CN1182712A - 电梯与小车平台之间舱室在水平方向上的线性马达传送 - Google Patents

Abstract

一个设有带轮的滑动架的舱室在一电梯吊舱框架的轨道与一个带轮的小车的轨道之间运动。将轨道的端部互补地榫接起来,以在小车的轨道与吊舱框架的轨道之间提供一临时的半重叠的连接。一马达有设置在吊舱框架和小车上的初级绕组和设置在滑动架上的次级绕组。马达由磁致伸缩的线性位移传感器控制。滑动架设有滚轮。当滑动架横过吊舱框架与小车之间的轨道连接处时,至少一滚轮和一轮子与整根轨道相接触。涂有氨基甲酸乙酯的轮子降低轮子的噪音,并轨道间的平滑过渡。

Description

电梯与小车平台之间舱室在水平方向上的线性马达传送

本发明涉及在一个升降通道中的电梯吊舱框架与一个可以在水平方向上移动的带轮的小车之间移动一个舱室，更具体地说，涉及它的驱动装置。

与建筑物有关的乘客运输系统典型地由电梯构成，在这些电梯中借助于在电梯吊舱与一个平衡配重之间有绳索的牵引机器使单一的电梯吊舱在一个升降道中上下运动，该电梯吊舱可能有多个舱板，一个在另一个的上面。靠把电梯舱室由一个带绳索的升降道中的吊舱框架移动到在另一带绳索的升降道中的吊舱框架使在非常高的建筑物中采用带绳索的系统成为可能。

在共同拥有的1995年11月25日提交的美国专利申请序列号No.08/564,704中描述了借助于齿轮齿条副使一个电梯舱室在一个电梯吊舱框架与一个下降的或另一个电梯吊舱框架之间水平地移动。在此所描述的机构也被用于在电梯升降通道与一个小机车之间水平地传送电梯舱室，从而该舱室可以在不连接的升降通道之间移动，如在共同拥有的1996年6月19日提交的美国专利申请序列号No.08/666162中所描述的那样。

除了所提出的非常高的比如半英里量级的建筑物以外，规模巨大的建筑物综合体也使得要重新研究在竖直方向上的运输与水平方向上的运输之间的关系。

本发明的目的包括提供用来在一个升降通道中的竖直方向上运动的电梯舱室与一个可以在轨道上水平运动的带轮的小车之间传送一个电梯舱室的改进了的装置。

按照本发明，一种带轮的可以在水平方向上运动的舱室包括设置在该舱室下面的一个滑动架上的一个线性马达的次级绕组部分，设置在电梯吊舱框架上的该线性马达的一个初级绕组部分，以及，设置在小车上的该线性马达的另一个第二初级绕组部分。按照本发明的优选形式，把一个通电的线性马达的初级绕组设置在电梯吊舱框架上，把至少一个通电的线性马达的初级绕组设置在小车上；一个不通电的线性马达的次级绕组在舱室滑动架的整个长度上伸展，从而与初级绕组中的任何一个或两个合作，这取决于舱室在吊舱框架上，在小车上，或部分地在每个装置上的位置。在每种情况下线性马达通过表示舱室相对于吊舱框架或相对于小车或相对于二者的相对位置的位置信号驱动。在一个优选的形式中，位置传感器提供这些位置信号，这些传感器的一个部件被安装在吊舱框架上，把它们的一个相应的部件以与之合作的关系装设在舱室的底部，另一个传感器的一第一部分被安装在小车上，把它的一第二部分以与之合作的关系装设在舱室的底部，来自每个传感器的位置信号被用来控制相应的线性马达，从而使舱室在吊舱框架和/或小车上精确地移动。传感器可以是带有设置在吊舱框架上的磁标记板的磁致伸缩的线性位移传感器。

通过下面对其示例性的如在附图中所示出的实施例的详细描述将使本发明的其它目的，特点和优点变得更清楚。其中：

图1为按照本发明的一种电梯吊舱框架的简化的程式化的部分剖面的部分侧视图，该框架由一对小车中之一个接纳一个舱室；

图2为图1的电梯吊舱框架的部分透视图；

图3为图1所示其中一个小车的简化透视图；

图4为图1所示舱室的部分的简化了的侧视图；

图5为用于图4所示电梯舱室滑动架的多个线性马达次级绕组的断开透视图；

图6为带有设置在其上的图1所示舱室的一个小车的简化的部分剖面的端视图；

图7-10为当舱室由小车运动到图1所示电梯吊舱框架的平台上时，线性马达和位置传感器运行的简化了的程式化视图；

图11为用于在小车和电梯吊舱框架平台上的线性马达的示例性马达驱动系统的简化示意性方框图；和

图12为当它们重叠时吊舱框架和小车的轨道之一的局部顶视平面图。

现在参见图1，一舱室13包括一个乘客舱14和一个滑动架15。滑动架15具有设置在安装到一框架22上的托架20，21上的轮子16-19。滑动架15的相反一侧有四个类似设置的轮子，在图6中只示出了一个轮子23。

