CN107601235B - 升降器加速度补偿控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种升降器加速度补偿控制系统，所述升降器包括承载运载物的运载体，其特征在于，于所述运载体内设置有活动底板，所述活动底板用于支撑所述运载物，并可相对所述运载体上下滑动，所述升降器加速度补偿控制系统包括：检测模块和控制模块；所述检测模块，与所述控制模块电性连接，用于检测所述运载体的加速度大小及方向；所述控制模块，根据所述检测模块的检测值控制所述活动底板的动作，使活动底板可跟随所述运载体同步产生一与所述运载体加速度方向相反的反向加速度；采用上述结构的升降器加速度补偿控制系统可以减小升降器在启动和制动瞬间乘客体内的血液相对于身体的加速度量，有效提升升降器的乘坐舒适度，为升降器提速打开了空间。

Description

升降器加速度补偿控制系统

技术领域

本发明涉及升降器技术领域，尤其涉及一种在升降器在启动和制动时给位于升降器中的人进行加速度补偿的升降器加速度补偿控制系统。

背景技术

社会发展越来越快，住宅楼也越来越高，对作为升降器的高速电梯的需求越来越多，但是现在很多高速电梯运行时，由于启动和制动的瞬间升降器需要比较大的加速度，人身随着升降器产生相同的加速度，但是由于惯性作用，身体里的血液不能跟随身体同步做出反应，这样血液与人身的平衡状态就会被打破，那么人就会感觉不舒服，在电梯启动和制动的瞬间，加速度越大，这种不舒服感觉越强烈。基于这种瞬间加速度对人身的影响，在实际应用中，很多高速电梯是降速使用的，这使得电梯的运行效率大大降低。就电梯的运行技术来说，现在电梯已经有10m/s速度的电梯，以后电梯速度会更高，但是这样的高速电梯，电梯在启动和制动时轿厢势必会产生比较大的加速度，如果不对位于电梯中的乘客度进行加速度补偿调整，电梯乘坐舒适度就会大大降低，对于有些高血压体质的人甚至会出现对身体不利的麻烦，所以现有的电梯在电梯运行速度和乘坐舒适度上存在着不可调和的矛盾。

发明内容

本发明的目的是，提供一种升降器加速度补偿控制系统，以缓解因升降器启动和制动时加速度过大给乘客带来的不适感。

为了实现上述目的，本发明公开了一种升降器加速度补偿控制系统，所述升降器包括承载运载物的运载体，于所述运载体内设置有活动底板，所述活动底板用于支撑所述运载物，并可相对所述运载体上下滑动，所述升降器加速度补偿控制系统包括检测模块和控制模块。所述检测模块与所述控制模块电性连接，用于检测所述运载体的加速度大小及方向。所述控制模块根据所述检测模块的检测值控制所述活动底板的动作，使活动底板可跟随所述运载体同步产生一与所述运载体加速度方向相反的反向加速度。

与现有技术相比，本发明公开的升降器加速度补偿控制系统通过在运载体内设置活动底板使得乘客可相对运载体上下滑动，当检测模块检测到运载体的加速度大小及方向时，控制模块控制活动底板做出相应的动作，以使其跟随运载体同步产生一与运载体加速度方向相反的反向加速度，这样，当运载体加速启动或减速制动时，运载体所产生的加速度与活动底板所产生的加速度在乘客身上叠加，从而相当于削弱了由运载体加载在乘客身上的加速度量，那么也就减小了升降器在启动和制动瞬间乘客体内的血液相对于身体的加速度量，有效提升升降器的乘坐舒适度，为升降器提速打开了空间。

较佳地，当所述检测模块检测到所述运载体的加速度不为零时，所述控制模块控制所述活动底板产生的反向加速度与所述运载体的加速度大小相等，可以对位于升降器中的乘客进行加速度的完全补偿。

