CN1141238C - 半主动式电梯牵引装置 - Google Patents

Abstract

一个半主动电梯牵引系统，对电梯厢体相对于所希望轨迹的振荡进行半主动阻尼。厢体连接于电机控制的缆绳。一弹簧和一个可控的阻尼装置并行地连接在缆绳和厢体之间。阻尼装置是一个由可变节流孔阀加以控制的液压活塞和气缸。弹簧是一个与气缸相连的气压蓄压器。控制系统提供控制电机的信号，并可控制用于阻尼振荡的孔阀。孔阀的完全封闭可有效地锁定阻尼装置。当制动得以释放时，一个张力释放控制装置可渐进地释放跨越整个孔阀所蓄积的压力。

Description

半主动式电梯牵引装置

本发明涉及对电梯运动的控制，并特别涉及一个可用于改进对电梯运动控制的虚拟主动式电梯牵引装置。

对电梯加以控制，是为了使其能够在一定的振动、速度以及加速度限制条件下，遵循一条可最小化旅行时间的升降轨迹。对这些限制因素的选择，旨在确保乘客对电梯的舒适乘坐。在实践中，电梯的纵向运动会沿电梯的正常轨迹产生相应的振荡，从而降低了电梯乘坐的舒适程度。电梯纵向运动的这一振荡主要是由电梯电机与电梯厢体之间的伺服缆绳的各种弹簧/质量振荡模式所致。这些振荡通常是很轻微地加以阻尼，因而也很容易地为那些出现在电梯运动过程中的微小扰动所引发。产生这些微小扰动的主要因素包括：乘客的移动、导轨的接合点、机械的磨损、驱动装置和电机所产生的转矩波动；以及电梯通过各楼层、与其它电梯及提升井中各结构部件相错时所产生的气压上的变化。

电梯运动控制机制是一种可使电梯遵循规定升降轨迹运行的机制。电梯运动控制机制通常使用一个电梯运动控制器加以实现。电梯所要遵循的升降轨迹按照电梯厢体沿这一轨迹运行的指定速度而输入。所指定的运行速度，将用于形成正常的电梯电机的命令速率。在电梯的升降过程接近结束时，将会对厢体的位置加以测量，以估算电梯所要继续行走的距离，然后把所估算的结果用于对所确立的速度命令的校正，以确保电梯能够以一种平滑的、可控的方式，按所希望的着陆精度，到达预定的地点。

运动控制器通常包括一部存放于机房内的电机速度控制器，这一控制器可提供电机或牵引轮的速度反馈，以完成电梯运动命令。反馈于电机转矩的电机速度提供了对振荡模式的阻尼，从而可使振荡更快地得以衰减。一般情况下，在随后的规定轨迹中，将会存在某些误差，因为振荡并未衰减到所希望的程度。在电梯升降过程的结束点，这一误差的存在将是不容忽视的。在这一时刻，该误差被称为″矫平误差″。追踪和矫平误差随运动控制反馈回路的带宽而减小，并随加速和减速程度而增加。当前的带宽受到缆绳传播延迟的限制。

在高层建筑中，升降轨迹的延续误差是相当大的，因为较长的升降机缆绳将具有更大的可塑性，并存在着一个相当大的时间延迟，这一时间上的延迟是机房中电机运动的扰动顺缆绳向下传播到厢体所致。通常情况下，电梯缆绳拉力波的速度为2500～3500米/秒。因此，如果厢体在机房300米以下，机房中的扰动传播到厢体大约会造成0.1秒的时间延迟。在运动控制反馈回路中，这一时间延迟的出现限制了其带宽，由此限制了控制器对接下来的正常升降轨迹中的误差和扰动快速地做出反应。这一限制存在着两个方面的影响：(1)电梯的纵向振荡不能很好得以衰减；(2)厢体跟随一个减速轨迹的精度降低。电梯升得越高，时间延迟的影响也就越大。为了维持电梯着陆的精度(例如，为了达到最小矫平误差)，厢体的减速速率必须随建筑物的增高而减小。然而，这将会增加楼层到楼层的升降时间，而且是人们所不希望的。因此需要对电梯运动控制器加以改进，使其能够有效实现对振荡的衰减，而不会增加电梯升降的时间，特别是在具有较长电梯提升井的建筑物中。

