CN105347148A

CN105347148A - 悬置工作平台升降系统

Info

Publication number: CN105347148A
Application number: CN201510631780.4A
Authority: CN
Inventors: 詹姆斯·博南诺; 罗伯特·埃迪; 乔治·安纳赛斯; 让-费朗科易斯·戴斯卖特; 盖里·英格理姆; 李辉
Original assignee: Sky Climber LLC
Current assignee: Sky Climber LLC
Priority date: 2010-11-15
Filing date: 2011-11-02
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2031-11-02
Also published as: US20210270047A1; EP2640659A1; CN108910790A; US20120138392A1; AU2011329365A1; US9982443B2; CN103209920A; CN108910790B; CN105347148B; US20180266125A1; CN103209920B; US20150144424A1; US8944217B2; AU2011329365B2; EP2640659A4; US10961725B2; WO2012067820A1

Abstract

本发明提供了用于提升和降低工作平台的悬置工作平台升降系统。电动机控制系统连接至所述平台并与恒定频率输入电源和电升降动机电连通。所述系统可包括当提升和降低所述工作平台时允许所述平台达到和保持倾斜角设置值的倾斜控制系统，和/或减小无功功率的系统。升降控制系统可具有用于将数据发送至远程位置的数据发送器、用于从所述远程位置接收数据的数据接收器、用于监测和记录所述升降机的多个特征中至少一个的监测和诊断系统，和/或安全锁定系统，所述安全锁定系统在所述升降控制系统促使所述升降系统移动之前对操作员进行授权。

Description

悬置工作平台升降系统

本申请是分案申请，其母案申请的申请号为201180055039.8，申请日为2011年11月2日，发明名称为“悬置工作平台升降系统”。

相关申请交叉参考

本申请要求2011年6月1日提交的美国专利申请号13/150,608的权益，13/150,608为2010年11月15日提交的美国专利申请号12/946,398的部分继续申请，12/946,398为2009年10月29日提交的美国专利申请号12/582,445(现在为美国专利号7,849,971)的部分继续申请，12/582,445为2005年11月4日提交的美国专利申请号11/267,629(现在为美国专利号7,631,730)的部分继续申请。每个申请的全部内容均并入本文中以作参考。

技术领域

本发明涉及悬置工作平台升降系统，具体地，涉及具有通信和操作员授权系统的升降系统。

背景技术

悬置式工作平台(通常也被称作进入平台或工作操纵室)在本领域中是众所周知的。典型地，这种平台在其每一端处由升降机驱动或者在工作操纵室的情况中由单个升降机驱动，所述升降机在每端处的相关吊索上提升和降低所述平台。升降机通常是非常简单的机械，其包括电感应电动机、变速箱、以及夹紧吊索的牵引机构。一般地，电动机为单速电动机，然而也以是双速电动机。传统上，电动机包含全压直接启动器，并且因此当按压按钮时从关闭切换至全速。变速箱降低电动机速度导致平台速度的范围通常为27英尺/分(fpm)至35fpm。因此，工作平台从停滞到27fpm或更高)的加速本质上瞬间发生，并且震动且危险，这不仅是针对占用者而言，而且是对于顶梁或紧固点来说也是这样的。

同样地，传统的系统不提供对工作平台的驱动减速上的控制。当试图将工作平台停止在一个特定的高度时，由于平台以全速接近此高度然后瞬间停止，因此这将尤为困难。在达到期望的高度前，由传统系统提供的这种粗糙的控制水平导致反复的启动、停止、以及倒退、或“摆动”。这种反复启动和停止不仅过早地磨损设备，而且对工作平台的占用者也是危险的。

此外，悬置式工作平台系统内所使用的升降机通常与电源相距几百英尺，这就使得通过导体的压降受到关注，这通常造成电机过热、过早损坏、失速、以及引入升压变压器。例如，普通的窗户清洗应用可能要求工作平台悬置成与电源的位置相距超过五百英尺，电源通常在建筑物的顶部。这种系统通常需要在建筑物顶部布置有升压变压器，从而使得升降机位置处的电压保持足够高，以便于恰当地操作电动机。而且，这种工作平台系统具有较长的合并式安全功能，以便使操作员的风险最小化，然而，在确保仅仅授权人员处于工作平台上或者操作该系统方面没有措施。

本技术领域内缺少的是使用者、雇主、设备制造商、或升降控制器本身可以用以控制工作平台加速的系统。进一步地，期望提供一种根据特定的工作状况能够调节地限制其速度的系统。

发明内容

在其最普通的构造中，通过多种新功能提高了技术发展水平并且以新颖和独创的方式克服了现有装置中的许多缺陷。在其最普遍的意义来说，在若干有效构造的任何构造中克服了现有技术的缺陷和局限。

本发明的悬置工作平台升降系统被设计成提升和降低悬置工作平台。该工作平台在一根或多根钢索上被提升和降低。该悬置工作平台升降系统包括至少一个升降机。更普遍的是，左侧升降机和右侧升降机被可解除地连接至工作平台的相反端。在一个实施例中，升降机具有与变加速电动机控制系统电连通的电动机。该变加速电动机控制系统被可解除地连接至工作平台，并且与恒定频率输入电源以及升降机电动机电连通。

当工作平台在电力下在绳索上被提升和降低时，变加速电动机控制系统通过控制升降机电动机而控制工作平台的加速度。悬置工作平台升降系统还包括可解除地连接至工作平台的升降控制系统，该升降控制系统与升降电动机电连通。升降控制系统可包括用户输入装置，该装置被设计成用于接收提升或降低工作平台的指令。

变加速电动机控制系统不仅在正加速的传统意义上控制工作平台的加速度，而且还控制工作平台的负加速，或减速。这提供了以受控的方式从上方或下方缓慢接近特定高度的能力，因此不会越过或超越此高度。

变加速电动机控制系统控制工作平台的加速度，以使它在不少于预定时间周期内达到最大速度。取决于工作平台的用途，该时间周期最少为1秒，然而更通常为2-5秒，或可更长。在一个实施例中，变加速电动机控制系统通过将恒定频率输入电源转换为变频电源而实现加速度控制。可以通过使用变频驱动器来实现，所述变频驱动器将恒定频率输入电源转换为连接至升降机电动机的变频电源。如本发明的具体实施方式中将进行详细披露的，此系统可包括控制两个电动机的一个变频驱动器、用以独立地控制每个电动机的单独变频驱动器、或者可控制两个电动机的用于每个升降机的变频驱动器。

而且，悬置工作平台升降系统可包括如下设计的一种系统，即，在电动机提升工作平台时当以稳态全负荷状态进行操作时，减小与传统悬置升降系统相关的无功功率且产生至少0.95的升降系统功率因数。该升降系统功率因数考虑了悬置工作平台升降系统以及悬置导体系统的所有功耗装置，所述悬置导体系统将恒定频率输入电源连接至升降机，所述升降机通常在几百英尺以外。当以稳态全负荷状态进行操作时另一个实施例实现了至少0.98的升降系统功率因数。

在一个实施例中，通过将无功功率减小输入功率系统合并于悬置工作平台升降系统内而实现这种升降系统功率因数。无功功率减小输入功率系统包括AC–DC转换器和调节系统，其中，调节系统与DC-AC逆变器电连通，该逆变器与电动机电连通。DC-AC逆变器控制电动机使牵引机构加速的比率，从而在绳索上提升和降低工作平台时，控制工作平台的加速度。或者，升降系统(10)可为恒加速升降系统，其包括具有与电动机相邻的电容器组的无功功率减小输入功率系统，以便在稳态全负荷状态中实现至少0.95的升降系统功率因数。

另一个实施例进一步包括隔离系统，所述隔离系统在DC-AC逆变器未传送功率给电动机时使DC-AC逆变器与电动机电隔离。隔离系统防止在工作平台进行无动力下降时电动机的旋转所产生的任何电流与DC-AC逆变器进行接触。又一个实施例包括位于隔离系统与电动机之间的下降控制系统，其中，在紧急下降模式中，下降控制系统电磁地控制重力作用下的工作平台的紧急下降，并且将紧急下降速度限制为60英尺每分钟，更优选地，将紧急下降速度限制为45英尺每分钟或更小。如果丧失了公用电源，那么为了操作员的安全，工作平台由机械制动器锁定并且保持悬挂在空中。如果发生这种情况，那么可手动释放机械制动器，以便进入紧急下降模式，并且允许工作平台以紧急下降的速度下降到地面。

悬置工作平台升降系统可进一步包括倾斜控制系统。该倾斜控制系统与变加速电动机控制系统电连通并且包括至少一个倾斜控制器和至少一个倾斜传感器。倾斜控制系统能够检测工作平台的倾斜角，并且控制变加速电动机控制系统，从而在提升和降低工作平台时，工作平台达到和保持倾斜角设置值。

升降系统的变型可包括GPS跟踪系统、数据发送器和接收器以及安全锁定系统。数据发送器可使用电源线传输数据的数据传输系统、光学激光器数据传输系统、或者无线电数据传输系统，仅仅列举几种数据传输方法。发送器可使用扩频通信方案将命令发送给接收器。而且，无线电传输系统变型可包括但不限于：Wi-Max、Wi-fi、2G、3G、4G、EV-DO、或基于Zigbee型的传输协议和硬件的使用。此外，数据发送器可包括用户输入装置的某些或所有控制。安全控制系统可单独地或组合地使用钥匙锁定系统、密码锁定系统、磁条刷卡锁定系统、条码扫描器锁定系统、射频识别(RFID)锁定系统、基于指纹或掌纹的锁定系统、虹膜识别锁定系统、和/或视网膜扫描锁定系统，并且不限于此。如参照以下优选实施例的详细描述以及附图而对于本领域的技术人员来说更容易理解的，各种优选实施例的变型、更改、替换和变更可以单独或彼此结合使用。

附图说明

以下所述不限制悬置工作平台升降系统的范围，现参照附图：

图1是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图2是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图3是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图4是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图5是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图6是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图7是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图8是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图9是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图10是悬置工作平台升降系统的升降机的一个实施例的不按比例的左侧视图；

图11是悬置工作平台升降系统的升降机的一个实施例的不按比例的右侧视图；

图12是悬置工作平台升降系统的升降机的一个实施例的不按比例的后视图；

图13是悬置工作平台升降系统的升降机的一个实施例的不按比例的俯视平面图；

图14是悬置工作平台升降系统的升降机的一个实施例的不按比例的立体装配图；

图15是悬置工作平台升降系统的升降机的一个实施例的不按比例的立体图；

图16是悬置工作平台升降系统的工作平台的一个实施例的不按比例的正视图；

图17是悬置工作平台升降系统的工作平台的一个实施例的不按比例的正视图；

图18是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图19是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图20是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图21是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图22是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图23是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图24是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图25是升降机的一个实施例的不按比例的立体图；

图26是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的局部示意图；

图27是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的局部示意图；

图28是智能控制系统的一个实施例的不按比例的局部示意图；

图29是升降系统的一个实施例的不按比例的局部示意图；

图30是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图31是悬置工作平台升降系统的一个实施例的不按比例的示意图；

