电梯速度检测装置及基于该装置的防偏载、自平衡系统制造方法及图纸

一种轿厢防偏载系统及防偏载控制方法，以称重传感器作为输入信息，以力矩传感器作为检测反馈信息，通过对部分线圈进行通电，使磁流体聚集在通电线圈的一侧，抵消因乘客的不均衡站位而造成的轿厢偏载。一种基于速度检测装置的自平衡系统，通过制动器用来产生制动力，以均衡轿厢与对重在重量上的不平衡性。一种基于自平衡系统的电梯，能够在其余安全措施全部失效的极端情况下，通过自救使轿厢得到刹车制动，保障乘客的安全。本发明专利技术提高了速度检测装置的可靠性和测量精度，防止齿轮、齿条因偏载而过早磨损，延长了导靴的使用寿命和更换周期。期。期。

【技术实现步骤摘要】
电梯速度检测装置及基于该装置的防偏载、自平衡系统


[0001]本专利技术涉及电梯领域，尤其是涉及一种电梯速度检测装置，还涉及一种基于该速度检测装置的轿厢防偏载系统、电梯自平衡系统以及电梯。

技术介绍

[0002]在现代电梯系统中，对轿厢速度的检测具有极为重要的意义，是实现电梯速度控制(生成速度指令和实现速度反馈控制)的基础。能够检测速度的传感器很多，如光电速度传感器、磁电速度传感器、霍尔速度传感器、雷达、激光测速仪等，在测量精度和使用条件上各有优缺点。对于电梯来说，速度检测装置的可靠性与测量精度同等重要。
[0003]如图1所示，目前较优的速度检测装置是在轿厢200上设置滚轮105，滚轮105与编码器103同轴连接，利用滚轮105在导轨300上的滚动，通过编码器103获取滚轮105的转速，进而通过换算得到轿厢200的运动速度。该速度检测装置的优点在于，直接以轿厢相对于导轨的运动作为测量目标，可靠性、测量精度和可信度都较高。其缺点在于，由于各种原因，滚轮105并不完全在导轨300上作滚动运动，也可能出现滑动的情况。尤其是在轿厢200发生偏载时，滚轮105甚至有可能接触不到导轨300。
[0004]如图2所示，为了解决上述问题，设计团队提出了在导轨300上安装齿条101，使用齿轮轴102代替滚轮105的改进方案。该改进方案的优点在于，不同于链传动和带传动，齿轮轴102与齿条101的配合是精密的刚性传动副，误差不会因长度的增加而累积，不但从根本上避免了滑动现象的发生，而且还提高了测速的精度和可靠性。其缺点在于，样机在试运行一段时间后，发现齿轮轴102、齿条101磨损严重，而更换齿轮轴102，尤其是齿条101的成本很高。
[0005]如图3所示，分析后发现齿轮、齿条过早磨损的原因是：为了导向和降低摩擦力，轿厢200是通过导靴400在导轨300上移动的，导靴400在X、Y方向上都与导轨300都保留有一定间隙，一般为5
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8mm。乘客900进入轿厢200后往往使轿厢200绕X、Y轴产生偏载力矩，以前该偏载力矩加载在导靴400和导轨300上，现在由于齿轮齿条配合副的配合精度高于导轨导靴配合副的配合精度，偏载力矩加载在齿轮轴102和齿条101上，使齿轮轴102与齿条101的啮合角度发生改变，进而使齿轮轴102、齿条101快速磨损。
[0006]由上述可知，如果想要避免齿轮轴、齿条快速磨损，提高该速度检测装置的可靠性和使用寿命，就必须先解决轿厢的偏载问题。此外，如果轿厢的偏载问题得到解决，那么导轨与导靴的磨损问题也相应地得到改善，导靴的使用寿命和更换周期将大幅延长。

