CN103003182A - 具有绳索摇摆检测的电梯系统 - Google Patents

Abstract

示范性电梯系统包括第一质块，其在井道内能移动。第二质块在该井道内能移动。多个狭长构件使该第一质块耦合于该第二质块。安置至少一个阻尼器以如果出现摇摆则选择性地接触这些狭长构件中的至少一个。传感器与该阻尼器关联。该传感器感测阻尼器与狭长构件中的至少一个之间的接触。控制器响应于检测的接触调整电梯系统操作的至少一个方面。

Description

具有绳索摇摆检测的电梯系统

背景技术

电梯系统对于在例如建筑物中的各个层之间运送乘客是有用的。存在各种已知类型的电梯系统。不同的设计考虑指定包括在电梯系统中的部件的类型。例如，高层和多层建筑中的电梯系统具有与对于只包括几个楼层的建筑的电梯系统不同的要求。

在许多高层和多层建筑中存在的一个问题是在各种状况下经历绳索摇摆的趋势。绳索摇摆可例如在地震或非常大的风状况期间发生，因为建筑将响应于地震或大风而移动。当建筑移动时，与电梯轿厢和配重关联的长绳索将趋于从一侧摇摆到另一侧。当在电梯井道中存在高的垂直空气流速时，有时产生绳索摇摆。这样的空气流与众所周知的“建筑烟道或烟囱效应”关联。

过度的绳索摇摆状况由于两个主要原因而不可取；它们可能引起井道中的绳索或其他设备损坏并且它们的运动可以在电梯轿厢中产生令人反感的噪声和振动水平。

已经提出多种减摆技术。大部分包括一些类型的阻尼器，其被安置以中断在井道的一个或多个位点处绳索的左右移动。其他提议包括在绳索摇摆状况期间控制电梯轿厢的移动。例如美国专利号4,460,065公开了检测补偿绳索的摇摆移动并且因此限制电梯轿厢的移动。

发明内容

示范性电梯系统包括第一质块，其在井道内能移动。第二质块在该井道内能移动。多个狭长构件使该第一质块耦合于该第二质块。安置至少一个阻尼器以如果出现摇摆则选择性地接触这些狭长构件中的至少一个。传感器与该阻尼器关联。该传感器提供狭长构件中的至少一个与阻尼器之间接触的指示。控制器响应于由传感器提供的指示调整电梯系统操作的至少一个方面。

一种在电梯系统中对摇摆作出响应的示范性方法，该电梯系统包括至少一个阻尼器，用于如果出现摇摆则选择性地接触至少一个狭长构件，该方法包括感测阻尼器与狭长构件之间的接触。电梯系统操作的至少一个方面响应于感测到的接触而调整。

将通过下列详细说明使公开的示例的各种特征和优势对于本领域内技术人员变得明显。伴随着详细说明的图可以简要地描述如下。

附图说明

图1示意地示出示例电梯系统的选择部分。

图2是示例阻尼器的透视图示。

图3示意地图示另一个示例阻尼器。

具体实施方式

图1示意地示出示例电梯系统20的选择部分。图示的示例提供用于论述目的的背景。电梯系统部件的配置可在各方面不同于该示例。例如，绕绳配置、绳索摇摆阻尼器的位点和阻尼器的类型可以是不同的。本发明不必定限于图示的示例电梯系统配置或具体部件。

电梯轿厢22和配重24都在井道26内能移动。多个狭长构件30（即，牵引绳索）使电梯轿厢22耦合于配重24。在一个示例中，这些牵引绳索30包括圆钢绳索。多个绕绳配置可在包括根据本发明的实施例设计的特征的电梯系统中有用。例如，牵引绳索可包括扁平带来代替圆绳索。

在图1的示例中，牵引绳索30用于支撑电梯轿厢22和配重24的重量并且在井道26内在期望的方向上推动它们。电梯机32例如包括牵引轮34，其使牵引绳索30旋转并且引起牵引绳索30移动以引起期望的电梯轿厢22移动。示例设置包括偏转器或空转轮36，用于引导牵引绳索30的移动。图示的示例包括单绕配置。包括复绕牵引的其他绕绳设置是可能的，其中牵引绳索30具有围绕牵引轮32的返回环，其使牵引轮32和空转轮36两者上的有效绕角（wrap angle）增加。