图32是示出了安全锁定系统的一个实施例的升降机的一个实施例的不按比例的立体图；

图33是示出了安全锁定系统的一个实施例的升降机的一个实施例的不按比例的立体图；

图34是示出了安全锁定系统的一个实施例的升降机的一个实施例的不按比例的立体图；以及

图35是示出了安全锁定系统的一个实施例的升降机的一个实施例的不按比例的立体图。

具体实施方式

目前所公开的悬置工作平台升降系统10能够实现技术发展水平的显著进步。该装置的优选实施例通过部件的新颖且独创的布置和以唯一且独创的方式形成的方法实现了此进步，并且论证了先前无法达到但是为优选且希望获得的功能。以下结合附图作出的详细描述的目的仅仅在于对本发明的当前优选实施例进行说明，并且其目的并不在于表现本发明可被构造或利用的唯一形式。详细描述结合示例性实施例阐明了本发明的设计、功能、装置、以及实施方法。然而，可以理解，通过不同的实施例可能实现相同或等效的功能和特征，该不同的实施例也包含在本发明的精神和范围内。

本发明提供了用于提升和降低工作平台100的一种悬置工作平台升降系统10。在一个实施例中，如图16所示，工作平台100在两根绳索(即，左侧绳索400和右侧绳索500)上被提升或降低，然而，工作平台100可在单根绳索上由单个升降机提升和降低。因此，工作平台100可为设计成供站立的水平结构的传统意义上的平台，然而，该工作平台也包括载人电梯、升降机箱、高空作业坐板、以及设计成通过悬置绳索支撑工人同时容许高度变化的任何结构。在某些实施例中，工作平台100具有左侧端110和右侧端120。在一个实施例中，悬置工作平台升降系统10包括：左侧升降机200，可解除地连接至工作平台100的左侧端110附近并且与左侧绳索400配合；以及右侧升降机300，可解除地连接至工作平台100的右侧端120附近并且与右侧绳索500配合。现在参照图10-15中所示的变加速度实施例，左侧升降机200具有左侧电动机210且右侧升降机300具有右侧电动机310，并且每个电动机210、310与至少一个变加速电动机控制系统600电连通。虽然图10-15只示出了左侧升降机200及其组件，但由于右侧升降机300与之相同，因此同样的附图也可以用于右侧升降机，仅需用300的系列部件标号替换200的系列部件标号。

现在参照图1的实施例，变加速电动机控制系统600被可解除地连接至工作平台100，并且与恒定频率输入电源800和左侧电动机210以及右侧电动机310电连通。当工作平台100在左侧绳索400和右侧绳索500上被提升或降低时，变加速电动机控制系统600通过控制左侧电动机210和右侧电动机310来控制工作平台100的加速度。最后，该悬置工作平台升降系统10可包括升降控制系统700。升降控制系统700与至少一个升降电动机210、310电连通，如图30和31中所示。再次参照图1的实施例，在某些实施例中，该升降控制系统700被可解除地连接至工作平台100(虽然升降控制系统700可并入升降机本身的外壳内)，并且与变加速电动机控制系统600、左侧电动机210、和/或右侧电动机310电连通，并且该升降控制系统具有用户输入装置710，该装置被设计成用于接收提升或降低工作平台100的指令，如指定实施例中的应用。

左侧升降机200除具有左侧电动机210外还具有：左侧牵引机构220(优选参见图11-12)，被设计成与左侧绳索400配合；以及可能具有左侧变速箱230，用于从左侧电动机210向左侧牵引机构220传送动力。同样地，右侧升降机300具有：右侧牵引机构320，被设计成与右侧绳索300配合；以及可能具有右侧变速箱330，用于从右侧电动机310向右侧牵引机构320传送动力。左侧升降机200被可解除地连接至工作平台100的左侧端110附近，且右侧升降机300被可解除地连接至工作平台100的右侧端120附近。如图16所示，工作平台100包括底板140和围栏130。

再次参照图1，在一个实施例中，变加速电动机控制系统600与恒定频率输入电源800电连通。此电源可为全世界使用的任何传统交流电源，包括(但不局限于)单相交流电源、以及三相交流电源，在110、120、220、240、380、480、575以及600伏特下运行的50hz、60hz以及400hz系统。变加速电动机控制系统600控制左侧电动机210使左侧牵引机构220加速的速度和/或控制右侧电动机310使右侧牵引机构320加速的速度，从而当工作平台100在左侧绳索400和/或右侧绳索500上被提升和降低时控制工作平台100的加速度。

变加速电动机控制系统600不仅在正加速的传统意义上控制工作平台100的加速度，而且还控制工作平台100的负加速，或减速。这种控制不仅消除了单速和双速升降机的框架震动启动和停止特性，而且还提供了以受控方式从上方或下方缓慢接近特定高度的能力，因此不会越过或超越此高度。事实上，在一个实施例中，变加速电动机控制系统600包括具有可调节的接近速度设定值的接近模式，该设定值将工作平台100的速度限制为最大速度的百分之五十或更小的数值。

变加速电动机控制系统600为用户提供了控制工作平台100的加速度以及设定工作平台的特定工作速度的能力。例如，如果工作平台100用于窗户清洗，由于工作平台100是从一层被移动至另一层，则工作平台100每次会前进相对短的距离，典型地为10-12英尺。在这种情况下，当每次前进一层时，不必要使工作平台加速至最大速度。因此，在一个实施例中，变加速电动机控制系统600允许设置可调节的最大工作速度，这是一个安全性的重大改进，因为以受控的工作速度(其为最大速度的一小部分)从一层前进至另一层减小了发生事故的可能性。

当通过相当长的距离时，此系统还允许用户命令变加速电动机控制系统600加速至最大速度。因此，变加速电动机控制系统600控制工作平台100的加速度，以使工作平台100在不少于预定时间周期内达到最大速度，以消除如前所述的与单速和双速升降系统相关的框架震动启动。取决于工作平台100的用途，该时间周期最少为1秒，然而更经常为2-5秒，或更长。例如，当工作平台100运输液体(例如窗户清洗液体或涂料)时，可优选较长的时间周期。

如前所述，如图1所示，变加速电动机控制系统600与恒定频率输入电源800和左侧电动机210和/或右侧电动机310电连通。如图2所示，在一个实施例中，变加速电动机控制系统600通过将恒定频率输入电源转换为与一个或多个电动机210、310电连通的变频电源900来实现加速度控制。在一个具体的实施例中，变加速电动机控制系统600包括变频驱动器610，该驱动器将恒定频率输入电源800转换为与左电动机210和右电动机310连接的变频电源900。当用在本文中时，术语变频驱动器610都表示至少包括AC-DC转换器640和DC-AC逆变器670的配置，如图26中示意性所示，无论它们是容纳在称为封装变频驱动器的物体内，还是整体形成为包含AC-DC转换器640和DC-AC逆变器670的系统。

变频驱动器610的实施例可以包括另一个实施例，在该实施例中，单一的变频驱动器610用于控制左侧电动机210和右侧电动机310两者。例如，如图4所示，可以包括单一左侧变频驱动器620，以将恒定频率输入电源800转换为与左侧电动机210和右侧电动机310电连通的左侧变频电源910，以使左侧电动机210和右侧电动机310由左侧变频电源910一致地供电。可替代地，如图3所示，变加速电动机控制系统600可包括右侧变频驱动器630，该驱动器将恒定频率输入电源800转换为与左侧电动机210和右侧电动机310电连通的右侧变频电源920，以使左侧电动机210和右侧电动机310由右侧变频电源一致地供电。典型地，单一的变频驱动器610，无论它是左侧变频驱动器620或是右侧变频驱动器630，均与变加速电动机控制系统600的其余部分一起被安装在左侧升降机200或右侧升降机300的主体内。因此，在这个实施例中，连接至恒定频率输入电源800的导线将连接升降机200、300中的一个并且驱动特定的变频驱动器610、620，变频驱动器随后使变频电源910、920向电动机210、310两者供电，一个变频驱动器具有仅将变频驱动器610、620连接至升降机200、300内的电动机210、310的导线，而另一个变频驱动器具有穿过工作平台100以连接并驱动另一个升降机200、300的导线。

如图5和图6所示，在变频驱动器610的替换实施例中，左侧电动机210和右侧电动机310均与其各自的变频驱动器(即，左侧变频驱动器620和右侧变频驱动器630)相关联。变频驱动器620、630可能被容纳在中央(如图5所示)，或定位于单独的升降机200、300之处或之内(如图6所示)。在一个实施例中，每个变频驱动器620、630仅驱动相关联的电动机210、310，如图5和图6所示。在图7-9中所示的替换实施例中，左侧变频驱动器620和右侧可变驱动器630均被设置为驱动电动机210、310两者并且从不仅仅驱动单个电动机，从而引进了可现场配置的备用输出电源的性能。首先参照图6中的实施例，其中，左侧变频驱动器620仅驱动左侧电动机210且右侧变频驱动器630仅驱动右侧电动机310，尽管每个驱动器620、630很可能被容纳在相关联的升降机200、300内，但两驱动器620、630仍是变加速电动机控制系统600的一部分，并因此具有在前所述的全部控制优势，且每个驱动器620、630可以由公共的控制信号一致地控制。

现在，再次参照图7-9中的实施例，其中每个驱动器620、630被设置为驱动电动机210、310两者，此实施例与前述图2中的实施例相似，在图2实施例中，单个变频驱动器610控制电动机210、310两者，但是本实施例引进了前者不具备的备用性能。在此实施例中，恒定频率输入电源800与左侧变频驱动器620电连通，从而产生左侧变频电源910，并且与右侧变频驱动器630电连通，从而产生右侧变频电源920。左侧变频电源910与左侧电动机210以及右侧输出电源接线端240电连通。同样地，右侧变频电源920与右侧电动机310以及左侧输出电源接线端340电连通。

此外，如图7示意性所示，在此实施例中，左侧电动机210也与左侧辅助输入电源接线端245电连通，并且右侧电动机310也与右侧辅助输入电源接线端345电连通。因此，在图8的构造中，变加速电动机控制系统600利用左侧变频驱动器620控制左侧及右侧电动机210、310两者，因此要求右侧输出电源接线端240通过辅助导线950与右侧辅助输入电源接线端345电连通。在图9的替换构造中，变加速电动机控制系统600利用右侧变频驱动器630控制左侧及右侧电动机210、310两者，因此要求左侧输出电源接线端340通过辅助导线950与左侧辅助输入电源接线端245电连通。辅助导线950可为一套可拆式导线或者所述导线可永久性连接至工作平台100。这些实施例为升降系统10提供了可现场配置的备用输出电源，当左侧变频驱动器620或右侧变频驱动器630中的任一个失效时，该备用输出电源能够控制工作平台100的加速度。

以上实施例的另一个变型包括交流发电机，该交流发电机确保每次工作平台100启动时，相对的变频驱动器620、630为电动机210、310两者提供变频电源。可替代地，交流发电机可以基于驱动器620、630的运行时间量来循环使用变频驱动器620、630。这些实施例确保了变频驱动器620、630上的基本同等程度的耗损。更进一步地，系统10可包括自动转换特性，使得如果一个变频驱动器620、630失效则另一个变频驱动器620、630将自动地接替。作为一个附加的安全措施，变频驱动器610、620、630可包括支路开关，该开关允许将恒定频率输入电源直接提供给左侧电动机210和右侧电动机310，从而允许变频驱动器610、620、630用作全压直接电动机启动器。

