CN115385214A - 一种电梯电磁感应平衡系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电梯电磁感应平衡系统，该电梯电磁感应平衡系统设有相互连接的导向模块、电磁对重模块；所述导向模块包括导轨、导轮组件；所述电磁对重模块包括控制器、对重主体、磁场主体；所述导轨与所述对重主体活动连接，对重主体与所述导轮组件连接，导轮组件与外部的电梯轿厢连接；对重主体中设有导电材料，对重主体用于对电梯轿厢进行载重平衡；所述控制器与对重主体中的导电材料电性连接，控制器用于向导电材料输入电流；所述磁场主体用于产生覆盖导电材料的磁场。本发明能够对轿厢重量的变化进行快速响应，还可以更加精细的调整对重侧产生的作用力大小，大幅提升在平衡轿厢载重变化时的稳定性效果。

Description

一种电梯电磁感应平衡系统
技术领域
本发明属于电梯设备的技术领域，具体涉及一种电梯电磁感应平衡系统。
背景技术
目前，曳引式电梯都需要一套重量平衡系统来平衡轿厢侧自重及载重的重量，现有的平衡系统都是使用对重框架加对重块，通过在对重框架中放置一定数量的对重块使对重侧的整体重量达到平衡轿厢侧重量的目的。
但是，在电梯调试完工后，对重侧的重量就已固定，若要完全平衡处于空载、半载或者满载等不同状态时的轿厢重量需要曳引机不断调节输出进行平衡，造成曳引机耗能较大。另外，当轿厢自重及载重较大时，所需的对重框架高度随之增大，对于无机房电梯的顶层高度要求也更高，造成建筑结构在设计时也需要加高。
现有技术在对重框架加对重块的基础上，还有一种电磁可调式电梯对重装置，通过对重电磁装置调节电流大小改变所吸附的对重铁块数量，以此达到平衡不同状态下轿厢重量的目的。但是，这同样没有改变靠对重块重力来平衡轿厢重量的思路。若电梯满载情况下轿厢侧重量较大时，对重电磁装置所需要吸附的对重铁块会越来越多，占用的井道空间也会越来越大。另一方面，对重铁块由于置于井道底部，当轿厢在顶层发生载重量变化时，吸附的对重铁块形成新的整体需要一定的时长，配重也受对重铁重量规格的限制，无法及时快速、精细地调整平衡重量。
发明内容
为了克服现有技术存在的一个或者多个缺陷与不足，本发明的目的在于提供一种电梯电磁感应平衡系统，用于快速且精细的对轿厢载重的变换进行平衡。
为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案。
一种电梯电磁感应平衡系统，设有相互连接的导向模块、电磁对重模块；
导向模块包括导轨、导轮组件；电磁对重模块包括控制器、对重主体、磁场主体；
导轨与对重主体活动连接，对重主体与导轮组件连接，导轮组件与外部的电梯轿厢连接；
对重主体中设有导电材料，对重主体用于对电梯轿厢进行载重平衡；
控制器与对重主体中的导电材料电性连接，控制器用于向导电材料输入电流；
磁场主体用于产生覆盖导电材料的磁场。
优选地，还设有供电模块；
供电模块与控制器电性连接，用于向控制器提供直流电源。
进一步地，供电模块设有蓄电池；
蓄电池与控制器电性连接。
再进一步地，供电模块还设有无线电源发射器、无线电源接收器；
无线电源发射器设于外部的电梯井道侧壁，无线电源发射器用于向无线电源接收器发射电磁波能量；
无线电源接收器与蓄电池电性连接，用于将电磁波能量转换为直流电。
优选地，还设有轿厢载重检测模块；
轿厢载重检测模块与控制器连接，用于检测电梯轿厢的载重数据并发送到控制器中；
控制器用于根据电梯轿厢的载重数据调整向导电材料输入的电流。
优选地，导轮组件包括固定架、导轮、钢丝绳；
固定架与对重主体连接；导轮与固定架活动连接；
所述钢丝绳依次与导轮、外部的电梯曳引机、外部的电梯轿厢进行连接。
优选地，导轨设有两条；
两条导轨相互平行；对重主体设于两条导轨之间；磁场主体所产生的磁场的方向与两条导轨相互垂直。
进一步地，磁场主体包括S极永磁铁、N极永磁铁；
S极永磁铁设于一条导轨上，N极永磁铁设于另一条导轨上；
