CN102428633A - 制动机构的改进及与制动机构相关的改进 - Google Patents

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Abstract

一种涡流制动机构，包括：转子，所述转子能够绕转子轴线转动；至少一个导电构件，所述至少一个导电构件联接至所述转子用于随所述转子转动；至少一个磁体，所述至少一个磁体构造为施加至少部分地正交于传导性构件的转动平面延伸的磁场，并且其特征在于，所述转子转动时，所述传导性构件构造为从所述转子轴线至少部分地径向运动至所述外加磁场中。

Description

制动机构的改进及与制动机构相关的改进
技术领域
本发明涉及制动机构的改进以及与制动机构相关的改进，更具体地涉及一种改进的涡流制动机构。
背景技术
涡流制动系统用在一系列应用中以提供非接触制动，并且由于制动表面之间不存在摩擦接触而提供优于传统摩擦制动器的显著优点。
涡流制动器基于以下原理工作：当导体运动穿过磁场(或反之)时，相对运动在导体内感应出循环的电流“漩涡”。电流漩涡又感应出抵抗外加电磁场的作用的磁场。因此，涡流制动器利用该相抗的磁场作为导体在磁场中运动的制动器，反之亦然。涡流磁场的强度、进而抵抗力取决于多个因素，包括：
——外加磁场的强度；
——穿过导体的磁通量；
——导体和磁场的几何尺度，例如尺寸、物理分隔；
——导体的电导率；和
——导体和磁场之间的相对速度。
因此，通过变化上述参数中的任意一个或多个来获得可变制动力。
为了有助于清晰而避免冗长，在此参考要求用于转动构件的制动力矩的应用，更具体地关于本发明对其具有特别应用的自动保护系统。然而，本文对自动保护系统的参考不应看作限制，而是可以由本领域普通技术人员理解，存在涡流制动系统的不计其数的应用。
转子相对于磁场的转动速度(角速度)将在本文被称为“转动速度”，或方便地缩略为“速度”。
转动板式涡流制动系统通常使用顺磁性传导性盘，该顺磁性传导性盘构造为在正交于由位于盘的一侧或两侧的磁体施加的磁场的平面内转动。当盘相对于磁场转动时，产生涡流及相应的磁场。由此，向转动的盘施加制动力矩。导体与磁体之间的更高的相对速度将产生更高的制动力矩，由此可能限制转动速度。
在达到阈值“特性速度”之前，制动力矩仅与速度线性地成比例。在此特性速度之上，制动力矩对速度的响应变为非线性的，并且达到最大值，之后开始随着进一步的速度增加而减小。此特性在图1中图示。图1示出了典型盘式涡流制动系统的制动力矩与转动速度的近似曲线图。特性速度取决于盘的电阻，而盘的电阻则取决于盘的温度、材料、导磁率和结构。
在特性速度之下操作的典型涡流盘系统的制动力矩近似由如下关系确定：
T∝AdB2R2ω
其中，制动力矩T成比例于：
A：与磁场相交的导体的表面积；
B2：外加磁场强度的平方；
d：盘的厚度；
R2：从转动轴线至磁场中导体的半径(距离)的平方；
ω：转动速度。
因此，制动力矩的非线性响应可以通过变化磁场强度B和/或至转动中心R的距离实现。
磁场可以由永磁体和/或电磁体供应。磁场强度取决于磁场密度和磁回路的构造，即所使用的材料和系统中部件的空间位置。
对于永磁体系统，磁回路的变化(例如A、d或R的变化)是改换制动力矩最有效的方式。因此，典型的涡流制动系统将磁体朝向盘的周缘设置从而使R最大。
普通的磁回路构造利用安置在盘的一侧或两侧上的永磁体，其中每个磁体后面具有钢背衬。设置钢板以增强磁场强度，同时为磁体提供结构性支承。
自动保护装置用在攀登、滑降之类中以控制攀登者的下降速率。自动保护装置还在攀登者上升时自动地缩回绳缆以保持绳缆张紧，从而避免绳缆中出现松弛。
现有的自动保护系统通常使用摩擦制动或液压阻尼机构来控制下降速率。与涡流制动器相比较，摩擦制动器很明显具有缺点，因为摩擦接触涉及产生大量的热、磨损和相应的安全问题。液压阻尼机构昂贵且易出现泄漏、压力和校准问题。
理想的自动保护系统将以最小的摩擦和相应的磨损提供恒定或可控的下降速率，同时还在小的紧凑型装置中提供充足的制动力。
现有技术中存在各种涡流制动系统。然而，没有一种现有技术的系统看起来适于自动保护中的应用或在施加的力矩可能变化的情况下要求恒定的转动速度的其他应用。
典型的现有技术板式制动系统使用各种磁回路构造，并且具有伴随的优缺点。下面描述典型现有技术的示例。
Sugimoto的专利US 4,567,963中描述了一种现有技术板式涡流制动装置，该现有技术板式涡流制动装置包括传导性盘，该传导性盘通过超速传动齿轮装置联接至转子，以使该盘以比转子成比例更大的转动速度转动。转子包括线轴，从该线轴分配绳缆。一系列永磁体被附连至平行于盘的转动平面延伸、并且相对于转动轴线间隔开的铁板。这些磁体在转动过程中在盘内产生涡流，并且按理产生相应的磁场和制动作用。该Sugimoto系统还包括散热片以辅助由盘中的涡流产生的热量的消散。随着转动速度(ω)增大，转子的转动由不断增大的力缓速。超速传动装置提供与盘直接联接至转子相比增加的缓速力，因此，在Sugimoto装置中，上述力矩关系将类似于T∝AdB2R2kω，其中，k是超速传动齿轮比。
尽管Sugimoto装置可能比简单的板式系统更有效，但是其不能调整以变化所施加的制动力，并且依赖于超速传动机构即通过增加盘与磁场之间的相对速度来改进制动力。超速传动机构增加了成本、复杂性、尺寸、磨损、增大的生热和失效的可能性。
此外，转子的转动速度仍将随着外加力矩而变化。
Sugimoto装置已经借助于变化转动速度提供了相对于较小装置更大的制动作用。然而，齿轮机构约束尺寸的限值进而约束了可能的小型化程度。因此，Sugimoto装置对于自动保护是不可取的，自动保护需要在频繁和/或长时间使用过程中能够安全可靠操作的紧凑型装置。
在Berges等的专利US 5,342,000中描述了与Sugimoto装置类似的装置。Berges等描述了一种具有离心离合器的板式涡流制动系统，该离心离合器在转子达到足够的转动速度时接合涡流制动系统。
应当注意，Sugimoto或Berges等的装置均不能在不拆卸和不改变超速传动齿轮比或磁场强度的情况下进行调整以控制制动作用。因此，这些装置证明在需要适应不同外加力矩的应用中是不方便的。