为了精确地到达预定的楼层，电梯运动控制需要包括某种程度的位置误差反馈。实现这一点的一种最常用的办法是，使规定的速度为所要升降距离的函数。尽管精确着陆需要使用位置反馈，但位置反馈削弱了对振荡方式的阻尼。较高的位置增益(即规定速率相对于所要升降距离函数的斜率或增益)将会造成电梯的不稳定。相反，较低的位置增益，将会增加电梯的升降时间。所允许的位置误差反馈也将会因对振荡模式的阻尼的增大而增加。在那些规模适度的建筑物中，反馈给速度命令(提供给一个传动装置或制动子系统)的厢体加速度将用于增加这一阻尼。然而在高层建筑中，这样做将是低功效的，因为从主电机到厢体的运动传播过程存在着相当大的时间延迟，从而需要对振荡的衰减进一步加以改进，以加强对位置误差反馈的控制。

美国5750945专利中描述了一个电梯运动控制系统，这一系统把一个指示所希望的电梯运行轨迹的指定的升降路径信号与一个指示实际的电梯运动的所测升降路径信号进行比较，并向相应电路提供一个运动命令信号。这一运动命令信号的频率被划分成高、低频两个成份，位于电梯厢体上的一个主动式力传动装置用于执行运动命令信号的高频/低行程部分，而另一个电梯电机，用于执行运动命令信号的低频/高行程部份。

主动式力传动装置与一个被动阻尼设备定位在一起，该阻尼设备位于牵引装置和电梯厢体框架之间，或在框架和厢体之间。主动式力传动装置或简称传动装置，可以是电磁语音线圈(它的扩张与收缩是由施加于那里的控制信号所提供的)，也可以是液压传动装置、具有导杆的旋转电机，或其它可适用的设备。在每一种所选定的设备环境中，传动装置将会在两个方向(即扩展和收缩)被主动式地加以控制，以改进沿电梯升降路径对电梯纵向运动的控制。这一主动式控制方式可通过对因电梯缆绳长度所引起的延迟进行补偿的办法，使电梯的实际运动紧密追踪电梯的纵向升降命令信号。为相应的主动式传动装置提供能源的设备通常包括电机、气压或液压泵、以及大型的位于电梯厢体上的电线圈，以在扩展和收缩两个方向驱动相应的传动装置。这种配置一般相当地沉重、有躁音和/或昂贵，并且可靠性差，因此限制了它们在特定环境中的全部应用。另外，通常的电梯系统还存在着一个与电梯提升井等长的、沉重的电源电缆的需求，以提供与传动装置相关的必需的能量。这样的设置通常是相当重的，而且噪音很大、可靠性差与/或需要较高的开销，从而限制了它们在某些特殊环境中的整体可用性。因此在类型与控制方面，需要对与电梯厢体相关的传动装置以及阻尼电梯厢体纵向振荡的牵引装置进一步加以改进。

本发明提供了一个可在电梯厢体位置沿某一电梯升降路径纵向运动期间减缓电梯厢体振荡的振荡阻尼系统。与先前所描述的主动牵引装置系统相比，这一振荡阻尼系统的开销要少得多，重量轻与/或噪音小，而且更加可靠。

为此，本发明涉及了一个半主动阻尼系统，这一系统可用于在电梯厢体位置沿一电梯升降路径纵向运动期间以半主动方式对电梯厢体的振荡加以阻尼。电梯厢体通过一条缆绳与一个安装在电梯电机上的牵引轮相连。缆绳连接于厢体，允许缆绳和厢体之间存在有限的相对纵向运动。半主动阻尼系统可提供：一个运动命令信号，在电梯沿其升降路径运行时，这一信号能够与电梯的升降轨迹相对应，电梯升降轨迹是由电梯所希望的目的地所规定的；弹簧装置，有效地连接在缆绳和电梯厢体之间，在缆绳和电梯厢体之间提供了一个纵向的弹簧力；可控的阻尼装置，有效地连接在电梯厢体和缆绳之间，它与弹簧装置并行，可对一个阻尼命令信号做出反应，以有选择地阻止电梯厢体和缆绳之间的相应纵向位移；为所测电梯厢体纵向速度提供指示信号的装置；以及可对运动命令信号和厢体速度信号加以响应的控制装置，用以提供一个阻尼命令信号，以有选择地激活可控的阻尼装置。

