CN109132810A - 爬绳自推进电梯系统 - Google Patents

Abstract

一种电梯系统包括井道和定位在所述井道中并且可沿着所述井道移动的电梯轿厢。所述电梯轿厢包括第一绳轮和与所述第一绳轮间隔开的第二绳轮。所述第一绳轮和所述第二绳轮具有平行的旋转轴线并且各自包括牵引表面和可操作地连接到所述牵引表面以驱动所述牵引表面的旋转的无齿轮原动机。第一承载构件定位在所述井道中并且第二承载构件定位在所述井道中。所述第一承载构件在所述第一绳轮下方横向地、在所述第一绳轮与所述第二绳轮之间竖直向上地并且在所述第二绳轮上方横向地通过。所述第二承载构件在所述第二绳轮下方横向地、在所述第二绳轮与所述第一绳轮之间竖直地并且在所述第一绳轮上方横向地通过。

Description

爬绳自推进电梯系统

背景技术

示例性实施方案涉及电梯系统领域，并且更具体地讲，涉及爬绳电梯系统。

典型的电梯系统利用经由一个或多个承载构件(例如绳索或带)悬挂在井道中的电梯轿厢。承载构件经由固定在井道中的具有驱动机和驱动绳轮的牵引装置驱动，从而使电梯轿厢沿着井道移动。

如果需要某些条件，例如沿同一井道驱动多个电梯轿厢，则此类布置是有问题的。此外，除了驱动机和驱动绳轮之外，典型的系统还需要与电梯轿厢分开的许多附加部件，例如也位于井道中的配重。在缓解这些问题的尝试中，已经引入了自推进电梯轿厢，其通常利用齿条与齿轮装置，其中电梯轿厢上的小齿轮与沿井道竖直延伸的线性齿条啮合，并利用具有分别设置在电梯轿厢和井道上的初级电枢和次级电枢的线性感应马达，以沿着井道驱动电梯轿厢。

发明内容

在一个实施方案中，电梯系统包括井道和定位在井道中并且可沿着井道移动的电梯轿厢。电梯轿厢包括第一绳轮和与第一绳轮间隔开的第二绳轮。第一绳轮和第二绳轮具有平行的旋转轴线并且各自包括牵引表面和可操作地连接到牵引表面以驱动牵引表面的旋转的无齿轮原动机。第一承载构件定位在井道中并且第二承载构件定位在井道中。第一承载构件在第一绳轮下方横向地、在第一绳轮与第二绳轮之间竖直向上地并且在第二绳轮上方横向地通过。第二承载构件在第二绳轮下方横向地、在第二绳轮与第一绳轮之间竖直地并且在第一绳轮上方横向地通过。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，无齿轮原动机是轮毂马达。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，轮毂马达安装在轴上。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，无齿轮原动机可操作地连接到远离电梯轿厢定位的电源。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，原动机被配置成产生电力并将产生的电力返回到电源。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，与远程定位的电源的连接是感应或导电连接之一。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，原动机与远程定位的电源之间的接口包括电力储存模块。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，承载构件是绳索或带之一。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，第二电梯轿厢位于井道中。第二电梯轿厢包括第三绳轮和与第三绳轮间隔开的第四绳轮。第三绳轮和第四绳轮具有平行的旋转轴线并且各自包括牵引表面和可操作地连接到牵引表面以驱动牵引表面的旋转的无齿轮原动机。第三承载构件位于井道中并且第四承载构件位于井道中。第三承载构件在第三绳轮下方横向地、在第三绳轮与第四绳轮之间竖直向上地并且在第四绳轮上方横向地通过。第四承载构件在第四绳轮下方横向地、在第四绳轮与第三绳轮之间竖直地并且在第三绳轮上方横向地通过。

