CN205419392U - 高效永磁增力安全制动器及直驱电梯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了高效永磁增力安全制动器及直驱电梯。利用直线电机本身的永磁法向力和电磁提升力作为制动驱动力，还可将制动弹簧与永磁一起配合使用、施加制动力，通过小行程往复移动复合板与动磁级或动子相互耦合面积，来控制大数倍的制动力逐渐增大或减小，实现制动器的平稳闭合和打开，解决了现有安全制动器“开闭两响”噪声振动大、体积大、自重大问题及该抱闸未抱闸等安全隐患问题。本实用新型结构简单、成本低、制动力大、安全可靠、冲击小、噪声低、维护方便、耗电低、体积小、质量轻、寿命长，可取消直驱电梯制动器专用驱动装置，简化了制动器结构，使提升系统更加紧凑。本实用新型可应用于电梯、提升机、抽油机、起重、仓储、交通运输等多个领域。

Description

高效永磁增力安全制动器及直驱电梯

技术领域

本实用新型属于机电领域，具体涉及高效永磁增力安全制动器及直驱电梯。

背景技术

制动器是具有使运动部件或运动机械减速、停止或保持停止状态等功能的重要装置。俗称刹车、闸。制动器因现代工业机械的发展而出现多种结构型式，其中摩擦式制动器如钳盘式制动器、电磁式制动器、浮动式制动器等的应用最为广泛。在特种设备领域应用最多的是具有失电保护功能的安全型制动器。

现有安全型制动器主要存在体积、自重、噪声等大问题，特别是“开闭两响”、噪声振动问题突出：一、制动器抱闸时因制动弹簧释放巨大能量，与制动轨或制动盘碰撞产生很大响声和振动；二、制动器（断电）松闸时需要克服制动弹簧巨大能量，造成电磁铁体积很大，电磁铁闭合时动、定衔铁碰撞产生很大响声及振动；对于安全型液压式制动器还存在油箱体积大，漏油、维护难等问题，对于安全型电磁式制动器还存在电磁铁通电瞬间大电流对电网冲击大、动衔铁闭合之后一直耗电等问题。传统有绳电梯的缠绕滚筒、驱动电机和制动器一般安装在建筑物上方远离乘客的机房内，上述问题可能还不足以引起人们重视。

但对于无配重的直线电机驱动的直驱电梯，轿厢靠直线电机动子与定子相互作用产生的电磁力直接驱动，在运行方式上可采用动初级的短初级/长次级，或者动次级的短次级/长初级两种直线电机布置方式，初级、次级两者中带主绕组和通电的部分称为初级，不带主绕组的部分称为次级，两者中的运动部分称为动子，固定不动的部分称为定子，定子固定在井道一侧，动子固定在轿厢或轿厢架或动子梁上，当直线电机初级通电形成行波磁场，从而产生向上的提升力，带动轿厢运动，制动器随动安装在动子梁或轿厢架或轿厢上，上述问题特别是制动器“开闭两响”噪声振动问题和体积大、自重大问题就变得尤为突出，而且因没有提升缆绳，可能存在提升力不够或失去等意外情况，而系统失灵不能及时发出抱闸指令或制动器接收不到抱闸指令，不能及时抱闸造成重大安全隐患问题，对制动器的实时控制和安全可靠性要求更加苛刻，成为直驱电梯核心关键技术问题，在不能有效解决之前，难以实现工程化应用。

本实用新型公开了高效永磁增力安全制动器及直驱电梯。利用直线电机本身的永磁法向力和电磁提升力作为制动驱动力，同时还可以将制动弹簧与永磁一起配合使用、施加制动力进行“双力（混合）制动”，通过小行程往复移动复合板与动磁级或动子相互耦合面积，来控制大数倍的制动力逐渐增大或减小，实现制动器的闭合和打开，具有制动平稳、可靠、降噪、减震等显著优点，解决了现有安全制动器“开闭两响”噪声大、体积大、自重大问题，及该抱闸未抱闸、漏报闸等严重安全隐患问题。本实用新型结构简单、成本低、制动力大、安全可靠、冲击小、噪声低、维护方便、耗电低、体积小、质量轻、寿命长，可取消直驱电梯制动器专用驱动装置，简化了制动器结构，使提升系统更加紧凑。本实用新型可应用于制动器、电梯、矿井提升机、油田抽油机、立体仓储、起重升降机、交通运输系统等多个领域。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是最大限度解决现有安全型制动器“开闭两响”噪声振动大问题和体积大、自重大问题及该抱闸系统不发指令、制动器本身“不具自保”功能等安全隐患问题。

