CN107539867B - 电梯曳引机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯曳引机，电动机包括固定在主体部分上的定子和固定在旋转部分上的转子，绳轮护板固定在主体部分上并延伸到驱动电梯绳索的绳轮的侧面，所述绳轮容纳于电动机与绳轮护板之间；测量装置包括反射盘、感测器，其中反射盘附在旋转部分上并与转子一起绕旋转轴线旋转，反射盘在周向设置有若干反射图案，相邻反射图案之间的距离大致相等，安装在绳轮护板上的感测器紧邻反射盘上的反射图案，并感测反射盘上的反射图案相对感测器的运动并输出呈周期性变化的测量信号。本发明省却现有技术中专门的磁感应带，降低制作成本，消除因磁感应带磁性下降带来的风险，同时反射图案容易实现较小间距的布置，能够提高测量信号的精度。

Description

电梯曳引机

技术领域

本发明涉及一种电梯的驱动装置，具体涉及一种电梯曳引机。

背景技术

电梯曳引机的运行通常需要依靠电动机中转子的运动和/或位置的相关信息，因此一般需要在曳引机上设置测量装置以获取转子的运动和/或位置信息。

中国发明专利CN102648142B公开的测量装置、电驱动器、升降机以及电梯系统中公开了一种升降机，该升降机设有用于测量电机的转子的位置和/或运动的测量装置，该测量装置包含磁感应带、阅读器；磁感应带附在电机的旋转部分上，并装配成围绕转子的转轴旋转，磁感应带产生的磁场的强度沿着磁感应带的纵向大致正弦地变化；阅读器感测沿着磁感应带纵向变化的磁性，并紧邻磁感应带地被安装在驱动滑轮护板上。前述结构有利于将测量装置灵活布置在升降机上。

但是，这种测量装置及升降机还存在以下不足：

第一，需要专门的磁感应带，该磁感应带必须具备的条件包括磁感应带产生的磁场的强度沿着磁感应带的纵向呈正弦变化并且磁感应带一个接着一个的N、S磁场必须具备较高的一致性，按照这种要求的磁感应带在加工及充磁时，制作难度大、制作成本高，目前仅国外少数厂家有能力制作，价格昂贵；

第二，磁感应带的N、S磁极数量，直接影响测量信号的精度，通常磁极间距越小、磁极数量越多，测量精度越高；一般情况，磁感应带的磁极间距小于5mm时，制作已非常困难，因此这种测量装置的测量精度难以满足要求较高的场合，例如商务楼宇使用的中高速电梯曳引机等；

第三，电梯曳引机通常需要具有较长的使用寿命，一般需要20年以上，在此寿命期间，磁感应带存在失磁或部分失磁造成性能下降的可能，而在使用现场如需对磁感应带进行更换将耗费较大的人力物力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电梯曳引机，可以解决现有升降机的测量装置采用磁感应带加工难度大、生产成本高、测量精度低且不易更换的不足。

为解决上述技术问题，本发明的电梯曳引机包括电动机、主体部分、旋转部分、轴承、测量装置、绳轮护板，其中：

电动机，包括定子和转子，所述定子固定安装在主体部分上，所述转子固定安装在旋转部分上，且定子和转子相对应设置；

旋转部分，包括驱动电梯绳索的绳轮；

主体部分，通过轴承对旋转部分绕旋转轴线的旋转进行支撑；

绳轮护板，固定在主体部分上，并延伸到绳轮的侧面，所述绳轮容纳于电动机与绳轮护板之间；

测量装置，用于测量电动机的转子的运动和/或位置，其包括反射盘、感测器；

所述反射盘附在旋转部分上，与转子一起绕旋转轴线旋转，所述反射盘在旋转的周向上设置有若干反射图案，反射图案以外的区域为低反射区，相邻反射图案之间的距离大致相等，且反射图案的光反射率比低反射区的光反射率至少高10％；

所述感测器紧邻反射盘上的反射图案，且被安装在绳轮护板上，所述感测器感测反射盘上的反射图案相对感测器的运动并输出测量信号。

在上述结构中，所述反射盘上的反射图案大致均匀地分布在反射盘的周面上或者端面上。

在上述结构中，所述感测器包括发光源、感光元件和信号读取输出电路。

在上述结构中，所述绳轮是中空的，且中空的绳轮内设有轴承外壳，所述轴承安装在轴承外壳内且通过轴承外壳对旋转部分的旋转进行支撑。

其中，所述轴承外壳配有附着反射盘的安装周面或安装平面，所述反射盘附在安装周面或安装平面上。

进一步的，在中空的绳轮内设有位于反射盘周围的防污结构，所述防污结构使绳轮护板、轴承外壳、主体部分、旋转部分之间形成一防污空间。优选的，所述防污结构包括密封圈，该密封圈设于绳轮护板与轴承外壳或旋转部分之间。

