CN114380176A - 家用电梯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种家用电梯，该家用电梯包括井道、轿厢和直线电机。井道沿水平方向的截面为矩形。轿厢位于井道内，轿厢与井道内壁可滑动连接。直线电机分别包括初级模块和次级模块，初级模块安装于轿厢的相对的两侧且沿竖直方向延伸，次级模块安装于井道的相对的两侧且从井道的底部延伸至顶部，初级模块和次级模块相对设置。本发明的家用电梯使用直线电机推动轿厢运动，直线电机可直接将电能转化为直线运动的动能，不需要任何中间转换机构的传动装置，具有系统体积小、低噪声、起动推力大、动态响应快等优点。
Description
技术领域
本发明涉及电梯设备技术领域，具体涉及一种家用电梯。
背景技术
传统的家用电梯采用的是曳引式、强驱、液压、螺杆等驱动形式，采用电机通过牵引绳、液压缸、螺杆螺母或其他提升机构，结构复杂，效率低，能耗大，而且还存在其他问题。
以曳引式电梯为例，其原理是通过驱动电机带动驱动绳轮旋转、驱动绳轮再利用其与用于悬吊电梯轿厢的绳索间的摩擦力来实现电梯轿厢在井道中的升降运动。通常情况下，绳索通过与驱动绳轮的绳轮槽进行接触，从而依靠摩擦实现驱动力的传递。但是，在一些特殊情况下，绳轮槽与绳索间会发生打滑现象。而且在长时间的接触摩擦以及可能的打滑过程中，绳轮槽与绳索的接触面会逐渐被磨损。接触面的磨损一方面会减小其与绳索间的摩擦系数、增加打滑现象的出现频率、导致制动不能立刻实现轿厢停止等安全问题，另一方面，绳轮槽的过度磨损还会导致驱动绳轮的实际旋转半径与其标称值间的较大误差，从而导致电梯控制性能(如平层精度等)降低。若是在使用过程中绳轮突然断裂，会导致事故的发生，会给使用者带来极大的安全隐患，严重时会导致使用者失去生命。
发明内容
本发明的目的是提供一种家用电梯，以解决上述现有技术中存在的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种家用电梯，包括：
井道，所述井道为沿竖直方向延伸的通道，所述井道沿水平方向的截面为矩形；
轿厢，所述轿厢为长方体且位于所述井道内，所述轿厢与所述井道内壁可滑动连接；以及
直线电机，所述直线电机分别包括初级模块和次级模块，所述初级模块安装于所述轿厢的相对的两侧且沿竖直方向延伸，所述次级模块安装于所述井道的相对的两侧且从所述井道的底部延伸至顶部，所述初级模块和所述次级模块相对设置。
在一个实施例中，所述初级模块包括两块铁芯和多个绕组，两块所述铁芯安装于所述轿厢的相对的两侧且沿竖直方向延伸，所述铁芯远离所述轿厢的一侧且设有凸出的多个定子齿，多个所述定子齿沿竖直方向间隔排列；多个绕组绕设于所述定子齿上；
所述次级模块和所述初级模块相对设置且包括钢板、铝板和安装架，所述安装架安装于所述井道的内壁且沿竖直方向延伸；所述钢板安装于所述安装架上且远离所述安装架的一侧设有多个朝向所述铁芯方向凸出的凸块；所述铝板沿竖直方向延伸且设有多个的贯通槽，且多个所述贯通槽沿所述竖直方向间隔排列，所述铝板连接于所述钢板靠近所述铁芯的一侧，且所述凸块位于所述贯通槽内。
在一个实施例中，所述凸块位于所述贯通槽内且延伸超出所述贯通槽。
在一个实施例中，所述家用电梯还包括急停装置，所述急停装置包括：
感应装置，所述感应装置用于感应所述家用电梯运行情况，有电时电磁铁将弹簧压缩，急停装置不工作，失电时弹簧将急停装置弹出，急停装置工作；
插杆，所述插杆安装于所述轿厢底部且可操作地插入所述轿厢两侧的所述凸块上；
驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述插杆插入所述凸块上。
在一个实施例中，所述贯通槽的长度范围为180mm至220mm。
在一个实施例中，相邻两个所述贯通槽的间距为10mm。
在一个实施例中，所述贯通槽的宽度为10mm。
在一个实施例中，所述贯通槽的深度13mm。
在一个实施例中，所述轿厢或所述井道中的一个设有沿竖直方向延伸的滑轨，另一个设有嵌入所述滑轨的滑块。
本发明的家用电梯使用直线电机推动轿厢运动，直线电机可直接将电能转化为直线运动的动能，不需要任何中间转换机构的传动装置，具有系统体积小、低噪声、起动推力大、动态响应快等优点。
