CN108861981A - 一种减振电梯轿厢 - Google Patents

Abstract

本发明的公开了一种减振电梯轿厢，包括轿架和固定在轿架上的动力吸振装置，所述动力吸振装置包括：配重块；第一弹性件，作用在轿架和所述配重块之间；第二弹性件，该第二弹性件一端为与所述配重块相作用的施力端，另一端为调节端；驱动机构，作用在轿架以及所述调节端之间、通过驱动所述第二弹性件形变以调节所述动力吸振装置的固有频率。本发明通过实时调整动力吸振装置的固有频率，降低电梯轿厢的振动，提高电梯轿厢运行的平稳性和舒适性。

Description

一种减振电梯轿厢

技术领域

本发明属于电梯减振技术领域，尤其涉及一种减振电梯轿厢。

背景技术

厢式电梯应用极为广泛，而厢式电梯的结构以及其用途决定了厢式电梯运行的安全性要求极高。随着社会经济发展，高层建筑的增多，电梯的使用越来越频繁，同时人们对电梯的安全性和舒适性的要求也越来越高。

为了提高乘客乘坐电梯的舒适度，电梯厂商往往在轿顶轮与轿架、以及轿架与轿厢之间增加弹簧或橡胶吸振垫来达到吸振的目的。弹簧或橡胶吸振垫都是成型部件，一旦生产出来，其刚度是不可以调节的，而电梯在井道运行中，会受到不同频率的激励力的干扰，一旦某一频率与电梯轿厢的固有频率相近，就会产生共振，从而影响电梯的运行平稳性和舒适度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减振电梯轿厢，通过实时调整动力吸振装置的固有频率，降低电梯轿厢的振动，提高电梯轿厢运行的平稳性和舒适性。

一种减振电梯轿厢，包括轿架和固定在轿架上的动力吸振装置，所述动力吸振装置包括：

配重块；

第一弹性件，作用在轿架和所述配重块之间；

第二弹性件，该第二弹性件一端为与所述配重块相作用的施力端，另一端为调节端；

驱动机构，作用在轿架以及所述调节端之间、通过驱动所述第二弹性件形变以调节所述动力吸振装置的固有频率。

本发明的电梯轿厢，采用振动转移的方法，将轿架上的振动转移到动力吸振装置上，从而避免了轿厢本体受到轿架振动的影响。

在轿厢运行过程中，轿架会产生不同频率的振动，此时动力吸振装置通过改变自身的固有频率以保持对轿架的较优的减振效果，提高电梯轿厢运行的平稳性和舒适性。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

作为优选，所述动力吸振装置还包括固定在轿架顶部的底板，所述配重块通过第一弹性件安装在底板上，所述驱动机构包括安装在所述底板上的电机以及受该电机驱动的升降座，所述第二弹性件的调节端与所述升降座相连。

底板的设置加强了装置的一体性，便于装置的安装和维护，且在动力吸振装置改变自身固有频率时，通过电机带动升降座驱动第二弹性件形变，调节便利且调节精度高。

作为优选，所述配重块的底面开设有安装槽，所述升降座位于该安装槽的下方，所述第二弹性件的施力端伸入安装槽内与配重块相抵，所述第二弹性件的调节端与所述升降座的顶面相抵。

第二弹性件安装在配重块的安装槽中，使得在配重块与轿架距离相等的情况下，第二弹性件具有更大的安装空间，即具有更大的形变调节空间，增加动力吸振装置的固有频率的调节宽度。

作为优选，所述电机的输出轴上传动配合有竖直布置的丝杠，所述升降座与该丝杠螺纹配合，且所述动力吸振装置还包括引导升降座上下运动并限制升降座随丝杠旋转的导向机构。

优选的，所述导向机构为与升降座边缘相配合的导轨，该导轨固定安装在底板或配重块上。

优选的，所述导向机构为与升降座边缘相配合的导向槽，且所述导向槽开设在所述安装槽的槽壁上。

作为优选，所述配重块上固定有朝轿架一侧延伸的导向杆，所述第一弹性件为套设在对应导向杆上的第一弹簧，第一弹簧的两端分别与配重块底面以及底板顶面抵接。

导向杆套设在第一弹簧上，使得配重块沿第一弹簧的设置方向进行位移，维持配重块设置的稳定性，且使动力吸振装置保持最佳的吸振状态。

不仅如此，底板的相应位置可设置限位槽，以供导向杆的插入，加强对配重块的导向作用。当然，导向杆也可与底板保持距离，使得在配重块的振动过程中，导向杆与底板之间无额外的束缚力，仅通过第一弹簧进行限位，降低导向杆受到的摩擦力，提高装置的减振效果。

