CN102741148A - 电梯轿厢 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电梯轿厢，具有入口(11)；轿厢门，用于关闭所述入口，所述轿厢门具有至少一个能够平行于所述入口移动的门板(10)；曲柄连杆机构(18、24-30)，用于在打开状态与关闭状态之间移动至少一个门板(10)；电机(22)，用于驱动所述曲柄连杆机构；以及控制设备(32)，用于操控所述电机。所述电梯轿厢的所述控制设备(32)被设计为，其能够如下操控所述电机(22)，即在所述门板(10)的打开状态与关闭状态之间的整个运动行程中，至少一个门板(10)的运动速度基本上是恒定的。

Description

电梯轿厢
技术领域
本发明涉及一种电梯设备的电梯轿厢以及一种用于改装电梯轿厢、特别是其门驱动装置的方法。
背景技术
此类电梯轿厢主要包括入口、用于关闭入口的轿厢门，其中，轿厢门具有至少一个可平行于入口移动的门板、用于在打开状态与关闭状态之间移动至少一个门板的曲柄连杆机构、用于驱动曲柄连杆机构的电机以及用于操控电机的控制设备。
EP0677475B1展示了一种用于控制电梯门的方法，其中，将电梯门从一个极端状态带入另一个极端状态且保存从运动步骤中得到的阶段或方向信息。电梯门的运动以恒定的、预选的速度实现，而对由增量编码器产生的脉冲进行计数。
EP0196675A1公开了一种用于限制自动电梯门的力的方法。这里，在无干扰力的运行中借助于用于门驱动装置的数学模块确定将要应用的驱动力曲线且将其与门驱动装置产生的驱动力曲线进行比较。其偏差可能会导致停止门。
EP0383087A1描述了一种具有电梯篮和电梯门的电梯轿厢，电梯门具有多个门板。设置有门驱动臂，其是曲柄连杆机构的组成部分且通过驱动轮由电机驱动。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种改进的电梯轿厢，其具有轿厢门和包括曲柄连杆机构的门驱动装置，在这种电梯轿厢中将关闭或打开时间最小化，其中，特别是在关闭进程中在门板中存在的最大动能不会超过允许值。
本发明的另一个目的在于，提出一种用于改装具有轿厢门和带曲柄连杆机构的门驱动装置的电梯轿厢的方法，该方法导致在一种具有门驱动装置的电梯轿厢中将关闭或打开时间最小化，其中，特别是在关闭进程中在门板中存在的最大动能不会超过允许值。
本发明的第一方面涉及一种具有权利要求1的特征的电梯轿厢。本发明的有利的改进和设计在从属权利要求2至12中限定。
该电梯轿厢具有入口，其能够通过轿厢门关闭。轿厢门具有至少一个能够平行于入口移动的门板。通过曲柄连杆机构能够使至少一个门板在打开状态与关闭状态之间运动。设置了用于驱动曲柄连杆机构的电机，其可借助于控制设备操控。按照本发明，控制设备被设计为，其能够如下操控电机，即在门板的打开状态与关闭状态之间的整个运动行程中，至少一个门板的运动速度基本上是恒定的。
“基本上是恒定的”在此特别被理解为，由曲柄连杆机构的运动学造成的不规则性在运动中得以平衡且门板至少近似以保持相同的速度被关闭或打开。在无损于此的情况下，在门板的极端位置附近(即轿厢门完全关闭或完全打开的位置)留有门板的一定程度的启动或制动。当然，在极端位置附近不可能具有恒定的速度，这是因为停止总是伴随这在至少一个较短的时间上存在的速度变化。此外，在无损于基本上恒定的门板速度的情况下设置门板的平缓的启动或制动，不会脱离本发明的主题。此外，概念“整个运动行程”优选代表这样一种运动行程，在该运动行程中门板已经加速到运行速度或之后门板从运行速度中再次制动。
在电机的转速恒定时，传统的电梯轿厢的曲柄连杆机构的运动学根据曲柄连杆机构的瞬时状态产生变化的传动比，这导致门板的非均匀的运动。此外，交变的传动比还在即使是由电机输出的转矩恒定的情况下引起由可曲柄连杆机构施加到门板上的最大的操纵力的不同。
按照本发明，这种非均匀的运动通过按照本发明的对电机转速的控制得以平衡。在一些曲柄臂状态的区域中(在该区域中，在电机的转速恒定时得到门板的超过平均水平的速度)减小了电机的转速，且在另一些曲柄臂状态的区域中(在该区域中，在电机的转速恒定时得到门板的低于平均水平的速度)提高了电机的转速。