弹簧装置拥有一个足够低的弹簧常数，以致于相当柔软，因此能够确保电梯厢体的相对纵向升降与电梯厢体和缆绳之间的相对纵向运动在相当低的电梯厢体和缆绳振荡频率上保持相互间的同相。在某些情况下，弹簧常数可能不足缆绳弹簧常数的一半。弹簧装置可能包括一个液压蓄压器，或类似的设备。

可控的阻尼装置包含有效地连接在电梯厢体和缆绳之间的一个或多个液压活塞和气缸的组合，这一连接是通过一个拥有互连到该电梯厢体的支撑部件和通过缆绳连接并相对于该支撑部件是可移动的牵引平台的牵引组件得以实现的。一个液压回路通过一个可变的节流孔阀，提供了来、回流动于气缸两侧活塞的液压流。一个小的控制电机或类似的设备，通过阻尼命令信号调节节流孔阀的节流孔，以可控地阻尼电梯厢体和缆绳之间的相对运动。

这一系统的控制装置还能够进一步响应一个电梯制动信号，以提供一个有限阻尼命令信号，这一信号可确保可控的阻尼装置能够施加一个足够大的有限的阻尼力，以阻止电梯和缆绳之间的相对纵向运动。控制装置还可进一步对制动信号的释放、跨可变节流孔阀的压力差的指示信号的存在加以响应，以提供一个初始压力释放信号，这一信号将用于控制有限阻尼力释放的速度。

以上所描述的阻尼系统是一个半主动的系统，这一系统可阻尼不希望的振荡，而不需要对运行于电梯厢体和缆绳之间的主动传动装置，而其它类型的系统可能需要在电梯厢体处配置一个泵、电机、或其它耗能较大的大型传动装置驱动。使用本系统来取代这些主动型驱动器，将有助于实现电梯的更安静、更低廉、与/或更可靠的操作。

本发明的上述特性和优点，将可通过对以下具体实施例(如说明书附图中所示)的详细描述变得更加明显。

图1是一部电梯的示意图；

图2是一个电梯厢体图，这一厢体拥有一个符合本发明的半主动牵引装置；

图3以放大的形式，更详细地描述了图2的电梯厢体所使用的半主动牵引装置；

图4是一个符合本发明的、可用于控制一部电梯电机以及半主动电梯牵引装置的控制系统的结构示意图；

图5是图4所示控制系统的一个初始压力释放函数的一个更详细的结构示意图；

实现这一发明的最佳方式

本发明通过对半主动电梯牵引装置的使用，提供了对电梯运动控制的重大改进。半主动牵引装置可用于将电梯厢体互连于主缆绳，或将电梯厢体互连于主框架，这一半主动电梯牵引装置包括一系列以与被动弹簧设备并行与/或串行的方式运作的半主动阻尼设备。该系统改进了电梯的乘坐质量，并缩短了电梯的升降时间，特别是在高层建筑中。

参见图1。通常情况下，一部电梯10将包括一个电梯厢体12，其一端13与主缆绳14相连，但另一端15与电梯提升井(未在图中画出)中的补偿缆绳16相连(虽然不是必须的)。补偿缆绳16环绕在补偿滑轮20上，主缆绳14环绕在牵引轮24--例如扭转牵引轮上。牵引轮24与电机28(例如一台电动电机或液压马达)互连，以实现牵引轮24的旋转运动。牵引轮24的旋转运动29通过主缆绳14转化为电梯厢体12的纵向运动30。平衡锤32将可用于抵消电梯厢体12的重量。熟悉电梯技术的人都清楚，图1中的电梯配置只说明了本发明的一个一般环境中的配置，对于本发明来说，也可采用其它类型的电梯配置，包括不使用补偿缆绳和滑轮或平衡锤的配置，例如那些利用了线性电机、″二合一″或其它缆绳连接模式、以及在驱动牵引轮上使用双卷绕牵引模式的配置，不一而足。

