CN106794964B

CN106794964B - 用于具有磁性螺杆推进系统的电梯的横向中转站

Info

Publication number: CN106794964B
Application number: CN201580055628.4A
Authority: CN
Inventors: R.N.法戈
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2015-10-06
Publication date: 2019-07-09
Anticipated expiration: 2035-10-06
Also published as: US10508004B2; WO2016060888A1; US20170240385A1; CN106794964A

Abstract

一种电梯系统包括：电梯轿厢，其用于在井道中行进；定子，其沿着所述井道定位；以及磁性螺杆组件，其联接到所述轿厢，所述磁性螺杆组件与所述定子共同作用以向所述电梯轿厢施加运动；所述定子包括具有多个极以与所述磁性螺杆组件共同作用的服务区段；所述定子包括中转站区段，所述定子的所述中转站区段包括多个定子永磁体。

Description

用于具有磁性螺杆推进系统的电梯的横向中转站

技术领域

本文公开的主题大体上涉及推进系统的领域，并且更具体地说，涉及用于具有磁性螺杆推进系统的电梯的横向中转站。

背景技术

自推进电梯系统，也称为无绳电梯系统，在用于捆扎系统的绳索的质量过高和在单个井道中需要多个电梯轿厢的某些应用(例如，高层建筑)中是有用的。示例性自推进电梯系统公开于已公布的国际专利申请WO2014081407中。存在自推进电梯系统，在所述系统中，第一井道被指定用于向上行进的电梯轿厢并且第二井道被指定用于向下行进的电梯轿厢。在井道的每个端部处的中转站用来在第一井道与第二井道之间横向地移动轿厢。

发明内容

根据示例性实施方案，电梯系统包括：电梯轿厢，其用于在井道中行进；定子，其沿着井道定位；以及磁性螺杆组件，其联接到轿厢，所述磁性螺杆组件与定子共同作用以向电梯轿厢施加运动；所述定子包括具有多个极以与磁性螺杆组件共同作用的服务区段；所述定子包括中转站区段，所述定子的中转站区段包括多个定子永磁体。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案可以包括磁性螺杆，所述磁性螺杆包括沿着螺旋路径布置的第一永磁体，所述螺旋路径的螺距匹配第一定子永磁体的螺距。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案可以包括磁性螺杆，所述磁性螺杆包括沿着第二螺旋路径布置的第二永磁体，所述第二螺旋路径的螺距匹配第二定子永磁体的螺距，所述第二永磁体具有与第一永磁体相反的极性。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案可以包括：定子的服务区段具有第一弧并且定子的中转站区段具有第二弧，所述第一弧大于所述第二弧。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案可以包括：第一弧大于约180º，并且第二弧小于或等于约180º。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案可以包括：第一弧大于约270º。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案可以包括联接到轿厢的备用推进组件，所述备用推进组件包括机械螺杆，其中在定子的中转站区段中，靠近机械螺杆的极被移除。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案可以包括备用推进组件的机械螺杆，所述机械螺杆在备用推进组件不活动时在定子的服务区段内行进。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案可以包括备用推进组件的机械螺杆，所述机械螺杆在备用推进组件活动时接合定子的服务区段。

除以上所述特征中的一个或多个之外，或作为替代方案，另外的实施方案可以包括定位在磁性螺杆组件的端部处的制动器，以向磁性螺杆组件施加制动力。

除以上所述特征中的一个或多个之外，或作为替代方案，另外的实施方案可以包括处于井道中的至少一个支撑件，在轿厢在定子的中转站区段中行进时所述支撑件可在轿厢下方延伸。

根据另一示例性实施方案，一种用于将电梯轿厢定位在横向中转站中的方法，所述轿厢具有联接到轿厢、与井道中的定子共同作用的磁性螺杆组件，所述方法包括：操作磁性螺杆组件以将轿厢定位在中转站中；以及操作磁性螺杆组件，以使磁性螺杆组件的永磁体与定子中转站区段中的相同极性的定子永磁体对准。

