CN114229661B - 一种节能电梯及其配重分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能电梯及其配重分配方法，其中节能电梯包括轿箱、驱动系统和配重系统；所述驱动系统传动连接于轿箱和配重系统之间；所述配重系统包括固定配重块、载物箱和活动配重单元；所述载物箱设有多个，所有的载物箱和固定配重块从上往下依次等间距固定连接于配重系统的钢丝绳；所述的载物箱的同一侧面均设有开口；所述活动配重单元设有多个，所有的活动配重单元沿着竖直方向等间距分布于载物箱开口的一侧，且任意两个相邻固定配重块之间的间距与任意两个相邻活动配重单元之间的间距相等。本发明采用活动配重块的平衡轿箱的重量变化，单纯的物理配重方式，相比现有的阻尼平衡方式，更安全、稳定，故障率更低。

Description

一种节能电梯及其配重分配方法

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，具体涉及一种节能电梯及其配重分配方法。

背景技术

电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，其包括轿箱、驱动系统、制动系统、配种系统等，用于多层建筑乘人或载运货物。其中配重系统配通过滑轮结构降低轿厢重力对驱动系统的要求，从而可以大大降低电梯运行时的功率。但目前的配重块通常固定不变的，无法进一步抵消轿箱中的人或者物的重量，因此节能效果不够明显。

公开号为CN110589668A的电梯，公开了一种变压配重自调节电梯，其包括井道、轿厢、牵引机构、配重块，牵引机构装配在井道的上部，牵引机构通过钢索分别与轿厢和配重块上部相连，井道内还竖直装配有圆管形状的气路主管，气路主管的内部加工为光滑面，配重块为圆柱形状，配重块滑动密封装配在气路主管内部，气路主管上部敞开下部密封，气路主管的下部装配有主泄气阀。其工作原理是：变压配重自调节电梯使用时，如果轿厢内的装载的人或者货物过重时，气路主管的主泄气阀关闭，气路主管下部形成密闭腔，当轿厢向下运动时，气路主管下部的密闭腔气压降低形成负压，这时配重块受到向下气体压力，使得配重块对连接其的钢索施加更大的牵引拉力，这样就会使得牵引机构对轿厢施加的牵引力大大减小，可以大大降低轿厢运行时的功率。

上述一种变压配重自调节电梯相比现有的固定重量配重的电梯的节能效果更好，但是其利用气压形成阻力以调节配重的拉力，由于气路主管对气密性要求高，长期的运行后气密性得不到保证，容易出现拉力调节失衡的问题。另外，气体容易压缩，配重拉力的控制不够准确。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种节能电梯，包括轿箱、驱动系统和配重系统；所述驱动系统传动连接于轿箱和配重系统之间；所述配重系统包括固定配重块、载物箱和活动配重单元；

所述载物箱设有多个，所有的载物箱和固定配重块从上往下依次等间距固定连接于配重系统的钢丝绳；所述的载物箱的同一侧面均设有开口；

所述活动配重单元设有多个，所有的活动配重单元沿着竖直方向等间距分布于载物箱开口的一侧，且任意两个相邻固定配重块之间的间距与任意两个相邻活动配重单元之间的间距相等；

所述活动配重单元均包括储物箱、活动配重块和推车；所有的储物箱的侧面均设有与载物箱的开口相对的出口；所述推车滑动连接于储物箱的底壁上，且推车设有朝向出口的固定杆；每个固定杆均套设多个所述活动配重块，通过一个或者多个推车将一个或者多个活动配重块送入正对的载物箱中并且推车退回复位，进而使配重系统的负荷与轿箱的负荷适配。

本设备的的有益效果在于：

配重系统中的活动配重单元采用推车带动活动配重块移动至相应的载物箱，使得所有活动配重块的总重量尽可能等于或者约等于轿箱内所有人的总重量，反之，轿箱内人数减少，则通过推车拾取载物箱中的一个或者多个活动配重块，使得剩下的所有活动配重块的总重量尽可能等于或者约等于轿箱内剩下的所有人的总重量。从而大大降低了驱动系统的负荷，相应地减少了电能的消耗。另外，采用活动配重块的平衡轿箱的重量变化，单纯的物理配重方式，相比现有的阻尼平衡方式，更安全、稳定，故障率更低。

