CN113304487B - 移动组件，相关的牵引装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

用于接收和运送至少一名乘客的移动组件(30)，包括支撑件(20)、座舱(22)和座舱(22)导向装置(32)，该导向装置相对于支撑件(20)绕水平基准轴(200)旋转。移动组件(30)配备有稳定系统(36)，该稳定系统包括齿轮环(38)，链轮(40)，摩擦制动器(82)，可逆永磁同步电机(66)以驱动链轮(40)和开关电路(74)，其能够在第一开关状态下将同步电机(66)的绕组(76)连接到用于同步电机(66)的电动机的电源(78)，并在第二开关状态下，将同步电机(66)的绕组(76)连接到耗散欧姆电路(80)，以用于同步电机(66)的耗散使用。

Description

移动组件，相关的牵引装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及根据轨迹相对于水平面的角度不恒定的座舱中的乘客运输。

背景技术

文件DE476892描述了一种牵引装置，其包括固定结构、围绕旋转轴相对于固定结构旋转的移动结构，以及由移动结构支撑以绕平行于旋转轴的轴相对于所述移动结构转动的球形座舱。每个座舱相对于移动结构的旋转引导通过一个大直径轴承提供，该轴承围绕座舱，并且内部轨道连接到移动结构，外部轨道连接到座舱。座舱装有压载物，以便当移动结构以低速绕转轴转动时，其地板或多或少保持水平。允许座舱围绕其轴线进行低振动，甚至可供乘客娱乐。

为了稳定摩天轮的座舱并控制其绕轴旋转，文件JP2010005316建议在轴承的固定内环上安装一个齿圈，齿向径向向内，在每个座舱的地板下安装一个电动系统，驱动两个带齿圈的链轮，每个链轮由一个稳定电机驱动。

该系统必须从故障模式的角度进行分析，特别是可能影响稳定电机或其电源的故障模式。在这种情况下，在摩天轮进行干预之前，座舱地板可能会明显倾斜。这会给乘客带来不希望的不愉快。

发明内容

本发明旨在弥补现有技术的缺点，并提出一种座舱稳定系统，该系统在稳定电机或其电源发生故障时，能够使座舱地板恢复到接近水平失效的稳定位置。

为此，根据本发明的第一方面，提出了一种用于接收和运送至少一名乘客的移动组件，其包括支撑件、座舱和座舱导轨，该座舱导轨相对于支撑件绕支撑件和座舱共用的基准轴旋转，当移动组件处于水平位置时，在运行状态下基准轴是水平的，移动组件配备有稳定系统，该稳定系统包括至少一个连接到支撑件并以基准轴为中心的齿圈、至少一个连接到座舱以便与齿圈啮合的链轮、一个摩擦制动器，以阻止座舱围绕相对于支撑件的基准轴旋转，以及能够驱动链轮的电动驱动源，其特征在于，所述电动驱动源包括可逆永磁同步电机和开关电路，所述开关电路能够在第一开关状态下将同步电机的绕组连接到供电机使用的电源以及在第二开关状态下，将同步电机的绕组连接到耗散欧姆电路以耗散同步电机。摩擦制动器和能够在电磁制动器中运行的永磁同步电机的组合存在使得能够在电机或其电源发生故障后实施座舱校正操作。在第一种情况下，可以制动链轮以停止移动部件的旋转。其次，在同步电机被切换到耗散模式之后，摩擦制动器可以被至少部分且优选地完全释放，并且由同步电机构成的电磁制动器被用于逐渐制动，同时移动组件通过重力返回到其稳定位置。在适当的情况下，一旦恢复稳定位置，可重新使用摩擦制动器。

优选地，开关电路是单稳态的，并且如果在开关电路的上游断开电源，则开关电路切换或保持在第二开关状态。根据一个实施例，开关电路包括单稳态机电或静态触点。电源电路的单稳态切换可确保在电源发生故障时，稳定系统将自身切换到“重力”降级运行模式，其中同步电机充当电磁制动器。

根据各种实施例，摩擦制动器可以具有连接至同步电机的马达轴，链轮或齿轮环的摩擦元件。

根据一个实施例，摩擦制动器被全部或全部不被指令。在适用的情况下，摩擦制动器是一种简单的驻车制动器。

优选地，摩擦制动器由单稳态指令控制，并且在没有指令的情况下默认处于关闭位置。摩擦制动器的单稳态指令优选地包括嵌入在座舱中的自主电源，其使得摩擦制动器能够被释放，即使同步电机的电源不存在。

根据一个实施例，链轮通过耦合机构连接到座舱，该耦合机构能够在与齿圈的啮合位置以及链轮与齿圈相距一定距离且脱离的非耦合位置之间引导链轮，其中链轮能够通过绕平行于基准轴的驱动轴转动而与齿圈啮合。耦合机构根据优选的平坦轨迹在啮合位置和非耦合位置之间引导链轮，该平坦轨迹可以是侧向运动、旋转或侧向运动和旋转的组合。根据一个实施例，耦合机构能够引导链轮绕平行于基准轴的枢轴在接合位置和非耦合位置之间的旋转运动，枢轴优选地相对于座舱连接。特别地，可以规定耦合机构包括一个导向杆，该导向杆绕枢轴转动，并且该导向杆具有一个轴承，用于引导链轮绕驱动轴转动。