另外或另选地，在这个实施方案或其他实施方案中，第三绳轮与第一绳轮轴向偏移并且第四绳轮与第二绳轮轴向偏移。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，第三或更多的电梯轿厢位于井道中。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，一个或多个张力补偿装置被定位在井道中以选择性地限制和释放第一承载构件和/或第二承载构件，以控制第一承载构件和/或第二承载构件的张力。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，张力补偿装置被配置成在电梯轿厢经过张力补偿装置之前释放相关联的承载构件，并且在电梯轿厢经过张力补偿装置之后限制相关联的承载构件。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，张力补偿装置被配置成向第一承载构件和/或第二承载构件施加向上的力。

在另一个实施方案中，操作电梯系统的方法包括向位于电梯轿厢处的具有第一无齿轮原动机的第一绳轮和位于电梯轿厢处的具有第二无齿轮原动机的第二绳轮供应电力以经由第一无齿轮原动机和第二无齿轮原动机的操作驱动第一绳轮和第二绳轮的旋转。第一绳轮与第二绳轮间隔开并具有平行的旋转轴线。经由第一绳轮和第二绳轮的旋转，促使第一承载构件在第一绳轮下方横向地、在第一绳轮与第二绳轮之间竖直向上地并且在第二绳轮上方横向地移动。经由第一绳轮和第二绳轮的旋转，促使第二承载构件在第二绳轮下方横向地、在第二绳轮与第一绳轮之间竖直地并且在第一绳轮上方横向地移动。第一承载构件和第二承载构件的促动促使电梯轿厢沿着电梯系统的井道移动。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，第一无齿轮原动机和第二无齿轮原动机是轮毂马达。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，电力经由无线连接从远离电梯轿厢定位的电源传送到电梯轿厢。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，电力被储存在电梯轿厢处。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，电力被供应到位于第二电梯轿厢处的具有第三无齿轮原动机的第三绳轮以及设置在第二电梯轿厢处的具有第四无齿轮原动机的第四绳轮以经由第三无齿轮原动机和第四无齿轮原动机的操作驱动第三绳轮和第四绳轮的旋转。第三绳轮与第四绳轮间隔开并且具有平行的旋转轴线。经由第三绳轮和第四绳轮的旋转，促使第三承载构件在第三绳轮下方横向地、在第三绳轮与第四绳轮之间竖直向上地并且在第四绳轮上方横向地移动。经由第三绳轮和第四绳轮的旋转，促使第四承载构件在第四绳轮下方横向地、在第四绳轮与第三绳轮之间竖直地并且在第三绳轮上方横向地移动。第三承载构件和第四承载构件的促动促使电梯轿厢沿着电梯系统的井道移动。

另外或另选地，在这个或其他实施方案中，承载构件被保持，并经由位于井道中的张力补偿装置向其施加向上的力。在电梯轿厢经过张力补偿装置之前，相关联的承载构件从张力补偿装置释放，并且在电梯轿厢经过张力补偿装置之后，相关联的承载构件经由张力补偿装置被限制。

附图说明

以下描述无论如何不应被视为限制性的。参考附图，相似元件的编号相似：

图1是电梯系统的实施方案的示意图；

图2是用于电梯系统的电梯轿厢的绳轮装置的示意性平面图；

图3是用于电梯系统的绳轮装置的另一示意图；

图4是用于电梯系统的电力系统的示意图；

图5是电梯系统的实施方案的另一示意图；

图6是电梯系统的电梯轿厢处的绳轮装置的另一示意图；

图7是电梯系统的电梯轿厢处的绳轮装置的又一示意图；

图8是电梯系统的电梯轿厢处的绳轮装置的再一示意图；

图9是电梯系统的实施方案的另一示意图；以及

图10是电梯系统的实施方案的又一示意图。

具体实施方式

所公开的装备和方法的一个或多个实施方案的详细描述在本文中通过参考附图的示例而非限制的方式给出。

参照图1，电梯系统100包括位于井道(未示出)内的电梯轿厢10。多根竖直绳索12-26从上部固定点28、30竖直向下以两组每组四根悬挂。绳索接合反向旋转的成对的驱动绳轮32、34，在该实施方案中，这些绳轮如将进一步描述的方式设置在电梯轿厢10的下方。每组绳索12-18和20-26在其相应的配重36、38或其他张紧工具(包括弹簧、液压致动器、电磁致动器或本领域公知的用于在绳索上施加张力的任何其他工具)处终止于其下部竖直端。