已经进行了种种尝试以提供可变制动系统，示例性装置在Muramatsu的专利US 4,612,469、Imanishi等的专利EP 1,480,320、Reiser的专利US 3,721,394和Gersemsky等的专利US 6,460,828中描述。
Muramatsu装置具有能够相对于磁体阵列手动调整位置的转动盘，从而提供在其中改变由该盘相交的磁场面积(A)的装置。Muramatsu装置可以是可调整的以改变制动作用和能够获得的最大制动力矩，但仍受到盘的尺寸和磁体的强度的约束，由此证明在较小尺寸有利情况下例如对于自动保护装置的情况下是不方便的。此外，Muramatsu装置必须手动变化。
Imanishi等描述的装置基于与Muramatsu描述的相类似的原理工作。然而，Imanishi等的系统不是改变与磁场相交的盘面积，而是使用附连至线性驱动器的磁体阵列，从而使阵列沿轴向远离盘或朝向盘运动，以分别减小或增加分隔和与盘相交的磁通量。与Muramatsu装置一样，Imanishi等的制动作用不能自动地调整以适应不同的外加力矩。
Reiser等的专利US 3,721,394中描述了Imanishi等的装置的自动化变体，并将绳缆线轴联接至传导性盘，传导性盘设置在磁体阵列上方，两者之间具有弹簧。绳缆从线轴解开时，弹簧上的重量减小，弹簧延伸，增加了盘与磁体之间的间隔，由此在绳缆解开时减小了制动作用。弹簧被校准从而在绳缆解开时使线轴的转动速度保持恒定。Reiser系统依赖于静态支承装置和线轴中的不同的重量改变，因此不适于自动保护装置。此外，Reiser装置的制动作用仅随转动速度和磁场强度变化，而不随外加力矩变化。
Gersemsky等的专利US 6,460,828中描述了用于起重器械的制动器，该制动器使用改变磁体相对于转动传导性盘的位置的磁回路。磁体附连至枢转臂的自由端，弹簧附连至该自由端并附连至与盘相邻的静止点。盘转动时，感应的涡流提供对盘的制动作用以抑制转动。反作用力通过制动作用施加于磁体以使该臂枢转，从而使磁体径向向外运动以增加制动力矩。弹簧将压缩并抵抗此反作用力，由此提供对盘的制动作用。盘的反向转动将产生相反的反作用力，该相反的反作用力将沿着相反方向迫压磁体，随后弹簧延伸并抵抗反作用力以施加制动作用。因此，Gersemsky等的系统提供足够的制动作用，与盘的转动方向无关。作为不断增加的相对速度的结果，磁体的径向运动也增加制动作用。
尽管达到了其目的，但由于所施加的制动力矩仅取决于磁体的相对速度(与转动速度和到转动轴线的半径成比例)，故而Gersemsky等的系统在适应性上受限。此外，自动保护装置通常需要仅沿一个方向的制动，因此，诸如Gersemsky等的系统的通用制动装置可能是不适合的。
因此，提供能够在广泛的外加载荷或力矩下限制转子的转动速度的涡流制动机构将是有利的。
本发明的目标是解决上述问题，或者至少为公众提供有用的选择。
包括在本说明书中引用的任何专利或专利申请的所有参考文献均通过参引包含在本文中。没认为任何参考文献构成现有技术。参考文献的讨论陈述了其作者所主张的，而申请人保留质疑所引用的文献的准确性和相关性的权利。可以很显然地理解，尽管在本文述及多个现有技术公开物；但这种参考不承认任何这些文献构成在本领域中、在新西兰或在其他任何国家的公知常识。
公认的，在不同的司法裁判权下，术语“包括”可以认为属于排他性或包含性意义中的任意一个。出于本说明书的目的，除非另行指出，否则术语“包括”应当具有包含性意义——即理解为不仅包括其直接引用的所列出的部件，而且还包括其他非特定部件或元件。此基本原理还将在关于方法或过程中一个或多个步骤而使用术语“包括在”或“包括”时使用。
根据仅以示例方式给出的下文描述，本发明的其他方面和优点将变得很清楚。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种涡流制动机构，包括：
——转子，所述转子能够绕转子轴线转动；
——至少一个导电构件，所述至少一个导电构件联接至所述转子用于随所述转子转动；
——至少一个磁体，所述至少一个磁体构造为施加至少部分地正交于传导性构件的转动平面延伸的磁场，并且
其特征在于，所述转子转动时，所述传导性构件构造为从所述转子轴线至少部分地径向运动至所述外加磁场中。
一般而言，当传导性构件与磁场相交时，传导性构件穿过外加磁场的运动感应出传感性构件中的涡流。
为了有助于清晰而避免冗长，本文将参考联接至转子的传导性构件。然而，可以理解，“反向”构造也是可能的，并且在本发明的范围内。此“反向”构造可以具有联接至转子的磁体，并且构造为朝向传导性构件运动，使得传导性构件将与磁场相交。
为了有助于清晰而避免冗长，本发明将在本文中关于本发明对其具有特别应用的用于自动保护的制动机构进行描述。然而，应当理解，本发明可以在其他转动制动或缓速应用中使用，因此本文对自动保护的参引仅仅是示例性的，并且不应看作是限制性的。
还可以理解，本发明也可以通过将转子例如借助于凸轮或链式驱动机构联接至线性装置而用于线性制动应用中。
本文提及的传导性构件的“径向”运动应当理解为包括部件沿着朝向或远离转子和/或传导性构件的转动轴线的方向的任何运动，并且应解释为包括线性和非线性的径向运动。
本文提及的“向外”径向运动指沿着远离转动轴线的方向的运动，类似地，“向内”指朝向转动轴线的方向。
本文提及的传导性构件“联接”至转子应当理解为表示使传导性构件随转子转动的任意直接或间接的连接。还应当理解，该连接不需要是机械式的。
为了有助于清晰，由磁体施加的磁场在本文将称作“外加”磁场，而由传导性构件中的涡流产生的磁场则称作“反应”磁场。
在优选实施方式中，传导性构件中感应出的涡流产生抵抗外加磁场的反应磁场。因此，由相抗的“外加”磁场与“反应”磁场产生的反作用力被传递至传导性构件以抵抗其运动。由于传导性构件联接至转子，故而转子的转动也受到反作用力的抵抗。
如本文所用，术语“制动器”或“制动”分别指用于施加抵抗物体运动的力的任何设备或过程。
如本文所用，术语“转子”指任何可转动元件，可包括：驱动轴、轴、齿轮、螺钉、盘、车轮、嵌齿、其组合或任何其他可转动构件。
如本文所用，术语“传导性构件”指任何导电、优选非含铁构件。