优选地，耦合机构包括将链轮从啮合位置移动到非耦合位置的致动器。致动器可以是任何类型，特别是机电式、液压式或气动式，最好是伸缩式。优选地，致动器由嵌入在座舱中的自主电源供电，这使得链轮能够被操纵，即使同步电机的电源被断开。

耦合机制优选为双稳态。双稳态机构是指具有与第一链轮的耦合位置和非耦合位置相对应的两个稳定平衡位置的机构，并且需要执行器工作以从任一稳定平衡位置移动到中间不稳定平衡位置。

在实践中，可逆永磁同步电机包括一个壳体，该壳体或者相对于座舱固定，或者相对于链轮驱动轴固定。相对于座舱固定的电机外壳将移动由第一个链轮组成的移动设备所需的能量降至最低。但它需要特殊的预防措施来限制振动或噪声向座舱的传播。它还需要能够吸收马达壳体和第一链轮之间的定位变化的传动机构，例如连接第一马达和第一链轮的万向节传动轴。相对于第一链轮的驱动轴固定的电机壳体使得能够吸收定位变化的传动机构不被使用，但是在适用的情况下，从致动器施加更高的功率。电动机在适用的情况下也指齿轮电动机。

根据一个特别有利的实施例，稳定系统包括至少一个附加支路，该支路包括至少一个附加链轮，该附加链轮与座舱相连，以便与相应的齿圈啮合，该齿圈由齿圈或附加齿圈构成，该齿圈连接在支撑件上并以基准为中心轴，能够驱动附加链轮的附加电动驱动源，附加电动驱动源包括附加可逆永磁同步电机和附加开关电路，该附加开关电路能够在第一附加开关状态下将附加同步电机的绕组连接到一种供附加同步电机的电动机使用的电源，并且在第二附加开关状态下，将附加同步电机的绕组连接到用于附加同步电机的耗散使用的耗散欧姆电路。因此，稳定系统包含冗余，该冗余可实现不同的降级操作模式以及故障诊断程序。

根据一个实施例，附加链轮通过附加耦合机构连接到座舱，以便在与相应齿圈的啮合位置之间移动，其中附加链轮能够通过绕平行于基准轴的驱动轴转动而与相应齿圈啮合，以及非耦合位置，其中附加链轮与相应的齿圈相隔一定距离并脱离。特别是两种机制的存在使得可以考虑降级模式下的控制处理；这些将在本文档中进一步讨论。附加耦合机构根据轨迹在啮合位置和非耦合位置之间引导附加链轮，轨迹可以是侧向运动、旋转或侧向运动和旋转的组合。优选地轨迹沿平面运动。根据一个实施例，附加的链轮机构支撑附加的链轮，使得附加的链轮能够绕平行于基准轴线的第二枢轴在附加的耦联机构的接合位置和未耦接位置之间枢转，其中第二枢轴优选地相对于座舱连接。特别地，可以规定，附加的联接机构包括围绕第二枢轴枢转的导向杆，该导向杆具有用于引导附加的链轮绕第二驱动轴线旋转的轴承。

优选地，附加耦合机构包括附加致动器，用于将附加链轮从接合位置移动到非耦合位置，附加致动器优选地支撑在座舱上。附加致动器可以是任何类型的，特别是机电式、液压式或气动式，并且优选伸缩式。

根据一个特别有利的实施例，附加耦合机构包括附加致动器和附加链轮之间的双稳态传动装置，优选地包括围绕相对于座舱固定的轴枢转的传动杆，以及传动连杆，其位于所述附加耦合机构传动装置和所述附加链轮或所述附加致动器之间。

实际上，附加同步电机包括一个壳体，该壳体相对于座舱固定或相对于附加链轮驱动轴固定。相对于座舱固定的电机外壳将移动由第一个链轮组成的移动设备所需的能量降至最低。但它需要特殊的预防措施来限制振动或噪声向座舱的传播。它还需要能够吸收马达壳体和第一链轮之间的定位变化的传动机构，例如将第一马达连接到第一链轮的等速万向节或双万向节传动轴。相对于第一链轮的驱动轴固定的电机壳体使得能够吸收定位变化的传动机构不被使用，但是在适用的情况下，从第一致动器施加更高的功率。电动机在适用的情况下也指齿轮电动机。

优选地，附加耦合机构独立于耦合机构。这意味着稳定系统的两个耦合机构中的每一个都能够独立于另一个链轮的位置移动相应的链轮。

在适用的情况下，稳定系统还可包括离合器系统，以将每个链轮耦合到相关电机并将其从相关电机断开。

根据一个实施例，座舱具有至少一位乘客的内部容纳空间。优选地，从垂直于基准轴的截面上看，齿圈围绕内部容纳空间。

根据一个实施例，导轨包括至少一个连接到支撑件的轴承、连接到座舱的第二轴承环以及能够在第一轴承环和第二轴承环上形成的轨道上运行的轴承体。优选地，第二轴承环围绕座舱的内部容纳空间。

