CN105110147B - 超导磁悬浮电梯轿厢装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种超导磁悬浮电梯轿厢装置，包括：轿厢，用于承载乘客和物体；底座，用于与电梯动力机构连接实现牵引，底座与轿厢的轿厢底板间隔设置；磁悬浮机构，设置在轿厢底板与底座之间，用于使轿厢悬空设置在底座的上方；其中，磁悬浮机构包括超导电磁铁组件和与其对应设置的具有同性磁力的永磁铁，超导电磁铁组件和永磁铁两者中的一个设置在轿厢底板朝向底座的一侧，两者中的另一个设置在底座朝向轿厢底板的一侧，超导电磁铁组件与控制器电连接。对比现有技术，本发明的超导磁悬浮电梯轿厢装置结构简单，减振效果好，称重精度高。

Description

超导磁悬浮电梯轿厢装置

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，尤其涉及一种超导磁悬浮电梯轿厢装置。

背景技术

目前广泛使用的电梯轿厢是沿着垂直安装在升降井道内的导轨上、下运行。由导轨的安装精度和控制电梯轿厢垂直运行的电气系统引起的轿厢振动一直是业界难以克服的问题，而电梯轿厢垂直方向的高频振动通常会引起乘坐者的不适，进而降低乘坐的舒适度。为解决电梯轿厢振动的问题，目前普遍采用的减振措施有以下两种方式：

一、在轿厢上或轿底加装减振橡胶，例如中国专利文献CN 204138102 U公开一种悬挂减振轿厢，其包括轿厢体、上梁、立梁、多个减振装置及多个抑制装置，所述上梁设于所述轿厢体的上方，多个所述减振装置分别固定连接于所述上梁与所述轿厢体的顶部之间，所述立梁设于所述轿厢体的至少一侧，所述轿厢体的顶部、所述轿厢体的底部与所述立梁之间分别设有多个所述抑制装置；其中，所述减振装置包括拉杆及至少一个减振橡胶，所述减振橡胶设置于所述上梁，所述拉杆穿设于所述减振橡胶且两端分别固定于所述上梁、所述轿厢体的顶部。减振橡胶虽然能在一定程度上缓解和吸收轿厢的振动，但是其不能从根本上解决轿厢在垂直方向上的振动问题，而且随着橡胶的老化，减振效果也会越来越差。

二、在曳引机构上增加额外的减振机构，例如中国专利文献CN 204004163 U公开一种电梯轿厢动力减振器，包括轿厢架、轿厢、动力减震器、曳引机、导向轮、轿厢侧曳引钢丝绳、对重侧曳引钢丝绳、对重、轿厢侧绳头弹簧和轿底减振橡胶，轿厢位于轿厢架内部，轿底减振橡胶连接轿厢，轿厢侧绳头弹簧连接轿厢架，动力减震器连接轿厢侧绳头弹簧，轿厢侧曳引钢丝绳连接动力减震器，曳引机连接轿厢侧曳引钢丝绳，导向轮连接曳引机，对重侧曳引钢丝绳连接导向轮，对重连接对重侧曳引钢丝绳。此结构的电梯轿厢也能在一定程度上实现低振动，但是将曳引钢丝与动力减震器连接，会增加整个电梯的动力消耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减振效果好且能耗低的超导磁悬浮电梯轿厢装置。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种超导磁悬浮电梯轿厢装置，包括：

轿厢，用于承载乘客和物体；

底座，用于与电梯动力机构连接实现牵引，所述底座与所述轿厢的轿厢底板间隔设置；

磁悬浮机构，设置在所述轿厢底板与所述底座之间，用于使所述轿厢悬空设置在所述底座的上方；

其中，所述磁悬浮机构包括超导电磁铁组件和与其对应设置的具有同性磁力的永磁铁，所述超导电磁铁组件和所述永磁铁两者中的一个设置在所述轿厢底板朝向所述底座的一侧，两者中的另一个设置在所述底座朝向所述轿厢底板的一侧，所述超导电磁铁组件与控制器电连接。

作为超导磁悬浮电梯轿厢装置的一种优选方案，所述磁悬浮机构还包括设置在所述轿厢底板与所述底座之间的用于检测两者之间距离变化的距离传感器，所述距离传感器与所述控制器电连接。

