CN107206978A - 用于旋转***的涡流制动设备 - Google Patents

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Abstract

一种具有磁性制动***的第一部分的装置，该第一部分上设置有第一元件。第一部分围绕轴线旋转。第一元件的位置与轴线成固定距离。磁性制动***的第二部分上设置有第二元件。弹簧将可旋转的第一部分偏置为与第二部分成第一距离。当向其中一个部分施加力时，可旋转的第一部分与第二部分的相对位置被减小至小于第一距离的第二距离。

Description

用于旋转***的涡流制动设备
相关申请的交叉引用
本申请已于2015年8月20日作为PCT国际专利申请提交，并且要求提交于2014年8月20日的美国专利申请第62/039,731号的优先权，该申请的全部公开内容通过引用被并入本文中。
背景技术
涡流制动***可使用离心力来使转子伸展至磁场。离心涡流制动设备在旋转的转子组件中要求较大的支撑结构，以支撑离心地部署的导电构件，并且在部署过程中确保它们保持在平面中，使得它们不会与磁体接触。因为将偏置机构并入导电构件离心地部署的旋转组件中的复杂性、结构、零件个数以及质量，所以***包含有极大的转动惯量。因此，涡流制动在部署期间会延迟启动，和/或在负载运动已停止时会延迟完成制动。此外，这种延迟是设计所固有的，并且在不重新设计单元的情况下不能被控制或调节。
即使具有如此大的支撑结构，这种设备仍然需要十分严格的公差，以允许***安装的传导构件在相同平面上可靠地移入磁场。即便传导构件的枢轴十分少量地超出公差(可由于材料缺陷或假设设备已掉落或承受冲击而产生的情况)，传导构件也会在制动过程中与磁体发生接触，由此损坏设备并且妨碍正确的转子部署。
散热也是一个问题。因为涡流制动***将运动(例如，旋转)能转换为热量，所以在制动***的不同部件被损坏之前有效地移除热量成为了设计准则。离心设备依赖于有平滑侧面的、低摩擦的传导构件来离心地部署在磁场中，同时在约束结构上滑动。因此，极大地限制了传导构件的散热(涡流制动中的重要因素)。
对于包含有回缩弹簧的涡流制动***，例如自回缩救生索、自拴紧设备以及娱乐自回缩下降设备，具有较重转子组件的设备回缩的更慢，并且要求更大且更坚固的回缩弹簧来执行相同功能。因为可接受的设备尺寸的限制，所以并不会选择更大的回缩弹簧，致使设备不能承受高周期使用(例如，回缩弹簧快速地疲劳和失效)。
离心涡流设备通常包括多个偏置元件，其各自用于每个部署的转子。这增加了设备的复杂性且使得偏置调节更加困难。的确，大多数离心***并不设置有允许设备用于不同应用的可调节偏置。反之，离心***设置有制造商选定的固定偏置，其基于设备最终用途的预期平均负载条件来确定。此外，离心设计的高复杂性导致了高制造成本和高维修成本。
发明内容
本文描述的涡流制动***利用直接的机械连接件，其通过施加的负载致动，以将导体移动为靠近磁体组件所产生的磁场(通过移动导体、移动磁体组件或移动二者)。通过机械连接件，所施加的负载的量支配导体与磁体组件之间的距离，由此使得制动力随着所施加的负载而改变。所施加的负载使得设备在磁场附近旋转，以产生制动力。本文中将就线分配设备而言描述大部分实施例，该线分配设备诸如自系紧设备或下降设备，其中通过由该设备降低有效负载来施加负载。然而，读者会理解本文所述的负载控制的制动设备可适用于附图所示内容之外的任何数量的设备和应用。
在一个方面中，本技术涉及：一种装置，其具有：磁性制动***的可旋转的第一部分，其上设置有第一元件，其中第一部分可围绕可旋转的第一轴线旋转，并且其中第一元件的位置被设置为与可旋转的第一轴线成固定距离；磁性制动***的第二部分，其上设置有第二元件，其中第一元件和第二元件中的至少一个产生磁场；以及用于将可旋转的第一部分偏置为与第二部分成第一距离的弹簧，其中在向可旋转的第一部分和第二部分中的至少一个施力时，可旋转的第一部分关于第二部分的相对位置被减小至小于第一距离的第二距离。在实施方式中，第二部分可围绕第二轴线旋转。在另一个实施方式中，第二元件的位置被设置为与第二轴线成固定距离。在另一个实施方式中，第一元件包括多个磁体并且第二元件包括导体。在又一个实施方式中，第一元件具有导体并且第二元件具有多个磁体。
在上述方面的另一个实施方式中，装置进一步包括：可旋转的卷盘；缠绕在卷盘上的一段材料；并且其中通过施加于一段材料上的重物来向可旋转的第一部分和第二部分中的至少一个施加力。在实施方式中，该段材料包括一段织物带、线缆、绳索以及链条中的至少一个。在另一个实施方式中，可旋转的卷盘的旋转引起可旋转的第一部分的相应旋转。在又一个实施方式中，装置进一步包括设置于可旋转的卷盘与可旋转的第一部分之间的多个齿轮。