本实用新型的技术方案是以下述方法实现的：

高效永磁增力安全制动器，包括摩擦制动机构（9）和与摩擦制动机构（9）连接的制动驱动机构，其特征在于，所述制动驱动机构包括复合板（13）和动磁级（12），所述复合板（13）为导磁材料（2）或由至少一组导磁材料（2）和非导磁材料（1）依次排列而成，所述动磁级（12）为磁体（4）或由至少一组的磁体（4）和铁芯（3）依次排列而成，动磁级（12）和复合板（13）间隙配合，复合板（13）和动磁级（12）中的一个与至少一个摩擦制动机构（9）相连、另一个与外驱动装置（91）连接。

进一步，所述制动驱动机构为两个，分别设置在摩擦制动机构（9）两侧，一侧制动驱动机构的复合板（13）或动磁级中的一个与另一侧制动驱动机构的复合板（13）或动磁级（12）中的一个同与摩擦制动机构（9）相连。

进一步，制动驱动机构包括架体（18），所述架体（18）上设置有浮动限位导向副（10）和滑动限位导向副（16），动磁级（12）和复合板（13）中的一个设置在浮动限位导向副（10）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连、另一个设置在滑动限位导向副（16）上并由外驱动装置推动或拉动；

或制动驱动机构包括回形梁（201），所述回形梁（201）上集中设置有浮动滑动导向副（92），复合板（13）或与复合板（13）间隙配合的动磁级（12）设置在浮动滑动导向副（92）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连、另一个与回形梁（201）相连并由外驱动装置推动或拉动。

进一步，所述浮动限位导向副（10）包括设置在架体（18）上的浮动导向轨、设置在浮动导向轨端部的浮动限位块和套在浮动导向轨上的复位弹簧，所述滑动限位导向副（16）包括设置在架体上的滑动导向轨、设置在滑动导向轨端部的滑动限位块和套在滑动导向轨上的缓冲弹簧；

所述浮动滑动导向副（92）包括滑动限位槽（200）和浮动限位槽（202），在滑动限位槽（200）内设置滑动复位弹簧（203），在浮动限位槽（202）内设置浮动复位弹簧（204）和浮动导向轨（205），复合板（13）或与复合板（13）间隙配合的动磁级（12）通过浮动复位弹簧（204）和浮动导向轨（205）与回形梁（201）配合设置。

进一步，所述外驱动装置为电磁铁、电动执行器、液力执行器、电液执行器、驱动电机。

直线电机高效永磁增力安全制动器，包括设置在固定基础上的定子（11），摩擦制动机构（9），和与摩擦制动机构（9）连接的制动驱动机构，设置在动子梁（61）上的动子（60），定子（11）由至少一组定子单元组成，动子（60）由至少一组动子单元组成，动子（60）与定子（11）配合设置构成直线电机，其特征在于，所述动子单元为磁体或由至少一组磁体和铁芯依次排列而成，复合板（13）设置在与直线电机定子（11）配合的动子（60）的一侧，所述复合板（13）为导磁材料（2）或由至少一组导磁材料（2）和非导磁材料（1）依次排列而成，所述复合板（13）与动子（60）中的至少一个动子单元间隙配合，复合板（13）和与其间隙配合的动子单元中的一个与至少一个摩擦制动机构（9）相连。

进一步，动子梁（61）上设置有浮动限位导向副（10）和滑动限位导向副（16），复合板（13）和与复合板（13）间隙配合的动子单元中的一个设置在浮动限位导向副（10）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连，另一个设置在滑动限位导向副（16）上并由至少一组动子单元推动或拉动；

或动子梁上设置回形梁（201），所述回形梁（201）上集中设置有浮动滑动导向副（92），复合板（13）或与复合板（13）间隙配合的动子单元设置在浮动滑动导向副（92）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连，另一个与回形梁（201）或动子梁（61）相连并由至少一组动子单元推动或拉动。

高效永磁增力安全制动直驱电梯，包括沿井道布置的固定基础，动子梁（61），轿厢，设置在动子梁（61）上的动子（60），摩擦制动机构（9），设置在固定基础上的定子（11）和导轨，动子（60）由至少一组动子单元组成，定子（11）由至少一组定子单元组成，动子（60）与定子（11）配合设置构成直线电机，其特征在于，在动子（60）的一侧设置有复合板（13），所述动子单元为磁体或由至少一组磁体和铁芯依次排列而成，所述复合板（13）为导磁材料（2）或由至少一组导磁材料（2）和非导磁材料（1）依次排列而成，复合板（13）与动子（60）中的至少一个动子单元间隙配合，复合板（13）和与其间隙配合的动子单元中的一个与至少一个摩擦制动机构（9）相连。

进一步，动子梁（61）上设置有浮动限位导向副（10）和滑动限位导向副（16）和限位梁（20），所述限位梁（20）上设置有缓冲弹簧（21），复合板（13）和与复合板（13）间隙配合的动子单元中的一个设置在浮动限位导向副（10）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连，另一个设置在滑动限位导向副（16）上，并由至少一组动子单元推动或拉动。