参见图2。电梯厢体12通过半主动牵引组件36(在图3中将会更详细地描绘这一装置)与主缆绳14互连。同时参见图3。半主动牵引组件36提供了电梯厢体12到主缆绳14的互连。如图3所示。主缆绳可能包括多条钢缆，例如三条钢缆，它们通过半主动牵引组件36与电梯厢体12互连。在图中所示的这一例子中，主缆绳14经由一个支撑平台40和一个牵引平台46，并连接于缆绳的终端49。支撑平台40可能是一个独立的平台，或如此处描述的，也可成为电梯框架41的一部分。定位在缆绳终端49和牵引平台46之间的是一系列被动牵引弹簧部件52。在图中所示的这一例子中，定位在牵引平台46和缆绳终端49之间的一系列被动牵引弹簧部件52中的每一个都与通过那里的、构成主缆绳14的一条钢缆相连。被动牵引弹簧部件52提供了构成主缆绳的钢缆之间的均匀的拉力。

定位在牵引平台46和支撑平台40之间的是半主动牵引组件36，它包括一对儿气缸42A和一对儿活塞42B，以及连接于液压回路47内的一个可变节流孔阀44。液压回路47连接在气缸42A的相对的两端。另外，液压回路47还与一个气体压缩蓄压器50相连，以致于蓄压器50以及气缸42A与活塞42B能够做为一个与半主动牵引组件并行相连的被动气体牵引弹簧。

气缸42A牢固地安装在支撑平台40上，并可从那里扩展其长度，它们的长度可延伸到20英寸以上。相类似，活塞42B和与其相关的活塞杆42C也能以延伸的方式与牵引平台46连接在一起，或更可取地固定于牵引平台46上。牵引平台46被定位在支撑平台40之下，于是，电梯厢体12和框架41的重量以及弹簧52可使牵引平台46相对于缆绳14朝支撑平台40相对向上加以推进。牵引平台46包括位于牵引平台46相对的两个端点上的线性轴承46A，滑动在它们的相应的一对儿导轨48上。导轨48以支架的形式从支撑平台40延伸而出。

蓄压器50连接于液压回路47中的可变节流孔阀44和气缸42A下端点之间。尽管它可被连接于可变节流孔阀44和气缸42A的上端点，但前一种设置更可取，因为会有更多的液体流经该阀。蓄压器50用氮气或其它类似的气体预先加压，以便可向液压回路47施加足够的压力，从而可使活塞42B能够正常地偏向到气缸的中间位置，并致使其可作为一种软弹簧向电梯厢体12提供一个相对于缆绳14的初始的″提升″力。

可变节流孔阀44可以是任何一种类型的节流孔阀，它直接或间接地响应一个控制节流孔大小的信号，因而可对回路47中的液压管阻加以控制。在图中所示的具体装置中，可变节流孔阀44可包括一个线性或旋转的部件，这一部件能够对线性或旋转的步进电机(未在图中显示)做出响应，以相对地关闭或打开节流孔阀。其它机制也可加以使用，例如使用一个电应变元件来控制这一节流孔阀。

通过有选择地控制节流孔阀44中节流孔的大小，可以调节液压回路47的管阻，因而能够针对相对作用于电梯厢体12和缆绳14之间的纵向力，调节或可控地阻尼气缸42A中活塞42B的冲程。在这一方式中，可通过半主动牵引组件36，对相对向上或向下作用于电梯厢体12的相对于缆绳14的瞬间力加以阻尼。

如上所述，由蓄压器50所提供的气体弹簧设计得相当″柔软″，大约仅拥有不足缆绳14弹簧常数一半的弹簧常数。这样的设计是为了确保牵引行程保持与电梯厢体12的振荡运动同相。在这一方式中，可对半主动牵引组件36加以控制，以阻止或阻尼电梯厢体12或缆绳14在相当低的频率(例如不到5Hz)上的振荡运动。于是，仅有气缸42A/活塞42B以及节流孔阀44需要消耗能量，不需要主动驱动它们，或向它们提供能量，从而避免了在电梯厢体12或框架41处安装一个独立的大型能源的需求，而只需一个相当小的或相当简单的驱动器去控制节流孔阀44的节流孔即可。

参见图3。压力传感器54有效地连接于液压回路47的可变节流孔阀44相对的两个端点之间，以得到和提供一个可代表跨越整个节流孔阀节流孔的压力差的电信号--ΔP，这一电信号反应了整个节流孔44上的力的变化率，并可用于相应的控制算法(以下将对这一算法做出解释)。

