CN101506081B - 非接触行走式电梯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非接触行走式电梯，其抑制引导开始时所需的最大电力，通过较少的电源容量使得轿厢以非接触方式进行行走引导。电梯具有引导装置(5a～5d)，其通过磁力使轿厢(4)从导轨(2a，2b)浮起并以非接触的方式进行行走引导，对引导装置(5a～5d)进行控制以便对轿厢(4)的至少两个以上运动轴(x、y、θ、ξ、ψ轴)产生磁力。此时，在引导开始时，仅对上述各运动轴中的一部分进行控制，从引导开始起经过预定时间之后，对其他的运动轴进行控制。

Description

非接触行走式电梯

技术领域

本发明涉及使得轿厢相对导轨以非接触的方式行走的非接触行走式的电梯。

背景技术

通常，电梯的轿厢由在垂直方向设置在升降通道内的一对导轨支承，通过挂绕在卷扬机上的缆索进行升降动作。此时，由负载载重的不均匀或乘客的移动所造成的轿厢的摇动通过导轨进行抑制。

在此，作为引导轿厢用的引导装置，使用与导轨接触的车轮和悬架所构成的辊子导引，或者，相对导轨滑动的引导靴。然而，这样的接触型的引导装置会由于导轨的歪斜和接缝等产生振动或噪音，又，导辊旋转时也发生噪音。由此，存在电梯的乘坐舒适性被损害的问题。

为了解决这一问题，以往提出过例如如专利文献1、2所述的那样以非接触方式引导轿厢的方法。

专利文献1中，在轿厢上搭载由电磁铁构成的引导装置，对铁制的导轨作用磁力，以非接触的方式对轿厢进行引导。

专利文献2中揭示的是使用永久磁铁的方法，以此作为解决上述采用电磁铁的构造产生的控制性低下和耗电增加的问题的手段。

专利文献1：日本特开平5-178563公报

专利文献2：日本特开平2001-19286号公报

上述的非接触型引导装置，通常构成为：根据规定的控制规则控制磁力，以非接触状态引导轿厢行走。

此处，在轿厢稳定处于非接触状态(浮起状态)时，引导所需要的电力比较少即可。但是，使轿厢从导轨分离浮起(引导开始时)时，瞬间所需要的电力较大。因此，需要按照所述引导开始时所需要电力准备引导装置的电源容量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够抑制轿厢引导开始时所需要的最大电力，通过尽可能少的电源容量使得轿厢以非接触的方式进行行走的非接触行走式的电梯。

根据本发明的一个观点提供一种非接触行走式的电梯，包括：沿上下方向敷设在升降通道内的导轨；沿该导轨进行升降动作的轿厢；引导装置，设置在该轿厢的与上述导轨相对的部分，通过磁力作用使所述轿厢从所述导轨浮起以非接触的方式进行行走引导；控制装置，其控制所述引导装置以便所述轿厢的至少两个以上的运动轴产生磁力，在引导开始时，仅对上述各运动轴中的一部分进行控制，从引导开始经过规定的时间之后，再对其他运动轴进行控制。

根据本发明的另一观点提供一种非接触行走式电梯，包括：沿上下方向敷设在升降通道内的导轨；沿该导轨进行升降动作的轿厢；引导装置，设置在该轿厢的与上述导轨相对的部分，通过磁力作用使所述轿厢从所述导轨浮起并以非接触的方式进行行走引导；控制装置，其控制所述引导装置以便所述轿厢的至少两个以上的运动轴产生磁力，该控制装置具有分别针对上述各运动轴设定的控制增益，对于上述各运动轴中特定的运动轴，从引导开始以用于产生引导所需要的磁力的控制增益进行控制，对于其他运动轴，引导开始时以设定为比用于产生引导所需要的磁力的控制增益低的控制增益进行控制，从引导开始经过预定的时间后，以规定的控制增益对上述各运动轴进行控制。

根据本发明的另一观点提供一种非接触行走式电梯，包括：沿上下方向敷设在升降通道内的导轨；沿该导轨进行升降动作的轿厢；引导装置，设置在该轿厢的上述导轨相对的部分，通过磁力作用使所述轿厢从所述导轨浮起并以非接触的方式进行行走引导；控制装置，其控制所述引导装置以便所述轿厢的至少两个以上的运动轴产生磁力，该控制装置具有分别针对上述各运动轴设定的控制增益，上述各运动轴的引导位置在规定范围内时，以在通常状态下引导用的控制增益进行控制，引导位置在规定范围之外时，则以与在通常状态下引导用的控制增益不同的控制增益对一部分或全部的运动轴的控制增益进行控制。