另一个实施例包括用于升降机部件的一个或多个外壳，从而提高操作安全性、设备寿命、耐用性、以及整体坚固性。例如，在一个实施例中，参见图15，左侧电动机210、左侧牵引机构220、以及左侧变速箱230(参见图14)全部被包围在左侧壳体250内，该壳体被连接至左侧底盘260。同样地，右侧电动机310、右侧牵引机构320、以及右侧变速箱330可全部被包围在右侧壳体350内，该壳体被连接至右侧底盘360。进一步地，现在参照图14，左侧底盘260可以包括左侧手柄262以及至少一个可旋转安装的左侧辊264，该左侧辊被构造成当左侧手柄262起作用时，使得左侧升降机200围绕左侧辊264枢转，因此通过滚动可容易地输送左侧升降机200。同样地，右侧底盘360可以包括右侧手柄362以及至少一个可旋转安装的右侧辊364，该左侧辊被构造成当右侧手柄362起作用时，使得右侧升降机300围绕右侧辊364枢转，因此通过滚动可容易地输送右侧升降机300。进一步地，通常希望具有非常紧凑的升降机200、300以使它们可以适于穿过有限的空间内的狭小开口来执行工作。此情况之一为在工业锅炉内部执行工作时，其中进出口直径一般为十八英寸。因此，在一个实施例中，如图14-15所示的，左侧升降机200、左侧壳体250、以及左侧底盘260被构造成可以穿过直径为十八英寸的开口，并且右侧升降机300、右侧壳体350、以及右侧底盘360被构造成可以穿过直径为十八英寸的开口，同时具有小于120磅的重量。

如前所述，变加速电动机控制系统600被可解除地连接至移动工作平台100。在包括变频驱动器610、620、630以及升降机壳体250、350的这些实施例中，变频驱动器610、620、630通常被安装在一个或多个升降机壳体250、350内。事实上，在优选实施例中，左侧升降机200具有容纳在左侧升降机壳体250内的其自己的左侧变频驱动器620，并且同样地右侧升降机300具有容纳在右侧升降机壳体350内的其自己的右侧变频驱动器630。在此实施例中，如图15所示，理想地是把右侧电源接线端240作为位于左侧升降机200之上的右侧防风雨导线连接器242；并且把左侧电源接线端340作为位于右侧升降机300之上的左侧防风雨导线连接器342。该防风雨导线连接器242、342和电源接线端240、340可能为任意数目的凸形或凹形的工业插头以及插座，它们与导线配合，所述导线被制成为用以将电源的电力负荷分配至任一电动机210、310。

在另一个实施例中，变加速电动机控制系统600监控恒定频率输入电源，并且当恒定频率输入电源的电压从预定电压变化至超过该预定电压的至少正或负百分之十时，该系统中断与左侧电动机210和右侧电动机310的电连通。进一步地，该变加速电动机控制系统600可以包括报告装置以便于告知操作者显示系统600被停止的原因。该变加速电动机系统600也可监测左侧牵引机构220以及右侧牵引机构320上的载荷，并且在以下情况下中断与左侧电动机210和右侧电动机310的电连通，所述情况为如果：(a)左侧牵引机构220失去左侧钢索400上的牵引或右侧牵引机构320失去右侧钢索500上的牵引；(b)工作平台100上的载荷超过预定值；或(c)工作平台100上的载荷低于预定值。

升降控制系统700和用户输入装置710所具有的功能可不只是接收提升或降低工作平台100的指令。一般工业上提及的升降控制系统700被称为中央控制箱，该控制箱可包括多个按钮和开关或用户输入装置710，以用于控制悬置工作平台升降系统10。在一个具体实施例中，升降控制系统700包括悬架式操纵台，以使操作者无需位于用户输入装置710处即可控制工作平台100的移动。换言之，该用户输入装置710可为设置于固定的中央控制箱上的至少一个控制开关、按钮或触发器，或者是设置于可移动悬架式操纵台上的那些相同装置中的全部或部分。通常地，用户输入装置710将包括上/下启动开关、升降机选择开关(左侧、右侧、两侧)，以及急停按钮。本发明的不同实施例可以要求添加与变加速电动机控制系统600相关联的输入装置。这些添加的输入装置可以包括：(a)渐近模式启动/禁止；(b)可调节的接近速度设定值；(c)工作模式启动/禁止；(d)可调节的接近速度设定值；(e)可调节的加速阶段设定值；以及(f)升降机主/从属选择器，用以确定哪个升降机产生控制动力或控制信号以及哪个升降机仅仅接收动力或控制信号并且相应地作出响应。升降控制系统700和/或用户输入装置710可以包括LCD屏幕，用以观察诊断信息和设定值。进一步地，该液晶显示屏幕可以是触摸屏幕输入系统。

更进一步地，升降控制系统700可包括监测和诊断系统750(如图1所示)，该系统可允许使用者对系统10进行具体测试并通知使用者某些状况，并且该系统可自动地执行预定测试组。而且，监测和诊断系统750可监测和记录升降机200的操作特性，所述操作特性包括但不限于：升降机的运转小时、自最后一次维修以来的时间周期、速度、加速度、输入电压、电流消耗、电动机温度、绳索直径、在测试中发现的故障、完成下述测试以及结果的确认、以及气象数据(比如，环境温度、湿度以及风速)。监测和诊断系统750也可允许使用者启动系统测试或检验。进一步地，监测和诊断系统750可能运行自动的系统测试，包括：(a)超高最高限度检测；(b)在多达4个轴中的倾斜度感应；(c)极限下限检测；(d)载荷过轻检测；(e)超载检测；(f)下降保护互锁完整性，或者SkyLock互锁完整性；(g)电动机温度；(h)制动电压电平；(i)钢索卡住感测；(j)绳索-卷绕机完整性；(k)主电压相位损失完整性；(l)绳索末端感测完整性；(m)数字速度读出；(n)数字错误显示；(o)绳索直径感测完整性；和/或(p)平台高度保护装置完整性。换言之，监测和诊断系统750可以运行自动检测以确保任何或所有安全功能都是可操作的并且适当地发挥作用。任何这些测试或本文中在其他地方公开的测试和检查可引起监测和诊断系统故障。可以将监测和诊断系统750自动检测编程为在每次操作升降机时进行，或者基于替换时间表进行自动检测，比如，可连续的预定采样周期。

在一个实施例中，监测和诊断系统750记录每次进行手动超速测试的时间，称为超速测试确认。而且，监测和诊断系统750了解，在预定的超速时间间隔内，或者在发生特定的事件时，应最少进行一次手动超速测试。例如，在一个实施例中，预定的超速时间间隔最小为每隔24个小时，或者发生特定的事件时，比如，空载绳索，在操作员休息时或者在轮值结束时，通常会发生这种情况。手动超速测试包括操作员手动地确认超速安全装置适当地发挥作用。超速安全装置通常为机械装置，该机械装置在穿过升降机200时检测绳索的速度，并且如果该速度超过预定的极限，那么在绳索上自动锁定。超速安全装置为防止灾难性事故的最后防线，因此，必须非常频繁地进行测试以确保操作员的安全。通常在平台位于地面、屋顶上，在绳索上空载的平台静止时进行手动超速测试。在多个可能的程序中的一个中，操作员拉起12"线圈，并且快速地将绳索向上拉直，以证实超速保护装置锁定在绳索上。或者，操作员可在绳索上使平台上升到12"，并且与手动制动杆接合，允许平台降落到12"，并且证实超速保护装置钩住并且锁定在绳索上。超速保护装置的一个实例为俄亥俄州特拉华州SkyClimber,Inc.生产的SkyLock。超速保护装置可位于升降机外壳的外面，在过去这很常见，或者位于升降机外壳的里面，从而看不见；无论哪种方式，在此实施例中，超速保护装置与监测和诊断系统750通信，从而可记录每个超速测试确认。因此，在一个实施例中，升降控制系统700具有内部时钟系统，从而可记录每个超速测试确认的日期和时间；或者，在另一个实施例中，数据发送器730将超速测试确认的每个指示发送给远程位置以用于记录、监测，和/或如果在预定的超速时间间隔内还未接收到这种指示，那么禁用升降操作。

监测和诊断系统750可以包括任意数量的视觉指示器752(见图14)，以便在特殊状况时给予使用者警告。例如，以上列出的每种自动测试均可具有唯一的视觉指示器752，以便告知使用者该测试是成功或是失败。视觉指示器752可以是发光二极管，或LED、LCD显示器(比如，2x16、2x20、或2x40)、或相似类型的读出器。

绳索感测系统780可间歇地或连续地监测绳索直径和/或完整性，如图11中所示。在一个实施例中，在绳索感测系统780识别出绳索的具有不可取的绳索属性(比如，小于预定的阈值绳索尺寸的绳索尺寸)的绳索区域或大于预定的绳索异常公差的绳索异常(比如，扭结、弯曲、有擦伤、变形部分、轮廓的异常变化、或磨损线)时，绳索感测系统780产生绳索警报。绳索感测系统780可为非接触式感测系统或接触式感测系统，其定位成检测绳索的处于负荷下的部分。非接触式感测系统可包含测量系统，其包括但不限于激光、视频、IR、LED、光电晶体管、超声波、和IRLED。可包含多个预定的阈值或异常值，以便提供不同等级的绳索警报，从而将绳索的状况反馈给操作员，或者阻止升降机200的进一步操作。例如，悬置升降钢丝绳可具有的初始直径为8.0mm，并且预定的阈值绳索尺寸可为7.4mm。因此，在这个实例中，在绳索感测系统780检测到绳索直径已经变成7.4mm或更小时，绳索感测系统780产生绳索警报，并且可阻止升降机200操作。然而，可为操作员提供额外的预警警报，其增量在新的8.0mm直径的极端值与最小容许直径7.4mm之间。同样，绳索感测系统780应能够检测最小0.2mm增量的变化，但是优选地可检测0.1mm或更小的钢绳直径的变化。绳索感测系统780可监测绳索的一部分露出表面，用于绳索异常，比如，扭结、弯曲、有擦伤、变形部分、轮廓的异常变化、或磨损线。由于绳索在负荷下，并且应处于较直的状态，所以在一个实施例中，绳索感测系统780简单地监测绳索的轮廓。例如，在一个实施例中，在绳索穿过光束时，1"宽束穿过绳索以及用于监测侧壁绳索变化的轮廓。在另一个实施例中，使用至少两个光束，从而沿着绳索的圆周，在4个点处监测绳索侧壁。在这个特定的实例中，预定的绳索异常公差可为绳索直径的5％或更大的侧壁变化。