除以上所述特征中的一个或多个之外，或作为替代方案，另外的实施方案可以包括在操作磁性螺杆组件以使磁性螺杆组件的永磁体与定子永磁体对准之前：接合将要定位在轿厢下方的支撑件；操作磁性螺杆组件以将轿厢放置成与支撑件接触。

除以上所述特征中的一个或多个之外，或作为替代方案，另外的实施方案可以包括：向电梯轿厢施加横向运动，以使电梯轿厢远离定子移动。

除以上所述特征中的一个或多个之外，或作为替代方案，另外的实施方案可以包括：操作磁性螺杆组件以使磁性螺杆组件的永磁体与定子永磁体对准包括使磁性螺杆旋转一半圈。

本发明的实施方案的其他方面、特征和技术将从以下结合附图进行的描述变得更加显而易见。

附图说明

现参考附图，其中相同元件在图中编号相同：

图1描绘示例性实施方案中的具有磁性螺杆推进系统的电梯系统；

图2描绘示例性实施方案中的电梯轿厢和磁性螺杆组件；

图3是示例性实施方案中的定子和磁性螺杆的顶视图；

图4描绘示例性实施方案中的循环无绳电梯系统；

图5A和图5B描绘示例性实施方案中的磁性螺杆组件和定子的服务区段；

图6A和图6B描绘示例性实施方案中的磁性螺杆组件和定子的中转站区段；并且

图7是使示例性实施方案中的轿厢定位在中转站中的过程流程图。

具体实施方式

图1描绘示例性实施方案中的具有磁性螺杆推进系统的电梯系统10。电梯系统10包括在井道14中行进的电梯轿厢12。定子16定位在井道14中，并且与联接到轿厢12的磁性螺杆组件18和18'共同作用，以向轿厢12施加运动。本文中进一步详细描述了定子16和磁性螺杆组件18和18'。应当理解，为了便于说明，未示出电梯系统的其他部件(例如，导轨、安全装置)。

控制器20向磁性螺杆组件18和18'提供控制信号，以控制轿厢的运动(例如，向上或向下)和使轿厢12停止。可以使用通用微处理器来实现控制器20，所述通用微处理器执行存储在存储介质上的计算机程序以进行本文中所描述的操作。可替代地，可在硬件(例如，ASIC、FPGA)或硬件/软件的组合中实现控制器20。控制器20也可以是电梯控制系统的部分。电源22在控制器20的控制下向磁性螺杆组件18和18'中的电动机提供电力。电源22可以沿着井道14中的轨道分布，以在轿厢12行进时向磁性螺杆组件18和18'供电。速度传感器24向控制器20提供指示轿厢12的速度的速度信号。控制器20可以响应于轿厢速度来将控制信号改变到磁性螺杆组件18。应当理解，其他传感器(例如，位置传感器、加速度计)可用于控制轿厢12的运动。

图2描绘示例性实施方案中的电梯轿厢12和磁性螺杆组件18和18'。磁性螺杆组件18包括磁性螺杆30，所述磁性螺杆30具有呈沿着磁性螺杆30的纵向轴线的非线性(例如，螺旋形)路径定位的第一极性的第一永磁体32形式的磁性元件。呈第二极性(与第一极性相反)的第二永磁体34形式的第二磁性元件沿着磁性螺杆30的纵向轴线的非线性(例如，螺旋形)路径定位。第一永磁体32的路径和第二永磁体34的路径不相交。

电动机36 (例如，主轴电动机)定位在磁性螺杆30的第一端部处，并且响应于来自控制器20的控制信号使磁性螺杆30围绕其纵向轴线旋转。在示例性实施方案中，电动机36的外径小于磁性螺杆30的外径，以允许电动机36在定子16中的空腔内行进。制动器38 (例如，盘式制动器)定位在磁性螺杆30的第二端部处，以响应于来自控制器20的控制信号而施加制动力。在示例性实施方案中，制动器38的外径小于磁性螺杆30的外径，以允许制动器38在定子16中的空腔内行进。在示例性实施方案中，制动器38可以是盘式制动器。此外，制动器38可以是单个组件中的电动机36的一部分。磁性螺杆组件18通过支撑件(诸如旋转和/或推力轴承)联接到轿厢12。