根据本发明的另一观点提供一种非接触行走式电梯，包括：沿上下方向敷设在升降通道内的导轨；沿该导轨进行升降动作的轿厢；引导装置，设置在该轿厢的与上述导轨相对的部分，通过磁力作用使所述轿厢从所述导轨浮起并以非接触的方式进行行走引导；控制装置，其控制所述引导装置以便对上述轿厢的至少两个以上运动轴产生磁力，该控制装置具有针对上述各个运动轴设定的至少两种以上控制增益，并根据所述各运动轴的状态切换所述各控制增益来进行控制。

附图说明

图1是将本发明第一实施例的非接触引导装置用于电梯轿厢的立体图。

图2是显示本发明第一实施例的非接触引导装置的构成的立体图。

图3是显示本发明第一实施例的非接触引导装置的磁铁单元的构成的立体图。

图4是显示用于控制本发明第一实施例的非接触引导装置的控制装置的构成的框图。

图5是显示设置在本发明第一实施例中的控制装置中的运算器的构成的框图。

图6是显示设置在本发明第一实施例的控制装置中的运算器的内部构成、显示各模式的控制电压运算器的构成的框图。

图7是本发明第一实施例的电梯轿厢的接触状态的俯视图。

图8是说明现有技术中各运动轴的动作和电流的关系的示意图。

图9是说明本发明第一实施例中各运动轴的动作和电流的关系的示意图。

图10是显示本发明第一实施例的电梯轿厢的非接触引导状态的俯视图。

图11是显示本发明第二实施例的各模式的控制电压运算器的构成的框图。

图12是说明第二实施例中各运动轴的动作和电流之间关系的示意图。

图13是说明中本发明第二实施例中使用低通滤波器的情况下各运动轴的动作和电流的关系的示意图。

图14是说明本发明第三实施例中各运动轴的动作和电流之间关系的示意图。

图15是说明本发明第三实施例中各运动轴的动作和电流之间关系的示意图。

图16是显示本发明第四实施例中各模式的控制电压运算器的构成的框图。

图17是说明本发明第四实施例中各运动轴的动作和电流的关系的示意图。

图18是说明本发明第五实施例中各运动轴的动作和电流的关系的示意图。

图19是说明本发明第五实施例中各运动轴的动作和电流的关系的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施例进行说明。

(第一实施例)

图1是将本发明第一实施例的非接触引导装置用于电梯轿厢的示意图。

如图1所示，在电梯升降通道1中，竖直设置有铁制强磁性体所构成的一对导轨2a、2b。轿厢4由卷绕在未图示的卷扬机上的缆索3吊挂。轿厢4随着卷扬机的旋转驱动沿着导轨2a、2b进行升降运动。另外，图中4a为轿厢门，轿厢4已与各楼层平层时轿厢门4a进行开闭动作。

此处，以轿厢4的轿厢门4a作为正面进行观察的情况下，以该轿厢门4a的左右方向为x轴，前后方向为y轴，上下方向为z轴。另，绕x、y、z轴旋转的方向设为θ、ξ、ψ。

在轿厢4上下左右四角的连接部上，与导轨2a、2b相对地安装有引导装置5a、5b、5c、5d。如后述的，通过控制该引导装置5a、5b、5c、5d的磁力，使得轿厢4从导轨2a、2b浮起以非接触的方式行走。

另外，磁力的控制，对图1所示的6个运动轴(x、y、z、θ、ξ、ψ)中除了z轴方向以外的5个运动轴进行。把z轴方向排除在外，是由于z轴方向是用缆索3支承着轿厢4的方向，与浮起没有关系。

图2以安装在右侧的导轨2b上部的引导装置5b为例，显示其构成。

引导装置5b具有磁铁单元6、检测磁铁单元6和导轨2a、2b之间距离的间隙传感器7，和支承它们的基座8。其他引导装置5a、5c、5d也是同样的构成。

如图3所示，磁铁单元6由永久磁铁9a、9b，磁轭10a、10b、10c，以及线圈11a、11b、11c、11d所构成。磁轭10a、10b、10c以从三个方向围绕导轨2a、2b的形式使得磁极相对。线圈11a、11b、11c、11d以磁轭10a、10b、10c为铁心构成可操作磁极部分磁通的电磁铁。

这样的构成中，基于间隙传感器7等检测到的磁路中的状态量在线圈11中励磁。由此，通过产生的电磁力，导轨2a、2b和磁铁单元6分离，轿厢4可以非接触的状态行走。

(控制装置的构成)

图4是显示用于非接触引导的控制装置构成的框体。

控制装置21包括传感器部22，运算器23，功率放大器24，对设置于轿厢4四角的磁铁单元6的吸引力进行控制。又，实际上，运算器23和功率放大器24设置在未图示的电梯控制盘。

