开题报告-无障碍楼梯升降平台设计.docx

《开题报告-无障碍楼梯升降平台设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《开题报告-无障碍楼梯升降平台设计.docx（14页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、一、选题背景、意义及国内外研究现状1.1 选题背景随着经济的发展，现如今的建筑不论是商用办公还是民用住宅都呈现出高楼化的趋势，因此，电梯、楼梯等纵向交通工具就显得十分重要。然而调查结果显示，目前我国的民用住房建筑在七楼以下一般是不装设电梯的I这就造成一些残障人士、高龄老人等行动不便的弱势群体在出行方面存在很大的障碍。尽管部分城市出现了一些在既有建筑物外加装轿厢式电梯的成功案例，但是，在楼梯外部加装电梯，成本高，安装完成后占用空间大，影响低层住户的通风和采光，同时，轿厢式电梯属于特种设备，需要各个部门审批才能加装，而且需要安装轿厢式电梯的建筑物的建筑结构应该符合相关规划和质监标准，所以成功案例不

2、多，推广困难。因此，现在较为合理的解决方案是在楼道内设置紧靠墙壁或楼梯护栏的楼道电梯，其不需要专门的安装空间，可以既在不影响楼道正常使用的情况下，也能解决了老人的上下楼困难的问题。而且目前国内物流、快递行业在配送货物过程中多采用以人力为主的配送方式，如果是较重的大件货品，可能要依赖2个或更多的体力劳动者来完成配送到楼上的需求。不但费时费力，而且安全性得不到保障。这样一来，为了照顾到上述行动不便的弱势群体，以及能够配送大件货物,楼道升降机应运而生。楼道升降机是一种沿楼梯方向输送人或货物的特殊升降设备，国标规定分为座椅式、站立平台式和轮椅车平台式三种运载装备3。其通过机械传动、电气控制的方式满足残

3、障人士、老年人等弱势群体无障碍出行的需求，也为建筑纵向交通提供了一种新的方式。楼道升降机自面世以来，在公共交通、旧小区改造、医院和养老院等场所被广泛应用。比如在城市轨道交通中，楼道升降机一般设置在出入口或站厅至站台，专为坐轮椅的残障人士及行动不便的老年人服务，属于地铁车站无障碍设计的一部分。广州地铁2号线在全线16个车站安装了30台楼道升降机，是我国第一个批量采用楼道升降机的场所，下图L 1为广州地铁2号线楼道升降机。除此之外，楼道升降机也适合安装在一些民用住宅楼中。2010年，在北京市东城区东花市北里小区旧楼改造工程中，随着工程完工，一座不破坏楼层结构、可载重137kg的座椅式电梯落户单元楼

4、道，成为该单元老年居民上下楼的便利工具，这也是北京市首个由居民自筹资金修建的楼道升降机。图1.1广州地铁2号线楼道升降机本次设计的无障碍楼梯升降平台借鉴了楼道升降机中的轮椅车平台式的设计方法，是一种全新的机电一体化设计，它的设计和原理同其它的机电设备有类似之处，由于其使用的场所和使用人群不同，对于其设计和安装提供了不一样的要求，以满足特殊人群的需要，本设备在公共场所的投用将体现全社会对特殊人群的关心，是无障碍建设中关键的一环。1.2 选题意义古往今来，衣食住行都是人类生活的基本需求。伴随着物质文明和精神文明的不断发展，不仅仅是正常人的生活质量需要保证，残障人士的生活质量同样也需要保障。近年来，

5、残障人士专用厕所、停车位的设立体现了当前社会对特殊人群的重视，而残障人士的无障碍出行也成为目前研究的热点。楼道升降机的出现提供了一种新的纵向交通方式，经过国内外研究人员多年的努力，这项技术正慢慢变得成熟可靠，无论是在地铁、车站、商场等公共场合，还是在家庭住宅建筑中，楼道升降机都为残障人士的出行提供了很大的方便。下图L 2是楼道电梯中国及全球专利申请量年度分布统计图，其中，第一件关于楼道电梯的申请专利为美国在1972年提出。随后，在1972-1980年，全球整体范围内的专利年申请量稳定保持在年均10件以下，属于该领域的萌芽期，主要申请国家为美国、德国和英国。而1981年，日本开始进入楼道电梯领域