在电梯轿厢22在某些状况下移动期间，牵引绳索30将以不可取的方式横向移动（即，摇摆），这是可能的。牵引轮34计划引起牵引绳索30纵向移动（即，沿绳索长度）。横向移动（即，横过纵向移动的方向）是不可取的，例如，因为它可以产生使乘客在电梯轿厢22内的搭乘质量下降的振动，可以产生令人反感的噪声并且可以导致电梯绳索磨损和寿命减小。另外，在某些情况下，绳索可以变成与井道中的其他设备或结构元件缠绕。

电梯轿厢22与牵引轮34之间的牵引绳索30的部分38将具有在某些电梯操作状况下（例如，在电梯运行期间）、某些建筑物状况下、某些井道状况或这些中的两个或以上的组合情况下横向移动的趋势。例如，在有风天（这时建筑摇摆）电梯轿厢22从建筑中的低层到最高楼层中的一个的快速运行期间，可存在牵引绳索30摇摆的趋势。该部分38可以引起电梯轿厢22振动的方式横向移动，尤其当摇摆绳索的长度在正常电梯运动期间缩短时。这样的横向移动或摇摆示意地在图1中的38’处在“左右”方向上（根据图）虚拟示出。进出页面的横向移动（根据图）也是可能的。

示例电梯系统20包括至少一个阻尼器50，用于减轻绳索摇摆量以最小化电梯轿厢22的振动量。阻尼器50位于相对于井道26的固定位置中。在该示例中，阻尼器50在井道26的结构元件53上被支撑，例如在与用于容置机器32的机房关联的楼层上被支撑。如果存在足够的绳索摇摆，则通过在阻尼器的固定位置处接触牵引绳索30中的至少一些，阻尼器50使牵引绳索30的部分38的横向移动或摇摆量减少。例如，阻尼器吸收牵引绳索30中的振动能量使得能量不转化成电梯轿厢22的振动。

传感器52与阻尼器50关联。该传感器52检测阻尼器50与绳索30中的至少一个之间的接触。传感器向电梯控制器54提供这样接触的指示。根据该指示，电梯控制器54响应于从传感器52的引起所得指示的摇摆状况而调整电梯系统操作的至少一个方面。

牵引绳索30的另一个部分56在配重24与空转轮36之间存在。在牵引绳索30的部分56中存在摇摆或横向移动，这是可能的。图1的示例包括在相对于井道26的固定位置中的阻尼器60，用于使至少部分56中的摇摆量减少。阻尼器60具有关联的传感器62，其向电梯控制器54提供关于阻尼器60与至少一个牵引绳索30之间的接触的指示。

图示的电梯系统20包括多个补偿绳索70（例如，例如圆绳索等狭长构件）。这些补偿绳索70的部分72存在于配重24与轮78之间、靠近井道的与设置机器32的井道末端相比的相对端。因为补偿绳索70的部分72可在某些电梯操作状况下横向移动或摇摆，在相对于井道26的固定位置中提供阻尼器80。该阻尼器80在该示例中在接近例如轮78所定位的坑的井道结构构件84上支撑，例如建筑的一部分。阻尼器80具有关联的传感器82，其与电梯控制器54通信。传感器82在补偿绳索70接触阻尼器80时提供部分72摇摆的指示。

补偿绳索70的另一个部分86处于电梯轿厢22与轮92之间。在该示例中，阻尼器94在井道26的结构构件84上支撑。阻尼器94具有关联的传感器96，其像其他示例传感器一样与电梯控制器54通信。

一些示例电梯系统将包括阻尼器50、60、80和94中的全部。其他示例电梯系统将仅包括这些阻尼器中的选择的阻尼器或其他位点中的其他阻尼器。再其他的示例将包括选择的多个示例阻尼器的不同组合。给出该描述，本领域内技术人员将认识到阻尼器位点和配置满足它们的特定需求。

