CN105819303B - 自适应阻尼电梯井阻尼总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应阻尼电梯井阻尼总成，包括缓冲板、磁流变阻尼装置和控制***；磁流变阻尼装置至少包括沿电梯井周向设置的四组分布于缓冲板底面并独立托举缓冲板的旋转磁流变阻尼器组件，每组旋转磁流变阻尼器组件均包括托举臂、转轴和至少两个分别传动设置于转轴两端的旋转磁流变阻尼器；所述控制***包括下落参数检测单元、电源单元和中央处理单元；中央处理单元根据下落参数检测单元检测的下落参数实时调整各托举臂的阻尼力，使倾斜缓冲板水平，保证后期更大且有效的阻尼力介入，实现下行缓冲的平顺性，可实现高速和低速电梯的通用，提升电梯的安全性能。

Description

自适应阻尼电梯井阻尼总成

技术领域

本发明涉及领域一种电梯井，具体涉及一种自适应阻尼电梯井阻尼总成。

背景技术

轿厢电梯作为一种电动机提供动力的垂直升降机，通过机械牵引力拖动箱体上行和下行，为保证其运行便捷和制造成本,通常利用电动机驱动绳索拖挂轿厢竖直运动,而驱动结构较为也相对较为复杂，由于安装工艺质量、使用周期和使用环境等问题，使得电梯易出现严重的安全质量问题，虽然质检人员会定期安全检查，但仍然有大量电梯重大意外事故发生，轿厢在无约束或部分约束条件下下落，进而，出现了在电梯井底部设置缓冲板并对可对快速下落的轿厢进行缓冲，尽量减小轿厢突然触底的伤害；现有技术中，通常通过在缓冲板设置弹簧或/和阻尼装置进行缓冲，当轿厢触底时，通过将轿厢的重力势能转化为弹簧的弹性势能和阻尼液的内能，并用导向装置对缓冲板进行竖直导向，然而轿厢在下落的过程中，轿厢通常处于倾斜的状态下落，在与缓冲板接合时，使得缓冲板受到较大力矩作用，使得竖直导向装置易于出现较大摩擦，造成缓冲卡止或造成反向摩擦反冲力过大，不利于弹簧和阻尼件后续介入；同时，由于缓冲结构在穿冲过程中易产生大量的热量，而占地较大的缓冲结构在较为狭小的空间利于散热，并且控制阻尼力的精确度偏低，不利于轿厢阻尼下行的平顺性。

因此，需要对现有的电梯井进行改进，在轿厢发生非正常触底前和触底时的缓冲过程中阻尼力适应性可调，可针对倾斜轿厢下落情况，实现下行缓冲的平顺性，可实现高速和低速电梯的通用，提升电梯的安全性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供自适应阻尼电梯井阻尼总成，在轿厢发生非正常触底前和触底时的缓冲过程中阻尼力适应性可调，可针对倾斜轿厢下落情况，实现下行缓冲的平顺性，可实现高速和低速电梯的通用，提升电梯的安全性能。

本发明的自适应阻尼电梯井阻尼总成，包括用于对轿厢下落时与轿厢底部结合并提供缓冲力的缓冲板、用于为缓冲板提供向上阻尼力的磁流变阻尼装置和用于控制磁流变阻尼装置阻尼力输出的控制***；所述磁流变阻尼装置至少包括沿电梯井周向设置的四组分布于缓冲板底面并独立托举缓冲板的旋转磁流变阻尼器组件，每组旋转磁流变阻尼器组件均包括托举臂、转轴和至少两个分别传动设置于转轴两端的旋转磁流变阻尼器，所述托举臂的一端与转轴沿周向固定连接，另一端支撑于缓冲板底面并与缓冲板单自由度滑动配合；所述控制***包括用于检测轿厢下落参数的下落参数检测单元、用于为磁流变阻尼装置的电磁线圈供电的电源单元和用于接收下落参数检测单元的数据信号并根据该信号向电源单元发出供电命令的中央处理单元。

进一步，所述托举臂与缓冲板底部之间通过滚轮组件实现单自由度滑动配合，所述滚轮组件包括与缓冲板底面滚动配合的滚轮和用于安装滚轮的滚轮安装座板，所述托举臂单自由度铰接于滚轮安装座板的底面；所述缓冲板底面设置有用于对滚轮限位的限位轮槽。

