專利名稱：一種無繩電梯的輔助制動裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無繩電梯，具體涉及無繩電梯的制動裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國城市化程度的進(jìn)一步提高，高層和超高層建筑的需求越來越大。在這些高樓大廈中，垂直運(yùn)輸系統(tǒng)起著非常重要的作用。常見的垂直運(yùn)輸系統(tǒng)有吊繩牽引電梯和直線電機(jī)驅(qū)動電梯，其中，吊繩牽引電梯在發(fā)生斷繩事故時，采用壓夾式制動保護(hù)，靠彈簧動作夾持軌道使橋廂停止，但吊繩牽引電梯還存在兩方面的不足1、一個電梯井道只能運(yùn)行一部橋廂，要想縮短等候電梯的時間就要增加電梯的的臺數(shù)，這樣就勢必減少了建筑物 的有效面積增加了成本2、對于一些超高層建筑而言，為了保證安全性能，牽引電梯的鋼絲繩必須變得更長更粗，且還需要增加電機(jī)的功率。中國專利公告號為CN 2545174Y，名稱為“圓筒型直線電機(jī)驅(qū)動的電梯”，公開了在轎箱上部裝安全抱閘鉗的方案，當(dāng)發(fā)生緊急事故時使用安全抱閘鉗制動，其缺陷是直線電機(jī)驅(qū)動電梯會因?yàn)橥ｋ姟Ⅱ?qū)動系統(tǒng)故障等原因而失去推力，若安全抱閘鉗又失效，此時電梯會發(fā)生危險(xiǎn)。并且在緊急制動情況下，直線電機(jī)無法持續(xù)提供足夠制動力。雖然有人提出采用多重供電和電力貯藏裝置并用的技術(shù)手段，在緊急情況下輔以再生發(fā)電制動再配合機(jī)械制動，但是在轉(zhuǎn)換供電方式期間，因?yàn)闆]有配重和鋼絲繩，電梯會以重力加速度下落。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種無繩電梯的輔助制動裝置及其控制方法，其目的是使無繩電梯在緊急情況下能夠持續(xù)提供足夠制動力，提高無繩電梯的安全性能。本發(fā)明無繩電梯的輔助制動裝置采用的技術(shù)方案是包括液壓供能系統(tǒng)、閘體、閘靴，閘體和閘靴位于鐵軌與橋廂之間，閘靴固定連接閘體且面對鐵軌與鐵軌平行，閘體與橋廂之間有兩個使閘體水平移動的傳力導(dǎo)柱和，閘體由磁軸、磁絕緣前蓋、后隔板和兩個側(cè)壁組成，磁絕緣前蓋固定連接于兩個側(cè)壁的前端，后隔板固定連接于兩個側(cè)壁的后部，閘靴與后隔板固定連接，兩個側(cè)壁、磁絕緣前蓋、后隔板圍成一個中間是圓柱形的空心結(jié)構(gòu)，磁軸位于該空心結(jié)構(gòu)中且可在空心結(jié)構(gòu)中旋轉(zhuǎn)；磁軸是由兩片永磁體和位于中間且固定連接兩片永磁體的磁絕緣夾層共同組成的圓柱狀，兩片永磁體在同一徑向上的磁極方向相同，磁軸的一端固定連接旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接電子控制單元；液壓供能系統(tǒng)包括液壓泵、液壓蓄能器、電動機(jī)、儲油罐、兩個三位四通閥、兩個液壓缸，在與兩個傳力導(dǎo)柱同側(cè)的橋廂側(cè)面上固定連接兩個液壓缸，兩個液壓缸的活塞輸出端呈水平位置且固定連接閘體，液壓泵連接電動機(jī)，液壓泵與蓄能器相連形成高壓進(jìn)油回路，液壓泵與儲油罐連形成低壓回油回路，高壓進(jìn)油回路和低壓回油回路分別與兩個三位四通閥相連，兩個三位四通閥的另一端分別與兩個液壓缸的左右腔連接；電子控制單元連接蓄電池，蓄電池連接電動機(jī)，電子控制單元還分別連接兩個三位四通閥和各種傳感器。
本發(fā)明輔助制動裝置的控制方法是具有如下步驟
A、當(dāng)緊急制動時，電子控制單元控制兩個三位四通閥處于左位，蓄能器中液壓能驅(qū)動液壓油液進(jìn)入兩個液壓缸的左腔推動活塞向右運(yùn)動，使閘靴靠近鐵軌，在閘靴和鐵軌之間相互產(chǎn)生非接觸式渦流制動力；
B、電子控制單元驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，閘靴與鐵軌之間產(chǎn)生磁極引力，使閘靴吸合在鐵軌上,產(chǎn)生摩擦制動力；