或动子梁（61）上设置有回形梁（201），所述回形梁（201）上集中设置有浮动滑动导向副（92），复合板（13）或与复合板（13）间隙配合的动子单元中的一个设置在浮动滑动导向副（92）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连，另一个与回形梁（201）或动子梁（61）相连并由至少一组动子单元推动或拉动。

进一步，所述浮动滑动导向副（92）包括设置在回形梁（201）内的滑动限位槽（200）和浮动限位槽（202），在滑动限位槽（200）内设置滑动复位弹簧（203），在浮动限位槽（202）内设置浮动复位弹簧（204）和浮动导向轨（205），复合板（13）或与复合板（13）间隙配合的动子单元通过浮动复位弹簧（204）和浮动导向轨（205）与回形梁（201）配合设置，回形梁（201）与动子梁（61）或轿厢架或轿厢相连。

与现有技术相比，本实用新型提供一种结构简单、成本低、制动力大、安全可靠、冲击小、噪声低、维护方便、耗电低、体积小、质量轻、寿命长，利用直线电机本身的永磁法向力和电磁提升力作为制动驱动力的安全制动器及直驱电梯，还可将制动弹簧与永磁一起配合使用、施加制动力，取消了直驱电梯中制动器专用驱动装置，可无需专用制动器驱动电源、制动器驱动器及控制器，简化了制动器结构，使提升系统更加紧凑，节约成本，降低能耗。同时，通过小行程往复移动复合板与动磁级或动子相互耦合面积，控制数值上大好几倍的法向力的逐渐增大或减小，来实现制动器的闭合和打开，具有制动平稳、可靠、降噪、减震等显著优点，解决了现有安全制动器“开闭两响”噪声振动大、体积大、自重大问题及制动器该抱闸但未及时接收到抱闸指令不抱闸等严重安全隐患问题。本实用新型可应用于制动器、建筑电梯、矿井提升机、油田抽油机、立体仓储、起重升降机及其它交通运输系统等多个领域。

附图说明

图1~4为本发明的原理图。

图5~12为本发明高效永磁增力安全制动器的结构示意图。

图13~31为本发明直线电机高效永磁增力安全制动器或直驱电梯的结构示意图。

附图中：1非导磁材料，2导磁材料，3铁芯，4磁体，5绕组，6次级，8导轨，9摩擦制动机构，10浮动限位导向副，11定子，12动磁级，13复合板，16滑动限位导向副，18架体，20限位梁，21缓冲弹簧，60动子，61动子梁，70球形滚珠，71制动连接臂，91外驱动装置，92浮动滑动导向副，100轿厢，150外驱连接件，200滑动限位槽，201回形梁，202浮动限位槽，203滑动复位弹簧，204浮动复位弹簧，205浮动导向轨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步作出阐述。

如图1、图2所示为动磁级为一组磁体，复合板为一组导磁板的最小结构基本原理图，磁体与导磁板配合间隙设置，当导磁板与磁体相互完全耦合（称为短路状态）时，两者之间产生的法向磁吸力最大，当纵向移动磁体或导磁板使两者逐渐减少耦合面积（完全不耦合，称为开路状态），则两者之间法向磁吸力逐渐减小至零，此过程中，在纵向移动方向将同时受到试图阻碍移动、相反的磁阻力的作用，此磁阻力在短路和开路状态下的磁阻力为零，此磁阻力在导磁板刚离开磁体位置附近为最大（一般最大磁阻力仅为最大法向力的1/5-1/10以下），之后逐渐减小为零。此时，当反向回位移动使两者逐渐增加耦合面积，则两者之间法向磁吸力逐渐增加至最大，反向回位过程中将同时受到一种帮助复位称之为磁回复力的作用，此磁回复力与磁阻力的大小相等，方向相同，也就是说，在往复移动过程中受到类似于弹簧的力的作用，正向为阻力，反向为回复拉力，本质上看是磁路本身总是试图回归原位（磁路完全耦合、磁阻最小的最大磁吸力状态）。通过较小力移动复合板或动磁级来控制相互耦合面积，就可以控制数值上大数倍的法向磁吸力。复合板与动磁级两者间隙与磁吸力是正反馈作用关系，间隙越小，两者磁吸力越大；反之，间隙越大，磁吸力越小。

