CN109019229A - 电梯制动控制装置及电梯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电梯制动控制装置，包括至少一组设置在电梯轿厢上的制动组件；控制单元，其根据电梯轿厢信息以电子信号控制所述制动组件；所述电梯制动控制装置通过控制单元控制制动组件，并依靠电磁作动力使制动组件对电梯制动和/或复位。本发明还提供一种具有电梯制动控制装置的电梯。本发明是一种改进的安全制动***，取消了机械限速器、张紧轮和钢丝绳组成的子***，并克服了已公布方案的缺点，扩大了制动装置的适用范围。

Description

电梯制动控制装置及电梯

技术领域

本发明涉及一种电梯的附件，具体涉及一种电梯制动控制装置。本发明还涉及一种采用电梯制动控制装置的电梯。

背景技术

当前的电梯一般包含由制动装置、机械式限速器、张紧轮和钢丝绳组成的安全***。其中由限速器、张紧轮和钢丝绳组成的子***包含两个功能，一是检测电梯运行速度，二是在超出预设速度时触发制动装置进行制动。一般地，限速器设置在井道上方部位或机房层，张紧轮设置在底坑，钢丝绳在限速器和张紧轮之间形成闭环。当检测到电梯超出预设速度时，限速器动作，通过钢丝绳提拉制动装置的提拉杆，推动制动块夹紧导轨，产生制动力。

该制动***的缺点在于限速器一般含有轴承和齿轮，制造成本昂贵，且在电梯正常运行期间容易产生噪声。该***制动后一般无法自动复位，复位需要人工干预；此外限速器和张紧轮的安装需要占用机房和井道空间。

专利CN200480001100公开了一种电梯紧急制动装置，在电梯正常工作时，电磁铁通电产生电磁力克服弹性元件的推力，将楔保持在适当的位置，在紧急情况下，电磁铁断电，楔在弹性元件的推动下与导轨接触摩擦制动。其缺点在于，在制动过程中，制动构件一般需要运动十几甚至几十毫米，因此制动结束后电磁铁两极之间的距离太大，很难利用电磁力进行复位。该专利同时公开了另一种方案，驱动部推动可动部从而使得接触部压紧导轨，接触部和导轨之间的摩擦力推动楔向上运动而制动。其缺点在于楔的运动不是由驱动部直接驱动，而是通过一套机构驱动，这使得制动装置的响应时间延长、安装空间增加。

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术中所存在的实际问题而作出的，本发明的目的在于提供一种电梯制动控制装置，它可以在电子控制信号控制下动作，对电梯轿厢或电梯平衡质量进行紧急制动，制动结束后可以通过电子控制信号进行复位；该电梯制动控制装置可以通过电磁作动器精确调整制动块的位置以适应不同规格的导轨。

为实现上述目的，本发明提供一种电梯制动控制装置，包括：至少一组设置在电梯轿厢上的制动组件；控制单元，其根据电梯轿厢信息以电子信号控制所述制动组件；所述制动控制装置通过控制单元控制制动组件，并依靠电磁作动力使制动组件对电梯制动及复位。

优选地，每一组制动组件包括：一支撑部件，用于支撑所述制动组件；一制动块，包括制动面和被导向面，所述制动面用于接触或分离电梯导轨对电梯制动或复位；一引导块，包括导引面与连接面，所述导引面用于引导所述制动块与电梯导轨接触或分离，所述连接面与支撑部件固定连接；至少一组制动组件包括：一电磁作动部件，用于接收所述控制单元的电子信号并产生电磁作用力控制制动块的位置以及运动方向。

优选地，所述一组制动组件还包括：一弹性储能元件，其与所述制动块固定连接，所述弹性储能元件对于制动块产生的推压力或牵引力用于控制所述制动块的运动位置和方向。

优选地，所述电磁作动部件为电磁作动器，其设置在制动块的被导向面和引导块的导引面之间，所述电磁作动器包括可动部和固定部，在可动部和固定部上设有线圈，电流通过线圈流动在可动部和固定部之间产生作用力。