C、當(dāng)取消 緊急制動時，電子控制單元控制兩個三位四通閥處于右位，蓄能器中液壓能驅(qū)動液壓油液進(jìn)入兩個液壓缸的右腔推動活塞向左運(yùn)動，使閘體遠(yuǎn)離鐵軌。本發(fā)明的輔助制動裝置解決了現(xiàn)有的無繩電梯在緊急制動情況下無法提供足夠制動力的問題，具有消耗能量小、高速制動性能好、免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。同時，將該輔助制動裝置與機(jī)械式安全制動裝置配合，在緊急制動情況下，能使電梯精確地停駐某層，迅速疏散乘客，安全可靠。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
詳細(xì)描述本發(fā)明。圖I是本發(fā)明無繩電梯輔助制動裝置安裝示意 圖2是圖I中A-A剖視放大 圖3是圖1-2中閘體2在待用位的工作原理 圖4是圖1-2中閘體2在工作位的的工作原理 I一鐵軌，2—閘體，3—旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，4、5—液壓缸，6、7—傳力導(dǎo)柱，8—平衡閥，9、10—三位四通閥，11 一電子控制單元，12—蓄電池，13—傳感器，14 一溢流閥，15—液壓蓄能器，16—儲油 !，17 —電動機(jī)，18—液壓栗，19 —閘靴，20—橋廂，21—壓力傳感器，22—低壓回油回路，23 —聞壓進(jìn)油回路，24一/[目號線，25—無線彳目號接收器，26—磁軸,27 —如蓋,28—側(cè)壁，29一后隔板，30一被屏蔽的磁力線，31 一氣隙，33一永磁體、34—磁絕緣夾層。
具體實(shí)施例方式如圖1，本發(fā)明包括直線型永磁制動器、液壓供能系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)以及鐵軌I。其中直線型永磁制動器包括閘體2、閘靴19、傳力導(dǎo)柱6和7、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3。鐵軌I是垂直固定在井道上，在鐵軌I與橋廂20之間有閘體2和閘靴19，閘靴19固定安裝在閘體2上，閘靴19面對鐵軌I且與鐵軌I平行布置。橋廂20和閘體2之間用兩個傳力導(dǎo)柱6和7連接，兩個傳力導(dǎo)柱6和7上下平行布置，兩個傳力導(dǎo)柱6和7 —端均固定連接橋廂20側(cè)面固、另一端均滑動連接閘體2，可以使閘體2在水平方向上自由移動，同時傳力導(dǎo)柱6和7也起到將閘靴19與鐵軌I間制動力傳遞到橋廂20上的作用。圖2為閘體2的截面剖視圖，閘體2由磁軸26、磁絕緣前蓋27、后隔板29和兩個側(cè)壁28組成，兩個側(cè)壁28、磁絕緣前蓋27、后隔板29圍成一個中間是圓柱形的空心結(jié)構(gòu)，磁軸26位于該空心結(jié)構(gòu)中，可在空心結(jié)構(gòu)中旋轉(zhuǎn)，磁絕緣前蓋27固定在兩個側(cè)壁28的前端，用于阻止磁路通過。后隔板29也具有磁絕緣前蓋27相同的功能，后隔板29是固定在兩個側(cè)壁28的后部。閘靴19位于閘體2后底部，作為閘體2與鐵軌I接觸的磨耗板，閘靴19與后隔板29固定連接。
磁軸26由兩片永磁體33和磁絕緣夾層34制成，兩片永磁體33分別固定在磁絕緣夾層34的兩側(cè)面，磁絕緣夾層34位于中間，共同組成圓柱狀。兩片永磁體33在同一徑向上的磁極方向相同，通過旋轉(zhuǎn)磁軸26即可改變整個磁軸26的磁極方向,磁軸26的一端固定連接旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3，由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3帶動磁軸26旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3與電子控制系統(tǒng)的電子控制單元11相連接，可以為一個電動機(jī)或者液壓馬達(dá)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3布置在閘體2的一端，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的動力輸出軸即電機(jī)轉(zhuǎn)子或液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)子與磁軸26同軸固定連接，而電機(jī)定子支架或液壓馬達(dá)外殼固定連接在閘體2上，這樣旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3就可以帶動磁軸26轉(zhuǎn)動。