本发明的电梯轿厢以有利的方式将传统的用于门板的曲柄连杆机构的优点(即定义的端位置、简单的构建等等)与电机的智能操控的优点(即运动的门板的基本上恒定的速度)相结合。因此，实现了针对门板的更短的关闭和打开时间，而不会超出移动的门板中最大允许的动能。
在本发明的一个实施方式中，控制设备被设计为，其能够如下操控电机，即门板的打开状态与关闭状态之间的整个运动行程中，能够由曲柄连杆机构施加到至少一个门板上的最大的操纵力基本上是恒定的。在一些曲柄臂状态的区域中(在该区域中，在电机输出的转矩恒定时得到过高的可施加到门板上的操纵力)，电机的可产生的最大转矩在考虑瞬时输出的动能比例的情况下得以减小。类似地，在另一些曲柄臂状态的区域中(在该区域中，在由电机输出的电机转矩恒定时得到过小的可施加的最大操纵力)，可产生的最大电机转矩在考虑瞬时输出的动能比的情况下得以提高。由此确保了在曲柄连杆机构的任何状态下都不会将不允许的过高的操纵力施加在门板上，从而不会伤害被门板夹住的乘客。
在本发明的另一个实施方式中，控制设备具有用于在门板的打开状态与关闭状态之间的整个运动行程中保存针对电机的预设的转速曲线的存储装置。该预设的转速曲线结合交变的曲柄连杆机构传动比产生至少一个门板在其整个运动行程上的基本上恒定的运动速度。
替换或结合之前描述的实施方式，存储装置还可以被设计为用于在门板的整个运动行程中保存根据曲柄连杆机构的状态发生变化的曲柄连杆机构的传动比。在与曲柄连杆机构的每个状态对应的传动比中，为了实现门板的所希望的运动速度，为曲柄连杆机构的每个瞬时状态计算所需的电机转速。这也可以类似地应用于可施加到门板上的最大操纵力。所希望的可施加的最大的操纵力可以在与曲柄连杆机构的各瞬时状态对应的或与运动行程的位置对应的传动比下换算成分别与一个瞬时状态对应的最大允许的电机驱动力矩。
在本发明的另一个实施方式中，还设置用于探测实际电机参数与针对预设的转速曲线所需的电机参数之间的偏差的评价装置。电机参数在此特别是指电机的状态参数，其能够指示转速或电机驱动力矩。此类电机参数可以在直流驱动的情况下针对转速曲线而言为电枢电压曲线；针对转矩曲线而言其可以特别是电枢电流曲线。
优选控制设备还设计为，在探测到某些参数、特别是电机的状态参数的偏差时停止和/或调转门板的运动。这在门板的运动被障碍物(比如被门板卡住的人)阻止时是特别有利的。此外，在可能的情况下门板可以仅缓慢地继续运动。由于阻止和为了得到转速所需的转矩提高，比如在直流驱动的情况下使得电枢电流强度上升，这可以通过评价装置识别到。在必要时考虑其它参数的情况下可以停止门和/或在相反的方向上加速，从而实现门板的再次打开或夹住的人员的放开。
在本发明的另一个实施方式中，设置速度测量装置，用于探测至少一个门板的运动速度。此类速度测量装置可以比如包括行程测量传感器，其可以记录行程变化。在考虑这里所需的时间单元的情况下，可以至少在运动行程的一个分段上确定运动速度。此外，此类速度测量装置还可以通过加速度传感器形成。通过将所确定的加速度曲线对时间单元积分，可以得到特别是门板的当前运动速度。
在此情况下，控制设备还具有适配装置，用于在电梯轿厢运行期间借助于所探测到的至少一个门板的运动速度与针对电机的预设的转速曲线相匹配。该适配装置特别用于实际上保持预设的转速曲线。为此，该适配装置可以改变电机的状态参数、比如电枢电流强度。
在本发明的另一个实施方式中，设置角度测量装置，用于探测曲柄连杆机构的至少一个部件的至少一个角位置。曲柄连杆机构的部件可以特别是飞轮、连接臂或门驱动臂。角位置可以是相应的部件相对于竖直线或水平线的绝对角位置。角位置还可以是部件相对于电梯轿厢的其它构件、特别是曲柄连杆机构的另一个部件、特别是另一个臂的相对角位置。如前所述，有利的是，通过角位置可以推断出与曲柄连杆机构的瞬时状态相关的曲柄连杆机构的传动比。从该传动比中可以得出必要的发动机转速或允许的发动机转矩。