在另一个方面中，本技术涉及一种装置，其具有：磁性制动***的具有第一元件的第一部分，其中第一元件被设置为阵列，其中第一元件与第一基准点成第一固定距离；磁性制动***的具有第二元件的第二部分，其中第二元件与第二基准点成第二固定距离，其中第一元件和第二元件中的至少一个产生磁场；将第一部分和第二部分相连接的连接件，其中向连接件施加力改变了第一基准点相对于第二基准点的位置。在实施方式中，第一部分可围绕第一基准点旋转。在另一个实施方式中，第二部分可围绕第二基准点旋转。在另一个实施方式中，连接件具有偏置元件，其被配置为将第一基准点偏置为远离第二基准点第一距离，并且其中施加力使第一基准点相对于第二基准点移动。在又一个实施方式中，施加力使第一部分相对于第二基准点移动第二距离，其中第二距离小于第一距离。
在上述方面的另一个实施方式中，装置进一步包括：可旋转的卷盘；缠绕在卷盘上的一段材料；并且其中可旋转的卷盘的旋转产生了第一部分和第二部分中的至少一个的相应旋转。在实施方式中，施加于该段材料的重物产生了施加于连接件的力。在另一个实施方式中，阵列包括多个第一元件。在另一个实施方式中，阵列限定了：第一元件的第一子集，其被设置为与第一基准点成第一子集距离；以及第一元件的第二子集，其被设置为与第一基准点成第二子集距离。在又一个实施方式中，第一子集包括第一数量的第一元件并且其中第二子集包括第二数量的第一元件，并且其中第二子集与第一子集不同。
在上述方面的另一个实施方式中，第一子集包括每固定单位面积的第一密度的第一元件并且其中第二子集包括每固定单位面积的第二密度的第一元件，并且其中第二子集与第一子集不同。在实施方式中，第一子集包括第一面积的第一元件并且其中第二子集包括第二面积的第一元件，并且其中第二子集与第一子集不同。
在另一个方面中，本技术涉及一种方法，其包括：将第一部分定位为与第二部分成第一距离，其中：第一部分具有磁性制动***的第一元件，并且其中第一元件与第一基准点成第一固定距离；并且第二部分包括磁性制动***的第二元件，其中第二元件与第二基准点成第二固定距离，并且其中第一元件和第二元件中的至少一个产生磁场；以及向将第一部分和第二部分相连接的连接件施加力，其中向连接件施加力改变了第一基准点相对于第二基准点的位置。
附图说明
在附图中示出了目前优选的实施例，然而，应理解的是本技术并非限制于所示的精确布局和手段。
图1A-1H表示根据本技术的实施例的涡流制动***的第一部分和第二部分的示意图。
图2A和2B各自表示根据本技术的实施例的涡流制动***的立体图和侧视图。
图3表示根据本技术的另一个实施例的涡流制动***的立体图。
图4A和4B各自表示根据本技术的实施例的涡流制动***的立体图和侧视图。
图5A和5B各自表示根据本技术的实施例的涡流制动***的端视图。
图6A和6B各自表示根据本技术的实施例的涡流制动***的立体图和侧视图。
图7A和7B各自表示根据本技术的实施例的涡流制动***处于第一位置和第二位置的侧视图。
图8A和8B各自表示根据本技术的实施例的涡流制动***的立体图和端视图。
图9表示根据本技术的另一个实施例的涡流制动***的侧视图。
图10表示根据本技术的另一个实施例的涡流制动***的侧视图。
图11表示操作根据本技术的实施例的涡流制动***的方法。
具体实施方式
在附图中考虑和示出了涡流制动***的多种配置。图1A-1H示出了根据本技术的实施例的涡流制动***100的第一部分和第二部分的示意图。下文中主要关于共有的方面、结构和功能来描述不同的实施例。图1A-1H中描述的与***100相同的部件仅通过根数表示(例如，“第一基准点100”)，而不涉及后缀(例如，A-H)。针对图1A-1H的涡流制动***100A-H的特定实施例，后续以这种主要形式来描述不同实施例的特性。总体上，每个制动***100都包括第一部分102和第二部分104。在不同的实施例中，部分102、104可各自包括一个或多个导电元件106和/或磁性元件108(或通过它们制成)。导电元件在本文中也称为导体、导体元件或传导元件。磁性元件在本文中也称为磁体。第一部分102包括基准点110并且第二部分104包括基准点112。可按照针对特定应用的要求或需要来限定基准点110、112在它们各自的第一部分102和第二部分104上的位置。例如，用于旋转元件的基准点可被限定为该元件围绕旋转的轴线A。用于非旋转元件的基准点可被限定为该元件上的固定点P。
基准点110、112限定了用于测量第一部分102与第二部分104之间的间隙的点。例如，在制动***100的一种状态中，基准点110、112分离了第一距离D。在第二状态中，基准点110、112分离了小于第一距离D的第二距离D’。随着基准点110、112之间的距离D减小，导体元件106和磁性元件108重叠，由此使得制动力随着所施加的负载力F而改变。额外地或可替代地，第二状态可考虑到导体元件106与磁性元件之间的更近的接近度或更短的距离也可产生更大的制动力。总体上，导体106越深地穿入磁体108所产生的磁场，所施加的制动力越大。基准点110、112各自作为导体元件106和/或磁性元件108的参考点。例如，在图1A示出的实施例中，导体元件106A与基准点110A成固定的、恒定的距离，其中第一部分102A整体上由导体元件106A制成。换言之，导体元件106A不关于其基准点移动。类似地，磁性元件108A与基准点112A成固定的、恒定的距离，其中第二部分104A整体上由磁性元件108A制成。同样，磁性元件108A不关于其基准点112A移动。