如本文所用，术语“磁体”指能够产生磁场的任何磁体或装置，并且可以包括电磁体、“永”磁体、“暂时”磁体、磁化铁磁材料或者其任意组合。
优选地，传导性构件构造为从转子轴线至少部分地径向运动至磁场中。
优选地，传导性构件绕转子轴线随转子转动。
应当理解，传导性构件无需直接连接至转子，也可能反而通过中间齿轮或其他联接装置连接。在这种实施方式中，附连至传导性构件的齿轮或联接装置可以认为是“转子”或转子的一部分。
还应当理解，在传导性构件间接联接至转子的这种实施方式中，传导性构件可以绕平行于或不平行于转子轴线的另一轴线转动。
在另一实施方式中，转子可以通过超速、低速齿轮传动装置联接至输入轴之类，使转子以不同于输入轴的速度转动。
优选地，转子联接至线轴并且构造为随着线轴转动。因此，可以借助于通过制动机构控制转子的转动速度来控制绳缆从线轴分配或缩回的速率。
优选地，制动机构包括多个导电构件(此后简称作传导性构件)。
可以借助于增加运动穿过外加磁场的传导性构件的数量来增加制动作用。然而，传导性构件的数量和尺寸将受到应用的尺寸和重量约束的限制。因此，例如在自动保护应用中，优选地设置三个所述传导性构件。
优选地，传导性构件枢转地附连至转子，并构造为绕枢转轴线枢转，以在转子转动时至少部分地径向运动至外加磁场中。
优选地，传导性构件在偏心于转子轴线的点处枢转地附连至转子。
传导性构件优选地具有偏心于枢轴和转子轴线的质量中心(或质心)。因此，传导性构件将作为由转子经由枢转连接部施加于传导性构件的力矩、以及施加于定中心于质心上的传导性构件上的离心作用的结果而枢转。离心作用的强度取决于转子速度和外加力矩，因此传导性构件将以取决于转子速度以及作为外加力矩的结果的速率径向运动。
在另一实施方式中，质量中心(或质心)可以位于枢转轴线处。例如，传导性构件可以成形为关于枢转轴线具有均匀质量分布的抗衡布置。这种实施方式提供了径向力直接绕枢转轴线的转移，因而不向臂施加关于枢转轴线的转矩。因此，此实施方式中的制动响应独立于施加在臂质量上的径向力。
应当理解，传导性构件可以是适于该应用的任意形状。传导性构件的形状确定由传导性构件在径向运动至磁场中时相交的磁场的面积、产生的涡流和反应磁场、进而相应的制动力矩。可以修改传导性构件的形状以修改应用所要求的制动力矩特性。
优选地，诸如弹簧或其他偏置构件/机构的偏置装置的一端在远离枢转轴线的点处附连至传导性构件，而另一端在一个位置处附连至转子以提供抵抗由于转子转动产生的传导性构件的径向运动的偏置力。因此，偏置装置的校准提供了用于控制传导性构件的径向运动的速率进而传导性构件与外加磁场相交的面积的方法。在运动穿过外加磁场的过程中施加于传导性构件的制动力也可以通过偏置装置和/或通过传导性构件到转子的附连施加于转子。
优选地，偏置装置包括校准机构，该校准机构能够选择性地增加和/或减少所施加的偏置装置的偏置力的水平。这种校准机构可以例如借助于张紧螺钉提供，该张紧螺钉能够可逆地缩回/延伸弹簧，以此调整所施加的偏置装置的偏置力。这种张紧螺钉可以证明在无需拆卸以调整或替换偏置装置的情况下快速而容易地校准制动机构中是有用的。在自动保护应用中，这种快速的校准可以证明在有必要改变所要求的最大转动速度的情况下是重要的。
可以理解，偏置装置可以构造为使传导性构件根据各应用的要求朝向或远离外加磁场偏置。例如，在要求通过增加外加力矩来增加制动力矩(以防止加速)的应用中，偏置装置优选地使传导性构件径向偏置出外加磁场。
在替代性实施方式中，(对于要求通过外加力矩减小制动力矩的应用)偏置装置可以附连至传导性构件并附连至转子，以提供对传导性构件的偏置力，从而使传导性构件径向运动至外加磁场中。传导性构件可以构造为例如通过提供配重或将质心设置在枢转轴线的与偏置装置附连装置相对的一侧而在转动时径向向内运动。可以例如通过将传导性构件设置在能够绕中间点枢转的杆的一端上、而杆的另一端具有构造为当转子转动时在离心作用下向外运动的配重来获得这种实施方式。可以将传导性构件或替代性地可以将配重通过偏置装置附连至转子以便将传导性构件向外加磁场偏置。因此，转子转动时，杆将抵抗施加于传导性构件的偏置力和制动力矩而使传导性构件枢转远离磁场。
优选地，偏置装置沿着将要制动的转动方向在与偏心枢转轴线间隔开的位置处附连至转子。
在替代性实施方式中，偏置装置可以设置为在一端附连至转子而在另一端处附连至绕枢转轴线的传导性构件的扭转弹簧或类似弹簧，扭转弹簧构造为抵抗传导性构件朝向或远离(取决于应用)磁场的枢转。
上述弹簧构造优选地分别通过传导性构件与外加磁场相交的最大和最小面积，将传导性构件的枢转范围约束在最大和最小弹簧延伸之间。
枢转范围还优选地约束到枢转轴线的一侧，以保证制动力矩仅沿着一个转动方向而不会在相反方向上施加。这种“单向”构造在自动保护应用中是有用的，在自动保护应用中不期望当上升时在绳缆上有制动作用，因为这将抵抗绳缆缩回机构并且可能产生绳缆中的松弛。
传导性构件向磁场运动的速率取决于施加在传导性构件上的外加力矩、“弹簧”偏置力和反作用离心力，即如果抵抗弹簧偏置力的外加力矩的分量和离心力(取决于转动速度和传导性构件质量)大于弹簧偏置力，则传导性构件将朝向磁场运动。弹簧延伸时，弹簧“偏置力”或回复力FS近似根据FS＝kx而增加，其中k是弹簧常数，而x是从平衡位置的延伸。一旦传导性构件在磁场中，则涡流反作用力将增加至由外加力矩和离心力引起的枢转，因此弹簧偏置力抵抗全部三个力，因此弹簧将延伸，直至回复力等于绕枢转轴线施加于传导性构件的力矩。
优选地，制动机构包括多个永磁体，该多个永磁体布置成与转子同心的大体圆形或弧形的磁体阵列。
在替代性实施方式中，制动机构可以包括多个永磁体，该多个永磁布置成线性阵列，例如布置成方形或三角形阵列，其中转动轴线大体在其中心。
优选地，两个所述阵列设置在传导性构件的转动平面的相对侧上，具有相反极的每个阵列的磁体大致彼此相对。因此产生在相对磁体的相反的极(北极对南极)之间、优选地沿着大致垂直于传导性构件的转动平面的方向延伸的磁场。
在替代性实施方式中，一个阵列可以设置在转子的一侧上，钢或铁磁性板则位于另一侧上。然而，可以理解，这种“一侧式”磁体阵列可能提供比相比较的两侧式阵列更弱的磁场。