第二磁性螺杆组件18'可定位在轿厢12的相反侧上。第二磁性螺杆组件18'的部件类似于第一磁性螺杆组件18中的部件，并且用相似的参考数字标记。磁性螺杆30'具有沿着磁性螺杆30'的纵向轴线的非线性(例如，螺旋形)路径定位的第一极性的第一永磁体32'。第二极性(与第一极性相反)的第二永磁体34'沿着磁性螺杆30'的纵向轴线的非线性(例如，螺旋形)路径定位。

第一永磁体32'和第二永磁体34'的螺旋路径的螺距方向与第一永磁体32和第二永久磁铁34的螺旋路径的螺距方向相反。例如，第一永磁体32和第二永磁体34的螺旋路径可以是逆时针方向，而第一永磁体32'和第二永磁体34'的螺旋路径是顺时针方向。此外，电动机36'在与电动机36的方向相反的方向上旋转。磁性螺杆组件18和18'的相反的螺距和旋转方向在加速期间使轿厢12上的旋转惯性力平衡。

备用推进组件40联接到轿厢12，以在过载情况下向轿厢12施加运动。备用推进组件40包括机械螺杆42，当备用推进组件40不活动时，所述机械螺杆42通常在定子16内行进而不与定子16共同作用。在故障时，备用推进组件40是活动的，并且机械螺杆42被定位来接合定子16。机械螺杆42的旋转向轿厢12施加运动。

图3是示例性实施方案中的定子16和磁性螺杆30的顶视图。定子16具有大致矩形横截面的主体50，所述主体50在主体50的内部具有大致圆形的空腔52。主体50具有通向空腔52的开口54。极56向内延伸到空腔52中以与磁性螺杆30磁性地共同作用，从而向磁性螺杆30和轿厢12施加运动。

定子16可以使用各种技术形成。在一个实施方案中，定子16由一系列的铁质材料(例如，钢或铁)的堆叠板制成。如图3所示，每个板可具有用于使层叠板对准并且将所述板以层叠螺栓连接在一起的孔58。在其他实施方案中，定子16可由具有螺旋波纹的波纹金属管(例如，钢或铁)制成。螺旋波纹用作管内部上的极56。在管中将机加工类似于图3中的开口54的开口。在其他实施方案中，定子16可通过以下方式形成：将极56冲压到铁质材料(例如钢或铁)片材中并且随后使片材沿其纵向轴线弯曲来形成定子16。

主体50的外表面可以是平滑的并且向一个或多个刚性导向轮60提供引导表面。导向轮60可联接到磁性螺杆组件18，以使磁性螺杆30在定子16内居中。使磁性螺杆30在定子16内居中维持了磁性螺杆30与极56之间的气隙。可将润滑剂或其他表面处理施加到主体50的外表面，以促进导向轮60的平稳行进。

图4描绘示例性实施方案中的电梯系统100。电梯系统100包括第一井道102，电梯轿厢12在所述第一井道102中向上行进。电梯系统100包括第二井道106，电梯轿厢12在所述第二井道106中向下行进。电梯系统100在第一井道102中将电梯轿厢12从第一楼层传送到顶部楼层，并且在第二井道106中将电梯轿厢12从顶部楼层传送到第一楼层。井道用于运送乘客的部分称作服务区段。在顶部楼层上方的是上部中转站70以向电梯轿厢12施加横向运动(例如，前后或左右)，以便将电梯轿厢12从第一井道102移动到第二井道106。应当理解，上部中转站70可定位于顶部楼层处，而不是顶部楼层上方。在第一楼层下方的是下部中转站72以向电梯轿厢12施加横向运动，以便将电梯轿厢12从第二井道106移动到第一井道102。应当理解，下部中转站72可定位于第一楼层处，而不是第一楼层下方。尽管图1未示出，但是电梯轿厢12可在中间楼层处停下以允许在第一楼层与顶部楼层之间的中间楼层处进出电梯轿厢。此外，根据建筑物的设计，在第一楼层与顶部楼层之间可采用中间中转站。