现在具体参照图2和图3，可以描述根据本公开的爬绳电梯的操作。驱动绳轮32、34分别被原动机40、42沿相反的方向驱动。如图3所示，在井道(未示出)内竖直向下悬挂并且位于电梯轿厢10的行进空间之外的绳索20从驱动绳轮34下方通过、横向且竖直向上地转向以越过驱动绳轮32、再次竖直向下地转向并终止于电梯井道下部的张紧配重38。在描述该路径时，绳索20接合绳轮34的下部上的一大段弧44以及驱动绳轮32的上部上的类似大小的弧46。与驱动绳轮32、34的一大段接合弧，连同在绳索20中借助从驱动绳轮32竖直向下悬挂的那部分提供的张力以及由张力工具38提供的任何张力，允许图1-3所示的绳轮和绳索系统实现足够的牵引力，以使绳轮32、34反向旋转从而根据需要竖直向上或向下驱动电梯。如本领域技术人员将会理解的，图1和图2中所示的绳索12-18和22-26如上面针对绳索20所述的那样各自接合驱动绳轮32、34的相应的上部和下部。

示意性地示出了原动机40、42，它们代表了各种熟知的用于以足够的动力赋予绳轮32、34可控的反向旋转以按所述的方式提升电梯轿厢10及其内容物的工具。这样，一台或多台原动机可以由电力驱动，并且借助于齿轮、链条、带等以液压方式或直接地联接到绳轮，具体取决于所需的功率或其他应用特定参数。虽然据信优选的是，由于负载平衡、扭矩平衡、平滑度以及其他考虑因素，两个绳轮32、34在反向旋转方向上被驱动，但是根据本公开的电梯装置可以仅使用一个从动绳轮而另一个绳轮用作惰轮来操作。

在一些实施方案中，原动机40、42是集成到驱动绳轮32、34中的轮毂马达。轮毂马达是具有集成到轮毂马达中的马达、逆变器和轴承的无齿轮马达，并且被设置在安装于轴78上的驱动绳轮32、34的径向内侧。在一些实施方案中，例如图6-8所示，每个轴78上安装有多于一个驱动绳轮。

借助于本领域熟知且目前使用的各种装置，可以向移动的轿厢10和原动机40、42供电，这些装置包括设置在井道壁上的竖直取向的电母线和设置在电梯轿厢上的移动触头，在轿厢与电梯壁上的电源连接点之间行进的移动式电缆等。

例如，如图4所示，在本公开的电梯系统中，电梯系统的推进、控制和安全功能位于电梯轿厢10处。电力经由电力接口系统100提供给电梯轿厢10，该电力接口系统包括位于轿厢10处的电力接口和转换器102。此外，电力接口和转换器102经由例如有线接口106连接到电源104，该有线接口在整个井道内行进期间与电源104连续接触。DC链路和电力储存模块108位于电梯轿厢10处并且连接到每台原动机42、44以驱动原动机42、44。另外，在一些实施方案中，原动机42、44具有再生功能，其中在原动机42、44的制动操作期间在原动机42、44处产生电力。再生的电力可以被储存在DC链路和电力储存模块108处，或者另选地经由有线接口106被发送回电源104。

另外，在一些实施方案中，电力接口系统100可以包括无线接口110，该无线接口可以经由例如感应电力传输或谐振电力传输在电力源104与电梯轿厢10之间传输电力。无线接口110可以位于沿着井道的选定位置处(诸如在指定的充电站处或在大厅楼层处)并且可以在这些位置处操作。此外，电梯轿厢10可以包括用于在例如电梯轿厢10与轿厢外电梯控制系统142之间进行通信的无线通信接口140。