为了进一步估价由可变节流孔阀44、活塞42B和气缸42A所形成的阻尼系统以及由蓄压器50所形成的气体弹簧的操作特性，深入了解这一系统中力的关系将是十分必要的。活塞42B上的″向下″的力是″较上″的液压压强P_U与气缸的面积A_C的乘积。相类似，活塞42B上的″向上″的力是″较下″的液压压强P_L和气缸的面积A_C减去活塞杆42C的面积A_R后的净面积的乘积。于是，P_UA_C-P_L(A_C-A_R)代表了活塞42B的相对两面上的相反的作用力。这一表示可分解为一个阻尼分力--(P_U-P_L)A_C和一个弹簧分力--P_LA_R。

参照图4。图4描述了可用于控制电梯电机，更重要的是，也可用于控制本发明的半主动电梯牵引装置的控制系统。信号源56提供了一个表示电梯厢体12所希望或所规定的位置的信号，而且这一信号也可作为电梯升降路径控制器58的一个输入。电梯升降路径控制器58生成与规定的升降轨迹相一致的控制信号，用以控制电梯电机28(因而也可控制牵引轮24)、以及与半主动牵引组件36相关的阻尼系统的可变节流孔阀44(图3)。给电梯升降路径控制器58的另一个的输入是一个线路59上的来自位置传感器60的反馈信号，这一信号表示电梯厢体12的位置，因而也是对电梯厢体12的一个受控响应。位置传感器60安装在框架41上，但也可以安装在厢体12或随厢体和框架一起移动的其它部件上。

电梯升降路径控制器58在线路61上提供了一个运动命令信号，线路61通过一个加法电路65延伸到电梯电机控制器62。线路61上的运动命令信号通常用于控制电梯的运行速度，尽管它也可能涉及其它参数。电梯电机控制器62把线路63上的控制信号提供给电梯电机28，以控制电梯的运动速度(图1)，因而也可控制牵引轮24，以实现对运动命令信号的执行。电梯电机28(图1)与/或牵引轮24对线路63上所提供的信号的控制响应，是在线路64上作为向加法电路65的另一个输入的反馈加以提供的，用于控制电梯电机28的运转速率(图1)。

线路61上的运动命令信号又被扩展到半主动牵引装置36的控制电路。特别是，线路61上的运动命令信号通过一个延迟前置滤波器67扩展到加法电路66。在那里，对运动命令信号算术求和或与线路68上的一个速度反馈信号进行比较。延迟前置滤波器67引入了一个延迟，以模拟缆绳14中的延迟。线路68上的速度反馈信号代表着电梯厢体12/框架41的速度(速率和方向)，并由安装在其上的传感器70加以提供。传感器70通常为一个加速度测量器或类似的设备，它的输出可能被集成，如在积分电路72处，以提供线路68上的速率或速度信号。

线路61上的运动命令信号是对所命令的电梯升降方向的一个指示信号，在一定程度上，也是对所命令的速度的一个指示信号。这一信号，在加法电路66上通过与反馈在线路68上的实际的速度/方向信号比较，并修改后，在线路74上产生一个误差信号。这一误差信号扩展到牵引控制算法电路76上，在那里以一定的增益进行调节。来自牵引控制算法电路76的结果信号，代表了半主动牵引装置36所要施加的力的阻尼分力，这一信号被气缸面积按比例加以缩小，以跨越整个可变节流孔阀44上的压力的形式加以表示，并通过线路78扩展到加法器82，再从线路83上的加法器82的输出端，扩展到力控制算法电路80。进而，由压力差传感器54(图3)测得的跨越整个可变节流孔阀44(图3)的压力差ΔP，将通过线路84反馈给力控制算法电路80。

力控制算法电路80把线路83上的输入命令信号做为对所希望或所命令的压力差值ΔP_C的一个测量来处理，并根据下式把它转换成可变节流孔阀44中的节流孔的一个命令的开放孔面积：

面积命令＝面积*(ΔP/ΔP_C)的平方根+Kv*(|ΔP_C|-|ΔP_C|)，当ΔP/ΔP_C＞0和

最大面积，当ΔP/ΔP_C≤0时。

在每一种情况中，ΔP是实际测得的跨越整个可变节流孔阀44的压力差，ΔPC是命令的压力差，为经加法电路66和牵引控制算法电路76修改的线路61上的运动命令信号的函数。一个与力控制算法电路80相关的查询表把最终的面积命令信号进一步转换成一个出现在线路86上的阀驱动电机命令信号。