如图3~图4所示为动磁级至少由一组磁体与铁芯依次排列而成，复合板由一组导磁板与非导磁板依次排列而成，动磁级位于复合板和定子之间的基本原理图。图3中，定子至少由一组绕组和开槽铁芯组成，复合板的任意相邻两导磁材料或非导磁材料的中心距与动磁级任意相邻两磁体的中心距相等为t，当复合板导磁材料的中心距与动磁级磁体的中心距重合时，复合板与动磁级两者之间磁吸力为最大，而定子与动磁级两者之间磁吸力为最小；当复合板非导磁材料的中心距与动磁级磁体的中心线重合时，复合板与动磁级两者之间磁吸力为最小，而定子与动磁级两者之间磁吸力为最大；通过往复移动复合板或动磁级中的一个t/2距离使磁吸力逐渐变为最大或最小，此过程中，也会受到图1类似的磁回复力与磁阻力的作用。图3上图所示中，动磁级为永磁直线开关磁链电机的初级，若其运动也称之为动子，定子为永磁直线开关磁链电机的次级（开槽铁芯），动磁级与定子配合设置，复合板处于短路状态（即磁体中心线与导磁板中心线重合），此时，永磁磁场主要作用于复合板与动磁级之间，复合板与动磁级两者之间磁吸力为最大，定子与动磁级两者之间磁吸力为最小，仅有一小部分磁场作用于定子与动磁级两者之间，作为永磁直线开关磁链电机使用出力较小，电机功能受限；图3下图所示中，复合板处于开路状态，即磁体中心线与非导磁板中心线重合，此时，复合板与动磁级两者之间磁吸力为最小接近为零，永磁磁场主要作用于动磁级与定子，定子与动磁级两者之间磁吸力为最大，此时，若动磁级的绕组通电，定子与动磁级已经成为一台正常工作的永磁直线开关磁链电机。复合板与动磁级两者之间的间隙与磁吸力是正反馈作用关系，即复合板与动磁级两者之间间隙越小，磁吸力越大；反之，间隙越大，磁吸力越小，定子与动磁级逐渐转成正常出力的永磁直线开关磁链电机。

图4所示中，动磁级为永磁直线凸极电机的次级，至少由一组磁体与铁芯依次排列而成，因次级运动也可称之为动子，复合板由一组导磁板与非导磁板依次排列而成，定子为永磁直线凸极电机的初级，至少由一组绕组和开槽铁芯组成，复合板为一组导磁板与非导磁板依次排列的组合体，动磁级位于复合板和定子之间的基本原理图。图4上图中，复合板处于短路状态，即磁体中心线与导磁材料中心线重合；图4下图中，复合板处于开路状态，即磁体中心线与非导磁材料中心线重合。其余同图1-图2。

所述的磁体为单块磁体或一组磁体，或由极性相同或不相同的多块磁体组成，如halbach磁体阵列。磁体为永磁体、电励磁体、超导磁体等磁性材料。

根据上述原理，若复合板与动磁级法向浮动间隙配合，纵向滑动副配合，并将复合板与动磁级两者中的一个与至少一个摩擦制动机构制动块或制动臂相连，另外一个由其本身或外力驱动小行程往复移动，就可以控制法向间隙、法向力的逐渐增大或逐渐减小实现制动器的平稳闭合或打开功能。

应用上述原理，还可以同时将制动弹簧与永磁一起配合使用、施加或解除制动力进行“混合（双力）制动或打开”：一、摩擦制动机构的制动块或制动臂上，或与摩擦制动机构制动块或制动臂相连的复合板或动磁级上设置制动弹簧。往复移动动磁级（动子），当复合板短路状态下，产生永磁法向力与制动弹簧力共同施加制动力，制动器闭合（抱闸），反之，当开路状态下，永磁法向力为零或很小，动子与定子成为正常工作的直线电机，利用动子与定子间较大的固有法向力克服制动弹簧力，实现制动器的打开；二、摩擦制动机构为弹簧制动常闭制动器，制动弹簧力单独作为制动器制动力。往复移动复合板或动磁级，当复合板开路状态下，永磁法向力为零或很小，制动器闭合（抱闸），反之，短路状态下，产生永磁法向力克服制动弹簧力，打开制动器。

实施例1

如图1、2、7和8所示，高效永磁增力安全制动器，包括摩擦制动机构（9）和与摩擦制动机构（9）连接的制动驱动机构，其特征在于，所述制动驱动机构包括复合板（13）和动磁级（12），所述复合板（13）为导磁材料（2）或由至少一组导磁材料（2）和非导磁材料（1）依次排列而成，所述动磁级（12）为磁体（4）或由至少一组的磁体（4）和铁芯（3）依次排列而成，动磁级（12）和复合板（13）间隙配合，复合板（13）和动磁级（12）中的一个与至少一个摩擦制动机构（9）相连、另一个与外驱动装置（91）连接。所述制动驱动机构为两个，分别设置在摩擦制动机构（9）两侧，一侧制动驱动机构的复合板（13）或动磁级中的一个与另一侧制动驱动机构的复合板（13）或动磁级（12）中的一个同与摩擦制动机构（9）相连。