在另一实施方式中，设置在传导性构件一侧或两侧上的磁体阵列可以设置为哈尔巴赫或类似构造，从而沿着传导性构件的方向集中磁场。
优选地，磁体阵列设置有在传导性构件相对“外”侧附连至磁体表面的钢或其他铁磁性背衬。
在又一实施方式中，磁体可设置为成形为为包围转子和传导性构件的单个磁体，这样传导性构件的径向运动将造成传导性构件与外加磁场相交。
可以理解，为了产生涡流作用，传导性构件必须与磁场相交并相对于磁场运动。通过示例，这可以通过如下方式获得：
a)将磁体固定在位并转动转子和传导性构件，使得传导性构件与磁场相交并运动穿过磁场，反之亦然；或
b)以不同角速度转动传导性构件和磁体，例如转子和传导性构件可以构造为沿着与磁体相同的方向但以更大的角速度转动，或者替代性地，磁体可以构造为沿着与传导性构件的转动方向相反的方向转动。
因此，在一个优选实施方式中，磁体固定在位从而磁体不随转子转动，转子和传导性构件能够相对于磁体转动，使得传导性构件与磁场相交并运动穿过磁场。应当理解，本实施方式中使用的术语“固定”指磁体相对于转子静止，例如类似于马达定子。因此，术语“固定”不应解释为表示磁体相对于任何壳体、上部构造或其他物体固定在位。
在优选实施方式中，磁体构造为在转子转动时以与转子的角速度不同的角速度转动。
转子转动时，(一个或多个)磁体相对于转子的转动提供了改变相对角速度因而改变制动力矩强度的机构。(一个或多个)磁体可以沿着与转子相同的方向转动以减小制动力矩，或沿着相反方向转动以增加制动力矩。
在优选实施方式中，磁体联接至转子，以沿着与转子的转动方向大致相反的方向随转子转动。
在优选实施方式中，转子通过联接传动装置联接至磁体。
在此实施方式中，联接传动装置可以用于改换转子(和传导性构件)相对于磁体的相对角速度，其中外加力矩通过联接传动装置驱动连接至磁体并联接至转子的鼓。在替代性实施方式中，可能反过来布置。
贯穿本说明书所提及的联接传动装置应当理解为指用于在其所联接的两个物品之间传递动力的机构。联接传动装置可以是机械式、或者流体齿轮传动装置、或链式驱动或摩擦联接装置、或本领域普通技术人员熟知的任何其他这种传动装置。
例如，齿轮传动装置可以构造为使(一个或多个)磁体沿着与转子的转动方向相反的方向转动，由此可能倍增传导性构件与磁体之间的相对速度。
因此，此制动机构可以通过增加传导性构件与磁体之间的相对速度获得增加的制动作用，而不显著增加材料或尺寸。
在其他实施方式中，转子可以通过多种装置，包括通过链式驱动或摩擦联接装置联接至磁体。
在另一实施方式中，可以设置止动件以限制传导性构件的径向运动范围。
优选地，止动件安置为将传导性构件的径向运动限制于所相交的最大磁场的位置。
可以利用这种止动件在传导性构件在磁场中时，通过有效地相对于转子“固定”传导性构件而将施加于传导性构件的制动力转移给转子。
此外，设置这种止动件提供了“安全”结构以保证如果偏置装置断开、分离或然则失效，传导性构件仍将向转子施加(优选地最大的)制动力矩。没有这种止动件，则传导性构件可能移出磁场而不再施加制动力矩。
在替代性实施方式中，止动件可以设置为偏置的棘齿机构的一部分，传导性构件抵抗偏置力运动至渐进的径向位置，进而产生渐进的制动力矩水平。
根据本发明的另一方面，提供了一种涡流制动机构，包括：
——转子，该转子能够绕转子轴线转动；
——至少一个导电构件，该至少一个导电构件联接至转子而随转子转动；
——至少一个磁体，该至少一个磁体构造为施加至少部分地正交于传导性构件的转动平面延伸的磁场；并且
其特征在于，在转子转动时，传导性构件构造为从转子轴线径向向外运动至外加磁场中，当传导性构件与磁场相交时，传导性构件穿过外加磁场的运动由此感应出传导性构件中的涡流。
优选地，磁场主要地大致正交于传导性构件的转动平面延伸。
优选地，设置有多个磁体和传导性构件，每个传导性构件均能够可逆地运动至由一个或多个磁体施加的磁场中。
优选地，传导性构件构造为响应于转子的转动从转子轴线沿着径向轨道相对于转子运动。
优选地，传导性构件构造为作为由联接的转子施加的径向加速度的结果运动至磁场中，因此传导性构件相对于转子径向向外运动。
优选地，诸如弹簧或等效偏置构件/机构的偏置装置附连至传导性构件并附连至转子，以提供抵抗传导性构件的向外径向运动的偏置力。因此，偏置装置的校准提供了用于控制传导性构件的径向运动速率进而控制传导性构件与磁场相交的面积的方法。
因此，此“线性”实施方式提供了独立于转子转动方向工作的制动机构。
可以通过改变偏置力的水平来修改和校准施加于“线性”和“枢转”(即具有枢转的传导性构件)实施方式的制动力矩的构造，由此提供适应要求特定制动力矩曲线图的应用的有效方法。
根据本发明的涡流制动机构可以构造为使转子的转动速度在一定范围的外加力矩(“操作范围”)上是恒定的，外加力矩是施加于转子使其转动的力。在(操作范围内的)外加力矩的任何增加与导体与更多磁场相交感应出的涡流导致的制动力矩的相等反向增加相平衡时，上述恒定转动速度可能会因此而增加。
因此，当转子初始开始转动时，根据本发明的涡流制动机构与现有技术的装置相类似地工作，即转动速度大致线性地随外加力矩增加。这种情况持续，直至联接至转子以随转子转动的电导体进入磁体的外加磁场。导体穿过磁场的运动感应出导体内的涡流，该涡流抵抗穿过磁场的运动，由此提供对导体的运动的制动力。制动力的大小取决于多种因素，包括导体与磁场相交的程度和场的强度。
在根据本发明的涡流制动机构中，磁场强度、导体构造和偏置机构均可以选择为使得在要求的力矩的整个操作范围内，施加于转子的力矩的增加被制动力矩的相等反向增加平衡，由此产生在整个操作范围内转子的恒定转动速度。
在本发明的特定实施方式下，在一些外加力矩下，导体可能与可能的磁场的最大面积相交。在此力矩下，制动力矩也处于最大值。因此，当外加扭矩进一步增加时，转动速度将再次变得相对于外加力矩的增加大致呈线性关系。
根据本发明的另一方面，提供了一种绳缆分配装置，包括：
大致如上文描述的制动机构，和
线轴绳缆，该线轴绳缆联接至转子和/或传导性构件以随转子和/或传导性构件转动。
优选地，该绳缆分配装置是自动保护装置。
优选地，转子和/或线轴包括用于抵抗绳缆从线轴的延伸的偏置缩回机构，该缩回机构构造为当施加于绳缆的张紧力落至低于预定水平时缩回绳缆。