附图说明
图1是本发明的第一个实施例中的直线电机示意图。
图2是本发明的第一个实施例的次级模块沿第一方向的剖视图。
图3是本发明的第一个实施例中的次级模块的俯视图。
图4是本发明的第三个实施例中的家用电梯示意图。
图5是本发明的第三个实施例中的家用电梯不同角度的示意图。
附图标记：100、直线电机；1、铁芯；11、定子齿；2、次级模块；21、铝板；211、贯通槽；22、钢板；221、凸块；200、电梯；201、井道；202、轿厢。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况下来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。
在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
本发明涉及一种家用电梯200，如图4和图5所示，该家用电梯200包括井道201、轿厢202以及直线电机100。
井道201为沿竖直方向延伸的通道，井道201沿水平方向的截面为矩形。
轿厢202位于井道201内且与井道201内壁可滑动连接。具体来说，井道201上设有沿竖直方向延伸的滑轨，轿厢202上设有可以嵌入滑轨的滑块，轿厢202通过滑块和滑轨的配合沿井道201滑动。应理解，也可以采用其他方式使得轿厢202沿井道201滑动，在此不限制轿厢202和井道201之间的滑动方式。
直线电机100包括初级模块和次级模块2，初级模块安装于轿厢202的相对的两侧，次级模块2安装于井道201的相对的两侧且从井道201的底部延伸至顶部。如图1、图2和图3所示，初级模块包括铁芯1和多个绕组，多个绕组缠绕在铁芯1上，用于通三相电流以形成变化磁场。铁芯1沿竖直方向延伸且其中一侧设有朝向次级模块凸出的多个定子齿，用于加强多个绕组形成的磁场的强度。
多个定子齿11位于靠近轿厢202的一侧，且沿竖直方向间隔排列，多个绕组绕设于定子齿11上。通过对多个绕组输入三相或多相电流，多个绕组可以产生变化的磁场，变化的磁场可使得次级模块2产生电流。
次级模块2和初级模块相对设置且包括钢板22、铝板21和安装架(图未示)。钢板22、铝板21和安装架沿竖直方向延伸。铝板21设有朝向铁心1延伸的多个贯通槽211，且多个贯通槽211沿竖直方向间隔排列。钢板22设有多个凸块221，且各凸块221分别位于各贯通槽211内并延伸穿过贯通槽211，钢板22远离凸块221的一侧连接于安装架。铝板21安装于钢板22上，且位于靠近轿厢202的一侧。
铝板21导电性较好，可感应初级模块产生的变化的磁场从而产生变化的电流，变化的电流产生感应的磁场，通过不断改变绕组的电流变化频率，可以改变初级模块的速度。钢板22用于加强次级模块的磁场，而且凸块221还可以减小初级模块和次级模块2之间的气隙，避免直线电机100出现漏磁的现象，提高直线电机100的效力。
多个贯通槽211沿竖直方向排列形成格栅，且相邻两个贯通槽211的间距c范围为10mm，贯通槽211的宽度a范围为10mm，铝板21的厚度b范围为13mm，贯通槽211沿铝板21的宽度方向的长度d范围为180mm至220mm。具体数值根据不同负载和初级极距确定，从而达到最优效果。
在图1和图4所示的实施例中，贯通槽211的宽度为10mm，铝板的厚度b为10mm，相邻两个贯通槽211之间的间距c为10mm，贯通槽211的长度d为200mm，贯通槽211的数量50个，钢板22总长e为10000mm。
初级模块和次级模块2之间形成的气隙范围为2mm至4mm。气隙决定磁通量的大小，气隙越大，漏磁越多，电机的效率越低。本发明的凸块221穿过铝板21的贯通槽211，使得凸块211更靠近初级模块的磁场，从而减小初级模块和次级模块2之间的气隙，增大直线电机100的效率。
而且，凸块221延伸超出贯通槽211，凸块221更进一步靠近初级模块，进一步减小初级模块和次级模块2的气隙。
另外，铁芯1的材质为碳素结构钢或硅钢片，优选碳素结构钢，碳素结构钢壳导电、力学性能较好且价格便宜。
本发明的铝板21采用工业纯铝，通过锻造形成，而钢板22采用普通碳素结构钢，通过铸造形成，造价低，节约成本。