传感器部22检测由磁铁单元6和导轨2a、2b形成的磁路中的物理量。运算器23，根据来自传感器部22的信号计算为了使轿厢进行非接触引导而需要施加在各线圈11上的电压。功率放大器24根据运算器23的输出对各线圈11提供电力。

此处，所述传感器部22由检测各磁铁单元6和导轨2a、2b之间的间隙的大小的间隙传感器7和检测流过各线圈11的电流值的的电流检测器25构成。又，所述运算器23进行如图1所示的x、y、θ、ξ、ψ这五个运动轴的运算处理。

如图5所示，该运算器23包括：间隙长度偏差坐标变换器31，励磁电流偏差坐标变换器32，控制电压运算器33，控制电压坐标逆变换器34。

间隙长度偏差坐标变换器31根据各间隙传感器7得到的间隙长度，和作为其设定值的差的间隙长度偏差信号，进行下列参数的计算：

轿厢4的x方向的移动量Δx

轿厢4的y方向的移动量Δy

轿厢4的θ方向(转动(ロ一ル)方向)的旋转角Δθ

轿厢4的ξ方向(俯仰(ピツチ)方向)的旋转角Δξ

轿厢4的ψ方向(偏转(ヨ一)方向)的旋转角Δψ

励磁电流偏差坐标变换器32根据各线圈11的电流检测器25测得的电流值和作为其设定值的差的电流偏差信号，进行以下参数的计算：

涉及轿厢4的x方向运动的电流偏差Δix

涉及轿厢4的y方向运动的电流偏差Δiy

涉及轿厢4的θ方向(转动方向)的电流偏差Δiθ

涉及轿厢4的ξ方向(俯仰方向)的电流偏差Δiξ

涉及轿厢4的ψ方向(偏转方向)的电流偏差Δiψ

控制电压运算器33基于间隙长度偏差坐标变换器31和励磁电流偏差坐标变换器32的输出Δx、Δy、Δθ、Δξ、Δψ、Δix、Δiy、Δiθ、Δiξ、Δiψ，在x、y、θ、ξ、ψ五种模式下，计算使得轿厢4稳定地被非接触引导所需的电磁铁控制电压ex、ey、eθ、eξ、eψ。

控制电压坐标逆变换器34通过控制电压运算器33的输出ex、ey、eθ、eξ、eψ计算各磁铁单元6的各自的线圈励磁电压，并根据其结果驱动功率放大器24。

具体来说，上述控制电压运算器33包括：x模式控制电压运算器33a、y模式控制电压运算器33b、θ模式控制电压运算器33c、ξ模式控制电压运算器33d、ψ模式控制电压运算器33e。

进一步的，控制电压运算器33a～33e各自的内部构造如图6所示。即，控制电压运算器33a～33e分别由微分器36、增益补偿器37、积分补偿器38、加减器39所构成。

微分器36分别根据模式位移Δx、Δy、Δθ、Δξ、Δψ计算时间变化率Δx’、Δy’、Δθ’、Δξ’、Δψ’。

增益补偿器37对模式位移Δx，……、模式位移的时间变化率Δx’，……、模式电流Δix，……乘以适当的控制增益。

积分补偿器38对电流偏差目标值和模式电流Δix，……的差进行积分并乘以适当的控制增益。

加减器39对所有增益补偿器37和积分补偿器38的输出值进行加减，计算各模式(x、y、θ、ξ、ψ)的励磁电压(ex、ey、eθ、eξ、eψ)。

通过由这样构成的运算器23进行的反馈控制，控制对各线圈11励磁的电流以在磁铁单元6和导轨2a、2b之间维持规定的间隙长度。由此，在通常状况下，各磁铁单元6的间隙长度为使得永久磁铁9的起磁力产生的各磁铁单元的磁吸引力与作用在轿厢4上的x方向的力、y方向的力、θ方向的扭矩、ξ方向的扭矩和ψ方向的扭矩平衡的长度。

这样，在稳恒状态下，线圈11的励磁电流收敛为零。这样不管轿厢4的重量和不平衡力的大小是多少，都能通过永久磁铁9的吸引力稳定地支承轿厢4，即进行所谓的“零功率控制”。

通过该零功率控制，轿厢4相对导轨2a、2b以非接触的形式被稳定地支承。而且，在稳恒状态下，各线圈11中流过的电流收敛为零，稳定支承需要的力为永久磁铁9的磁力即可。

这一点在轿厢4的重量或平衡状态变化的情况下也一样。即，对轿厢4施加一些外力时，为使引导装置5a、5b、5c、5d和导轨2a、2b之间的间隙大小为规定的大小，电流过渡性地流过线圈11。然而，在再度稳定状态下，通过使用上述控制方法，流经线圈11的电流收敛为零。于是，形成有其大小使得施加给轿厢4的负载和永久磁铁9的磁力产生的吸引力平衡的间隙。

