CN101336202B

CN101336202B - 电梯设备及其具有的引导装置

Info

Publication number: CN101336202B
Application number: CN2006800519892A
Authority: CN
Inventors: 荒川淳; 宫田弘市; 野口直昭
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2006-02-08
Filing date: 2006-02-08
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2026-02-08
Also published as: JPWO2007091335A1; EP1985568A4; WO2007091335A1; JP4816649B2; CN101336202A; EP1985568B1; EP1985568A1

Abstract

在电梯设备(100)中，电梯轿厢(1)沿着设置在升降通道内的导轨(6a～6d)升降。电梯轿厢中设置有沿着导轨升降所需的引导装置(30)。引导装置具有向导轨按压的按压单元(31)、改变该按压单元的按压力的致动器(34)、该致动器的控制装置(9)以及检测电梯轿厢振动的加速度检测器(5)。在导轨接缝的附近设置有标识(7a～7d)，并且在电梯轿厢上设置有可对该标识进行检测的检测装置(8a，8b)。控制器根据来自检测装置的信号控制引导装置的按压力。

Description

电梯设备及其具有的引导装置

技术领域

本发明涉及一种电梯设备，尤其涉及一种使电梯轿厢沿着导轨升降的引导装置。

背景技术

例如，在日本国发明专利特开平5-319739号公报中公开了一种现有的电梯设备。在该公报所公开的电梯设备中，为了抑制电梯轿厢室的振动强度，在电梯轿厢上设置了振动传感器，同时还在由轿厢室和轿厢框架组成的电梯轿厢的上下部分设置了检测导轨位移的传感器。在轿厢的下方设置有致动器，使用由电梯轿厢的传感器所检测到的信号对该致动器进行反馈控制，并且使用由检测导轨位移的传感器检测到的信号对致动器进行前馈控制，由此来抑制电梯轿厢的水平方向的振动。

此外，例如在日本国发明专利特开2001-122555号公报中公开了另外一种现有的电梯设备。在该公报所公开的电梯设备中，为了在产生了静态位移以及动态位移的情况下也能够有效地降低电梯轿厢的振动，将电梯的引导装置所具有的致动器固定部分和致动器可动部分中的一方设置为磁铁，而将另一方设置为线圈。在轿厢振动时，通过使线圈通电而产生劳伦兹力(Lorentz force)，以此减小振动。由此，减轻了因导轨弯曲和接缝的高低差而产生的干扰。

在上述特开平5-319739号公报所公开的电梯设备中，通过用于检测导轨位移的传感器来检测导轨面。但是，在电梯轿厢高速行驶时，如果金属导轨的表面是光泽面，则在由光泽引起的反射的影响下，会使得光学式的传感器很难正确地检测位移。在使用光学式以外的传感器时，虽然能够避免光泽所带来的影响，但是光学式的传感器会导致成本增加，以及容易受到伤痕等的影响。此外，由于将传感器的输出用于前馈控制，所以必须在致动器通过之前检测到位移，因此，必须将传感器安装在比致动器更远离轿厢框架的位置上，所以难以节省空间。

另一方面，在上述特开2001-122555号公报所公开的电梯中，通过作用在线圈与磁铁之间的力来抑制因电梯轿厢升降而产生的振动，但在大型的电梯轿厢或高速的电梯轿厢等中，考虑到电梯轿厢的重量和乘客的重量等，线圈所需产生的力将增大，从而需要使用大型的装置。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术中所存在的问题而提出的，本发明的目的在于以小型结构来抑制在电梯设备的轿厢中产生的振动。

上述目的通过提供下述电梯设备来实现。在本发明的电梯轿厢在升降通道内升降的电梯设备中，用于引导电梯轿厢的导轨相对向地设置在升降通道内，多根该导轨隔着接缝沿电梯轿厢的升降方向设置，在上升和下降这两个方向上，夹着该接缝以预先规定的间隔设置有标识，所述电梯轿厢上设置有能够对该标识进行检测的检测器以及能够根据该检测器的输出对所述导轨施加按压力的引导装置。