如本文所用，术语“绳缆”指任何缆线、绳子、细绳、链子、导线、带或任何其他一段柔性材料。
根据本发明的另一方面，提供一种制动物体的转动的方法，该方法包括如下步骤：
——将传导性构件联接至物体而随物体转动；
——设置至少一个磁体，该至少一个磁体构造为施加至少部分地正交于可转动传导性构件的转动平面延伸的磁场；
——将传导性构件构造为在物体转动时运动至磁场中。
根据本发明的另一方面，提供了一种大致如上文描述的制动物体的转动的方法，还包括如下步骤：
——转动物体，因此使传导性构件运动至磁场中，由此在传导性构件中感应出涡流。
因此，本发明可以通过提供一种涡流制动机构来提供相对于现有技术的显著优点，该涡流制动机构能够做到如下的一个或多个：
在一定的外加力矩范围内，将速度限制为恒定水平；
使用紧凑型设备施加足够的制动力矩；
提供用于与自动下降器/自动保护装置一起使用的涡流制动器。
可以理解，本发明可能因此发现特别用于多种应用中的速度控制和/或制动的特别用途，例如通过示例的方式，对如下设备的速度控制：
风力涡轮机、水力涡轮机和其他转动涡轮机中的转子；
例如划船运动练习器、周转训练机的训练设备；
过山车和其他娱乐乘坐装置；
升降电梯和自动扶梯系统；
疏散下降机和防火梯装置；
传送系统；
工厂生产设施中的转动驱动器；
诸如传送带的物料处理装置，或者例如斜槽中的制动装置，或者控制物品滑下滑道的下降速率；
动态显示指示牌，例如在控制转动标记的转动速度中；
路边安全系统，例如可以将制动器连接在系统中以通过制动中的能量耗散来提供碰撞衰减。
事实上，本发明可以用在任何转动制动和/或速度限制系统中。
附图说明
通过仅以示例性方式给出并参照附图的下文描述，本发明的更多特征和优点将变得显而易见，图中：
图1示出了示例性现有技术的涡流制动机构的“力矩-速度”曲线图；
图2a示出了转子静止时根据本发明一个优选实施方式的涡流制动机构的示意性平面图；
图2b示出了转子在中等制动力矩下转动时图2a所示涡流制动机构的示意性平面图；
图2c示出了转子在最大制动力矩下转动时图2a和图2b所示涡流制动机构的示意性平面图；
图3示出了图2所示涡流制动机构的局部示意性侧视图；
图4示出了图2和图3中示出的涡流制动机构的替代性构造的局部示意性侧视图；
图5a示出了当力矩初始施加于转子时(即“起动”时)图2和图3中示出的涡流制动机构的受力图；
图5b示出了当外加力矩增加时图2和图3中示出的涡流制动机构的受力图；
图5c示出了当施加的恒定力矩与制动力矩相同时(即处于“稳定状态”时)图2和图3中示出的涡流制动机构的受力图；
图5d示出了处于最大制动扭矩的图2和图3中示出的涡流制动机构的受力图；
图5e示出了当外加力矩减小时图2和图3中示出的涡流制动机构的受力图；
图6示出了与图2至图3和图5所示的制动机构一起使用的转子的“力矩-速度”曲线图；
图7示出了与图2至图3和图5所示的制动机构一起使用的转子的“速度-力矩”曲线图；
图8示出了图2至图3和图5所示的制动机构的替代性构造的“速度-力矩”曲线图；
图9示出了图2至图3和图5所示的制动机构的另一替代性构造的“速度-力矩”曲线图；
图10a示出了根据本发明的第二优选实施方式的涡流制动机构的示意性平面图；
图10b示出了图10a中示出的制动机构的局部放大图；和
图11示出了根据本发明另一实施方式的涡流制动机构的示意图。
具体实施方式
图1示出了利用构造为在磁场中转动的传导性盘的示例性现有技术涡流制动机构的“力矩-速度”曲线图。当该盘转动时，盘中感应出涡流，并且产生与外加磁场相抗的反应磁场。该相抗的磁场产生抵抗该盘穿过磁场的反作用力。
施加于盘的制动力矩的大小取决于磁场强度和转动速度，因此，当速度增加时，制动力矩也增加。该系统将根据外加力矩将速度限制为一定的水平。然而，制动力矩进而平衡速度仅在预定操作范围内与速度线性成比例(如图1中示出的)，直至达到阈值“特性速度”(S)，在该阈值“特性速度”(S)处制动力矩变为非线性并达到最高值，之后开始随着速度的增加而减小。
因此，现有技术的系统仅在达到特性速度之前以对外加力矩的线性响应调节速度方面是有效的。因此，这些现有技术的系统不适合于自动保护(auto-belay)和其中可能需要在更宽范围的外加力矩下保持恒定速度的其他应用。
图2a至图2c、图3和图5a至图5e示出了根据本发明一个优选实施方式的涡流制动机构，该涡流制动机构总体上由箭头1指示。为清晰起见，在图5a至图5e中，示出了仅一个传导性构件3附连至转子2。
制动机构1联接至形成自动保护装置(未示出)的一部分的线轴绳缆(未示出)。该线轴绳缆连接至制动机构1的转子2，并将随转子2转动。绳缆23从线轴延伸至用户的线束。转子2具有偏置的缩回机构(未示出)，该缩回机构用于抵抗绳缆23从线轴的延伸，并用于当绳缆张紧力(和外加力矩)减小时(例如当用户在攀登同时升高时)自动地缩回绳缆23。
因此，可以利用制动机构1通过控制转子2的转动速度来调节绳缆从线轴的分配速度。
制动机构1包括转子2和以联接到转子2的枢转臂3的形式设置的三个导电导电构件，该转子2能够绕转子轴线X转动。臂3在偏心于转子轴线X的点8处枢转地附连至转子2。
多个磁体4相对于转子轴线X设置并固定在位。磁体4在臂3和转子2的转动平面的相对侧上形成两个圆形阵列5(图2中仅示出了一个)。
图3示出了位于臂3的转动平面的任一侧的磁体4。
每个磁体5均与转子2同轴地布置，并且施加正交于臂3的转动平面延伸的磁场6。
两个磁体阵列5的磁体4具有大致彼此相对的相反的极。因此，磁场6形成为沿着正交于转子2和臂3的转动平面的方向在相对磁体4的相对的极(北极对南极)之间延伸。
钢或其他铁磁性背衬7(图3中示出)在与臂3相对的一侧上附连至每个磁体阵列5的外表面。此钢背衬7帮助加强磁场6，以及能够保护磁体4免受冲击破坏。
图4中示出了一种替代性构造，其中只有一个磁体阵列5具有钢背衬7。
如从图2a至图2c的过程示出的，一旦向转子2施加切向力FApp(例如由于攀登者下降)，转子2就将转动，并且臂3将绕枢转点8枢转。当施加力FApp使转子2加速时，臂3将运动至外加磁场6中并与磁场6相交。臂3穿过外加磁场6的任意运动(例如当转动时)在臂3中感应出涡流，该涡流又产生抵抗外加磁场6的反应磁场。