根据一个实施例，第一链轮由座舱支撑，以便与位于第一链轮上方的齿圈区域啮合。

通过将第一个链轮定位在与之啮合的齿区下方，在异物到达与第一个链轮啮合的齿区之前，可能放置在齿上的异物有利于在重力的作用下下落。

为了使该下落效应有效，优选第一链轮与齿圈的区域啮合，该区域与包含基准轴的水平面有足够的距离。优选地，当移动部件处于运行状态时，第一驱动轴相对于轴向基准面和基准轴向平面的第一侧定位在围绕基准轴小于或等于60°的角扇形内，基准轴向平面垂直并且包含旋转轴。

根据一个实施例，第一驱动轴位于基准轴平面内。如果座舱相对于支撑件的旋转方向不总是相同，这种布局将特别有利。

根据另一实施例，第一驱动轴位于基准轴向平面的第一侧上，与基准轴向平面保持一定距离。一旦座舱相对于支撑件的旋转方向始终相同，或者存在有利的旋转方向，这种布局将特别有利。更具体地说，可以选择将第一链轮定位在位于齿圈旋转方向上的基准轴向平面下游的基准轴向平面的侧面上，或者换句话说，定位在基准轴向平面的侧面上，远离第一链轮与之啮合的齿区。因此，确保第一个链轮在给定时刻啮合的齿区前穿过基准轴面，齿朝下，这是确保可能放置在齿上的任何异物掉落的最有利位置。

在适用的情况下，齿圈清洁机构位于齿圈的角形截面内，该角形截面位于第一链轮与之啮合的齿区和包含基准轴的平面之间，并且当移动组件处于运行状态时处于水平位置。这种类型的机构最好位于齿圈旋转方向的链轮之前，放置在与之相互作用的齿区下方，以利用易于排出异物的重力。

根据一个实施例，啮合障碍物检测机构位于齿圈的角截面中，该齿圈位于第一链轮啮合的齿区和包含基准轴的平面之间，并且当移动组件处于运行状态时水平。如果重力或潜在清洁机构不足以清除卡在齿圈齿面上的润滑脂中的异物，则障碍物检测机构可在构成障碍物的异物实际接触链轮之前使移动部件停止。

优选地，座舱具有重心，其位于座舱的基准轴平面内，垂直于地板并且包含基准轴。希望限制所需能源以保持底板与稳定系统保持水平。

优选地，座舱的重心位于基准轴下方。因此，可提供降级操作模式，其中稳定系统被解耦或使得第一链轮能够自由转动，并且由于重力而保持近似水平。

根据优选实施例，齿圈具有朝向基准轴转动的齿。优选地，第一链轮位于座舱内天花板上方。然后在地板下方放置一个隔室，其中可放置稳定压载物。根据一个特别有利的实施例，座舱冷却、加热或空调单元位于座舱内的地板下方。由于其重量，这种类型的单位构成稳定镇流器。

根据另一个实施例，齿圈具有朝向外部径向转动的齿，第一链轮位于座舱地板下方。

根据本发明的另一个实施例，其连接到接收和运送至少一个乘客的移动组件，该移动组件包括支撑件、座舱和相对于支撑件的座舱导轨，该支撑件围绕支撑件和座舱共用的基准轴旋转，当移动组件处于运行状态时，基准轴水平，移动组件配备有稳定系统，该稳定系统包括至少一个连接到支撑件上并以基准轴为中心的齿圈，至少一个连接到座舱以便与齿圈啮合的链轮，能够驱动链轮的第一电动驱动源，包括具有相对于座舱绕固定轴转动的电机轴的电机以及电机轴和链轮之间的运动传动链，其特征在于，所述稳定系统包括耦合机构，所述耦合机构能够在第一齿圈围绕平行于基准轴的驱动轴转动的啮合位置和第一链轮远离第一齿圈并与第一齿圈分离的非耦合位置之间引导链轮，动力传动链包括传动接头。这种类型的耦合机构的优点是，它可以从啮合位置到非耦合位置以及从非耦合位置到啮合位置容易且可见地被驱动，特别是在座舱集成装置的启动操作过程中，实现了机构操作的日常检测程序。如果发生故障，该机构能够断开电机的连接，以便执行某些故障排除操作，并在适用的情况下，通过重力将座舱返回到大致水平的位置。

根据一个实施例，传动接头包括双万向接头或等速万向接头。优选地，确保在接合位置，由电机轴驱动的传动接头输入元件能够绕输入轴转动，并且连接到链轮的传动接头输出元件能够绕驱动轴转动，其中输入轴平行于驱动轴并且远离驱动轴。

耦合机构根据优选的平坦轨迹在啮合位置和非耦合位置之间引导链轮，该平坦轨迹可以是侧向运动、旋转或侧向运动和旋转的组合。根据一个实施例，耦合机构能够引导链轮绕平行于基准轴的枢轴在接合位置和非耦合位置之间的旋转运动，枢轴优选地相对于座舱连接。特别地，可以规定耦合机构包括一个导向杆，该导向杆绕枢轴转动，并且该导向杆具有一个轴承，用于引导链轮绕驱动轴转动。