另外，对于浮起引导中磁铁单元的构成和零功率控制，日本特开2001-19286号公报进行了详细的公开，此处省略详细说明。

(动作)

接着，对轿厢4从与导轨2a、2b接触的状态开始发生浮起，转到非接触引导状态(可以非接触的方式引导行走的状态)时的动作进行说明。

图7是未进行非接触引导控制时的电梯的轿厢4的俯视图。引导装置5a、5b、5c、5d的一部分与导轨2a、2b接触。图7中仅显示搭载在轿厢4的上部的引导装置5a、5b，纸面横向为x，纸面纵向为y。

通常从该状态开始进行非接触引导控制的情况下，分别设置在除了轿厢4的上下方向(z方向)的五个运动轴x、y、θ、ξ、ψ上的控制系统产生作用，在引导装置5a、5b、5c、5d的各线圈11进行电流励磁使得所有运动轴同时浮起。因此，如图8所示，各线圈11中瞬时流过使全体运动轴浮起所需的电流，非常大的电流被励磁。因此，如背景技术中所述的那样，引导装置的电源容量需要准备十分充裕。

因此，本实施例中，在非接触引导控制开始时，仅对上述五个运动轴x、y、θ、ξ、ψ中的一部分进行控制(励磁电流的控制)。之后，经过规定时间稳定后，对剩余的其他运动轴进行控制。这样，可以防止瞬间流过大电流，总的电力消耗被抑制了。

现在，假设首先对例如x方向和θ方向的两个运动轴进行控制的情况并对其进行说明。此时，各运动轴的变化与励磁全部线圈的电流的绝对值的总和的关系如图9所示。

此时，轿厢4如图9所示，最初只在x轴以及θ轴的方向浮起，变成非接触引导状态。此时，所需要的电流只是用于2轴的电流控制的量。

之后，经过规定的时间，在x、θ方向的引导控制稳定的时刻，维持稳定的x、θ轴的非接触引导状态，进行对剩余的运动轴y、ξ、ψ的控制。此时，所需的电流为启动三轴所需的量和维持已经为非接触引导状态的两轴的姿势的量。

通过这样的流程开始引导，最终可使得所有运动轴x、y、θ、ξ、ψ稳定浮起。而且，如图10所示，轿厢4以不与导轨2a、2b接触的状态，进行行走引导。

此时，通过错开对各运动轴的控制开始的时机，能够以比引导开始时使所有轴浮起需要的电流值小的电流值使轿厢4以非接触方式进行引导。

又，在本实施例中，由于对各运动轴实施零功率控制，在各运动轴稳定浮起的状态下，控制各运动轴的控制电流收敛为零。从而，最初开始控制的运动轴稳定后只要以非常小的电流就可以维持浮起状态。这样，即使加上之后开始控制的运动轴浮起所需要的电流，总电流值也是比较小的电流就可以了。

这样，通过错开各运动轴的控制开始时机，可将非接触引导控制所需要的电流的最大值抑制为比较小的值，相比现有技术可减小引导装置的电源容量。

另外，此处作为举例，说明了最初进行x、θ轴的控制，之后进行y、ξ、ψ轴的控制。但是，控制开始的组合不限于此，可以任意组合。

又，此处说明的是将控制开始的时机分为两次的例子，但是也可以分成多次开始控制。在此情况下，可进一步将最大电流抑制得较低。

(第二实施例)

接着，对本发明的第二实施例进行说明。

图11是显示本发明第二实施例的控制电压运算器33a～33e的构成的框图，与图6对应。与图6不同之处在于，图11多加了增益系数乘法器41。

即，在第二实施例中，与上述第一实施例相同，电梯的轿厢4通过磁力浮起引导。此时，通过增益系数乘法器41对各运动轴的增益补偿器37和积分补偿器38的控制增益分别乘上规定的增益系数(α1、α2、α3、α4)。

在这样的构成中，通常增益系数的值为“1”，通过预先设定的控制增益(即控制增益x1)控制磁铁单元6。

此处，非接触引导控制开始时，例如如图12所示，将x轴和θ轴的增益系数设置为比通常的“1”大。另外，增益系数大到什么程度由引导装置的浮起能力等决定。

x轴和θ轴的增益系数增大，最终得到的控制增益相对其他轴为大。因此，主要是x轴和θ轴的力作用于轿厢4，在x轴和θ轴为非接触引导状态。此时，控制增益相对低的其他轴，即y、ξ、ψ轴没有励磁足以实现非接触引导的电流，因此有可能不浮起。

因此，x、θ轴的增益系数逐渐靠近“1”。这样可保持x、θ轴的非接触引导，相对地增大其他轴的控制增益。如果对y、ξ、ψ轴进行充分电流励磁，这些轴向也达到非接触引导状态。

