循环升降设备技术领域
本发明专利涉及一种多用途机械设备，特指一种集储运、装卸、建房、提水、娱乐、
国防于一体的循环升降设备。
背景技术
现有的循环升降设备有水车、摩天轮、垂直循环式立体停车库、新型循环运输设备
和循环升降机。
水车是古老的提水工具。用木料制成，提水效率低，易磨损。在偏远地区，因无电，
还在使用，其它地区已被水泵取代。水车的提水工作面在循环运动过程中，始终与水车的前
进方向一致，提水时向上，水流完后向下。它只能用于提水，不能用于装运其它物资。但水车
工作面的重心运动轨迹为两段直线、圆弧组成的封闭平面，该平面垂直地面。这是它的一个
重要特性。
摩天轮是一种休闲、娱乐设备。它为金属钢架结构，体积大，也很重。使制造、运输、
安装、维修都不方便。摩天轮做得越高，体积越大，其占用的地面面积也越大。摩天轮上升和
下降都是圆周运动，有离心力，它的速度不能过快，不快，摩天时不够刺激，快了又不安全。
摩天时，越高，越好玩，越刺激，但由于其结构和场地的限制，不可能做得太厐大。摩天轮座
舱重心的运动轨迹为一圆弧组成的封闭平面，该平面垂直地面；在摩天时，摩天轮座舱的重
心始终处于座舱轴的正下方，乘客才觉得平稳、安全；摩天轮的座舱为对称布置的，各座舱
互为配重，电机不必为座舱位置改变做功，它是节能设备。这是摩天轮的三个特性。
垂直循环式立体停车库是近二十年来出现的新的停车设备。专利号98202716.8。
它结构简单，很小的地面面积最多可存放四十台轿车。为推广应用该专利，建工部制订了
《竖直循环式停车设备》行业标准，标准号JG/T134-2000。但至今无法推广，其原因是该专利
的存车平台依靠吊耳偏心地支承在两条链条上，存车平台和轿车重量产生的偏心扭矩，依
靠两条链条的张紧力和吊耳处两条链条产生的变形来平衡。存车平台和轿车重约三吨，它
相对两条链条中心线产生的扭矩是很大的，廹使两条链条在每个吊耳处变形，使该设备在
循环运转时，摩擦力大、耗能大、噪声大、发热、磨损大，以致使设备运转受阻。在循环运转
时，该设备的存车平台的重心运转轨迹是两根直线和两段弧线组成的封闭平面，该平面垂
直地面；该设备轿车进、出方向与该平面垂直，设备沿该平面循环运转时，两轿车在存车平
台上是以车宽方向相对运转，存车平台载着轿车换向时，经过一段弧线的长度较一辆轿车
的宽度宽一点，约两米左右。这个长度确定了两个存车平台在垂直方向上的距离，这个距离
正好放一辆轿车，因轿车的最大高度为一米七五左右。这种轿车出入方式使该设备的空间
利用率非常好。
本发明专利的申请人曾成功取得新型循环运输设备（专利号为
ZL201320029935.3）和循环升降机（专利号为ZL201420402962.5）的实用新型专利权。这两
个专利，解决了垂直循环式立体停车库载重偏离两条链条中心线，使两条链条在载重处产
生变形的问题。在这两个专利中，载重正好作用在两条链条的中心线上，对两条链条起到自
动拉紧、拉直的作用，有利于循环运动顺利进行。在深入地探讨过程中，我们认为这两个专
利仍有以下不足：首先，以前认为，循环升降设备只是一项通用搬运设备，所以取名为新型
循环运输设备和循环升降机，实际上它一种多功能的通用机械设备；其次，在前两个专利中
对本发明专利的特性和优点表叙得不全面，必须在本发明专利中重新表叙；第三，本发明专
利有基本型、节能型、综合型、高效型四种循环升降设备，在前两个专利中只说明了基本型
和节能型两种循环升降设备，对综合型和高效型循环升降设备，必须在本发明专利中补充
说明；第四，在前两个专利中没有很好地解决设备运转时稳定性问题。在循环升降机中提出
了内、外循环导轨的解决方案，但导向滚轮在内、外导轨上运转时有脱轨现象，且两条链条
没有导向定位，会产生晃动，必然通过转轴影响搬运箱，使有脱轨现象的搬运箱更不稳定，
本发明专利要从链条和搬运箱两处着手，彻底解决这个问题；第五，本发明专利是多功能通
用机械设备，有新的实施列要补充,原有实施列也有攺进、提高，必须加以说明；第六，在前
两个专利中，由于两条链条的阻挡，物资只能从平行循环平面的方向装、卸,当搬运又长又
重但不高的物件时，会产生两个很长的搬运箱相对运转（一上、一下），这时换向链轮的直径
要等于搬运箱的长度加两个搬运箱之间的间隙，而它的半弧长是这个数的三点一四倍除以
二，这数就是垂直方向上两个搬运箱的最小距离,这个距离很大，但搬运的物体又不高，产
生了新型循环运输设备有效空间的浪费,本发明专利解决了这个问题，必须加以说明；第
七，在前两个专利中，我们一直确认，只要换向链轮足够大，搬运箱在新型循环运输设备和
循环升降机上面换向时，搬运箱底不会与换向轴碰撞,实际上，在搬运箱特高时，换向链轮
会做得特大，使换向链轮制造、运输、安装困难,另外，节能型循环运输设备和循环升降机上
面的换向链轮很小，搬运箱在上面换向时与换向轴相碰会经常发生,我们解决了用小换向
链轮使很高的搬运箱在新型循环运输设备和循环升降机上面换向的问题,在本发明专利中
要补充；第八，在前两个专利中只讲了一种搬运箱换向时摆动的结构，在本发明专利中将补
充另一种简单的搬运箱换向时摆动的结构；第九，我们只有将前两个实用新型专利，综合到
一起，拓展、提高，使循环升降设备成为一种高效、节能、用途广泛的、全新的通用机械设备。
再次申请发明专利。
发明内容
本发明专利的目的是针对背景技术中存在的问题和缺陷加以改进和创新，并保留背景
技术的优点和重要特性，使用途单一的背景技术，成为传动装置安装在地基上，换向装置安
装在其它固定物体上，用两条链条将传动装置和换向装置连贯起来，转轴又将两条链条连
接起来，搬运箱可垂直摆动地吊在转轴的中部，电机的转动，通过传动装置、两条链条、转轴
带动搬运箱，实现人员、物资、材料多地循环、往返、搬运、装卸、储存于一体的循环升降设
备。
本发明专利的技术方案包括电机、离合器、制动器、蜗杆齿轮变速箱，安装在蜗杆
齿轮变速箱输出轴上的联轴节与传动轴联接，传动轴的两端支承在两个滚动轴承座上，传
动轴与地面平行，其上对称安装一对尺寸大小、安装位置完全相同的主动链轮。以上零、部
件都安装在底座上，底座通过垫板水平固定在地基上。
换向轴上对称安装一对尺寸大小、安装距离与主动链轮相同的换向链轮，换向轴
的对称轴线与传动轴对称轴线对齐，两轴平行地安装在两个滚动轴承座上。
用两条链条将处于同一侧的主动链轮和换向链轮连接并张紧，形成两个由主动链
轮、换向链轮和链条组成的垂直地面的对称平面，两条链条上对应的销轴轴线都在某同一
水平线上。按需要，将某些处于同一水平线上的销轴等链条节距地、成偶数地从链条上取
出，用转轴取代原销轴，将两条链条连接起来并栓住，各相邻转轴的链条节距相等，且转轴
的数量为偶数。搬运箱用一对滚动轴承、端盖、密封垫、油封、螺钉安装在转轴的中部，搬运
箱在重力作用下可垂直绕转轴摆动，不能沿转轴轴向移动。
导向链轮通过导向轴安装在导向支架上，组成八个导向支架组合件。这些导向支
架组合件，将导向链轮与两条链条啮合，等距、交错地安装在两条链条上升、下降处的两边,
防止两条链条晃动。四个导向滚轮通过轮轴安装在搬运箱底部四角处，在两对内、外导轨上
滚动，防止搬运箱在直线运动和装、卸货物时绕转轴摆动。
以上是本发明专利基本型循环升降设备的技术方案。它的主动链轮与换向链轮中
心的连线为一根直线，它的运转特点是O型循环。
节能型循环升降设备与基本型循环升降设备的不同处是増加了二套换向装置（包
括二根换向轴、四个换向链轮和四个滚动轴承座），另外，稳定装置増加了支撑链轮、支撑轴
和支撑梁架。其它结构完全与基本型循环升降设备相同。它的主动链轮和三对换向链轮中
心的连线是四边形，它的运转特点是四边形循环。
综合型循环升降设备的上面部分与基本循环升降设备相同，即一对换向链轮通过
换向轴支承在一对滚动轴承座上；它的下面部分与节能型循环升降设备相同，一对主动链
轮和一对换向链轮通过传动轴和换向轴，两对滚动轴承座固定在底座上。它有二套换向装
置，二对换向链轮大小不同，小换向链轮与主动链轮一样大。主动链轮和两个换向链轮中心
的连线是三角形，它运行特点是三角形循环。
高效型循环升降设备与基本型循环升降设备不同处是它的传输链条只有一条（主
动链轮和换向链轮也只有一个），取代链条上原销轴的转轴，穿过链条，其上对称地在链条
两边安装了两个搬运箱。它的其它结构也与基本型循环升降设备相同。它的运转方式可以
采用O型循环，三角形循环和四边形循环。
在研究基本型循环升降设备的应用时，我们发现，改变搬运箱的结构、数量、运行