如上所述并如图1-3所示的实施方案允许电梯轿厢10竖直操作，而不需要在延伸的顶部空间(未示出)中或在下部的坑道区域(未示出)中的单独机房。此外，所示和所述的装置不需要移动的配重或其他类似的装置来张紧经过驱动绳轮的绳索，从而避免了在井道内提供额外空间以容纳竖直移动的配重的需要。这样，根据本公开的电梯系统可特别适合于需要提供电梯服务同时适应可用空间所面临的局限性的较老或现代的建筑。另选地，可以使用单独捆绑的配重装置(未示出)来降低原动机功率要求。

如本领域技术人员将进一步认识到的那样，根据本公开的装置将允许对电梯原动机40、42或机器、马达驱动器(未示出)和控制器(未示出)进行包装，从而减少运输和安装时间及成本。

图5-8展示了根据本公开的电梯系统的另一个实施方案。如在第一实施方案中那样，图5示出了分成两个组50、52设置的多根固定绳索，它们固定在其相应的上端54、56并竖直向下悬挂，在下端处终止于相应的张紧工具58、60。然而，除了第一轿厢10之外，该第二实施方案还包括第二轿厢62，该轿厢可在第一轿厢10的竖直行进电梯的至少一部分内操作，如下所述。如在图6和图7中可以清楚地看到的，轿厢62和10各自分别包括反向旋转的驱动绳轮64、66、68和70。如针对第一实施方案所述，上轿厢62的反向旋转的绳轮64、66各自首先与相应的绳索组50、52接合。关于轿厢10，驱动绳轮对68、70同样接合横向设置在电梯轿厢10、62的行进空间外部的相反的绳索组51、53和与轿厢62接合的相邻绳索50、52。驱动绳轮对64、66从驱动绳轮68、70的位置偏移，以分别适应与绳索50、52和51、53的接合，而不会干扰其他绳索和驱动绳轮。此外，如图8所示，在一些实施方案中，第三电梯轿厢112可以被包括在内并且包括与绳索对118、120接合的绳轮对114、116。绳轮对114、116从绳轮对64、66和68、70偏移，以允许三个电梯轿厢10、62和112在相同的井道中操作。本领域技术人员将容易理解，附加的电梯轿厢可以被放置在井道中，受空间和对准限制。

现在可以理解根据本公开的第二实施方案的操作。电梯轿厢10、62可以各自同时占据共用行进空间72内的某一位置，每个轿厢经由相同的井道和门为同一楼层提供服务。由于每个轿厢包含独立的原动机，并且由于共用的竖直行进区域72未被任何中央绳索或其他障碍物占据，因此在该实施方案中，电梯仅受限于它们不能在竖直方向上彼此经过。图5中所示的竖直张紧工具58、60包括固定到每根绳索或每组绳索上的多个单独的配重，或者如本文所讨论的单独的弹簧或液压张紧构件。

根据本公开的第二实施方案的灵活性在单个竖直井道中提供了增加的灵活性、负载能力和其他特征。对于超高层应用，空中大厅内的多组电梯之间的转换或其他转换布置可以通过以下方式实现：从正在经过例如较低楼层的轿厢中退出，并经由相同的大厅门重新进入服务于高楼层的电梯轿厢。其他可能性包括例如在高峰期从入口层楼层调度不间断地运行到高楼层的快速电梯，同时在相同的大厅入口提供区间电梯轿厢，以服务中间较低楼层。对于认识到由根据本公开的电梯系统提供的灵活性和功能的本领域技术人员而言，这些和其他布置及优点将变得显而易见。