进一步的，所述防污结构还包括清洁装置，所述清洁装置安装在绳轮护板上且清洁装置的头部接触反射盘上的反射图案。

优选的，所述防污结构还包括排污孔，所述排污孔设置在绳轮护板的底部。

其中，测量信号为周期性变化的波形，且满足以下数学关系式：

K＝N/Z

其中，K为正整数，Z为反射盘上反射图案的数量；N为反射盘绕旋转轴线旋转360°的过程中测量信号的周期T的数量。

进一步的，所述测量信号为周期性变化的大致正弦波或者大致三角波或者梯形波或者矩形波。

本发明提供了一种使用新的测量装置的电梯曳引机，该测量装置使用具有发光源、感光元件、信号读取输出电路的感测器，通过该感测器感应与转子一体旋转的反射盘上的反射图案相对感测器的运动，从而获取转子的运动和/或位置，这种结构可以省却现有技术需要的专门的磁感应带，降低制作成本，能够消除因磁感应带磁性能下降带来的风险，同时反射图案易于实现较小间距布置，能够提高测量信号的精度。

附图说明

图1是本发明的电梯曳引机的第一实施例的示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是第一实施例中反射盘的端面示意图；

图4是第一实施例中测量装置的示意图；

图5是图3所示反射盘展成直线水平状的示意图；

图6是图5的B-B剖视图；

图7是第一实施例中呈周期性变化的大致矩形波的测量信号；

图8是本发明的电梯曳引机的第二实施例的示意图；

图9是图8的P-P剖视图；

图10是第二实施例中测量装置的示意图；

图11是第二实施例中呈周期性变化的大致三角波或者梯形波或者正弦波的测量信号；

图12是本发明的电梯曳引机的第三实施例的示意图；

图13是图12的X-X剖视图。

其中附图标记说明如下：

1电动机 2主体部分

2a定子安装部 3旋转部分

3a转子安装部 3b中部安装平面

4轴承 5测量装置

6电梯绳索 7绳轮护板

8反射盘 8a周向方向

8b反射盘的周面 8c反射盘的端面

9感测器 9a发光源

9b感光元件 9c信号读取输出电路

10测量信号 11定子

13转子 14气隙

14a圆盘形气隙面 14b圆柱形气隙面

31旋转轴线 32绳轮

33轴承外壳 33a安装周面

33b安装平面 34中部连接处

35外周部连接处 51防污空间

52密封圈 53清洁装置

53a清洁装置的头部 54排污孔

81反射图案 82低反射区

D反射盘上的反射图案与感测器的感光元件在径向方向上的距离

E反射盘上的反射图案与感测器的感光元件在轴向方向上的距离

T测量信号的周期

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

第一实施例

如图1、图2所示为本发明中电梯曳引机的第一实施例，其中包括电动机1、主体部分2、旋转部分3、轴承4、测量装置5、绳轮护板7；

电动机1包括定子11、转子13，在本实施例中，定子11与转子13左右相对设置；转子13与定子11之间有一气隙14，在本实施例中该气隙14形成一个与旋转轴线31大致垂直的圆盘形气隙面14a；

主体部分2具有定子安装部2a，定子11固定设置于定子安装部2a处，主体部分2通过轴承4对旋转部分3绕旋转轴线31的旋转进行支撑；

旋转部分3，包括驱动电梯绳索6的绳轮32，该旋转部分3具有转子安装部3a，转子安装部3a与定子安装部2a左右相对，转子13固定设置于转子安装部3a处；

绳轮护板7，通过中部连接处34固定在主体部分2上，并延伸到绳轮32的侧面，所述绳轮32被容纳在电动机1与绳轮护板7之间；

测量装置5，包括反射盘8、感测器9，用于测量电动机1的转子13的运动和/或位置；反射盘8附在旋转部分3上，与转子13一体绕旋转轴线31旋转，感测器9被安装在绳轮护板7上；如图6所示，感测器9包括发光源9a、感光元件9b、信号读取输出电路9c；

绳轮32是中空的，旋转部分3在中空的绳轮32内设有轴承外壳33，轴承4通过轴承外壳33对旋转部分3的旋转进行支撑；

在本实施例中，轴承外壳33配有附着反射盘8的安装平面33b，反射盘8附在安装平面33b上；

如图3所示，反射盘8在旋转的周向方向8a上，一个接着一个相继布置有若干数量的反射图案81，反射图案81以外的区域为低反射区82，相邻反射图案81之间的距离大致相等，反射图案81的光反射率比低反射区82的光反射率至少高10％以上；