方式（循环运行、往返运行）、循环路线和改变基本型循环升降设备的放置方式（竖置、斜置、
平置、倒斜置、倒置），都会产生新用途，成为新产品。综合运用以上条件，产生的新产品将更
多。据此，我们发明了循环空中车库（包括O型循环空中车库、M型循环空中车库、MW型循环空
中车库）、循环迭式飞机库(包括航母用循环迭式飞机库、机场用循环迭式飞机库、旧飞机用
循环迭式飞机库)、循环升降电梯、水平摩天塔（包括循环水平摩天塔和往复水平摩天塔）、
航母用循环升降机、自动循环提水机（包括粒料自动装缷机和粒料自动入库机）、循环缆车
（包括上下山的循环缆车、过江跨谷循环缆车、往复式循环缆车、周游式循环缆车）、往返升
降机和循环运矿机。
节能型循环升降设备、综合型循环升降设备和高效型循环升降设备同样可以制成
为以上机械设备。
本发明专利的优点和特性
1.高效：根据现场需要，本发明专利可用偶数个搬运箱，在同一时间，一半上升，另一半
下降，实现多地同时进货、出货。设备停车时，每个地点又可同时装货、卸货。工作效率特高。
2.节能：由于摩擦力的存在，人类无法制成永动机。但本发明专利是最接近永动机
的机械设备。因为本发眀专利所有的运动零、部件都是对称布置的，一半上升另一半下降，
互为配重。空载时，电机只需克服设备的摩擦力就能运转,运动零、部件高低位置的改变，不
用电机做功；负载时，上升边负重大于下降边时，电机工作，下降边负重大于上升边时，负重
可协助电机工作，这一机率为百分之五十。
3.安全：循环升降设备的运行安全，由安装在两条链条上升、下降处两边，等距、交
错排列的导向支架组合件和安装在搬运箱道底部四角处的四个导向滚轮和内、外导轨装置
来保障；设备停车或突然停电时，要防止设备因偏载产生滑移，由具有自锁功能的蜗杆齿轮
变速箱和制动器来保障；既使两条链条同时断裂，也不会发生搬运箱从高空直接落地的重
大事故。而是上面的搬运箱压着下面的搬运箱，互相叠压在一起，而每个搬运箱都有钢架支
承，不会造成人员和财产的重大损失。
4.节地：要提高循环升降设备的效率，需要増加搬运箱的数量，搬运箱的数量增
加，只需提高设备的高度，占地面积不变；由于循环升降设备效率高，一台设备可取代多台
相同功能的其它设备，一台设备的占地面积一定比多台同功能的其它设备占地面积小。
5.节财：一台循环升降设备取代多台同功能的其它设备，既节约土地也节省投资，
减少曰常维修、管理费用。
6.用途广：我们改变循环升降设备搬运箱的数量、结构、运行方式、循环路线和改
变循环升降设备放置方式，如竖置、斜置、平置、倒斜置、倒置，都会产生新的用途，成为一种
新的机械设备。
7.适合大批量生产：一台循环升降设备的链条、换向轴、换向链轮、转轴、搬运箱、
导向链轮、导向链轮轴、导向滚轮等有几十上百件。如果生产多台，数量就更多，特别适合大
批量、自动化生产。
8.链条受力状态好：循环升降设备所有的负载，都通过转轴，作用到两条链条的中
心线上。它起到自动拉紧、拉直两条链条的作用。有利于设备平稳运转。
9.循环升降设备在循环运转过程中，搬运箱重心的轨迹是两条直线和两段弧线
组成的平面，该平面垂直地面。
附图说明
图1是基本型循环升降设备的主视图。
图2是图1的左视图。
图3是图2的局部放大图。
图4是图3的左视图。
图5是用小换向链轮使很高的搬运箱从循环升降设备上面换向的换向装置结构原
理图。
图6是节能型循环升降设备的主视图。
图7是图6的左视图。
图8是综合型循环升降设备的主视图。
图9是高效型循环升降设备的局部视图。
图10是图9的左视图。
图11是图10的局部放大图。
图12是本发明专利实施列之一，O型循环空中车库示意图。
图13是图12的左视图。
图14是本发明专利实施列之二，M型循环空中车库示意图。
图15是本发明专利实施列之三，MW型循环空中车库示意图。
图16是本发明专利实施列之四，循环迭式飞机库示意图。
图17是本发明专利实施列之五，循环升降电梯的结构原理图。
图18是图17的左视图。
图19是图17的右视放大图。
图20是本发明专利实施列之六，循环水平摩天塔的示意图。
图21是本发明专利实施列之七，往复水平摩天塔的示意图。
图22是本发明专利实施列之八，循环升降机的局部视图。
图23是本发明专利实施列之九，自动循环提水机的主视图。
图24是图23的左视图。
图25是本发明专利实施列之十，往复式循环缆车示意图。
图26是本发明专利实施列之十一，周游式循环缆车示意图。
图27是本发明专利实施列之十二，往复式提升机的主视图。
图28是图27的左视图。
图29是图28的局部俯视图。
具体实施方式
在以后的文字表述中，我们将基本型循环升降设备简称为基本设备，将节能型循
环升降设备简称为节能设备，将综合型循环升降设备简称为综合设备，将高效型循环升降
设备简称为高效设备，四者统称为设备。为节省篇幅，减少绘图，还能说明问题，我将以基本
设备为主对本发明专利的原理、结构和应用进行介绍和说明，其它设备只讲与基本设备的
区别。
由图1、2、3、4可以看出，本发明专利渉及的基本设备，它包括电机1、离合器2、制动
器21、蜗杆齿轮变速箱3，蜗杆齿轮变速箱3的输出轴上装有联轴节22，它联接传动轴5，传动
轴5的两端支承在滚动轴承座4上。传动轴5与地面平行，其上对称地安装一对尺寸大小、安
装位置完全相同的主动链轮6。以上零、部件都安装在底座20上，底座20通过垫板41水平固
定在基座34上。以上零、部件是基本设备的传动装置。
换向轴11上对称、同方位安装了一对尺寸大小、安装距离与一对主动链轮6相同的
换向链轮9，换向轴11的对称轴线与传动轴5的对称轴线对齐，且两轴平行地安装在两个滚
动轴承座10上。滚动轴承座10安装在固定物体30（高楼、塔顶、山顶、对岸、井下）上。以上零、
部件是基本设备的换向装置。
见图1、图2，以上基本设备的换向装置是我们确认，不论搬运箱18有多高，我们都
可用加大换向链轮9的半径的办法，使搬运箱18的底部不与换向轴11碰墥。但实际使时，我
们会遇到由于搬运箱18太高，使换向链轮9做得特大。使制造、运输、安装十分困难。图5，是
一种用小换向链轮9，使很高的搬运箱18从基本设备上面换向的装置。两根换向轴103平行
于传动轴5悬着固定在换向支架107上，用衬套104、滚动轴承102、卡簧101、衬盘105、双螺帽
106将两个尺寸大小、安装距离与一对主动链轮6相同的换向链轮9安装到两根换向轴103
上。本换向装置的换向轴103是固定不动的，换向链轮9在换向轴103上转动。换向支架107通
过地脚螺栓固定在固定物体30上。两条链条7，通过转轴8，带动特长的搬运箱18，从装有本
换向装置的基本设备上面换向时，绝不会发生碰撞。本换向装置特别适用于节能设备，因
为，它的换向链轮9比较小。本换向装置的结构、原理就论述到此为止。在今后有关设备换向
装置的论述中，除非必要，我们都以基本设备的换向装置为准进行论述。
用两条链条7将处于同一侧的主动链轮6、换向链轮9连接起来并张紧。形成两个由
主动链轮6、换向链轮9、链条7组成的垂直地面的对称平面(以后我们称它们为循环平面)。
因此，两条链条7上对应的销轴轴线都处于某同一水平线上。按需要将两条链条7上处于某
同一水平线上的某些销轴,等链条节距地、成偶数地取出，用两端轴径、长度、公差与原销轴
完全相同的转轴8取代原销轴，将两条链条7连接起来并用螺帽12、垫圈13、开口销14固定。
各相邻转轴8的链条节距相等，转轴8的数量为偶数。用一对滚动轴承17、端盖15、密封垫
100、油封16、螺钉19将搬运箱18安装在转轴8的中部。搬运箱18在重力的作用下，可垂直绕
转轴8摆动，不能沿转轴8轴向移动。使各个搬运箱18都处于支承它们的转轴8的正下方。以
上零、部件是基本设备的搬运装置。
对技术要求不高、受力不大的基本设备，可将搬运箱18直接固定在转轴8的中部，
使它们成为一个整体（即取消图3中的零件15、16、17、18、19、100）。利用转轴8与两条链条7
接触处的转动付，搬运箱18在重力作用下会自动垂直转轴8向下摆动，使搬运箱18处于转轴
8的正下方（图3中，两条链条7外侧的螺帽12、垫圈13、开口销14不要拧紧，要留有适当的间
隙）。在今后的论述中，将以搬运箱18通过滚动轴承17等固定在转轴8的中部的结构进行论
述，搬运箱18与转轴8直接连为一个整体的结构不再重述。
用导向链轮23、导向轴24分别固定在八个导向支架25上。每个导向支架25组合件，
分别安装在链条7垂直上、下运动的两侧，使导向链轮23与链条7啮合，导向链轮23在链条7