而且，监测和诊断系统750或绳索感测系统780本身可记录所测量的绳索尺寸。在另一个实施例中，监测和诊断系统750或绳索感测系统780也可通过识别自从最后一次测量以来绳索尺寸的预定变化(称为绳索尺寸重置值)，识别出已经将一根不同的绳索提供给升降机200的时间。绳索尺寸重置值然后可用于触发额外的安全功能。例如，识别一根不同的绳索，允许系统将该绳索尺寸记录为初始绳索尺寸。由于初始绳索尺寸不必表示正在使用一根新绳索，所以可在所测量的绳索尺寸从初始绳索尺寸开始改变了预设的尺寸变化值的任何时间触发二次绳索警报，所述预设的尺寸变化值可表示为与绳索尺寸相关的直径、截面积或安全负荷值的百分比。更进一步地，由于可在任何位置了解升降机200上的负荷和绳索尺寸，所以监测和诊断系统750或绳索感测系统780本身可在沿着绳索的任何点处或者连续地计算安全因数。在又一实施例中，为了额外的安全性、安心、和/或安抚承保人，升降机所有人或升降机使用者可决定增大升降机内的最小安全因数设置值。

本升降控制系统700的另一个优势是其可包括印刷电路板(PCB)，因此提供了先前升降系统中不具备的功能性和灵活性。通过简单地将多个任选零件插入PCB上的适当端口中，该PCB促进了多个任选零件的容易结合，从而允许了前所未有的模块化程度。控制系统软件包括即插即用型零件，所述零件可以自动识别插入PCB中的新元件。PCB的基板是一种绝缘且非柔性的材料。在电路板表面上可见的细金属线是铜箔的一部分，该铜箔最初覆盖整个电路板。在制造过程中铜箔被部分地蚀刻掉，剩余的铜形成细金属线网。这些金属线被称为导线分布图，并且在安装于PCB上的元件之间提供电连接。为了将模块化元件固定至PCB上，通常将模块化元件上的引线焊接至导线分布图，或利用插座将其安装至电路板上。该插座被焊接至电路板，从而元件可以被插入和拔出插座而不用焊接。在一个实施例中，该插座为ZIF(零插入力)插座，因此使得元件很容易地插入适当位置中或可移出。插座侧部上的杆件用于在元件被插入后固定该元件。如果待包含的任选零件需要它自己的PCB，则可以利用边缘连接器将其连接至主PCB。该边缘连接器由沿PCB一侧设置的外露的微小铜焊盘组成。这些铜焊盘实际上是PCB导线分布图的一部分。一个PCB上的边缘连接器被插入到另一个PCB上相匹配的连接器(通常称作插槽)中。在本段中叙述的模块化元件可包括GPS跟踪装置720、数据发送器730以及数据接收器740(仅试举几例)。

升降控制系统700可进一步包括GPS跟踪装置720，在图1中示意性示出。GPS跟踪装置720允许悬置工作平台升降系统10的所有者对其位置进行实时跟踪，并且如果其并非位于授权的工作地点，那么可能禁止操作升降系统10。GPS跟踪装置720可能是由电池供电的12或更多信道的GPS系统，该系统基于每天10次的报告能够运作120天，其由6节AA碱性电池或6-40VDC进行供电。GPS跟踪装置720具有内部天线和存储器以便当蜂窝服务(cellularservice)较差或没有蜂窝服务时记录传输。GPS跟踪系统720可为运动启动。GPS跟踪系统720可以是UTrak有限公司制造的MiniatureCovertGPS跟踪系统项目#：SVGPS100、RigTracker跟踪系统、或是Laipac科技有限公司制造的跟踪系统(仅试举几例)。GPS跟踪系统720不需要为封装单元，但是可包括使用数据发送器730的GPS接收器，如后面在本文中进行讨论的，以便发送升降机200的位置。

进一步地，如图30和31中所示，升降控制系统700可以单独地或通过其任何组合的方式包括数据发送器730、数据接收器740、以及工地发送器770。工地发送器770允许不位于平台上的操作员通过用户输入装置710启动对位于平台上的操作员可用的至少一个控制器。在一个实施例中，工地发送器770允许由不位于平台上的操作员完全控制和操作升降系统10，从而有利于进行远程救援操作，并且用作货梯。因此，工地发送器770将数据发送给数据接收器740，而升降机数据发送器730将数据发送给远程位置处的接收器。远程位置接收器可位于中央监控站，其收集来自于升降机的数据并且将该信息储存在升降机快速(fleet)管理系统内，该系统可包括一个或多个数据库，比如，升降机数据库、授权用户数据库、以及授权工地数据库，在整个本公开中单独引用时，这些数据库可包含在单个数据库内。

经销商和升降机所有人均可使用升降机快速管理系统，从而每个人具有其自己的升降机快速管理系统，或者可具有一个中央快速管理系统，对于每个经销商或升降机所有人而言，该系统具有独特的登录凭证和权限级别。在一个具体实施例中，经销商和升降机所有人可通过安全的网站或其他授权的数据库访问方法来使用升降机快速管理系统。如前所述，数据发送器730可连续地发送有关升降机操作特性的数据、测试确认、警报、操作员身份、以及本文中所讨论的任何信息，即，实时地或者以预定的采样周期发送，在一个实施例中，通过升降机200的运动而启动该发送。然后，可将该数据进行分类和检索，以便为升降机用户提供维修建议、提醒、以及警报。在一个实施例中，可将这种建议、提醒、以及警报发送给数据接收器740，并且直接在视觉指示器752上进行显示和/或通过短信或电子邮件发送给预定名单的接收人。升降机快速管理系统可包含安全停机命令发布特征，据此，为至少一个变量建立容许的操作范围，并且升降机快速管理系统识别容许的操作范围之外的数据接收，并且发布传输给数据接收器740的安全停机命令，因此，随后阻止升降机200的进一步操作，直到已经重写安全停机命令。因此，升降机快速管理系统可被认为从数据发送器730中被动地接收信息并且分析数据，但是也可根据该分析采取主动措施。例如，经销商或升降机所有人能够使用升降机快速管理系统来限定授权的工地区域，管理授权用户数据库，以及授权用户数据库内的培训记录。

升降机快速管理系统可包含很多人可使用的大量数据。例如，升降机快速管理系统可自动生成报告并且将这种报告分给代理机构，所述代理人比如为有兴趣了解其客户在超负荷状态下操作悬置设备的频率、维修频率、操作员培训频率、和/或手动安全测试的性能验证频率的保险公司。同样，设备租赁公司能够监测其设备的操作并且识别出如预期一样操作租赁公司设备的承租人以及有可能滥用设备的承租人。而且，在事故再现中，升降机快速管理系统尤其有益。

使用大量数据传输技术(包括但不限于电源线传输数据的数据传输系统、光学激光器数据传输系统、以及无线电数据传输系统)，数据发送器730和工地发送器770可发送数据，并且数据接收器740可接收数据。在一个实施例中，电源线传输数据的数据传输系统和光学激光器数据传输系统计划用于在工地上在工地发送器770和数据接收器740之间进行本地数据传输，而当前技术有利于无线电数据传输系统在最接近的工地以外进行数据传输。数据发送器730和数据接收器740可为单个单元，即，收发器，其合并有发送和接收数据的能力。在使用电源线传输数据的数据发送器730的升降控制系统700实施例中，通过将功率传送给升降系统10的悬置导体系统810，从数据发送器730和工地发送器770中发送命令，或者由数据接收器740接收命令。使用电源线传输数据的传输系统可通过悬置导体系统810，以与恒定频率输入电源800所提供的功率不同的频率，发送数据。电感器和电容器滤波网络可从引入的平台电源中过滤数据。具有光学激光器数据发送器730的升降机控制系统700的实施例可通过数字编码的激光脉冲从工地发送器770中发送数据和/或在数据接收器740处接收数据。在一个具体实施例中，可通过以下方式将基于激光的工地发送器770放置在升降系统10的下面，所述方式即，使得激光束朝着电动悬置工作平台升降系统10定向。此外，在这种实施例中，基于激光的工地发送器770可具有输入装置，该装置与激光发送器远程连接，以使得工人安全地站在降低的电动悬置工作平台升降系统10的旁边。而且，激光发送器的光束被设计成允许光束发散；因此，光学激光器的对准不太紧要。

升降控制系统700的几个实施例使用无线数据发送器730。升降控制系统700可使用计算机网络系统，该系统使用无线电数据发送器730和数据接收器740，比如，无线局域网(Wi-Fi)、或微波存取全球互通(WiMax)计算机网络。在Wi-Fi和WiMax网络系统中，计算机系统通过非特许射频由网络连接在一起。此外，升降控制系统700可使用与电话网络相连的无线电数据发送器730和数据接收器740，该电话网络使用(但不限于)全球移动通讯系统(GSM)或码分多址(CDMA)电信系统。而且，在GSM和CDMA电话系统下的升降控制系统700可使用(但不限于)以下网络，所述网络使用：第二代(2G)、第三代(3G)、第四代(4G)电信数据网络标准，或演进数据最优化(EV-DO)数据网络标准。2G、3G、4G以及EV-DO数据网络标准彼此不同，其中，在数据交换、可供使用的带宽、数据传输协议、以及错误检测和校正协议中，使用射频。在又一实施例中，Zigbee型网状网络可与升降控制系统700相结合使用，该系统使用基于主要Zigbee的数据发送器730、基于Zigbee的节点(node，网点)网络、以及基于Zigbee的数据接收器740。在网状网络内，节点用作发送器和接收器，并且彼此传递信息。而且，网状网络被设计成多重冗余的。例如，如果一个节点发生故障，那么另一个节点立即重新开始进行数据传输，并且沿着网络将该数据传递给数据传输的最终目的地。

具有数据发送器730的系统的另一个优点在于，远程站可接收和监测有关升降控制系统700的操作的重要数据，比如，风况、结冰或可造成安全问题或元件故障的其他降水条件，以及监测和诊断系统750中的任何信息。工地发送器770可包括文中所述的用户输入装置710的部分或全部控制器。在Wi-Fi和Zigbee型系统中，可使用扩频无线电通信。与传统的无线信号相比，扩频通信不易受干扰、拦截、非法利用以及电子欺骗的影响。由于涉及在远距离位置处控制悬置工作平台100的安全性考虑，因此这点非常重要。扩频通信系统在电磁辐射频谱的较大范围内改变所发射信号的频率，通常被称作似噪声信号。根据特定而复杂的数学函数可完成频率变化，该数学函数通常指扩频码、伪随机码、或伪噪声码。发射频率在每秒内突然地进行多次改变。扩频信号发射远远低于窄频带发射器的谱能密度(瓦/赫兹)。