臂3具有与磁体阵列5的轮廓相配的弧形外边缘10，这样与磁场6的最大面积相交，同时使臂3的尺寸和重量最小化。臂3成形为当转子静止时嵌套在一起，即每个传导性构件3的“后部”成形为与下一传导性构件3的“前部”抵接。将理解，此处述及转子“静止”是指转子相对于磁场6不转动或运动。
当臂3绕枢转点8枢转时，每个臂3的逐步增大的部分运动至磁场6中并与磁场6相交。臂3还成形为使得在图2a中示出的缩回位置，臂3组合在一起以占据可能的最小量的空间，由此最小化制动机构1的尺寸要求，同时在处于图2b和图2c中示出的磁场6中时的可能制动力矩最大化。
偏置装置以弹簧12的形式设置，该弹簧12在远离枢转轴线8的点13处附连至臂3，并且在沿着将要制动的转动方向R(即图2中示出的顺时针方向)与枢转轴线8间隔开的位置14处附连至转子2。由此，弹簧12提供抵抗臂3的枢转(以及由此径向)运动的偏置。可以改变弹簧12的强度以控制臂3朝向磁场6的运动，并由此控制制动机构1的特性。
臂3的枢转范围由弹簧12约束于一个扇形区，由此保证当沿一个方向转动时，臂3将仅仅运动至磁场6中。这种“单向”构造在其中在上升时不希望在绳缆23上具有制动作用的自动保护应用中是有用的，因为这可能抵抗绳缆缩回机构，并且可能在绳缆23中产生松弛。
转子2附连有安全止动件(未示出)，安全止动件与臂3接合以限制臂3枢转运动的范围。该止动件通过附连至臂3的突出部(未示出)与固定至转子2的刚性槽(未示出)之间的滑动接合形成。该突出部在槽中自由滑动，但受到限制臂3运动范围的槽的长度的限制。因此，止动件(未示出)提供了“安全”结构，以保证如果弹簧12断开、分离或失效，臂3仍将向转子2施加(优选地最大的)制动力矩。当突出部达到槽的长度时，该止动件还辅助将制动力矩传递至转子2。
臂3相对于转子轴线X偏心地安装，使每个臂3具有相对于枢轴8和转子轴线X偏心的质心9，这样当转子2转动时，臂3将径向向外运动并使臂3绕枢转点8枢转。
在自动保护应用中，通过载荷(例如人)在围绕转子2或所连接线轴卷绕的绳缆23上产生张紧力，由此在转子2上施加力矩(TApp＝FApp×r)以引起转动。
外加磁场6在臂3中感应出涡流，并产生抵抗外加磁场6的反应磁场。因此，外加磁场和反应磁场之间的斥力提供抵抗臂3穿过磁场6的运动的反作用力FEDDY。图5a至图5e是示出了施加在每个臂3上的力的局部示意图。为了清晰起见，图5a至图5e中仅示出了一个臂3。
可以理解，图5a至图5e的受力图未示出施加在臂3上的许多且变化的动力的精确、详细的分析，因此示出的力仅仅是简单化和指示性的。提供受力图5a至图5e以示出施加在臂上的主要力的简化示例。图5a至图5e中的每一个均包括一个框图，在框图中增加了主要的力，以示出在质心9处的近似净力。应当理解，这些力仅仅是指示性的，而力线可能不具有精确的长度或者方向。
图5a示出了初始“起动”阶段的涡流制动机构1的受力图，在初始“起动”阶段仅存在切向施加力FApp，而弹簧12未延伸。因为此力FApp切向地施加于转子，所以力矩TApp施加于转子，并且转子从静止状态开始加速。此力FApp的分量(FApp(8)和FApp(13))分别通过枢转点8和弹簧连接部13施加于臂3。
应当理解，在另一构造中，(一个或多个)臂可以成形和安置为使得在起动阶段臂的至少一部分与磁场相交。因此，转子一开始转动，即施加涡流制动作用。
此外，因为臂3连接至转子2，所以当转动时其将在向心加速度下朝向转子轴线X加速。该向心力通过连接部8、13施加于本体。Fcp是通过质心9施加在臂3上抵抗臂3的向心加速度的力。
臂3还具有抵抗运动变化的惯性。为了进行此分析，此惯性将与臂的质量和绕质心9施加的惯性力矩相关。
图5a至图5e中示出的力通过近似公式在下表中详述。可以理解，这些公式和力仅仅是近似和指示性的。
Figure BPA00001462266600221
在图5a中示出的起动状态下，力FApp(8)和FApp(13)的合力FR近似施加在臂3的质心9上。力FApp(8)和FApp(13)各自与质心9的偏移量RFApp(8)和RFApp(13)提供了围绕臂3的质心9的转矩MR。因此，力FR起作用以径向向外使臂3加速，转矩MR起作用以沿着与转子2相同的转动方向转动地加速该臂。
臂3在枢转点8处受约束，但并未刚性地固定在连接部13处。
当臂3由合力FR被向外加速时，该臂相对于转子2沿着逆时针方向绕枢转点8转动，弹簧12延伸，由此增加弹簧偏置力FS和施加力FApp(13)。随着FS的增加，更大比例的TApp通过弹簧12传递至臂3，通过枢轴8的施加力FApp(8)减小。施加在质心9上的合力FR在顺时针运动中改变方向。
当FR的施加方向运动到从轴线X至质心9的径向线前面时，该力沿顺时针方向加速臂3。
图5b示出了使转子2及附连的臂3加速的合力FApp。臂3枢转成其角位移比图5a所示角位移更大，并且现在与磁场6相交。转子2和臂3已获得围绕转子轴线X的角速度，并且臂3在向心加速度的作用下朝向转子轴线X加速。质心9向臂3施加离心力Fcp。
除了转动力，在臂3运动穿过磁场时，还施加有涡流制动力FEDDY。
力FApp(8)、FApp(13)、Fcp和FEDDY的合力FR施加在质心8上以便从转子轴线X进一步向外使臂3加速。产生的臂3绕枢轴8的逆时针转动增加了连接部13与连接部14之间的距离，从而使弹簧12延伸。弹簧12的延伸增加了弹簧偏置力FS，并且相应地增加了施加于连接部13的FApp(13)。
转子2将继续加速，臂3将继续逆时针枢转，直至由弹簧12施加在臂3上的力FApp(13)大得足以平衡施加在臂上的力，使得FR和MR减小为零。此时，经由枢轴8和连接部14传递的FEDDY施加于转子的制动力矩TB等于外加力矩TApp，因此角加速度等于0，而转子2将以恒定速度转动。随后达到图5c中示出的稳定状态的平衡位置。
对施加于转子2的制动力矩TB有贡献的变量可以全部通过弹簧12和质心9的合适校准来控制，因此制动机构1可以提供响应于适合特别应用对制动力矩TB的实质控制。
外加力矩TApp的任意改变将造成臂3的径向位移、由磁场6施加的制动力矩TEDDY和反作用力FR的与之相称的增加。然而，可以理解，能够获得的最大制动力矩TB受到机构1的物理参数的约束。