的两边成等距、交错排列。导向支架安装在固定物体30上。搬运箱18的底部四角处，安装四
个导向滚轮26，用四根轮轴27固定在搬运箱18上。两对导向滚轮，在两对内、外导轨28、29上
滚动。它们呈U字形。内、外导轨28、29安装在固定物30上。以上零、部件是基本设备的稳定装
置。
基本设备的主动链轮6和换向链轮9中心的连线是一根直线，它的循环特点为O型
循环。
见图1、图2、图6、图7，节能设备的传动装置和搬运装置与基本设备完全相同。节能
设备与基本设备区别有以下几点。见图1和图6，首先，换向装置由原来一个变为三个，其中
两个换向装置，各由二个换向链轮9、一根换向轴11和二个滚动轴承座10组成，用四个滚动
轴承座10分别安装在固定物30上。另一套换向装置由二个换向链轮9、一根换向轴11和二个
滚动轴承座4组成，用两个滚动轴承座4安装在底座20上。其次，节能设备的稳定装置与基本
设备大致相同，只増加了防止两条链条7下沉的支撑链轮31、支撑轴32、支撑梁架33,它们是
节能设备稳定装置的一部份。第三，内、外导轨的形状不一样。基本设备是圆弧换向，节能设
备是圆弧、直线、圆弧换向。第四，节能设备一对主动链轮6与三对换向链轮中心的连线是四
边形，它的循环特点是四边形循环。最后，见图6、图7，由于节能设备换向链轮9比较小，在搬
运箱18从节能设备上面换向时，会出现搬运箱18的底部与换向轴11相碰的情况，此时应采
用图5的换向装置，取代图6、图7所示出的换向装置。
见图1、图2、图6、图7、图8，综合设备是基本设备与节能设备的综合体，它的上部换
向装置与基本设备相同，它的下部换向装置与节能设备相同。它有两套换向装置，上部的换
向装置为一对换向链轮9通过换向轴11、一对滚动轴承座10固定在固定物30上；下部的一对
换向链轮109通过换向轴108、一对滚动轴承座4固定在底座20上。两对换向链轮9、109大小
不同，小的一对换向链轮的大小与主动链轮6相同。它的稳定装置的内导轨28的形状与基本
设备相同，外导轨29的形状与节能设备相同。它具有这两种设备的优点和缺点。它的主动链
轮6与换向链轮9、109中心的连线是三角形，因此，它的循环特点为三角形循环。
见图9、图10、图11，高效设备只绘出了搬运装置和换向装置，传动装置只绘出了传
动轴5和主动链轮6，其它装置因结构与基本设备相同，图中末表示出来。高效设备与基本设
备的主要区别。见图1、图2、图9和图10，首先，高效设备的传动装置和换向装置与基本设备
结构相同，数量不同。主动链轮6和换向链轮9由基本设备的二个变成高效设备的一个。其
次，高效设备的稳定装置的结构与基本设备相同，但数量不同，高效设备的导向支架组合件
（图号为23、24、25）为四套，基本设备为八套。高效设备的导向滚轮26、轮轴27、内、外导轨
28、29为四套，基本设备为两套。最后，高效设备的搬运装置与基本设备完全不同，高效设备
用一条链条7，通过一根转轴8对称地带动两个搬运箱18，基本设备是用两条链条7通过一根
转轴8带动一个搬运箱18。高效设备的具体结构，见图11，转轴8穿过链条7，用垫圈36和双螺
帽35将转轴8对称固定在链条7上。两个搬运箱18通过滚动轴承17、衬套37、衬套38、油封16、
端盖15、密封垫100、螺钉19对称安装在转轴8上，用垫圈39和双螺帽40固定。从图10可看出
它的换向轴11很短，不会在搬运箱18从上面换向时发生碰撞。它可采用O形循环，三角形循
环或四边形循环。
本发明的原理与技术特点
见图1、图2，起动电机1，同时制动器21松开，离合器2工作，旋转运动通过离合器2、蜗杆
齿轮变速箱3、联轴节22使传动轴5转动。传动轴5的两端水平支承在两个滚动轴承座4上。传
动轴5的转动，带动两个尺寸大小、安装位置完全相同的主动链轮6顺时钟方向同步转动，带
动两条链条7，左边同步上升，右边同步下降（见图1）。
见图1、图2，由于传动轴5和换向轴11是对称轴线对齐、平行地面安装的，所以安装
好了的一对主动链轮6、一对换向链轮9和两条链条7，组成了两个垂直地面的对称平面。因
此，两条链条7上的对应销轴都处于某同一水平线上。见图3、图4，从两条链条7上各取出一
个处于某同一水平线上的销轴，用一根两端轴径、长度、公差与链条7原有销轴完全相同的
转轴8取代。用螺帽12、垫圈13、开口销14将转轴8固定在两条链条7上。安装好的转轴8与地
面平行，它的数量，按实际需要确定，应为偶数。各相邻转轴8的链条节距要相等，而且，这个
链条节距的最小值，由换向链轮9和主动链轮6的节圆弧长的一半确定(即换向曲线的长
度)。小于此值，相邻搬运箱18在基本设备上面换向时会相碰，循环运动将无法进行。在转轴
8的中部，用滚动轴承17、端盖15、密封垫100、油封16、螺钉19将搬运箱18固定在转轴8上。搬
运箱18可垂直绕转轴8摆动，不能沿转轴8轴向移动。搬运箱18和所负载重量，通过转轴8，作
用到两条链条7的中心线上。由于搬运箱18是对称布置的,这些重量自动张紧、拉直两条链
条7，有利于它们循环运转。
见图1，两条链条7也带动一对换向链轮9顺时钟方向转动。两条链条7带着转轴8、
搬运箱18经过一对换向链轮9时，搬运箱18由于重力的作用，会垂直绕对应的转轴8向下摆
动，至它处于该转轴8的正下方而停止；同时，它会等速地从左边的上升状态，转变成右边的
下降状态。同样，搬运箱18经过一对主动链轮6时，由于重力的作用，搬运箱18也会垂直绕对
应的转轴8向下摆动，至该转轴8的正下方停止；同时，它又会等速地从右边的下降状态，转
变成左边的上升状态。实现了搬运箱18的重心由直线上升，圆弧换向，直线下降，圆弧换向，
再直线上升的循环运动。由于一对主动链轮6、换向链轮9和两条链条7安装完后，是两个垂
直地面的对称平面。因此，以它们为轨道运行，搬运箱18的重心形成的这些直线、圆弧组成
的平面，也是与它们平行，且垂直地面的平面。在以后的论述中，简称它们为循环平面。
见图1、图2、图3、图4，导向链轮23、导向轴24分别固定在八个导向支架25上。这些
导向支架25组合件，分别安装在链条7直线上、下处的两侧，使导向链轮23与链条7啮合，导
向链轮23在链条7的两边呈等距、交错排列。导向支架25固定在固定物30上。链条7在循环运
动过程中，链条7直线上、下运动的长度会很长，将产生晃动。有了导向支架25组合件的导
向，可使长度很长的链条7，不会晃动，确保了两个循环平面的稳定。搬运箱18绕转轴8摆动
是基本设备换向时必要的动作。但搬运箱18在直线上、下运动和停车工作时，搬运箱18的这
种摆动，将带来安全隠患。在搬运箱18的底部四角处，安装有导向滚轮26，通过轮轴27固定
在搬运箱18上。导向滚轮26沿两条内导轨28和两条外导轨29上、下滚动。制止了搬运箱18直
线运动和停车时绕转轴8摆动。内、外导轨28、29在换向处的形状，是按导向滚轮26的安装位
置、直经大小用制图法确定的，不会影响搬运箱18换向时绕转轴8向下摆动。搬运箱18从上
面换向时，会产生四个导向轮26都脱轨、换轨的现象，从下面换向时，会产生两个导向滚轮
26同时脱轨、换轨的现象，为保证导向滚轮26顺利入轨，内、外导轨28、29的开口端，应开有
导向斜坡或制成圆弧形，以便搬运箱18直线上、下运动时，顺利入轨。这种脱轨现象，是完成
循环运动所必需的，不会影响基本设备的运行安全。
以上是基本设备的设计原理。下面将论述节能设备，综合设备和高效设备与它的
区别。相同的原理、不再重述。
见图1、图2、图6、图7，节能设备与基本设备的传动装置和搬运装置完全相同。节能
设备与基本设备的主要区别是（见图1、图6），基本设备只有一套换向装置，节能设备有三套
换向装置。其它的区别都由此产生。首先，节能设备上部有防止链条7下沉的支撑装置（见图
6支撑链轮31、支撑轴32、支撑梁33），它们是节能设备独有的稳定装置。其次，两设备内导轨
28上部和外导轨29下部形状不同（见图1、图6），第三，节能设备的内导轨28在图6下面换向
曲线DEF处开有缺口让转轴8换向时通过。基本设备没有此缺口。最后，基本设备是O形循环，
节能设备是四边形循环。这些区别使这两种设备功能也不相同。首先，基本设备用一套换向
装置，采用圆弧方式，完成搬运箱18由上升到下降的转换。在搬运大物件时，换向链轮9的直
径会做得很大。这给制造、运输、安装、使用带来很多麻烦。节能设备使用二套换向装置，采
用圆弧、直线、圆弧的方式（图6中的ABC曲线），完成搬运箱18由上升到下降的转换。这样，主
动链轮6和换向链轮9都可设计得很小，便于制造、运输、安装、使用。其次，由于主动链轮6设