自然地，耦合机构被设计成电动的，以便在从座舱或远程安装控制中心发出命令后自动启动。

根据一个实施例，耦合机构包括致动器，用于将链轮从啮合位置移动到非耦合位置。优选地，致动器由嵌入在座舱中的自主电源供电，以响应来自固定到座舱的装置的功率传输中的故障风险。

致动器最好是不可逆的，因为如果没有电源，它将在原位持续锁定。

耦合机构优选地是双稳态的，其防止在过渡位置改变顺序期间启动致动器。

根据一个实施例，稳定系统包括至少一个附加链轮，该链轮与座舱相连，以便与由该齿圈或附加在支撑件上并以基准轴为中心的附加齿圈构成的相应齿圈啮合，能够驱动附加链轮的附加电动驱动源，包括一个附加电机和一个附加电机轴，该附加电机轴绕与座舱相关的固定轴转动，以及附加电机轴电机和附加链轮之间的附加运动传动链，以及附加耦合机构，其能够通过绕平行于基准轴的附加驱动轴转动，在与相应齿圈的啮合位置之间驱动附加链轮，其中附加链轮能够与相应齿圈啮合，并且附加链轮能够通过绕平行于基准轴的附加驱动轴和非耦合位置转动而与相应的齿圈啮合，其中附加链轮与相应的齿圈保持一定距离并分离，所述附加动力传动链包括传动接头。然后得到稳定函数的冗余度。特别是两种机制的存在使得可以考虑降级模式下的控制处理；这些将在本文档中进一步讨论。

根据一个实施例，相应的齿圈包括一个附加齿圈，该附加齿圈以基准轴为中心，并位于与齿圈的轴向距离处。

为了最佳利用空间，电机和附加电机最好是头对尾放置，电机轴和附加电机轴平行但不同轴。

附加耦合机构优选具有与耦合机构相似的特征。

根据一个实施例，附加耦合机构根据优选的平坦轨迹，优选地平行于链轮的平坦轨迹，并且可以是侧向运动，在啮合位置和非耦合位置之间引导附加链轮，旋转一种旋转或侧向运动和旋转的组合。根据一个实施例，附加的链轮机构支撑附加的链轮，使得附加的链轮能够绕平行于基准轴线的第二枢轴在附加的耦联机构的接合位置和未耦接位置之间枢转，其中第二枢轴优选地相对于座舱连接。特别地，可以规定，附加的联接机构包括围绕第二枢轴枢转的导向杆，该导向杆具有用于引导附加的链轮绕第二驱动轴线旋转的轴承。

优选地，附加耦合机构包括附加致动器，用于将附加链轮从接合位置移动到非耦合位置，附加致动器优选地支撑在座舱上。附加致动器可以是任何类型的，特别是机电式、液压式或气动式，并且优选伸缩式。

根据一个特别有利的实施例，附加耦合机构包括附加致动器和附加链轮之间的双稳态传动装置，优选地包括围绕相对于座舱固定的轴枢转的传动杆，以及传动连杆，其位于所述附加耦合机构传动装置和所述附加链轮或所述附加致动器之间。

实际上，附加同步电机包括一个壳体，该壳体相对于座舱固定或相对于附加链轮驱动轴固定。相对于座舱固定的电机外壳将移动由第一个链轮组成的移动设备所需的能量降至最低。但它需要特殊的预防措施来限制振动或噪声向座舱的传播。它还需要能够吸收马达壳体和第一链轮之间的定位变化的传动机构，例如将第一马达连接到第一链轮的等速万向节或双万向节传动轴。相对于第一链轮的驱动轴固定的电机壳体使得能够吸收定位变化的传动机构不被使用，但是在适用的情况下，从第一致动器施加更高的功率。电动机在适用的情况下也指齿轮电动机。

优选地，附加耦合机构独立于耦合机构。这意味着稳定系统的两个耦合机构中的每一个都能够独立于另一个链轮的位置移动相应的链轮。

根据本发明的另一方面，其与牵引装置相连接，牵引装置包括至少一个固定结构，该固定结构包括至少一个移动组件，如上所述，相对于固定结构驱动和引导，使得移动组件支撑件遵循在固定基准的垂直面上形成回路的轨迹，并且相对于垂直于垂直面并平行于基准轴的固定旋转轴，通过回路轨迹的一圈旋转360°。

根据一个实施例，旋转轴是固定的，并且优选地由连接到固定结构的一个或多个导向轴承来限定。旋转最好超过一圈，特别是对于“摩天轮”式牵引装置。然后，支撑件可以是一个固定在摩天轮轮辋上的托架，或者轮辋本身的一部分，绕着旋转轴转动。

根据本发明的另一方面，这与如上所述的用于牵引装置的降级模式的控制程序相关联，其特征在于，响应于链轮与齿圈啮合时的故障检测，启动降级操作程序，包括以下连续操作：

-与固定结构相关的支撑停止；

-摩擦制动器的应用；

-使用绕组开关电路，将同步电机的绕组连接到欧姆电路；然后

-当链轮与齿轮环啮合时，摩擦制动器至少部分释放，最好是全部释放，并且通过重力使座舱相对于支撑件处于稳定位置。

该第一降级操作程序能够恢复稳定的重力位置，该位置自然取决于乘客在座舱中的位置，但可能接近水平，同时第一同步电机的电源不足。

对于稳定系统由两个电动链轮组成的座舱，如果两个同步电机失去电源，将执行第一个降级操作程序。该程序只能在第一个链轮和第一台同步电机上执行，或同时在两个链轮和两台同步电机上执行。