实施例2

如图1、2、5、6、9和10。高效永磁增力安全制动器，包括摩擦制动机构（9）和与摩擦制动机构（9）连接的制动驱动机构，其特征在于，制动驱动机构包括架体（18），所述架体（18）上设置有浮动限位导向副（10）和滑动限位导向副（16），动磁级（12）和复合板（13）中的一个设置在浮动限位导向副（10）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连、另一个设置在滑动限位导向副（16）上并由外驱动装置推动或拉动；所述浮动限位导向副（10）包括设置在架体（18）上的浮动导向轨、设置在浮动导向轨端部的浮动限位块和套在浮动导向轨上的复位弹簧，所述滑动限位导向副（16）包括设置在架体上的滑动导向轨、设置在滑动导向轨端部的滑动限位块和套在滑动导向轨上的缓冲弹簧。

实施例3

如图1、2、5、6、11和12所示，高效永磁增力安全制动器，制动驱动机构包括回形梁（201），所述回形梁（201）上集中设置有浮动滑动导向副（92），复合板（13）或与复合板（13）间隙配合的动磁级（12）设置在浮动滑动导向副（92）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连、另一个与回形梁（201）相连并由外驱动装置推动或拉动。所述浮动滑动导向副（92）包括滑动限位槽（200）和浮动限位槽（202），在滑动限位槽（200）内设置滑动复位弹簧（203），在浮动限位槽（202）内设置浮动复位弹簧（204）和浮动导向轨（205），复合板（13）或与复合板（13）间隙配合的动磁级（12）通过浮动复位弹簧（204）和浮动导向轨（205）与回形梁（201）配合设置。

实施例4

如图3、4和13~24所示，直线电机高效永磁增力安全制动器，包括设置在固定基础上的定子（11），摩擦制动机构（9），和与摩擦制动机构（9）连接的制动驱动机构，设置在动子梁（61）上的动子（60），定子（11）由至少一组定子单元组成，动子（60）由至少一组动子单元组成，动子（60）与定子（11）配合设置构成直线电机，其特征在于，所述动子单元为磁体或由至少一组磁体和铁芯依次排列而成，复合板（13）设置在与直线电机定子（11）配合的动子（60）的一侧，所述复合板（13）为导磁材料（2）或由至少一组导磁材料（2）和非导磁材料（1）依次排列而成，所述复合板（13）与动子（60）中的至少一个动子单元间隙配合，复合板（13）和与其间隙配合的动子单元中的一个与至少一个摩擦制动机构（9）相连。动子梁（61）上设置有浮动限位导向副（10）和滑动限位导向副（16），复合板（13）和与复合板（13）间隙配合的动子单元中的一个设置在浮动限位导向副（10）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连，另一个设置在滑动限位导向副（16）上并由至少一组动子单元推动或拉动。

实施例5

如图3、4和25-31所示，直线电机高效永磁增力安全制动器，包括设置在固定基础上的定子（11），摩擦制动机构（9），和与摩擦制动机构（9）连接的制动驱动机构，设置在动子梁（61）上的动子（60），定子（11）由至少一组定子单元组成，动子（60）由至少一组动子单元组成，动子（60）与定子（11）配合设置构成直线电机，其特征在于，所述动子单元为磁体或由至少一组磁体和铁芯依次排列而成，复合板（13）设置在与直线电机定子（11）配合的动子（60）的一侧，所述复合板（13）为导磁材料（2）或由至少一组导磁材料（2）和非导磁材料（1）依次排列而成，所述复合板（13）与动子（60）中的至少一个动子单元间隙配合，复合板（13）和与其间隙配合的动子单元中的一个与至少一个摩擦制动机构（9）相连。动子梁上设置回形梁（201），所述回形梁（201）上集中设置有浮动滑动导向副（92），复合板（13）或与复合板（13）间隙配合的动子单元设置在浮动滑动导向副（92）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连，另一个与回形梁（201）或动子梁（61）相连并由至少一组动子单元推动或拉动。

实施例6

如3、4和13~24所示，高效永磁增力安全制动直驱电梯，包括沿井道布置的固定基础，动子梁（61），轿厢，设置在动子梁（61）上的动子（60），摩擦制动机构（9），设置在固定基础上的定子（11）和导轨，动子（60）由至少一组动子单元组成，定子（11）由至少一组定子单元组成，动子（60）与定子（11）配合设置构成直线电机，其特征在于，在动子（60）的一侧设置有复合板（13），所述动子单元为磁体或由至少一组磁体和铁芯依次排列而成，所述复合板（13）为导磁材料（2）或由至少一组导磁材料（2）和非导磁材料（1）依次排列而成，复合板（13）与动子（60）中的至少一个动子单元间隙配合，复合板（13）和与其间隙配合的动子单元中的一个与至少一个摩擦制动机构（9）相连。动子梁（61）上设置有浮动限位导向副（10）和滑动限位导向副（16）和限位梁（20），所述限位梁（20）上设置有缓冲弹簧（21），复合板（13）和与复合板（13）间隙配合的动子单元中的一个设置在浮动限位导向副（10）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连，另一个设置在滑动限位导向副（16）上，并由至少一组动子单元推动或拉动。