计得很小，即是负载的阻抗力臂小,使电机1输出功率小,这是称它为节能设备的依据。第
三,基本设备用一套换向装置换向（见图1），搬运装置所有的重量（包括两条链条7、所有转
轴8、所有搬运箱18、所有负载等），全由一根换向轴11和两个滚动轴承座10承担。它们会设
计得很粗、很大、很重。而在节能设备中（见图6、图7），这些重量是由两根换向轴11和四个滚
动轴承座10来承担。节能设备中的换向轴11的负载只有基本设备中换向轴11负载的一半。
从受力方面分析，节能设备的受力方式更合理。最后，如果两种设备搬运同样的物体，它们
搬运箱18的长度相等（见图1、图6）。基本设备换向时换向链轮9节圆的半弧长，等于搬运箱
18的长度，加两搬运箱18相向运动的间隙，乘3.14除以2。这个数值显然较节能设备的换向
曲线ABC长得多。这个数值确定了这两种设备相邻转轴8的链条节距，这个链条节距也是相
邻搬箱18的距离。节能设备换向曲线短，相邻搬运箱18距离近，所以，节能设备的空间利用
率高于基本设备。基于上述四点，我们建议在实际应用本发明专利时，应按节能设备进行设
计。节能设备由于主动链轮6和换向链轮9的直径较小，搬运箱18从节能设备ABC处换向时，
可能会产生搬运箱18底部与换向轴11相碰，使循环运动无法进行。此时，节能设备上部的两
个换向装置，应更改为图5所示的换向装置，确保相碰事件不会发生。
见图1、图2、图6、图7、图8，综合设备是基本设备与节能设备的综合体。它的上部的
换向装置与基本设备相同，结构筒单；但换向曲线长，会使综合设备的空间利用率不高；换
向轴11和滚动轴承座10要承受全部运动零、部件和载重的重量，受力状况不好；有时，由于
要搬运很高的物体，搬运箱18合做得很高，换向链轮9也会做得很大，给制造、搬运、安装带
来困难。它的下部的换向装置结构与节能设备相同，主动链轮小，电机1输出功率小，节能。
综合设备只在特殊情况下采用。
见图1、图2、图9、图10，高效设备的传动装置与基本设备基本相同，主动链轮6，由
基本设备的二个变成了一个。高效设备的换向装置的换向链轮9也变成一个。它们的稳定装
置结构相同（见图3、图4），数量不同，导向链轮组合件（见图4零件23、24、25）由基本设备的
八套变成高效设备的四套，导向滚轮26、轮轴27、内导轨28和外导轨29由基本设备的二套变
成高效设备的四套。它们搬运装置也不同，高效设备用一条链条7通过转轴8带动N(偶数)对
换运箱18，基本设备用二条链条7通过转轴8带动N(偶数)个搬运箱18。如果，两台设备的转
轴8个数相同，搬运箱18的大小也相同，则高效设备的效率是基本设备二倍。且高效设备的
结构也较基本设备简单。高效设备最好采用四边形循环，既高效又节能。
它们有以下技术特性：
见图1、图6、图8、图9，现有的任何提升设备都只能搬运一个重物上升或下降，工作效率
低。本发明专利能使用偶数个搬运箱18搬运重物，做到一半上升，一半下降。使进货、出货同
时进行。设备停车时，货物的装、卸也能同时进行。工作效率大大提高。
由于摩擦力的存在，人类无法制成永动机。本发明专利是最接近永动机的机械设
备。见图1、图6、图8、图9，由于搬运箱18为偶数，且各相邻转轴8的链条节距相等，也是相邻
搬运箱18距离相等。在循环运动过程中，所有的运动的零、部件，如链条7、转轴8、搬运箱18
等，都是动态对称分布的，互为配重。设备空载循环运转时，电机1只需克服设备的摩擦力，
不必为这些零、部件的升降运动做功。设备载重循环运转时，电机1只需克服设备的摩擦力，
和上升边搬运箱18的载重减下降边搬运箱18的载重的重量差而做功。当下降边搬运箱18的
载重大于上升边搬运箱18的载重时，它还能协助电机1工作，在循环过程中，这一机率为百
分之五十，既一半时间电机1工作，另一半时间电机1转动功耗很小，这是任何机械设备做不
到的。因此，它们是节能设备。
见图1、图2、图6、图7、图8，设备的循环运动是通过蜗杆齿轮变速箱3传动的，它有
自锁功能。当上、下两边载重不平衡时，不论该设备是在运行、停车、还是突然停电，这一功
能使设备不会产生自动滑移。且停车和突然停电时，制动器21也工作。设备使所有的搬运箱
18都停在原处，确保安全。
见图1、图2、图3、图4、图6、图7、图8，设备在循环运转时，两条链条7直线上、下运动
处的长度很长，会晃动，影响循环平面的稳定。基本设备、节能设备、综合设备和高效设备都
用导向链轮23、导向轴24和导向支架25组成的导向支架组合件来解决这个问题。基本设备、
节能设备和综合设备用八个导向支架25组合件，高效设备用四个导向支架25组合件，按图
3、图4，使导向链轮23与链条7啮合，导向链轮23安装在链条7的两侧，呈等距交错排列，导向
支架25安装在固定物30上。另外，节能设备进行四边形循环时，还存在链条7水平移动时下
沉问题，见图6，链条7在节能设备的上面，从左向右水平移动时，用支撑链轮31、支撑轴32、
支撑梁33使其不下沉；链条7在节能设备下面，从右向左移动时，搬运箱18上的四个滚轮26，
会落到两条外导轨29上滚动，使其不会下沉。以上结构使链条7不会晃动和下沉，确保了节
能设备循环平面稳定。
见图1、图2、图6、图7、图8、图9，不论O形循环、四边形循环还是三角形循环，搬运箱
18必须垂直绕转轴8摆动。这是本发明专利关键技术。但在上、下直线运动和停车工作时，这
种摆动会带来安全隠患。在搬运箱18底下四角处，通过轮轴27，安装了四个导向滚轮26，它
们在两对内导轨28和外导轨29上，上、下直线滚动。阻止了搬运箱18上、下直线运动和停车
工作时发生摆动。确保安全。
见图1、图6、图8、图9，既使发生最极端的情况，链条7断裂。也不会产生搬运箱18直
接落地的情况，而是上面的搬运箱18压着下面的搬运箱18，彼此叠压在一起。搬运箱18有钢
架支承。因落差小，此时也不会发生重大人员和财产损失。相对电梯、卷扬机、塔吊、缆车、吊
车等，设备有断电、停车、运行时的上述安全保护，是比较安全的。
见图1、图6、图8、图9、图12、图13，可以看出，要提高本发明专利设备的工作效率，
需増加搬运箱18的数量，搬运箱18数量的增加，只要加高该设备的高度，占地面积不变。另
外，本发明专利所涉及的设备是高效率的设备。一台可替代其它设备很多台。如现在的停车
坪，一辆轿车占地面积约为10平方米，100辆轿车占地面积为1000平方米；如果我们用50平
方米的土地面积，建一个100米高的O型循环空中车库，可以停100辆轿车。节省土地面积为
950平方米。由此可见，釆用本发明专利可节省土地，提高土地的利用率。
见图1、图6、图8、图17、图18，由于本发明专利所渉及的设备，工作效率高，一台可
顶其它设备多台。如某三十层的办公大楼，原计划要装电梯八部，需用240个自动电梯门，现
要用一部八个轿厢的循环升降电梯取代，只需用60个自动电梯门。这样可少购七部电梯和
180个自动电梯门。节省投资是很大的。
见图1、图2、图6、图7、图8、图9图10，本发明专利用途广，改变搬运箱18的结构、数
量、运行方式、运行路线，和改变设备的放置方式（竖置、斜置、平置、倒斜置、倒置）都可产生
新用途，成为新产品。根据这些因素，综合应用，我们发明了循环空中车库（包括O型循环空
中车库、M型循环空中车库、MW型循环空中车库），见图12、图13、图14、图15。循环迭式飞机
库，见图16。循环升降电梯，见图17、图18。水平摩天塔（包括循环水平摩天塔、往复水平摩天
塔），见图20、图21。循环升降机，见图22。自动循环提水机，见图23、图24。循环缆车（包括往
复式循环缆车、周游式循环缆车），见图25、图26。往返升降机，见图27、图28、图29。还有很多
用途，没有画图，我们将在以后的相关文字中指出。
见图1、图2、图3、图4图6、图7、图8、图9、图10，本发明专利中的零、部件，结构、尺寸
完全相同的，在一台设备中就有很多。如链条7、转轴8、主动链轮6和换向链轮9、换向轴11、
搬运箱18、导向链轮23、滚轮26等。如果多台同时生产，这个数量将更大。特别适合大批量、
自动化生产。
见图1、图2、图3、图4、图6、图7、图8、图9、图10，各个搬运箱18的自重与负载，作用
在相应的转轴8上，各个转轴8替代原销轴，固定在两条链条7的中心线上，所以，两条链条7
分别负担了这些重量的一半，且这一重量分别作用在两条链条7的中心线上。它们在两条链
条7上是对称分布的。取到了拉直、张紧两条链条7的作用。有利于链条7循环运动的进行。
