CN100500544C - 利用排斥磁力主动悬吊的电梯 - Google Patents

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Abstract

一种电梯包括轿厢随动件(22)，该轿厢随动件与一对导轨(25)中的每一个相关联并且携带有电磁铁(24)，该电磁铁与电梯轿厢(28)上的电磁铁(26)隔开。该轿厢和轿厢随动件上的电磁铁产生趋于在与两个导轨相关联的该轿厢随动件电磁铁之间使该轿厢居中定位的排斥力。优选的是，该轿厢随动件电磁铁互相连接成单件式轿厢随动件以便它们一起移动。

Description

利用排斥磁力主动悬吊的电梯
技术领域
本申请涉及一种具有通过安装在轿厢和轿厢随动件上的电磁铁产生的排斥磁力提供的横向悬吊的电梯轿厢。优选地，轿厢随动件具有一对互相连接以一起移动的电磁铁。
背景技术
电梯轿厢通常通过包括沿着导轨移动的弹簧加载滚轮的被动悬吊系统引导而上下移动。电梯设计者所面对的一个挑战是对横向振动的控制。在轿厢横向移动时发生的任何振动会降低行驶质量，这是不希望有的。
解决横向振动的一个问题是振动发生在一定频率范围中。采用典型的被动悬吊系统，要完全解决这些振动是不可能的。特别地，为了解决低频振动，用于被动悬吊的高的弹簧刚度是必需的。另一方面，高的弹簧刚度不能解决高频振动，其需要低的弹簧刚度。如此，被动悬吊系统已不能解决宽频带的振动频率问题。
有建议利用磁悬吊元件与这些被动悬吊的结合。这些结合的系统也并不总是完全可接收的。此外，这些系统具有所不希望有的合成的噪音。
其它的悬吊只依赖于磁悬吊元件。这些悬吊元件通常使用吸引磁力。也就是说，提供了钢轨，并在轿厢上提供了电磁铁。电磁铁被吸引到钢轨上。电磁铁和导轨与轿厢的各侧相关联。如此，在理想化的情形下，两个相对的吸引力可将轿厢居中定位在两个导轨之间。然而，实际上，这个系统实际上是不稳定的。当轿厢朝任一侧轻微移动时、这是额外的横向力的自然效应，系统就会迅速变得不稳定。特别地，在导轨和电磁铁之间的吸引力与距离的平方的倒数成正比。当轿厢移动到临近两个导轨之一时，吸引力增加。如此，当轿厢移动到临近一个导轨时，进一步朝着该导轨拉动轿厢的吸引力也将开始克服朝着其它的导轨拉动轿厢的吸引力。这种类型的系统的另一个问题是可控性差。钢轨中可能有大量功率损失和电流饱和。进一步地，导轨的形状使可控性变得困难。
公开在美国专利第6,510,925号的系统依赖排斥磁力。排斥磁力对吸引磁力具有相对的纠正，进而趋于居中定位轿厢。
公开在美国专利第6,510,925号的系统具有分开的与两个导轨均相关联的轿厢随动件。这些轿厢随动件通过弹簧连接到轿厢。如此，轿厢随动件相对于轿厢不能自由移动，且各自独立于其它的轿厢随动件。这些因素使对横向振动的控制更加困难，且事实上可能导致附加的横向振动甚至垂直振动。
发明内容
在本发明所公开的一个实施例中，一种电梯系统包括：具有多个相对的电磁铁的轿厢；和，两个间隔的轿厢随动件部件，其分别具有与所述轿厢上的所述电磁铁中的相应的一个面对的电磁铁。所述轿厢随动件部件分别设有用于沿着电梯竖井内的导轨移动的引导结构，所述轿厢上的所述电磁铁和所述轿厢随动件部件相互作用以提供排斥力，所述排斥力趋于迫使所述电梯轿厢在所述轿厢随动件部件之间居中定位。所述轿厢随动件部件通过横梁互相连接以作为单件式轿厢随动件一起移动，并且所述轿厢在垂直方向上被迫使随所述轿厢随动件移动。
在另一个实施例中，一种电梯包括：可移动通过行程的垂直路径的轿厢；和，可沿着两个导轨移动的单件式轿厢随动件，所述轿厢随动件包括与各个导轨相关联的磁铁，所述轿厢随动件上的所述磁铁通过所述轿厢随动件互相连接以在水平面内并相对于所述轿厢一起移动。所述轿厢包括与所述轿厢随动件上的所述磁铁相对定位的磁铁，所述轿厢可相对于所述轿厢随动件在水平面内自由移动，但被迫使沿着行程的所述垂直路径随着所述轿厢随动件移动，在所述轿厢随动件上的所述磁铁和所述轿厢上的所述磁铁之间有排斥磁力。
附图说明
通过以下的说明和附图将更充分的理解本发明的这些和其它特征，以下是附图的简单说明。
图1是一个实施例的示意图。