线路86上的阀驱动电机命令信号将扩展到一个小型步进电机或类似的设备(未在图中显示)，这一设备将能够调整可变节流孔阀44的节流孔面积。

可变节流孔阀44处在一个极限的位置上，在这一情况下，在乘客进入和退出期间，当初始运动命令信号表明电梯厢体处于未运动状态时，该阀下是关闭的。这是为了确保半主动牵引组件36，特别是气缸42A和活塞42B，能够保持固定的相对位置，以维持位置的精确。然而，这意味着：在控制系统对电梯厢体12的下一次启动时，由于乘客进入或离开电梯，整个可变节流孔阀44将可能存在某些初始的压强或压力差。于是为了更加符合本发明的要求，控制电路还应包括可用于渐进地释放跨越整个可变节流孔阀44的这些压力的机制，以最小化对电梯厢体12的突然性提拉或启动。

具体地说，控制系统应包括初始压力释放电路88。图5中对此进行了更加详细的描述。该电路在线路90上拥有一个来自电梯厢体控制器62的输入信号和在线路84上的一个代表跨越整个可变节流孔阀44的实际压力差ΔP的输入信号。线路90上的信号代表对电梯厢体制动的释放。在电梯厢体12需要停止期间，通常制动装置将会加以启用，并在电梯厢体12的启动和运行期间加以释放。线路84上的ΔP信号输入给门闩电路91。线路90上的制动释放信号也施加于门闩91，以触发ΔP阀的门闩。相类似，线路90上的制动释放信号扩展到积分电路92和低通滤波器93，并对它们进行初始化。ΔP的门闩值扩展到算术加法器94，加法器94的输出由时间常数元件95加以调整，并作为输入施加于低通滤波器93。低通滤波器93的输出通过积分电路92反馈回来，以向加法器94提供另一个输入。在这一方式中，相对于来自加法器94的输出而言，低通滤波器93和积分电路92实际上是作为一个高通滤波器使用的。来自低通滤波器的93的输出扩展到一个反相气弹簧模型函数96，它反过来在线路97上提供了一个结果信号，向加法器65提供了一个输入，以表示制动装置释放后电梯厢体的速度。这一指示信号用于向电机速度命令加偏压，以致于电机28和牵引轮24的运动反向于牵引缝隙的运动，从而可避免因拉力释放所产生的纯粹的厢体移动。相类似，加法器94的输出在线路98上加以扩展，以向加法器82提供另一个输入，并且是在可变调节孔阀44处所测ΔP的一个函数，以在随后的制动释放初始期间，辅助在线路86上向调节孔阀提供相应的控制信号。在这一方式中，初始压力释放函数88可确保对跨越阀44的张力的一个渐进的释放，以及对施加于电梯厢体28的运动命令的适当的调整。

通过对其控制系统和半主动牵引装置36的使用来观察电梯厢体12的整个运作过程，可以看出，与一个不具有主动牵引装置的系统相比，该系统的性能明显得以改进，特别是在一个长的提升井中。命令的厢体12速度与由作用于整个缆绳14的受控电机所产生的厢体12的运动速度之间的差别，可通过厢体反馈控制回路加以衰减。根据反馈回来的厢体速度，并考虑到提升井的情况，在厢体12上施加一个力，虽然是一个阻尼力--对振荡模式的阻尼明显增大，但却大大消除了厢体的振荡。这是一种非常有力的阻尼形式(即，它将会很好地得以执行，不而管厢体的质量和缆绳的可塑性如何)，因为这一力将施加于系统(半主动牵引组件36)中的同一点，在这一点(框架41，厢体12)的速率将得以测量。

根据本发明，对可变调节孔阀44的控制在时间以及量化指标方面相当精确，以致于可根据所拟定的升降轨迹阻止和阻尼可能出现的不希望的振荡幅度，且无论这些振荡相对向上还是相对向下。由于这是一个阻尼函数，并仅是半主动的，对阻尼机制(例如可变调节孔阀44)的控制仅需要相当少的能量，并能够很安静地得以实现。