见图1、图2、图6、图7、图8、图9、图10，基本设备是两个主动链轮6、两个换向链轮9
和两条链条7组成了两个垂直地面的循环平面；节能设备是两个主动链轮6、六个换向链轮
9、两条链条7组成了两个垂直地面的循环平面；综合设备是两个主动链轮6，四个换向链轮
9、109，两条链条7组成了两个垂直地面的循环平面。两条链条7通过转轴8带动搬运箱18一
起循环运动。由于搬运箱18在转轴8上是不能轴向移动的，因此，以两个循环平面为轨道形
成的搬运箱18重心的轨迹，也是一个垂直地面的循环平面。高效设备只有一个主动链轮6、
一个换向链轮9和一条链条7组成了一个垂直地面的循环平面。一条链条7通过转轴8带动两
个搬运箱18一起循环运动。由于两个搬运箱18在转轴上是不能轴向移动的，因此以一个循
环平面为轨道形成的两个搬运箱重心的轨迹，也是两个垂直地面的循环平面。
以上所述，已将本发明专利的原理、优点和特性做了说明。下面，将讲述本发明专
利的其它技术特性。
见图1、图6、图8、图9，从以上四图中可看出，搬运箱18越长，搬运箱18的换向曲线
也越长（图1、图8、图9为换向链轮9节圆弧长的一半，图6为弧线ABC）。而换向曲线的长度必
须等于或小于相邻转轴8的距离（也是相邻搬运箱18的距离），小于此长度，相邻搬运箱18换
向时会碰撞，大于此长度，设备的空间利用率会低。其次，换向曲线的长度和相邻转轴8的距
离应为链条7节距的整数倍；链条7的总长应为相邻转轴8距离的偶数倍。这样，搬运箱18等
运动零、部件，在循环运转时，才会成动态对称分布。
见图1、图6、图8，在安装和使用过程中，两条链条7会松动。将垫板41变簿，底座20
会通过滚动轴承座4、传动轴5、主动链轮6、换向链轮9、109(图8)拉动链条7，得到适合的张
紧度。而后和垫板41一起固定在地基34上。
见图1、图6、图8，本发明专利所涉及的设备都安装了制动器21，当电机1停止工作
时，它工作，以确保搬运箱18准确、稳定地停在相应的工作面上，便于人员上下，货物装卸。
在停电时，它与蜗杆齿轮变速箱3一起，起到防止各运动零、部件在重量失衡情况下，产生自
动滑移。
本发明专利，图1、图2、图3、图4所示的基本设备，图6、图7所示的节能设备，图8、所
示的综合设备和图9、图10、图11所示的高效设备，都可根据具体情况，应用到下面所述的实
施列中。但为了既能说明问题，又减少画图的工作量，在下面实施列的介绍中，我们以图1、
图2所示的基本设备为依据进行讲述。在实际应用本发明专利时，最好采用图5、图6所示的
节能设备，进行设计、制造。在讲述本发明专利的实施列前，要特别指出，在这些实施列中与
基本设备原理、特性相同的，不再在讲述中重复。只讲述它们的差别。绘图时，基本设备的传
动装置，只显示出传动轴5和主动链轮6，其它传动零、部件不绘出，基本设备的稳定装置亦
不绘出，因为，我们已对设备可能出现的不稳定状况做了全面的叙述并釆取了相应的方法
加以解决，以后的实施列中根据具体情况,可全部或部分采用(如有些实施列中只需防止链
条7摆动和下沉)这些方法来保障自身的稳定。在这些实施列中，只绘出它们的搬运装置和
换向装置。所有其功能与本发眀专利相同的零件和设施，其名称、图号也与基本设备图1、图
2，中的图号、名称相同。
本发明专利实施列的结构和原理：
1.循环空中车库
我国现有的汽车库，分为地下车库、地面车库、多层车库和多层机械化车库四种。它们
的共同缺点是，占地面积大，每辆车都要有提升通道、进出通道和停车位，这些面积平均分
摊到每辆车上，都大于其停车位面积。其次，车辆平面存放，人进人出，丢车、坏车现象时有
发生，管理困难，费用也高。最后，建成它们有大量的土石方工程和基本建设工程，投入大，
建设投入成本高。这些车库不符合我国国情，无法推广应用。至使我国空地、草坪、路边、人
行道都停满了车。
近二十年来，我国在推广应用垂直循环式立体停车库，专利号为98202716.8，建工
部还为此公布了行业标准《竖直循环式停车设备》，标准号为JG/T134-2000。该专利在很小
的地面面积上，树一座垂直循环立体车库，最多可停40辆轿车。但始终无法推广应用。究其
原因，是该车库的存车平台通过吊耳偏心地吊在两条链条上，轿车和存车平台的重量在三
吨左右，它产生扭矩是很大的。这个扭矩依靠两条链条的张紧力和吊耳处两条链条的变形
来平衡。如果该车库装了40辆车，两条链条就有40处变形，车库循环运转时，会增加摩擦力、
产生噪音、发热、零件磨损至车库无法运转。
新型循环运输设备，专利号为ZL201320029935.3，解决了存车平台相对两条链条
中心线偏置的问题。但轿车的进、出方向与车库的循环平面平行，轿车在车库循环时是车头
相对车尾运动。存车平台长约为5米，加上两存车平台间隙暂定为0.1米，则换向链轮节园弧
长的一半为3.14×5.1/2=8米（为半圆弧换向），此数值是相邻两存车平台的距离，而存车平
台之间的距离为2米就可存放一辆轿车。8-2=6米，这六米空间可存放三辆轿车，却被浪费
了。新型循环运输设备没有解决循环空中车库空间利用率低的问题。
现有车库还有一个共同缺点，大多只有一个进、出口，存车、取车耗时长，很不方
便。
循环空中车库就是要解决以上问题，使循环空中车库，为解决我国存车难，开辟一
条全新的道路。循环空中车库有大、中、小三个类型。小型的为O型循环空中车库（简称O型车
库），可存放100辆以下轿车，中型的为M型循环空中车库（简称M型车库），可存放300辆以下
轿车，大型的为MW型循环空中车库（简称MW型车库），可存放500辆以下轿车。
见图1、图2、图12、图13，从图中可以看出，O型车库与基本设备比较，有以下区别：
基本设备的搬运箱18在这里是存车平台45。O型车库建有车库外壳42，车库外壳42在地面48
处开有两个进口43，两个出口44。其它与基本设备完全相同。
见图12、图13，O型车库有以下特点：
进、出O型车库的轿车，是从垂直循环平面的方向进、出外壳42的。此时，图12最下面的
两个存车平台45的转轴8，正好停在链条7下面换向曲线的起点和终点上。存车平台45，通过
转轴8，吊在链条7的下面。链条7仅在下面换向曲线处不会阻挡轿车从垂直循环平面进、出。
所以，在外壳42上靠地面48处，开了可供两台轿车同时出、入的进口43、出口44。
在O型车库外壳42内，轿车在存车平台45上是迭式存放的，这种存车方式，理论上
讲，在一定的面积上，可以叠放很多轿车。依据现有技术，在50平方米的面积上，建一个100
米高的O型车库是可行的。在这种车库内，轿车的出、入通道、提升通道和存车位是三合一
的，即存车平台45。存车平台45之间的距离为2米左右，因此，这种车库可存轿车100辆。每辆
轿车平均占地面积为0.5平方米。这是现有车库做不到的。
我国建房，喜欢坐北朝南，东方和西方是不要开窗口的，新房设计时，就可将O型车
库，设计在房屋的东、西边，与新房一起建设，如果设计合理可以实现轿车入库后，人和轿车
一起升至居住楼层，人回家，轿车留在O型车库；用车时，人用手机起动O型车库，O型车库会
将轿车送至该楼层，人从家里出来至车库就能坐进轿车，O型车库会将人和轿车下降至地面
48，从出口44开走。在这里O型车库既是车库又是电梯,方便；老居民区和中、小工厂，只要
有50平方米的空地，就可建存车100辆的O型车库。这种车库仅在地面48处，有二个进口43和
二个出口44，人们很难进入车库42内，不会发生丢车、伤车事故。
在O型车库，轿车是从垂直循环平面的方向进、出车库外壳42的，轿车出、入车库外
壳42有两条通道，即有两个进口43，，两个出口44。当存车平台45在图12地面48左侧时，如果
存车平台45没有车，地面48左侧的进车门打开，轿车从进口43入库；当存车平台45上有车
时，地面48左侧的出车门打开，轿车从出口44出库。图12地面48右侧的存车平台45也像左侧
一样工作。因此，O型车库，可以同进、同出两台轿车，也可以同时一进一出两台轿车。这是现
有的其它车库做不到的。
当轿车从O型车库的存车平台45进、出外壳42时，存车平台45应是稳定的，不会绕
转轴8摆动。参看图1，当转轴8处于下面换向曲线的起点和终点时，存车平台45下面四角处
的导向滚轮26，正被两对内、外导轨28、29限制在升、降通道上。防止了摆动的发生。
前面我们已指出，我们为了讲述简单、绘图方便按基本设备（图1、图2）的O形循环
讲述、绘图，实际应用时，建议釆用节能设备（图6、图7）进行设计。现在将基本设备应用于车