优选控制设备被设计为，根据由角度测量装置探测到的角位置实施电机的发动机转矩和/或发动机转速的调节。因此，角位置代表发动机转速和/或最大允许的发动机转矩的调节的输入值。这样，控制设备严格接管了调节设备的任务。
在本发明的另一个实施方式中，控制设备是能够编程的控制设备。这里，控制设备能够通过算法编程，算法能够在确定电机的瞬时发动机转速和/或瞬时发动机转矩时考虑到曲柄连杆机构的运动学，从而特别是得到门板的恒定的速度和/或恒定地保持在整个关闭或打开行程期间能够施加在门板上的最大的关闭力。
优选在电机与曲柄连杆机构之间设置变速器。变速器实现了具有有利的、商业上常见的额定转速的电机的使用。
根据本发明的第二方面，前述目的通过一种具有权利要求13的特征的用于改装电梯轿厢的方法实现。该方法的有利改进和设计在从属权利要求14至17中限定。
在改装或加装具有入口、用于关闭入口的具有至少一个可平行于入口移动的门板的轿厢门、用于在打开状态与闭合状态之间移动至少一个门板的曲柄连杆机构以及用于驱动曲柄连杆机构的电机的电梯轿厢时，拆除用于操控电机的当前的控制设备且由下述控制设备替代，该控制设备被设计为，其能够如下操控电机，即在门板的打开状态与关闭状态之间的整个运动行程中，至少一个门板的运动速度基本上是恒定的，和/或，在门板的打开状态与关闭状态之间的整个运动行程中，能够由曲柄连杆机构施加到至少一个门板上的最大的操纵力基本上是恒定的。
这样改装的电梯轿厢门驱动装置的优点已经在上面做过阐述。
按照本发明的一个实施方式，拆除现有的电机且置入新的电机。新的电机在确保无故障地在新置入的控制设备与电机之间配合方面是必要的。控制设备可以比如包括变频器或用于控制或调节电机的转速和/或转矩的直流调节装置。
在本发明的另一个实施方式中，为了进行改装，优选置入用于探测至少一个门板的运动速度的速度测量装置。
替换或结合该速度测量装置，优选可以置入用于探测曲柄连杆机构的至少一个部件的至少一个角位置的角度测量装置。
附图说明
本发明的上述以及其它特征、优点和应用可能性从下面对优选的、不起限制作用的实施例的描述中借助于附图详细阐述。
图1示出了电梯的电梯轿厢的示意图，该电梯轿厢具有用于打开和关闭轿厢门的机构。
具体实施方式
图1示出了具有入口11的电梯轿厢1的一部分的简化图。入口11通过轿厢门被关闭。轿厢门具有两个门板10，其可平行于入口11通过门驱动装置15移动。这里，门板10如下通过滚轮悬挂在门悬挂装置12上，即其可轴向沿导轨14移动。导轨14固定地设置在电梯轿厢的支撑板16上。
门驱动装置15基本上设置在支撑板16上且包括电机22以及曲柄连杆机构。曲柄连杆机构基本上包括飞轮18以及针对两个门板10中的每一个分别包括连接臂24、门驱动臂26和耦接杆28。电机22由控制设备32操控且在中间连接变速器20的情况下如下驱动曲柄连杆机构的飞轮18，即飞轮分别以逆时针和顺时针交替实施半圈转动。这里，变速器20的双皮带轮20.1的较大的皮带轮借助于第一皮带23.1与电机22的皮带轮22.1耦接。飞轮18借助于第二皮带23.2与变速器20的双皮带轮20.1的较小的皮带轮耦接。
下面描述曲柄连杆机构的工作方式，其中，这种描述仅涉及曲柄连杆机构与在左边示出的门板对应的一侧。
曲柄连杆机构的连接臂24在其第一端铰接地支承在飞轮18上。飞轮18的半圈转动基本上引起连接臂24的水平移动。曲柄连杆机构还包括门驱动臂26，其相对地点固定地、但可围绕转轴30旋转地支承在支撑板16上。门驱动臂26的转轴30设置在门驱动臂的第一端和第二端之间。在其上端上，门驱动臂26与连接臂24的第二端铰接。门驱动臂26的下端与耦接杆28的第一端铰接，耦接杆的第二端可摆动地支承在门板10上。电机22的驱动轴的旋转运动通过电机的皮带轮22.1和第一皮带23.1引起变速器20的双皮带轮20.1的旋转运动。通过双皮带轮20.1的较小的皮带轮和第二皮带23.2产生了减慢的、但具有较高转矩的飞轮18的旋转运动。在图1示出的曲柄连杆机构的部件的情况下，飞轮18在逆时针方向上的转动引起连接臂24向右移动。这导致了与连接臂24驱动连接的门驱动臂26实施在顺时针方向上围绕转轴30的运动。这引起门驱动臂26的下端向左运动，因此，通过耦接杆28的传递将门板10同样向左移动，即置于打开状态下。显而易见，由于门驱动臂26的第二端与转轴30的间距相比于门驱动臂26的第一端与转轴30的间距更大，加大了由连接臂24实施的向右运动，从而在连接臂24向右运动时，门板进一步向左运动。