进一步，所述磁流变阻尼装置还包括至少四个沿自身轴向输出阻尼力的筒形磁流变阻尼器；每个筒形磁流变阻尼器与单组旋转磁流变阻尼器组件对应设置并均包括筒体、设置于筒体内的电磁活塞组件和与电磁活塞组件固定连接用于输出阻尼力的活塞杆，所述筒体外侧底部与电梯井底面铰接，所述活塞杆的外端与托举臂共轴铰接于滚轮安装座板的底面。

进一步，所述电磁活塞组件设在筒体中并将筒体分隔为第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室均设置有磁流变液，所述电磁活塞组件包括活塞头和励磁线圈，所述活塞头的外表面设有用于供磁流变液在第一腔室与第二腔室之间流动的螺旋形阻尼通道，所述励磁线圈设在螺旋形阻尼通道的径向外侧。

进一步，所述活塞头为圆筒结构，所述螺旋形阻尼通道为单线螺旋结构、双线螺旋结构或者多线螺旋结构，所述螺旋形阻尼通道的截面形状为矩形；所述电磁活塞组件还包括分别设在活塞头轴向两端并由导磁材料制成的前端盖和后端盖，所述前端盖上设有用于连通第一腔室与螺旋形阻尼通道的第一连通孔，所述后端盖上设有用于连通第二腔室与螺旋形阻尼通道的第二连通孔。

进一步，所述前端盖与筒体的内壁之间及所述后端盖与筒体的内壁之间均设有第一密封件；所述前端盖与后端盖之间还设有用于安装励磁线圈的线圈安装槽，所述线圈安装槽与活塞头之间设有采用非导磁材料制成的内隔板，所述线圈安装槽与筒体的内壁之间设有采用导磁材料制成的外隔板。

进一步，所述筒形磁流变阻尼器还包括浮动活塞，所述浮动活塞设在第二腔室中并将第二腔室分隔成第三腔室和第四腔室，所述第一腔室与第三腔室相通并填充有磁流变液，所述第四腔室填充有压缩惰性气体。

进一步，所述托举臂由水平臂和由水平臂一端轴向延伸并向上弯折形成的弯折臂组成，水平臂的另一端与转轴沿周向固定连接，所述弯折臂的上端与滚轮安装座板底面铰接。

进一步，所述水平臂的下方设置有用于推动水平臂复位的气缸。

进一步，所述下落参数检测单元包括：

下落速度检测传感器，用于检测轿厢下落速度参数；

电梯箱体重力参数传感器，用于检测电梯箱体的实时载重重量参数；

下落接触压力检测传感器，用于检测轿厢下落时与缓冲板接触时对缓冲板产生的压力参数；

偏转角度检测传感器，用于检测各托举臂托举时的偏转角度参数。

本发明的有益效果是：本发明公开的一种自适应阻尼电梯井阻尼总成，通过在缓冲板的底部设置旋转磁流变阻尼器组件，通过托举臂对缓冲板的托举作用，缓冲板在下行过程中，托举臂由于旋转磁流变阻尼器的阻尼作用，对缓冲板提供一个向上的缓冲阻尼力，中央处理单元根据下落参数检测单元检测的下落参数实时调整各托举臂的阻尼力，使倾斜缓冲板水平，保证后期更大且有效的阻尼力介入，实现下行缓冲的平顺性，可实现高速和低速电梯的通用，提升电梯的安全性能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中筒形磁流变阻尼器的结构示意图；