优选地，降级操作程序还包括在座舱停止在稳定位置之后，相对于固定结构重新启动支撑驱动。支撑驱动最好降低速度重新启动，并持续监控座舱的倾斜。它可使座舱返回到着陆平台，并保持其相对于重力的水平高度。

根据第一变型，降级操作程序还包括，在座舱停止在稳定位置之后，并且在支撑驱动相对于固定结构重新启动之前，链轮从与齿圈啮合位置到与齿圈相隔一定距离并脱离的非耦合位置的运动。座舱通过重力调整其位置，座舱的导向轴承与支撑的摩擦保证了座舱的稳定。

根据第二种变型，链轮继续与齿圈啮合，并且在支撑驱动相对于固定结构重新启动之后，同步电机的绕组保持与欧姆电路的连接。同步电机继续在电磁制动器中运行。

根据一个实施例，还提供了如果检测到降级操作程序的故障条件，则中断降级操作程序并且启动第二降级操作程序，其中第二降级操作程序包括以下操作：

-与固定结构相关的支撑停止；

-链轮从非耦合位置移动到与齿圈啮合位置，

-启用制动，然后

-与固定结构相关的支撑驱动的重新启动。

如果在支撑件重新启动前座舱到达的位置超出可接受范围，或者在支撑件重新启动后座舱的倾斜未保持在可接受范围内，则可启动第二降级操作程序。

第二个降级操作程序可停止座舱相对于支撑件的任何移动。这样就有可能以非常低的速度将支撑件带到着陆平台上。在这个过程中，由于座舱仍然与支撑件相连，因此不会进行倾斜补偿，这可能会让乘客感到非常不舒服。这就是为什么第二个降级操作程序保留用于第一个降级操作程序失败的异常情况。

附图说明

通过阅读下面的描述并参考附图，将得出本发明的其他特征和优点。

[图1]图1示出了根据本发明的牵引装置的局部视图。

[图2]图2是图1中装置的移动组件的轴向横截面图。

[图3]图3是图2中移动组件的横截面图。

[图4]图4是图3的细节，特别说明了图2中移动组件的稳定系统的植入。

[图5]图5是图4中处于非耦合位置的稳定系统的前视图。

[图6]图6是图4中移动组件的等距视图。

[图7]图7示出了稳定系统的同步电机的开关电路的电气图。

[图8]图8是图4中稳定系统集成在图2中处于接合位置的移动组件中的等距细节图。

[图9]图9是图4中稳定系统集成的等距细节图，在图2中的移动组件中，处于非耦合位置。

为了更清楚，在所有附图上用相同的参考符号标记相同或相似的元件。

具体实施方式

图1所示为具有水平旋转轴100的摩天轮10装置，包括通过一个或多个支脚14 安装在地面上的固定结构12，该固定结构12形成轮辋18的导向轴承16，该轮辋18 围绕相对于地面14固定的旋转轴100旋转。所述轮辋设置在座舱22的支撑件20的边缘。旋转轴100优选地构成轮辋的旋转对称轴N，其中N是支撑件20和座舱22 的数目。

如图2和图3所示，每个座舱22具有一个用于接收和运送一个或多个乘客的内部空间V，在座舱地板26和座舱天花板28之间标出。支撑件20和相关的座舱22随后形成移动组件30以接收和运送一个或多个乘客。该移动组件30还包括用于座舱 22的导向装置32，该导向装置32相对于支撑件20绕支撑件20和座舱22共用的基准轴200旋转，水平且平行于旋转轴100。

导轨32由两个彼此相距较远的同轴轴承34构成，因此座舱22的重心位于垂直于基准轴200的两个横向垂直面之间，每个面切割两个轴承34中的一个。优选地，两个轴承34相对于座舱22的中间横向垂直面P彼此位于镜像位置，垂直于基准轴 200并且包含座舱22的空载重心G。每个轴承34包括至少一个第一轴承环，例如内环34.1，连接到支撑件20上的环20.1，至少一个第二轴承环，例如外环34.2，连接到座舱22上的环22.2，以及一排或多排轴承体34.3，其能够在第一轴承环34.1和第二轴承环34.2上形成的轨道上运行。两个轴承34中的每一个围绕内部空间V，因此每个轴承34的一部分在地板26之下，而另一部分在天花板28之上。

导向装置32允许支撑件20围绕摩天轮10的旋转轴100在方向S1上旋转，同时允许座舱22相对于支撑件20围绕基准轴200在相反方向S2上旋转，从而使座舱地板26保持水平。

为了使这些旋转同步，移动组件30配备有稳定系统36。该稳定系统36在此是重复的，并且包括两个齿轮环38，该齿轮环38附接到支撑件20的环20.1，并且以基准轴200为中心，优选地分别位于轴承34之一附近。每个齿圈38与链轮40相关联，链轮40安装在座舱22上，以便与相关的齿圈38啮合。每个链轮42与驱动源 42相关联。