实施例7

如图3、4和25-31所示，高效永磁增力安全制动直驱电梯，包括沿井道布置的固定基础，动子梁（61），轿厢，设置在动子梁（61）上的动子（60），摩擦制动机构（9），设置在固定基础上的定子（11）和导轨，动子（60）由至少一组动子单元组成，定子（11）由至少一组定子单元组成，动子（60）与定子（11）配合设置构成直线电机，其特征在于，在动子（60）的一侧设置有复合板（13），所述动子单元为磁体或由至少一组磁体和铁芯依次排列而成，所述复合板（13）为导磁材料（2）或由至少一组导磁材料（2）和非导磁材料（1）依次排列而成，复合板（13）与动子（60）中的至少一个动子单元间隙配合，复合板（13）和与其间隙配合的动子单元中的一个与至少一个摩擦制动机构（9）相连。动子梁（61）上设置有回形梁（201），所述回形梁（201）上集中设置有浮动滑动导向副（92），复合板（13）或与复合板（13）间隙配合的动子单元中的一个设置在浮动滑动导向副（92）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连，另一个与回形梁（201）或动子梁（61）相连并由至少一组动子单元推动或拉动。所述浮动滑动导向副（92）包括设置在回形梁（201）内的滑动限位槽（200）和浮动限位槽（202），在滑动限位槽（200）内设置滑动复位弹簧（203），在浮动限位槽（202）内设置浮动复位弹簧（204）和浮动导向轨（205），复合板（13）或与复合板（13）间隙配合的动子单元通过浮动复位弹簧（204）和浮动导向轨（205）与回形梁（201）配合设置，回形梁（201）与动子梁（61）或轿厢架或轿厢相连。

图25~27为复合板浮动滑动设置（包含几种浮动滑动导向副）的直驱电梯基本结构示意图。

图25中浮动滑动导向副的纵向滑动和法向浮动利用了球形滚珠和滑块滑动限位槽滑动副来实现，图26中浮动滑动导向副的纵向滑动和法向浮动利用了滑块滑动限位槽滑动副来实现，图27中浮动滑动导向副的纵向滑动和法向浮动利用了滑块滑动限位槽和燕尾槽滑动副来实现。图28为与复合板（13）间隙配合的动子单元通过浮动滑动设置的直驱电梯基本原理示意图。图29~31为复合板浮动滑动设置的直驱电梯基本原理示意图。

下面结合图13~24和图25~31说明本实用新型的利用直线电机本身的永磁法向力和提升力作为制动器制动驱动力的直驱电梯（提升机）的制动工作过程：

电梯或提升机作为特种设备，制动器一般需要设置两套，设在A段动子上设置制动器A，在B段动子上设置制动器B。下面分别针对两种结构原理来叙述。

一、复合板浮动间隙设置、与其配合的动子单元滑动设置

工作制动（从打开到制动状态）：驱动器控制器控制电梯正常停车（0速度），保持A段动子通电托举住轿厢，制动器A继续打开，然后控制B段动子使与复合板A配合的动子单元A下移，使复合板A从开路状态逐渐向短路状态过渡，复合板A与动子单元A之间的法向吸力逐渐增大，当大于浮动导向副的回复弹簧不大的预紧力时，回复弹簧被压缩，动子单元A与复合板A之间的间隙迅速减小，制动器闸盘开始抱住导轨（此时，下移到总行程的约1/3处，因法向力并不大，抱闸力较小），之后，动子单元A继续下落，当下落到底部限位处时，复合板进入完全短路状态，复合板A与动子单元A之间的法向吸力为最大，实现制动器B最大力制动，然后再控制A段动子下落到底部限位处，制动器A完全闭合，实现工作制动。

工作打开（从制动到打开状态）：驱动控制器控制A段动子先通电产生足够托举住轿厢的提升力，与复合板A配合的动子单元A上移至上限位处或接近上限位处，制动器A打开，在打开过程中，复合板A从短路状态逐渐向开路状态过渡，复合板A与动子单元A之间的法向吸力逐渐减小，当小于浮动导向副的回复弹簧不大的预紧力时，制动器闸在回复弹簧作用下打开（松闸），此时，上移到总行程的约2/3处，因回复弹簧回复力较小，此松闸力也较小，随着动子单元A继续上移至上限位处，动子单元A与复合板A之间的间隙增至最大，制动器闸盘完全松闸，然后再控制B段动子通电产生提升力打开制动器B，实现制动器工作打开和电梯正常提升。