优选地，所述电磁作动部件为电磁作动器，其设置在制动块的被导向面和引导块的导引面之间，所述电磁作动器包括可动部和固定部，其中可动部设有永磁铁或线圈，同时固定部上对应设有线圈或永磁铁。

优选地，在固定部上设置位置码带，所述码带对固定部的全长进行位置编码，每个编码对应固定部上的唯一位置；在可动部上设置码带位置检测部，所述码带位置检测部读取位置码带上的位置信息以确定可动部相对于固定部的位置。

在电梯正常运行时，引导块和制动块之间的相对位置保持依靠电磁作用力实现。由于所述电磁作动器分为固定部和可动部，所述电磁作动器可以检测可动部相对于固定部的位置，也可以检测可动部与固定部之间的电磁力。上述可动部和固定部的相对位置信息和电磁力信息通过传输单元传输到控制单元。电磁作动器的固定部和可动部可以在控制单元的控制下保持相对位置，也可以发生相对的运动。控制单元对于电磁作动器的控制是基于固定部和可动部的相对位置和两者间力的反馈控制。控制单元对于电磁作动器的控制是基于固定部和可动部间的相对位置反馈控制。控制单元对于电磁作动器的控制是基于固定部和可动部间的作用力反馈控制。

优选地，所述一组制动组件还包括弹性体，所述弹性体与所述引导块固定连接并可通过引导块使制动块产生对导轨的压紧力。

优选地，上述引导块和制动块之间设有导向结构，所述导向结构对所述引导块和制动块之间的相对运动进行导向。

优选地，所述导向结构为：在所述导引面上设置有凸台或凹槽，同时所述被导向面上对应设置有凹槽或凸台；所述导向结构还包括设置在所述导引面或被导向面上的滚动件。

优选地，所述导向结构包括导向机构框架以及安装在该导向机构框架上的滚动件。

优选地，所述制动组件至少为两组。

优选地，各组制动组件的制动块之间通过连杆机构连接以使各组制动组件能联动从而接触或分离所述导轨。

优选地，至少一组制动组件的制动块与引导块之间设有电磁作动部件，其余制动组件的制动块与引导块之间设有滚动部件。

本发明还提供一种具有电梯制动控制装置的电梯，包括轿厢，轿厢活动设置于导轨内，轿厢能够沿着导轨上下运行；轿厢的底部或顶部固定设置有电梯制动控制装置。

优选地，该电梯制动控制装置的电梯还包括：检测单元，检测轿厢的速度、位置、加速度以及轿门状态信息；传输单元，将所述轿厢或轿门的状态信息传输至控制单元。

所述检测单元可以检测电梯轿厢的绝对位置信息、速度信息、加速度信息和轿厢开关门状态信息。所述传输单元可以将轿厢速度、加速度、位置以及轿门状态信息和电磁作动器可动部与固定部的位置信息以及两者之间的电磁力信息传输给控制单元，控制单元经过逻辑判断控制紧急制动装置的状态，并根据电磁作动器可动部与固定部的相对位置信息和电磁力信息对电磁作动器进行反馈控制，以实现精确控制。

在电梯正常运行期间，控制单元根据电梯轿厢的位置信息、速度信息、加速度信息和轿厢开关门的状态信息判断此时电梯处于正常运行状态，控制单元根据控制电磁作动器克服弹性元件的作用力将楔块保持在合适的位置，此时制动块制动面与导轨侧面之间有一定间隙。

当电梯需要从制动状态恢复到正常运行状态时，通过控制使得电梯轿厢向上运行，控制单元控制电磁作动器使得制动块相对于框架向下运行，克服弹性元件的作用力，直至制动块恢复到合适位置，并保持此位置。