优选地，所述推车通过电动滑轨组件滑动连接于对应的储物箱内；所述电动滑轨组件包括轨道和电动滑块，所述轨道设有两条，两条轨道平行设置于储物箱的两边，所述电动滑块安装于对应的推车底壁，且电动滑块与轨道滑动连接；每个活动配重块的底壁均设有滚轮，通过滚轮使活动配重块滚动于两个轨道之间。推车采用电动滑轨组件作为动力，实现推车的精准移动，减小出现活动配重块移送不准确、错位等问题。

优选地，每个活动配重块均设有与固定杆对应的通孔，且通孔内设有定位标记和定位槽；每个固定杆设有多组定位组件，所有的定位组件等间距分布，通过定位组件识别活动配重块的定位标记和定位槽，进而使固定杆上的定位组件与套设于定位杆的活动配重块一一对应。

优选地，所述定位组件包括定位探头和定位电磁阀，所述定位探头用于识别所述定位标记，所述定位电磁阀的伸缩轴与定位槽适配，通过伸缩轴插入对应的定位槽中，进而使活动配重块与固定杆联动。固定杆插入活动配重块的通孔中后，在通过定位探头识别定位标记，然后再使相应的电磁阀的伸缩轴插入定位槽中或者从定位槽中退出，从而实现固定杆与活动配重块之间的锁紧或者解锁。

优选地，每个定位探头与每个定位电磁阀均镶嵌于对应的固定杆中，且所有的定位探头与所有的定位电磁阀均朝上。

优选地，所述固定配重块的重量与所有载物箱的重量之和与轿箱的重量相等。固定配重块与所有的载物箱平衡了轿箱自重，减小了轿箱中无人的情况下驱动系统的负荷，进一步减少了电能的消耗。

优选地，包括控制单元，所述控制单元分别与所述驱动系统、所有的推车、所有的定位探头和所有的定位电磁阀电连接。

优选地，包括竖直的限位导轨，每个所述载物箱的侧面均设有滑块，通过滑块滑动连接于限位导轨，进而使所有的载物箱沿着竖直方向升降。

本发明还提供了一种节能电梯的配重分配方法，应用于上述的一种节能电梯，所有储物箱的数量与所有楼层的数量相等，且任意两个相邻储物箱之间的间距与相应两个楼层之间的间距相等。

优选地，初始状态轿箱位于一楼，最低点的载物箱与最高点的储物箱相对；包括以下步骤，

S1：N个人进入轿箱，驱动系统将N个人的称重数据反馈至控制单元，控制单元使最高点的储物箱中的推车向最低点的载物箱中推送一个或者多个活动配重块，且载物箱中所有活动配重块的总质量接近N个人的总重量，推车的固定杆上与推送至载物箱中的活动配重块对应的定位电磁阀的伸缩轴缩回并退出对应的定位槽，推车复位，第一次配重分配结束，电梯运行至指定楼层；

S2：如果轿箱内的人数增多至M个，驱动系统将M个人的称重数据反馈至控制单元，控制单元随机选取一个储物箱或者多个储物箱，将选取的储物箱中的推车向对应的载物箱中推送一个或者多个活动配重块，且所有载物箱中所有活动配重块的总质量接近M个人的总重量，所有推车的固定杆上与推送至载物箱中的活动配重块对应的定位电磁阀的伸缩轴缩回并退出对应的定位槽，所有推车复位，第二次配重分配结束，电梯运行至指定楼层；

S3：如果轿箱内的人数减少至M个，驱动系统将N-M个人的称重数据反馈至控制单元，控制单元控制随机选取一个储物箱或者多个储物箱，将选取的所有储物箱中的推车的固定杆插入载物箱中对应的活动配重块，并通过定位探头进行定位，选取的所有活动配重块的总质量与减少的人数的总重量接近，再通过定位后相应的电磁阀的伸缩轴伸出并插入对应的定位槽中，所有推车复位，第二次配重分配结束，电梯运行至指定楼层；