并且，优选设置有控制引导装置的控制单元以及检测电梯轿厢加速度的加速度检测单元，控制单元根据加速度检测单元的输出来控制引导装置所施加的按压力，以及优选控制单元具有：反馈控制器，该反馈控制器用于对包括电梯轿厢在内的电梯主体的加速度信号进行反馈；以及前馈控制器，该前馈控制器根据检测器的信号进行前馈。此外，可以设置成控制单元具有对包括电梯轿厢在内的电梯主体进行模拟而得到的数值模型，并且还可以具有反馈环路，该反馈环路通过增益调节器对数值模型的输出与加速度检测单元检测到的电梯主体的加速度之间的偏差进行反馈。标识可以是安装在导轨上的凸出构件、形成在导轨上的切口部和安装在导轨上的螺栓这三者中的至少一种。另外，标识可以是固定在导轨的接缝附近的升降通道壁面上的屏蔽板，检测器可以是能与该屏蔽板相对向的静电电容检测单元或磁检测单元。

上述目的还通过提供下述电梯设备的引导装置来实现。本发明的电梯设备的引导装置是沿着导轨对电梯设备所具有的电梯轿厢进行引导的电梯设备用引导装置，其具有向导轨按压的按压单元、驱动该按压单元且可改变其按压力的致动器、控制该致动器的控制装置以及检测电梯轿厢加速度的加速度检测器，并且还具有标识以及检测单元，该标识设置在多根沿升降方向设置的导轨间形成的导轨接缝附近，位于不与按压单元相接触的位置，检测单元在安装到电梯轿厢上时能够对该标识进行检测，控制装置根据该检测单元的输出信号来控制致动器。

并且，还可以设置有：调整单元，该调整单元根据电梯设备的运转状态和加速度检测器的输出，自动调整按压单元对导轨的按压力；以及存储单元，该存储单元储存调整后的结果，以及优选在检测单元检测到标识时，控制装置将按压单元的按压导轨的按压力控制在预先规定的值以下。此外，可以设置成具有：连接构件，该连接构件设置在导轨的接缝部分，在导轨之间进行连接；以及固定单元，该固定单元将该连接构件固定在导轨上，检测单元将该固定单元作为标识来检测，并且可以设置成在导轨的接缝部分与导轨相邻地设置屏蔽板，检测单元将该屏蔽板作为标识来检测。

根据本发明，由于在电梯导轨的接缝附近设置了标识部分，并且在电梯轿厢部分设置了用于检测该标识部分的检测部分，所以能够改变电梯轿厢对导轨的按压力，从而能够更为有效地抑制电梯轿厢的振动。

附图说明

图1是本发明所涉及的一实施例的主视图；图2是图1所示的电梯所具有的控制***的框图；图3以及图4是前馈控制***的特性说明图；图5是表示前馈控制***的处理内容的流程图；图6至图8是本发明所涉及的电梯的各其它实施例的主视图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明所涉及的电梯引导装置的一实施例进行说明。图1是表示电梯轿厢部分的主视图。在未图示的升降通道的相对的墙壁上，沿着上下方向设置有用于引导电梯轿厢1的导轨6。在该一对导轨6、6之间设置有电梯轿厢1。电梯轿厢1的上部与未图示的吊索连接，吊索通过未图示的驱动装置卷起或放出，以便使电梯轿厢1在升降通道内升降。

在电梯轿厢1的上方的两根导轨6a、6c侧安装有引导电梯进行升降的引导装置20、20。同样，在电梯轿厢1的下方的两根导轨6b、6d侧也安装有引导装置30、30。上部的引导装置20具有在电梯轿厢1上安装用的安装构件即安装台24、下端转动自如地被支承在该安装台24上且大致垂直地延伸的杆件22、转动自如地安装在杆件22上端侧的滚轮21以及两端分别固定在杆件22的上端部分和安装台24的垂直部分的中间部分上的弹簧23。滚轮21、21借助于弹簧23被按压在导轨6a、6c上。