在又一个实施例中，悬置工作平台升降系统10包括安全锁定系统760，用于防止未经授权使用悬置工作平台升降系统10。安全锁定系统760可单独地或以组合方式使用并且不限于：钥匙锁定系统、密码锁定系统、磁条刷卡锁定系统、射频识别(RFID)锁定系统、基于指纹或掌纹的锁定系统、虹膜识别锁定系统、和/或视网膜扫描锁定系统，如图32-35中所示。钥匙锁定系统要求用户将一把或多把钥匙放置到钥匙开关内，以启动升降控制系统700。然而，密码锁定系统要求用户在推板或键盘上输入字母数字代码，以启动升降控制系统700。此外，安全锁定系统760可要求用户刷编码的授权卡或扫描条形码，以便启动升降控制系统700。此外，安全锁定系统760可要求用户刷包含访问授权数据的磁条刷卡，以启动升降控制系统700。然而，射频识别(RFID)锁定系统要求用户随身携带个人的RFID标识卡、腕带或包含RFID电路的其他装置。在这个实施例中，在用户来到升降控制系统700的操作距离内时，升降控制系统700发出与RFID装置通信的无线电信号。作为回应，RFID装置发送访问授权数据，以启动升降控制系统700。一旦用户从升降控制系统700中离开，升降控制系统700就变成禁用的，从而防止未授权使用。而且，安全锁定系统760可使用基于生物测定的系统，扫描指纹或掌纹，以启动升降控制系统700。而且，安全锁定系统760可使用人脸识别技术，该技术识别出被授权使用悬置工作平台升降系统10的用户。安全锁定系统760还可使用系统扫描用户的虹膜或视网膜，以识别用户是否具有适当的权限使用悬置工作平台升降系统10。在又一实施例中，数据发送器730可在请求授权时将操作员专用数据发送至远程位置。然后，针对授权用户数据库和授权信号或被退回由数据接收器740接收且通过升降控制系统700进行处理的未授权信号，而检查操作员专用数据。

在又一实施例中，悬置工作平台升降系统10包括以下元件，所述元件用于在电动机210在绳索上提升工作平台100时，在稳态全负荷状态下进行操作时，减少与普通悬置升降系统相关的无功功率并且产生至少0.95的升降系统功率因数。该升降系统功率因数考虑了悬置工作平台升降系统10以及悬置导体系统810的所有功耗装置，所述悬置导体系统将恒定频率输入电源800连接至升降机200，这通常超过几百英尺。另一个实施例在以稳态全负荷状态进行操作时，实现了至少0.98的升降系统功率因数。

在一个实施例中，通过将无功功率减小输入功率系统1300合并于悬置工作平台升降系统10内而实现这种升降系统功率因数。如图26中示意性示出的，在一个实施例中，无功功率减小输入功率系统1300包括AC–DC转换器640和调节系统650，其中，调节系统650与DC-AC逆变器670电连通，该逆变器与电动机210电连通。DC-AC逆变器670控制电动机210使牵引机构220加速的速度，从而当在绳索400上提升和降低工作平台100时，控制工作平台100的加速度。

在又一实施例中，无功功率减小输入功率系统1300接收从单相200VAC到三相480VAC的输入电压，并且调节系统650包括降压调节器布局，其对于DC-AC逆变器670生成小于330VDC的直流电压供应。更进一步的实施例在降压调节器布局内包括环形堆栈，其具有至少2毫亨的电感。环形堆栈在较大的电压范围内以相当高的电流提供稳定的电感。或者，无功功率减小输入功率系统1300可接收单相电压，并且调节系统650可包括升压调节器布局，其对于DC-AC逆变器670生成小于330VDC的直流电压供给。其中，升压调节器布局具有至少3毫亨的电感。在这个单相实施例中，较高的升降系统功率因数与升压调节器布局相结合，为DC-AC逆变器670提供充足的动力，用于甚至在所述无功功率减小输入功率系统1300的输入电源在85VAC到95VAC之间时，操作电动机210，从而消除了对外部升压变压器的需要，由于与用作升降电动机的感应式机器相关的较大无功功率要求，所以在悬置工作平台应用中通常需要这种外部升压变压器，而且，也不会造成在悬置工作平台应用中常见的过度压降，在该悬置工作平台应用中，悬置导体系统810通常扩大恒定频率输入电源800与升降机200之间的较大距离。

在一个实施例中，无功功率减小输入功率系统1300使用单个有源开关和这样一种控制算法，该算法检测整流输入电压，以便于调节系统650消耗电流，从而使恒定频率输入电源800中的电流和电压大致同相，产生较高的升降系统功率因数。而且，在这个实施例中，调节系统650被配置成有利于故障安全模式，从而如果DC-AC逆变器670发生故障，那么所产生的电路仅仅为三相整流器和LC滤波器。而且，与传统方法相比，比如(六有源开关PFC输入或Vienna整流器法)，使用单个有源开关明显更节约成本。

使用包括升压调节器布局或降压调节器布局的调节系统650，对DC-AC逆变器670生成小于330VDC的直流电压供给，以便与标准的三相整流器一起实现功率因数校正，从而能够允许电子负载显示为用于恒定频率输入电源800的电阻器。当电动机210的kVA额定值上升时，这尤其重要。无论使用什么布局，以下基本关系保持正确。表观功率为复向量。平均功率为实数部分，并且无功功率为这个向量的复合分量。

S＝P+j×Q

S为表观功率VA，P为平均功率(以瓦特为单位)，并且Q为无功功率VARS(以“乏”(无功伏安)为单位)。功率因数限定为：

P F = \frac{P}{| S |}

以上等式在瞬间有效，其中，P和S可具有并入其内的多个谐波。如果考虑另一个功率定义：

P＝V×I×cos(θ)

那么以上为根据V、I、以及基本位移功率因数(即，与V和I的基本频率相关的功率因数)的有效功率。查看功率因数的一种更完整的方法为：

PF＝HF×DF

这表示，功率因数为谐波因数和位移功率因数的乘积。最后，由以下等式确定谐波因数：

H F = \frac{1}{(1 + {THD}^{2})}

为了确定建筑物电力系统以及电力网格的性能优势，进行数学分析，以便量化地表示出性能优势(即，减少传输线损耗以及电源处所需的减少发电)。考虑感应式机器，终端处的Thevenin阻抗由以下等式表示：

Z_机器＝R+jωL

机器所吸收的有效功率为：

P_机器＝(I_机器)²×R

机器所吸收的有效功率为：

Q_机器＝(I_机器)²×ω×L

由于表观功率(S)仅仅减小为有功功率(P)，并且提供给感应式机器的电流最小，所以在Q机器的项接近0时，建筑物电力系统出现最佳的情况。

低功率感应式机器的合理功率因数大约为0.7到0.8。使用0.7的功率因数，可结合用于在HP(马力)和Watts(瓦特)之间进行转换的通常可接受值，确定3.0HP(马力)的感应式机器的无功功率的消耗量。

例如，考虑：

现在，计算机器消耗的无功功率的量：

现在，考虑在0.8的滞后功率因数时，机器期望电流量：

现在，考虑在整功率因数的情况下，机器期望电流量：

现在，考虑使用12AWG的悬置导体系统810的悬置升降应用，其电阻为：

现在，假设悬置导体系统810内的电流路径的长度为1000英尺，那么总电阻为1.588。现在，计算比如0.8的滞后功率因数的传输线功率损耗：

P_电缆＝(8.03Amps)²×1.588Ω＝102.4W

比如，整功率因数的传输线功率损耗为：

P_电缆＝(5.62Amps)²×1.588Ω＝50.15W

因此，在非整功率因数校正系统的情况下，功率损耗大出了两倍。而且，在非整功率因数下的传输线的功率损耗不可忽视小；毕竟，100瓦的功率损耗有助于在电动机终端造成压降，考虑压降：

V_压降＝8.03Amps×1.588Ω＝12.75V

因此，无功功率减小输入功率系统1300产生功率因数校正，从而在电动机终端减少压降，减少传输线功率损耗，这通常在悬置工作平台应用中不需要外部升压变压器，减小了建筑物电力系统的发电要求，并且减小了供应建筑物电力系统的网格的发电要求。

现在，再次参照无功功率减小输入功率系统1300接收从单相200VAC到三相480VAC的输入电压的实施例；另一个具体实施例在降压调节器布局内包含调节系统650，其对DC-AC逆变器670生成小于330VDC的直流电压供给，以使得恒定频率输入电源800可为单相230VAC、或三相230VAC、380VAC、或480VAC。将提供给DC-AC逆变器670的DC电压控制为330VDC或更小，有利于使用额定值为600V或更小的逆变器670，而非逆变器内共有的1200V的额定IGBT。又一个实施例使用具有降压调节器布局内的调节系统650的无功功率减小输入功率系统1300，其为DC-AC逆变器670生成小于300VDC的直流电压供给；而另一个实施例为DC-AC逆变器670生成小于275VDC的直流电压供给。

无功功率减小输入功率系统1300和DC-AC逆变器670的独特配置有助于这种较大范围的可接受的输入电源，从而升降机200的一个实施例包含多输入电源连接系统1400，其包括至少一个单相电源连接器1410和至少一个三相电源连接器1420，如图25中所示。这种配置允许用户在使用该升降机200时简单地连接合适的电源连接器1410、1420，以与工作地点对应。这个特征对于将升降机出租给承包人的设备租赁行尤其有利。例如，设备租赁行现在具有一个升降机200，该升降机仅仅通过连接合适的单相电源连接器1410或三相电源连接器1420，而以至少四种不同的输入功率情况(单相230VAC，或三相230VAC、380VAC、或480VAC)作业；不需要为每个预期的功率条件提供特定升降机，这会导致浪费空间、库存以及大量闲置时间。

在一个实施例中，无功功率减小输入功率系统1300和DC-AC逆变器670定位和封装在升降机200内，也将是图25中所示的外壳内。在这个实施例中，无功功率减小输入功率系统1300和DC-AC逆变器670所占据的以立方英寸为单位的体积小于升降机200的以磅为单位的重量的三倍。这种关系平衡了通常为重量轻的但较高体积消耗的电子器件对密度高得多的升降机200的重心以及对升降机200的总尺寸的影响。例如，在一个实施例中，如图14-15中所示，升降机200的总重量小于110磅，并且无功功率减小输入功率系统1300和DC-AC逆变器670所占据的总体积小于330立方英寸。在又一个实施例中，无功功率减小输入功率系统1300和DC-AC逆变器670容纳在升降机200内的单独隔间内，以便更好地分配这些重量轻的区域。实际上，在这个实施例中，无功功率减小输入功率系统1300所占据的以立方英寸为单位的体积小于升降机200以磅为单位的重量的1.5倍，并且DC-AC逆变器670所占据的以立方英寸为单位的第二体积小于升降机200以磅为单位的重量的1.3倍。

再次参照图26-27，另一个实施例进一步包括隔离系统680，在DC-AC逆变器270未传送功率给电动机210时，隔离系统使DC-AC逆变器270与电动机210电隔离。隔离系统680防止在工作平台进行无动力下降时电动机210的旋转所产生的任何电流与DC-AC逆变器270进行接触。

又一个实施例包括位于隔离系统680和电动机210之间的下降控制系统690，其中，在紧急下降模式中，下降控制系统690在重力作用下电磁地控制所述工作平台100的紧急下降，并且将紧急下降速度限制为60英尺每分钟，更优选地，将紧急下降速度限制为45英尺每分钟或更小。如果丧失公用电源，那么为了操作员的安全，工作平台100由机械制动器锁定并且保持悬挂在空中。如果发生了这种情况，那么可手动松开机械制动器，以便进入紧急下降模式，并且允许工作平台100以紧急下降的速度下降到地面。