图5A描绘定子16和位于定子的服务区段中的磁性螺杆组件18'的自顶向下视图。图5B描绘定子16的横截面。如上所述，定子16的服务区段用在井道的用于运送乘客的区段中。井道14的服务区段中的定子16类似于图3中的定子。也就是说，定子16占据大于约180º的弧，并且包括多个定子极56 (图5B)。在其他实施方案中，定子16占据大于约270º (例如，约330º)的弧。与位于轿厢12的相反侧上的磁性螺杆组件18一起使用的定子16可类似地布置。

图6A描绘定子16和位于定子的中转站区段中的磁性螺杆组件18'的自顶向下视图。定子16的中转站区段用在中转站70和/或72中。定子16的中转站区段被设计成便于轿厢12的横向移动，使得轿厢12可以更容易地从定子16移开。在图6A的示例性实施方案中，箭头A示出轿厢12的横向运动的期望方向。与位于轿厢12的相反侧上的磁性螺杆组件18一起使用的定子16可类似地布置。

允许轿厢12和磁性螺杆组件18'从定子16移动的一个特征是定子16的弧。在示例性实施方案中，如图6A所示，定子16占据小于或等于约180º (例如，约165º)的弧。定子16提供开口，磁性螺杆组件18'可以通过所述开口在方向A上横向移动。

图6B示出定子16在定子的中转站区段中的横截面。在定子16的中转站区段中，靠近备用推进组件40定位的极56被移除，使得机械螺杆42不会接合极56，以防止轿厢12在方向A上运动。此外，靠近磁性螺杆30'的极56被定子永磁体110替换，所述定子永磁体110用于在方向A上提供抵抗磁性螺杆30'的磁排斥。以与磁性螺杆30'上的第一永磁体32'和第二永磁体34'相同的螺距，定子永磁体110以交替的北极和南极来布置。

支撑件120用来将轿厢12支撑在中转站中。一旦轿厢12通过支撑件120，支撑件120可被弹簧偏置以在轿厢12下方偏转。支撑件120可由致动器控制，并且一旦轿厢12通过中转站中的某一点就被驱动就位。

参考图7描述用于中转站70/72中的轿厢12的横向中转的示例性方法。过程从200开始，其中轿厢12进入中转站并且行进足够远到中转站中以开始中转过程。可使用位置传感器(未示出)来确定轿厢12是否处于适当位置以启动中转过程。一旦轿厢12处于适当位置，支撑件120就位于轿厢12的下方，如202处所示。在204处，磁性螺杆30、30'中的一者或两者被操作以将轿厢12驱动到支撑件120上。如果中转站位于井道的顶部处，则这可需要逆转轿厢12的行进方向。

在206处，使磁性螺杆30、30'中的一者或两者转动另一半周，以使磁性螺杆上的永磁体32和34与定子16上的类似极性的定子永磁体110对准。这在磁性螺杆30、30'中的一者或两者与定子永磁体110之间在方向A上产生排斥力。轿厢12可以随后在208处由中转站部件水平或横向移动。由于磁性螺杆30、30'中的一者或两者与定子永磁体110之间的排斥力，中转站更容易使轿厢12与定子16分离。

为了将轿厢12重新安装到井道14，可采用相反的过程。也就是说，磁性螺杆30、30'中的一者或两者转动半周，以使磁性螺杆上的永磁体32和34与定子16上的相反极性的定子永磁体110对准。轿厢12随后可以被装载到井道14中的支撑件120上，而磁性螺杆30、30'中的一者或两者与相反极性的定子永磁体110之间的吸引力有助于使轿厢12朝向定子移动。磁性螺杆组件18、18'用于将轿厢12升高脱离支撑件120，并且支撑件缩回。