库时，就碰到以下两问题。首先，见图12、图13，轿车从进口43、出口44进、出车库时，被主动
链轮6挡住了。见图6、图7，采用节能设备，四边形循环，这个问题就解决了。因为，此时主动
链轮6和换向链轮11都很小，不会妨碍轿车出、入。其次，如果按图12进行O型循环，换向曲线
的长度是换向链轮9节圆弧长的一半，假设存车平台45宽为1.9米，两存车平台45相对运动
的间隙为0.1米，换向曲线长度为（1.9+0.1）×3.14/2=3.14米，这个数值也是相邻存车平台
45的距离。轿车最高为1.74米，相邻存车平台45距离为2米左右，就可放下任何轿车，多出
1.14米是浪费了外壳42的空间。见图6，如果改用节能设备釆用四边形循环，我们假设主动
链轮6和换向链轮9节圆直径为0.1米，它的换向曲线长为1.9+0.1×3.14/2=2.057米，这数
值正好符合轿车对相邻存车平台45距离的要求，也充分利用了外壳42的空间。前面所说，50
平方米面积，建100米高的车库，可存轿车100辆，依据就在这里。从这里也可看出，节能设备
采用四边形循环的优越性。
见图12、图13，O型车库占地面积只有50平方米，土建基礎工程量很小，一般四十个
以上存车平台45的O型车库（不包括40个），其外壳42采用钢筋混凝土结构；四十个以下存车
平台45的O型车库，其外壳42釆用钢架结构，全套O型车库，可工厂化生产。与其它现有停车
库比较，它的建设投资要少得多。
见图12、图13，O型车库内，轿车在外壳42内是迭式存放，封闭循环的。仅外壳42在
地面48处开有进口43，出口44。可采用单片机自动控制，通过互联网，执行远端遥控管理。管
理费、维修费较现有车库低得多。
见图12、图13、图14，M型车库与O型车库比较有以下不同：首先，O型车库只有一套
换向装置，M型车库有四套换向装置；其次，存车平台45的循环路线不同；最后，O型车库在地
面48处有两条进、出通道，M型车库有六条进、出通道，地面48处有两个，从地面48上坡46至
上坪49有两个，从地面48下坡47至下坪50也有两个。
见图14，M型车库有六条通道，像O型车库一样，这六条通道都处在M型车库的下面，
换向曲线的起点和终点上，链条7不会阻挡轿车出、入。六条通道，有六个进口43，六个出口
44（在进口43后面图14未表示出来），这些通道是进口还是出口，是根据停在通道上的存车
平台45上是否有轿车而随时改变的，无轿车，通道是进口，有轿车，通道是出口。同一时间
内，最多能有六台轿车出、入。
见图14，当轿车出、入时，要阻止存车平台45绕转轴8摆动。处于下坪50处的两个存
车平台45，参见图6，存车平台45下面四角处也装有四个导向滚轮26，此时正好落在外导轨
29上。其它四个存车平台45，都处在下面换向曲线的起点或终点上，参见图1，存车平台45下
面四角处的导向滚轮26，正被一对内导轨28、一对外导轨29阻挡在升、降通道上。因此，轿车
出、入时它们都很稳定。
见图12、图13、图15，MW型车库与O型车库比较有以下不同：首先，MW型车库有六套
换向装置；其次，MW型车库循环路线更复杂；最后，MW型车库有十个进、出通道。地面48处有
两个，从地面48上坡46至上坪49有四个，从地面48下坡47至下坪50有四个。像M型车库一样，
这十个进、出通道，都处于MW型车库下面的换向曲线的起点和终点上。链条7不会阻挡轿车
出、入。它有十个进口43，十个出口44。此通道是出口还是进口，由在此通道上的存车平台45
上是否有轿车确定，有轿车为出口，无轿车为进口。下坪50处的四个存车平台45，靠四个导
向滚轮26落在一对外导轨29上，其它六个通道上的存车平台45靠四个导向滚轮26被两对
内、外导轨28、29限制在升、降通道上，它们在轿车进、出时都处于稳定状态。
M型车库和MW型车库一般建在广场内，公路旁。由车库公司统一管理。各车库用单
片机自动控制，通过互联网，执行远端遥控管理。它们的管理比较复杂，原则是：首先，效率
优先，在众多的信息中，优化组合，让多台轿车同时出、入；其次，现场优先，现场指令先于遥
控指令；最后，时间优先。现在，很多城市自行车都执行了无人管理。轿车车库的无人管理，
一定会很快实现。循环空中车库的发明，为这一目的的实现提供了良好的条件。
2.循环迭式飞机库
见图15、图16，图16是用于航空母舰上的循环迭式飞机库（简称迭式机库），它与MW型车
库很类似，但有以下不同：迭式机库有八套换向装置，MW型车库只有六套；链条7的循环路线
迭式机库比MW型车库更复杂；MW型车库有十个垂直循环平面的进、出通道，迭式机库有四个
平行循环平面的进、出口。其它方面基本相同。
迭式机库的工作原理：
见图16，参看图1、图2，在讲述工作原理前先定义以下述语。
工位：存机平台60进入工作的位置。迭式机库只有四个工位，即航母甲板51和机库
甲板52上各两个。
停位：存机平台60停在非工作位置。
进位：制动器21松开,电机1起动，离合器2工作,通过蜗杆齿轮变速箱3、联轴节22、
传动轴5、两个主动链轮6、两条链条7、转轴8带动存机平台60从原工位（停位）进入下一工位
（停位），离合器2松开、制动器21工作。
进位二：重复进位的上述过程，存机平台60从原工位（停位）进入下二个工位（停
位）。进位三、进位四等，依此类推。
见图16，箭头61为航母前进方向。飞机进入存机平台60时，机头应指向航母前进方
向。使用前，迭式机库是空的。有四个存机平台60处于工位，其它存机平台60处于停位。打开
机库门63，刚降落的两架飞机从航母甲板51按箭头53、59经机库门63进入两个处于工位的
存机平台60中，定位，固定：与此同时，两架在机库已装满弾和油的飞机，从机库甲板52按箭
头55、57方向装入另两个处于工位的存机平台60中，定位、固定。进位二，四个空的存机平台
60处于工位，按上述方法给四个处于工位的存机平台装入飞机，定位、固定。重复进位二两
次，迭式机库已装了十六架飞机。此时，进位十，又有四个空存机平台60停在工位。按上述方
法装机、定位、固定。再重复进位二，三次。迭式机库己装满三十二架飞机。关上机库门63。迭
式机库内有装满弾和油的飞机与未装弹和油的飞机各十六架。
战时迭式机库的工作过程：进位二。航母甲板51处，两个工位停的是两架装满弹和
油的飞机。机库甲板52处，两个工位停的是两架未装弹和油的飞机。打开机库门63。松开两
架装满弹和油的飞机，按箭头56、58方向经机库门63、航母甲板51上跑道起飞。与此同时，松
开两架未装弹和油的飞机，按箭头54、64方向经机库甲板52入机库装弹、加油。以上工作完
成后，四个处于工位的存机平台60都空了。两架刚着舰的飞机按箭头53、59经航母甲板51、
机库门63，分别进入两个存机平台60中，定位，固定。与此同时，两架已装满弹和油的飞机，
按箭头55、57方向经机库甲板52分别进入两个存机平台60中，定位、固定。由此可看出，四个
工位同时工作，将原状态的飞机卸掉，装上了另一状态的飞机。再经三次进位二，一次进位
十，三次进位二，重复上述过程。即可将存机平台60内的飞机全部换成另一状态的飞机。迭
式机库仍是满载。装满弾和油与未装弹和油的飞机还是各占一半。因此，迭式机库可以在满
载的情况下，不断替换状态不同的飞机。既是机库，又是升降机。迭式机库停止工作时，关掉
电机1电源和两个机库门63，迭式机库处于封闭状态。
现有航母装上迭式机库后，可多装二十架飞机，提高了战斗力。飞机入库后，有装
甲62保护，受到敌人攻击时，比放在甲板51上安全。
迭式机库除用于航母外，也可用于机场和旧飞机库。见图16，作为旧飞机库时，飞
机入库后是要长期在库内保存的。迭式机库要做以下改变：只留航母机库甲板52处两个进
出口，52在这里是地面。航母甲板51处的进出口取消。其它与图16相同。淘汰的旧飞机入库
后，节省了机库面积，既安全又便于管理，管理费用大大降低。
见图16、参看图15，作为在用机场循环迭式飞机库时，有两情况，当飞机不用频繁
起飞时，可按旧飞机库进行设计；当飞机需频繁起飞时，图16需做以下改变：将航母甲板51
和机库甲板52处的进出口全部取消，像图15一样，飞机从垂直循环平面的方向进出机库，机
场机库出、入口开在图16的最下边，即图15的50处，此处就是机场机库的地面。从图16可以
看出，机场循环迭式机库有六条出、入通道。当然，图16的装甲62要延长到地面并开六个出
口44和六个进口43。其它与图16相同。机场飞机入库后，节省了机场面积，飞机更安全，也便
于管理。
旧飞机库和机场机库如果要装更多飞机，可将机库做得更高、更长。