图中所示出的轮子16，17由设置在一小车28的一平台27上的轨道26支承着，该小车进而可以靠轮子30，31沿着一轨道29运动，轴颈32，33把这些轮子装设在平台27上。小车28的相反的一侧有另外的轮子，在图3和6中只示出了轮子34，这些轮子在一类似于轨道29的轨道35运行上(示于图3)。轨道29，35被设置在建筑物的结构36上。

图中所示出的轮子18，19由一条轨道40支承着，该轨道被支承在一电梯吊舱框架43的一个平台42上，该吊舱框架包括传统种类的竖框44和支柱45。吊舱框架43被设置在升降通道45中，用来作竖直方向的运动，比如借助于经缆索连接到吊舱框架和一个平衡配重上的典型的电梯牵引机器，或以任何适当的方式进行竖向运动。本发明与它一起使用的电梯的特性对本发明是无关紧要的。另一个小车46类似地可以在被支承在建筑物中的轨道上运动，对它不作进一步的描述。

现在参见图2，可以以任何适当的方式，比如通过块体49，把轨道40和类似的轨道41支承在平台42上。块体51把四个线性马达初级绕组50支承在平台42上。块体53把磁致伸缩的线性位移传感器(MLDT)的一个波导部分52支承在平台42上。

参见图3，有关的块体61，62把两组四个线性马达初级绕组59，60的每一组设置到平台27上。块体64把一个类似于波导52的磁致伸缩的线性位移传感器的波导63设置到平台27上。

线性马达初级绕组50，59，60与四个相应的次级绕组68(见图5)结合起来起作用，比如通过安装块体69把这些次级绕组设置到舱室滑动架15的平台22上(见图4)。每个次级绕组68具有一对设置在一个框架71中的永磁体70(见图5)。次级绕组68沿着舱室滑动架15的整个长度伸展。电梯滑动架15也有由适当的托架81设置到平台22上的多个永磁体标记块体77-80(见图7-10)。在图4中只示出了与波导52对准的那个标记块体77(见图2)。标记块体在波导部分52，63中产生一个磁致伸缩的应变波，以提供标记块体相对于波导的一位置的指示。这里的位置传感器最好为BalluffDTL-2磁致伸缩的线性位移传感器。

参见图4和6，如前面所述的那样，舱室滑动架15的每一侧有四个支承轮16-19，23，它们把舱室支承在小车的轨道26，28上，同时也支承在电梯吊舱框架平台的轨道40，41上(见图2)。为了沿着轨道引导舱室滑动架15，滑动架15的每一侧有四个被托架91固定到平台22上的引导滚轮86-89(见图4)和90(见图6)。在一个优选实施例中，滚轮86-91有偏心的轴线调整装置，以使得滚轮可以相对于轨道26，28(以及轨道40，41，如图2)精确地定位。在一个优选实施例中，所有的轮子16-19，23和滚轮86-90是钢制的，涂有氨基甲酸乙酯，以便减少噪音。在该优选实施例中，线性马达可以为适当的几段AnoradLEB-8线性马达。

现在参见图7-10，线性马达与磁致伸缩的线性位移传感器所提供的位置信息结合在一起的运行图只示出了三个初级绕组和次级绕组60，68(而不是前面所示出的四个)，并示出了如果把小车，滑动架和吊舱框架翻过来时，处于与前面所示出的那一侧相对的初级绕组的那一侧的波导63和52。然而，运行的原理是相同的。在图7中，滑动架15在小车28上取中心。标记块体80在波导63的左端，指示滑动架15的位置相对小车28位于中心。在图8中，滑动架15开始移动离开小车28，并到达吊舱框架43上。标记块体80由波导63的端部向前前进了大约四分之一的路程，从而引起反射，指示出所示的位置。在图7和8中，初级绕组59与次级绕组68的相互作用在对波导63所表示的位置作出响应的一个运动控制装置的控制下造成滑动架15的运动，波导63所表示的位置随着标记块体80的位置改变。