图2示意性地显示了图1的实施例的特征。
图3是垂直于图2视图的视图。
图4是图1的实施例的一个特征的细节。
图5显示了用于图1的实施例的第一实施例的装配。
图6显示了第二实施例的装配。
具体实施方式
图1显示了根据本发明的示意性实施例的电梯系统20，其中轿厢随动件22携带有与垂直上下位置以及轿厢随动件的各个横向侧相关联的电磁铁24。为了本申请的目的，轿厢随动件的横向侧被称为两个轿厢随动件部件。当然，如同所说的，实际上有单件式轿厢随动件，且这两个＂部件＂连接在一起。电磁铁24与定位于电梯轿厢28上的电磁铁26以相对的关系被间隔。电磁铁24在轿厢28上下移动时沿着导轨25移动。控制器30与电磁铁24和26中的每一个相连通并能控制电磁铁产生的场强。在相对的电磁铁24和26中的电磁铁产生排斥磁力以在相对的轿厢随动件22的横向侧之间，以及在导轨25之间对轿厢28进行居中定位。
轿厢随动件22包括在万向接头34处连接到垂直延伸件36的水平延伸的横梁32。电磁铁24安装在垂直延伸件36上。
如图2所示，电磁铁24与可沿着导轨25移动的至少一个引导滚轮42相关联。图3也显示了电磁铁24和26的布置。滚轮42通常可以是本领域内所已知的。
电磁铁24相对于安装在与轿厢28相关联的垂直延伸杆40上的电磁铁26设置。如图1所示，杆40将轿厢28连接到引导件38上。横梁32延伸通过引导件38，这点可在下面更好地理解。
图4显示了引导件38和轿厢随动件22的细节。横梁32延伸通过槽44或引导件38内的空间。尽管在横梁32与壁51及53间的垂直距离之间有一些小间隙，但其只是微小的间隙。如此，横梁32和整个轿厢随动件22将趋于随轿厢28垂直移动。进一步地，槽在引导件38内的侧壁46和48之间延伸。横梁32可在引导件38内的这两个侧壁46和48之间自由地大范围移动。进一步地，横梁32可在通常由垂直延伸件36形成的界限内朝槽44的内外自由移动。也就是说，横梁32通常可移动到如图4的透视图所示的右边和上边，直到垂直延伸件36抵靠在引导件38的端壁50上。如此，可以明白横梁32以及轿厢随动件22可在相对于轿厢大致水平的平面内，在上述的界限内自由移动。
尽管也许容易想象轿厢随动件22的移动，实际上，在操作中说明这些可能会更准确，轿厢28可相对于轿厢随动件22自由移动。轿厢随动件22趋于在导轨25之间进行引导，这样，由于电磁铁24和26上的排斥力的调整将可能导致轿厢28在轿厢随动件电磁铁24之间横向移动。
图5显示了用于各个导轨的磁性引导结构的第一个可能的实施例。如图所示，电磁铁26实际包括一对与轿厢随动件22上的电磁铁50面对的电磁铁52。可理解的是，在电磁铁50和52之间有排斥力，其趋于减小在轿厢随动件和轿厢之间的横向振动的任何影响。轿厢随动件22包括可沿着导轨25移动的弹簧加载的引导滚轮54和没有弹簧的引导滚轮56。引导滚轮的结构和操作，包括它们的弹簧加载是本领域内所已知的，并非常示意性地显示在图5中。
图6显示了其中有用于引导结构的很小空间的实施例。在这个实施例中，有三个与轿厢随动件相关联的电磁铁50。可通过弹簧加载的引导滚轮58沿着导轨25跨置。
在本发明中，排斥力被提供并维持在与轿厢和轿厢随动件相关联的电磁铁之间。当横向振动影响轿厢随动件或轿厢时，排斥磁力趋于在相对的导轨之间对轿厢进行居中定位。这样，横向振动就不会影响电梯轿厢的行驶质量。
图1中以30示意性表示的控制器可判断在任何点所需的力的大小，并能控制电磁铁的场强进而对排斥力的大小进行控制。这提供了有价值的好处，并指出了为什么对电磁铁的使用是对现有技术永磁铁的改进的另一个原因。控制器也可装设诸如轿厢速度和负荷这样的反馈，并能基于合适的速度和负荷改变排斥力的大小。电梯设计者想要如何改变控制可能随着具体的应用而不同。然而，本发明提供了允许如何改变的途径。如何通过判断振动、速度或其它的变量而对合适的控制做出决定，这些都在本领域内技术人员的技能范围内。
尽管已公开了本发明优选的实施例，本领域内的技术人员应该认识到可能的修改将落入本发明的范围内。因此，以下的权利要求应该进行研究以判断本发明的真正范围和内容。