图3为本发明中托举臂和旋转磁流变阻尼器的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，图2为本发明中筒形磁流变阻尼器的结构示意图,图3为本发明中托举臂和旋转磁流变阻尼器的结构示意图,如图所示，本实施例中的自适应阻尼电梯井阻尼总成，包括用于对轿厢下落时与轿厢底部结合并提供缓冲力的缓冲板1、用于为缓冲板1提供向上阻尼力的磁流变阻尼装置和用于控制磁流变阻尼装置阻尼力输出的控制***；所述磁流变阻尼装置固定于电梯井底部基础2上，所述磁流变阻尼装置至少包括沿电梯井周向设置的四组分布于缓冲板1底面并独立托举缓冲板1的旋转磁流变阻尼器组件，电梯井底部基础2形成矩形腔，矩形腔的每个侧壁基础2内固定安装旋转磁流变`阻尼器组件，每组旋转磁流变阻尼器组件均包括托举臂3、转轴4和至少两个分别传动设置于转轴4两端的旋转磁流变阻尼器5，旋转磁流变阻尼器5固定于基础2内并对转轴4转动形成旋转阻尼，所述托举臂3的一端与转轴4沿周向固定连接，另一端支撑于缓冲板1底面并与缓冲板1单自由度滑动配合，通过旋转磁流变阻尼器5对转轴4形成阻尼，进而对托举臂3转动形成阻尼，实现对缓冲板1提供向上的阻尼力；所述控制***包括用于检测轿厢下落参数的下落参数检测单元、用于为磁流变阻尼装置的电磁线圈供电的电源单元和用于接收下落参数检测单元的数据信号并根据该信号向电源单元29发出供电命令的中央处理单元28；通过在缓冲板1的底部设置旋转磁流变阻尼器5组件，通过托举臂3对缓冲板1的托举作用，缓冲板1在下行过程中，托举臂3由于旋转磁流变阻尼器5的阻尼作用，对缓冲板1提供一个向上的缓冲阻尼力，中央处理单元28根据下落参数检测单元检测的下落参数实时调整各托举臂3的阻尼力，使倾斜缓冲板1水平，保证后期更大且有效的阻尼力介入，实现下行缓冲的平顺性，可实现高速和低速电梯的通用，提升电梯的安全性能。

本实施例中，所述托举臂3与缓冲板1底部之间通过滚轮组件实现单自由度滑动配合，所述滚轮组件包括与缓冲板1底面滚动配合的滚轮6和用于安装滚轮的滚轮安装座板7，所述托举臂3单自由度铰接于滚轮安装座板7的底面；所述缓冲板1底面设置有用于对滚轮限位的限位轮槽；通过滚轮组件的设置，保证托举臂3与缓冲板1之间滚动配合，避免托举臂3与缓冲板1之间卡止或产生其他不良摩擦力，保证缓冲板1下行的柔顺性。

本实施例中，所述磁流变阻尼装置还包括至少四个沿自身轴向输出阻尼力的筒形磁流变阻尼器8；每个筒形磁流变阻尼器8与单组旋转磁流变阻尼器5组件对应设置并均包括筒体9、设置于筒体9内的电磁活塞组件和与电磁活塞组件固定连接用于输出阻尼力的活塞杆10，所述筒体9外侧底部与电梯井底面铰接，所述活塞杆的外端与托举臂3共轴铰接于滚轮安装座板7的底面；如图所述，所述筒体9外侧底部设置铰接支耳并铰接于电梯井底并且筒形磁流变阻尼器8上端朝旋转磁变流变阻尼器侧倾斜，保证筒形磁流变阻尼器8和托举臂3对滚轮组件的水平分力相对，保证滚轮组件的稳定性，通过中央处单元控制筒形磁流变阻尼器8并与旋转磁变流变阻尼器相配合对缓冲板1施加有效的阻尼力，并且结构简单，安装方便，安装空间较大，利于散热，同时阻尼力易于控制和控制精度高，保证缓冲的平顺性。

本实施例中，所述电磁活塞组件设在筒体9中并将筒体9分隔为第一腔室11和第二腔室12，第一腔室11和第二腔室12均设置有磁流变液，所述电磁活塞组件包括活塞头13和励磁线圈14，所述活塞头13的外表面设有用于供磁流变液在第一腔室11与第二腔室12之间流动的螺旋形阻尼通道15，所述励磁线圈14设在螺旋形阻尼通道15的径向外侧；在活塞头13的外表面设置螺旋形阻尼通道15，相比于直线结构的阻尼通道，可以增长阻尼通道的有效长度，扩大阻尼力输出范围，能够满足高速冲击下的缓冲要求；励磁线圈14设在螺旋形阻尼通道15的径向外侧，有利于励磁线圈14形成垂直于阻尼通道中磁流变介质运动方向的磁场作用，工作缸的筒体9无需作为导磁部件，简化了加工工艺。

本实施例中，所述活塞头13为圆筒结构，所述螺旋形阻尼通道15为单线螺旋结构、双线螺旋结构或者多线螺旋结构，所述螺旋形阻尼通道15的截面形状为矩形；结构灵活，适用能力较强，多线螺旋结构是指三线以上的螺旋结构；螺旋形阻尼通道15可在不增加粘滞阻尼力的同时提高屈服流体的库仑力，并可避免磁流变液的局部淤积，防止起泡产生，保证磁路的畅通和磁流变介质的悬浮稳定，螺旋形阻尼通道15的螺旋升角可根据实际需要而定，在本实施例中，当螺旋升角大于10°时，可产生较大的绕轴向扭矩，有利于防止磁流变液沉降，所述电磁活塞组件还包括分别设在活塞头13轴向两端并由导磁材料制成的前端盖和后端盖，所述前端盖上设有用于连通第一腔室11与螺旋形阻尼通道15的第一连通孔，所述后端盖上设有用于连通第二腔室12与螺旋形阻尼通道15的第二连通孔；并且后端盖或前端盖设置有导线孔，励磁线圈14的导线通过导线孔与外部电源连通，结构简单且紧凑。