S4：重复S2或者S3，完成第三次、第四次....第X次配重分配。

本方法的有益效果体现在：控制单元采用工作稳定的PLC或者单片机，轿箱内重量的变化反馈给控制单元，控制单元按照设定的程序判断增加还是减少活动配重块的数量以平衡轿箱变化的重量，将数控和物理配重相结合，提升电梯配重系统的稳定性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为实施例一的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为图2中的局部放大图。

附图中，轿箱1、驱动系统2、固定配重块3、载物箱4、活动配重单元5、电梯井6、配重井7、储物箱8、活动配重块9、推车10、固定杆11、电动滑轨组件12、滚轮13、限位导轨14、滑块15、通孔16、定位标记17、定位槽18、定位探头19、定位电磁阀20。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例一：

如图1至图3所示，本实施例提供了一种节能电梯，包括轿箱1、驱动系统2和配重系统。所述驱动系统2传动连接于轿箱1和配重系统之间；所述配重系统包括固定配重块3、载物箱4和活动配重单元5。载物箱4设有多个，所有的载物箱4和固定配重块3从上往下依次等间距固定连接于配重系统的钢丝绳；所述的载物箱4的同一侧面均设有开口。具体的安装方式是轿箱1设置于楼栋的电梯井6中，而配重系统设置于电梯井6旁边的配重井7中，电梯井6和配重井7的上端连通，且驱动系统2位于电梯井6和配重井7连通部位，其中配重井7可根据楼层情况延伸至地面以下。

活动配重单元5设有多个，所有的活动配重单元5沿着竖直方向等间距分布于载物箱4开口的一侧，且任意两个相邻固定配重块3之间的间距与任意两个相邻活动配重单元5之间的间距相等。本实施例中活动配重单元5的数量、载物箱4的数量均与楼层的数量一致。活动配重单元5均包括储物箱8、活动配重块9和推车10；所有的储物箱8的侧面均设有与载物箱4的开口相对的出口；所述推车10滑动连接于储物箱8的底壁上，且推车10设有朝向出口的固定杆11。进一步地，推车10通过电动滑轨组件12滑动连接于对应的储物箱8内；所述电动滑轨组件12包括轨道和电动滑块15，所述轨道设有两条，两条轨道平行设置于储物箱8的两边，所述电动滑块15安装于对应的推车10底壁，且电动滑块15与轨道滑动连接；每个活动配重块9的底壁均设有滚轮13，通过滚轮13使活动配重块9滚动于两个轨道之间。推车10采用电动滑轨组件12作为动力，实现推车10的精准移动，减小出现活动配重块9移送不准确、错位等问题。

为了限制载物箱4能竖直升降，本实施例包括竖直的限位导轨14，限位导轨14沿着配重井7的一竖直侧壁固定安装，每个所述载物箱4的侧面均设有滑块15，通过滑块15滑动连接于限位导轨14，进而使所有的载物箱4沿着竖直方向升降。

每个固定杆11均套设多个所述活动配重块9，通过一个或者多个推车10将一个或者多个活动配重块9送入正对的载物箱4中并且推车10退回复位，进而使配重系统的负荷与轿箱1的负荷适配。进一步地，活动配重块9的具体数量根据实际情况而定，而每个固定杆11的末端均预留一段空位。每个活动配重块9均设有与固定杆11对应的通孔16，且通孔16内设有定位标记17和定位槽18；每个固定杆11设有多组定位组件，所有的定位组件等间距分布，通过定位组件识别活动配重块9的定位标记17和定位槽18，进而使固定杆11上的定位组件与套设于定位杆的活动配重块9一一对应。固定杆11的定位组件也是根据具体情况而定，固定杆11末端的空位段也设有定位组件，为收纳退回的活动配重块9预留位置。

进一步地，定位组件包括定位探头19和定位电磁阀20，所述定位探头19用于识别所述定位标记17，所述定位电磁阀20的伸缩轴与定位槽18适配，通过伸缩轴插入对应的定位槽18中，进而使活动配重块9与固定杆11联动。固定杆11插入活动配重块9的通孔16中后，在通过定位探头19识别定位标记17，然后再使相应的电磁阀的伸缩轴插入定位槽18中或者从定位槽18中退出，从而实现固定杆11与活动配重块9之间的锁紧或者解锁。每个定位探头19与每个定位电磁阀20均镶嵌于对应的固定杆11中，且所有的定位探头19与所有的定位电磁阀20均朝上。