作为优选，所述第一弹性件至少有两个，且布置在所述配重块的周边区域。

当第一弹性件为两个时，优选为对称设置在配重块的周边区域，以避免配重块在振动过程中向一侧倾倒；当第一弹性件为两个以上时，优选为环布在配重块的周边区域。

作为优选，基于该减振电梯轿厢的振动控制方法包括：

采集电梯轿厢运行期间轿架当前的振动频率W₁；

将轿架的振动频率W₁与所述动力吸振装置的固有频率W₀进行比较；

根据比较结果驱动所述第二弹性件形变以调节所述动力吸振装置的固有频率W₀。

作为优选，所述轿架的振动频率W₁与所述动力吸振装置的固有频率W₀的比较过程包括：

当W₁-W₀＝0时，不改变所述动力吸振装置的固有频率W₀；

当W₁-W₀>0时，减小所述第二弹性件的长度，提高所述动力吸振装置的固有频率W₀；

当W₁-W₀<0时，增大所述第二弹性件的长度，降低所述动力吸振装置的固有频率W₀。

采用动力吸振装置的固有频率与轿架的振动频率进行比较，作为动力吸振装置的固有频率的调节依据，以保持动力吸振装置始终具有较优的减振效果，提高电梯轿厢运行的平稳性和舒适性。

本发明的减振电梯轿厢，通过改变动力吸振装置中的第二弹性件的形变，以调整动力吸振装置的固有频率，保持对轿架的较优的减振效果；通过动力吸振装置中的第一弹性件，限制配重块的振动移位方向，避免配重块向一侧倾倒，从而提高装置工作的可靠性，使电梯轿厢具有优异的稳定性和舒适性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的剖视图；

图3为现有技术中整个轿厢的振动模型简化示意图；

图4为现有技术中动力吸振原理的等效示意图；

图5为本发明的减振电梯轿厢的振动控制方法流程框图；

图6为本发明的动力吸振装置的固有频率调节流程框图。

图中：1、配重块；2、电机；3、第一弹簧；4、底板；5、螺栓；6、升降座；7、导向杆；8、安装槽；9、第二弹簧；10、丝杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更好地描述和说明本申请的实施例，可参考一幅或多幅附图，但用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对本申请的发明创造、目前所描述的实施例或优选方式中任何一者的范围的限制。

需要说明的是，当组件被称为与另一个组件“连接”时，它可以直接与另一个组件连接或者也可以存在居中的组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1～2所示，一种减振电梯轿厢，包括轿架和固定在轿架上的动力吸振装置，该电梯轿厢在运行时，通过动力吸振装置转移轿架上的振动，从而实现电梯轿厢的稳定运行，提高电梯轿厢的舒适度。

动力吸振装置包括固定在轿架顶部的底板4，该底板4表面设有至少两个固定孔，并通过贯穿固定孔的螺栓5实现底板4与轿架的连接。

底板4的表面安装有作为驱动机构的电机2，并通过电机2连接有配重块1。

其中，电机4的输出轴上转动配合有竖直布置的丝杆10，丝杆10上螺纹配合有升降座6，为了将丝杆10的转动转化为升降座6沿竖直方向的移动，在底板4上安装导向机构，导向机构包括与升降座6边缘相配合的导轨，通过导轨引导升降座6上下运动并限制升降座6随丝杠10旋转。

在配重块1与轿架距离较小的情况下，为扩大升降座6的位移范围，在配重块1的底面开设安装槽8，且将升降座6布置在该安装槽8的下方。

动力吸振装置还包括第二弹性件，该第二弹性件一端为与配重块1相作用的施力端，另一端为与驱动机构相作用的调节端。通过驱动机构驱动第二弹性件形变以调节动力吸振装置的固有频率，第二弹性件的数量可根据配重块1的大小或动力吸振装置的固有频率所需调节的宽度而定，当有多根第二弹性件时，第二弹性件依次排列固定。