由电动驱动源42驱动的每个链轮40与连接到支撑件20的相关齿圈38啮合，以保持座舱22的地板26水平。

在本实施例中，每个齿圈38都有向内部径向转动的齿38.1，相关链轮40位于座舱22内部空间V的天花板28上方，齿区38.1也位于座舱22的内部天花板28和相关链轮40上方。该定位可防止落入位于包含基准轴200的水平面H下的齿38.1部分的齿38.1上的异物移动到链轮40并将其堵住。

链轮40的旋转轴400最好位于基准轴面Q附近，如图5所示，或者直接位于基准轴面Q内，或者位于基准轴面Q的一侧，在相对于基准轴面小于或等于±60°的角扇区A内，围绕基准轴。

每个链轮40通过耦合机构46连接到座舱22，如图8所示，以引导链轮40处于与相关齿圈38的啮合位置和分离位置之间。在啮合位置，如图7所示，链轮40与相关齿圈38啮合，而在分离位置，如图5和9所示，链轮40与相关齿圈38相距一段距离。

每个耦合机构46包括一个导向杆48，该导向杆48围绕一个相对于座舱结构22 固定的枢转轴50枢转。导向杆48带有一个导向轴承52，用于相关链轮40绕驱动轴 400旋转。

耦合到马达55的致动器54用于经由双稳态变速箱56枢转导向杆48。在本实施例中，双稳态变速箱56包括一个变速箱杆58，该变速箱杆58绕一个相对于座舱22 固定并平行于基准轴200的轴60转动，变速箱杆和导向杆48之间有一个变速箱连杆 62。致动器54的第一端相对于轴64枢转安装，该轴64相对于座舱22固定，致动器 54的另一端铰接在变速箱操纵杆58上。由致动器55及其电动系统55构成的组件优选地是不可逆的，因为不需要维持电源以将其保持在给定位置。如果致动器由一个不可逆的外加螺钉构成，则情况尤其如此。马达55优选为电动机。当然，本领域技术人员能够为该系统提出许多变体，从而保留其功能。由于铰接轴和枢轴平行于基准轴 200，因此每个耦合机构46的整体运动是一个平面运动，以引导相关链轮40的旋转轴400围绕枢轴50在啮合位置和非耦合位置之间旋转。

与每个链轮40相关联的电动驱动源42包括可逆永磁同步电机66，电机轴通过包含减速器70和等速万向节72的运动链68驱动相关链轮40旋转。在本实施例中，同步电机66的外壳相对于座舱22连接。等速万向节72在这里作为标准由两个万向节72.1、72.2制成，万向节72.1、72.2由轴72.3连接，以适应由耦合机构46引起的链轮40的运动。

在第一开关状态下，使用图7中的图所示的功率开关电路74，通过功率命令79 将同步电机66的定子绕组76连接到座舱22外部的电源78，以供第一同步电机66 的电机使用。在第二开关状态下，开关电路74还用于将同步电机66的定子绕组76 连接到用于同步电机66的耗散使用的耗散欧姆电路80。

电源开关电路74优选是单稳态的，因为它需要来自电源78或电源命令79的电源来保持其自身处于第一状态，并且如果没有电源，它将自身切换到第二状态。开关电路74可显著地包括单稳态机电触点或单稳态静态触点。

最后，机电或液压控制的摩擦制动器82直接定位在同步电机66的电机轴上，或同步电机66和链轮40之间的运动链上，或齿圈38上。摩擦制动器82优选为单稳态、常闭的，并且由嵌入式自主电源84激活，在适用的情况下，该电源还可以为致动器 54的马达55供电。或者，致动器马达55可以配备有独特的嵌入式自主电源155。

优选地，用于稳定系统36的两个并行分支的供电和命令电路是独立的。

为了使座舱22的地板26保持水平，可通过轮辋12围绕摩天轮10的旋转轴100 的角度位置控制电机驱动源42，例如，通过比较座舱绕旋转轴的角位置测量值和座舱相对于支撑件的角位置测量值。为此，可对其中一个轴承34进行仪表化，以提供该角位置的测量值。或者，机动驱动源42可以由位于座舱22中的倾斜仪控制。还可以考虑其他物理尺度来命令机动驱动源42，特别是座舱载荷22、装载的座舱重心22 的位置或风速和方向，以及来自摩天轮10运动方向上的前一座舱22的数据。

负载座舱的重心22越靠近垂直于地板26并包含基准轴200的座舱22的基准轴面Q，所需功率越低。实际上，装载舱的重心22低于包含基准轴200的水平面H，在基准轴200和地板26之间，或者低于地板26，这使得可以考虑降级操作模式，其中，在电动驱动源42发生故障的情况下，重力效应使地板26或多或少保持水平。为此，位于地板下方的空间被座舱22的冷却、加热或空调单元44占据，因此重量有助于降低座舱22的重心。