本实施例还包括控制单元，所述控制单元分别与所述驱动系统2、所有的推车10、所有的定位探头19和所有的定位电磁阀20电连接。由控制单元全自动平衡轿箱1的重量变化。另外，固定配重块3的重量与所有载物箱4的重量之和与轿箱1的重量相等。固定配重块3与所有的载物箱4平衡了轿箱1自重，减小了轿箱1中无人的情况下驱动系统2的负荷，进一步减少了电能的消耗。配重系统中的活动配重单元5采用推车10带动活动配重块9移动至相应的载物箱4，使得所有活动配重块9的总重量尽可能等于或者约等于轿箱1内所有人的总重量，反之，轿箱1内人数减少，则通过推车10拾取载物箱4中的一个或者多个活动配重块9，使得剩下的所有活动配重块9的总重量尽可能等于或者约等于轿箱1内剩下的所有人的总重量。从而大大降低了驱动系统2的负荷，相应地减少了电能的消耗。另外，采用活动配重块9的平衡轿箱1的重量变化，单纯的物理配重方式，相比现有的阻尼平衡方式，更安全、稳定，故障率更低。

实施例二：

本实施例提供了一种节能电梯的配重分配方法，应用于实施例一的节能电梯，所有储物箱的数量与所有楼层的数量相等，且任意两个相邻储物箱之间的间距与相应两个楼层之间的间距相等。初始状态轿箱位于一楼，最低点的载物箱与最高点的储物箱相对；包括以下步骤：

S1：N个人进入轿箱，驱动系统将N个人的称重数据反馈至控制单元，控制单元使最高点的储物箱中的推车向最低点的载物箱中推送一个或者多个活动配重块，且载物箱中所有活动配重块的总质量接近N个人的总重量，推车的固定杆上与推送至载物箱中的活动配重块对应的定位电磁阀的伸缩轴缩回并退出对应的定位槽，推车复位，第一次配重分配结束，电梯运行至指定楼层；

S2：如果轿箱内的人数增多至M个，驱动系统将M个人的称重数据反馈至控制单元，控制单元随机选取一个储物箱或者多个储物箱，将选取的储物箱中的推车向对应的载物箱中推送一个或者多个活动配重块，且所有载物箱中所有活动配重块的总质量接近M个人的总重量，所有推车的固定杆上与推送至载物箱中的活动配重块对应的定位电磁阀的伸缩轴缩回并退出对应的定位槽，所有推车复位，第二次配重分配结束，电梯运行至指定楼层；

S3：如果轿箱内的人数减少至M个，驱动系统将N-M个人的称重数据反馈至控制单元，控制单元控制随机选取一个储物箱或者多个储物箱，将选取的所有储物箱中的推车的固定杆插入载物箱中对应的活动配重块，并通过定位探头进行定位，选取的所有活动配重块的总质量与减少的人数的总重量接近，再通过定位后相应的电磁阀的伸缩轴伸出并插入对应的定位槽中，所有推车复位，第二次配重分配结束，电梯运行至指定楼层；

S4：重复S2或者S3，完成第三次、第四次....第X次配重分配。

本实施例中的控制单元采用工作稳定的PLC或者单片机，轿箱内重量的变化反馈给控制单元，控制单元按照设定的程序判断增加还是减少活动配重块的数量以平衡轿箱变化的重量，将数控和物理配重相结合，提升电梯配重系统的稳定性和安全性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种节能电梯，包括轿箱、驱动系统和配重系统；所述驱动系统传动连接于轿箱和配重系统之间；其特征在于：所述配重系统包括固定配重块、载物箱和活动配重单元；

所述载物箱设有多个，所有的载物箱和固定配重块从上往下依次等间距固定连接于配重系统的钢丝绳；所述的载物箱的同一侧面均设有开口；

所述活动配重单元设有多个，所有的活动配重单元沿着竖直方向等间距分布于载物箱开口的一侧，且任意两个相邻固定配重块之间的间距与任意两个相邻活动配重单元之间的间距相等；