随着基准点110、112之间的距离D减小为更短的距离D’，导体元件106A移入磁性元件108A所产生的磁场中。如下文不同实施方式中所述的那样，可通过施力来产生基准点110、112的运动。如果部分102、104的其中之一旋转R，则通过磁性元件108在导体元件106上产生的磁力开始减慢该部分102、104的旋转R。随着基准点110、102移动靠近彼此，导体元件106与磁性元件进一步重叠，以致施加了更大的磁力，进一步减慢了旋转R。如下文中所述的那样，例如，这有助于施加与在***100上起作用的重力直接相关的力。需要的是部分102、104不彼此接触，因为这会导致***100损坏和失效。如此，部分102、104可被设置于不同的平面中，使得面对的边缘114、116可随着基准点110、112移动靠近彼此而重叠。
针对图中所示的特定实施例，图1A示出了包含有第一部分102A的制动***100A，该第一部分102A大致上由旋转R的导体元件106A制成。第二部分104A大致上由磁性元件108A制成。随着基准点110A、112A之间的距离D减小为更短的距离D’，第一部分102A的旋转R随着导体元件106A与磁性元件108A所产生的磁场进一步重叠而被减慢。在图1B中，制动***100B包括第一部分102B，其大致上由旋转R的导体元件106B制成。第二部分104B包括多个磁性元件108B，它们被设置为大致上平行于第二部分104B的前边缘116B。如此，基准点110B、112B之间的距离被缩短，旋转的第一部分102B随着导体元件106B与多个磁体108B重叠而遇到更强的磁场。即，随着基准点110B、112B移动靠近彼此，传导元件106B遇到更多数量的磁性元件108B所产生的磁场。如此，施加于第一部分102B或第二部分104B的更重的负载承受更大的制动力，因为更重的负载使得基准点110B、112B更靠近彼此。
在图1C中，制动***100C包括第一部分102C，其包括多个磁性元件108C并且被配置为旋转R。第二部分104C由传导材料106C制成。随着基准点110C、112C移动靠近彼此，传导元件106C的更大部分遇到磁性元件108C所产生的磁场，并且制动力增大。在图1D中，制动***100D包括第一部分102D，其大致上由旋转R的导电元件106D制成。第二部分104D包括多个磁性元件108D，其被设置为大致上平行于第二部分104D的前边缘116D、被设置为多个阵列118D。随着基准点110D、112D之间的距离D被缩短，传导元件106D遇到第一阵列118D’所形成的磁场，其施加第一制动力从而减慢旋转R。施加于第一部分102D或第二部分104D的更重的负载将使得基准点110D、112D更靠近彼此移动。如此，更重的负载将使得传导元件106D遇到第一阵列118D’以及第二阵列118D”所形成的磁场。更重的负载将使得传导元件106D遇到第一阵列118D’、第二阵列118D”以及第三阵列118D”’所形成的磁场。通过遭遇所有阵列118D产生的磁场，最强的制动力被施加于旋转的第一部分102D，因此在承受最重的负载时向***100D施加更大的制动力。
在图1E中，制动***100E包括第一部分102E，其大致上由旋转R的导电元件106E制成。第二部分104E包括多个磁性元件108E，它们被设置为大致上平行于第二部分104E的前边缘116E、被设置为多个阵列118E，其中阵列118E包含有全部磁性元件108E的子集。每个阵列都具有磁体108E的单位面积密度，其中通过特定阵列118E中的磁体108E所界定的第二部分108E的总面积来确定该面积。随着基准点110E、112E之间的距离D减小，传导元件106E遇到第一阵列118E’所形成的磁场，其施加第一制动力从而减慢旋转R。更重的负载施加于第一部分102E或第二部分104E将会导致基准点110E、112E更靠近。如此，较重的负载会使得传导元件106E遇到第一阵列118E’以及第二阵列118E”所形成的磁场。从第一阵列118’中比第二阵列118”更多的磁体108E可以看出，第二阵列118E”具有第二部分104E的每单位面积的更大的密度。更重的负载会使得传导元件106E遇到第一阵列118E’、第二阵列118E”以及具有更大的阵列密度的第三阵列118E”’所形成的磁场。此外，补充的第四阵列118E””被设置为邻近第三阵列118E”’，其针对非常重的负载提供了用于减慢旋转R的更进一步的制动力。每个阵列118E都被限定为与基准点112E成阵列距离或子集距离。虽然关于其衍生物描述了阵列118E，但是还可关于每阵列118E的磁性元件108E的数量或特定阵列中的磁体总面积来描述阵列。