安装架沿沿竖直方向延伸且安装于井道201内。安装架设有沿竖直方向延伸的安装槽，钢板22位于安装槽内。安装架可以使得次级模块2固定于井道201上，绕组通电后，初级模块可以带动轿厢202可以相对于井道201运动。
另外，本发明的家用电梯200还包括急停装置，急停装置可以在家用电梯200出现意外时使轿厢202停止运动。
具体来说，急停装置包括感应装置、插杆和驱动装置，感应装置安装于轿厢202上，用于感应电梯200运行的情况。插杆安装于轿厢202底部且可操作地插入井道201两侧的凸块221上，插杆沿水平方向设置，遇到紧急情况，插杆可伸出于轿厢202插入井道201两侧的凸块221上，使得家用电梯200紧急制动。具体地，实际应用时，电梯在通电时，电磁铁可将弹簧压缩，急停装置不工作，插杆具有齿槽，弹簧可将插杆的齿槽固定于轿厢内部；当电梯断电时，电磁铁失去磁性，弹簧将插杆弹出，由于轿厢重力使得插杆的两端被直线电机的次级模块的凸条卡死，从而实现紧急制动功能。
驱动装置用于驱动插杆插入凸块221上。可以理解地，家用电梯200还包括控制模块，驱动装置以及感应装置和控制模块信号或电连接。实际应用时，如感应装置如果感应家用电梯200运行不良，则会发出信号至控制模块，控制模块收到信号后发出指令至驱动装置，驱动装置驱动插杆伸出于轿厢202并卡入凸块221上，使得家用电梯200停止运动。
应理解，在其他实施例中，也可以将次级模块2安装于轿厢202上，而将初级模块设置于井道201上，也可以驱动轿厢202运动。
本发明的家用电梯200采用直线电机100，且直线电机100的次级模块2采用格栅式设计，使得初级模块和次级模块2之间的气隙减小，具有较大的驱动力，可以直接驱动轿厢202运动，减少漏磁和能源的浪费，增加了电梯200的使用效率。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.一种家用电梯，其特征在于，包括：
井道，所述井道为沿竖直方向延伸的通道，所述井道沿水平方向的截面为矩形；
轿厢，所述轿厢为长方体且位于所述井道内，所述轿厢与所述井道内壁可滑动连接；以及
直线电机，所述直线电机分别包括初级模块和次级模块，所述初级模块安装于所述轿厢的相对的两侧且沿竖直方向延伸，所述次级模块安装于所述井道的相对的两侧且从所述井道的底部延伸至顶部，所述初级模块和所述次级模块相对设置。
2.根据权利要求1所述的家用电梯，其特征在于，所述初级模块包括两块铁芯和多个绕组，两块所述铁芯安装于所述轿厢的相对的两侧且沿竖直方向延伸，所述铁芯远离所述轿厢的一侧且设有凸出的多个定子齿，多个所述定子齿沿竖直方向间隔排列；多个绕组绕设于所述定子齿上；
所述次级模块和所述初级模块相对设置且包括钢板、铝板和安装架，所述安装架安装于所述井道的内壁且沿竖直方向延伸；所述钢板安装于所述安装架上且远离所述安装架的一侧设有多个朝向所述铁芯方向凸出的凸块；所述铝板沿竖直方向延伸且设有多个的贯通槽，且多个所述贯通槽沿所述竖直方向间隔排列，所述铝板连接于所述钢板靠近所述铁芯的一侧，且所述凸块位于所述贯通槽内。
3.根据权利要求1所述的家用电梯，其特征在于，所述凸块位于所述贯通槽内且延伸超出所述贯通槽。
4.根据权利要求3所述的家用电梯，其特征在于，所述家用电梯还包括急停装置，所述急停装置包括：
感应装置，所述感应装置用于感应所述家用电梯运行情况；
插杆，所述插杆安装于所述轿厢底部且可操作地插入所述轿厢两侧的所述凸块上；
驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述插杆插入所述凸块上。
5.根据权利要求2所述的家用电梯，其特征在于，所述贯通槽的长度范围为180mm至220mm。
6.根据权利要求1所述的家用电梯，其特征在于，相邻两个所述贯通槽的间距为10mm。
7.根据权利要求1所述的家用电梯，其特征在于，所述贯通槽的宽度为10mm。
8.根据权利要求1所述的家用电梯，其特征在于，所述贯通槽的深度13mm。
9.根据权利要求1所述的家用电梯，其特征在于，所述轿厢或所述井道中的一个设有沿竖直方向延伸的滑轨，另一个设有嵌入所述滑轨的滑块。
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