所述活动配重单元均包括储物箱、活动配重块和推车；所有的储物箱的侧面均设有与载物箱的开口相对的出口；所述推车滑动连接于储物箱的底壁上，且推车设有朝向出口的固定杆；每个固定杆均套设多个所述活动配重块，通过一个或者多个推车将一个或者多个活动配重块送入正对的载物箱中并且推车退回复位，进而使配重系统的负荷与轿箱的负荷适配；

所述推车通过电动滑轨组件滑动连接于对应的储物箱内；所述电动滑轨组件包括轨道和电动滑块，所述轨道设有两条，两条轨道平行设置于储物箱的两边，所述电动滑块安装于对应的推车底壁，且电动滑块与轨道滑动连接；每个活动配重块的底壁均设有滚轮，通过滚轮使活动配重块滚动于两个轨道之间。

2.根据权利要求1所述的一种节能电梯，其特征在于：每个活动配重块均设有与固定杆对应的通孔，且通孔内设有定位标记和定位槽；每个固定杆设有多组定位组件，所有的定位组件等间距分布，通过定位组件识别活动配重块的定位标记和定位槽，进而使固定杆上的定位组件与套设于定位杆的活动配重块一一对应。

3.根据权利要求2所述的一种节能电梯，其特征在于：所述定位组件包括定位探头和定位电磁阀，所述定位探头用于识别所述定位标记，所述定位电磁阀的伸缩轴与定位槽适配，通过伸缩轴插入对应的定位槽中，进而使活动配重块与固定杆联动。

4.根据权利要求3所述的一种节能电梯，其特征在于：每个定位探头与每个定位电磁阀均镶嵌于对应的固定杆中，且所有的定位探头与所有的定位电磁阀均朝上。

5.根据权利要求4所述的一种节能电梯，其特征在于：所述固定配重块的重量与轿箱的重量相等。

6.根据权利要求5所述的一种节能电梯，其特征在于：包括控制单元，所述控制单元分别与所述驱动系统、所有的推车、所有的定位探头和所有的定位电磁阀电连接。

7.根据权利要求1所述的一种节能电梯，其特征在于：包括竖直的限位导轨，每个所述载物箱的侧面均设有滑块，通过滑块滑动连接于限位导轨，进而使所有的载物箱沿着竖直方向升降。

8.一种节能电梯的配重分配方法，其特征在于：应用于权利要求6所述的一种节能电梯，所有储物箱的数量与所有楼层的数量相等，且任意两个相邻储物箱之间的间距与相应两个楼层之间的间距相等。

9.根据权利要求8所述的一种节能电梯的配重分配方法，其特征在于：初始状态轿箱位于一楼，最低点的载物箱与最高点的储物箱相对；包括以下步骤，

S1：N个人进入轿箱，驱动系统将N个人的称重数据反馈至控制单元，控制单元使最高点的储物箱中的推车向最低点的载物箱中推送一个或者多个活动配重块，且载物箱中所有活动配重块的总质量接近N个人的总重量，推车的固定杆上与推送至载物箱中的活动配重块对应的定位电磁阀的伸缩轴缩回并退出对应的定位槽，推车复位，第一次配重分配结束，电梯运行至指定楼层；

S2：如果轿箱内的人数增多至M个，驱动系统将M个人的称重数据反馈至控制单元，控制单元随机选取一个储物箱或者多个储物箱，将选取的储物箱中的推车向对应的载物箱中推送一个或者多个活动配重块，且所有载物箱中所有活动配重块的总质量接近M个人的总重量，所有推车的固定杆上与推送至载物箱中的活动配重块对应的定位电磁阀的伸缩轴缩回并退出对应的定位槽，所有推车复位，第二次配重分配结束，电梯运行至指定楼层；

S3：如果轿箱内的人数减少至M个，驱动系统将N-M个人的称重数据反馈至控制单元，控制单元控制随机选取一个储物箱或者多个储物箱，将选取的所有储物箱中的推车的固定杆插入载物箱中对应的活动配重块，并通过定位探头进行定位，选取的所有活动配重块的总质量与减少的人数的总重量接近，再通过定位后相应的电磁阀的伸缩轴伸出并插入对应的定位槽中，所有推车复位，第二次配重分配结束，电梯运行至指定楼层；

S4：重复S2或者S3，完成第三次、第四次....第X次配重分配。