图5d示出了处于最大径向位移位置的臂3，其中臂3与最大的磁场相交。制动力矩TB等于外加力矩TApp。然而，外加力矩TApp的任何进一步的增加将不会使臂3径向向外运动，因为弹簧已延伸至其最大长度，并且臂3与安全止动件(未示出)接触。因此，制动力矩TB不会进一步增加。因此，外加力矩TApp的任何进一步的增加将使转子2加速。
图5e示出了制动机构1上的减小的外加力矩TApp。
当外加力矩TApp减小时，FApp(8)与之相称的减小以平衡外加力矩TApp，而弹簧偏置力FS暂时保持不变。FApp(8)、FApp(13)、Fcp和FEDDY的合力FR施加在质心9上，从而使臂3朝向转子轴线X向内加速。所产生的臂3绕枢轴8的顺时针转动减小了连接部13与连接部14之间的距离。所产生的弹簧12的延伸的减小造成弹簧偏置力FS和FApp(13)的减小。同时，臂3与磁场6相交的面积减小，涡流制动力FEDDY也相应的减小。
臂3继续绕枢轴8顺时针转动，直至施加在臂3上的力平衡，使得FR的大小为0，相应地质心9的加速度减小为0，因此系统处于平衡状态。此时，通过枢轴8和连接部14传递的涡流制动力FEDDY所产生的制动力矩TB与外加力矩TApp平衡，因此转子2的加速度为0。
因此，可以通过调节弹簧偏置力FS来限制转动速度，以保证制动力矩TB与外加力矩TA成比例地增加，并且两个力在外加力矩的整个“操作范围”上都保持相等。
如上所述，反作用力FEDDY的大小取决于：
■臂3与磁场6相交的面积；
■与臂3相交的磁场6的强度；
■臂3的电阻率；和
■臂3相对于磁场6的相对速度。
图2至图5中示出的制动机构1通过臂3到外加磁场6中的径向运动的变化来提供所相交的外加磁场6的面积A以及臂3与转子轴线X之间的距离R两者的自动变化。因此，在操作范围内，外加力矩TApp的改变将造成施加于转子2的制动力矩TB的与之相称的改变。
可以理解，能够获得的最大制动力矩将取决于机构的物理约束，例如磁体的尺寸和强度，臂3的尺寸、厚度和传导性。此外，在臂3施加足够的制动力矩以限制转动速度之前，转子2必须经受最小外加力矩，进而最小转动加速度和速度。
制动机构1在最大和最小外加力矩之间的操作范围内限制速度。图6和图7中示出了示出操作范围的制动机构1的速度曲线图。
如可以从图6和图7所见，速度最初随着外加力矩TApp一起增加，直至施加在质心9上的合力FR使臂3向外加速至磁场6中，反作用制动力FEDDY被施加。所得到的制动力矩TB将增加，然后等于外加力矩TApp。由于外加力矩TApp持续地与制动力矩TB相当，所以不可能产生加速度，由此转动速度被限制于恒定值。外加力矩TApp的增加与制动力矩TB的增加相当，直至达到相交的磁场6的最大面积情况下的上限，因此产生的磁场反作用力FB仅与速度成比例。在上限之后，速度曲线图类似于现有技术装置，即制动扭矩TB仅随速度变化。
对外加力矩的不同速度响应可以通过改变弹簧偏置实现。图8和图9中示出了替代性速度曲线图的示例。
图8中示出的曲线图能够通过如下方式实现：提供与图6和图7所示实施方式相比相对“较弱”的弹簧(即小的回复偏置和弹簧常数)，使得在整个操作范围内基于磁场相交施加的制动力矩大于外加力矩TA。因此，随着外加力矩TApp的增加，转动速度减小，直至外加力矩TApp超过制动力矩TB。
替代性地，如图9中示出的，可以使用相对“较强”的弹簧(即大的回复偏置和弹簧常数)，使得在操作范围内外加力矩TA超过制动力矩TB。因此，转动速度随着外加力矩TApp的增加而线性增加，直至制动力矩TB超过外加力矩TApp。
因此，可以理解，可以修改本发明以简单地通过调整或改变弹簧12来提供应用所要求的任意速度响应。
图10示出了根据本发明另一实施方式的制动机构100，其中臂以板103的形式设置。板103能够沿着设置在转子102中的轨道101径向运动。板103通过轨道101联接至转子102，使得板随着转子102和轨道101一起转动。弹簧112附连至转子102并附连至板103。延伸时，弹簧112施加偏置力FS以便使板103向转子轴线X偏置。
力矩TApp在板103上施加切向力FApp，而弹簧施加向心力Fcp。弹簧112向转子轴线X的向心加速度造成板103径向向外运动至磁场106中，同时延伸弹簧112。因此，所施加的制动力FB将与板103的切向速度和弹簧偏置力FS成比例变化。
与图2至图5所示制动机构1相比，可以理解，此制动机构100不提供对速度的设定限值，因为板103的运动与转子速度成比例，而非如在制动机构1中那样也与外加力矩成比例。
此“线性”实施方式的磁体阵列(未示出)以与图2和图3中示出的第一优选“枢转”实施方式中示出的相同构造设置。
当板103在任意转子转动下(即主要在离心力作用下)径向向外运动时，此“线性”实施方式提供了独立于转子102的转动方向工作的制动机构100。
尽管制动机构100提供了独立于转动方向的制动作用，但制动力矩仅随着转动速度(进而随着向心加速度)变化而非随外加力矩变化。速度将仅仅在制动力矩等于外加力矩时受限制，因此更大的外加力矩(例如更重的人)将造成速度被限制在比相应“更轻的”人高的平衡速度。因此，此制动机构100不提供图2至图5所示制动机构1的控制水平。
制动机构的另一实施方式由图11中的箭头201总体指示。在此实施方式中，磁体的阵列(204)安装在支架(220)上。具有枢转地安装的导体(203)的转子(202)安装在轴(205)上用于绕转子轴线(X)转动。
支架(220)构造为绕转子轴线(X)转动，并且借助于齿轮传动装置(230)连接至转子轴线(X)。在图11中示出的布置中，齿轮传动装置(230)构造为使得支架(220)(包括磁体阵列(204))在与转子(202)(和导体(203))相反的方向上转动，因而增加转子(202)和导体构件(203)相对于磁体阵列(204)的相对角速度。制动机构的这种布置可以获得增加的制动作用。
已经仅以示例方式描述了本发明的方面，应当理解，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以对其进行修改和添加。

Claims (36)