二、复合板浮动滑动间隙设置、动子单元与动子梁或轿厢架或轿厢相连

工作制动（从打开到制动状态）：驱动器控制器（可共用一个电梯驱动控制器，无需另设专用驱动控制器、专用电源）控制电梯正常停车（零速度），保持A、B段动子通电托举住轿厢，动子（包括动子单元A、B）、动子梁及回形梁处于静止状态，然后，驱动控制器逐渐减小悬停托举电磁力，当小于自重、复位弹簧和磁回复力的合力时，复合板A、B在复位弹簧和磁回复力共同作用下向上逐渐移动至回形梁上沿，复合板A、B与相应的动子单元A、B之间的法向吸力逐渐增大，制动器A、B闭合，实现工作制动。

工作打开（从制动到打开状态）：驱动控制器（可共用一个电梯驱动控制器，无需另设专用驱动控制器、专用电源）控制A、B段动子先通电产生足够托举住动子梁、轿厢架和轿厢的提升力，然后以设定速度带动动子梁、动子（包括动子单元A、B）、回形梁上移至复合板A、B的底部或接近复合板A、B的底部，复合板A、B与相应的动子单元A、B之间的法向吸力逐渐减小，制动器A、B打开，实现制动器工作打开和电梯正常提升。

上述两类制动器正常打开或闭合工作过程中，动子上提或下移行程较短，一般在几十毫米（如10-50mm）之内，仅相当与普通电磁式安全制动器中的电磁铁的工作行程。

意外断电情况下，动子在自重、复位弹簧和较大磁回复力合力共同作用下以数倍重力加速度迅速下落，初步计算，动子下落（即制动器抱闸）时间为几十毫秒（如40ms）以内，轿厢的下滑距离小于7mm，下滑速度小于0.37m/s，若考虑到下滑到约2/3行程时，制动器制动力已经达到最大制动力的1/2，从合理设计角度，2倍力制动安全余量，此时已经能够制动住轿厢了，下滑距离和速度更小，均远小于安全钳设定动作速度（当超出轿厢额定运行速度的10%才动作，一般载重800kg以上客梯的额定运行速度在1~2.5m/s以上），足以保证轿厢和人员安全。

提升过程中提升力不够或失去动力情况下：由于动子单元A、B是同时与其它动子单元一道承担提升负载的，无论是动子单元A、B，还是其它任何一组或多组动子单元，出现提升力不够或失去动力情况，只要剩下工作的动子单元承受的载荷未超出能够承受的最大提升力（一般为1.5~2倍额定提升力），就继续受系统控制，一旦超出最大承受能力，直线电机失步，无论系统是否发抱闸指令，动子在自重、复位弹簧和磁回复力合力作用下，就会及时自动实施提升力缺失“自我保护”安全制动，从根本上确保了电梯（提升机）的实时安全性和可靠性，避免了安全钳强制性后备保护装置的滥动、频动、误动引起卡钳与制动轨产生破坏性、剧烈冲击、摩擦、震动、停运检修甚至人身伤害等严重安全事故的发生。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.高效永磁增力安全制动器，包括摩擦制动机构（9）和与摩擦制动机构（9）连接的制动驱动机构，其特征在于，所述制动驱动机构包括复合板（13）和动磁级（12），所述复合板（13）为导磁材料（2）或由至少一组导磁材料（2）和非导磁材料（1）依次排列而成，所述动磁级（12）为磁体（4）或由至少一组的磁体（4）和铁芯（3）依次排列而成，动磁级（12）和复合板（13）间隙配合，复合板（13）和动磁级（12）中的一个与至少一个摩擦制动机构（9）相连、另一个与外驱动装置（91）连接。

2.根据权利要求1所述的高效永磁增力安全制动器，其特征在于，所述制动驱动机构为两个，分别设置在摩擦制动机构（9）两侧，一侧制动驱动机构的复合板（13）或动磁级中的一个与另一侧制动驱动机构的复合板（13）或动磁级（12）中的一个同与摩擦制动机构（9）相连。

3.根据权利要求1所述的高效永磁增力安全制动器，其特征在于，制动驱动机构包括架体（18），所述架体（18）上设置有浮动限位导向副（10）和滑动限位导向副（16），动磁级（12）和复合板（13）中的一个设置在浮动限位导向副（10）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连、另一个设置在滑动限位导向副（16）上并由外驱动装置推动或拉动；

或制动驱动机构包括回形梁（201），所述回形梁（201）上集中设置有浮动滑动导向副（92），复合板（13）或与复合板（13）间隙配合的动磁级（12）设置在浮动滑动导向副（92）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连、另一个与回形梁（201）相连并由外驱动装置推动或拉动。