之后，在y、ξ、ψ各轴也达到稳定的时刻，通过使这些轴的增益系数返回到通常值“1”，基于通过预先设定的控制增益进行引导控制。此时，如果使各运动轴的增益系数的大小各不相同，或者使一部分的运动轴的增益系数不发生变化保持为通常的“1”，可决定各运动轴转变为非接触引导状态的顺序。

又，如图12所示，设置规定的转变时间，在这期间使增益系数为线性变化的话，不产生控制状态的急变，从而使控制增益流畅、平稳地变化。这样，可以不对轿厢4产生大的冲击，稳定地进行引导。

又，也可不进行线性变化，通过规定的低通滤波器改变增益系数。这样，如图13所示，通过低通滤波器使控制增益系数变化，也可使得控制增益的值平滑地变化。

这样，即使根据时间的流逝使各运动轴的增益系数发生变化，也如上述第一实施例那样，可将非接触引导控制需要的电流最大值抑制为低，与现有技术相比能够减轻引导装置的电源容量。

(第三实施例)

下面对本发明的第三实施例进行说明。

又，由于基本回路构成与上述第二实施例的图11相同，因此，这里仅对系数的确定方法的不同进行说明。

即，在第三实施例中，与第二实施例相同，轿厢4通过磁力引导，通过增益系数乘法器41对各运动轴的控制增益分别乘上规定的增益系数(α1、α2、α3、α4)。

在这样的构成中，通常增益系数的值为“1”，通过预先设定的控制增益进行各磁铁单元6的控制，并根据轿厢4的引导状态改变增益系数来进行引导控制。

此处，在非接触引导时，相对于各磁铁单元6的各运动轴的引导位置在规定的引导范围(浮起范围)内，将增益系数设为通常时的“1”进行控制。一方面，如果在规定的引导范围外，则将增益系数设为比通常时的“1”大的值。上述规定的引导范围外是指接触状态，或者引导位置与稳定位置相距大的状态。

例如如图14所示的，在x轴和θ轴的位移在规定的引导范围外时，将与x轴和θ轴相关的运动轴控制系数的增益系数设为比通常时的“1”大的值。另外，将增益系数增大到什么程度，取决于引导装置的浮起能力等。

这样，对于规定的引导范围外的运动轴，进行比通常要大的反馈。从而对于该运动轴来说，修正到稳定位置的力增大，其结果可以维持轿厢4的非接触引导状态。

又，在y、ξ、ψ各轴的位移超过规定的引导范围时，与上述方法一样。即，增大这些运动轴的控制增益的增益系数，增强反馈。

进一步的，在各轴的增益系数的值中，预先对特定的轴(例如x、θ轴)的增益系数和该特定轴以外的其他轴(例如y、ξ、ψ轴)的增益系数的大小设置差值。在进行引导控制时，如图15所示，轿厢4和引导装置5a、5b、5c、5d呈与导轨2a、2b接触的状态。此时，各运动轴或磁铁单元6的引导位置在规定范围外。因此，控制增益为乘以比通常大的增益系数后的值。

此时，通过对各运动轴的增益系数间预先设置差值，轿厢4与导轨2a、2b接触时，各轴方向的控制增益也产生差值。

例如，将x、θ轴的增益系数预先设置得比y、ξ、ψ轴的增益系数大。由此，浮起控制开始时，对x、θ轴施加高反馈，x、θ轴成为非接触引导状态。此后，在x、θ轴的引导位置进入规定的范围时，将x、θ轴的增益系数变化为通常值。

然后，将还未成为非接触引导状态的、引导位置在规定范围外的y、ξ、ψ轴的增益系数设定为较大的值，因此y、ξ、ψ轴的控制增益也相对变大。从而，对这些运动轴也施加使其达到非接触引导状态的力。于是，全轴方向都最终成为非接触引导状态，引导位置收敛在规定范围内的话，所有轴的增益系数为通常值“1”，基于预先设定的控制增益进行稳定的引导控制。

又，与上述第二实施例一样，不对增益系数进行急速改变，需要规定的转变时间进行线性变化，或通过低通滤波器进行平滑变化也可以。这样可使轿厢4平滑地转变为引导状态。

又，当引导位置在规定范围以外时，也可使控制增益变化。由此，即使在通常引导时，轿厢4由于某些外部干扰等将要靠近导轨2a、2b的情况下，也可以快速提高控制增益，避免与导轨2a、2b的接触。

这样，根据各运动轴各自的位移来改变各运动轴的增益系数，与上述第一实施例相同，可以将非接触引导控制所需要的电流的最大值抑制得较低，与现有技术相比可以减轻引导装置的电源容量。