稳定系统36的两个分支的冗余增加了装置的可用性。如果没有故障，两个电机以主从模式运行。当一个马达42出现故障时，相关的链轮40断开，另一个马达42 自行定位座舱22。以类似的方式，如果异物将自身定位在其中一个链轮40和相关齿 38.1之间，尽管链轮40定位在齿38.1下方，但耦合机构46使相关链轮40分离，另一个链轮40自行定位座舱22。

如果在稳定系统上观察到故障，导致座舱地板倾斜超过预定阈值，也可提供故障诊断程序。在这种情况下，请按以下步骤操作：

-首先，停止轮辋18，使支撑件20相对于固定结构12停止；

-切断两台同步电机66的电源78；

-停止时，应用两个摩擦制动器82；

-将两个链轮40中的一个从相关的齿圈38上拆下；

-驱动与另一链轮40相连的同步电机66，以重新建立稳定指令，并检查座舱 22是否返回水平位置；

-如果已返回水平位置，重启摩天轮10；

-否则，重新连接未连接的链轮40，并将已连接的链轮40断开，

-从而驱动与连接的链轮40相连的同步电机66，以重新建立稳定指令，并检查座舱22是否返回水平位置；

-如果已返回水平位置，重启摩天轮10；

-否则，遇到的故障会影响稳定系统36的两个分支，需要执行降级操作程序。

为此，如果两个异步电机66的电源78发生故障，则实施“重力”降级操作程序，包括以下步骤：

-首先，停止轮辋18，使支撑件20相对于固定结构12停止；

-停止时，应用两个摩擦制动器82；

-使用开关电路74，将两个同步电机66的每个绕组76连接到相关的欧姆电路 80；然后

-至少部分释放摩擦制动器82，同时第一链轮40与第一齿圈38啮合，座舱22 通过重力被带到相对于支撑件20的稳定位置。

然后，座舱22在重力作用下开始移动，以便在包含基准轴200的垂直平面中对准其重心。在此阶段，两个同步电机66构成电磁制动器，产生与座舱22的转速成比例的制动扭矩。

该程序最好在安装人员的监督下实施，该人员通过音频或视频与座舱22内的乘客连接，随后出现故障信号，故障信号可能是来自同步电机电源的诊断信号或与座舱地板22水平面相关的信号。在适用的情况下，可向乘客发出指令，以重新分配座舱 22内的载荷，使座舱的稳定位置与地板26的水平位置相对应。

一旦座舱22停止在稳定位置，摩天轮10可以减速重新启动，将有缺陷的座舱带到装载和着陆区域。在摩天轮移动阶段，可以采取各种策略来保持22号座舱26层的相对水平。第一种策略是在电磁制动模式下保存用齿圈38固定的链轮40和同步电机 66，以吸收座舱22在此阶段的运动。第二种策略包括在重新启动摩天轮10之前分离链轮40。

如果重力降级操作模式无法找到座舱22所需的位置，则提供辅助降级操作模式，该模式包括用相关的齿圈38重新接合链轮40，然后在重新启动摩天轮10前，应用摩擦制动器82将座舱22连接到支撑件20。这种操作模式比之前的舒适性要差得多，它随着摩天轮旋转而改变了地板26的方向。因此，在整个操作过程中，需要与座舱内的乘客进行通信，必须以非常低的速度进行。

注意，重力降级操作模式和辅助降级操作模式也可以考虑单个同步电机66和单个链轮40。

当然，图中所示和上面讨论的示例仅用于信息目的，并非限制性的。明确规定，所示的不同实施例可以组合以提出其他实施例。

根据简化的实施例，稳定系统24可以仅具有与单个链轮40相关联的单个齿圈 38。然后优选地将环定位在包含空载座舱22的重心的横向平面附近。如果导向装置 32包括两个轴承34，则单个齿圈38最好轴向定位在两个轴承34之间。

与座舱22相连的每个轴承的环可以是内环34.1或外环34.2。

链轮40的旋转轴优选地平行于基准轴200，尽管如果齿圈38和链轮40之间的啮合是角齿轮，也可以有不同的方向。

支撑件不一定是摩天轮10轮辋12的一部分。它也可以是在文件EP 2075 043中描述的类型的固定结构的导轨上的移动托架，在垂直平面上形成圆形或非圆形的闭环。在所考虑的所有配置中，支撑件20在回路中的移动转化为支撑件20相对于每个回路转动一圈的固定基准的旋转。

需要强调的是，对于本说明书中的技术人员来说，所有特征、附图和所附权利要求，即使是以具体的术语，也仅仅是相对于其他确定的特征单独地或以任何组合地进行了描述，如果没有明确排除，或者如果技术环境使得这些组合不可能或无意义，则可以与这里公开的其他特征或特征组组合。

Claims (14)

1.一种用于接收和运送至少一名乘客的移动组件，其包括支撑件、座舱和座舱导向装置，该座舱导向装置用于引导座舱相对于支撑件绕支撑件和座舱共用的基准轴旋转，当移动组件处于运行状态时，基准轴水平，所述移动组件配备有至少一个稳定系统，所述稳定系统包括至少一个齿圈、至少一个链轮、摩擦制动器和电动驱动源，所述齿圈连接到所述支撑件并以基准轴为中心，所述链轮连接到座舱以便与齿圈啮合，所述摩擦制动器用于阻止座舱围绕基准轴相对于支撑件旋转，以及所述电动驱动源能够驱动链轮，其特征在于，所述电动驱动源包括可逆永磁同步电机和开关电路，其中开关电路能够在第一开关状态下，将同步电机的绕组连接到供同步电机使用的电源，并且在第二开关状态下，将同步电机的绕组连接到供同步电机耗散使用的耗散欧姆电路。