4.根据权利要求3所述的高效永磁增力安全制动器，其特征在于，所述浮动限位导向副（10）包括设置在架体（18）上的浮动导向轨、设置在浮动导向轨端部的浮动限位块和套在浮动导向轨上的复位弹簧，所述滑动限位导向副（16）包括设置在架体上的滑动导向轨、设置在滑动导向轨端部的滑动限位块和套在滑动导向轨上的缓冲弹簧；

所述浮动滑动导向副（92）包括滑动限位槽（200）和浮动限位槽（202），在滑动限位槽（200）内设置滑动复位弹簧（203），在浮动限位槽（202）内设置浮动复位弹簧（204）和浮动导向轨（205），复合板（13）或与复合板（13）间隙配合的动磁级（12）通过浮动复位弹簧（204）和浮动导向轨（205）与回形梁（201）配合设置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的高效永磁增力安全制动器，其特征在于，所述外驱动装置为电磁铁、电动执行器、液力执行器、电液执行器、驱动电机。

6.直线电机高效永磁增力安全制动器，包括设置在固定基础上的定子（11），摩擦制动机构（9），和与摩擦制动机构（9）连接的制动驱动机构，设置在动子梁（61）上的动子（60），定子（11）由至少一组定子单元组成，动子（60）由至少一组动子单元组成，动子（60）与定子（11）配合设置构成直线电机，其特征在于，所述动子单元为磁体或由至少一组磁体和铁芯依次排列而成，复合板（13）设置在与直线电机定子（11）配合的动子（60）的一侧，所述复合板（13）为导磁材料（2）或由至少一组导磁材料（2）和非导磁材料（1）依次排列而成，所述复合板（13）与动子（60）中的至少一个动子单元间隙配合，复合板（13）和与其间隙配合的动子单元中的一个与至少一个摩擦制动机构（9）相连。

7.根据权利要求6所述的直线电机高效永磁增力安全制动器，其特征在于，动子梁（61）上设置有浮动限位导向副（10）和滑动限位导向副（16），复合板（13）和与复合板（13）间隙配合的动子单元中的一个设置在浮动限位导向副（10）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连，另一个设置在滑动限位导向副（16）上并由至少一组动子单元推动或拉动；

或动子梁上设置回形梁（201），所述回形梁（201）上集中设置有浮动滑动导向副（92），复合板（13）或与复合板（13）间隙配合的动子单元设置在浮动滑动导向副（92）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连，另一个与回形梁（201）或动子梁（61）相连并由至少一组动子单元推动或拉动。

8.高效永磁增力安全制动直驱电梯，包括沿井道布置的固定基础，动子梁（61），轿厢，设置在动子梁（61）上的动子（60），摩擦制动机构（9），设置在固定基础上的定子（11）和导轨，动子（60）由至少一组动子单元组成，定子（11）由至少一组定子单元组成，动子（60）与定子（11）配合设置构成直线电机，其特征在于，在动子（60）的一侧设置有复合板（13），所述动子单元为磁体或由至少一组磁体和铁芯依次排列而成，所述复合板（13）为导磁材料（2）或由至少一组导磁材料（2）和非导磁材料（1）依次排列而成，复合板（13）与动子（60）中的至少一个动子单元间隙配合，复合板（13）和与其间隙配合的动子单元中的一个与至少一个摩擦制动机构（9）相连。

9.根据权利要求8所述的高效永磁增力安全制动直驱电梯，其特征在于，动子梁（61）上设置有浮动限位导向副（10）和滑动限位导向副（16）和限位梁（20），所述限位梁（20）上设置有缓冲弹簧（21），复合板（13）和与复合板（13）间隙配合的动子单元中的一个设置在浮动限位导向副（10）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连，另一个设置在滑动限位导向副（16）上，并由至少一组动子单元推动或拉动；

或动子梁（61）上设置有回形梁（201），所述回形梁（201）上集中设置有浮动滑动导向副（92），复合板（13）或与复合板（13）间隙配合的动子单元中的一个设置在浮动滑动导向副（92）上并与至少一个摩擦制动机构（9）相连，另一个与回形梁（201）或动子梁（61）相连并由至少一组动子单元推动或拉动。

10.根据权利要求9所述的高效永磁增力安全制动直驱电梯，其特征在于，所述浮动滑动导向副（92）包括设置在回形梁（201）内的滑动限位槽（200）和浮动限位槽（202），在滑动限位槽（200）内设置滑动复位弹簧（203），在浮动限位槽（202）内设置浮动复位弹簧（204）和浮动导向轨（205），复合板（13）或与复合板（13）间隙配合的动子单元通过浮动复位弹簧（204）和浮动导向轨（205）与回形梁（201）配合设置，回形梁（201）与动子梁（61）或轿厢架或轿厢相连。