S极永磁铁与N极永磁铁产生的磁场覆盖两条导轨之间的区域。
优选地，对重主体设有通电对重块；
通电对重块由导电材料制成，与控制器电性连接；
通电对重块用于通过电流与磁场进行电磁感应产生作用力，从而对电梯轿厢进行载重平衡。
进一步地，对重主体还设有对重框架；
对重框架与导轨活动连接、与导轮组件连接；通电对重块设于对重框架内部。
本发明技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：
电磁对重模块与导向模块的结合，给到了利用安培力来对轿厢载重进行平衡的基础；通过在导轨上设置N极永磁铁、S极永磁铁形成均匀的磁场，并使用对重框架结合通电对重块将对重侧的实际重量固定，无需再额外拓宽电梯井道空间，避免增加施工量；通过在通电对重块产生不同大小的安培力，利用导向组件传导作用力实现对轿厢重量的变化做出响应，相比现有从电梯井道底部利用电磁感应逐个吸引对重铁、或者机械搬运对重水泥块后再增加对重侧的重力大小的思路，本发明避免了需要移动对重块所造成时间延时、配重只能按对重块的重量等级大小进行不连续调整的问题，实现了对轿厢重量变化的快速响应，还可以更加精细的调整对重侧产生的作用力大小，从而在平衡轿厢载重变化时的稳定性效果大幅提升；此外，本发明还可以减小现有电梯中曳引机两侧的重量差，减少了曳引机的能耗和机械损耗，实现节能的效果。
附图说明
图1为本发明其中一种电梯电磁感应平衡系统的主体结构示意图；
图2为图1中电梯电磁感应平衡系统主体结构的俯视图；
图3为图1中电梯电磁感应平衡系统的结构框架示意图；
图4为图1中控制器的结构框图；
图中：1-导轨，2-对重框架，3-导靴，4-控制器，5-导轮组件，6-蓄电池，7-井道后壁，8-无线电源发射器，9-无线电源接收器，10-S极永磁铁，11-通电对重块，12-N极永磁铁。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及其优点更加清楚明白，以下结合附图及其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
如图1至图4所示，本实施例的一种电梯电磁感应平衡系统，包括导向模块、电磁对重模块、供电模块、轿厢载重检测模块。导向模块由导轨1、导靴3、导轮组件5组成，其中导轮组件5包括固定架、导轮、钢丝绳。电磁对重模块由对重框架2、控制器4、S极永磁铁10、通电对重块11、N极永磁铁12组成，其中，对重框架2和通电对重块11组成了本实施例的电梯电磁感应平衡系统的对重主体，S极永磁铁10和N极永磁铁12组成了本实施例的电梯电磁感应平衡系统的磁场主体。供电模块由蓄电池6、无线电源发射器8、无线电源接收器9组成，其中无线电源发射器8设于电梯井中的井道后壁7的位置上。
本实施例优选轿厢载重检测模块包括曳引机预转矩测量器、轿厢称重器，轿厢载重检测模块用于检测轿厢的载重变化情况。设置轿厢称重器为主要的轿厢载重变化情况的检测装置，曳引机预转矩测量器为备份的检测装置。曳引机预转矩测量器安装在曳引机的电机轴上，轿厢称重器安装在轿厢内部。
导轨1设有左右两条，左侧的导轨与右侧的导轨为相互平行设置，且垂直于水平面。左侧的导轨上固定安装有N极永磁铁12，右侧的导轨上S极永磁铁10。本实施例优选两条导轨分别与N极永磁铁12、S极永磁铁10均构成T字型工件，N极永磁铁12、S极永磁铁10分别为设于T字型工件的横向部分，N极永磁铁12、S极永磁铁10沿着导轨1分布形成了一个磁场在水平方向上垂直于导轨1且均匀的磁场。S极永磁铁10、N极永磁铁12分别在各自安装的导轨上均匀分布。
导靴3设有两个，分别与左侧的导轨、右侧的导轨活动连接。本实施例优选导靴3的外侧嵌合在T字型导轨1的纵向上，能够在T字型导轨1的纵向上进行上下滑动。两个导靴的内侧分别与对重框架2的左、右侧面固定连接，从而对重框架2也同样能在导轨1上进行上下滑动。在其他实施方式中，也可以将导靴3视为对重框架2的结构的一部分，具体为两个导靴分别与对重框架2两个侧面均为一体成型。