图1F示出了制动***100F，其包括大致上由旋转R的导电元件106F制成的第一部分102F。第二部分104F大致上由磁性元件108F制成。随着基准点110F、112F之间的距离D减小为更短的距离D’，第一部分102F的旋转R随着导电元件106F进一步移入磁性元件108F所产生的磁场而被减慢。尤其是，前边缘114F是锯齿状或不平整的，其示出为具有多个切口120F。切口120F使得第一部分102F具有邻近前边缘114F的少量传导元件106F。如此，少量的传导元件106F在较小负载下进入磁性元件108F所产生的磁场，同时更重的负载使得更多传导元件106F进入磁场。这基于负载控制了所施加的制动力。
图1G示出了制动***100G，其包括大致上由旋转R的导电元件106G制成的第一部分102G。第二部分104G包括多个磁性元件108G，它们具有的形状限定了越靠近第二部分104G的前边缘116G而越小的面积，以及随着与前边缘116G的距离增大而越大的面积。随着基准点110G、112G之间的距离D减小，传导元件106G遇到磁性元件108G的更大面积，如此遇到通过其产生的磁场所生成的更大的力。因此，更重的负载承受更大的制动力。
图1A-1G示出了具有旋转的第一部分102以及大体上不旋转的第二部分104的制动***100。如图1H所示，本文描述的技术还可改变为具有两个旋转的部分102H、104H的制动***100H。此处，第一部分102H和第二部分104H在不同方向上旋转。第一旋转部分102H包括设置为阵列122F的多个传导元件106H。第二部分104H包括多个磁性元件108H，它们具有的形状限定了越靠近第二部分104H的前边缘116H而越小的面积，以及随着与前边缘116H的距离增大而越大的面积。随着基准点110H、112H之间的距离D减小，传导元件106H遇到磁性元件108H的更大面积，如此，遇到通过其产生的磁场所生成更大的力。因此，更重的负载承受更大的制动力。某些传导元件106H和磁性元件108H被配置为使得它们在邻近它们各自部分的前边缘处具有较小面积。如此，在这些较小面积处遇到较小的制动力。也可想到其他形状的这种元件。这可进一步帮助改变制动***的动态范围。
附图主要示出了包含有磁性和导电元件的构造的这些和其他实施例的涡流制动***。本领域技术人员在阅读本说明书时可显而易见地对这些非限制性实施例做出进一步的修改。如此，也可想到包含有不同的磁性元件和传导元件构造的其他涡流制动***。例如，虽然所附实施例表示了自系紧设备或其他坠落保护***，但是也可想到本文所述的制动***的其他应用。制动***可用于向车辆提供制动力，诸如过山车或火车。即，该***可集成于车轮以及向这些车轮施加制动力的制动***中。也可想到垂直构造(例如，用于升降***)。另外，下文所述的从卷盘解开的线缆或织物带可被解开成为水平构造(例如，在滑索***或其他大致上线性的输送***上)。装置***可包括加载和卸载***，以用于来自货船的货物的运动等等。
图2A和2B各自示出了根据本技术的实施例的涡流制动***200的立体图和侧视图。同时描述图2A和2B。涡流制动***200可用于需要制动力的任何***中，例如，从而减慢和/或停止重物或负载的下落。例如，涡流制动***200可用于自系紧设备中，其用于攀登、坠落保护或其他***。在图2A和2B中大体上以虚线框体AB示出这种自系紧设备。设备AB包括卷盘(在图2A和2B中被遮住)，其上缠绕有织物带、线缆或其他细长元件202。重物W(例如，攀登者)在织物带202上施加力F。力F通过转动卷盘来解开织物带202。被固定于卷盘的卷盘齿轮204旋转R，并且该旋转R通过链条和齿轮、线缆和滑轮或其他传动装置206被传递至由传导元件210制成的相应的第一部分208，该第一部分208也旋转R。第一部分208和卷盘齿轮204(以及卷盘)通过具有固定枢转点214的连接件212相连接。
偏置元件216被固定于锚定部218处，并且在相对端被连接于连接件212和卷盘齿轮204，从而偏置卷盘齿轮204(在所示图2A和2B中向上偏置)。如本文所述，偏置元件可包括压缩弹簧、扭转弹簧、拉伸弹簧、气缸、电磁设备等等。另外，在本文所示的不同实施例中，偏置元件所提供的偏置力B是可调节的。在这方面，用户可至少部分地基于用户重量、所需下降速率以及其他因素来针对自系紧设备进一步调整偏置力B。随着重物W向织物带202施加力F，连接件围绕固定枢转点214枢转P。这继而使第一部分208移动靠近具有固定位置的第二部分220，该第二部分220包括在其上设置为阵列224的多个磁体222。产生较小的力F的较轻的重物W可仅使第一部分208移动靠近磁体阵列224的第一部分224’。第一部分208和第二部分220中的每一个各自包括基准点226、228。基准点226是第一部分208围绕旋转的轴。更重的重物可产生进一步减小第一基准点226与第二基准点228之间的距离的力，因此使传导材料210移动靠近阵列224的第二部分224”和第三部分224”’。如此，更重的重物W承受更强的制动力，从而更有效地减慢重物W。