作为超导磁悬浮电梯轿厢装置的一种优选方案，在所述轿厢底板与所述底座之间设置用于防止所述轿厢和所述底座在垂直方向发生超行程移动的限位螺杆，所述限位螺杆的两端分别与所述轿厢底板和所述底座插接。

通过设置限位螺杆，可以限制轿厢底板与底座之间的垂直距离，保证永磁铁被控制在超导电磁铁组件的电磁力的有效范围内。

作为超导磁悬浮电梯轿厢装置的一种优选方案，所述轿厢底板与所述底座可沿所述限位螺杆滑动，所述限位螺杆的两端分别通过螺母限制所述轿厢底板和所述底座的滑动位移。

作为超导磁悬浮电梯轿厢装置的一种优选方案，所述超导电磁铁组件固定设置在所述底座上，所述永磁铁固定设置在所述轿厢底板上。

作为超导磁悬浮电梯轿厢装置的一种优选方案，在所述轿厢底板的四角均设置有所述永磁铁，对应的在所述底座的四角均设置有与所述永磁铁相配合的所述超导电磁铁组件。

通过在底座的四角均设置超导电磁铁组件，并在轿厢底板的四角相对应设置永磁铁，可以使轿厢在悬空的时候更加平稳。

作为超导磁悬浮电梯轿厢装置的一种优选方案，在每个所述超导电磁铁组件的一侧均设置有一个所述距离传感器。

通过在每个超导电磁铁组件的一侧均设置距离传感器，可以利用距离传感器监测轿厢四角与底座之间的距离变化，保证轿厢在垂直移动过程中始终保持平衡状态。

作为超导磁悬浮电梯轿厢装置的一种优选方案，所述超导电磁铁组件包括与所述底座可拆卸连接的安装座，在所述安装座上固定设置有铁芯，在所述铁芯外缠绕有超导电磁铁线圈，在所述安装座上并位于所述超导电磁铁线圈外环形设置有外罩，所述外罩与所述超导电磁铁线圈之间具有间隙。

进一步的，所述超导电磁铁线圈采用超导材料绕制而成，阻抗小，可大幅度降低电磁铁线圈的发热和功耗。

作为超导磁悬浮电梯轿厢装置的一种优选方案，还包括轿厢架，所述轿厢活动设置在所述轿厢架内，所述底座固定设置在所述轿厢架的底部。

通过设置轿厢架，可以对轿厢的行程进行限制，且可以在超导电磁铁组件断电的时候对轿厢进行安全保护。

作为超导磁悬浮电梯轿厢装置的一种优选方案，所述轿厢与所述轿厢架之间设置卡胶。

由于轿厢是活动设置在电梯轿厢架内，用卡胶限制轿厢与轿厢架在水平方向的移动，减少轿厢与电梯轿厢架之间的碰撞。

本发明的有益效果为：本发明提供的超导磁悬浮电梯轿厢装置通过在底座与轿厢底板之间设置磁悬浮机构，可以使轿厢始终悬浮在底座上方，而底座与电梯动力机构连接可实现牵引，轿厢与电梯动力机构之间无刚性连接和接触，因此，在电梯动力机构牵引底座移动时，永磁铁的磁场与超导电磁铁组件的磁场之间的排斥力使轿厢悬浮运行，运行过程中产生的振动只会传递给底座，无法传递给轿厢，可以有效地降低轿厢运行过程中产生的振动和噪音；通过将控制器与磁悬浮机构中的超导电磁铁组件电连接，可以利用控制器控制输入给超导电磁铁组件的电流，进而根据需要调节超导电磁铁组件与永磁铁之间的距离。

