達(dá)到滾動(dòng)的目的。

優(yōu)選的，所述凹槽槽道112的數(shù)量為兩個(gè)，且關(guān)于所述垂直井道1的軸線中心對稱。

優(yōu)選的，所述凹槽槽道112的數(shù)量為四個(gè)，且關(guān)于所述垂直井道1的軸線中心對稱。

還包括輔助控速裝置，所述輔助控速裝置包括電子控制器、繼電器、多個(gè)磁控感應(yīng)器和磁鐵，所有所述磁控感應(yīng)器均設(shè)置于所述轎廂21的下表面上，所述磁鐵與所述磁控感應(yīng)器一一對應(yīng)，且所有所述磁鐵均設(shè)置于所述支撐盤221的上表面，每一所述磁控感應(yīng)器在所述支撐盤221轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中對所述支撐盤221上的所述磁鐵進(jìn)行掃描并計(jì)數(shù)，所有所述磁控感應(yīng)器和所述電子控制器電連接，所述電子控制器與所述繼電器電連接，所述繼電器與所述手剎裝置2261電連接。

一種利用上述可人力爬坡式垂直升降裝置的控制方法，包括：

若所述轎廂21處于使用者所在的樓層時(shí)，使用者進(jìn)入所述轎廂21內(nèi)騎行所述人力騎行器2151帶動(dòng)所述轎廂在所述垂直井道1內(nèi)上下移動(dòng)；

若所述轎廂未處于使用者所在的樓層時(shí)，使用者通過所述蓄電瓶2133和所述電機(jī)2132帶動(dòng)所述轎廂21在所述垂直井道1內(nèi)移動(dòng)到使用者所處樓層后，由使用者進(jìn)入所述轎廂1內(nèi)騎行所述人力騎行器2151帶動(dòng)所述轎廂21在所述垂直井道1內(nèi)上下移動(dòng)。

而且也可以利用所述蓄電瓶2133和所述電機(jī)2132帶動(dòng)所述轎廂21在所述垂直井道1內(nèi)移動(dòng)，其運(yùn)行方式與現(xiàn)有電梯的運(yùn)行方式相同。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。