图2图示一个示例阻尼器50。例如，图1中的阻尼器60、80和94的配置可以与在图2中示出的相同。图示的阻尼器50包括碰撞构件102和104，其被安置以在能接受的电梯操作状况（例如，期望的绳索纵向移动而没有横向移动）期间保持避开牵引绳索30。电梯轿厢50在电梯轿厢22的行驶路径外部的固定位置以及绳索与碰撞构件之间的间隙允许阻尼器50保持在固定位置（其中碰撞构件102和104一直准备减轻牵引绳索30不期望摇摆）。也就是说，阻尼器50在本质上是被动的，因为它不必被主动地部署或移动到它将进行减摆功能的位置。在另一个示例中，阻尼器在选择的状况下被主动地部署或移动到减摆位置。阻尼器50适合于在发生绳索摇摆的任何时间使绳索摇摆水平减幅。

碰撞构件104和102在该示例中包括缓冲器，其具有配置成最小化由于牵引绳索30与碰撞构件102和104之间的接触（由牵引绳索30的横向移动产生）引起的牵引绳索30上的磨损的圆表面。碰撞构件102和104与牵引绳索30之间的间隔使它们之间的任何接触最小化，在发生不期望的绳索30横向移动量的状况下除外。

在图示的示例中，阻尼器框架106在期望的位置中支撑碰撞构件102和104以在许多电梯系统状况下维持与牵引绳索30的间隔。图示的示例包括在框架106与井道结构构件53之间的安装垫108。这些安装垫108使由于牵引绳索30与碰撞构件102和104之间的碰撞引起的到结构53内的任何振动传输减少，这最小化噪声传输到井道内的可能性。在图示的示例中，碰撞构件102和104之间的间隔小于牵引绳索30所经过的楼层或结构构件53内的间隙110中提供的间隔。与间隙110的大小相比，碰撞构件102和104之间的该较近的间隔确保牵引绳索30将在具有与结构构件53的任何接触之前接触碰撞构件102和104。

在一个示例中，碰撞构件102和104包括辊轴，其在摇摆状况下响应于与移动牵引绳索30的接触而绕轴滚动。

在该示例中，传感器52包括传感器元件52a，其检测关联的碰撞构件102或104何时由于与移动牵引绳索30的接触而旋转。这样的接触将在摇摆状况下当存在牵引绳索30中的至少一个的横向或左右移动时发生。一个示例传感器元件52a包括电位计，其提供指示关联的碰撞构件的旋转量的模拟信号。另一个示例传感器元件52a包括旋转编码器。传感器元件52a还可以提供关于这样的时间量的信息，在该时间量期间碰撞构件102和104由于与牵引绳索30的接触而旋转。

关于旋转量、时间（在该时间期间发生旋转）量或两者的指示可以向电梯控制器54提供关于摇摆状况严重程度的信息。例如，相对微小的摇摆将导致与较大的摇摆量或在较长的时段内发生的摇摆相比较小的碰撞构件旋转量。相似地，碰撞构件102和104旋转时的时间长度指示牵引绳索30中的摇摆量（因为牵引绳索30中的至少一个与碰撞构件之间的连续接触指示持续的摇摆状况）。因此，图示的示例向电梯控制器54提供摇摆量的指示使得电梯控制器54可以通过改变电梯系统20的至少一个操作参数而作出响应以解决摇摆状况。

一个示例包括使用电梯控制器54来使电梯轿厢22的移动减慢、限制电梯向上或下楼梯平台运行的长度、使电梯轿厢22停止、使电梯轿厢22移动到井道26内被认为是有利位点的指定位点（在摇摆状况期间）、促使电梯轿厢22去往最近的平台并且促使电梯轿厢门打开以允许乘客离开电梯轿厢或这些中的一个或多个的组合，其取决于来自传感器52的指示等级。

在一个示例中，碰撞构件102和104包括弹性材料，其吸收与牵引绳索30的横向移动关联的能量中的一些。吸收这样的能量使摇摆和电梯轿厢振动量减少。

该示例包括附加传感器元件52b，其提供与碰撞构件102和104与牵引绳索30中的至少一个之间的接触关联的力的指示。例如，应变计或载荷元与碰撞构件关联用于提供施加在碰撞构件上的力（由与牵引绳索的接触产生）的指示。该力的指示向控制器54提供关于摇摆状况严重程度的附加信号。例如，较大的摇摆量将引起较大的施加力。

电梯控制器54在一个示例中被编程以基于由来自传感器元件52a或52b中的至少一个的信号指示的摇摆状况严重程度而选择如何调整电梯系统20中的至少一个参数。一个示例包括对电梯控制器54预编程以基于预定传感器输出选择适当的响应动作。给出该描述，本领域内技术人员将认识到如何响应于不同的摇摆状况选择适当的电梯控制操作来满足它们的特定情形需求。