另外，上述第二、第三实施例中，说明了对各控制轴的所有控制增益都设定增益系数的实例，但是也可以不必对所有的控制增益设定增益系数，仅对一部分控制增益设定增益系数。

(第四实施例)

下面，对本发明的第四实施例进行说明。

图16是显示本发明第四实施例的控制电压运算器33a～33e的构成的框图，与图6对应。与图6不同之处在于，增益补偿器37由第一增益补偿器42和第二增益补偿器44所构成。且积分补偿器38由第一积分补偿器43和第二积分补偿器45所构成。

即，在第四实施例中，与第一实施例一样，轿厢4通过磁力进行引导，但此时如图16所示，各运动轴的控制增益至少进行两种设定。

在图16所示的实例中，将第一增益补偿器42和第一积分补偿器43所用的控制增益设为第一控制增益，将第二增益补偿器44和第二积分补偿器45所用的控制增益设为第二控制增益。

又，对于至少一个运动轴，第二控制增益中的至少一个使用比第一控制增益大的值，整体产生较大的控制。进一步的，还具有对第一控制增益和第二控制增益进行切换的切换器46。

现假设x方向和θ方向两运动轴的第二控制增益为较大值，y、ξ、ψ轴的第二控制增益为较小值。如图17所示，在引导开始时采用第二控制增益的情况下，首先，通过大控制增益控制的x、θ轴的运动轴先变成非接触引导状态。

在此，在x、θ轴达到稳定的非接触引导状态的时刻，通过切换器46将x、θ轴的控制增益从第二控制增益切换为第一控制增益。这样，y、ξ、ψ轴的控制增益变大，这些轴方向也变位非接触引导状态。从而，在全轴方向都达到非接触引导状态的时刻，将这些控制增益切换为第一控制增益使其成为通常引导状态。

又，在切换第一控制增益和第二控制增益时，需要规定的转变时间进行线性变化，或通过低通滤波器进行平滑变化。通过这样，可使得轿厢4的乘客不会感到控制的急速切换。

另外，在上述实施例中，以对各运动轴的第二控制增益的大小设置明显的差值为例进行说明，但是也可不对第二控制增益设置明显的差值。在引导开始时，有时需要比通常引导时快的收敛性，因此，在引导开始时，使用第二控制增益，并用与通常引导时不同的控制增益也可获得效果。

又，在上述实施例中，是对各运动轴设置两种控制增益(第一控制增益和第二控制增益)的构成，但也可设置多个控制增益，并随时间的流逝对它们进行切换。

这样，通过对各运动轴设置多个不同的控制增益，并随着时间的流逝对其进行切换，与第一实施例一样，也可达到将非接触引导控制所需要的电流的最大值抑制得较低，与现有技术相比减轻引导装置的电源容量。

(第五实施例)

下面对本发明第五实施例进行说明。

其基本回路构成与第四实施例的图16一样，这里对控制增益的切换方法的差别进行说明。

即，在第五实施例中，与所述第四实施例一样，各运动轴的增益补偿器37和积分补偿器38所用的控制增益设定至少两种以上。

这里，引导位置在规定范围内时所使用的通常引导时的控制增益采用第一增益补偿器42、第一积分补偿器43，引导位置在规定范围外时所使用的控制增益采用第二增益补偿器44、第二积分补偿器45。

又，将第一增益补偿器42、第一积分补偿器43所使用的控制增益作为第一增益。将第二增益补偿器44、第二积分补偿器45所使用的控制增益作为第二控制增益。

此处，如图18所示，引导控制时使用第一控制增益进行控制。此间，在由于某些外部干扰导致引导位置处于规定位置之外时，则切换到第二控制增益。此时，第二控制增益设置为比第一增益高。这样，在轿厢4和导轨2a、2b将要接触时，通过作用较强的力使其返回到稳定状态。

又，在轿厢4和导轨2a、2b接触的情况下，由于使用第二控制增益，引导开始时必然使用第二控制增益。此时，对各运动轴的第二控制增益的大小设置明显的差值。这样，如图19所示，可任意设定引导开始时转变为非接触引导状态的轴的顺序。从而，可依次使得各运动轴稳定，最终使得轿厢4处于非接触引导状态。

又，与上述第四实施例相同，在第一控制增益和第二控制增益之间切换时，需要规定的转变时间进行线性变化，或通过低通滤波器进行平滑变化。这样，可平滑地引导轿厢4。

这样，对于各运动轴设置多个不同的控制增益，并根据位移对它们进行切换，同样如第一实施例那样，可将非接触引导控制所需要的电流的最大值抑制得较低，与现有技术相比可减轻引导装置的电源容量。

另外，上述各实施例中说明的是在磁铁单元6含有永久磁铁9的引导装置中实施零功率控制的情况。在实施零功率控制的情况下，对于各运动轴，使稳定变为非接触引导状态的轴的励磁电流收敛为零。因此，通过依次切换对各运动轴的控制，抑制最大电流的效果很好。