下部的引导装置30的结构与上部的引导装置20的结构大致相同，与上部的引导装置20的不同之处在于，下部的引导装置30在弹簧与安装构件之间设置有致动器34。即，杆件32的上端部转动自如地安装在安装台35的水平部分。杆件32的下端部转动自如地安装有滚轮31，通过一端安装在杆件32下端部的弹簧33，滚轮31被按压在导轨6b、6d上。弹簧33的另一个端部固定在按压构件36上，按压构件36的背面侧与固定在安装台35的垂直部分上的致动器34接触。

为了便于进行安装作业，导轨6a～6d长度方向的长度被设定为规定的长度。因此，在电梯设备中，沿上下方向设置的多个导轨之间设置有微小的间隙(接缝4a、4b)。各个导轨6a～6d的截面为T字型截面，T字型截面的纵向部分朝着电梯轿厢侧延伸设置，并且朝着电梯轿厢侧延伸设置的该部分的端部与滚轮21、31接触。在不与滚轮21、31接触的各个导轨6a～6d的T字型截面的横向部分上，各导轨6a～6d均设置有凸出构件7a～7d。凸出构件7a～7d设置在导轨6a～6d的接缝4a、4b附近，位于与接缝4a、4b隔开规定距离的位置上。

另一方面，电梯轿厢1上设置有检测器8a、8b，检测器8a、8b能够在每次电梯轿厢1进行升降时，对设置在导轨6a～6d上的凸出构件7a～7d进行检测。检测器8a、8b仅设置在电梯轿厢1的两个侧面中的上部侧面上。在电梯轿厢1地板的背面侧的中央部分上安装有用于测定电梯轿厢1振动的加速度测定器5。检测器8a、8b以及加速度测定器5的输出被发送给另行设置的控制器9。控制器9根据该等输出，计算发送给在电梯轿厢1下侧设置的引导装置30的致动器34的控制信号。致动器34接受所算出的控制信号后，控制滚轮31的用于按压导轨6a～6d的按压力，以抑制电梯轿厢1的振动。

在具有上述结构的电梯设备100中，在电梯轿厢1进行升降时，检测器8a对用于检测左侧导轨6a、6b的接缝4a的2个凸出构件7a、7b进行检测。同样，检测器8b对用于检测右侧的导轨6c、6d的接缝4b的2个凸出构件7c、7d进行检测。

在电梯轿厢1向上行驶时，检测器8a、8b对设置在接缝4a、4b下方的凸出构件7b、7d进行检测。在检测器8a、8b检测到接缝4a、4b并经过规定的时间后，引导装置30通过接缝4a、4b。同样，在电梯轿厢1向下行驶时，检测器8a、8b对设置在接缝4a、4b上方的凸出构件7a、7c进行检测，并在经过了规定的时间后，引导装置30通过接缝4a、4b。

由于凸出构件7a～7d与接缝4a、4b之间的距离已经预先求出，所以能够根据电梯轿厢1的升降速度来掌握通过接缝4a、4b的时间。如果检测器8a、8b能够检测到凸出构件7a～7d，则能够掌握电梯轿厢1通过导轨6a～6d接缝4a、4b的时间，由此，能够与引导装置30的致动器35通过接缝4a、4b的时间相应地驱动致动器35。因此，能够切实地抑制电梯轿厢1在通过接缝4a、4b时产生振动。

并且，在图1所示的实施例中，在导轨6a～6d上设置了凸出构件7a～7d。但也可以通过粘贴片状的标识来取代凸出构件7a～7d，此时，可以根据光的反射率的变化来检测接缝4a、4b的位置。