图3示出了根据本技术的另一个实施例的涡流制动***300的立体图。涡流制动***300可用于需要制动力的任何***中，例如，没有在图3中示出的上述自系紧设备。用于自系紧设备的***300包括卷盘301，其上缠绕有织物带、线缆或其他细长元件302。重物W在织物带302上施加力F，其通过转动卷盘301来解开织物带302。被固定于卷盘301的卷盘齿轮304旋转R，并且该旋转R通过传动装置306被传递至相应的第一部分308。此处，第一部分308包括多个分离的盘308A、308B、308C，其各自被配置为一起旋转R。盘308A、308B、308C各自由传导元件310制成。第一部分308和卷盘301通过具有固定枢转点314的连接件312相连接。偏置元件316被固定于锚定部318处，并且在相对端被连接于连接件312和卷盘齿轮301，从而向上偏置卷盘301。随着重物W向织物带302施加力F，连接件围绕固定枢转点314枢转P。这继而使第一部分308移动靠近具有固定位置的第二部分320。第二部分320限定了多个通道320A、320B、320C。通道320A、320B、320C各自包括设置于分别的通道320A、320B、320C两侧上的多个磁体322。通道320A、320B、320C被配置为随着第一部分308移动靠近第二部分320而容纳分离的盘308A、308B、308C中相应的一个。虽然示出了三个通道和盘，但是其他实施例可仅使用单一通道或多于三个的通道。产生较小的力F的较轻的重物W可仅使第一部分308靠近地移动第一距离D至第二部分320中。第一部分308和第二部分320中的每一个各自包括基准点326、328。基准点326是第一部分308围绕旋转的轴。更重的重物可产生进一步减小第一基准点326与第二基准点328之间的距离的力，因此使传导材料310进一步移入第二部分320中。如此，更重的重物W承受更强的制动力，从而更有效地减慢重物W。更重的重物可产生使盘308A、308B、308C移动深入通道320A、320B、320C中的力，从而使传导元件310承受磁体322所产生的更强的磁场。如此，更重的重物W承受更强的制动力，从而更有效地减慢重物W。
图4A和4B各自示出了根据本技术的实施例的涡流制动***400的立体图和侧视图。同时描述图4A和4B。涡流制动***400可用于需要制动力的任何***中，例如，从而减慢和/或停止重物或负载的下落。例如，没有在图4A和4B中示出的自系紧设备。***400包括其上缠绕有织物带402的卷盘401。重物W在织物带402上施加力F，其通过转动卷盘401来解开织物带402。被固定于卷盘的卷盘齿轮404旋转R，并且该旋转R通过传动装置406被传递至相应的第一部分408，该第一部分408上包括多个磁体422并且也旋转R。卷盘401和卷盘齿轮404通过连接件412被连接至第二部分420，该第二部分420由传导元件410制成。在连接件412运动时，第二部分420围绕固定枢转点414枢转P。偏置元件416被固定于锚定部418处，并且在相对端被连接于连接件412和卷盘齿轮404，从而偏置卷盘齿轮404(在所示图4A和4B中向上偏置)。随着重物W向织物带402施加力F，连接件412使第二部分420围绕固定枢转点414枢转P。这继而使第二部分420移动远离具有固定位置的第一部分408。产生较小的力F的较轻的重物W可仅使第二部分420略微远离第一部分408。第一部分408和第二部分420中的每一个各自包括基准点426、428。基准点426是第一部分408围绕旋转的轴。更重的重物可产生进一步增大第一基准点426与第二基准点428之间的距离的力，因此使传导材料410移动远离大量的磁体422。如此，更重的重物W承受更弱的制动力，从而较不有效地减慢重物W。滚花旋钮430可在附接于锚定部的螺杆上旋转并且被设置为邻近锚定点418，以用于调节弹簧416的偏置力。
图5A和5B示出了根据本技术的实施例的涡流制动***500的端视图。虽然明显具有特定的结构区别，但是同时描述图5A和5B。每个涡流制动***500都可用于需要制动力的任何***中。重物W在连接件512上施加力F，该连接件512包括围绕固定枢转点514枢转的多个杆512’。第一部分508由传导元件510制成，并且被配置为围绕基准点526旋转R。偏置元件516被连接于连接件512从而偏置第二部分520，该第二部分520包括多个磁体522。随着重物W向连接件512施加力F，连接件臂512围绕固定枢转点514枢转P。这继而使第二部分520移动靠近第一部分508。第一部分508和第二部分520中的每一个各自包括基准点526、528。基准点526是第一部分508围绕旋转的轴。更重的重物可产生进一步减小第一基准点526与第二基准点528之间的距离的力，因此使磁体522移动靠近传导材料510。如此，更重的重物W承受更强的制动力，从而更有效地减慢重物W。图5A示出了传导元件510被设置为大致上平行于平行的磁性元件522。另一方面，图5B示出了传导元件510具有倾斜的外边缘508A，其被配置为与大致上弯曲的磁体522A相互作用。
