电梯导靴专利技术综述

收藏 打印 发给朋友 发布者：lunwenchina

热度0票  浏览89次 时间：2020年5月11日 15:46

张逸超 李冠林（等同于第一作者）

(国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心 四川 成都 610000)摘 要：随着我国高层建筑的日渐增多以及对楼宇自动化、智能化要求的提高，人们对电梯产品的性能、质量和数量等方面提出了更高的要求。电梯导靴作为轿厢与导轨的连接的重要部件，对电梯的高速化、智能化和舒适化起着关键的作用，由此，相应地产生了这方面的专利技术。

关键词：电梯；导靴；导辊；减震

未来电梯的发展目标将是高速化、智能化、舒适化与人性化。但是，电梯速度的提高往往会加剧轿厢振动。在电梯速度与舒适性之间的博弈中，电梯导靴发挥了重要的作用 [1] 。本文以电梯导靴专利作为分析对象，重点分析全球及中国范围内关于电梯导靴的技术演进，为电梯导靴技术的发展进行总结与展望。

1 电梯导靴专利技术概况

导靴是为了防止对重和轿厢在上下运行时发生偏斜，保证电梯的平稳运行的装置 [2] 。根据导靴的接触情况分为接触式导靴和非接触式导靴，接触式导靴又可以根据运动方式的不同分为滑动导靴和滚动导靴 [3] 。

电梯导靴在国际分类表中属于分类号B66B7/04（该分类号的含义为：··导辊；导靴）。在全球范围内，电梯导靴专利申请量总体呈上升趋势，在上世纪80年代末期申请量有较大幅度上升，2011年之后，中国范围内申请数量已成为全球范围内申请的绝对推动力量，这说明我国电梯市场已经成为了世界电梯企业角逐的主要战场。通过对电梯导靴技术专利文献的最早优先权国进行统计分析发现，中国处于技术原创国的首位，其专利数量大幅领先其他国家/地区，占据了49%的份额；日本、美国及欧洲的德国和芬兰等国紧随其后，是电梯导靴技术的主要技术原创国。以下对不同时期该领域内的典型专利进行分析，了解导靴技术的发展情况。

2 电梯导靴专利技术发展路线

第一阶段（1930年-1979年）为起步期。该阶段属于电梯导靴技术的起步阶段，早期的电梯导向主要以被动式的导辊和导靴为主。减震装置由最初单一的弹簧，逐渐增加了阻尼装置和联动传动杆装置（US4047597A、US3099334A）。同时在滚轮和靴衬的接触材料上取得了一定的发展。树脂、橡胶、耐磨复合金属材料的应用提高了轿厢的舒适性（US2057118A、US2490652A、US2100169A）。这一时期的发展主要由美国电梯企业奥蒂斯公司引领，将被动式导靴和导辊发展到了比较成熟的程度。在70年代中期，随着日本电梯企业的发展，三菱公司于1975年将磁悬浮技术应用于电梯导向领域，发明了主动式的非接触导靴（JPS51116548A），开启了导靴技术发展的第二阶段。

第二阶段（1980年-1999年）为快速发展期。在该阶段，主要以导靴导辊的主动减震技术为核心，以日本三菱、东芝、日立等公司为代表的企业逐渐实现了对欧美电梯企业技术上的追赶和反超。在技术层面，出现了导辊和导靴组合的组合式导靴（EP0346134A）、电磁式非接触导靴（US4754849A）、主动减震的有源激励式导靴和导辊。电磁控制技术的引入，产生了主动式的电磁联动杆（US55535853A）；随着传感器技术的发展，检测轿厢的偏振产生了根据加速度传感器反应的主动式电磁激励导辊（US555130A）和根据压力传感器反应的主动式电磁激励导辊（US5086882A）；电磁螺线管的发展提高了主动式激励的反应时间（US5810120A）；对导靴减震缓冲的要求不断提高，从单一方向的减震到多方向的减震，使得导靴结构和控制方式变得复杂，各种主/被动减震技术的组合增加了导靴技术的复杂程度。

第三阶段（2000年至今）为精细化发展期，随着社会需求不断提高，更多的公司投入到导靴的研发中。主动式导靴投入市场，对导靴的智能化、轻型化、舒适化和安全性等方面提出了更高的要求，该阶段的技术发展方向主要集中在机械结构、控制方式和材料应用上的升级和改进，例如奥蒂斯公司的专利申请（WO2004099054A），提出了一种可变硬度的主动式电磁导辊，其导辊的轮缘可根据传感器的信号改变轮缘的硬度，从而适应不同速度、载荷、工况的减震需求，极大的简化了相对复杂的电磁激励装置。同时，隔震材料的应用（JP2002104756A）和高分子材料的发展（JP2005239378A）进一步提高了靴衬的隔震降噪的能力和使用寿命，避免了复杂的机电减震装置的使用。此外，随着电子元器件的不断集成化和小型化，使得导靴的结构不断朝轻量化、小型化、控制方式简单化、高稳定性方向发展（WO2009143450A）。

3 电梯导靴专利技术展望

总体上，电梯导靴技术融合了机械设计、机械振动、信息与计算机科学以及材料科学等诸多学科的内容，随着技术的进一步发展，电梯导靴各技术领域之间也存在大量的交叉研究。新型功能性材料替代复杂结构，实现导靴结构的智能化、轻型化、舒适化和安全性正在成为这一领域未来发展的主要方向。■参考文献

[1]矫健. 高速电梯轿厢振动的半主动控制研究[D].宁波大学,2017.

[2]贺德明,肖伟平. 电梯结构与原理[M]. 中山大学出版社,2009,08:132-137.

[3]黄海洋,高颖,李艳.基于TRIZ理论的电梯导靴专利规避设计研究[J].中国特种设备安全,2018,34(10):12-17+23.