在一些实施方案中，例如图9和图10所示，电梯系统包括以预选间隔固定在井道中的绳索张力补偿装置(ROTD)122。ROTD 122成对布置，并与位于其上的绳索接合。当接合时，ROTD 122施加受控的向上力以释放绳索上的张力，从而降低绳索的峰值绳索张力。当电梯轿厢10在井道中移动而在电梯轿厢10的路径中即将接近ROTD对122a时，ROD 122a将脱离绳索，从而允许电梯轿厢10经过。一旦电梯轿厢10经过ROTD对122a，ROTD 122a将重新接合绳索以减轻其上的张力。虽然图9和图10展示了三对ROTD 122，但本领域技术人员将容易理解，可以使用其他合适数量的ROTD 122。ROTD122用于控制绳索的张力，从而不仅降低绳索的峰值张力，而且确保绳索与驱动绳轮32、34之间具有足够的牵引力。如果由ROTD 122施加到绳索的向上的力太低，则绳索峰值张力将太高，而如果施加到绳索的向上的力太高，则会影响驱动绳轮32、34处的牵引力。此外，张力被控制并且绳索被ROTD 122平稳地捕获和释放以最小化电梯舵10上的张力干扰，从而改善乘坐质量。

术语“约”旨在包括基于提交申请时可用的仪器与特定量的测量相关的误差程度。例如，“约”可以包括给定值的±8％或5％或2％的范围。

本文中所使用的术语仅仅是为了描述特定实施方案，而无意限制本公开。如本文所用，除非上下文另外明确指示，否则单数形式“一个/种”和“该/所述”旨在也包括复数形式。还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在所指出的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组。

尽管已经参考一个或多个示例性实施方案描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下可以进行各种改变并且可以用等同物替换其元件。另外，在不背离本公开的基本范围的情况下，可以做出许多修改来使特定的情况或材料适应本公开的教导。因此，意图是本公开不限于作为用于实施本公开的最佳模式而公开的特定实施方案，而是本公开将包括落入权利要求范围内的所有实施方案。

Claims (20)

1.一种电梯系统，包括：

井道；

设置在所述井道中并且可沿着所述井道移动的电梯轿厢，所述电梯轿厢包括第一绳轮和与所述第一绳轮间隔开的第二绳轮，所述第一绳轮和所述第二绳轮具有平行的旋转轴线，所述第一绳轮和所述第二绳轮各自包括：

牵引表面；和

无齿轮原动机，所述无齿轮原动机可操作地连接到所述牵引表面以驱动所述牵引表面的旋转；

设置在所述井道中的第一承载构件；和

设置在所述井道中的第二承载构件；

其中所述第一承载构件在所述第一绳轮下方横向地、在所述第一绳轮与所述第二绳轮之间竖直向上地并且在所述第二绳轮上方横向地通过，并且其中所述第二承载构件在所述第二绳轮下方横向地、在所述第二绳轮与所述第一绳轮之间竖直地并且在所述第一绳轮上方横向地通过。

2.根据权利要求1所述的电梯系统，其中所述无齿轮原动机是轮毂马达。

3.根据权利要求2所述的电梯系统，其中所述轮毂马达安装在轴上。

4.根据权利要求1所述的电梯系统，其中所述无齿轮原动机可操作地连接到远离所述电梯轿厢定位的电源。

5.根据权利要求4所述的电梯系统，其中所述原动机被配置成产生电力并将所产生的电力返回到所述电源。

6.根据权利要求4所述的电梯系统，其中与所述远程定位的电源的连接是感应或导电连接之一。

7.根据权利要求4所述的电梯系统，其中所述原动机与所述远程定位的电源之间的接口包括电力储存模块。

8.根据权利要求1所述的电梯系统，其中所述承载构件是绳索或带之一。

9.根据权利要求1所述的电梯系统，还包括：

设置在所述井道中的第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢包括第三绳轮和与所述第三绳轮间隔开的第四绳轮，所述第三绳轮和所述第四绳轮具有平行的旋转轴线，所述第三绳轮和所述第四绳轮各自包括：

牵引表面；和

无齿轮原动机，所述无齿轮原动机可操作地连接到所述牵引表面以驱动所述牵引表面的旋转；

设置在所述井道中的第三承载构件；和

设置在所述井道中的第四承载构件；

其中所述第三承载构件在所述第三绳轮下方横向地、在所述第三绳轮与所述第四绳轮之间竖直向上地并且在所述第四绳轮上方横向地通过，并且其中所述第四承载构件在所述第四绳轮下方横向地、在所述第四绳轮与所述第三绳轮之间竖直地并且在所述第三绳轮上方横向地通过。