在这个实施例中，在平台下降时，DC-AC逆变器270通过隔离系统680与感应式机器分离，如图26和27中所示，并且该机器作为独立系统运作，该系统具有带有电容器的发电机。由于转子的旋转和剩磁之间的相互作用，所以电动机210在其终端上生成AC电压。在另一个实施例中，下降控制系统690产生与电动机210的两个终端连接的下降电路，并且包含至少一个下降电容器，从而允许电动机210用作发电机，所述发电机在所述至少一个下降电容器上产生100VAC至400VAC的下降电压。至少一个下降电容器有助于引导电流流过转子线圈，从而由于电磁转矩，使得转子可保持正常操作那样旋转。在又一个实施例中，下降控制系统690电磁地控制工作平台100在重力作用下的紧急下降，并且将紧急下降速度限制为35英尺每分钟。隔离系统680使至少一个下降电容器与无功功率减小输入功率系统1300和DC-AC逆变器670相隔离，从而消除那些部件对于下降电路内的阻抗的影响。

如前所述，悬置工作平台升降系统10可包括升降控制系统700，其在本行业中通常称为中央控制箱(CCB)。在一个这种实施例中，悬置工作平台升降系统10可包括一个无功功率减小输入功率系统1300，其对多个DC-AC逆变器270提供电力，这些逆变器可包括用于每个升降机200、300的专用DC-AC逆变器270，并且可选地，可包括辅助绕线机、手推车等等。实质上，通过一个公共的DC总线对主要的功耗装置提供动力还提供了以下益处：近整功率因数基本用于与悬置工作平台升降系统10和相关辅助设备的操作相关的所有电力负载。显然，由于绕线机、手推车等辅助设备，在这种情况下的电力负载会增大，因此，近整功率因数的益处更加明显。实际上，与在具有两个或三个升降机的情况下提供2-3kW的负荷(这在很多悬置工作平台的情况下很常见进行比较)，在一个这种实施例中，公共的无功功率减小输入功率系统1300为至少0.95的升降系统功率因数提供至少5kW的负荷。此外，使用一个无功功率减小输入功率系统1300对多个DC-AC逆变器270提供动力，提高了可靠性，并且降低了总体系统的成本，而且，能够通过具有位于公共中央位置内的控制器，更大幅度地控制升降机。而且，增强了诊断和预后功能，并且允许操作员立即识别出升降机是否存在故障或危险的状态。

在又一个实施例中，升降系统10为恒加速升降系统，并且无功功率减小输入功率系统1300包括与电动机210相邻的电容器组，以便当电动机210在绳索400上提升工作平台100时，在稳态全负荷状态中，实现至少0.95的升降系统功率因数。以下实例为这个电容器组实施例的例证。为了方便起见，这种分析假设使用1-hp电动机。使用低马力电动机的多种应用由#12规格的电缆供电并且在载荷中心(主面板)(即，恒定频率输入电源800)处由20-A断路器保护。为了进行这种分析，悬置导体系统810从载荷中心到包含电动机210的升降机200包括平均两个导体电缆长度，这个长度从主面板到升降机200至少为50英尺，总长度为100英尺，这明显小于平均悬置工作平台应用。此外，仅仅为了说明的目的，这个实例假设电动机210为1-hp电动机，其具有85％的效率以及0.75的滞后功率因数。

传送给由120-V电路供给的单相1-hp电动机的动力的功率因数分析需要了解电动机210、电缆、以及悬置导体系统810的特征。在这个特定的实例中，假设悬置导体系统810为#12规格的Romex电缆的50英尺长的截面。

第一个任务在于，确定100英尺电缆的电阻(带电电线和中性线的电阻)。#12规格的电线的电阻为1.588Ω/1,000英尺，因此，R电缆＝1.588Ω/1,000ft×100英尺＝0.1588Ω。

电动机的电当量可由与电阻串联的感抗表示。由定子电感和转子所反射的电感产生所述感抗。与磁滞和涡流造成的损耗相结合的导线电阻(定子电阻和转子反射的电阻)、机械电阻(比如，轴承损耗)以及风阻产生该电阻。

将功率因数限定为有效功率除以系统的表观功率。在这种情况下，假设电动机具有8Ω的内部电阻以及j6的感抗，那么电动机的总阻抗为：

由安培数的平方乘以电动机内部电阻确定电动机的有效功率。

RP_电动机＝I²×R_电动机

由安培数的平方乘以电动机的总阻抗确定电动机的表观功率。

因此：

PF_电动机＝0.8

然后：

由于电缆电阻，未将整个120V施加给电动机，而是通过电压分配定则：

传输给系统的功率为：

传输给电动机的功率为：

假设75％的电动机效率：

现在，引入无功功率减小输入功率系统1300，不影响电动机的功率因数，确切地说，该系统仅仅校正电缆加上负荷提供给恒定频率输入电源800的功率因数。因此，执行以上算法，仅仅由电阻表示系统负荷：

然后，选择电容器组，其具有等于16.6667Ω的容抗，

计算供给悬置导体系统810的电流的值，产生：

现在，假设对于本实例：无功功率减小输入功率系统1300产生整系统功率因数，PF_系统＝1.0。由于电缆电阻，并未将整个120V施加给电动机。根据电压分配定则：

传输给系统的功率为：

传输给电动机的功率为：

假设75％的电动机效率：

无功功率减小输入功率系统1300仅仅影响了传输线损耗(电动机的PF为电动机的固有特性)，因此，可确定引入无功功率减小输入功率系统1300能够省电。在这个实例中，在没有无功功率减小输入功率系统1300的情况下，P＝I²R_电缆＝(11.85)²×0.1588＝22.3W，然而，在引入无功功率减小输入功率系统1300之后，与悬置导体系统810相关的功率损耗为P＝I²R_电缆＝(9.48)²×0.1588＝14.7W，在悬置导体系统810内消耗的功率减少了34％，并且这个简化的实例使用了比平均悬置工作平台应用短得多的电流路径。因此，在一个实施例中，无功功率减小输入功率系统1300产生了一种系统，其中的悬置导体系统810内的功率损耗小于恒定频率输入电源800的悬置导体系统810的0.3W每线性长度英尺。

上述恒加速升降系统实施例具有包括与电动机210相邻的电容器组的无功功率减小输入功率系统1300，也可包括下降控制系统690，如上所述，其中，在紧急下降模式中，下降控制系统690电磁地控制工作平台100在重力作用下的紧急下降，并且将紧急下降速度限制为60英尺每分钟。更进一步地，下降控制系统690可产生与电动机210的两个终端连接的下降电路，并且包含至少一个下降电容器，从而允许电动机210用作发电机，所述发电机在所述至少一个下降电容器上产生100VAC至400VAC的下降电压。图27的配置示出了两个下降电容器。甚至更进一步地，下降控制系统690可电磁地控制工作平台100在重力作用下的紧急下降，并且将紧急下降速度限制为35英尺每分钟。基本原理在于，感应式机器(即，电动机210)的转子结构上的剩余磁场与至少一个下降电容器共振，并且在外部机械原动力(即，悬置工作平台100的在电动机210的轴上转化成转矩的重力重量)启动转子时，感应式机器转变成发电机模式。

一个具体实施例包含下降电容器，其具有至少60μF的电容，用于保持下降电路内生成的电压小于400VAC且电流小于20Amps，同时将1200磅的负荷的下降控制在小于45英尺每分钟。在另一个实施例中，包含具有至少150μF电容的下降电容器，用于保持下降电路内生成的电压小于300VAC且电流小于10Amps，同时将1200磅的负荷的下降控制在小于35英尺每分钟。另一个实施例已经认识到在1200磅的负荷方面对下降电路提供合适的控制期望变量之间的独特关系；即，下降电路应具有至少一个下降电容器，其具有的以μF为单位的电容(的数值)为以英尺每分钟为单位的理想下降速度(的数值)的至少2.5倍。又一实施例认识到在1200磅的负荷方面对下降电路提供合适的控制期望变量之间的独特关系；即，下降电路应具有至少一个下降电容器，其具有的以μF为单位的最大电容不大于以英尺每分钟为单位的理想下降速度的至少10倍。

现在，大致参照图18-24，悬置工作平台升降系统10可进一步包括倾斜控制系统1000。在一个实施例中，倾斜控制系统1000被配置成，在提升和降低工作平台100时，使工作平台100达到并且保持大致水平定向。在一个替换的实施例中，在提升和降低工作平台100时，倾斜控制系统1000允许工作平台100达到并且保持用户指定的倾斜角设置值。例如，倾斜角设置值可设为0°倾斜角，从而在提升和降低工作平台100时，工作平台100保持大致水平定向，或者，倾斜角设置值可设为非零倾斜角，从而在提升和降低工作平台100时，工作平台100保持非零倾斜角，如图17中所示。应注意的是，倾斜控制系统1000可包含在悬置工作平台升降系统10的上述实施例中的任何实施例内。

现在参照图18，倾斜控制系统1000包括至少一个倾斜控制器1100和至少一个倾斜传感器1200。至少一个倾斜控制器1100实际上可包括能够进行逻辑控制的任何装置，包括但不限于可编程逻辑控制器(PLC)、可编程逻辑器件(PLD)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、DSP、微控制器、及其组合(仅试举几例)。在一个具体实施例中，至少一个倾斜控制器1100包括至少一个FPGA。至少一个倾斜控制器1100可通过倾斜控制算法编程，该算法根据各种输入信号产生控制信号。

至少一个倾斜传感器1200可包括能够检测角定向或加速力的任何装置，包括但不限于电解倾斜传感器、磁性倾斜传感器、倾斜计、陀螺仪、加速计、及其组合(仅试举几例)。在一个实施例中，至少一个倾斜传感器1200包括至少一个基于微型机电系统(MEMS)的加速计。至少一个基于MEMS的加速计可为单轴加速计、多轴加速计、及其组合，并且可具有模拟输入或数字输入。

倾斜控制系统1000可与恒定频率输入电源800直接电连通。或者，在某些实施例中，通过均与恒定频率输入电源800和倾斜控制系统1000直接电连通的变加速电动机控制系统600或升降机控制系统700，倾斜控制系统1000可从恒定频率输入电源800间接地接收功率。

如图18中所示，至少一个倾斜控制器1100与变加速电动机控制系统600和至少一个倾斜传感器1200电连通。如上所述，至少一个倾斜传感器1200可具有与至少一个倾斜控制器1100接口的模拟输出或数字输出。在一个实施例中，至少一个倾斜控制器1100包括通过RS-485通信线路与变加速电动机控制系统600接口的输出。

现在联系图17讨论倾斜控制系统1000的操作。如图17中所示，工作平台100偏离水平线，右侧端120定位成比左侧端110更高。倾斜控制系统1000能够检测倾斜角并且控制变加速电动机控制系统600，从而在提升和降低工作平台100时，工作平台100达到并且保持倾斜角设置值。例如，至少一个倾斜传感器1200检测工作平台100的倾斜角，并且产生工作平台倾斜信号，该信号与所检测的倾斜角对应。接下来，由至少一个倾斜控制器1100接收工作平台倾斜信号。如上所述，使用倾斜控制算法对至少一个倾斜控制器1100编程，该算法使用工作平台倾斜信号以产生速度控制信号。最后，变加速电动机控制系统600接收速度控制信号并且相应地控制左侧电动机210和右侧电动机310的操作，以便在提升和降低工作平台100时，达到并且保持倾斜角设置值。