优选地，反射盘8采用金属等材料制成；更佳的，在金属材料的反射盘8上进行抛光等制成反射图案81；

在本实施例中，如图4所示，反射图案81布置在反射盘8的端面8c上，感测器9设置在反射盘8的轴向方向上，且在轴向上紧邻反射盘8上的反射图案81；

如图4、图6所示，反射盘8上的反射图案81与感测器9的感光元件9b在轴向方向上的距离E，优选地，设为0.1～5mm；

如图5、图6所示，当反射图案81在感测器9的感测范围时，发光源9a发出的光线经过反射图案81反射后光线进入感光元件9b，由于反射图案81的光反射率较高，此时进入感光元件9b的光线较强；

当相邻两个反射图案81之间的低反射区82在感测器9的感测范围时，由于低反射区82的光反射率较低(比反射图案的光反射率低至少10％)，因此此时进入感光元件9b的光线较弱；

反射盘8与转子13一体旋转，反射盘8上的反射图案81、相邻反射图案81之间的低反射区82在周向方向8a上一个接着一个相对感测器9运动，引起感光元件9b上的光线变化，感光元件9b将感应到的光线变化，传递给信号读取输出电路9c，并由信号读取输出电路9c输出测量信号10；

测量信号10为周期性变化的波形，在本实施例中以大致矩形波为例，如图7所示，满足以下数学关系式：

K＝N/Z

其中，K为正整数，Z为反射盘8上反射图案81的数量，N为反射盘8绕旋转轴线31旋转一周过程中测量信号10的周期T的数量。

输出的周期性变化的测量信号可作为转子13的运动和/或位置的反馈信号，提供给驱动电动机1的电机控制系统。

如图2所示，在中空的绳轮32内设有位于反射盘8周围的防污结构，所述防污结构使绳轮护板7、轴承外壳33、主体部分2、旋转部分3之间形成一防污空间51。优选的，防污结构包括密封圈52，该密封圈52为唇形结构或V型结构或其它形状，其设于绳轮护板7与轴承外壳33或旋转部分3之间，能够有效防止灰尘、油污等进入防污空间51而污染反射图案81。

本实施例使用具有发光源、感光元件、信号读取输出电路的感测器，通过感测反射盘上反射图案的运动获取转子的运动和/或位置，可以省却专门的磁感应带，有利于降低制作成本，而且能够消除因磁感应带磁性能下降带来的风险。同时，反射盘上反射图案容易实现较小间距的布置，一般可保持0.5mm以下，该间距能达到磁感应带磁极间距的10倍，提高了测量信号的精度，容易满足中高速电梯用曳引机等对测量精度要求较高的场合。

第二实施例

本实施例与第一实施例的不同之处在于：

如图8、图9所示，绳轮护板7通过外周部连接处35固定在主体部分2上，并延伸到绳轮32的侧面，所述绳轮32容纳于电动机1与绳轮护板7之间；在本实施例中，外周部连接处35设置在主体部分2的下部位置；

转子13的径向尺寸小于定子11的径向尺寸，转子13与定子11内外相对设置，定子11与转子13之间的气隙14形成一个中心线与旋转轴线31大致重合的圆柱形气隙面14b；

如图9所示，轴承外壳33配有附着反射盘8的安装周面33a；反射盘8附在安装周面33a上；

如图10所示，反射图案81布置在反射盘8的周面8b上，感测器9设置在反射盘8的径向方向上，且在径向上紧邻反射盘8上的反射图案81；

如图10所示，反射盘8上的反射图案81与感测器9的感光元件9b在径向方向上的距离D，优选地，设为0.1～5mm；

如图11所示，测量信号10，也为周期性变化的波形，在本实施例中以大致三角波、或者梯形波、或者正弦波为例，满足以下数学关系式：

K＝N/Z

其中，K为正整数，Z为反射盘8上反射图案81的数量，N为反射盘8绕旋转轴线31旋转一周过程中测量信号10的周期T的数量。

第三实施例

本实施例与第一实施例的不同之处在于：

如图12、图13所示，防污结构还包括清洁装置53，所述清洁装置53安装在绳轮护板7上，清洁装置的头部53a接触到反射盘8上的反射图案81。优选地，清洁装置的头部53a采用长绒棉或清洁棉等，能够清洁污染反射图案81的灰尘、污物等。

更佳的，防污结构还配有排污孔54，排污孔54布置在绳轮护板7的底部附近。优选地，排污孔54布置在清洁装置的头部53a的正下方，能够将清洁下来的灰尘、污物等通过排污孔54排出至防污空间51以外。