对重框架2为一个矩形框架，前、后两面镂空，左、右两侧面各自与一个导靴固定连接，上、下两底面均分别与左、右两侧面固定连接。本实施例优选对重框架2的正面宽度加上两个导靴3的宽度，刚好与两条导轨之间留存的宽度相匹配。本实施例优选对重框架2通过前、后两面镂空部分在向自身内部安装有多个通电对重块11，通电对重块11与对重框架2之间采用固定连接的方式，且对重框架2与通电对重块11之间相互电气绝缘，对重块11的材料优选为铁块。在其他的实施方式中，还可以将通电对重块11与对重框架2之间的连接采用可拆卸连接，通电对重块11也可以设置为只用一个尺寸及重量都较大的铁块。本实施例优选通电对重块11中的电流方向为水平方向，且通电对重块11中通过的电流方向与N极永磁铁12、S极永磁铁10所形成的磁场的磁感线相互垂直，根据左手定则可知在通电对重块11上产生的安培力的方向垂直于水平方向。
控制器4用于调节通电对重块11上的电流变化。本实施例中控制器4可以采用由MCU芯片及其外围电路组成的工业单片机设计，具体可以设置为电力输入端、电力输出端、信号接收端、计算调整电路四个电路结构板块。本实施例优选通电对重块11为长条形的金属块，通电对重块11的两端分别电性连接控制器4的电力输出端的正极或负极，多个通电对重块11相互之间采用并联电路的结构来电性连接控制器4的电力输出端，从而使控制器4能够同时改变多个通电对重块11上的电流变化情况。
控制器4中的电力输入端、电力输出端、信号接收端分别与计算调整电路电性连接。信号接收端分别与曳引机预转矩测量器、轿厢称重器进行无线电性连接，信号接收端用于接收曳引机的预转矩测量、轿厢称重的检测数据。电力输入端与蓄电池6电性连接。计算调整电路用于根据曳引机的预转矩测量、轿厢称重的检测数据计算轿厢载重的变化情况，再根据轿厢载重的变换调整电力输出端的电流大小及方向，其中以轿厢称重器的检测数据为主要依据进行计算。电力输出端与通电对重块11电性连接。控制器4根据信号接收端所获取的曳引机的预转矩测量、或者轿厢称重得到轿厢载重的变化情况，再由计算调整电路根据变化情况计算出相应需要做出改变的安培力大小、以及进一步的通电对重块11上所需做出的相应的电流变化，然后根据所计算出的电流变化在电力输出端向通电对重块11输出相匹配的电流。
对重框架2的上底面固定连接有导轮组件5、蓄电池6、无线电源接收器9。蓄电池6与控制器4的电力输入端电性连接，蓄电池6用于向控制器4输入直流电源。无线电源接收器9与蓄电池6电性连接，无线电源接收器9用于对蓄电池6进行充电。
本实施例优选导轮组件5中的固定架与对重框架2的上底面固定连接，导轮组件5的导轮与固定架连接，导轮被限制在固定架上进行转动。导轮组件5的钢丝绳的一端固定连接在外部的电梯对重绳头上，钢丝绳的前段绕在导轮上，钢丝绳的中段绕在外部的电梯曳引机的曳引轮上，钢丝绳的后段绕在外部的电梯轿厢反绳轮上，钢丝绳的另一端固定连接在外部的电梯轿厢绳头上，以此将对重框架2、曳引机、电梯轿厢连接起来进行作用力的传导。导轮组件5作为系统对外的作用力传导部件，用于将电磁对重模块产生的安培力转换为钢丝绳的拉力，从而实现对轿厢的重力变化进行受力平衡。
无线电源发射器8与无线电源接收器9之间相互匹配，无线电源发射器8用于向无线电源接收器9发射电磁波能量，然后无线电源接收器9将电磁波能量转换为直流电，实现对蓄电池6进行充电。本实施例优选无线电源发射器8设置于电梯井道的底层，当电梯轿厢到达底层时，无线电源发射器8与无线电源接收器9进行配对开始无线传输电力，然后由无线电源接收器9对蓄电池6进行充电。在其他实施方式中，还可以在电梯井道的多个楼层中设置多个无线电源发射器8。