液壓供能系統(tǒng)包括液壓泵18、液壓蓄能器15、溢流閥14、電動機(jī)17、儲油罐16、三位四通閥9和10、液壓缸4和5以及液壓管路。在與兩個傳力導(dǎo)柱6和7同側(cè)的橋廂20側(cè)面上固定連接液壓缸4和5，液壓缸4和5的活塞輸出端呈水平位置，且水平固定連接閘體2，這樣閘體2在液壓缸4和5活塞的作用下可以在鐵軌I和橋廂20之間水平移動。在橋廂20的頂部固定液壓泵18、蓄能器15，儲油罐16，其他液壓元件也都可以固定在橋廂20的頂部。液壓泵18連接電動機(jī)17 ;液壓泵18與蓄能器15相連形成高壓進(jìn)油回路23，在高壓進(jìn)油回路23上安裝壓力傳感器21，液壓泵18與儲油罐16相連形成低壓回油回路22，高壓進(jìn)油回路23和低壓回油回路22分別與三位四通閥9和10相連，三位四通閥9和10的 另一端分別與液壓缸4和5的左右腔連接。在高壓進(jìn)油回路23和低壓回油回路22之間連接溢流閥14，用來控制高壓進(jìn)油回路23的油壓，防止高壓進(jìn)油回路23的油壓高于限定值。兩個液壓缸4和5的左腔之間連接平衡閥8，平衡閥8的作用是在緊急情況下保證兩個液壓缸4、5的作用力相同。電子控制系統(tǒng)包括電子控制單元11、各種傳感器13等，電子控制單元11連接蓄電池12，蓄電池12連接電動機(jī)17，由蓄電池12向電動機(jī)17供電，電動機(jī)17帶動液壓泵18工作，將儲油罐16中液壓油泵入蓄能器15中，使其液壓能恢復(fù)到最大值。電子控制單元11還通過信號線24分別連接電動機(jī)17、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、無線信號接收器25、三位四通閥9和10、橋廂速度傳感器、橋廂位置傳感器、橋廂重量傳感器等各種傳感器13、無線信號接收器以及信號控制線路。圖3為閘體2在待用位的示意圖，閘體2處于較低的非工作位。閘靴19距離鐵軌I有5-7mm，但是此時磁軸26的磁極被兩個側(cè)壁28短路，所以未能在閘靴19與鐵軌I之間形成磁力線回路，31為氣隙，30為被屏蔽的磁力線。圖4為閘體2在工作位示意圖，在待用位時驅(qū)動磁軸26旋轉(zhuǎn)90°，此時在閘靴19兩側(cè)將形成不同的磁極，并與鐵軌I之間產(chǎn)生磁極引力，且此引力使閘靴19吸合在鐵軌I上，所以最終以摩擦的方式直接在閘靴19與鐵軌I之間產(chǎn)生制動力。電梯運(yùn)行時電子控制單元11接收來自無線信號接收器25的信號，判斷電梯是否進(jìn)入緊急制動狀態(tài)，即當(dāng)電梯遇到停電、驅(qū)動系統(tǒng)故障，會將故障信號發(fā)送給無線信號接收器25。電子控制單元11還接收來自橋廂速度傳感器、橋廂位置傳感器、橋廂重量傳感器等傳感器13的信息，控制三位四通閥9、10的狀態(tài)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3是根據(jù)電子控制單元11制動指令驅(qū)動磁軸旋轉(zhuǎn)的動力機(jī)構(gòu)，可以選擇液力驅(qū)動或電力、壓縮空氣驅(qū)動。當(dāng)電子控制單元11的控制命令進(jìn)入工作狀態(tài)時，電子控制單元11控制三位四通閥9、10處于左位，蓄能器15中液壓能驅(qū)動液壓油液進(jìn)入液壓缸4、5的左腔推動活塞向右運(yùn)動，使閘靴19靠近鐵軌1，電子控制單元11制動指令驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3旋轉(zhuǎn)，閘靴19兩側(cè)將形成不同的磁極，并與鐵軌I之間產(chǎn)生磁極引力，且此引力使閘靴19吸合在鐵軌I上，所以最終以摩擦的方式直接在閘靴19與鐵軌I之間產(chǎn)生制動力。當(dāng)電子控制單元11取消緊急制動時，電子控制單元11控制三位四通閥9、10處于右位，蓄能器15中液壓能驅(qū)動液壓油液進(jìn)入液壓缸4、5的右腔推動活塞向左運(yùn)動，使閘體2遠(yuǎn)離鐵軌I。蓄能器15中儲存的液壓能必須足夠無繩電梯完成多次大強(qiáng)度制動，當(dāng)蓄能器15中的液壓能低于一定值時，電子控制單元11檢測到壓力傳感器21的壓力低于預(yù)設(shè)值，電子控制單元11控制電梯不動作，強(qiáng)制電梯停留在底層，