Claims (10)

1.一种电梯系统，包括：
具有多个相对的电磁铁(26)的轿厢(28)；和
两个间隔的轿厢随动件部件，其分别具有与所述轿厢上的所述电磁铁(26)中的相应的一个面对的电磁铁(24)，所述轿厢随动件部件分别设有用于沿着电梯竖井内的导轨(25)移动的引导结构(42)，所述轿厢上的所述电磁铁和所述轿厢随动件部件相互作用以提供排斥力，所述排斥力趋于迫使所述电梯轿厢在所述轿厢随动件部件之间居中定位，其中，所述轿厢随动件部件通过横梁(32)互相连接以作为单件式轿厢随动件一起移动，并且所述轿厢在垂直方向上被迫使随所述轿厢随动件移动。
2.根据权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，所述轿厢可在水平面内相对于所述轿厢随动件自由移动。
3.根据权利要求2所述的电梯系统，其特征在于，所述轿厢随动件可相对于随所述轿厢移动的引导件(38)移动，所述横梁(32)延伸穿过所述引导件内的槽(44)，所述引导件确保所述轿厢被迫使随所述轿厢随动件在所述垂直方向上移动。
4.根据权利要求3所述的电梯系统，其特征在于，所述轿厢随动件包括通过万向接头(34)连接到所述横梁(32)上的大致垂直延伸的框架元件(36)。
5.根据权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，所述电梯系统包括与各个所述轿厢随动件部件相关联的多个电磁铁。
6.根据权利要求1所述的电梯系统，其特征在于，控制系统(30)控制所述电磁铁的场强进而对来自所述电磁铁的排斥力进行控制。
7.一种电梯，包括：
可移动通过行程的垂直路径的轿厢(28)；和
可沿着两个导轨(25)移动的单件式轿厢随动件(22)，所述轿厢随动件包括与各个导轨相关联的磁铁(24)，所述轿厢随动件上的所述磁铁(24)通过所述轿厢随动件(22)互相连接以在水平面内并相对于所述轿厢一起移动，所述轿厢包括与所述轿厢随动件上的所述磁铁(24)相对定位的磁铁(26)，所述轿厢可相对于所述轿厢随动件在水平面内自由移动，但被迫使沿着行程的所述垂直路径随着所述轿厢随动件移动，在所述轿厢随动件上的所述磁铁和所述轿厢上的所述磁铁之间有排斥磁力。
8.根据权利要求7所述的电梯，其特征在于，所述轿厢随动件可相对于随所述轿厢移动的引导件(38)移动，所述轿厢随动件包括延伸穿过所述引导件内的槽(44)的横梁(32)，所述横梁容纳在所述槽内确保所述轿厢被迫使随所述轿厢随动件在所述垂直方向上移动。
9.根据权利要求8所述的电梯，其特征在于，所述轿厢随动件包括通过万向接头(34)连接到所述横梁(32)上的大致垂直延伸的框架元件(36)。
10.根据权利要求7所述的电梯，其特征在于，所述磁铁是电磁铁并包括控制器(30)，其可选择性地改变至少两个相对的磁铁之间的排斥磁力，以选择性地控制轿厢相对于轿厢随动件的位置。
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