虽然在第二实施例中，反射图案81布置在反射盘8的周面8b上，感测器9设置在反射盘8的径向方向上，且在径向上紧邻反射盘8上的反射图案81，但是本领域技术人员可以根据曳引机的内部结构调整感测器的位置以及反射盘的结构形式，如反射图案布置在反射盘的端面上或感测器设置在反射盘的轴向方向上，以及改变转子和定子的对应位置，如转子13的径向尺寸大于定子11的径向尺寸的外转子电机等等。

虽然在上述三个实施例中，绳轮护板7，通过中部连接处34或主体部分2下部位置的外周部连接处35，固定在主体部分2上，但是本领域技术人员可以根据曳引机的主体部分的结构，调整与绳轮护板的连接点位置，可以只设置1个连接点，也可以同时设置多个连接点，如连接点布置在主体部分的上部位置和/或左部位置和/或右部位置等等。

虽然在图2、图9和图13中，绳轮32、旋转部分3和轴承外壳33为一体结构，但是在本发明中并不局限于此，其也可以为分体结构装配在一起，特此说明。此外，本发明中虽然第一实施例以周期性变化的大致矩形波为例，第二实施例以周期性变化的大致三角波或矩形波或正弦波为例，但是并不局限于此，输出信号的波形仅与反射盘8的反射图案81图形有关，与反射图案81的分布位置、感测器的设置位置等无关，也就是说其它周期性变化的波形原理相同。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实施例，本发明并不局限于上述实施方式。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员对反射盘的反射图案形状、反射盘的安装位置、曳引机中定子和转子的位置以及曳引机中各零件的装配形式等做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。

Claims (8)

1.一种电梯曳引机，其特征在于，包括电动机、主体部分、旋转部分、轴承、测量装置、绳轮护板，其中：

电动机，包括定子和转子，所述定子固定安装在主体部分上，所述转子固定安装在旋转部分上，且定子和转子相对应设置；

旋转部分，包括驱动电梯绳索的绳轮；

主体部分，通过轴承对旋转部分绕旋转轴线的旋转进行支撑；

绳轮护板，固定在主体部分上，并延伸到绳轮的侧面，所述绳轮容纳于电动机与绳轮护板之间，所述绳轮是中空的，且中空的绳轮内设有轴承外壳，所述轴承安装在轴承外壳内且通过轴承外壳对旋转部分的旋转进行支撑；

测量装置，用于测量电动机的转子的运动和/或位置，其包括反射盘、感测器；

所述反射盘附在旋转部分上，与转子一起绕旋转轴线旋转，所述反射盘在旋转的周向上设置有若干反射图案，反射图案以外的区域为低反射区，相邻反射图案之间的距离大致相等，且反射图案的光反射率比低反射区的光反射率至少高10％；

所述感测器紧邻反射盘上的反射图案，且被安装在绳轮护板上，所述感测器感测反射盘上的反射图案相对感测器的运动并输出测量信号；

所述轴承外壳配有附着反射盘的安装周面或安装平面，所述反射盘附在安装周面或安装平面上；

在中空的绳轮内设有位于反射盘周围的防污结构，所述防污结构使绳轮护板、轴承外壳、主体部分、旋转部分之间形成一防污空间。

2.根据权利要求1所述的电梯曳引机，其特征在于，所述反射盘上的反射图案大致均匀地分布在反射盘的周面上或者端面上。

3.根据权利要求1所述的电梯曳引机，其特征在于，所述感测器包括发光源、感光元件和信号读取输出电路。

4.根据权利要求1所述的电梯曳引机，其特征在于，所述防污结构包括密封圈，该密封圈设于绳轮护板与轴承外壳或旋转部分之间。

5.根据权利要求1所述的电梯曳引机，其特征在于，所述防污结构还包括清洁装置，所述清洁装置安装在绳轮护板上且清洁装置的头部接触反射盘上的反射图案。

6.根据权利要求1或5所述的电梯曳引机，其特征在于，所述防污结构还包括排污孔，所述排污孔设置在绳轮护板的底部。

7.根据权利要求1所述的电梯曳引机，其特征在于，所述测量信号为周期性变化的波形，且满足以下数学关系式：

K＝N/Z

其中，K为正整数，Z为反射盘上反射图案的数量；N为反射盘绕旋转轴线旋转360°的过程中测量信号的周期T的数量。

8.根据权利要求7所述的电梯曳引机，其特征在于，所述测量信号为周期性变化的大致正弦波或者大致三角波或者梯形波或者矩形波。