6、，在1981-1993年期间，该领域全球专利年申请量稳定保持在年均20件以内，属于该领域缓慢发展期。在1994-2013年期间，该领域全球专利年申请量进入到20-50的区间，属于该领域的稳步发展期，在该阶段日本起到了中流砥柱的作用，申请量占比40%；美国和德国在此阶段稳步发展，英国年申请量处于低迷状态，中国也开始进入楼道电梯领域。2014年，由于中国专利事业的蓬勃发展，楼道电梯领域的全球年专利量开始迅速增长，从2015年开始全球年专利量均超过100件，2015年达到顶峰，其中中国成为该领域的主要申请国家。时至今日，中国仍是楼道电梯领域专利申请最多的原创国。18()16()140比W i(x)加

7、80604020 ririciriri& SS 5eci图1.2楼道电梯中国及全球专利申请量年度分布统计图楼道电梯技术领域在我国的专利保护虽然起步落后于全球其他国家，但是在国家大力发展知识产权事业的背景下，我国该领域专利在数量上已经领先全球，成为该领域专利申请量第一大国。中国近年来在该领域的本国专利申请突飞猛进地发展，主要有以下几方面因素：一是国人的专利意识有所提高；二是中国老龄化问题日益严重，而未安装电梯的老旧住宅楼较多；三是国家科技研发能力的提升。在其他工业化程度较高的国家，如日本、美国、德国和英国，近几年在该领域的研究热度均处于较低水平，而中国在该领域的研究热度高，则有机会突破一些常年不

8、能突破的技术壁垒，抢先布局该领域先进技术的专利市场。1.3国内外发展现状目前，楼道升降机的分类方式有很多种，按照驱动方式，可分为链轮驱动式、齿轮齿条驱动式、摩擦驱动式和绳珠链驱动式四种类型；按照使用环境，又可分为室内型和室外型两种；按照运载装置，可分为垂直升降式、倾斜轨道平台式和倾斜轨道座椅式，如下图1.3,图1.4、图1.5所示。行动不便人员使用的楼道升降机：GB 248062009标准中规定，在公共场所，座椅式楼道升降机仅适用于没有足够空间来容纳轮椅车平台的情况。由此，轮椅式升降平台更具有广泛使用的市场潜力。图1.3垂直升降式无障碍平台图1.5倾斜轨道座椅式楼道升降机1.3.1 国外发展现

9、状国外方面，Douglas William Glover2提出了一种当楼梯间的车厢沿倾斜角度不同的轨道移动时，保持升降机座位水平的装置。通过楼道升降机的控制装置响应于车厢沿其轨道的位置以及表示座椅与车厢沿轨道在不同位置之间的期望角度的存储数据来控制驱动装置，以便在车厢沿轨道移动时保持座椅基本水平。JanH.Bor9提出楼道升降机的车厢由平行四边形的横杆和垂直杆组成，并且将它们通过一根垂直轴和水平轴连接，这样一来平行四边形就为楼道升降机的运载台提供了坚固稳定的支撑，无论是水平面还是垂直面上的弯板都可以顺利通过，采用这种结构可以改善以往设计的楼道升降机在转弯时车厢不稳定、运行不平稳的状况。威尔科范

10、艾金如提出在座椅电梯的扶手处安装用于激活紧急下降装置的使用者输入装置，这样一来在不脱离位置的前提下，几乎每个人都可以够到按钮，从而可以改善座椅电梯紧急下降的人体工程学，维持高质量的安全标准。Gordon Molnar1提出楼梯升降机使用轻质电池驱动电机驱动轻质螺旋齿轮的驱动系统组合来代替传统的重型电机和齿轮，使用轻质的楼梯升降机组件进行改进，节省能源的同时可以方便楼道升降机的组装，这也是目前投入市场使用的楼道升降平台中最常用的形式。在国外方面，主要有加拿大公司萨瓦瑞亚和日本大同工业株式会社生产制造无障碍楼梯升降平台。萨瓦瑞亚(SAVARIA)集团公司成立于1979年，总部位于加拿大圣劳伦斯,萨