在上述各种工况下，控制器根据反馈的电磁作动器固定部和可动部的相对位置信息和电磁力信息对楔块进行反馈控制，以确保控制精度。

在电磁作动器断电的情况下，弹性元件可独立推动楔块相对于框架向上运动，与导轨产生接触，并产生足够的制动力。

制动块制动面和导轨侧面之间的间隙可以通过电磁作动器调整，从而使得一套制动装置可以适用于不同规格的导轨。

当电梯向下运行中出现超出预期的运行速度时，设置在引导块和制动块之间的电磁作动器产生推动楔块相对于安全钳框架向上运行的电磁力，该电磁力与弹性元件的弹力推动下制动块相对于框架向上运动，与导轨产生接触，直至制动块接触到框架上板，制动块和导轨之间产生的制动力对电梯轿厢起到减速作用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明的具有电梯制动控制装置的电梯的示意图。

图2是本发明的电梯制动控制装置(未制动状态)的示意图。

图3是本发明的电梯制动控制装置(制动状态)的示意图。

图4是本发明的电梯制动控制装置控制示意图。

图5是本发明的电梯制动控制装置基于可动部和固定部的相对位置反馈控制示意图。

图6是本发明的电梯制动控制装置基于可动部和固定部之间的电磁力反馈控制示意图。

图7是本发明的电梯制动控制装置中电磁作动器一种实施方式的示意图。

图8是本发明的电梯制动控制装置中电磁作动器另一种实施方式的示意图。

图8-1发明的电梯制动控制装置中电磁作动器另一种实施方式的检测方法示意图。

图9是本发明的电梯制动控制装置适用不同规格导轨的示意图。

图10是本发明的电梯制动控制装置采用多组制动组件的示意图。

图11是本发明的电梯制动控制装置采用多组制动组件使用连杆机构连接的第一种实施方式的示意图。

图12是本发明的电梯制动控制装置采用多组制动组件使用连杆机构连接的第二种实施方式的示意图。

图13是本发明的电梯制动控制装置导向机构一种实施方式的示意图。

图14是本发明的电梯制动控制装置导向机构的另一种实施方式的示意图。

附图标记说明：

1 轿厢 10 电梯

1a 上部导向件 1b 下部导向件

2 导轨 20 运行通道

3 电梯制动控制装置 30 制动组件

31 制动块 31a

32 支撑框架 32a 框架上板

33 弹性元件

35 引导块 35a 圆柱形滚动体

36 弹性体

4 检测单元

44 固定部码带 45 码带位置检测部

5 传输单元

61 导向结构

61a 圆柱形滚动体 61b 导向机构框架

71～74、76 连杆

8 电磁作动器

8a 电磁作动器可动部 8b 电磁作动器固定部

81 支撑件 82a～82e 线圈二

83 铁芯 84 线圈一

85 永磁体 86 安装板

9 控制单元

具体实施方式

如图1所示，本发明具有电梯制动控制装置3的电梯10，包括轿厢1，轿厢1的运行通道20内固定设置有T型导轨2，轿厢1活动设置于T型导轨2内，轿厢1能够沿着T型导轨2上下运行；轿厢1的上部和下部分别设置有导向件1a和1b。

如图2所示，电梯制动控制装置3包括制动组件30，所述制动组件包括制动块31，制动块31设置于导轨2的一侧，制动块31的制动面(即靠近导轨2的正面)与导向面(即远离导轨2的背面)之间形成一夹角，以使制动块31呈楔形(即制动块31的导向面为斜面)；制动块31的制动面与导轨2的侧面平行，制动块31的导向面与导轨2的侧面之间形成一夹角。

引导块35通过弹性体36固定连接支撑框架32；支撑框架32与轿厢1固定连接；制动块31通过弹性元件与支撑框架32相连；作动器8用于保持制动块31的位置和限制其运动方向；弹性体36能够使制动块31产生对导轨2的压紧力。

电磁作动器8由可动部8a和固定部8b组成，8a固定地安装在制动块31的导向面(即远离导轨2的背面)，8b固定地安装在引导块35的靠近制动块31的侧面上。

引导块35与作动器固定部8b的接触面为斜面，该斜面的倾斜角度与制动块31的导向面相配合，以保证制动块31的制动面与导轨2的侧面平行。

可以在导轨2的两侧分别设置有制动组件30，即导轨2的每个侧面分别对应设置一制动块31；也可以仅在导轨2的一侧设置制动组件30，即导轨2的其中一个侧面设置制动块31。