再次考虑图17，并且假设将倾斜角设置值设为0°倾斜角，倾斜控制系统1000就与变加速电动机控制系统600通信，以使工作平台100达到并且保持0°倾斜角。例如，在图17中，工作平台100处于倾斜的状态，右侧端120定位成比左侧端110更高。倾斜控制系统1000识别出相对于所期望的0°倾斜角的偏离，并且产生合适的速度控制信号，所述速度控制信号被发送给变加速电动机控制系统600并且由该系统接收。例如，至少一个倾斜控制器1100可产生速度控制信号，该信号速度控制命令变加速电动机控制系统600提高左侧电动机210的速度，以便在提升或降低工作平台100时，允许工作平台100达到0°倾斜角。或者，至少一个倾斜控制器1100可产生速度控制信号，该速度控制信号命令变加速电动机控制系统600降低右侧电动机310的速度，以便在提升或降低工作平台100时，允许工作平台100达到0°倾斜角。甚至更进一步地，至少一个倾斜控制器1100可产生速度控制信号，该速度控制信号命令变加速电动机控制系统600提高左侧电动机210的速度并且降低右侧电动机310的速度，以便在提升或降低工作平台100时，允许工作平台100达到0°倾斜角。实质上，倾斜控制系统1000用作反馈控制环路，该环路连续地监测工作平台100的倾斜角并且连续地将速度控制信号传送给变加速电动机控制系统600，以便控制左侧电动机210和右侧电动机310的操作，从而达到并且保持倾斜角设置值。

现在参照图19，并且如上所述，变加速电动机控制系统600可包括左侧变频驱动器620和右侧变频驱动器630。左侧变频驱动器620将恒定频率输入电源转换成与左侧电动机210电连通的左侧变频电源910，而右侧变频驱动器630将恒定频率输入电源转换成与右侧电动机310电连通的右侧变频电源920。在这个具体实施例中，至少一个倾斜控制器1100与左侧变频驱动器620和右侧变频驱动器630电连通。左侧变频驱动器620接收由至少一个倾斜控制器1100所产生的速度控制信号并且相应地控制左侧电动机210的操作。同样，右侧变频驱动器630接收至少一个倾斜控制器1100所产生的速度控制信号并且相应地控制右侧电动机310的操作。结果，左侧和右侧电动机210、310的操作被控制，从而在提升和降低时，工作平台100保持倾斜角设置值。

如上所述，左侧变频驱动器620可容纳在左侧升降机200内，并且右侧变频驱动器630可容纳在右侧升降机300内。在一个实施例中，至少一个倾斜控制器1100和至少一个倾斜传感器1200容纳在左侧升降机200或右侧升降机300中之一内。例如，并且如图20中所示，至少一个倾斜控制器1100和至少一个倾斜传感器1200容纳在右侧升降机300内。然而，要注意的是，至少一个倾斜控制器1100保持与左侧和右侧变频驱动器620、630电连通。在这个具体实施例中，可将右侧升降机300视为向从属升降机(在该示例中，其为左侧升降机200)发布控制指令的主升降机。

进一步讨论上述实施例，并且现在参照图21，倾斜控制系统1000可包括左侧倾斜控制器1120、右侧倾斜控制器1130、左侧倾斜传感器1220、以及右侧倾斜传感器1230。在这个具体实施例中，左侧倾斜控制器1120和左侧倾斜传感器1220容纳在左侧升降机200内，而右侧倾斜控制器1130和右侧倾斜传感器1230容纳在右侧升降机300内。如图21中所示，左侧倾斜控制器1120与左侧变频驱动器620、右侧变频驱动器630、以及左侧倾斜传感器1220电连通。同样，右侧倾斜控制器1130与左侧变频驱动器620、右侧变频驱动器630、以及右侧倾斜传感器1230电连通。在这个具体实施例中，左侧升降机200和右侧升降机300均具有用作向从属升降机发布控制命令的主升降机的能力。

在又一个实施例中，如图22中所示，左侧倾斜控制器1120可另外与右侧倾斜传感器1230电连通，并且右侧倾斜控制器1130可另外与左侧倾斜传感器1220电连通。这个特定的配置为倾斜控制系统1000提供冗余的倾斜检测功能，即，在左侧倾斜传感器1220或右侧倾斜传感器1230中任一个发生故障时，均能控制工作平台100的倾斜角。

倾斜控制系统1000可配置有不同的安全功能。例如，在一个实施例中，倾斜控制系统1000可包括高倾斜警报。在这个实施例中，如果至少一个倾斜传感器1200检测到高于警报限制倾斜角的倾斜角，那么至少一个倾斜控制器1100产生高倾斜警报信号。例如，如果警报限制倾斜角设为10°倾斜角，那么当至少一个倾斜传感器1200检测道高于10°的倾斜角时，至少一个倾斜控制器1100将产生高倾斜警报信号。高倾斜警报信号被传送给变加速电动机控制系统600并且命令变加速电动机控制系统600阻止左侧电动机210和右侧电动机310的进一步操作。

在又一个实施例中，倾斜控制系统1000可包括还原(settling，固定)模式。该还原模式包括还原倾斜角设置值，并且阻止工作平台100被提升或降低，直到工作平台100的倾斜角达到还原倾斜角设置值。在操作中，至少一个倾斜控制器1100可产生控制信号，这些控制信号命令变加速电动机控制系统600递增地操作左侧电动机210和右侧电动机310，直到工作平台100达到还原倾斜角设置值。在至少一个倾斜传感器1200所检测的工作平台100的倾斜角达到还原倾斜角设置值时，可提升或降低工作平台100。在很多(但非所有)情况下，还原倾斜角设置值可设为0°倾斜角，这可与大致水平定向对应。确保工作平台100大致水平提升或降低工作平台100时具有安全性更高的轨迹。

如前所述，工作平台升降系统10可包括升降控制系统700，其在该行业内通常称为中央控制箱(CCB)。升降控制系统700可与变加速电动机控制系统600、左侧电动机210、和/或右侧电动机310电连通，并且包括用户输入装置710，所述用户输入装置被设计成用于接收提升或降低所述工作平台100的指令。如上所述的倾斜控制系统1000可包含在包括升降控制系统700的工作平台升降系统10的实施例内。在一个具体实施例中，至少一个倾斜控制器1100和至少一个倾斜传感器1200可整体形成在升降控制系统700内，如图23中所示。例如，至少一个倾斜控制器1100和至少一个倾斜传感器1200可与升降控制系统700的PCB连接。

现在参照图24，示出了包括升降控制系统700的工作平台升降系统10的一个额外实施例。在这个具体实施例中，升降控制系统700与恒定频率输入电源800直接电连通，并且包括用户输入装置710，所述用户输入装置被配置成至少接收提升或降低工作平台100的指令。如图24中所示的，变加速电动机控制系统600和倾斜控制系统1000均与升降控制系统700电连通。因此，在这个实施例中，升降控制系统700将功率分配给变加速电动机控制系统600和倾斜控制系统1000。

依然参照图24，变加速电动机控制系统600与左侧电动机210和右侧电动机310电连通，并且控制系统1000与变加速电动机控制系统600电连通。这个具体实施例的操作方式与包括倾斜控制系统1000的上述实施例基本上相同。例如，至少一个倾斜控制器1100比如通过RS-485通信线路与至少一个倾斜传感器1200电连通并且与变加速电动机控制系统600电连通。在操作中，至少一个倾斜传感器1200检测工作平台100的倾斜角并且产生与所检测的倾斜角对应的工作平台倾斜信号。接下来，由至少一个倾斜控制器1100接收该工作平台倾斜信号。至少一个倾斜控制器1100然后根据从至少一个倾斜传感器1200中接收的工作平台倾斜信号产生速度控制信号。最后，变加速电动机控制系统600接收速度控制信号并且相应地控制左侧电动机210和右侧电动机310的操作，以便在提升和降低工作平台100时，达到并且保持倾斜角设置值。

通过这个具体实施例，可使用工作平台升降系统10的各种实施例的上述功能和变化。例如，变加速电动机控制系统600可包括一个或多个变频驱动器610、620、630，并且左侧和右侧变频驱动器620、630可分别容纳在左侧升降机200和右侧升降机300内。此外，这个实施例可包括容纳在左侧升降机200内的左侧倾斜控制器1120和左侧倾斜传感器1220，以及容纳在右侧升降机300内的右侧倾斜控制器1130和右侧倾斜传感器1230。而且，这个具体实施例可被配置成使至少一个倾斜控制器1100与至少一个倾斜传感器1200整体形成在升降控制系统700内，如上所述。

在这个具体实施例中发现的一个额外特征涉及工作平台升降系统10的安全性。如前所述，倾斜控制系统1000连续地监测工作平台100的倾斜角并且连续地将速度控制信号传送给变加速电动机控制系统600，以便控制左侧电动机210和右侧电动机310的操作。然而，如果至少一个倾斜控制器1100与变加速电动机控制系统600之间的通信有损，那么工作平台100开始倾斜并且导致不安全的状态的可能性很大。在这个具体实施例中，如果至少一个倾斜传感器1200检测到高于警报限制倾斜角的倾斜角，那么至少一个倾斜控制器1100将产生高倾斜警报信号。例如，如果警报限制倾斜角设为10°倾斜角，那么在至少一个倾斜传感器1200检测到高于10°的倾斜角时，至少一个倾斜控制器1100将产生高倾斜警报信号。将高倾斜警报信号传送给升降控制系统700，所述升降控制系统可生成可看见的和/或可听见的警报，或者可切断对变加速电动机控制系统600的电力，以阻止左侧电动机210和右侧电动机310的进一步操作。

在又一实施例中，升降控制系统700包括用于悬置工作平台升降系统10的智能控制系统。该智能控制系统负责通过对不同的用户输入做出响应，向至少一个升降电动机210发布速度命令，并且以受控方式监督工作平台100的整体上升或下降。智能控制系统为实时控制器和顺序控制器。在另一个实施例中，由可编程逻辑控制器(PLC)处理顺序控制功能，并且由专用微处理器或现场可编程门阵列(FPGA)处理实时控制。

智能控制系统包括模拟和数字电子电路，用于提供故障安全机构和逻辑冗余，以便安全可靠地操作悬置工作平台升降系统10。模拟电路元件包括检测提供给不同接触器的控制线圈的电流，这些接触器将电力施加给至少一个电动机210，并且通过试图打开和关闭所述接触器的控制线圈的控制电源的数字电路元件，完成自动开关功能。在启动将AC电源分配给至少一个电动机210的接触器线圈时，这种设置识别出故障是否有效。通过识别出故障是否有效，可保持工作平台100的上升或下降的完整性，尤其在故障无效的情况下。智能控制系统的确定在启动接触器线圈时是否存在故障的能力列为诊断功能。此外，智能控制系统包含提供预后功能的能力。预后功能处理智能系统的确定悬置工作平台升降系统10上的电压驱动电路本身有缺陷或者确定接触器控制线圈已经完全老化的能力。甚至在不需要启动线圈时，执行该预后功能。这种方法所实现的优点在于，在上升或下降之前，确定已经发生故障(诊断)或者发生故障的可能性很大(预后)。在图28中提供了智能控制系统的示意图。