本实施例中取第二弹性件为第二弹簧9，且第二弹簧9的数量为一根，第二弹簧9的施力端伸入安装槽8内与配重块1相抵，第二弹簧9的调节端与升降座6的顶面相抵，且电机2的丝杆10位于第二弹簧9的中部，丝杆10与配重块1之间设有距离，在升降座6的运动过程中，丝杆10与配重块1无直接接触。

在其他实施例中，与升降座6相配合的导向机构还可以是固定安装在配重块1上的导轨；或者是开设在配重块1的安装槽8的槽壁上的导向槽，导向槽与升降座6边缘相配合。

在其他实施例中，第二弹性件还可以是其他弹性件，例如弹簧片，通过改变弹簧片的跨距实现动力吸振装置的固有频率的调节。

需要说明的是，本实施例中设置丝杆10与配重块1之间无直接接触，可降低配重块1所受的束缚力，提高配重块1的灵活性，提高对轿厢的减振效果。当然，配重块1体积过大或需要对配重块1的运动路径进行严格限制时，可以在配重块1上设置限位槽，并使丝杆10插入该限位槽中。

在配重块1的底面设置有四根导向杆7，导向杆7分布在配重块1的周边区域，且各导向杆7朝轿架一侧延伸，在底板4的相应位置连接有与导向杆7相作用的第一弹性件。

本实施例中取第一弹性件为第一弹簧3，且第一弹簧3为四根，第一弹簧3套设在对应导向杆7上，第一弹簧3的两端分别与配重块1底面以及底板4顶面抵接。第一弹簧3对配重块1既有支撑作用，又有导向作用，有效提高动力吸振装置工作的可靠性。

在其他实施例中第一弹簧3设置的数量至少为两根，且当第一弹簧3为两根时，优选为对称设置在配重块1的周边区域，以避免配重块1在振动过程中向一侧倾倒；当第一弹簧3为两个以上时，优选为环布在配重块1的周边区域。

同理，本实施例中导向杆7与底板4之间设有间距，且在配重块1运动过程中，导向杆7与底板4之间无直接接触，在其他实施例中，可以在底板4上设置限位槽，并使导向杆7插入该限位槽中，以加强对配重块1的支撑和限位作用。

结合上述的动力吸振装置的结构，对动力吸振装置的工作原理进一步说明：

现有技术中电梯轿厢部分一般由轿顶轮(轿底轮)、轿架、轿厢本体以及轿顶轮与轿架、轿架与轿厢本体之间的弹簧或橡胶吸振垫组成。则根据轿厢结构的特点，可以将整个轿厢的振动模型简化为如图3所示。

且在轿厢的减振过程中，通常以动力吸振原理为依据进行动力吸振装置的结构改进。其中，如图4所示，动力吸振原理是在振动物体上附加质量弹簧系统，附加系统对主系统的作用力正好平衡了主系统上的激励力，从而将主系统的激励力转移到附加质量弹簧系统中，使得轿厢不受主系统振动的影响，其中动力吸振装置的固有频率为式中，m为配重块的质量，k为弹簧的瞬态刚度。由公式可推导出弹簧的瞬态刚度与动力吸振装置的固有频率呈正相关，且已知在其他条件不变的情况下，弹簧的刚度与其长度呈负相关。

如图5所示，基于上述动力吸振原理，本实施例的减振电梯轿厢的振动控制方法包括：

采用安装在轿架上的数据采集装置对主系统(轿架)的振动信号进行采样，将采集的振动信号处理后得出电梯轿厢运行期间轿架当前的振动频率W₁；

根据公式计算动力吸振装置的固有频率W₀；

将轿架的振动频率W₁与动力吸振装置的固有频率W₀进行比较，当|W₁-W₀|＝0时，不改变动力吸振装置的固有频率W₀；当|W₁-W₀|>0时，求出调整的M值驱动电机转动，改变动力吸振装置的固有频率W₀。

如图6所示，本实施例的动力吸振装置改变固有频率的过程为：数据采集装置采集轿架的振动频率W₁，并传递给控制器，控制器将轿架的振动频率W₁与动力吸振装置的初始固有频率W₀进行比较；