电梯制动控制装置3还设有与支撑框架相固接的弹性元件33，其一端与支撑框架固接，另一端与制动块31固定连接，该弹性元件33对于制动块31产生的推压力或牵引力用于控制所述制动块31的位置和运动方向。

电梯制动控制装置3还包括控制单元9，其根据电梯轿厢1信息以电子信号控制所述制动组件30；并依靠电磁作动力使制动组件30对电梯制动、复位及调整。

电梯制动控制装置3的工作原理如下：

图2为电梯制动控制装置3在未动作状态下的示意图，此时制动块31的制动面与导轨2之间存在间隙，制动块31的位置保持通过控制单元9的反馈控制实现。

当制动块31需要向靠近框架上板32a的方向运动时，作动器8产生推动制动块31运动的电磁力，与弹性元件33的弹力一起推动制动块31沿着导轨2相对于支撑框架32向上运动(制动块31相对于导轨2仍保持向下运动)，使制动块31与导轨2之间的间隙逐渐减小直至制动块31与导轨2接触并产生滑动摩擦力。由于制动块31相对于导轨2向下运动，制动块31与导轨2之间的滑动摩擦力方向向上，该滑动摩擦力使制动块31运动的方向为靠近框架上板32a方向，直至制动块31接触到框架上板32a；图3示出了制动块接触到上板32a时的情形。此制动块31靠近框架上板32a的过程中，滑动摩擦力逐渐增大，该制动力通过支撑框架32的框架上板32a传递给轿厢1，从而对轿厢1实现减速制动。

在制动结束后，电梯轿厢1恢复正常运行前需要将电梯制动控制装置3从制动状态(图3所示)恢复到正常工作状态(图2所示)，在此过程中，轿厢1略向上运行，制动块31在电磁作动器的作用下，克服弹性元件33的弹力向远离框架上板32a的方向运行，直至制动块31到达预期位置。

图4所示为电梯制动控制装置的控制示意图，电梯10的检测单元4检测轿厢1的速度、位置、加速度以及轿门状态，这些信息通过传输单元5传输到控制单元9，控制单元9对这些信息进行逻辑判断，输出控制信号，控制信号对电磁作动器8进行控制，电磁作动器8的可动部8a和固定部8b的相对位置信息和电磁力信息通过传输单元反馈至控制单元9，从而实现对电磁作动器8的反馈控制。

图5所示为电磁作动器8的控制是基于可动部8a和固定部8b的相对位置反馈。

图6所示为电磁作动器8的控制是基于可动部8a和固定部8b之间的电磁力反馈。

图7示出了电磁作动器的一种方案，作动器8由可动部8a和固定部8b组成，其中可动部8a由铁芯83和固定在铁芯83上的线圈一84组成；固定部8b由支撑件81和固定在支撑件81上的线圈二82a～82e组成。当线圈二82a～82e中通入正弦电流时会产生气隙磁场，当正弦电流变化时气隙磁场将沿支撑板81长度方向直线移动，可动部8a中的线圈一84处在移动磁场中切割磁力线，将感应电动势并产生电流，线圈一84中的电流和气隙磁场相互作用产生电磁力，该电磁力推动可动部8a相对于固定部8b运动。通过改变线圈82a～82e中电流从而可以控制可动部8a相对固定部8b运动的速度和位置。

图8示出了作动器的另一种方案，电磁作动器8的可动部件8a由安装板86和安装在安装板86上的永磁体85组成；固定部8b由支撑件81和固定在支撑件81上的线圈二82a～82e组成。与图7所示原理相同，当线圈二82a～82e中的正弦电流变化时，气隙磁场将沿支撑板81长度方向直线移动，当线圈二82a～82e中通过电流时，气隙磁场将沿支撑板81长度方向直线移动，可动部8a中的永磁体85与气隙磁场间产生电磁作用力，该电磁力推动可动部8a相对于固定部8b运动。通过改变线圈二82a～82e中的电流从而控制可动部8a相对固定部8b相对运动的速度和位置。同时，也可以如图8-1所示，在固定部8b上设置位置固定部码带44，固定部码带44对固定部8b的全长进行位置编码，每个编码对应固定部8b上的唯一位置，码带位置检测部45固定地安装在可动部8a上，检测部45可以读取固定部码带44上的位置信息，从而确定可动部8a相对于固定部8b的位置。