技术实现思路

[0007]为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术公开了一种电梯速度检测装置，还公开了一种基于该速度检测装置的轿厢防偏载系统、电梯自平衡系统以及电梯。其目的在于：1.提高速度检测装置的可靠性和测量精度；2.防止齿轮、齿条因偏载而过早磨损；3.延长导靴的使用寿命和更换周期。
[0008]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种电梯速度检测装置，所述电梯包括导轨和轿厢，沿导轨固定有齿条，在轿厢上设置有与齿条啮合的齿轮轴；所述齿轮轴同轴连接有编码器，编码器用来测量齿轮轴的转速，进而得到轿厢的运行速度。
[0009]实施上述技术方案后，产生的有益效果是：齿轮与齿条的啮合，从根本上避免了滑动现象的发生，提高了测速的精度和可靠性。
[0010]一种基于速度检测装置的轿厢防偏载系统，包括：多个称重传感器，分区域均布在轿厢的地板下，用来测量乘客在各区域内的重量分布；密闭箱，设置在轿厢的底部或顶部，在密闭箱内盛放有磁流体；多组线圈，沿密闭箱的周向均布设置；两对力矩传感器，均布于齿轮轴的周向，用于测量齿轮轴在X
‑
Y截面上的受力；控制系统，以称重传感器作为输入信息，以力矩传感器作为检测反馈信息，通过对部分线圈进行通电，使磁流体聚集在通电线圈的一侧，抵消因乘客的不均衡站位而造成的轿厢偏载。
[0011]实施上述技术方案后，产生的有益效果是：1.通过磁流体的定向流动，抵消因乘客的不均衡站位而造成的轿厢偏载。相对于移动配重块的方式，磁流体的流动性好、响应快、能够迅速平衡偏载，不会延迟电梯的停站时间；2.降低施加在齿轮轴上的偏载力矩，使齿轮与齿条以正常的状态进行啮合，防止齿轮、齿条因偏载而过早磨损；3．消除偏载后，减少了导靴与导轨之间的接触和摩擦，延长导靴的使用寿命和更换周期。
[0012]进一步地改进技术方案，所述密闭箱为方形箱，设置在轿厢的底部。
[0013]进一步地改进技术方案，所述磁流体的体积为密闭箱容积的0.3
‑
0.6倍。
[0014]进一步地改进技术方案，在轿厢上设置有轴承座，齿轮轴和两对力矩传感器安装在轴承座内。
[0015]一种应用于轿厢防偏载系统的防偏载控制方法，包括以下步骤：S1：以轿厢地板的中心为原点，以平行于箱壁的方向为X轴、Y轴，建立X
‑
Y坐标系，然后对各称重传感器的安装区域、以及各组线圈的安装位置进行坐标化；以齿轮轴轴心为原点，建立W
‑
V坐标系，两对力矩传感器分别设在W轴和V轴上；使绕X轴旋转的偏载力矩与W轴上的一对力矩传感器相对应，使绕Y轴旋转的偏载力矩与V轴上的一对力矩传感器相对应；S2：控制系统通过对各称重传感器称重数据的判别和计算，得到偏载重量、偏转力矩以及偏载区域的坐标，进而以原点为对称点，镜像地得到需要通电的线圈的数量和坐标，然后通电使磁流体聚集在通电线圈的一侧，抵消因乘客的不均衡站位而造成的轿厢偏载；与此同时，通过两对力矩传感器对齿轮轴所受偏载力矩的检测和反馈，控制系统调整通电线圈的数量和坐标，使齿轮轴所受到的偏载力矩在规定的范围内。
[0016]实施上述技术方案后，产生的有益效果是：可以精确地控制磁流体的流动方向和
流动体积，对偏载重量和偏转力矩进行平衡，降低或抵消施加在齿轮轴上的弯矩，防止齿轮、齿条因偏载而过早磨损。
[0017]一种基于速度检测装置的自平衡系统，在齿轮轴上同轴安装有制动器，制动器用来产生制动力，以均衡轿厢与对重在重量上的不平衡性。
[0018]实施上述技术方案后，产生的有益效果是：随着乘客的进出，轿厢的总重量是变化的，但是对重的重量是固定的，这就造成了轿厢、对重在曳引轮两侧的不平衡性。这种不平衡需要额外消耗曳引机的扭矩，耗费电能。
[0019]本自平衡系统并不是以增加或减少轿厢、对重的配重来实现动态平衡，而是通过制动器产生的制动力来替代实物配重，以实现电梯的动态平衡。相比于实物配重方案，本自平衡系统具有结构简单、易于控制配重量等优点。
[0020]进一步地改进技术方案，所述制动器为磁流变制动器，其包括定子和转子；转子与齿轮轴同轴固连，定子与轿厢固连，在定子内设置有刹车线圈，在定子与转子之间充入有磁流变液。
[0021]实施上述技术方案后，产生的有益效果是：刹车线圈通电后建立磁场，位于定子与转子之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轿厢防偏载系统，其特征是：包括：速度检测装置，包括导轨和轿厢，沿导轨固定有齿条，在轿厢上设置有与齿条啮合的齿轮轴；所述齿轮轴同轴连接有编码器，编码器用来测量齿轮轴的转速，进而得到轿厢的运行速度；多个称重传感器，分区域均布在轿厢的地板下，用来测量乘客在各区域内的重量分布；密闭箱，设置在轿厢的底部或顶部，在密闭箱内盛放有磁流体；多组线圈，沿密闭箱的周向均布设置；两对力矩传感器，均布于齿轮轴的周向，用于测量齿轮轴所受的偏载力矩；控制系统，以称重传感器作为输入信息，以力矩传感器作为检测反馈信息，通过对部分线圈进行通电，使磁流体聚集在通电线圈的一侧，抵消因乘客的不均衡站位而造成的轿厢偏载。2.如权利要求1所述的一种轿厢防偏载系统，其特征是：所述密闭箱为方形箱，设置在轿厢的底部。3.如权利要求1所述的一种轿厢防偏载系统，其特征是：所述磁流体的体积为密闭箱容积的0.3
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0.6倍。4.如权利要求1所述的一种轿厢防偏载系统，其特征是：在轿厢上设置有轴承座，齿轮轴和两对力矩传感器安装在轴承座内。5.应用于如权利要求1所述轿厢防偏载系统的一种防偏载控制方法，其特征是：包括以下步骤：S1：以轿厢地板的中心为原点，以平行于箱壁的方向为X轴、Y轴，建立X
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Y坐标系，然后对各...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍建霖，许珂，霍政霖，王江宽，黄沛，朱琳，李小丽，何莹莹，陈杨，朱勇，蔡成伟，赵鑫，霍鲲，李根，刘光正，廖源，张楠，张杨，白兰，常婧，李树申，王亚超，李子昂，韩远驰，张通，王娜，冯晨旭，李亚军，张晓，
申请(专利权)人：河南省特种设备检验技术研究院，
类型：发明
国别省市：