本实施例的一种电梯电磁感应平衡系统在使用过程中，当轿厢的载重出现变化时，控制器4通过获取曳引机的预转矩测量计算、或者轿厢称重得到轿厢载重的变化情况，接着控制器4根据轿厢载重的变化情况计算出对重侧相应所需要的平衡力，然后控制器4调整蓄电池6输出的在对重框架2内的通电对重块11上的电流大小与方向，从而在对重框架2上产生与当前轿厢重量相对应的安培力作为平衡力，对电梯的轿厢进行平衡，校正轿厢的位置偏移。
本实施例的电梯电磁感应平衡系统与现有技术相比，其有益效果在于：
通过在导轨1上设置N极永磁铁12、S极永磁铁10形成均匀的磁场，并使用对重框架2结合通电对重块11将对重侧的实际重量固定，无需再额外拓宽电梯井道空间，避免增加施工量；通过在通电对重块11产生不同大小的安培力，利用导向组件传导作用力实现对轿厢重量的变化做出响应，相比现有从电梯井道底部利用电磁感应逐个吸引对重铁、或者机械搬运对重水泥块后再增加对重侧的重力大小的思路，本实施例避免了需要移动对重块所造成时间延时、配重只能按对重块的重量等级大小进行不连续调整的问题，实现了对轿厢重量变化的快速响应，还可以更加精细的调整对重侧产生的作用力大小，从而在平衡轿厢载重变化时的稳定性效果大幅提升；此外，本实施例还可以减小现有电梯中曳引机两侧的重量差，减少了曳引机的能耗和机械损耗，实现节能的效果。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电梯电磁感应平衡系统，其特征在于，设有相互连接的导向模块、电磁对重模块；
所述导向模块包括导轨、导轮组件；所述电磁对重模块包括控制器、对重主体、磁场主体；
所述导轨与所述对重主体活动连接，对重主体与所述导轮组件连接，导轮组件与外部的电梯轿厢连接；
对重主体中设有导电材料，对重主体用于对电梯轿厢进行载重平衡；
所述控制器与对重主体中的导电材料电性连接，控制器用于向导电材料输入电流；
所述磁场主体用于产生覆盖导电材料的磁场。
2.根据权利要求1所述电梯电磁感应平衡系统，其特征在于，还设有供电模块；
所述供电模块与控制器电性连接，用于向控制器提供直流电源。
3.根据权利要求2所述电梯电磁感应平衡系统，其特征在于，供电模块设有蓄电池；
所述蓄电池与控制器电性连接。
4.根据权利要求3所述电梯电磁感应平衡系统，其特征在于，供电模块还设有无线电源发射器、无线电源接收器；
所述无线电源发射器设于外部的电梯井道侧壁，无线电源发射器用于向无线电源接收器发射电磁波能量；
所述无线电源接收器与蓄电池电性连接，用于将电磁波能量转换为直流电。
5.根据权利要求1所述电梯电磁感应平衡系统，其特征在于，还设有轿厢载重检测模块；
所述轿厢载重检测模块与控制器连接，用于检测电梯轿厢的载重数据并发送到控制器中；
控制器用于根据电梯轿厢的载重数据调整向导电材料输入的电流。
6.根据权利要求1所述电梯电磁感应平衡系统，其特征在于，导轮组件包括固定架、导轮、钢丝绳；
所述固定架与对重主体连接；所述导轮与固定架活动连接；
所述钢丝绳依次与导轮、外部的电梯曳引机、外部的电梯轿厢进行连接。
7.根据权利要求1所述电梯电磁感应平衡系统，其特征在于，导轨设有两条；
两条导轨相互平行；对重主体设于两条导轨之间；磁场主体所产生的磁场的方向与两条导轨相互垂直。
8.根据权利要求7所述电梯电磁感应平衡系统，其特征在于，磁场主体包括S极永磁铁、N极永磁铁；
所述S极永磁铁设于一条导轨上，所述N极永磁铁设于另一条导轨上；
S极永磁铁与N极永磁铁产生的磁场覆盖两条导轨之间的区域。
9.根据权利要求1所述电梯电磁感应平衡系统，其特征在于，对重主体设有通电对重块；
通电对重块由导电材料制成，与控制器电性连接；
通电对重块用于通过电流与磁场进行电磁感应产生作用力，从而对电梯轿厢进行载重平衡。
10.根据权利要求9所述电梯电磁感应平衡系统，其特征在于，对重主体还设有对重框架；
所述对重框架与导轨活动连接、与导轮组件连接；通电对重块设于对重框架内部。
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