图9所示为电梯制动控制装置3适用不同规格导轨的情况，制动块31可以在控制单元9的控制下，通过电磁作动器8改变其初始位置，因此同一套电梯制动控制装置3可以通过控制调整适用不同规格的导轨2。当导轨型号从小规格2a变化为大规格2b时，制动块31的位置可以适当降低，以保证制动块31和导轨侧面之间的间隙。

图10为电梯制动控制装置采用多组制动组件的示意图，该方案中在一组制动块31和引导块35之间设置有电磁作动器8，其余制动块31和引导块35之间设置导向结构61。

图11为电梯制动控制装置采用多组制动组件的一种实施方案，在与电磁作动器8相连接的制动块31和其余的制动块31之间设置连杆机构(包括连杆71、连杆72、连杆73、连杆74和连杆76)，该连杆机构连接沿导轨上下布置的制动装置和导轨左右两侧的制动装置。当与电磁作动器8相连接的制动块31在电磁作动器8的作用下保持在适当位置时，其余制动块31由于连杆机构的作用同样也保持在适当位置。当制动块被触发时，与电磁作动器8相连接的制动块31在电磁作动器电磁力和弹性元件33的作用下向上运动，同时带动连杆机构运动，从而使得其余制动块31同步向上运动，达到制动的目的。

图12为电梯制动控制装置采用多组制动组件的另一种实施方案，该实施案例中设置有两个电磁作动器，连杆机构(包括连杆71、连杆72、连杆73和连杆74)仅连接沿导轨上下布置的制动装置3。

图13为电梯制动控制装置导向机构的一种实施方案，该导向结构是由引导块35和制动块31的相应结构组合而成。引导块35上的燕尾形凸台与制动块31上的燕尾形凹槽配合，对制动块31的运动起导向作用。引导块35上装有两排圆柱形滚动体35a，该滚动件可以减小制动块31运动时导向面上的摩擦力，也可以在紧急装置动作时将制动楔块31导向面的法向作用力传递至引导块35，起到保护电磁作动器8的作用。

图14为电梯紧急制动装置导向机构的一种实施方案，该导向结构61是由若干个圆柱形滚动体61a和导向机构框架61b组成的独立部件。两侧的导向机构框架61b固接，对制动块31的运动起导向作用。圆柱形滚动体61a安装在导向机构框架61b上，该滚动件可以减小制动块31运动时导向面上的摩擦力，也可以在紧急装置动作时将制动块31导向面的法向作用力传递至引导块35，起到保护电磁作动器8的作用。

本发明是一种改进的安全制动***，取消了机械限速器、张紧轮和钢丝绳组成的子***，并克服了已公布方案的缺点，扩大了制动装置的适用范围。

Claims (19)

1.一种电梯制动控制装置，其特征在于，包括：

至少一组设置在电梯轿厢上的制动组件；

控制单元，其根据电梯轿厢信息以电子信号控制所述制动组件；

所述电梯制动控制装置通过控制单元控制制动组件，并依靠电磁作动力使制动组件对电梯制动和/或复位。

2.如权利要求1所述的电梯制动控制装置，其特征在于：

每一组制动组件包括：一支撑部件，用于支撑所述制动组件；一制动块，包括制动面和被导向面，所述制动面用于接触或分离电梯导轨对电梯制动或复位；一引导块，包括导引面与连接面，所述导引面用于引导所述制动块与电梯导轨接触或分离，所述连接面与支撑部件固定连接；