3.循环升降电梯
图17、图18所示的是循环升降电梯的结构原理图，与图1、图2所示的基本设备大致相
同。只需将图1、图2的搬运箱18改为图17、图18的电梯专用轿厢65和轿厢转架66。其它结构
完全相同。
见图17、图18、图19，轿厢65和轿厢转架66用螺栓67、螺帽68、垫圈69固定在一起。
轿厢转架66按图3所示的方法，可垂直摆动地固定在转轴8的中间部位。轿厢65上开有两扇
门。轿厢65上升时，开、关门70；轿厢下降时，开、关门71。为保证每个轿厢65在电梯停车时，
各轿厢地板72都与各层楼地面齐平，便于人员上下。各相邻楼层的距离好控制，各轿厢地板
由于制造、安装都有误差，必须进行设计补偿。因此，我们将轿厢65和轿厢转架66分开，在固
定它们时，轿厢65上与轿厢转架66连接处开的是长圆孔（见图19），以补偿这些误差。除以上
所述外，轿厢上的其它零、部件可与现有电梯通用。
现有升降电梯主要的缺点是：升降不能同时进行，既使升或降时，也只有一层楼能
上、下人，其它楼层的人必须等着。尤其是上、下班时，轿厢内挤死人，轿厢外等死人。当无人
坐电梯时，轿厢一般停在一楼，楼上的人要下楼，电梯要先上、后下，上升的动作是多余的；
有时，有人要上楼，轿厢却在楼上，轿厢要先下、后上，下降的动作也是多余的。这些多余的
动作，浪费了电能。高楼、大厦为解决现有电梯效率低的问题，往往一栋大楼要装几部电梯，
既占用了建筑面积，也増加了建设成本。
从图17可以看出，当循环升降电梯停车时，大楼的每一层（从1楼至N楼）都停有两
个轿厢65。其中，左边的轿厢65处于上升状态；右边的轿厢65处于下降状态。左边的轿厢65
打开轿厢门70（见图18）让人出入；右边的轿厢65打开轿厢门71（见图19）也让人出入。等人
们从各轿厢65出入完，所有轿厢门70、71全关上后，制动器21松开，电机1起动（参看图1），离
合器2工作,通过蜗杆齿轮变速箱3、联轴节22、传动轴5、两个主动链轮6、两条链条7、转轴8、
轿厢转架66，带动图17左边的轿厢65上升，右边的轿厢65下降。循环升降电梯由单片机自动
控制，对所有输入信号，执行距离近优先的原则。乘坐循环升降电梯，在同一时间内，大楼每
一层的人，都可上楼或下楼，不要等。与现有升降电梯比较，极大地提高了效率，由人等电梯
变成随时可以乘电梯。电梯也不要为接人空跑，节省了电能。
由于循环升降电梯效率高，会出现人坐不满和空厢的情况，可采用以下两办法解
决此问题：一是减少轿厢65乘客的数量，轿厢数量不变，轿厢65内设座位，由站着乘电梯，攺
为坐着乘电梯，这将大大提高乘坐电梯的安全性和舒适度。这一办法适合用于五星级酒店
和高当办公楼。二是减少轿厢65的数量，每个轿厢65的客容量与现有升降电梯的轿厢客容
量相同。如某大楼设计要两部现有升降电梯，可用一部两个轿厢65（一个轿厢上，另一个轿
厢下）的循环升降电梯取代；如某大楼设计要四部现有电梯，可用一部四个轿厢65（两个轿
厢上，另两个轿厢下）的循环升降电梯取代。依此类推。这一办法适合用于居民楼、普通办公
楼和旅店。用一部循环升降电梯，取代多部现有升降电梯，满足了使用要求，减少了建筑面
积的占用，节省了建设成本，也节省了人们等电梯的时间，一举四得。
4.水平摩天塔（简称摩天塔）
摩天塔分为两种，一种是循环水平摩天塔，见图20；一种是往复水平摩天塔，见图21。
循环水平摩天塔(简称循环摩天塔)，见图20，将图6、图7的曲线ABC和曲线DEF的
长度成倍的水平加长，将一根传动轴5、一对主动链轮6和滚动轴承座4，固定在图20左边的
塔75下面。将三套换向装置，二套固定在两塔75的上面，一套固定在右边塔75的下边，用两
条链条7将它们连接起来，加上转轴8和摩天厢73组成了图20的循环水平摩天塔。在两塔75
的地面48处有摩天塔的出、入口43。地面下有地下娱乐城77。
往复水平摩天塔(简称往复摩天塔)，见图21，它与循环摩天塔比较，增加了两套
换向装置，它们分别固定在两个摩天塔75的上中部。使人们在两塔处都可上下塔75和水平
摩天。
摩天塔有多种功能：在两条链条7和转轴8带动下，摩天厢73既能水平摩天，又是上
下塔75的电梯；塔75内可设博物馆、电影院、话剧院、歌午厅、棋牌室、宠物园、科技馆等；74
是摩天歺厅，摩天歺厅外可装跳伞装置；76是摩天娱乐厅，摩天娱乐厅外可装蹦极装置；77
是地下娱乐城。摩天塔将地面上的游乐园，变成了立体游乐园，占地面积小，人们将玩得更
尽兴，更刺激。
与摩天轮比较摩天塔有以下优点：在一定的面积上可以建任意高度的摩天塔，不
像摩天轮，建得越高占地面积越大。犘天塔没有大型的金属结构件，因此，制造、运输、安装、
维修都较方便。摩天塔建得很高，摩天厢75在两条链条7和转轴8带动下，高空水平摩天，没
有离心力，平稳、快速、安全。摩天塔功能多，集娱乐、摩天、阅读、观偿、极限运动、歺饮于一
身，这是摩天轮绝对做不到的。
5.循环升降机
现有航母飞机出、入库，采用液压气动升降机。由于该升降机工作效率不高，美国尼米
兹级航母采用了四台这样的升降机，我国辽宁号也釆用了两台这样的升降机。如采用循环
升降机搬运飞机，现有航母一台就足够用了。
见图22，箭头61的指向为航母前进方向，飞机进入循环升降机，飞机机头指向应与
航母前进方向一致。51是航母甲板，52是机库甲板，60是存机平台，78是存机地板。循环升降
机是这样工作的：要出机库的第一架飞机，按箭头57方向，经机库甲板52装入左下方的存机
平台60上，定位、固定；要入机库的第一架飞机，按箭头53的方向，经航母甲板51装入右上方
的存机平台60上，定位、固定。见图22、参看图1，松开制动器21,起动电机1，离合器2合上,旋
转运动通过蜗杆齿轮变速箱3、联轴节22、传动轴5，使一对主动链轮6顺时钟方向转动，带动
两条链条7，通过一对换向链轮9，使左边的转轴8上升，将左下方的存机平台60和出机库的
第一架飞机提升至左上方；使右边的转轴8下降，将右上方的存机平台60和第一架入库的飞
机下降至右下方；使左上方的转轴8，沿换向链轮9的节圆，走过节圆弧长的一半，将左上方
空着的存机平台60移至右上方；使右下方转轴8，沿主动链轮6的节圆，走过节圆弧长的一
半，将右下方空着的存机平台60移至左下方；至四个存机地板78与航母甲板51、机库甲板52
齐平后，离合器2脱开，同时，制动器21工作，循环升降机停止运转。此时，四个存机平台60同
时工作。左上方，松开第一架出库的飞机，按箭头58方向从航母甲板51出库；左下方，按箭头
57方向，经机库甲板52，将第二架出库的飞机装入存机平台60上，定位、固定；右上方，按箭
头53方向，经航母甲板51，将第二架入库的飞机装入存机平台60上，定位、固定；右下方，松
开第一架入库的飞机，按箭斗54方向从机库甲板52入库。上述过程完成后，制动器21松开，
同时，离合器合上。重复上述过程。由此可以看出，从装第二架出、入库的飞机开始，循环升
降机做到了出库（升）、入库（降）同时进行，且飞机出、入库的装、卸（左边，下装、上卸；右边，
上装、下卸）工作也能同时进行。工作效率是原升降机的四倍以上。一台循环升降机占航母
的面积，一定小于原升降机二至四台所占航母面积。多出的面积可多放飞机，提高航母的战
斗力。
6.自动循环提水机
农村抽水大多用水泵，没有电的地方也用水车。自动提水机是一种全新的取水机械，它
是以上两种抽水方法的补充。如抽水高度特高时，水泵要用几台一级、一级往上抽，水车此
时无法使用，而一台自动循环提水机就可以完成此工作。在没有电的地方，自动循环提水机
也可以改装成脚踏提水机，只需在主传动轴5上（见图24）装上几付脚踏板（几个人踩就装几
付），松开联轴节22（参看图2），就成了脚踏提水机，它不会漏水，效率较水车高得多。当然，
用电机带动它，它就是自动循环提水机，它像水泵一样，不用人管，自动提水、自动倒水，水
不会漏，效率很高。
见图23、图24，自动循环提水机的传动轴5、一对主动链轮6放在高处，换向轴11、一
对换向链轮9放在水中。它们分别由一对滚动轴承座4和一对滚动轴承座10支承在外壳79
上。外壳79两端是开口的，以便于自动提水、倒水，外壳79也将整台自动循环提水机平稳地
支撑在山坡上。见图23，自动循环提水机的传动轴5顺时钟方向转动，带动一对主动链轮6、
两条链条7、一对换向链轮9也顺时钟方向转动。两条链条7通过四根转轴8带动四个水桶80
亦顺时钟方向移动。
以下讲述自动循环提水机的自动提水过程：当两条链条7通过转轴8带动水桶80刚