图6A和6B各自示出了根据本技术的实施例的涡流制动***600的立体图和侧视图。同时描述图6A和6B，并且示出了具有两个旋转元件的***600。涡流制动***600可用于需要制动力的任何***中，例如，没有在图6A和6B中示出的上述自系紧设备。用于自系紧设备的***600包括卷盘601，其上缠绕有织物带602。重物W在织物带602上施加力F，其通过转动卷盘601来解开织物带602。被固定于卷盘601的卷盘齿轮604旋转R，并且该旋转R通过传动装置606被传递至相应的第一部分608，如所示，该传动装置606包括多个齿轮606A、606B。此处，第一部分608包括多个分离的盘608A、608B，其各自被配置为一起旋转R。盘608A、608B各自包括多个磁体622。第一部分608和卷盘601通过具有固定枢转点614的连接件612相连接，该固定枢转点614是卷盘601围绕旋转的轴。卷盘601的旋转还通过传动装置630将旋转R传递至相应的第二部分620，如所示，该传动装置630包括多个齿轮630A、630B。第二部分620由传导材料610制成并且被配置为旋转R。第二部分620和卷盘610通过共用固定枢转点614的连接件632相连接。第一部分608和第二部分620中的每一个各自包括基准点626、628。
偏置元件616在锚定部618处被固定于第一连接件612并且在锚定部634处被固定于第二连接件632，从而偏置基准点626、628远离彼此。随着重物W向织物带602施加力F，连接件612、632围绕固定枢转点614枢转。这继而压缩偏置元件616从而移动基准点626、628靠近彼此。如此，第二部分620在第一部分608的盘608A、608B之间移动。更重的重物可产生进一步减小第一基准点626与第二基准点628之间的距离的力，因此使传导材料610移动深入磁体622所产生的磁场中。如此，更重的重物W承受更强的制动力，从而更有效地减慢重物W。被形成为从连接件612伸出的杆636的主动停止机构控制磁场与传导元件610的重叠，并且防止第一部分608和第二部分620之间的接触。
图7A和7B各自示出了根据本技术的实施例的涡流制动***700处于第一位置和第二位置的侧视图。同时描述图7A和7B并且示出了具有两个旋转元件的***700。涡流制动***700可用于需要制动力的任何***中，例如，没有在图7A和7B中示出的上述自系紧设备。用于自系紧设备的***700包括卷盘701，其上缠绕有织物带702。重物W在织物带702上施加力F，其通过使卷盘701转动R来解开织物带702。被固定于卷盘701的卷盘齿轮(在图7A和7B中被遮住)旋转，并且该旋转R通过传动装置706被传递至相应的第一部分708。此处，传动装置706包括使第一齿轮706B旋转R的第一链条706A。第一齿轮706B将旋转传递至第二齿轮706C，其继而驱动使第一部分708转动的链条706D。此处，第一部分708被配置为旋转R并且包括多个磁体722。卷盘701的旋转也使由传导材料710制成的第二部分720旋转。在第一位置(如图7A所示)，第二部分720具有大致上与第一部分708的基准点726对齐的基准点728。
第二部分720和卷盘701通过连接件712被连接于在锚定部718处固定的偏置元件716。连接件712具有固定枢转点714。偏置力B将基准点726、728偏置于图7A的位置，它们在该位置处大致上对齐。随着重物W向织物带702施加力F，连接件712围绕固定枢转点714枢转。该力F与偏置元件716的偏置力B相反，从而使基准点726、728远离彼此移动，如图7B所示。如此，第二部分720移动靠近设置于第一部分708上的磁体722。更重的重物可产生使第一基准点726与第二基准点728之间的距离进一步增大的力，因此移动传导材料710靠近磁体722所产生的磁场。如此，更重的重物W承受更强的制动力，从而更有效地减慢重物W。