显而易见的还有，电机22的驱动轴的均匀的转动导致了门板10的非线性的运动，其中，这种非线性由根据曲柄连杆机构的瞬时状态发生变化的曲柄连杆机构的传动比造成。为了在闭合状态与打开状态之间的整个运动行程中基本上保持门板10的运动速度恒定，设置了控制设备32，其如下操控电机22，即实现门板10的所希望的恒定运动速度。
为此，控制设备32输出转速额定值，其在门板的运动中变化且如下设计，即在门板10的整个运动行程中确保基本上恒定的运动速度。为此，控制设备比如具有存储装置34，在该存储装置中保存针对电机的转速曲线。这种保存且预设的转速曲线通过曲柄连杆机构和变速器的传递产生门板的基本上恒定的运动。
如果电机比如被实施为直流电机，控制设备32可以具有评价装置36，其比如确定施加在电机22上的电枢电压或电枢电流强度与预设或理想的额定值的偏差。为了探测这些电机参数，在电机22上设置了单独的、未示出的传感器机构，其借助于未示出的通讯导线与评价装置连接。
如果确认了由评价装置36确定的偏差，控制设备32加速、减速、停止和/或掉转门板10的运动，其方式为，控制设备如下操控电机22，即产生电机22的必要的运动变化。
此外还可以设置速度测量装置40，比如以行程测量传感器的形式，其在考虑经历过的时间的情况下用于确定至少一个门板10的运动速度。该速度测量装置40检测是否实际上达到了所希望的门板10的运动轨迹。速度测量装置还特别是可以被用作针对下面描述的电机22的转速调节装置的实际值反馈装置。
此外，附加于或替换速度测量装置40还可以设置角度测量装置42、比如以角度测量器或增量编码器的形式。角度测量装置42可以记录飞轮18和/或门驱动臂26的角位置。从该角位置中能够推断出取决于状态的曲柄连杆机构传动比。
控制设备32还包括作为适配装置的调节器38。该调节器38可以比如借助于行程测量传感器40确认实际运动速度与额定运动速度的偏差且在电机比如以直流电机的形式存在的情况下相应地对电机22的电枢电流强度进行匹配，从而以所希望的速度移动门板10。
前面的描述的出发点在于，采用可调节的直流电机结合相应的直流调节器作为电机。同样有利的是，通过三相交流电机实现本发明，三相交流电机的转速借助于变频器控制转速。这里，运动曲线比如根据行程基于所保存的额定运动轨迹控制。当转速控制借助于变频器根据曲柄连杆机构的节段的瞬时存在的状态的反馈(角度测量)实现时，可实现可精确控制的运动曲线。
为了改装电梯轿厢，可以将待改装的轿厢的各部件拆除且由在上面描述的框架内论及的构件代替。还可以在改装的框架内置入各构件，无需之前拆卸相应的构件。
需新置入的构件特别可以考虑下列构件中的一个或多个：电机22、控制设备32、评价装置36、调节器38、行程测量传感器40或角度测量器42。
上述门板驱动装置可以一方面应用于新的电梯轿厢，但特别是在改装现有的、具有曲柄连杆机构的电梯轿厢时是有利的。在改装的情况下，曲柄连杆机构的优点、特别是如定义的端位置和简单且廉价的构造得以保留且另一方面复制了线性驱动装置的有利表现，其在基本上恒定的门板运动速度下实现了最短的关闭时间和打开时间。换句话说，在现有的具有传统曲柄连杆机构的电梯轿厢中不必更换整个门驱动装置，而是以现有的、具有改进的操控的曲柄连杆机构进行改装。

Claims (17)

1.一种电梯轿厢，具有
入口(11)；
轿厢门，用于关闭所述入口，所述轿厢门具有至少一个能够平行于所述入口移动的门板(10)；
曲柄连杆机构(18、24-30)，用于在打开状态与关闭状态之间移动至少一个门板(10)；
电机(22)，用于驱动所述曲柄连杆机构；以及
控制设备(32)，用于操控所述电机，
其特征在于，所述控制设备(32)被设计为，其能够如下操控所述电机(22)，即在所述门板(10)的打开状态与关闭状态之间的整个运动行程中，至少一个门板(10)的运动速度基本上是恒定的。