接触水面85时，水桶80因浮力会浮起，由于两链条7带着转轴8，向左、向下运动，水桶80在浮
力和转轴8的拉力共同作用下，水桶80会横躺在水中，水桶80开始进水，由于转轴8的拉力是
向左、向下的，水桶80在拉力作用下，它的对称轴线会与两链条7的前进方向平行，水桶80内
有水也有空气，当水桶80运动到图23的换向链轮9的正下方时，由于重力的作用，水桶80的
对称轴线可能会垂直地面，水桶80内的空气可能会排光，如还未排光，在转轴8继续向左、向
上运动时，水桶80的对称轴线会与两条链条7的前进方向一致，向左向上运动，加上重力的
作用，水桶80一定会排完空气、装满水。自动提水过程完成。此后，水桶80不论运动到何处，
它的对称轴线都处在转轴8的正下方，且垂直地面，水桶80内的水不会漏出来。
以下讲述自动倒水过程：当装满水的水桶80运动到图23的右上方时，水桶80处在
主动链轮6的最上方，此时，水桶80的右边沿正好与倒水滚轮82接触，倒水滚轮82支承在轴
81上转动，轴81由托架84支承在外壳79上。托架84还支承了导流板83。两条链条7通过转轴8
带动水桶继续向右、向下顺时钟方向运动，由于倒水滚轮82的阻挡，水桶80会绕转轴8向后
上方摆动，并带动倒水滚轮82顺时钟方向转动，它们接触点会向水桶80的底部移动，转轴8
继续向右下方运转，受倒水滚轮82阻挡的水桶80的对称轴线会由垂直地面变成与地面平
行。在这一转变过程中，水桶内的水会自动流出来，通过导流板83流入用水之地。当转轴8继
续顺时钟方向运转，水桶80的对称轴线与水平线向下五度时，水桶80内的水已倒完，水桶80
在转轴8的带动下会与倒水滚轮82脱开，在重力的作用下，水桶80又会回到转轴8的正下方。
自动倒水过程完成。今后,我们将倒水滚轮82、轴81、导流板83、托架84统称为倒流(料)装
置。图23只绘了四个水桶80，实际应用可根据需要増加水桶80的数量，但水桶80间的距离，
不能小于自动循环提水机换向曲线的弧长。
见图23、图24，将传动装置(传动轴5、主动链轮6等)安装在外壳79的下面，换向装
置(换向链轮9、换向轴11、滚动轴承座10)和倒料装置安装到外壳79的上端，将水桶80改成
装灰类、粒类的料斗，将水85换成煤灰、砂粒、粮食，自动循环提水机的其它结构不变，则自
动循环提水机变成了以上物资的自动循环装卸机、自动循环入库机等。
7.循环缆车
将图1所示的基本设备的主动链轮6和换向链轮9中心的连线，顺时钟方向转一个角度，
将换向装置固定在山顶上，传动装置仍是水平地固定在地面上。将搬运箱18换成缆车厢86
（参看图25、26）。基本设备即变成了上、下山的循环缆车。
将图1所示的基本设备的主动链轮6和换向链轮9中心的连线，转九十度，使它呈水
平放置，传动装置和换向装置分别安装在江的两岸或对面山峰。将搬运箱18换成缆车厢86，
则基本设备变成了循环过江缆车或循环跨谷缆车。
有的风景区，人们旅游时，既要爬山，又要跨谷（过江），这时可用图25所示的往复
式循环缆车完成这一工作。见图25，缆车厢86的数量，根据游人的多少确定。一对主动链轮
6、一根传动轴5通过一对滚动轴承座4，底座20、垫板41固定在山下的基座34上。钢质梁架87
横跨在两山88、89组成的江面85上，梁架87固定在两座山顶88、89上。三套换向装置，其中二
套固定在山88这边的梁架87上，另一套换向装置固定在山89这边的梁架87上。人们进山旅
游时，由地面48处坐入缆车厢86内，一对主动链轮6的转动，带动一对链条7通过转轴8，拉动
缆车厢86上山88，然后，过江85，到达山89后，从草坪90处下缆车厢86，可爬到山89的山顶远
眺、游玩。回程时，从草坪90处上缆车厢86，一对主动链轮6的转动，带动两条链条7通过转轴
8，拉动缆车厢86，过江85，从山88顶下山，至地面48处下缆车。
有的风景区，景点特多。要爬山、跨谷、下山、观洞。采用图26所示的周游式循环缆
车可完成这一任务。一对主动链轮6、一根传动轴5通过一对滚动轴承座4，底座20、垫板41固
定在地基34上。钢质梁架87横跨在两座山88、89组成的山谷91上，并固定在山88、89的顶上。
三套换向装置，其中二套通过梁架87分别安装在山88、89上。另一套通过一对滚动轴承座4
安装在山89山下的地基34上。人们进山旅游时，从左边地面48处进入缆车厢86中，一对主动
链轮6转动，带动两条链条7通过转轴8，拉动缆车厢86从山88处上山，跨山谷91，从山89处下
山，然后，观洞92，回到原处，从左边地面48处下缆车。当然，也可以从右边地面48处上、下缆
车，参观的秩序变成先观洞，后下山。
8.往返升降机
往返升降机用于建筑工地，取代卷扬机和塔吊，实现建筑材料的上运和建筑垃圾、小车
的下运。
在建筑工地卷扬机向上搬运建材时，运到工作面后，要先卸装满建材的小车，后装
上次卸完料的小车，再下降至地面，又要先推出小车，后推进装满建材的小车。如此不断循
环，工作效率低。塔吊则不用小车，可将建材送至工作点，但其工作过程与卷扬机相同，工效
较卷扬机高，但也高不了多少。为了提高建材搬运效率，较大型的建筑工地都釆用几台巻扬
机或塔吊才能满足施工要求。而采用往返升降机，只需一台就能满足较大建筑工地对搬运
建材的需求。
见图27、图28、图29，往返升降机底座20上除装有传动装置外（此处仅标出传动轴
5，和主动链轮6），还有三排立柱97固定在其上。每个立柱97长三米，用立柱97串连起来，可
以将往返升降机变成任意高度的机械设备。在它的顶部用封头99将三串立柱97联接并固
定。换向轴11和换向链轮9通过滚动轴承座10（图中未绘出）安装在封头99上。两条链条7将
一对主动链轮6和一对换向链轮9连贯起来，两个搬运建材的托架96，通过转轴8分别与两条
链条7连接。见图27，其中左边一个托架96处于地面48处，右边一个托架96处于建筑物工作
面98处。见图29，每个托架96上装有八个导向滚轮93，用八根轴94，十六个螺帽95固定在托
架96上。导向滚轮93跨坐在两串立柱97上。立柱97在这里既是往返升降机的支撑，又是垂直
运动的导轨，一物二用。此处的导向滚轮93、轴94、螺帽95、立柱97组成了本发明专利的第二
套稳定装置。
往返升降机是这样工作的，见图27、图28，在地面48处工人将装满建材的小车推进
托架96并装满；与此同时，工作面98处工人亦将空小车推进托架96并装满。参看图1、图2，起
动电机1，离合器2工作，同时，制动器21松开，带动主动链轮6顺时钟方向转动，见图27，两条
链条7通过转轴8，带动左边托架96上升，右边托架96下降，当两托架运动到位后，参看图1、
图2，电机1停，离合器2松开，制动器21工作。此时，图27左边的托架96升至工作面98处，工人
将装满建材的小车推出托架96后，立即推进空小车，同时，右边的托架96下降至地面48处，
工人推出空小车后，又推进装满建材的小车。参看图1、图2，电机1反转，离合器2工作，制动
器21松开，带动主动链轮6反时钟方向转动，见图27，通过两条链条7、转轴8，带动图27左边
的托架96下降，同时，右边的托架96上升，两托架96到位后，参看图1、图2，电机1停，离合器
松开，制动器21工作。重复上述工作过程。从以上讲述可以看出，往返升降机可在两个工作
面上，同时进行建材的装、卸工作，同时升、降，工作效率较卷扬机高二至四倍。当某一层楼
建好后，工作面98要上升三米。此时，将封头99与三排立柱97分离，另用三根立柱97联接到
原立柱97上，将二条链条7都加长六米，将封头99重新联接到已加高了的三排立柱97上，将
加长了的二条链条7，重新接到换向链轮9上。往返升降机可重新工作。
9.循环运矿机
将图1所示的基本设备的主动链轮6和换向链轮9中心的连线，顺时钟转一百八十度，将
传动装置固定在地面的地基34上，换向装置固定在井下，将搬运箱18换成装矿石的料斗，底
坐20上开可让链条7、转轴8、搬运箱18通过的窗口，基本设备就变成了用于竖井的循环运矿
机。对于斜井，亦可照此办理。只是主动链轮6与换向链轮9中心的连线的转角，在一百度至
一百七十度之间。
本发明专利所述的实施列，仅是对本发明专利的优选实施方案进行的论述，并非
对本发明专利的构思和使用笵围进行限定。在不脱离本发明专利设计思想的前提下，本领
域中工程技术人员对本发明专利的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明专利
的保护范围。本发明专利请求保护的技木内容，已经全部记载在权利要求书中。