图2表示图1所示的电梯设备100中的引导装置30的控制装置9的框图。控制装置9具有以前馈方式将控制信号发送至电梯主体11的前馈控制器10、设置在反馈环路17上的反馈控制器13、并联连接在电梯主体11上的数值模型12以及用于调整控制信号增益的增益调整器14。控制装置9通过使用上述装置来减小作为控制对象的电梯主体11的电梯轿厢1的振动。此时，通过对图1所示的加速度测定器5的输出进行反馈来控制振动。

具体的方法是，在输出侧的信号加法器16中对由安装在电梯轿厢1下表面的加速度测定器5检测到的电梯轿厢1的加速度和通过对数值模型12(数值模型12是通过对电梯主体11进行数值置换而得到数值模型)进行运算而得到的电梯轿厢1的加速度进行加法运算。然后，将所述2个加速度信号的偏差输入到增益调整器14中。增益调整器14根据加速度信号的偏差调整增益值，并通过反馈环路18将该增益值反馈到电梯主体11以及数值模型12的输入侧的信号加法器15中。

由于设置了反馈环路18，因此在因电梯轿厢1的负载重量发生变化而导致电梯主体11的振动特性发生变化等时能够方便地采取对应措施。前馈控制器10根据图1所示的控制器8a、8b的输出，在引导装置30通过导轨接缝4a、4b的时间点输出控制指令。为了减少因导轨接缝4a、4b等的脉冲性干扰而造成的电梯轿厢1的振动，除了反馈控制外，增设前馈控制这一点很重要。此时，如果能够准确地与电梯轿厢1通过接缝4a、4b的时间相应地进行前馈控制，则可取得很大的效果。

在电梯设备100中，如果仅仅测定未图示的卷扬机的转速，则由于吊索打滑和吊索伸长等因素而无法掌握电梯轿厢1的正确位置。其结果，通过接缝4a、4b的时间会产生偏差。为此，在本实施例中，使用检测器8a、8b来检测接缝4a、4b的位置，由此来调整电梯轿厢1通过接缝4a、4b的时间。

前馈控制器10和增益调整器14能够改变增益值的大小，并且均具有自动调整功能。使用自动调整功能进行调整而获得的前馈控制器10和增益调整器14的增益值存储在未图示的存储单元中。

以下说明前馈控制***的构成方法。通过以下方式设定由前馈控制***环路产生的作用力f(t)。

f(t)＝k(t){x_c-x_r+b(t)}

式中，x_r表示导轨6a～6d的位移，x_c表示电梯轿厢1的水平方向的位移。电梯轿厢1的位移x_c能够根据加速度测定器5的输出推算。导轨6a～6d的位移x_r在电梯轿厢1进行升降时通过学习功能进行储存。上式的右边的变量k(t)、b(t)均是时间函数。

图3举例表示变量k(t)的时间变化。k(t)在时间点0～t₁之间为最大值k_max。之后逐渐减小，在时间点t₂～t₄之间成为最小值k_min。在时间点t₄之后逐渐增加，在时间点t₅处再次达到k_max。在时间点t₁～t₂、t₄～t₅中，k_max和k_min之间的变化稳定。

在时间点t₃处，引导装置30通过导轨接缝4a。在引导装置30通过导轨接缝4a的时间点前后的时间段t₂～t₄中，由于将k(t)设定为最小值，所以能够最大限度地避免因导轨接缝4a而导致电梯轿厢1发生振动。

引导装置30将滚轮31按压在导轨6a～6d上，以此来支承电梯轿厢1。因此，需要有比预先规定的按压力更大的力按压在导轨6a～6d上。因此，如图4所示地设定时间函数b(t)，使得时间函数b(t)与变量k(t)的积成为力。即，在时间点t₁～t₅之间，使得作为变量k(t)b(t)之积的力大致保持为一定。使作为所述2个变量k(t)、b(t)的积的力切实地按压在导轨6a～6d上，以抑制在导轨的接缝4a、4b处发生振动。