本文使用的术语只用于描述具体实施方案的目的，而不是意图成为本发明的限制。虽然出于例示和描述的目的已经给出了对本发明的描述，但并不意图为详尽的或被限于所公开形式的发明。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，未在此进行描述的许多修改、变化、改变、置换或等效布置对于本领域的普通技术人员而言将是显而易见的。另外，虽然已经描述了本发明的各种实施方案，但应当理解，本发明的各方面可仅包括所描述实施方案中的一些。因此，本发明不应被视为受前面的描述限制，而是仅受所附权利要求书的范围限制。

Claims

1.一种电梯系统，其包括：

电梯轿厢，其用于在井道中行进；

定子，其沿着所述井道定位；以及

磁性螺杆组件，其联接到所述轿厢，所述磁性螺杆组件与所述定子共同作用以向所述电梯轿厢施加运动；

所述定子包括具有多个极以与所述磁性螺杆组件共同作用的服务区段；

所述定子包括中转站区段，所述定子的所述中转站区段包括多个定子永磁体。

2.如权利要求1所述的电梯系统，其中：

所述磁性螺杆组件包括沿着螺旋路径布置的第一永磁体，所述螺旋路径的螺距匹配第一定子永磁体的螺距。

3.如权利要求2所述的电梯系统，其中：

所述磁性螺杆组件包括沿着第二螺旋路径布置的第二永磁体，所述第二螺旋路径的螺距匹配第二定子永磁体的螺距，所述第二永磁体具有与所述第一永磁体相反的极性。

4.如权利要求1所述的电梯系统，其中：

所述定子的所述服务区段具有第一弧并且所述定子的所述中转站区段具有第二弧，所述第一弧大于所述第二弧。

5.如权利要求4所述的电梯系统，其中：

所述第一弧大于180º，并且所述第二弧小于或等于180º。

6.如权利要求4所述的电梯系统，其中：

所述第一弧大于270º。

7.如权利要求1所述的电梯系统，其还包括：

联接到所述轿厢的备用推进组件，所述备用推进组件包括机械螺杆；

其中在所述定子的所述中转站区段中，靠近所述机械螺杆的所述极被移除。

8.如权利要求7所述的电梯系统，其中：

当所述备用推进组件不活动时，所述备用推进组件的所述机械螺杆在所述定子的所述服务区段内行进。

9.如权利要求8所述的电梯系统，其中：

当所述备用推进组件活动时，所述备用推进组件的所述机械螺杆接合所述定子的所述服务区段。

10.如权利要求1所述的电梯系统，其还包括：

制动器，其定位在所述磁性螺杆组件的端部处，以向所述磁性螺杆组件施加制动力。

11.如权利要求1所述的电梯系统，其还包括：

处于所述井道中的至少一个支撑件，在所述轿厢在所述定子的所述中转站区段中行进时，所述支撑件可在所述轿厢下方延伸。

12.一种用于将电梯轿厢定位在横向中转站中的方法，所述轿厢具有联接到轿厢、与井道中的定子共同作用的磁性螺杆组件，所述方法包括：

操作所述磁性螺杆组件，以将所述轿厢定位在中转站中；以及

操作所述磁性螺杆组件，以使所述磁性螺杆组件的永磁体与所述定子的中转站区段中的相同极性的定子永磁体对准。

13.如权利要求12所述的方法，其还包括：

在操作所述磁性螺杆组件以使所述磁性螺杆组件的永磁体与定子永磁体对准之前：

接合将要定位在所述轿厢下方的支撑件；

操作所述磁性螺杆组件以将所述轿厢放置成与所述支撑件接触。

14.如权利要求12所述的方法，其还包括：

向所述电梯轿厢施加横向运动，以使所述电梯轿厢远离所述定子移动。

15.如权利要求12所述的方法，其中：

操作所述磁性螺杆组件以使所述磁性螺杆组件的永磁体与定子永磁体对准包括使所述磁性螺杆组件旋转一半圈。