较佳地，当所述检测模块检测到所述运载体加速上行时，所述控制模块控制所述活动底板相对所述运载体加速下行；

当所述检测模块检测到所述运载体加速下行时，所述控制模块控制所述活动底板相对所述运载体加速上行；

当所述检测模块检测到当所述运载体上行减速时，所述控制模块控制所述活动底板相对所述运载体加速上行；

当所述检测模块检测到当所述运载体下行减速时，所述控制模块控制所述活动底板相对所述运载体加速下行；

当所述检测模块检测到所述运载体处于匀速运行或静止状态时，所述控制模块控制所述活动底板相对所述运载体保持静止。

较佳地，所述检测模块包括设置在所述活动底板上的压力传感器，所述压力传感器与所述控制模块电性连接，所述压力传感器用于检测所述活动底板所受压力。

较佳地，当所述压力传感器检测到所述活动底板在所述运载体开始运行前所承受的初始压力值与运载体运行时所述活动底板所承受的实时压力值相等时，所述活动底板不动作；

当所述压力传感器检测到所述活动底板在所述运载体开始运行前所承受的初始压力值小于所述运载体运行时所述活动底板所承受的实时压力值时，所述活动底板加速下行；

当所述压力传感器检测到所述活动底板在所述运载体开始运行前所承受的初始压力值大于所述运载体运行时所述活动底板所承受的实时压力值时，所述运活动底板加速上行。

较佳地，，所述控制模块包括驱动机构，所述驱动机构为所述活动底板提供支撑力及上下滑动的动力。

较佳地，所述运载体包括底壁，所述驱动机构为可控伸缩杆，所述可控伸缩杆的一端与所述活动底板连接，所述可控伸缩杆的另一端安装在所述底壁上。

较佳地，所述可控伸缩杆有四个，分别设置在所述活动底板的四个角处。

较佳地，所述控制模块还包括控制器，所述控制器分别与检测模块和驱动机构电性连接，所述控制器根据所述检测模块的检测值控制所述驱动机构的动作。

较佳地，所述升降器为电梯，所述运载体为轿厢。

附图说明

图1为本发明实施例升降器加速度补偿控制系统中运载体的内部结构示意图。

图2A为图1中运载体加速度方向向上时活动底板上的加速度加载示意图。

图2B为图1中运载体加速度方向向下时活动底板上的加速度加载示意图。

图3为本发明实施例升降器加速度补偿控制系统的控制原理示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、结构特征、实现原理及所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

上下运行的升降器在启动加速阶段和制动减速阶段都会产生一加速度，位于升降器中的乘客身体也会同时跟随升降器产生相同的加速度，由于惯性作用，身体内的血液在这一瞬间来不及做出反应，那么血液就会相对身体产生加速度，如果升降器运行速度比较大，那么启动和制动阶段的加速度就会比较大，这会给乘客带来头晕等非常不舒服的感觉，为了解决这一技术问题，本发明公开了一种升降器加速度补偿控制系统，请参看图1，升降器包括承载运载物的运载体10，于运载体10内设置有活动底板20，活动底板20用于支撑运载物，并可相对运载体10上下滑动，该升降器加速度补偿控制系统包括检测模块和控制模块。检测模块与控制模块电性连接，用于检测运载体10的加速度大小及方向。控制模块根据检测模块的检测值控制活动底板20的动作，使活动底板20可跟随运载体10同步产生一与运载体10加速度方向相反的反向加速度。

与现有技术相比，本发明中的升降器设置有可控的活动底板20，运载物(如乘客)是位于活动底板20上的，当活动底板20上下滑动时乘客随活动底板20一起运动。如图2A所示，当升降器加速启动上行时，运载体10由静止加速上行，产生竖直向上的加速度a，相应的位于运载体10内的活动底板20也具有向上的加速度a，检测模块将运载体10的加速度大小及方向传输给控制模块，控制模块控制活动活动底板20相对运载体10加速下行,相应的活动底板20产生一个方向向下的加速度b，加速度a和加速度b同时作用于活动底板20，由于二者方向相反，相互叠加的结果相当于削弱了由升降器加速启动所带来的活动底板20上的方向向上的加速度a的量，由于乘客与活动底板20是一体的，那么也就相应的削弱了乘客身上的竖直向上的加速度a的量，即减少了乘客身体体内的血液相对于身体的加速度量，缓解了不适感。优选地，当加速度a与加速度b的大小相等时，叠加在乘客身上的加速度的量为零，那么乘客身体与身体内的血液仍处于相对静止的平衡状态，从而也就消除了因升降器启动时的加速度给乘客带来的不适感。

当升降器处于匀速运行阶段时，检测模块检测到运载体10的加速度为零，位于运载体10内的乘客的加速度为零，乘客身体和身体中的血液处于相对平衡的状态，那么控制模块控制活动底板20相对运载体10静止不动。