附图说明

图1为本发明实施例所述的超导磁悬浮电梯轿厢装置的结构示意图。

图2为图1的A处局部放大示意图。

图1和2中：

1、轿厢；11、轿厢底板；2、底座；3、磁悬浮机构；31、超导电磁铁组件；311、安装座；312、铁芯；313、超导电磁铁线圈；314、外罩；32、永磁铁；33、距离传感器；34、限位螺杆；35、螺母。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1和2所示，本发明实施例的超导磁悬浮电梯轿厢装置，轿厢1、底座2和磁悬浮机构3，其中，轿厢1用于承载乘客和物体，底座2用于与电梯动力机构连接实现牵引，底座2与轿厢1的轿厢底板11间隔设置，磁悬浮机构3设置在轿厢底板11与底座2之间，用于使轿厢1悬空设置在底座2的上方，磁悬浮机构3包括超导电磁铁组件31和与其对应设置的具有同性磁力的永磁铁32，超导电磁铁组件31和永磁铁32两者中的一个设置在轿厢底板11朝向底座2的一侧，两者中的另一个设置在底座2朝向轿厢底板11的一侧，超导电磁铁组件31与控制器电连接。

磁悬浮机构3还包括距离传感器33和限位螺杆34。

其中，距离传感器33设置在轿厢底板11与底座2之间，用于检测轿厢底板11与底座2之间的距离变化，距离传感器33与控制器电连接。

限位螺杆34设置在轿厢底板11与底座2之间，限位螺杆34的两端分别与轿厢底板11和底座2插接。通过设置限位螺杆34，可以限制轿厢底板11与底座2之间不发生垂直方向的超行程偏移，保证永磁铁32被控制在超导电磁铁组件31的电磁力的有效范围内。具体的，轿厢底板11与底座2可沿限位螺杆34滑动，限位螺杆34的两端分别通过螺母35限制轿厢底板11和底座2的滑动位移。

在本实施例中，超导电磁铁组件31固定设置在底座2上，永磁铁32固定设置在轿厢底板11上。为了使轿厢1更加平稳地悬空在底座2上，因此在轿厢底板11的四角均设置有永磁铁32，对应的在底座2的四角均设置有与永磁铁32相配合的超导电磁铁组件31。当然，超导电磁铁组件31和永磁铁32的数量不限于四个，也不限于设置在底座2或轿厢底板11的四角，还可以以底座2或轿厢底板11的中心为圆心环形均布，数量为三个或者三个以上均可。

在本实施例中，距离传感器33为四个，分别邻近位于底座2四角的超导电磁铁组件31的一侧设置，这样可以利用距离传感器33监测轿厢1四角与底座2之间的距离变化，保证轿厢1在垂直移动过程中始终保持平衡状态。

具体的，超导电磁铁组件31包括与底座2可拆卸连接的安装座311，在安装座311上固定设置有铁芯312，在铁芯312外缠绕有超导电磁铁线圈313，在安装座311上并位于超导电磁铁线圈313外环形设置有外罩314，外罩314与超导电磁铁线圈313之间具有间隙。

具体的，在轿厢底板11靠近底座2的一侧可拆卸设置用于安装永磁铁32的永磁铁安装座，在永磁铁安装座外围并位于轿厢底板11上安装有保护永磁铁32的永磁铁护罩，其中永磁铁外罩朝向底座2的一端呈开口设置，其直径与超导电磁铁组件31的外罩314相匹配，永磁铁外罩和外罩314相对应设置，且永磁铁外罩的高度大于永磁铁32的厚度，外罩314的高度大于铁芯312的高度，用于当超导电磁铁组件31断电且出现限位螺杆34断裂时，对永磁铁32、铁芯312以及超导电磁铁线圈313进行保护。

在本发明的其他实施例中，此超导磁悬浮电梯轿厢装置还包括轿厢架，轿厢1活动设置在轿厢架内，底座2固定设置在轿厢架的底部。通过设置轿厢架，可以对轿厢1的行程进行限制，且可以在超导电磁铁组件31断电的时候对轿厢1进行安全保护。

轿厢1与轿厢架之间设置卡胶。由于轿厢1是活动设置在轿厢架内，用卡胶限制轿厢1与轿厢架在水平方向的移动，减少轿厢1与轿厢架之间的碰撞。

工作原理如下：

距离传感器33实时采集超导电磁铁组件31和永磁体32之间的间隙，提供给控制器，控制器根据距离传感器33采集到的间隙数据实时调整输出给超导电磁铁组件31中的电流，从而调整电磁力的大小，使轿厢1始终保持在平衡位置。当轿厢1因装卸货物或上下振动导致轿厢1下沉或上浮时，控制器检测到距离传感器33采集到的间隙减小或变大，同时改变输出电流大小，使轿厢1始终保持在平衡位置。