图8A和8B各自示出了根据本技术的实施例的涡流制动***800的立体图和端视图。更具体地，涡流制动***800与绞盘800A结合使用。绞盘800A包括卷盘801，其上缠绕有细长元件，例如绳索802。在离开卷盘801时，绳索802缠绕在卷筒840上。重物W在绳索802上施加力F，其通过使卷筒840和卷盘801旋转而解开绳索802。固定于卷筒840的卷筒齿轮804旋转R，并且该旋转R通过传动装置806和第一元件齿轮842传递。第一元件齿轮842的旋转使第一部分808旋转。此处，第一部分808由传导元件810制成。第一部分808和卷筒840通过连接件812相连接。偏置元件816在锚定部818处被固定并且在相对端被连接于连接件812，从而向上偏置卷筒840和第一部分808。随着重物W向织物带802施加力F，偏置元件816被压缩。这继而使第一部分808移动靠近具有固定位置的第二部分820。第二部分820限定了通道820A，其包括设置于通道820A两侧上的多个磁体822。通道820A被配置为在第一部分808移动靠近第二部分820时容纳第一部分808。第一部分808和第二部分820中的每一个各自包括基准点826、828。基准点826是第一部分808围绕旋转的轴。更重的重物可产生进一步减小第一基准点826与第二基准点828之间的距离的力，因此使传导材料810移动深入通道820A中，从而使传导元件810承受磁体822所产生的更强的磁场。如此，更重的重物W承受更强的制动力，从而更有效地减慢重物W。
图9示出了根据本技术的另一个实施例的涡流制动***900的侧视图。涡流制动***900可用于需要制动力的任何***中，例如，自系紧设备。***900包括卷盘901，其上缠绕有织物带902。重物W在织物带902上施加力F。力F通过使卷盘901转动来解开织物带902。固定于卷盘901的卷盘齿轮904旋转R，并且该旋转R通过传动装置906被传递至由传导元件910制成的相应的第一部分908，该第一部分908也旋转R。连接件912将卷盘901连接至第二部分920，该第二部分920包括多个磁体922。连接件912被示出为包括凸轮912A，但是可如对于本领域技术人员显而易见的那样使用齿轮、杠杆或其他结构。
偏置元件916在锚定部918处被固定并且在相对端被连接于连接件912，从而将第二部分920定位为使得磁体922定向为第一取向。随着重物W向织物带902施加力F，连接件912改变第二部分920的位置(更具体地，通过使轴920A旋转R来改变磁体922的取向)。当卸除重物W时，磁体922可取向为使得由此产生的磁场不在传导元件910上形成制动力。产生较小的力F的较轻的重物W可仅使轴920A和磁体922微小地旋转，因此较小的磁力被施加于旋转的传导元件910。更重的重物可产生使轴920A和磁体922进一步旋转的力，因此更大的磁力被施加于旋转的传导元件910。如此，更重的重物W承受更强的制动力，从而更有效地减慢重物W。
图10示出了根据本技术的另一个实施例的涡流制动***1000的侧视图。此处，***1000被并入离心式调速器1000A中。重物W施加与偏置力B相反的力F，该偏置力B保持配重靠近调速器1000A的轴1052。因此，随着旋转R被施加于轴1052(例如，通过放出围绕卷盘设置的织物带(未示出))，包含有多个磁性元件1022的第一部分1008围绕轴1052旋转。包含有多个分离的传导材料1010的第二部分1020提供了抵抗旋转R的制动力。
图11示出了操作根据本技术的实施例的涡流制动***的方法1100。该方法开始于操作1102，其中第一部分被定位为与第二部分成第一距离。所述部分可以是上述不同实施例中描述的那样，或被配置为对于本领域技术人员显而易见的那样。所述部分大体上包括分别的基准点，其可用于确定它们之间距离的量。在操作1004中，重力被施加于将第一部分和第二部分相连接的连接件。该重力改变了一个基准点相对于另一个基准点的位置。如此，两个部分的位置改变，由此调节施加于重物的制动力。
应理解的是，本发明并不限制于本文所述的特定结构、工序步骤或材料，而是可扩展为会被相关领域的一般技术人员考虑到的等同物。还应理解的是，本文中采用的术语仅用于描述特定实施例，并非用于限定。需注意的是，如本说明书中所用的那样，除非上下文另作说明，否则单数形式“一”、“一个”和“该”包含有复数的对象。
清楚的是，本文所述的***和方法非常适于获得本文中所提及且隐含的结果和优点。本领域技术人员会考虑到本说明书中的方法、设备以及***可以多种方式实施，并且不会被前述示例性实施例和实施例所限制。在这方面，本文所述的不同实施例的任何数量的特征可结合在一个单一实施例中，并且具有比本文所述的全部特征更少或更多特征的替代实施例也是可行的。
本发明参照附图描述了本技术的一些实施例，其中仅示出了某些可行的实施例。然而，其他方面也可实施为不同形式并且不应认为是限制于本文所述的实施例。反之，提供了这些实施例，使得本发明是全面的和完整的，并且向本领域技术人员全面地传达了可行的实施例的范围。
虽然本文描述了特定实施例，但是本技术的范围并非限制于这些特定实施例。本领域技术人员会考虑到本技术的范围和主旨内的其他实施例或改进。因此，特定的结构、作用或介质仅被描述为说明性实施例。本技术的范围由所附权利要求和其中的任意等同物来限定。

Claims (22)

1.一种装置，其包括：
磁性制动***的可旋转的第一部分，其上设置有第一元件，其中第一部分能够围绕可旋转的第一轴线旋转，并且其中第一元件的位置被设置为与可旋转的第一轴线成固定距离；