又，如果是磁铁单元6中不含永久磁铁9的引导装置，在非接触引导开始时需要大电流，且在稳定引导时可以较小的电流进行引导的情况下，也可采用上述方法。这样，可将整体的最大电流抑制得较低。

进一步的，在上述第四、第五实施例中说明了对各控制轴的控制增益都设置了第二控制增益的例子，但是不必对所有控制增益设置第二控制增益，仅对一部分控制增益设置第二增益也可以。

又，在上述各实施例中，以分为x，θ运动轴和y、ξ、ψ运动轴两组进行控制的情况为例进行了说明，但是这些组合方式、组合的数目并不限定，可为任意的轴的组合。又，可进一步将控制分为多阶段，并改变依次进行引导的轴来实施。

综上，本发明不限定于上述各实施例，在实施阶段，可在不脱离主旨的范围内对构成要素进行变形和具体化。又，通过对上述各实施例揭示的多个构成要素进行合适的组合，可形成各种形态。例如，可以省略实施例中揭示的所有要素中的几个构成要素。还可对不同实施例的构成要素进行适当地组合。

产业利用性

根据本发明，可以抑制引导开始时所需要的最大电力，并能以少的电源容量使轿厢以非接触的方式行走。

Claims (24)

1.一种非接触行走式电梯，其特征在于，包括：

沿上下方向敷设在升降通道内的导轨；

沿该导轨进行升降动作的轿厢；

引导装置，设置在该轿厢的与所述导轨相对的部分，通过磁力作用使所述轿厢从所述导轨浮起并以非接触方式进行行走引导；

控制装置，在以轿厢门为正面观察所述轿厢的情况下，设所述轿厢门的左右方向为x轴，前后方向为y轴，上下方向为z轴，相对于x，y，z轴转动的方向为θ、ξ、ψ轴，所述控制装置控制所述引导装置以便对所述轿厢的上述x，y，z，θ、ξ、ψ轴中除了z轴之外的五个运动轴产生磁力，在引导开始时，仅对所述除了z轴之外的五个运动轴中的一部分进行控制，从引导开始经过规定的时间之后，再对其他运动轴进行控制。

2.一种非接触行走式电梯，其特征在于，包括：

沿上下方向敷设在升降通道内的导轨；

沿该导轨进行升降动作的轿厢；

引导装置，设置在该轿厢的与所述导轨相对的部分，通过磁力作用使所述轿厢从所述导轨浮起并以非接触的方式进行行走引导；

控制装置，在以轿厢门为正面观察所述轿厢的情况下，设所述轿厢门的左右方向为x轴，前后方向为y轴，上下方向为z轴，相对于x，y，z轴转动的方向为θ、ξ、ψ轴，所述控制装置控制所述引导装置以便对所述轿厢的上述x，y，z，θ、ξ、ψ轴中除了z轴之外的五个运动轴产生磁力，所述控制装置具有分别针对所述除了z轴之外的五个运动轴设定的控制增益，对于所述除了z轴之外的五个运动轴中特定的运动轴，从引导开始以用于产生引导所需要的磁力的控制增益进行控制，对于其他运动轴，引导开始时以设定为比用于产生引导所需要的磁力的控制增益低的控制增益进行控制，从引导开始经过规定的时间后，以规定的控制增益对所述除了z轴之外的五个运动轴进行控制。

3.如权利要求2所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述控制装置具有用于调整所述除了z轴之外的五个运动轴的控制增益的值的增益系数，在引导开始时，改变所述除了z轴之外的五个运动轴中一部分或全部控制增益的增益系数，经过规定的时间之后，将所述除了z轴之外的五个运动轴的控制增益的增益系数设定为规定的值来进行控制。

4.如权利要求3所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述控制装置在引导开始时，将所述除了z轴之外的五个运动轴中特定的运动轴的增益系数设定为比其他运动轴的增益系数大，经过规定的时间后，减小所述特定的运动轴的增益系数和上述其他运动轴的增益系数之间的相对差。

5.如权利要求3所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述控制装置在使某增益系数变为别的增益系数时，设置转变时间，在此期间使该增益系数缓慢变化。

6.如权利要求5所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述控制装置使某增益系数在所述转变时间期间线性变化为别的增益系数。

7.如权利要求5所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述控制装置通过低通滤波器使某增益系数在所述转变时间期间变化为别的增益系数。