在一个示例中，控制器基于连续监测来自传感器52、62、82和96中的一个或多个的输出有效地消除由检测的绳索摇摆触发的调整或使系统操作重置到正常操作状况。一旦传感器输出信息指示摇摆状况已经终止，电梯系统20可以重新开始正常操作。

图3图示另一个示例阻尼器配置，其中碰撞构件102和104是当绳索正纵向和横向移动时响应于与牵引绳索30的接触而旋转的辊轴。在该示例中，框架106配置成允许碰撞构件102和104响应于与牵引绳索30的接触的横向移动。偏置构件112驱使碰撞构件102和104进入止动位置，其中它们在大部分状况下维持与牵引绳索30的间隔。在一个示例中，该偏置构件112包括机械弹簧、气弹簧或液压减振装置。牵引绳索30与碰撞构件102、104中的一个之间的碰撞趋于驱使碰撞构件远离另一个以对抗偏置构件112的偏置。该设置提供附加能量吸收特性用于进一步降低绳索30内振动能量的量（因为消耗能量来克服偏置构件112的偏置）。

如可以从图意识到的，当牵引绳索30纵向移动（如由箭头114示出的）和横向移动（如由箭头116示出的）时，牵引绳索30与碰撞构件102或104中的一个之间的任何接触将引起旋转（如由箭头118示意地示出的）并且将趋于驱使碰撞构件远离彼此以对抗偏置构件112的偏置（例如，在箭头116的方向上）。

在该示例中，传感器元件52a提供碰撞构件102和104的横向或左右移动量的指示。线性换能器在一个示例中用于检测碰撞构件102和104远离彼此的移动量。另一个示例包括接近开关。图3的示例还包括传感器元件52b，例如旋转电位计或旋转编码器，用于提供碰撞构件102和104响应于与牵引绳索30的接触的旋转量的指示。

另一个传感器元件52c与偏置构件112关联。该传感器元件52c通过检测对应的偏置构件112的部分的移动量而检测与牵引绳索30与碰撞构件102和104之间的接触关联的力的量。给出关于与偏置构件112的偏置关联的力的信息，偏置构件112的部件的移动量可以解释为引起这样的移动所需要的力的量。在另一个示例中，传感器元件52c直接测量与克服偏置构件112的偏置关联的力。

图3的示例还包括传感器元件52d，例如载荷元或应变计，其检测由于与牵引绳索30的接触引起的施加在碰撞构件102和104上的力。

图3中的各种传感器元件52a-52d可独立或以这样的传感器元件中的两个或以上的组合使用。图3的示例说明多种不同的传感器如何可以并入阻尼器装置来提供关于在电梯系统内引起阻尼器与狭长构件之间接触的摇摆状况的反馈信息。该反馈信息对于调整电梯系统20的操作参数是有用的。

公开的示例的一个特征是向电梯控制器54提供的指示可以被定制来满足特定实施例的特定需求。例如，模拟信号反馈可以用于提供振幅信息（例如，移动量或力的量），其对于做出关于摇摆状况严重程度的决定是有用的。这与其中可仅提供发生摇摆的指示的数字设置相比可以提供附加的有用信息。当然，本发明的一些实现将包括来自一个或多个传感器的数字信号输出，用于实现电梯系统操作的响应式调整来解决摇摆状况。在至少一个示例中使用模拟和数字信号的组合。提供关于摇摆状况的严重程度的信息的能力允许调节电梯控制器54对井道26中当前摇摆状况的响应。

阻尼器50、60、80或94中的任一个可具有如在图2或3中示出的配置。当然，那些阻尼器的其他配置是可能的，并且本发明不必定限于其自身阻尼器的特定构造。相似地，传感器52的放置或类型可与公开示例不同来满足特定实施例的需求。

在另一个示例中，阻尼器50、60、80和94中的一个或多个包括绳索护罩，其在对应的结构53或84上支撑来保护绳索30、70、井道结构或两者免受损坏。公开的示例传感器中的适当传感器与绳索护罩阻尼器关联来提供如上文描述的阻尼器与绳索之间接触的指示。在一些示例中，这样的绳索护罩阻尼器包括金属片并且传感器采用传感器检测碰撞振动、力或辐射噪声中的至少一个的方式与该金属片关联。