在图9中，滑动架15已经运动移动到吊舱框架43上的路程的三分之二的位置。这时，次级绕组68也与初级绕组50相接合，同时也与初级绕组59相接合。类似地，标记块体77在设置于吊舱框架43上的波导52中引起反射，对它的马达控制系统提供位置信息。这时，在此点系统中的两个或任何一个(80，63，59或52，77，50)可以控制滑动架15的运动，这取决于如何实现本发明。在图10中，滑动架15完全运动到吊舱框架43上，初级绕组50位于次级绕组68的中心，在波导52中的反射指示标记块体77位于其中间。当由吊舱框架43转移到小车28上时，或在相反的方向转移到小车46时，可以出现类似的运行状态。本发明的特点在于，对位置的感应在每个平台上(在一小车上或者在一吊舱框架43上)实现，随设置在滑动架15上的磁性块体而改变，以通过设置在相应的平台上(一小车或一吊舱框架)的初级绕组控制有关的线性马达。

参见图11，一简化的示例性方块图示出了一个已知类型的马达控制装置，如果需要，可以采用该装置。把适当的驱动信号提供给马达，在给出的实例中的马达包括设在小车28上的初级绕组60。如用虚线101所表示的那样，初级绕组60的作用力与设在滑动架15上的次级绕组68一致地起作用，从而使得滑动架运动。磁致伸缩的线性位移传感器连续地感应滑动架的位置，在这种情况下该传感器为波导63，设在滑动架15上的标记块体80产生它的磁致伸缩应变波。这在线路102上提供出一个位置信号，此信号提供给一速度型线发生装置103，该装置依照滑动架15的当前位置在线路104上提供速度指令。一个微分器106把在线路102上的位置信息转换成在线路105上的速度信号，在一个求和电路107中把此速度信号由线路104上的速度指令减去。在线路108上的速度误差信号被提供给一个电流控制装置109，此装置的输出在线路110上提供给一个适当的驱动装置，比如一个电压可变频率可变(VVVF)驱动控制装置111。速度型线发生器103也对VVVF驱动装置111通过线路112提供一个输入。一个放大器113对线路115上的信号作出响应，把驱动信号通过线路114提供给马达的初级绕组60。由放大器113通过线路116到电流控制装置109的反馈形成了一个电流的环路。

参见图2，轨道40，41被榫接在外侧面上，从而提供如所示出的与轨道26，35的临时性的半重叠连接，轨道26，35被类似地榫接到内侧面上(见图3)。在图12中，示出了轨道26，40的最小的重叠，这种重叠可以为一英寸(2.5厘米)的量级，这就够用的；但是也可以采用二或三英寸(5-7厘米)的重叠。小车可以有一个缓冲装置，以绝对阻止它的运动，而在轨道26，35与轨道40，41之间没有任何干扰。

轮子16和17以及18和19的间隔和在滑动架15的相反一侧上的其它对轮子的间隔足够大，以致在所有时间充分的一段轨道121，122(见图12)支承着一个轮子16，18或者另一个轮子17，19。类似地，使滚轮86和87以及滚轮88和89的间隔足够大，以致在所有时间每对滚轮中的一个或另一个滚轮在轨道26，40的平的内侧边缘123，124上(见图12)。因此，按照本发明，轨道的榫接和轮子及滚轮的间隔提供了平滑的运行。

设置在轨道的端部的多种斜面也使得更平滑和更安静。例如，参见图2中轨道40，41的左手端，在侧面上和在顶部每个顶端都有斜面127。另外，在通向榫接口的顶部表面上每个都有一个较长的斜面128。参见图3中轨道26，35的右端，这些轨道中的每一个在外侧边缘上有一个长的斜面131，而在内侧边缘和顶端上有一个短的斜面132。这些轨道中的每一个也可以有一个中等长度的复合斜面133，通进榫接口。所有这些斜面可以有多种尺寸，但典型地可以为5到7度的量级。这些斜面的目的简单地是避免在轨道与轮子或滚轮之间的突然接触，如由于有小的对不准而可能发生的情况那样，从而提供了由轨道到轨道的平滑的过渡，使乘客感觉不到任何颠簸。在另一方面，如果需要，没有这些斜面中的某些或没有任何斜面，用不同长度的斜面和用有不同角度的斜面也可以实现本发明。所有这些对本发明是无关紧要的。

为了简单起见，所示出的本发明是用实心的平台22，27，42。在实现本发明的最佳方式中，可以用框架构成小车，滑动架和吊舱框架，而不是有实心的平台。虽然为了简单在这里没有示出，但是在滑动架于小车与吊舱框架之间运动之前，可以把吊舱框架43锁定在一固定在建筑物结构36上的一个适当的结构上。这样的吊舱/地板锁可以为在共同拥有的1995年11月29日提交的正在共同未决的美国专利申请序列号No.08/565,648中示出的那种形式，或某种其它形式。在这里为了使本发明清楚，从图中略去了其它装置。例如，可以借助于适当的舱室/吊舱锁把滑动架锁定到一个小车上，或锁定到吊舱框架上，这种锁可以为在共同拥有的1995年11月29日提交的美国专利申请序列号No.08/565,658中所描述的那些锁的形式，或任何其它适用的形式。另外，在其最佳方式中，除了线性马达设置的动态刹车装置以外，可以对小车和吊舱框架都设置某种形式的滑动架刹车装置，从而可以使其上面的滑动架的运动减慢或阻止其运动。