2.根据权利要求1所述的移动组件，其特征在于，开关电路是单稳态的，并且如果在开关电路的上游断开电源，则所述开关电路切换或保持在第二开关状态。

3.根据权利要求2所述的移动组件，其特征在于，开关电路包括单稳态机电触点或单稳态静触点。

4.根据权利要求1所述的移动组件，其特征在于，摩擦制动器全部被控制或全部不被控制。

5.根据权利要求1所述的移动组件，其特征在于，摩擦制动器由单稳态指令控制。

6.根据权利要求5所述的移动组件，其特征在于，摩擦制动器的单稳态指令包括嵌入在座舱中的自主电源。

7.根据权利要求1所述的移动组件，其特征在于，链轮通过耦合机构连接到座舱，所述耦合机构能够在所述齿圈的啮合位置和非啮合位置之间引导所述链轮，其中，在啮合位置，链轮能够通过绕平行于基准轴的驱动轴转动而与齿圈啮合，并且在非啮合位置，链轮与齿圈保持一定距离并脱离。

8.根据权利要求1所述的移动组件，其特征在于，稳定系统包括至少一个附加链轮和附加电动驱动源，所述附加链轮连接到座舱，以便与由齿圈或附加齿圈构成的相应齿圈啮合，所述附加齿圈连接到支撑件并以基准轴为中心，所述附加电动驱动源能够驱动附加链轮，所述附加电动驱动源包括附加可逆永磁同步电机和附加开关电路，附加开关电路能够在第一附加开关状态下，将附加同步电机的绕组连接到供附加同步电机的电动机使用的电源，并且在第二附加开关状态下，将附加同步电机的绕组连接到耗散欧姆电路，以耗散地使用附加同步电机。

9.一种牵引装置，其包括至少一个固定结构，该固定结构包括至少一个移动组件，所述移动组件包括支撑件、座舱和座舱导向装置，所述座舱导向装置用于引导座舱相对于支撑件绕支撑件和座舱共用的基准轴旋转，当移动组件处于运行状态时，基准轴水平，所述牵引装置包括支撑驱动用于相对于固定结构驱动和引导移动组件，使得移动组件的支撑件通过循环轨迹的一圈，沿着在固定基准的垂直平面中形成回路的轨迹行进，并且相对于垂直于垂直平面且平行于基准轴的固定旋转轴旋转360°，其中，所述移动组件配备有至少一个稳定系统，所述稳定系统包括至少一个齿圈、至少一个链轮、摩擦制动器和电动驱动源，所述齿圈连接到所述支撑件并以基准轴为中心，所述链轮连接到座舱以便与齿圈啮合，所述摩擦制动器用于阻止座舱围绕基准轴相对于支撑件旋转，以及所述电动驱动源能够驱动链轮，其特征在于，所述电动驱动源包括可逆永磁同步电机和开关电路，其中开关电路能够在第一开关状态下，将同步电机的绕组连接到供同步电机使用的电源，并且在第二开关状态下，将同步电机的绕组连接到供同步电机耗散使用的耗散欧姆电路。

10.一种用于根据权利要求9所述的牵引装置的降级模式下的控制方法，其特征在于，当链轮与齿圈啮合时，响应于故障检测，启动降级操作程序，包括以下连续操作：

-相对于固定结构（12）停止支撑件；

-应用摩擦制动器；

-将开关电路切换到将同步电机的绕组连接到耗散欧姆电路；然后

-当链轮与齿圈啮合时，摩擦制动器至少部分释放，使得座舱通过重力被带到相对于支撑件的稳定位置。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，降级操作程序还包括在座舱停止在稳定位置之后，重新启动支撑驱动。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，链轮通过耦合机构连接到座舱，所述耦合机构能够在所述齿圈的啮合位置和非啮合位置之间引导所述链轮，其中，在啮合位置，链轮能够通过绕平行于基准轴的驱动轴转动而与齿圈啮合，并且在非啮合位置，链轮与齿圈保持一定距离并脱离，并且降级操作程序还包括：在座舱停止在稳定位置之后，以及在支撑驱动相对于固定结构重新启动之前，链轮从与齿圈的啮合位置移动到链轮与齿圈保持一定距离并脱离的非耦合位置。

13.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，链轮继续与齿圈啮合，并且在支撑驱动重新启动之后，同步电机的绕组保持与耗散欧姆电路的连接。

14.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，当检测到降级操作程序的故障状况，则中断所述降级操作程序并启动辅助降级操作程序，所述辅助降级操作程序包括以下操作：

-相对于固定结构停止支撑件；

-链轮从非耦合位置移动到与齿圈啮合的位置，

-启动制动，然后

-重启支撑驱动。

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