本实施例中，所述前端盖16与筒体9的内壁之间及所述后端盖17与筒体9的内壁之间均设有第一密封件；所述前端盖16与后端盖17之间还设有用于安装励磁线圈14的线圈安装槽18，所述线圈安装槽18与活塞头13之间设有采用非导磁材料制成的内隔板，所述线圈安装槽18与筒体9的内壁之间设有采用导磁材料制成的外隔板；密封件优选为“O”型密封圈；非导磁的内隔板将励磁线圈14与螺旋形阻尼通道15中的磁流变介质相隔离，导磁的外隔板及导磁的前端盖16、后端盖17相配合形成良好磁路。

本实施例中，所述筒形磁流变阻尼器8还包括浮动活塞20，所述浮动活塞20设在第二腔室12中并将第二腔室12分隔成第三腔室和第四腔室19，所述第一腔室11与第三腔室相通并填充有磁流变液，所述第四腔室19填充有压缩惰性气体；浮动活塞20能够改善缓冲装置的非线性输出特性，当振动发生突变时，浮动活塞20两面压差产生变化，致浮动活塞20相对工作缸产生相对运动，吸收振动产生的能量。

本实施例中，所述托举臂3由水平臂和由水平臂一端轴向延伸并向上弯折形成的弯折臂22组成，水平臂21的另一端与转轴4沿周向固定连接，所述弯折臂的上端与滚轮安装座板7底面铰接；弯折臂22的弯折角度为30°-90°之间，保证托举臂3对缓冲板1提高有效的向上阻尼力，利于阻尼力的有效输出。

本实施例中，所述水平臂21的下方设置有用于推动水平臂21复位的气缸23；所述气缸23通过中央处理单元28控制，当轿厢需要复位为，气缸23的活塞杆10直接对水平臂21施加向上的推力，结构简单，操作方便。

本实施例中，所述下落参数检测单元包括：

下落速度检测传感器24，用于检测轿厢下落速度参数，设置于电梯井，可采用霍尔元件测速等现有的速度传感器，在此不再赘述；

电梯箱体重力参数传感器25，用于检测电梯箱体的实时载重重量参数，可设置于电梯厢体底部或者其他承力部件；

下落接触压力检测传感器26，下落接触压力检测传感器设置于缓冲板1上表面，用于检测轿厢下落时与缓冲板1接触时对缓冲板1产生的压力参数；偏转角度检测传感器27，设置电梯进底部侧壁上，用于检测各托举臂3托举时的偏转角度参数；通过上述电梯厢体下落速度参数、实时载重重量参数和托举臂3的偏转角度即可获得缓冲惯性和矫正力矩的需要，根据该需要调整电流的大小,而该调整在电梯下落过程中即可进行，根据下落速度、整体重量获得实时的惯性参数，从而实时调整磁流变液的粘度，而具有针对性的形成阻尼；实际使用时，电梯厢体下落并与磁流变阻尼体接触时对磁流变阻尼体产生的压力参数具有及时准确的效果，可准确的获得实际的冲击力，从而对上述两个参数获得的惯性参数达到修正的目的，应以压力参数和获得的惯性力大者为准；由于具有实时的检测，在下落过程中使得不同阻尼力具有针对性的增加或调整，压力参数修正后也不至于具有突变的变化和冲击力；上述获得的惯性参数并根据惯性参数调整磁流变液粘度，通过简单的计算以及现有技术的程序即可实现，在此不再赘述。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种自适应阻尼电梯井阻尼总成，其特征在于：包括用于对轿厢下落时与轿厢底部结合并提供缓冲力的缓冲板、用于为缓冲板提供向上阻尼力的磁流变阻尼装置和用于控制磁流变阻尼装置阻尼力输出的控制***；所述磁流变阻尼装置至少包括沿电梯井周向设置的四组分布于缓冲板底面并独立托举缓冲板的旋转磁流变阻尼器组件，每组旋转磁流变阻尼器组件均包括托举臂、转轴和至少两个分别传动设置于转轴两端的旋转磁流变阻尼器，所述托举臂的一端与转轴沿周向固定连接，另一端支撑于缓冲板底面并与缓冲板单自由度滑动配合；所述控制***包括用于检测轿厢下落参数的下落参数检测单元、用于为磁流变阻尼装置的电磁线圈供电的电源单元和用于接收下落参数检测单元的数据信号并根据该信号向电源单元发出供电命令的中央处理单元。