当升降器在上升过程中需要减速制动时，如图2B所示，运载体10需要产生一方向竖直向下的加速度c,该加速度c通过活动底板20作用在乘客身上，这时乘客身体也产生竖直向下的加速度c，同样地，由于惯性作用乘客身体和身体内的血液的相对平衡状态被打破，为了缓解这种状态变化对乘客的影响，加速度c的大小及方向被检测模块检测并传输给控制模块，控制模块控制活动底板20相对运载体10加速上行，那么同时会作用在乘客身上一方向向上的加速度d,由于加速度c和加速度d方向相反，叠加作用的结果就是削弱了加速度c的量，即减少了乘客身体内的血液相对于身体的加速度量，缓解了乘客的不适感。优选地，当加速度c与加速度d的大小相等时，作用在乘客身上的加速度为零，那么乘客身体与身体内的血液仍处于相对静止的平衡状态，从而也就消除了因升降器制动所产生的加速度给乘客带来的不适感。

上述描述了运载体10启动上行、匀速上行、以及上行制动这一过程中活动底板20的动作过程，同样，运载体10在启动下行、匀速下行以及下行制动的过程，活动底板20的动作过程与上述类似，即当运载体10加速下行时，活动底板20相对运载体10加速上行，当运载体10下行减速时，活动底板20相对运载体10加速下行。

本发明对升降器进行加速度补偿的技术原理是：当升降器产生加速度时，在升降器内部的活动底板20跟随升降器同步产生另一与升降器的加速度方向相反的反向加速度，从而削弱作用在活动底板20也即乘客身上的加速度量，有效减小乘客身体与身体内的血液的相对加速度量，缓解乘客身上的这种不平衡所带来的不适感。

根据物体在以加速度做升降运动时具有超失重效应原理，可通过检测活动底板20在运载体10开始运行前后所承载的压力变化来判断加速度的方向和大小，因此，本实施例中的检测模块包括与控制模块电性连接的压力传感器40，压力传感器40用于检测活动底板20所受压力。当压力传感器40检测到活动底板20在运载体10开始运行前所承受的初始压力值与运载体10运行时活动底板20所承受的实时压力值相等时，控制模块控制活动底板20不动作；当压力传感器40检测到活动底板20在运载体10开始运行前所承受的初始压力值小于运载体10运行时活动底板20所承受的实时压力值时，控制模块控制活动底板20加速下行；当压力传感器40检测到活动底板20在运载体10开始运行前所承受的初始压力值大于运载体10运行时活动底板20所承受的实时压力值时，控制模块控制运活动底板20加速上行。

另外，根据力学公式，F＝m*a，还可具体算出由运载体10加载在乘客身上的加速度的大小。

本发明升降器加速度补偿控制系统的另一实施例中，控制模块包括控制器，控制器与压力传感器40电性连接，压力传感器40将检测到的活动底板20的压力值传输给控制器，控制器通过比较计算，输出控制指令，控制活动底板20的运行方向及加速度值。具体地，控制模块还包括与控制器电性连接的驱动机构30，控制器控制活动底板20的上下滑动是通过该驱动机构30进行的，驱动机构30为活动底板20提供支撑力和上下滑动的动力。较优地，运载体10包括底壁，该驱动机构30为可控伸缩杆，可控伸缩杆的一端与活动底板20连接，可控伸缩杆的另一端安装在底壁上。为了增加活动底板20的稳定性，可控伸缩杆设置有4个，分别设置在活动底板20的四个角处。需要说明的是，可控伸缩杆的动力来源不受限制，根据安装条件，可控伸缩杆可采用液压驱动或气压驱动又或油压驱动，还可采用其他本领域技术人员认为合适的驱动方式。

利用本发明升降器加速度补偿控制系统对升降器的具体控制过程为：压力传感器40将活动底板20所承受的压力值传输给控制器，控制器通过计算所有压力传感器40的总和，计算出活动底板20所承受的压力，控制器通过活动底板20在运载体10开始运行前后所受压力变化判断运载体10的运行状态，并根据判断结果控制驱动机构30的动作。控制器还与升降器的控制系统电性连接，当运载体10的仓门打开，乘客进入运载体10站在活动底板20上时，压力传感器40将传输给控制器一个原始压力值，当升降器的控制系统提示控制器升降器开始运行后，压力传感器40将活动底板20所受的实时压力值实时的传输给控制器，控制器将活动底板20所受的原始压力值与实时压力值比较，当二者的差值不为零时即代表运载体10产生了加速度，此时控制器即控制驱动机构30动作，带动活动底板20产生一与运载体10方向相反的反向加速度。当运载体10的加速度竖直向上时，乘客处于超重状态，那么实时压力值大于原始压力值时，控制器控制伸缩机构加速下行，带动活动底板20产生一方向向下的加速度，当然控制器还可通过活动底板20的实时压力值与原始压力值的差值具体计算出运载体10的加速度的大小，然后控制器控制驱动机构30带动活动底板20产生与运载体10加速度大小相同的方向向下加速度，从而作用在乘客身上的加速度为零。当运载体10的加速度竖直向下时，乘客处于失重状态，实时压力值小于原始压力值，那么控制器控制驱动机构30加速上行，驱动机构30带动活动底板20产生一方向向上的加速度，同样的，控制器还可通过实时压力值与原始压力值的差值具体计算出运载体10的加速度的大小，然后控制器控制驱动机构30带动活动底板20产生与运载体10加速度大小相同的方向向上的加速度，从而作用在乘客身上的加速度为零。如果实时压力值等于原始压力值说明运载体10处于匀速运行状态，驱动机构30不动作。