另外可以通过控制器预设或者学习电梯轿厢不同载荷时对应的输出电流，以判定电梯处于何种载重状态。例如：空载、轻载、满载和超载时，对应控制器输出给超导电磁铁组件的电流为I₀、I₂₀、I₈₀、I₁₁₀。当I＜I₂₀时判断轿厢载荷为空载；I₂₀≦I＜I₈₀时判断轿厢载荷为轻载；当I₈₀≦I＜I₁₁₀时判断轿厢载荷为满载；当I≥I₁₁₀时判断轿厢载荷为超载。

此超导磁悬浮电梯轿厢的优点：(1)、本发明的超导磁悬浮电梯轿厢装置采用磁悬浮机构后，利用磁场“同性相斥”的原理设计，使轿厢悬空设置在底座上，进而使轿厢和电梯动力机构没有刚性连接和接触，隔离了主机传导下来的振动，明显减小了轿厢内的振动和噪音；(2)、该装置能用于轿厢称重判断，使电梯无需另外配置轿厢称重装置，由于该装置直接测量轿厢的载重变化，杜绝了因层高、随行电缆及钢丝绳重量等因素引起的称重误差，使称重数据更真实准确。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种超导磁悬浮电梯轿厢装置，其特征在于，包括：

轿厢，用于承载乘客和物体；

底座，用于与电梯动力机构连接实现牵引，所述底座与所述轿厢的轿厢底板间隔设置；

磁悬浮机构，设置在所述轿厢底板与所述底座之间，用于使所述轿厢悬空设置在所述底座的上方；

其中，所述磁悬浮机构包括超导电磁铁组件和与其对应设置的具有同性磁力的永磁铁，所述超导电磁铁组件和所述永磁铁两者中的一个设置在所述轿厢底板朝向所述底座的一侧，两者中的另一个设置在所述底座朝向所述轿厢底板的一侧，所述超导电磁铁组件与控制器电连接；

所述磁悬浮机构(3)还包括限位螺杆(34)，所述限位螺杆(34)设置在轿厢底板(11)与底座(2)之间，限位螺杆(34)的两端分别与轿厢底板(11)和底座(2)插接；

还包括轿厢架，所述轿厢活动设置在所述轿厢架内，所述底座固定设置在所述轿厢架的底部；

所述轿厢与所述轿厢架之间设置卡胶。

2.根据权利要求1所述的超导磁悬浮电梯轿厢装置，其特征在于，所述磁悬浮机构还包括设置在所述轿厢底板与所述底座之间的用于检测两者之间距离变化的距离传感器，所述距离传感器与所述控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的超导磁悬浮电梯轿厢装置，其特征在于，在所述轿厢底板与所述底座之间设置用于防止所述轿厢和所述底座在垂直方向发生超行程移动的的限位螺杆，所述限位螺杆的两端分别与所述轿厢底板和所述底座插接。

4.根据权利要求3所述的超导磁悬浮电梯轿厢装置，其特征在于，所述轿厢底板与所述底座可沿所述限位螺杆滑动，所述限位螺杆的两端分别通过螺母限制所述轿厢底板和所述底座的滑动位移。

5.根据权利要求2所述的超导磁悬浮电梯轿厢装置，其特征在于，所述超导电磁铁组件固定设置在所述底座上，所述永磁铁固定设置在所述轿厢底板上。

6.根据权利要求5所述的超导磁悬浮电梯轿厢装置，其特征在于，在所述轿厢底板的四角均设置有所述永磁铁，对应的在所述底座的四角均设置有与所述永磁铁相配合的所述超导电磁铁组件。

7.根据权利要求5所述的超导磁悬浮电梯轿厢装置，其特征在于，在每个所述超导电磁铁组件的一侧均设置有一个所述距离传感器。

8.根据权利要求4所述的超导磁悬浮电梯轿厢装置，其特征在于，所述超导电磁铁组件包括与所述底座可拆卸连接的安装座，在所述安装座上固定设置有铁芯，在所述铁芯外缠绕有超导电磁铁线圈，在所述安装座上并位于所述超导电磁铁线圈外环形设置有外罩，所述外罩与所述超导电磁铁线圈之间具有间隙。