11、瓦瑞亚(SAVARIA)一家专业的无障碍电梯设备制造商。2006年，加拿大萨瓦瑞亚工业公司在中国成立了萨瓦瑞亚制造工厂，以生产各式无障碍升降设备、以及无障碍别墅电梯、无障碍座椅电梯、无障碍楼梯电梯等含括无障碍通行的各式设备。萨瓦瑞亚Delta升降平台有着完美的设计和良好的座椅舒适度，可以轻松地上下楼梯，流线型的外观和静音运行效果是产品的独有特征。萨瓦瑞亚Omega斜挂式升降平台，无论室内室外，此斜挂式升降平台都能自然和谐地融入周围环境；无论家居或公共场所，直梯或旋梯，Omega斜挂式升降平台都能为使用者提供无与伦比的便捷与舒适。与Delta升降平台相比，两者最大区别在于Omega升降平台适用于

12、直梯、弯梯等各式楼梯。图1.6 Delta升降平台图1.7 Omega升降平台表1.1萨瓦瑞亚升降平台产品部分参数表主机功率0. 37 kw-lkw,外接电源充电额定载重量225kg-300kg标准载人平台尺寸800mmX 1000mm,不使用时能折叠放置导轨用外径50mm内径38. 5mm、厚度为3mm的碳钢制造电源AC 220 V,单相 50HZ, 10A平台安全挡板平台三面设有安全挡板，当挡板不升起时，系统通过机械和电气连锁阻止平台运行日本大同工业株式会社与与JR东共同开发的轮椅楼梯升降机系列为埃斯卡尔系列，主要包括ESCALO, 0,团和L四种型号。表1.2ESCAL团，团两种型号的部

13、分技术参数型号ESCAL IESCAL II驱动系统链条齿条小齿轮系统供电系统交流三相200V 750W交流单相200V 750W额定速度15m/min12m/min容量1人（最大重量180公斤）轿厢尺寸W850XD1200操作方法按住按钮运行方式倾斜角度30度或更少行驶行程45米以下表1.3 ESCAL L型号的部分参数型号ESCAL L驱动系统链条链轮系统供电系统交流三相100V 400W额定速度6.2m/min (50Hz)7.4m/min (60Hz)容量1人（最大重量180公斤）轿厢尺寸W900XD1200操作方法按住按钮运行方式倾斜角度标准角度26.5度（其他角度需单独考虑）行驶行

14、程4米或更少也图1.8 ESCAL产品图1.3.1国内发展现状伴随着经济快速发展，科技力量口益壮大，楼道升降机领域也正蓬勃发展。国内方面，蔡祖光1提出了一种滚轮摩擦式楼梯升降机，借助贴胶曲面滚轮与导轨之间的摩擦力驱动升降机来搭载行动不便的弱势群体，沿着楼梯轨道运行，实现上下楼梯的功能。因贴胶曲面滚轮与导轨之间几乎都是滚动摩擦，摩擦损耗小，可以节约能源；与此同时，它可以适应行程长、提升高度大、多转弯的空间折叠型或螺旋型楼梯，是目前市场上最有发展潜力的楼道升降机。徐逢源、蔺云霞.提出了一种适用于楼道升降机的平动协动机构，用于保障升降机的平稳运作和精准控制，即使是机构处于紧急制动状态，也能保证乘客的

15、安全。王静I等人提出了一种斜挂式可调节轮椅升降平台，采用非晶硅薄膜制成的发电板和卷材发电电池，在升降机电量不足时，卷出卷材发电电池进行充电；满电时收回电池，避免损坏，这样可以避免升降机使用时电量不足或过度充电的情况发生。董双利在轮椅车式楼梯升降平台的基础上将一个由动力机构驱动的支撑平台较接在主机架上，以此方便将轮椅推上楼梯升降机，起到一定的保护作用。白显涛.提出了一种拼接式楼梯升降机，能够给多层楼房提供连续的助力，同时每个梯段的移动单元面积达到中转平台面积的1/2,拼接后全覆盖以实现无缝式对接，由此行人、轮椅或搬运车行走和停站更加安全。国内生产制造无障碍楼道升降机的企业主要有扬州兆宇机电科技有限公司，上海耶和电梯有限公司，山东屹立电梯有限公司等。图L5兆宇机电生产的直轨式升降平台