智能控制系统的一个优点在于，能够认识到是否已经丧失了控制接触器的控制功率，并且警告工作平台100上的使用者有关控制功率的丧失。由于数字控制具有单独的电源，并且将电源提供给为至少一个电动机210提供电源的电源接触器的控制线圈，所以在控制线圈处发生故障状态时，数字控制可进行操作和通信。

在悬置工作平台升降系统10内，安全性和可靠性最重要。如图29的示意图中所示，升降控制系统700通过接触器将电力分配给至少一个电动机210，如果接触器的控制线圈被适当地激励，那么这些接触器就会分配引入的电力。在这个具体实施例中，使用24Vdc控制所述接触器的控制线圈。在悬置工作平台升降系统10的多个控制线圈的至少一个内具有故障状态的情况下，如果未正确地认识到这个故障，那么控制电路就不会了解到无意中施加了电力或者根本没有施加电力。在一个具体实施例中，这个故障检测系统包括组合的模拟电路和数字电路，该电路与双重可编程逻辑器件(PLD)连接，以便确保故障冗余和逻辑识别，如图28中所示。差动电流检测放大器监测输出的24V线路，并且模数转换器将这种测量结果转换成数字域，其中，由一个PLD获取该数字域。第二PLD也监测相同的信息。如果检测到过量电流，并且第一PLD和第二PLD共同认为这个状态真实，那么主PLD将禁止主电源供应24V。在甚至进一步的实施例中，甚至在输出短路时，回扫电源也可继续提供电流，并且会继续提供电流直到任一个元件发生故障或者电源的脉宽调制(PWM)行为被禁止。因此，在这个具体实施例中，智能控制系统(i)可尝试对电源进行N次重启，其中，N为变量并且受到主PLD装置的控制，(ii)在试图重启电源的所述N次尝试之后，主PLD会停止尝试并且报告故障，以及(iii)允许使用者通知主PLD甚至在故障状态中继续启用电源，以便识别故障来源，并因此，允许平台上或地面上的用户具有事先的诊断能力。

在更进一步的实施例中，悬置工作平台升降系统10可控制左侧电动机210和右侧电动机310的速度、转矩、方向、以及所产生的马力。悬置工作平台升降系统10可以包括电压源变换器(VSI)类型或电流源变换器(CSI)类型的变换器。此外，悬置工作平台升降系统10可以包含硅可控整流器(SCR)技术、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、和/或脉宽调制(PWM)技术。而且，悬置工作平台升降系统10可提供软启动功能，从而减少了与全压电动机启动相关的电应力和线电压下降。

在一个实施例中，悬置工作平台升降系统10的变频驱动器610、620、630和DC-AC逆变器670所使用的当前额定在4kHz和22kHz载波频率之间。甚至更进一步地，随着载荷的增加，可自动地减小载波频率。悬置工作平台升降系统10可以有利于手动停止/启动、速度控制、本地/远程状态指示、手动或自动速度控制选择以及运行/微动选择。此外，悬置工作平台升降系统10可以包括指挥中心，以用作配置控制参数的工具，这些参数诸如：最小速度、最大速度、加速和减速时间、伏特/赫兹比率、转矩提升、滑动补偿、超频极限以及电流极限。升降机200、300可以包括安装在箱体门上的LED或LCD显示器，该显示器以数字显示出频率输出、电压输出、电流输出、电动机RPM、输入功率(千瓦)、经过时间、时间标记故障指示和/或直流母线电压(伏特)。在一个实施例中，悬置工作平台升降系统10包括多个可编程的预置速度，这将依据用户的接点闭合分配最初的预置速度。进一步地，悬置工作平台升降系统10可以包括隔离的电追踪能力，使其能够追踪0-20mA、4-20mA或0-4、0-8、0-10伏特的DC(接地或未接地)速度信号。此外，悬置工作平台升降系统10可以提供隔离的0-10V或4-20ma的输出信号作为计算机控制反馈信号，该信号可选择为速度或电流。此外，其他实施例可包括以下防护特性：输出相位间短路状况、任何操作状况下的所有接地故障、高输入线电压、低输入线电压、和/或输入或输出相位的损失。悬置工作平台升降系统10可提供0.1与999.9秒之间的可变的加速及减速周期。

此处论述的牵引机构220、320被设计为用于夹紧相应的绳索400、500，并且其可为实体滑轮型，此类滑轮是本领域内所熟知的，且可以通过俄亥俄州特拉华州的SkyClimber有限公司现购。进一步地，变速箱230、330为行星齿轮以及涡轮传动系统，其被设计成用于将电动机210、310的转速降低至可用速度。本领域内技术人员将能够理解，变速箱230、310中也可包括其他齿轮系统。此外，在此论述的电源接线端240、245、340、345实际上可以采取有助于建立终端与导线之间电连通的任何类型的。虽然此公开中提及了两个升降机(即，左侧升降机200和右侧升降机300)，然而本领域内的技术人员将能够理解，本发明的悬置工作平台升降系统10中可以包括单一升降机或多于两个升降机。

同样地，尽管当前描述主要集中于每个升降机200、300使用一根绳索400、500，然而本领域内技术人员将能够理解本发明同样覆盖了每个升降机需要采用多根绳索的应用，这在欧洲很常见。

每个壳体250、350可以包括用于容纳控制器和电子元件的单独隔间。一般地，系统10中所用的电子元件必须保持在给定环境温度范围内，因此通常将所有此类元件容纳于温度可控的环境内。使用本领域内技术人员所熟知的许多传统温度保持方法均可保持电子元件隔间的温度。可替代地，可以将这些隔间涂覆改变的碳分子基涂层，该涂层用于使隔间保持在预定温度下并且减少辐射。

对于本领域内的技术人员而言，在此公开的优选实施例的各种变化、更改以及变换是显而易见的，并且它们均被期望并考虑落在本发明的精神和范围内。例如，尽管对具体的实施例进行了详细描述，然而本领域内的技术人员将可以理解前述实施例以及变换可以被改进为包含各种类型的替代或附加或替换材料、各个组件的相对布置、以及尺寸构造。因此，虽然在此仅对本发明的少数变化进行说明，应该理解，实际上这些附加的更改和变化以及它们的等同物也落在下述权利要求所限定的本发明的精神和范围内。以下权利要求中相应的结构、材料、作用、以及所有方法或步骤加上功能组件的等同物旨在包含与特别要求保护的其他要求保护组件组合地执行功能的任何结构、材料或作用。

Claims

1.一种悬置工作平台升降系统(10)，用于在绳索(400)上提升和降低工作平台(100)，由恒定频率输入电源(800)通过悬置导体系统(810)为所述悬置工作平台升降系统(10)提供动力，所述悬置工作平台升降系统包括：

升降机(200)，所述升降机具有：电动机(210)；牵引机构(220)，设计成与所述绳索(400)配合；以及变速箱(230)，用于所述从电动机(210)向所述牵引机构(220)传送动力，其中，所述升降机(200)能解除地连接至所述工作平台(100)；

无功功率减小输入功率系统(1300)，能解除地连接至所述工作平台(100)并且通过悬置导体系统(810)与所述电动机(210)和所述恒定频率输入电源(800)电连通，其中，在所述电动机(210)在所述绳索(400)上提升所述工作平台(100)时，当以稳态全负荷状态进行操作时，所述无功功率减小输入功率系统(1300)减小电动机(210)的无功功率的大小，产生至少0.95的升降系统功率因数。

2.根据权利要求1所述的悬置工作平台升降系统(10)，其中，所述无功功率减小输入功率系统(1300)包括AC-DC转换器(640)和调节系统(650)，其中，所述调节系统(650)与DC-AC逆变器(670)电连通，所述逆变器与所述电动机(210)电连通，其中，所述DC-AC逆变器(670)控制所述电动机(210)使所述牵引机构(220)加速的比率，从而当在绳索(400)上提升和降低工作平台(100)时控制所述工作平台(100)的加速度。

3.根据权利要求2所述的悬置工作平台升降系统(10)，进一步包括隔离系统(680)，在所述DC-AC逆变器(270)未传送动力给电动机(210)时，所述隔离系统使所述DC-AC逆变器(270)与所述电动机(210)电隔离。

4.根据权利要求3所述的悬置工作平台升降系统(10)，进一步包括位于所述隔离系统(680)和所述电动机(210)之间的下降控制系统(690)，其中，在紧急下降模式中，所述下降控制系统(690)电磁地控制所述工作平台(100)在重力作用下的紧急下降，并且将所述紧急下降速度限制为60英尺每分钟。

5.根据权利要求4所述的悬置工作平台升降系统(10)，其中，所述下降控制系统(690)产生与所述电动机(210)的两个终端连接的下降电路且所述下降控制系统包含至少一个下降电容器，从而允许所述电动机(210)用作发电机，所述发电机在所述至少一个下降电容器上产生100VAC到400VAC的下降电压，其中，所述至少一个下降电容器具有的以μF为单位的电容为以英尺每分钟为单位的最大期望下降速度的至少2.5倍。

6.根据权利要求5所述的悬置工作平台升降系统(10)，其中，所述下降控制系统(690)电磁地控制所述工作平台(100)在重力作用下的紧急下降，并且将所述紧急下降速度限制为35英尺每分钟，其中，所述至少一个下降电容器具有的以μF为单位的电容μF小于以英尺每分钟为单位的最大期望下降速度的10倍。

7.根据权利要求2所述的悬置工作平台升降系统(10)，其中，所述无功功率减小输入功率系统(1300)接收从单相200VAC到三相480VAC的输入电压，并且所述调节系统(650)包括降压调节器布局，所述降压调节器布局为所述DC-AC逆变器(670)产生小于330VDC的直流电压供给。

8.一种升降系统(10)，用于在绳索(400)上提升和降低工作平台(100)，所述升降系统包括：

升降机(200)，所述升降机具有电动机(210)和牵引机构(220)，所述牵引机构被设计成与所述绳索(400)配合，其中，所述升降机(200)能解除地连接至所述工作平台(100)；以及

升降控制系统(700)，与所述电动机(210)电连通，其中，所述升降控制系统(700)具有用于将数据发送给升降快速管理系统的数据发送器(730)、用于从所述升降快速管理系统中接收数据的数据接收器(740)、以及监测和诊断系统(750)，所述监测和诊断系统用于以预定的采样周期监测所述升降机(200)的至少一个特征，其中，所述至少一个特征选自升降机运转小时、超速测试确认、速度、加速度、输入电压、电流消耗、环境温度构成的组。

9.根据权利要求8所述的升降系统(10)，其中，在允许所述升降机(200)移动所述工作平台(100)之前，所述监测和诊断系统(750)进行预定数量的测试，并且所述数据发送器(730)将表示至少一次测试的数据发送至所述升降快速管理系统。

10.根据权利要求9所述的升降系统(10)，其中，所述至少一次测试包括已经进行超速测试的验证。