模拟分析显示，2个4英寸直径的气缸42A，每一气缸具有一个24英寸冲程的活塞42B和一个2英寸直径的活塞杆42C，并与一个6英寸直径乘10英寸长的蓄压器50加以组合，与一个不拥有主动或半主动牵引控制方式的系统相比，可以把一个在长267米的提升井中运行的电梯的升降时间从44秒减少至36秒，而且乘坐起来相当平稳。所模拟的电梯的总重量(电梯厢体12、乘客以及框架41)为6900公斤。

Claims (6)

1、一个用于在电梯厢体位置沿某一电梯升降路径纵向运动期间半主动阻尼振荡的系统，电梯厢体通过一条缆绳与一个安装在电梯电机上的牵引轮相连，缆绳与厢体的连接方式将允许缆绳和厢体之间存在有限的相对纵向运动，该系统包括：

提供运动命令信号的装置，该信号与一条由电梯沿电梯升降路径所希望到达目的地加以规定的电梯的升降轨迹相对应；

弹簧装置，有效地连接在缆绳和电梯厢体之间，以在其间提供一个纵向的弹簧力；

可控的阻尼装置，与该弹簧装置并行地有效连接在电梯厢体和缆绳之间，该阻尼装置可响应一个阻尼命令信号以便有选择地阻止电梯厢体和缆绳之间的相对纵向位移；

用于测量电梯厢体的纵向运动速度并提供指示信号的装置；

控制装置，响应运动命令信号和厢体速度信号，以向可控的阻尼装置提供一个阻尼命令信号来选择地激发该可控的阻尼装置，

其特征在于，该可控的阻尼装置至少包括：一个有效地连接支撑部件和牵引平台的液压活塞和气缸的组合；一个用于向活塞相对两边的气缸提供液压流或从中获得液压流的液压回路；一个连接于液压回路中的可变节流孔阀，可通过对阻尼命令信号的响应，调整那里的液压流，由此阻止电梯厢体和缆绳之间的相对纵向运动；

该弹簧装置包括一个液压蓄压器，该蓄压器以液压方式连接于上述的液压回路，并预先充好气、调整好大小以及加足压力，以在液压回路中能够很好建立起上述的弹簧常数；

所述的用以测量电梯厢体纵向速度的装置被建造与定位，旨在提供一个针对电梯厢体纵向速度的直接的指示信号；及

该控制装置响应上述的运动命令信号和上述的厢体速度信号，提供一个命令信号以控制可变节流孔阀的节流孔面积，由此控制用以阻止电梯厢体和缆绳之间的相对纵向位移的阻尼力。

2、权利要求1的系统，其特征在于，所述的弹簧装置的弹簧常数小于上述缆绳弹簧常数一半，因此相当柔软，从而能够保证电梯厢体的相对纵向升降与电梯厢体和缆绳之间的相对纵向运动在相当低的电梯厢体和缆绳振荡频率上保持相互间的同相。

3、权利要求2的系统，其特征在于，其中电梯厢体通过一个牵引组件与缆绳相连，该牵引组件包括一个互连到电梯厢体的支撑部件和一个由缆绳连接并相对于该支撑部件是可移动的牵引平台，其中，可控的阻尼装置把支撑部件和牵引平台连接在一起，以可控地阻尼电梯厢体和缆绳之间的相对运动。

4、权利要求1的系统，其特征在于，还包括在电梯被制动时用于提供制动信号的装置，其中，上述的控制装置进一步响应这一制动信号，以提供一个有限的阻尼命令信号，而且上述的可控的阻尼装置响应该有限的阻尼命令来施加一个可足以阻止电梯厢体与缆绳之间相对纵向运动的有限的阻尼力。

5、权利要求1的系统，其特征在于，还包括在电梯被制动时用于提供制动信号的装置，其中，上述的控制装置进一步响应这一制动信号，以提供一个有限的阻尼命令信号，而且上述的可控的阻尼装置可响应该有限的阻尼命令，以抑制弹簧装置，并施加一个足以阻止电梯厢体与缆绳之间相对纵向运动的有限的阻尼力。

6、权利要求5的系统，其特征在于，还包括响应制动信号的释放和一个指示跨越整个可变节流孔阀的压力差的指示信号来提供一个初始张力释放信号的装置，该装置用于控制对有限的阻尼力加以释放的释放速率。

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