通过对k(t)、b(t)进行设定，使得在时间点t₁～t₅中所产生的将滚轮31按压在导轨6a～6d上的力大致与时间点0～t₁以及t₅以后的f(t)相同。此外，在时间点0～t₁以及t₅以后，由于k(t)大，因此在该范围内将b(t)设定为零。因此，至少在k(t)(x_c-x_r)中，使大于预先规定值的力作用在导轨6a～6d上。

图5是表示前馈控制***处理内容的流程图。如该流程图所示，当电梯轿厢1开始升降后，对检测器8a、8b的输出进行监视。在步骤S 1中，根据设置在电梯轿厢1中的检测器8a、8b的输出，检测是否通过了凸出构件7a～7d部分。在步骤S2中，根据检测器8a、8b通过凸出构件7a～7d时的电梯轿厢1的速度，计算引导装置30通过导轨接缝4a、4b的时间。

到了引导装置30通过导轨接缝4a、4b的时间后，在步骤S3中，由控制器9向致动器35输出前馈控制指令，以控制致动器35改变由滚轮31施加在导轨6a～6d的按压力，由此防止产生振动。重复该步骤S1至步骤S3的动作，直到电梯设备100停止为止。此外，在每次通过导轨接缝4a、4b时，控制器9均向引导装置30输出前馈控制指令。

图6是表示本发明所涉及的电梯设备的其它实施例的主视图。本实施例的导轨40a～40d与上述实施例不同。在本实施例中，导轨40a～40d在长度方向的一部分中形成有切口部分41a～41d。切口部分41a～41d形成在导轨40a～40d的接缝4a、4b附近，位于与接缝4a、4b相隔规定距离的位置上。该切口部分41a～41d位于不与滚轮21、31相接触的面上。切口部分41a～41d与图1所示的凸出构件7a～7d相同，作为检测器8a、8b的标识使用。

图7是表示本发明所涉及的电梯设备的其它实施例的主视图。本实施例的导轨6a～6d的接缝4a、4b部分与上述实施例不同。在本实施例中，左侧的导轨6a、6b的接缝4a的背面侧设置有接缝板45，并使用螺栓46以及螺母将2个导轨6a、6b连接起来。螺栓46的一端侧从导轨6a、6b的表面凸出，从而能够通过检测器8a、8b对螺栓46的端面进行检测。螺栓46的端面能够作为检测器8a、8b的标识使用，所以能够方便地检测到导轨接缝4a、4b的位置。

图8是表示本发明所涉及的电梯设备的其它实施例的立体图。在图8中，只图示了与接缝4a的检测相关的部分，而省略了其它部分的图示。本实施例与上述实施例的不同之处在于，在与T字型截面的导轨6a、6b相距很近的位置上设置有屏蔽板50a、50b。屏蔽板50a、50b在导轨接缝4a的附近被固定在沿长度方向与导轨6a、6b相隔规定距离的升降通道的壁面上。U字型的检测器51安装在电梯轿厢1侧部的上部。在电梯轿厢1升降时，检测器的U字型部分夹住屏蔽板50a、50b，并根据静电电容的变化或者磁的变化确认屏蔽板50a、50b。因此，与上述实施例所示的凸出构件、切口部分或者螺栓一样，屏蔽板50a、50b也能够作为检测器51的标识使用。

根据上述本发明的各个实施例，为了抑制因设置在升降通道内的导轨的接缝而产生的振动，在接缝附近的隔开规定距离的位置上安装用于检测接缝的标识，并且通过安装在电梯轿厢上的检测器来检测该标识，由此，能够在电梯轿厢的引导装置到达接缝之前检测到接缝。因此，不仅能够对引导装置进行反馈控制，而且还能够进行前馈控制，由此，能够切实地抑制电梯轿厢和吊索的振动。