为了进一步提高活动底板20在运载体10内滑动的稳定性，在运载体10两相对侧壁上还设置有供活动底板20上下活动的滑槽50，请再次参看图1，活动底板20沿滑槽50上下滑动，从而避免发生偏移。

上述具体介绍了升降器加速度补偿控制系统的原理和具体实现方式，升降器具体可为带轿厢的电梯或其他上下运行的升降器，尤其适合高速电梯，在电梯的轿厢中如果设置有上述的升降器加速度补偿控制系统，那么电梯即使全速运行在启动和制动阶段也不会给乘客带来显著的不适感，不仅提高了用户体验，还为电梯的提速打开了空间。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种升降器加速度补偿控制系统，所述升降器包括承载运载物的运载体，其特征在于，于所述运载体内设置有活动底板，所述活动底板用于支撑所述运载物，并可相对所述运载体上下滑动，所述升降器加速度补偿控制系统包括：检测模块和控制模块；

所述检测模块，与所述控制模块电性连接，用于检测所述运载体的加速度大小及方向；

所述控制模块，根据所述检测模块的检测值控制所述活动底板的动作，使活动底板可跟随所述运载体同步产生一与所述运载体加速度方向相反的反向加速度；

所述检测模块包括设置在所述活动底板上的压力传感器，所述压力传感器与所述控制模块电性连接，所述压力传感器用于检测所述活动底板所受压力；

当所述压力传感器检测到所述活动底板在所述运载体开始运行前所承受的初始压力值与运载体运行时所述活动底板所承受的实时压力值相等时，所述活动底板不动作；

当所述压力传感器检测到所述活动底板在所述运载体开始运行前所承受的初始压力值小于所述运载体运行时所述活动底板所承受的实时压力值时，所述活动底板加速下行；

当所述压力传感器检测到所述活动底板在所述运载体开始运行前所承受的初始压力值大于所述运载体运行时所述活动底板所承受的实时压力值时，所述活动底板加速上行；

所述控制模块包括驱动机构，所述驱动机构为所述活动底板提供支撑力及上下滑动的动力。

2.根据权利要求1所述的升降器加速度补偿控制系统，其特征在于，当所述检测模块检测到所述运载体的加速度不为零时，所述控制模块控制所述活动底板产生的反向加速度与所述运载体的加速度大小相等。

3.根据权利要求1所述的升降器加速度补偿控制系统，其特征在于，

当所述检测模块检测到所述运载体加速上行时，所述控制模块控制所述活动底板相对所述运载体加速下行；

当所述检测模块检测到所述运载体加速下行时，所述控制模块控制所述活动底板相对所述运载体加速上行；

当所述检测模块检测到当所述运载体上行减速时，所述控制模块控制所述活动底板相对所述运载体加速上行；

当所述检测模块检测到当所述运载体下行减速时，所述控制模块控制所述活动底板相对所述运载体加速下行；

当所述检测模块检测到所述运载体处于匀速运行或静止状态时，所述控制模块控制所述活动底板相对所述运载体保持静止。

4.根据权利要求1所述的升降器加速度补偿控制系统，其特征在于，所述运载体包括底壁，所述驱动机构为可控伸缩杆，所述可控伸缩杆的一端与所述活动底板连接，所述可控伸缩杆的另一端安装在所述底壁上。

5.根据权利要求4所述的升降器加速度补偿控制系统，其特征在于，所述可控伸缩杆有四个，分别设置在所述活动底板的四个角处。

6.根据权利要求1所述的升降器加速度补偿控制系统，其特征在于，所述控制模块还包括控制器，所述控制器分别与检测模块和驱动机构电性连接，所述控制器根据所述检测模块的检测值控制所述驱动机构的动作。

7.根据权利要求1所述的升降器加速度补偿控制系统，其特征在于，所述升降器为电梯，所述运载体为轿厢。