2.如权利要求1所述的电梯轿厢，其特征在于，所述控制设备(32)被设计为，其能够如下操控所述电机(22)，即在所述门板(10)的打开状态与关闭状态之间的整个运动行程中，能够由所述曲柄连杆机构(18、24-30)施加到至少一个门板(10)上的最大的操纵力基本上是恒定的。
3.如权利要求1或2所述的电梯轿厢，其特征在于，所述控制设备(32)具有用于在所述门板(10)的打开状态与关闭状态之间的整个运动行程中保存针对所述电机(22)的预设的转速曲线的存储装置(34)。
4.如权利要求1至3中任一项所述的电梯轿厢，其特征在于，所述控制设备(32)具有用于在所述门板(10)的打开状态与关闭状态之间的整个运动行程中保存曲柄连杆机构的交变的传动比的存储装置(34)。
5.如权利要求3或4所述的电梯轿厢，其特征在于，所述控制设备(32)具有用于探测实际电机参数与针对预设的转速曲线所需的电机参数之间的偏差的评价装置(36)。
6.如权利要求5所述的电梯轿厢，其特征在于，所述控制设备(32)设计为，在探测到某些参数的偏差时停止和/或调转所述门板(10)的运动。
7.如前述权利要求中任一项所述的电梯轿厢，其特征在于，设置速度测量装置(40)，用于探测至少一个门板(10)的运动速度。
8.如权利要求7所述的电梯轿厢，其特征在于，所述控制设备(32)具有适配装置(38)，用于使在电梯轿厢运行期间借助于所探测到的至少一个门板(10)的运动速度与针对所述电机(22)的预设的转速曲线相匹配。
9.如前述权利要求中任一项所述的电梯轿厢，其特征在于，设置角度测量装置(42)，用于探测所述曲柄连杆机构(18、24-30)的至少一个部件的至少一个角位置。
10.如权利要求9所述的电梯轿厢，其特征在于，所述控制设备(32)被设计为，根据由所述角度测量装置(42)探测到的角位置实施所述电机(22)的发动机转矩和/或发动机转速的调节。
11.如前述权利要求中任一项所述的电梯轿厢，其特征在于，所述控制设备(32)是能够编程的控制设备，其中，所述控制设备能够通过算法编程，所述算法能够在确定所述电机(22)的发动机转速和/或发动机转矩时考虑所述曲柄连杆机构的运动学，从而特别是得到所述门板的恒定的速度和/或恒定地保持在整个关闭或打开行程期间能够施加在所述门板上的最大的关闭力。
12.如前述权利要求中任一项所述的电梯轿厢，其特征在于，在所述电机(22)与所述曲柄连杆机构(18、24-30)之间设置变速器(20)。
13.一种用于改装电梯轿厢的方法，所述电梯轿厢具有入口(11)、用于关闭所述入口的轿厢门、用于在打开状态与闭合状态之间移动至少一个门板(10)的曲柄连杆机构(18、24-30)以及用于驱动所述曲柄连杆机构的电机(22)，其中，所述轿厢门具有至少一个能够平行于所述入口移动的门板(10)，其特征在于，置入控制设备(32)，其被设计为，所述控制设备能够如下操控所述电机(22)，即在所述门板(10)的打开状态与关闭状态之间的整个运动行程中，至少一个门板(10)的运动速度基本上是恒定的，和/或在所述门板(10)的打开状态与关闭状态之间的整个运动行程中，能够由所述曲柄连杆机构施加到至少一个门板(10)上的最大的操纵力基本上是恒定的。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，拆除现有的电机且置入新的电机(22)且将所述新的电机(22)与置入的控制设备(32)耦接。
15.如权利要求13或14所述的方法，其特征在于，置入用于控制所述电机(22)的变频器。
16.如权利要求13至15中任一项所述的方法，其特征在于，置入用于探测至少一个门板(10)的运动速度的速度测量装置(40)且将所述速度测量装置与置入的控制设备(32)耦接。
17.如权利要求13至16中任一项所述的方法，其特征在于，置入用于探测所述曲柄连杆机构(18、24-30)的至少一个部件的至少一个角位置的角度测量装置(42)且将所述角度测量装置与置入的控制设备(32)耦接。
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