2.根据权利要求1所述的自适应阻尼电梯井阻尼总成，其特征在于：所述托举臂与缓冲板底部之间通过滚轮组件实现单自由度滑动配合，所述滚轮组件包括与缓冲板底面滚动配合的滚轮和用于安装滚轮的滚轮安装座板，所述托举臂单自由度铰接于滚轮安装座板的底面；所述缓冲板底面设置有用于对滚轮限位的限位轮槽。

3.根据权利要求2所述的自适应阻尼电梯井阻尼总成，其特征在于：所述磁流变阻尼装置还包括至少四个沿自身轴向输出阻尼力的筒形磁流变阻尼器；每个筒形磁流变阻尼器与单组旋转磁流变阻尼器组件对应设置并均包括筒体、设置于筒体内的电磁活塞组件和与电磁活塞组件固定连接用于输出阻尼力的活塞杆，所述筒体外侧底部与电梯井底面铰接，所述活塞杆的外端与托举臂共轴铰接于滚轮安装座板的底面。

4.根据权利要求3所述的自适应阻尼电梯井阻尼总成，其特征在于：所述电磁活塞组件设在筒体中并将筒体分隔为第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室均设置有磁流变液，所述电磁活塞组件包括活塞头和励磁线圈，所述活塞头的外表面设有用于供磁流变液在第一腔室与第二腔室之间流动的螺旋形阻尼通道，所述励磁线圈设在螺旋形阻尼通道的径向外侧。

5.根据权利要求4所述的自适应阻尼电梯井阻尼总成，其特征在于：所述活塞头为圆筒结构，所述螺旋形阻尼通道为单线螺旋结构、双线螺旋结构或者多线螺旋结构，所述螺旋形阻尼通道的截面形状为矩形；所述电磁活塞组件还包括分别设在活塞头轴向两端并由导磁材料制成的前端盖和后端盖，所述前端盖上设有用于连通第一腔室与螺旋形阻尼通道的第一连通孔，所述后端盖上设有用于连通第二腔室与螺旋形阻尼通道的第二连通孔。

6.根据权利要求5所述的自适应阻尼电梯井阻尼总成，其特征在于：所述前端盖与筒体的内壁之间及所述后端盖与筒体的内壁之间均设有第一密封件；所述前端盖与后端盖之间还设有用于安装励磁线圈的线圈安装槽，所述线圈安装槽与活塞头之间设有采用非导磁材料制成的内隔板，所述线圈安装槽与筒体的内壁之间设有采用导磁材料制成的外隔板。

7.根据权利要求6所述的自适应阻尼电梯井阻尼总成，其特征在于：所述筒形磁流变阻尼器还包括浮动活塞，所述浮动活塞设在第二腔室中并将第二腔室分隔成第三腔室和第四腔室，所述第一腔室与第三腔室相通并填充有磁流变液，所述第四腔室填充有压缩惰性气体。

8.根据权利要求1所述的自适应阻尼电梯井阻尼总成，其特征在于：所述托举臂由水平臂和由水平臂一端轴向延伸并向上弯折形成的弯折臂组成，水平臂的另一端与转轴沿周向固定连接，所述弯折臂的上端与滚轮安装座板底面铰接。

9.根据权利要求8所述的自适应阻尼电梯井阻尼总成，其特征在于：所述水平臂的下方设置有用于推动水平臂复位的气缸。

10.根据权利要求1所述的自适应阻尼电梯井阻尼总成，其特征在于：所述下落参数检测单元包括：

下落速度检测传感器，用于检测轿厢下落速度参数；

电梯箱体重力参数传感器，用于检测电梯箱体的实时载重重量参数；

下落接触压力检测传感器，用于检测轿厢下落时与缓冲板接触时对缓冲板产生的压力参数；

偏转角度检测传感器，用于检测各托举臂托举时的偏转角度参数。