前面的说明本质上是示范性的而不是限制性的。对公开的示例的变动和修改不必偏离本发明的本质而对于本领域内技术人员可变得明显。给予本发明的法律保护范围可以仅通过研究下面的权利要求确定。

Claims (20)

1. 一种电梯系统，其包括：

第一质块，其在井道内能移动；

第二质块，其在所述井道内能移动；

多个狭长构件，其使所述第一质块耦合于所述第二质块；

至少一个阻尼器，其响应于所述狭长构件中的至少一个的横向移动选择性地接触所述狭长构件中的所述至少一个；

传感器，其检测所述阻尼器与所述狭长构件中的所述至少一个之间的接触；

控制器，其响应于检测的接触的指示控制电梯系统操作的至少一个方面。

2. 如权利要求1所述的电梯系统，其中所述传感器提供由与所述狭长构件中的所述至少一个的接触产生的所述至少一个阻尼器移动的指示。

3. 如权利要求2所述的电梯系统，其中所述传感器提供所述阻尼器的旋转移动的指示。

4. 如权利要求2所述的电梯系统，其中所述传感器提供所述阻尼器的横向移动的指示。

5. 如权利要求2所述的电梯系统，其中所述传感器提供所述至少一个阻尼器加速的指示。

6. 如权利要求1所述的电梯系统，其中所述传感器检测由与所述狭长构件中的所述至少一个的接触产生的施加在阻尼器上的力，所述传感器提供作为检测的力的指示的输出。

7. 如权利要求1所述的电梯系统，其中所述传感器检测与所述阻尼器和所述狭长构件的所述至少一个之间的接触关联的噪声。

8. 如权利要求1所述的电梯系统，其中所述控制器响应于感测的接触调整以下中的至少一个：

电梯轿厢移动的速度，或

电梯轿厢在井道中的位置。

9. 如权利要求1所述的电梯系统，其中所述传感器提供所述阻尼器与所述狭长构件中的所述至少一个之间检测的接触的至少一个特征的指示。

10. 如权利要求9所述的电梯系统，其中所述控制器基于来自所述传感器的指示选择电梯系统操作的所述至少一个方面用于调整。

11. 如权利要求9所述的电梯系统，其中所述至少一个特征包括检测接触期间的时间的长度、施加在所述阻尼器上由接触产生的力或检测的接触发生的次数中的至少一个。

12. 如权利要求1所述的电梯系统，其中所述阻尼器包括以下中的至少一个：

绳索减摆阻尼器，其在所述井道中的其中所述阻尼器对于减少所述狭长构件的摇摆是有用的选择位置处支撑，或

绳索护罩阻尼器，其在表面上支撑来保护以避免对所述狭长构件或所述表面的否则可能由所述狭长构件与所述表面之间的直接接触产生的潜在损坏。

13. 一种对电梯系统中的摇摆作出响应的方法，所述电梯系统包括至少一个阻尼器，所述至少一个阻尼器配置成如果发生摇摆则选择性地接触至少一个狭长构件，所述方法包括以下步骤：

感测所述阻尼器与所述狭长构件之间的接触；

响应于感测的接触调整电梯系统操作的至少一个方面。

14. 如权利要求13所述的方法，其包括感测由与所述至少一个狭长构件的接触产生的所述阻尼器的横向移动。

15. 如权利要求13所述的方法，其包括感测由与所述狭长构件的接触产生的所述阻尼器的旋转移动。

16. 如权利要求13所述的方法，其包括感测由与所述狭长构件的接触产生的所述阻尼器的加速。

17. 如权利要求13所述的方法，其包括提供检测接触期间的时间的长度、施加在所述阻尼器上由接触产生的力或检测的接触发生的次数中的至少一个的指示。

18. 如权利要求13所述的方法，其包括感测施加在所述阻尼器上由与所述狭长构件的接触产生的力。

19. 如权利要求13所述的方法，其包括感测与所述阻尼器和所述狭长构件之间的接触关联的噪声。

20. 如权利要求13所述的方法，其包括响应于感测的接触调整以下中的至少一个：

电梯轿厢移动的速度，或

电梯轿厢在井道中的位置。

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