此外，导致电梯产生振动的原因之一是电梯轿厢与平衡重交错通过时所产生的风压。由于电梯轿厢与平衡重交错通过的位置由吊索的长度等确定，并且该位置是固定不变的，所以也可以控制成：利用为检测导轨用设置的标识中的位于交错通过位置附近的标识，算出电梯轿厢与平衡重交错通过的时间，并进行前馈控制来减低风压所带来的影响。

Claims

1.一种电梯设备，该电梯设备的电梯轿厢在升降通道内升降，该电梯设备的特征在于，

用于引导电梯轿厢的导轨相对向地设置在升降通道内，多根该导轨隔着接缝沿电梯轿厢的升降方向设置，在上升和下降这两个方向上，夹着该接缝以预先规定的间隔设置有标识，所述电梯轿厢上设置有能够对该标识进行检测的检测器以及能够根据该检测器的输出对所述导轨施加按压力的引导装置。

2.如权利要求1所述的电梯设备，其特征在于，设置有控制所述引导装置的控制单元以及检测所述电梯轿厢的加速度的加速度检测单元，所述控制单元根据所述加速度检测单元的输出来控制所述引导装置所施加的按压力。

3.如权利要求2所述的电梯设备，其特征在于，所述控制单元具有：反馈控制器，该反馈控制器用于对包括电梯轿厢在内的电梯主体的加速度信号进行反馈；以及前馈控制器，该前馈控制器根据所述检测器的信号进行前馈。

4.如权利要求3所述的电梯设备，其特征在于，所述控制单元具有对包括电梯轿厢在内的电梯主体进行模拟而得到的数值模型，并且还具有反馈环路，该反馈环路通过增益调节器对所述数值模型的输出与所述加速度检测单元检测到的电梯主体的加速度之间的偏差进行反馈。

5.如权利要求1所述的电梯设备，其特征在于，所述标识是安装在所述导轨上的凸出构件、形成在所述导轨上的切口部分和安装在所述导轨上的螺栓这三者中的至少一种。

6.如权利要求1所述的电梯设备，其特征在于，所述标识是固定在所述导轨的接缝附近的升降通道壁面上的屏蔽板，所述检测器是可与该屏蔽板相对向的静电电容检测单元或磁检测单元。

7.一种电梯设备的引导装置，其是沿着导轨对电梯设备所具有的电梯轿厢进行引导的电梯设备用引导装置，其特征在于，具有向导轨按压的按压单元、驱动该按压单元且可改变其按压力的致动器、控制该致动器的控制装置以及检测电梯轿厢加速度的加速度检测器，并且还具有标识以及检测单元，该标识设置在多根沿升降方向设置的导轨间形成的导轨接缝附近，位于不与所述按压单元相接触的位置，检测单元在安装到电梯轿厢上时能够对该标识进行检测，所述控制装置根据该检测单元的输出信号来控制所述致动器。

8.如权利要求7所述的电梯设备的引导装置，其特征在于，设置有：调整单元，该调整单元根据电梯设备的运转状态和所述加速度检测器的输出，自动调整所述按压单元对导轨的按压力；以及存储单元，该存储单元储存调整后的结果。

9.如权利要求8所述的电梯设备的引导装置，其特征在于，在所述检测单元检测到所述标识时，所述控制装置将所述按压单元的按压导轨的按压力控制在预先规定的值以下。

10.如权利要求7所述的电梯设备的引导装置，其特征在于，具有：连接构件，该连接构件设置在导轨的接缝部分，在导轨之间进行连接；以及固定单元，该固定单元将该连接构件固定在导轨上，所述检测单元将该固定单元作为标识来检测。

11.如权利要求7所述的电梯设备的引导装置，其特征在于，在导轨的接缝部分与导轨相邻地设置屏蔽板，所述检测单元将该屏蔽板作为标识来检测。