至少一组制动组件包括：一电磁作动部件，用于接收所述控制单元的电子信号并产生电磁作用力控制制动块的位置以及运动方向。

3.如权利要求2所述的电梯制动控制装置，其特征在于，所述一组制动组件还包括：

一弹性储能元件，其与所述制动块固定连接，所述弹性储能元件对于制动块产生的推压力或牵引力用于控制所述制动块的位置和运动方向。

4.如权利要求3所述的电梯制动控制装置，其特征在于，

所述电磁作动部件为电磁作动器，其设置在制动块的被导向面和引导块的导引面之间，所述电磁作动器包括可动部和固定部，在可动部和固定部上设有线圈，电流通过线圈流动在可动部和固定部之间产生作用力。

5.如权利要求3所述的电梯制动控制装置，其特征在于，所述电磁作动部件为电磁作动器，其设置在制动块的被导向面和引导块的导引面之间，所述电磁作动器包括可动部和固定部，其中可动部上设有永磁铁或线圈，同时固定部上对应设有线圈或永磁铁。

6.如权利要求4所述的电梯制动控制装置，其特征在于，

在固定部上设置位置码带，所述码带对固定部的全长进行位置编码，每个编码对应固定部上的唯一位置；

在可动部上设置码带位置检测部，所述码带位置检测部读取位置码带上的位置信息以确定可动部相对于固定部的位置。

7.如权利要求5所述的电梯制动控制装置，其特征在于，在固定部上设置位置码带，所述码带对固定部的全长进行位置编码，每个编码对应固定部上的唯一位置；

在可动部上设置码带位置检测部，所述码带位置检测部读取位置码带上的位置信息以确定可动部相对于固定部的位置。

8.如权利要求6所述的电梯制动控制装置，其特征在于，所述一组制动组件还包括弹性体，所述弹性体与所述引导块固定连接并可通过引导块使制动块产生对导轨的压紧力。

9.如权利要求7所述的电梯制动控制装置，其特征在于，所述一组制动组件还包括弹性体，所述弹性体与所述引导块固定连接并可通过引导块使制动块产生对导轨的压紧力。

10.如权利要求2-9中之一所述的电梯制动控制装置，其特征在于，上述引导块和制动块之间设有导向结构，所述导向结构对所述引导块和制动块之间的相对运动进行导向。

11.如权利要求10所述的电梯制动控制装置，其特征在于，所述导向结构为：在所述导引面上设置有凸台或凹槽，同时所述被导向面上对应设置有凹槽或凸台；所述导向结构还包括设置在所述导引面或被导向面上的滚动件。

12.如权利要求10所述的电梯制动控制装置，其特征在于，所述导向结构包括导向机构框架以及安装在该导向机构框架上的滚动件。

13.如权利要求2-9中之一所述的电梯制动控制装置，其特征在于，所述制动组件至少为两组。

14.如权利要求13所述的电梯制动控制装置，其特征在于，各组制动组件的制动块之间通过连杆机构连接以使各组制动组件能联动从而接触或分离所述导轨。

15.如权利要求14所述的电梯制动控制装置，其特征在于，至少一组制动组件的制动块与引导块之间设有电磁作动部件，其余制动组件的制动块与引导块之间设有滚动部件。

16.一种具有电梯制动控制装置的电梯，其特征在于：包括轿厢，轿厢活动设置于导轨内，轿厢能够沿着导轨上下运行；轿厢的底部或顶部固定设置有权利要求2-9中任一项所述的电梯制动控制装置。

17.一种具有电梯制动控制装置的电梯，其特征在于：包括轿厢，轿厢活动设置于导轨内，轿厢能够沿着导轨上下运行；轿厢的底部或顶部固定设置有权利要求10所述的电梯制动控制装置。

18.一种具有电梯制动控制装置的电梯，其特征在于：包括轿厢，轿厢活动设置于导轨内，轿厢能够沿着导轨上下运行；轿厢的底部或顶部固定设置有权利要求15所述的电梯制动控制装置。

19.如权利要求16所述的具有电梯制动控制装置的电梯，其特征在于，包括：

检测单元，检测轿厢的速度、位置、加速度以及轿门状态信息；

传输单元，将所述轿厢或轿门的状态信息传输至控制单元。