本發(fā)明輔助制動裝置有兩種制動模式非接觸式渦流制動，摩擦制動。
液壓缸4、5作用使閘體2貼近鐵軌I而不接觸鐵軌1，在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的作用下，閘體2在閘靴19中旋轉(zhuǎn)，磁力線在永磁體33和鐵軌I中形成閉合回路(即如圖4所示的工作位)。因?yàn)殚l靴19與鐵軌I沒有貼合，由于鐵軌I做切割磁感應(yīng)線的相對運(yùn)動，從而在鐵軌I表面并沿橫斷面一定深度內(nèi)感應(yīng)出電渦流，磁場會對帶電軌道產(chǎn)生阻止其相對運(yùn)動的阻力，在閘靴19和鐵軌I之間相互產(chǎn)生制動力，即非接觸式渦流制動?？刂埔簤焊?、5使永磁制動器接觸鐵軌，在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的作用下，閘體2在閘靴19中旋轉(zhuǎn)，磁力線在永磁體33和鐵軌I中形成閉合回路，這樣閘靴19底面與鐵軌I之間產(chǎn)生足夠的吸引力電梯迅速減速，即摩擦制動。本發(fā)明輔助制動裝置在電梯需要緊急制動時起作用。當(dāng)無繩電梯因停電、驅(qū)動系統(tǒng)故障等原因失去推力時，無線信號接收器13接收到故障信號，判斷故障原因是電梯停電還是驅(qū)動系統(tǒng)故障。若是電梯停電，采用非接觸式渦流制動，控制閘體2的旋轉(zhuǎn)角度，實(shí)現(xiàn)制動力的調(diào)節(jié)，電子控制單元11根據(jù)橋廂速度傳感器作為反饋控制信號，使電梯緩慢減速等待電梯啟動備用電源。若是驅(qū)動系統(tǒng)故障，根據(jù)橋廂中的重量傳感器判斷是否有乘客在電梯中。若有乘客則控制輔助制動裝置采用非接觸式渦流制動使電梯緩慢減速，當(dāng)電梯減速至最近的一層時，電子控制單元11根據(jù)橋廂速度傳感器和橋廂位置傳感器的信息，控制輔助制動裝置采用摩擦制動，控制機(jī)械安全裝置作用將橋廂精確停駐在這一層，打開電梯門使乘客離開電梯，關(guān)閉電梯等待維修人員來檢修；若沒有乘客則控制輔助制動裝置采用非接觸式渦流制動使電梯緩慢減速，當(dāng)電梯減速至底層時，電子控制單元11根據(jù)橋廂速度傳感器和橋廂位置傳感器的信息，控制輔助制動裝置采用摩擦制動，使橋廂撞擊在緩沖器上的速度最小，關(guān)閉電梯等待維修人員來檢修。
權(quán)利要求
1.一種無繩電梯的輔助制動裝置，包括液壓供能系統(tǒng)、閘體(2)、閘靴(19)，閘體(2)和閘靴(19)位于鐵軌(I)與橋廂(20)之間，閘靴(19)固定連接閘體(2)且面對鐵軌(I)與鐵軌(I)平行，閘體(2)與橋廂(20)之間有兩個使閘體(2)水平移動的傳力導(dǎo)柱(6、7)，其特征是閘體(2 )由磁軸(26 )、磁絕緣前蓋(27 )、后隔板(29 )和兩個側(cè)壁(28 )組成，磁絕緣前蓋(27)固定連接于兩個側(cè)壁(28)的前端，后隔板(29)固定連接于兩個側(cè)壁(28)的后部，閘靴(19)與后隔板(29)固定連接，兩個側(cè)壁(28)、磁絕緣前蓋(27)、后隔板(29)圍成一個中間是圓柱形的空心結(jié)構(gòu)，磁軸(26)位于該空心結(jié)構(gòu)中且可在空心結(jié)構(gòu)中旋轉(zhuǎn)；磁軸(26)是由兩片永磁體(33)和位于中間且固定連接兩片永磁體(33)的磁絕緣夾層(34)共同組成的圓柱狀，兩片永磁體(33)在同一徑向上的磁極方向相同,磁軸(26)的一端固定連接旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)連接電子控制單元(11);液壓供能系統(tǒng)包括液壓泵(18)、液壓蓄能器(15)、電動機(jī)(17)、儲油罐(16)、兩個三位四通閥(9、10)、兩個液壓缸(4、5)，在與兩個傳力導(dǎo)柱(6、7)同側(cè)的橋廂(20)側(cè)面上固定連接兩個液壓缸(4、5)，兩個液壓缸(4、5)的活塞輸出端呈水平位置且固定連接閘體(2)，液壓泵(18)連接電動機(jī)(17)，液壓泵(18)與蓄能器(15)相連形成高壓進(jìn)油回路(23)，液壓泵(18)與儲油罐(16)相連形成低壓回油回路(22)，高壓進(jìn)油回路(23)和低壓回油回路(22)分別與兩個三位四通閥(9、10)相連，兩個三位四通閥(9、10)的另一端分別與兩個液壓缸(4、5)的左右腔連接；電子控制單元(11)連接蓄電池(12 )，蓄電池(12 )連接電動機(jī)(17 )，電子控制單元(11)還分別連接兩個三位四通閥(9、10)和各種傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無繩電梯的輔助制動裝置，其特征是高壓進(jìn)油回路(23)上設(shè)有壓力傳感器(21)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種無繩電梯的輔助制動裝置，其特征是高壓進(jìn)油回路(23)和低壓回油回路(22)之間連接溢流閥(14)，兩個液壓缸(4、5)的左腔之間連接平衡閥(8)。
4.一種如權(quán)利要求I所述的無繩電梯的輔助制動裝置的控制方法，其特征是具有如下步驟A、緊急制動時，電子控制單元(11)控制兩個三位四通閥(9、10)處于左位，蓄能器(15)中液壓能驅(qū)動液壓油液進(jìn)入兩個液壓缸(4、5)的左腔推動活塞向右運(yùn)動，使閘靴(19)靠近鐵軌(I )，在閘靴(19)和鐵軌(I)之間相互產(chǎn)生非接觸式渦流制動力；B、電子控制單元(11)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)旋轉(zhuǎn)，閘靴(19)與鐵軌(I)之間產(chǎn)生磁極引力，使閘靴(19)吸合在鐵軌I上，產(chǎn)生摩擦制動力；C、取消緊急制動，電子控制單元(11)控制兩個三位四通閥(9、10)處于右位，蓄能器(15)中液壓能驅(qū)動液壓油液進(jìn)入兩個液壓缸(4、5)的右腔推動活塞向左運(yùn)動，使閘體(2)遠(yuǎn)離鐵軌(I)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征是電子控制單元(11)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(3)旋轉(zhuǎn)時，控制閘體(2 )的旋轉(zhuǎn)角度以實(shí)現(xiàn)制動力的調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征是當(dāng)蓄能器15中的液壓能低于一定值時，電子控制單元(11)檢測到壓力傳感器(21)的壓力低于預(yù)設(shè)值，控制電梯不動作。
全文摘要
本發(fā)明公開一種無繩電梯的輔助制動裝置及其控制方法，閘體由磁軸、磁絕緣前蓋、后隔板和兩個側(cè)壁組成，圍成一個中間是圓柱形的空心結(jié)構(gòu)，磁軸位于該空心結(jié)構(gòu)中且可在空心結(jié)構(gòu)中旋轉(zhuǎn)；磁軸是由兩片永磁體和位于中間且固定連接兩片永磁體的磁絕緣夾層共同組成的圓柱狀，兩片永磁體在同一徑向上的磁極方向相同，磁軸的一端固定連接旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接電子控制單元；緊急制動時，電子控制單元控制閘靴靠近鐵軌，在閘靴和鐵軌之間相互產(chǎn)生非接觸式渦流制動力；電子控制單元驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，閘靴與鐵軌之間產(chǎn)生磁極引力，使閘靴吸合在鐵軌上，產(chǎn)生摩擦制動力；解決了現(xiàn)有的無繩電梯在緊急制動情況下無法提供足夠制動力的問題。
文檔編號B66B5/18GK102923547SQ20121043416
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者胡東海, 何仁 申請人:江蘇大學(xué)