10.根据权利要求9所述的电梯系统，其中所述第三绳轮与所述第一绳轮轴向偏移，并且所述第四绳轮与所述第二绳轮轴向偏移。

11.根据权利要求9所述的电梯系统，还包括设置在所述井道中的第三或更多的电梯轿厢。

12.根据权利要求1所述的电梯系统，还包括被定位在所述井道中的一个或多个张力补偿装置，以选择性地限制和释放所述第一承载构件和/或所述第二承载构件，以控制所述第一承载构件和/或所述第二承载构件的张力。

13.根据权利要求12所述的电梯系统，其中所述张力补偿装置被配置成：

在所述电梯轿厢经过所述张力补偿装置之前释放相关联的承载构件；以及

在所述电梯轿厢经过所述张力补偿装置之后限制所述相关联的承载构件。

14.根据权利要求12所述的电梯系统，其中所述张力补偿装置被配置成向所述第一承载构件和/或所述第二承载构件施加向上的力。

15.一种操作电梯系统的方法，包括：

向设置在电梯轿厢处的具有第一无齿轮原动机的第一绳轮和设置在所述电梯轿厢处的具有第二无齿轮原动机的第二绳轮供应电力，以经由所述第一无齿轮原动机和所述第二无齿轮原动机的操作驱动所述第一绳轮和所述第二绳轮的旋转，所述第一绳轮与所述第二绳轮间隔开并具有平行的旋转轴线；

经由所述第一绳轮和所述第二绳轮的旋转，促使第一承载构件在所述第一绳轮下方横向地、在所述第一绳轮与所述第二绳轮之间竖直向上地并且在所述第二绳轮上方横向地移动；以及

经由所述第一绳轮和所述第二绳轮的旋转，促使第二承载构件在所述第二绳轮下方横向地、在所述第二绳轮与所述第一绳轮之间竖直地并且在所述第一绳轮上方横向地移动；

其中所述第一承载构件和所述第二承载构件的促动促使所述电梯轿厢沿着所述电梯系统的井道移动。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一无齿轮原动机和所述第二无齿轮原动机是轮毂马达。

17.根据权利要求15所述的方法，还包括经由无线连接将电力从远离所述电梯轿厢定位的电源传送到所述电梯轿厢。

18.根据权利要求15所述的方法，还包括：

在所述电梯轿厢处储存电力。

19.根据权利要求15所述的方法，还包括：

向设置在第二电梯轿厢处的具有第三无齿轮原动机的第三绳轮以及设置在所述电梯轿厢处的具有第四无齿轮原动机的第四绳轮供应电力，以经由所述第三无齿轮原动机和所述第四无齿轮原动机的操作驱动所述第三绳轮和所述第四绳轮的旋转，所述第三绳轮与所述第四绳轮间隔开并且具有平行的旋转轴线；

经由所述第三绳轮和所述第四绳轮的旋转，促使第三承载构件在所述第三绳轮下方横向地、在所述第三绳轮与所述第四绳轮之间竖直向上地并且在所述第四绳轮上方横向地移动；以及

经由所述第三绳轮和所述第四绳轮的旋转，促使第四承载构件在所述第四绳轮下方横向地、在所述第四绳轮与所述第三绳轮之间竖直地并且在所述第三绳轮上方横向地移动；

其中所述第三承载构件和所述第四承载构件的促动促使所述电梯轿厢沿着所述电梯系统的井道移动。

20.根据权利要求15所述的方法，还包括：

经由位于所述井道中的张力补偿装置在承载构件上保持并施加向上的力；

在所述电梯轿厢经过所述张力补偿装置之前从所述张力补偿装置释放相关联的承载构件；以及

在所述电梯轿厢经过所述张力补偿装置之后，经由所述张力补偿装置限制所述相关联的承载构件。