磁性制动***的第二部分，其上设置有第二元件，其中第一元件和第二元件中的至少一个产生磁场；
连接至可旋转的第一部分和第二部分中的至少一个的连接件，其用于使可旋转的第一部分和第二部分中的至少一个移动；以及
用于将可旋转的第一部分偏置为与第二部分成第一距离的弹簧，其中在向可旋转的第一部分和第二部分中的至少一个施加力时，可旋转的第一部分关于第二部分的相对位置被减小至小于第一距离的第二距离，其中弹簧的偏置力是可调节的。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，第二部分能够围绕第二轴线旋转。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，第二元件的位置被设置为与第二轴线成固定距离。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，第一元件包括多个磁体，并且第二元件包括导体。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，第一元件包括导体，并且第二元件包括多个磁体。
6.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：
可旋转的卷盘；
缠绕在卷盘上的一段材料；并且
其中通过施加于该段材料上的重物来向可旋转的第一部分和第二部分中的至少一个施加力。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，该段材料包括一段织物带、线缆、绳索以及链条中的至少一个。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，可旋转的卷盘的旋转引起可旋转的第一部分的相应旋转。
9.根据权利要求8所述的装置，其进一步包括设置于可旋转的卷盘与可旋转的第一部分之间的多个齿轮。
10.一种装置，其包括：
磁性制动***的具有第一元件的第一部分，其中第一元件被设置为阵列，其中第一元件与第一基准点成第一固定距离；
磁性制动***的具有第二元件的第二部分，其中第二元件与第二基准点成第二固定距离，其中第一元件和第二元件中的至少一个产生磁场；
将第一部分和第二部分相连接的连接件，其中向连接件施加力改变了第一基准点相对于第二基准点的位置。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，第一部分能够围绕第一基准点旋转。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，第二部分能够围绕第二基准点旋转。
13.根据权利要求10所述的装置，其中，连接件包括偏置元件，其被配置为将第一基准点偏置为远离第二基准点第一距离，并且其中施加力使第一基准点相对于第二基准点移动。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，施加力使第一部分相对于第二基准点移动第二距离，其中第二距离小于第一距离。
15.根据权利要求10所述的装置，其进一步包括：
可旋转的卷盘；
缠绕在卷盘上的一段材料；并且
其中可旋转的卷盘的旋转造成了第一部分和第二部分中的至少一个的相应旋转。
16.根据权利要求10所述的装置，其中，施加于该段材料的重物产生了施加于连接件的力。
17.根据权利要求10所述的装置，其中，阵列包括多个第一元件。
18.根据权利要求17所述的装置，其中，阵列限定了：
第一元件的第一子集，其被设置为与第一基准点成第一子集距离；以及
第一元件的第二子集，其被设置为与第一基准点成第二子集距离。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，第一子集包括第一数量的第一元件，并且其中第二子集包括第二数量的第一元件，并且其中第二子集与第一子集不同。
20.根据权利要求18所述的装置，其中，第一子集包括每固定单位面积的第一密度的第一元件，并且其中第二子集包括每固定单位面积的第二密度的第一元件，并且其中第二子集与第一子集不同。
21.根据权利要求18所述的装置，其中，第一子集包括第一面积的第一元件，并且其中第二子集包括第二面积的第一元件，并且其中第二子集与第一子集不同。
22.一种方法，其包括：
将第一部分定位为与第二部分成第一距离，其中：
第一部分包括磁性制动***的第一元件，并且其中第一元件与第一基准点成第一固定距离；并且
第二部分包括磁性制动***的第二元件，其中第二元件与第二基准点成第二固定距离，并且其中第一元件和第二元件中的至少一个产生磁场；以及向将第一部分和第二部分相连接的连接件施加力，其中向连接件施加力改变了第一基准点相对于第二基准点的位置。
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