当比较结果为W₁-W₀>0时，计算出调整的M值并输出至电机2，电机2驱动丝杆10转动，使升降座6向上移动，减小所述第二弹簧9的长度，此时第二弹簧9的刚度k增大，根据动力吸振装置的固有频率计算公式可得，动力吸振装置的固有频率提高；

当比较结果为W₁-W₀<0时，计算出调整的M值并输出至电机2，电机2驱动丝杆10转动，使升降座6向下移动，增大所述第二弹簧9的长度，此时第二弹簧9的刚度k减小，根据动力吸振装置的固有频率计算公式可得，动力吸振装置的固有频率降低；

固有频率的调节过程，均为使动力吸振装置的固有频率趋近轿架的振动频率，保持动力吸振装置具有较好的减振效果，并将改变后的动力吸振装置的固有频率重新输入控制器，将新的动力吸振装置的固有频率与当前采集的轿架的振动频率进行比较，继续调整动力吸振装置的固有频率趋近轿架的振动频率。

本发明的动力吸振装置以及相应的振动控制方法，有效降低电梯轿厢的振动，提高电梯轿厢运行的平稳性和舒适性。

应该理解的是，虽然图5～6的流程框图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5～6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种减振电梯轿厢，包括轿架和固定在轿架上的动力吸振装置，其特征在于，所述动力吸振装置包括：

配重块；

第一弹性件，作用在轿架和所述配重块之间；

第二弹性件，该第二弹性件一端为与所述配重块相作用的施力端，另一端为调节端；

驱动机构，作用在轿架以及所述调节端之间、通过驱动所述第二弹性件形变以调节所述动力吸振装置的固有频率。

2.如权利要求1所述的减振电梯轿厢，其特征在于，所述动力吸振装置还包括固定在轿架顶部的底板，所述配重块通过第一弹性件安装在底板上，所述驱动机构包括安装在所述底板上的电机以及受该电机驱动的升降座，所述第二弹性件的调节端与所述升降座相连。

3.如权利要求2所述的减振电梯轿厢，其特征在于，所述配重块的底面开设有安装槽，所述升降座位于该安装槽的下方，所述第二弹性件的施力端伸入安装槽内与配重块相抵，所述第二弹性件的调节端与所述升降座的顶面相抵。

4.如权利要求2所述的减振电梯轿厢，其特征在于，所述电机的输出轴上传动配合有竖直布置的丝杠，所述升降座与该丝杠螺纹配合，且所述动力吸振装置还包括引导升降座上下运动并限制升降座随丝杠旋转的导向机构。

5.如权利要求4所述的减振电梯轿厢，其特征在于，所述导向机构为与升降座边缘相配合的导轨，该导轨固定安装在底板或配重块上。

6.如权利要求4所述的减振电梯轿厢，其特征在于，所述导向机构为与升降座边缘相配合的导向槽，且所述导向槽开设在所述安装槽的槽壁上。

7.如权利要求2所述的减振电梯轿厢，其特征在于，所述配重块上固定有朝轿架一侧延伸的导向杆，所述第一弹性件为套设在对应导向杆上的第一弹簧，第一弹簧的两端分别与配重块底面以及底板顶面抵接。

8.如权利要求1所述的减振电梯轿厢，其特征在于，所述第一弹性件至少有两个，且布置在所述配重块的周边区域。

9.如权利要求1所述的减振电梯轿厢，其特征在于，基于该减振电梯轿厢的振动控制方法包括：

采集电梯轿厢运行期间轿架当前的振动频率W₁；

将轿架的振动频率W₁与所述动力吸振装置的固有频率W₀进行比较；

根据比较结果驱动所述第二弹性件形变以调节所述动力吸振装置的固有频率W₀。

10.如权利要求9所述的减振电梯轿厢，其特征在于，所述轿架的振动频率W₁与所述动力吸振装置的固有频率W₀的比较过程包括：

当W₁-W₀＝0时，不改变所述动力吸振装置的固有频率W₀；

当W₁-W₀>0时，减小所述第二弹性件的长度，提高所述动力吸振装置的固有频率W₀；

当W₁-W₀<0时，增大所述第二弹性件的长度，降低所述动力吸振装置的固有频率W₀。