8.如权利要求1所述的非接触行走式电梯，其特征在于，

所述引导装置包括具有电磁铁的磁铁单元，

所述控制装置通过控制对所述电磁铁励磁的电流，使得所述轿厢不与所述导轨接触来对所述轿厢进行行走引导。

9.如权利要求1所述的非接触行走式电梯，其特征在于，

所述引导装置包括具有电磁铁和永久磁铁的磁铁单元，

所述控制装置通过控制对所述电磁铁励磁的电流，使得所述轿厢不与所述导轨接触来对所述轿厢进行行走引导。

10.如权利要求9所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述控制装置在使得所述轿厢不与所述导轨接触来对所述轿厢进行行走引导的同时，不管是否有作用到所述轿厢的外力，将对所述电磁铁励磁的电流的稳态值收敛为零。

11.一种非接触行走式电梯，其特征在于，包括：

沿上下方向敷设在升降通道内的导轨；

沿该导轨进行升降动作的轿厢；

引导装置，设置在轿厢的与上述导轨相对的部分，通过磁力作用使所述轿厢从所述导轨浮起并以非接触的方式进行行走引导；

控制装置，在以轿厢门为正面观察所述轿厢的情况下，设所述轿厢门的左右方向为x轴，前后方向为y轴，上下方向为z轴，相对于x，y，z轴转动的方向为θ、ξ、ψ轴，所述控制装置控制所述引导装置以便对所述轿厢的上述x，y，z，θ、ξ、ψ轴中除了z轴之外的五个运动轴产生磁力，该控制装置具有分别针对所述除了z轴之外的五个运动轴设定的控制增益，所述除了z轴之外的五个运动轴的引导位置在规定范围内时，以在通常状态下引导用的控制增益进行控制，引导位置在规定范围之外时，则以与在通常状态下引导用的控制增益不同的控制增益来控制一部分或全部的运动轴的控制增益。

12.如权利要求11所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述控制装置具有调整所述除了z轴之外的五个运动轴的控制增益的值的增益系数，

当所述除了z轴之外的五个运动轴的引导位置在规定范围内时，将增益系数设定为规定的值，当引导位置在规定范围之外时，改变一部分或全部的运动轴的增益系数来进行控制。

13.如权利要求12所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述各控制增益的各增益系数中，至少一个运动轴的增益系数与其他增益系数不同。

14.如权利要求12所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述控制装置在使某增益系数变为别的增益系数时，设置转变时间，在此期间使该增益系数缓慢变化。

15.如权利要求14所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述控制装置使某增益系数在所述转变时间期间线性变化为别的增益系数。

16.如权利要求14所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述控制装置通过低通滤波器使某增益系数在所述转变时间期间变化为别的增益系数。

17.一种非接触行走式电梯，其特征在于，包括：

沿上下方向敷设在升降通道内的导轨；

沿该导轨进行升降动作的轿厢；

引导装置，设置在该轿厢的与所述导轨相对的部分，通过磁力作用使所述轿厢从所述导轨浮起并以非接触的方式进行行走引导；

控制装置，在以轿厢门为正面观察所述轿厢的情况下，设所述轿厢门的左右方向为x轴，前后方向为y轴，上下方向为z轴，相对于x，y，z轴转动的方向为θ、ξ、ψ轴，所述控制装置控制所述引导装置以便对所述轿厢的上述x，y，z，θ、ξ、ψ轴中除了z轴之外的五个运动轴产生磁力，该控制装置具有针对各所述除了z轴之外的五个运动轴设定的至少两种的控制增益，并根据所述除了z轴之外的五个运动轴的状态切换所述各控制增益来进行控制。

18.如权利要求17所述的非接触行走式电梯，其特征在于，

所述控制装置具有针对所述除了z轴之外的五个运动轴设定的第一控制增益和第二控制增益，

引导开始时，采用所述第二控制增益来对所述除了z轴之外的五个运动轴的一部分或全部进行控制，经过规定时间后，采用所述第一控制增益对所述除了z轴之外的五个运动轴的全部进行控制。

19.如权利要求17所述的非接触行走式电梯，其特征在于，

所述控制装置具有针对各所述除了z轴之外的五个运动轴设定的第一控制增益和第二控制增益，

当所述除了z轴之外的五个运动轴的引导位置在规定范围内时，采用所述第一控制增益进行控制，当引导位置在规定范围之外时，采用所述第二控制增益对所述除了z轴之外的五个运动轴的一部分或全部进行控制。

20.如权利要求18所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述第二控制增益的至少一个设定得比所述第一控制增益大。

21.如权利要求19所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述第二控制增益的至少一个设定得比所述第一控制增益大。

22.如权利要求17所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述控制装置在使某控制增益变为别的控制增益时，设置转变时间，在此期间使该控制增益缓慢变化。

23.如权利要求22所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述控制装置使某控制增益在所述转变时间期间线性变化为别的控制增益。

24.如权利要求22所述的非接触行走式电梯，其特征在于，所述控制装置通过低通滤波器使某控制增益在所述转变时间期间变化为别的控制增益。

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