由上述很明显，必须使小车在它的轮子上运动，靠近电梯吊舱框架，为的是如所描述的那样使轨道重叠起来。可以靠通常用于水平运输系统的那种类型的绳索驱动装置，或靠任何适当种类的线性或旋转马达使小车运动。这对本发明是无关紧要的。这里示出的位置传感器包括类似的但是为分开的部件，一个部件由用于小车的波导63和标记板80形成，而另一个部件由用于吊舱框架的波导52和标记板77形成。如果需要，可以采用其它形式的位置传感器，甚至用到被设置在升降通道或接近升降通道的传感器的程度，而不是被设置在部件本身上。这可以提供一组单一的位置信号，表示出滑动架在小车或吊舱框架上的什么部位。类似地，可以采用其它形式的线性马达。事实上，如果需要，本发明可以用设置在滑动架上的通电部分实现；然而，由于舱室可以在小车上显著地移动，这使得通电极端困难。

所示出的本发明在小车28上有两组初级绕组59，60，为的是容许小车28在任何一个方向上工作。然而，如果需要，只需在其上设置一组初级绕组59，60，只要当传送一舱室时小车的头朝向右方即可。本发明被示出在每种情况下采用四个马达段(成组的初级绕组和次级绕组)，但是可以在需要较少的马达段(初级绕组和次级绕组)或更多的马达段的系统中采用本发明。小车28被示出在一正方截面的轨道29，35上运动；当然，轨道可以为T形截面，或任何其它所要求的截面，这对于本发明没有任何影响。在这里所示出的轨道26，28，40为长方形的，水平宽度大于竖直高度。然而，对于轨道可以选择其它形状，只要适应本发明的基本特点即可。

所有上面提到的专利申请在这里被结合进来作为参考。

这样，虽然已经关于它的示例性的实施例示出和描述了本发明，但是对熟悉本技术的人们应该理解到，可以作出上述和各种其它的改变，省略和添加，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (4)

1.一种电梯系统，它包括：

一个设置在一个升降通道中的可以在竖直方向上运动的电梯吊舱框架，所述电梯吊舱框架在其上有一对平行的隔离开的轨道，以及设置在其上的线性马达的通电的初级绕组；

一个小车，它有设置用来在轨道上水平地滚动的轮子，所述小车有一对设置在其上的一对平行的隔离开的轨道，使得当所述小车接近所述吊舱框架时，可以与所述吊舱框架的所述轨道相互对准，所述小车有设置在其上的线性马达的通电的初级绕组，其与设置在所述电梯吊舱框架上的通电的初级绕组对准；

一个设置在带轮的滑动架上的舱室，所述滑动架的轮子被分离开，当所述小车的位置为以它的轨道邻接着所述吊舱框架的轨道时，其运行在所述吊舱框架的轨道上和所述小车的轨道上以及它们的中间；

一个设置在所述滑动架上的不通电的线性马达次级绕组，当所述滑动架位于所述吊舱框架上时，与所述吊舱框架上的所述初级绕组对准，从而与它形成一个线性马达，并且，当所述滑动架在所述小车上时，与所述小车上的所述初级绕组对准，从而与它形成一个线性马达；

位置传感器装置，用来提供当所述滑动架在所述吊舱框架上时表示所述滑动架在所述吊舱框架上的相对位置的位置信号，并用来提供当所述滑动架在所述小车上时表示所述滑动架在所述小车上的位置的位置信号；以及

马达控制装置，对所述位置信号作出响应，使得所述线性马达至少之一移动所述滑动架。

2.按照权利要求1所述的系统，其特征在于，所述位置感应装置包括：

多个位置传感器，一个传感器的一第一部分被设置在所述吊舱框架上，另一个传感器的一第一部分被设置在所述小车上，一个传感器的一第二部分被设置在所述滑动架上，用来与所述传感器的所述第一部分合作，从而当所述滑动架在所述吊舱框架上时提供表示所述滑动架在所述吊舱框架上的位置的位置信号，并且，所述第二传感器的第二部分被设置在所述滑动架上，与所述第二传感器的所述第一部分合作，当所述滑动架在所述小车上时，提供表示所述滑动架在所述小车上的位置的位置信号。

3.按照权利要求2所述的系统，其特征在于，所述传感器每个都包括一个磁致伸缩的线性位移传感器。

4.按照权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一部分包括波导部分，而所述第二部分包括磁标记块体。

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