1.一种涡流制动机构，包括：
转子，所述转子能够绕转子轴线转动；
至少一个导电构件，所述至少一个导电构件联接至所述转子用于随所述转子转动；
至少一个磁体，所述至少一个磁体构造为施加至少部分地正交于传导性构件的转动平面延伸的磁场，并且
其特征在于，所述转子转动时，所述传导性构件构造为从所述转子轴线至少部分地径向运动至所述外加磁场中。
2.如权利要求1所述的涡流制动机构，其中，所述传导性构件绕所述转子轴线转动。
3.如权利要求1或2中任一项所述的涡流制动机构，其中，所述磁体构造为在所述转子转动时以与所述转子的角速度不同的角速度转动。
4.如权利要求3所述的涡流制动机构，其中，所述磁体联接至所述转子用于在与所述转子的转动方向大致相反的方向上随所述转子转动。
5.如权利要求3或4中任一项所述的涡流制动机构，其中，所述转子通过联接传动装置联接至所述磁体。
6.如前述权利要求中任一项所述的涡流制动机构，其中，所述转子通过联接传动装置联接至输入轴，使得所述转子以与所述输入轴的转动速度不同的转动速度转动。
7.如前述权利要求中任一项所述的涡流制动机构，其中，所述转子联接至线轴绳缆，并且构造为随着所述线轴绳缆转动。
8.如前述权利要求中任一项所述的涡流制动机构，其中，所述传导性构件枢转地附连至所述转子，并且构造为绕枢转轴线枢转，以便在所述转子转动时至少部分地径向运动至外加磁场中。
9.如权利要求8所述的涡流制动机构，其中，所述传导性构件具有位于枢轴和所述转子轴线上或者偏心于所述枢轴和所述转子轴线的质心。
10.如权利要求8或权利要求9所述的涡流制动机构，其中，所述传导性构件在偏心于所述转子轴线的点处枢转地附连至所述转子。
11.如前述权利要求中任一项所述的涡流制动机构，其中，偏置装置在远离所述枢转轴线的点处附连至所述传导性构件，并且在一个位置处附连至所述转子以提供抵抗由于所述转子转动产生的传导性构件的运动的偏置力。
12.如权利要求11所述的涡流制动机构，其中，所述偏置装置包括校准机构，所述校准机构能够选择性地增加和/或减少所施加的偏置装置的偏置力的水平。
13.如权利要求11或权利要求12所述的涡流制动机构，其中，所述偏置装置在沿着将要制动的转动方向与偏心的枢转轴线间隔开的位置处附连至所述转子。
14.如权利要求1至权利要求10中任一项所述的涡流制动机构，其中，偏置装置附连至所述传导性构件，并且在一个位置处附连至所述转子以提供抵抗由于所述转子转动产生的传导性构件的运动的偏置力。
15.如前述权利要求中任一项所述的涡流制动机构，其中，设置有止动件以限制所述传导性构件的径向运动范围。
16.如权利要求15所述的涡流制动机构，其中，所述止动件设置为将所述传导性构件的径向运动限制于所截取的最大磁场的位置。
17.如权利要求15所述的涡流制动机构，其中，所述止动件设置为偏置的棘齿机构的一部分，所述传导性构件抵抗所述偏置力运动至渐进的径向位置。
18.如前述权利要求中任一项所述的涡流制动机构，其中，所述制动机构包括多个永磁体，所述多个永磁体布置成与所述转子同心的大体圆形磁体阵列。
19.如权利要求18所述的涡流制动机构，其中，所述多个永磁体布置成两个大体圆形磁体阵列，分别在所述传导性构件的转动平面的相对两侧上，每个阵列的磁体均具有大致彼此相对的相反极。
20.如权利要求18所述的涡流制动机构，其中，所述磁体阵列设置在所述转子的一侧，并且铁磁性板位于另一侧。
21.如权利要求18至20中任一项所述的涡流制动机构，其中，所述磁体阵列设置有铁磁性背衬，所述铁磁性背衬在所述传导性构件的相对的“外”侧上附连至所述磁体的表面。
22.如前述权利要求中任一项所述的涡流制动机构，其中，所述制动机构包括多个所述传导性构件。
23.如权利要求1至10中任一项所述的涡流制动机构，其中，在所述转子转动时，所述传导性构件构造为径向运动至外加磁场中。
24.如权利要求23所述的涡流制动机构，其中，所述传导性构件构造为响应于所述转子的转动沿着径向轨道相对于所述转子运动。
25.如权利要求23或权利要求24所述的涡流制动机构，其中，偏置构件附连至所述传导性构件并且附连至所述转子，以提供抵抗所述传导性构件的向外径向运动的偏置力。
26.如前述权利要求中任一项所述的涡流制动机构，其中，所述传导性构件构造为作为由联接的所述转子施加的径向加速度的结果运动至磁场中。
27.如前述权利要求中任一项所述的涡流制动机构，其中，所述磁场主要大致正交于所述传导性构件的转动平面延伸。
28.一种绳缆分配装置，包括：
制动机构，所述制动机构具有：转子，所述转子能够绕转子轴线转动；
至少一个导电构件，所述至少一个导电构件联接至所述转子用于随所述转子转动；
至少一个磁体，所述至少一个磁体构造为施加至少部分地正交于传导性构件的转动平面延伸的磁场；和
线轴绳缆，
其中，所述转子转动时，所述传导性构件构造为从所述转子轴线至少部分地径向运动至所述外加磁场中，并且所述线轴绳缆联接至所述转子和/或所述传导性构件，以便随所述转子和/或所述传导性构件转动。
29.如权利要求28所述的绳缆分配装置，其中，所述转子和/或所述线轴包括抵抗绳缆从所述线轴延伸的偏置的缩回机构，所述缩回机构构造为当施加于所述绳缆的张紧力下降至预定水平以下时缩回所述绳缆。
30.一种自动保护装置，包括如权利要求28或权利要求29所述的绳缆分配装置。
31.一种制动物体的转动的方法，所述方法包括如下步骤：
i)设置至少一个磁体，所述至少一个磁体构造为施加至少部分地正交于可转动的传导性构件的转动平面延伸的磁场；
ii)将所述传导性构件联接至所述物体用于随所述物体一起绕转子轴线转动；
iii)将所述传导性构件构造为在所述物体转动时从所述转子轴线至少部分地径向运动至所述磁场中。
32.一种制动物体的转动的方法，还包括如下步骤：转动所述物体以便使传导性构件运动至磁场中。
33.一种大致如图2至图5所示并参照图2至图5描述的制动机构。
34.一种大致如图2至图5所示并参照示例描述的制动转动的方法。
35.一种大致如图10所示并参照图10描述的制动机构。
36.一种大致如图10所示并参照示例描述的制动转动的方法。
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