KR100258282B1 - Elevator horizontal suspensions and controls - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 반능동 2차 현가 장치는 불균일한 승객 분포에 의해 야기되는 것과 같은 저주파수 힘들을, 예컨대, 위치 제어 루프에 의해 처리하는 비교적 큰 액츄에이터를 포함한다. 카 또는 레일의 대향 측면상의 한 쌍의 이러한 현가장치는, 예컨대, 한 번에 단 하나만을 작동시킴으로써 화합하여 동작하게 할 수 있다. 내부 루프는 각각의 2차 현가 장치용 위치 제어 루프에 부가되어 액츄에이터로서 이용되지 않을 때 그 액츄에이터를 선택된 예하중 위치로 복원시킬 수 있다. 반능동 2차 현가 장치는 고주파수의 동적 힘을 처리하는 비교적 작은 액츄에이터를 부가함으로써 충분히 능동적으로 동작될 수 있다. 롤러 가이드 실시예는 레일 블레이드 쪽으로 스프링 바이어스되는 링크상에 선회가능하게 장착된 롤러를 갖는다. 비교적 큰 액츄에이터는 링크 스프링에 연결되어 저주파수 교란을 상쇄하도록 링크상에서 동작하는 스프링에 대한 예하중을 천천히 증가시키거나 감소시킨다. 비교적 작은 액츄에이터는 또한 고주파수 교란이 신속히 상쇄되어 실질적으로 진동이 없는 승차를 보장하도록 링크상에서 동작한다. 이들 현가 장치는 미끄럼 가이드, 전자석 등을 포함한다.The semi-active secondary suspension device according to the invention comprises a relatively large actuator which handles low frequency forces, such as caused by a non-uniform passenger distribution, for example by a position control loop. A pair of such suspensions on opposite sides of the car or rail can be operated in concert, for example by operating only one at a time. An inner loop may be added to the position control loop for each secondary suspension device to restore the actuator to the selected preload position when not used as an actuator. Semi-active secondary suspension can be operated sufficiently actively by adding a relatively small actuator that handles high frequency dynamic forces. The roller guide embodiment has a roller rotatably mounted on a spring biased link towards the rail blades. Relatively large actuators are coupled to the link springs to slowly increase or decrease the preload on the springs operating on the link to offset low frequency disturbances. Relatively small actuators also operate on the link so that high frequency disturbances can be quickly canceled to ensure a substantially vibration free ride. These suspension devices include sliding guides, electromagnets and the like.
Description
본 발명은 승강기에 관한 것으로서, 특히, 수평 현가 장치 및 그의 제어 시스템에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to elevators and, more particularly, to a horizontal suspension device and a control system thereof.
승강기 캡(cab) 조립체는 전형적으로 장방형 프레임내에 장착된 탑승자 캡을 포함한다. 승강기 캡 조립체는 승강로내에서 그 승강로의 대향하는 벽에 장착되어 있는 가이드 레일을 따라 위아래로 움직인다.Elevator cab assemblies typically include a passenger cap mounted within a rectangular frame. The elevator cap assembly moves up and down within the hoistway along a guide rail mounted to the opposing wall of the hoistway.
1991 년 1 월 31 일자로 공개된 일본 공개 특허 제 3-23185 호에는, 승강기 캡이 승강로내에서 가이드 레일을 따라 움직일 때 승강기 캡을 안정화시키는 시스템으로서, 가이드 레일이 가변적인 컴플라이언스(compliancy)를 갖는 시스템이 개시되어 있다. 이 시스템은 캡 조립체의 위아래에 횡단 빔을 가지며, 이 횡단빕은 캡 조립체에 대해 조정가능하게 이동될 수 있다. 이 횡단 빔의 단부상에 레일 가이드가 진동 방지 고무 패드에 의해 장착되어 있다. 이들 빔은 또한 진동 방지 고무 패드에 의해 캡 조립체에 접속된다. 승강로 벽에는 레일의 컴플라이언스 값을 가상하여 형성된 가이드 부재가 고정설치되며, 빔상에는 가이드 부재 위에서 미끄럼 이동가능하게 접촉 센서가 장착된다. 이 접촉 센서의 움직임은, 그의 이동에 응답하여 빔을 측방향으로 이동시키도록 액츄에이터를 동작시키는 제어 장치에 의해 모니터된다. 따라서, 레일 가이드는 레일 컴플라이언스가 변함에 따라 캡 조립체에 대해 측방향으로 이동된다. 이같은 공개 특허의 문제점은 좌측 레일의 컴플라이언스 변화에 응답하여 좌측 레일 가이드를 쉬프트시키도록 빔이 좌측으로 이동되는 경우, 우측 레일 가이드가 좌측 레일 가이드와 동일한 방향으로 필히 이동되어야 한다는 사실에 관련한다. 따라서, 레일 컴플라이언스의 증가시에 레일 가이드를 레일 쪽으로 이동시키고 레일 컴플라이언스의 감소시에 레일로부터 멀어지게 이동시키는 목적은 레일들중 하나에 대해서만 달성되며, 반대쪽 레일에서는 반대쪽 레일 가이드 이동이 이루어진다. 또한, 이같은 가이드 부재의 사용은 성가신 일이며, 레일 컴플라이언스의 반영 능력이 최상의 경우라 할지라도 문제가 있다. 1991년 3월 5일자로 공개된 일본 공개 특허 제 3-51280 호는 상기한 바와 동일한 시스템의 다른 특징들을 개시하고 있다.Japanese Patent Laid-Open No. 3-23185, published January 31, 1991, discloses a system for stabilizing an elevator cap when the elevator cap moves along a guide rail in a hoistway, wherein the guide rail has a variable compliance. System is disclosed. The system has a cross beam above and below the cap assembly, which can be moved adjustable relative to the cap assembly. On the end of this transverse beam, a rail guide is mounted by anti-vibration rubber pads. These beams are also connected to the cap assembly by anti-vibration rubber pads. The guide member formed by simulating the compliance value of the rail is fixed to the hoistway wall, and the contact sensor is mounted on the beam so as to be slidable on the guide member. The movement of this contact sensor is monitored by a control device that operates the actuator to move the beam laterally in response to its movement. Thus, the rail guide is moved laterally relative to the cap assembly as the rail compliance changes. The problem with this published patent relates to the fact that when the beam is moved to the left to shift the left rail guide in response to the compliance change of the left rail, the right rail guide must be moved in the same direction as the left rail guide. Thus, the purpose of moving the rail guides towards the rails when the rail compliance is increased and away from the rails when the rail compliance is reduced is achieved for only one of the rails, while the opposite rail guide movement is at the opposite rail. In addition, the use of such guide members is cumbersome and problematic even if the ability to reflect rail compliance is best. Japanese Patent Laid-Open No. 3-51280, published March 5, 1991, discloses other features of the same system as described above.
1991 년 3 월 5 일자로 공개된 일본 공개 특허 제 3-51279 호에 개시된 다른 접근법은 캡 천정을 가로지르는 대각선상의 한쪽 코너로부터 다른쪽 코너에 걸쳐 도르레(pulley)에 매달리고 캡의 경사를 제어하도록 캡위의 한 점에 집중되는 작동가능한 수평 로프를 사용한다.Another approach disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-51279, issued March 5, 1991, hangs on a pulley from one corner of the diagonal across the cap ceiling to the other and controls the tilt of the cap to control the tilt of the cap. Use an operable horizontal rope focused on one point of the
본원 출원인의 동시계류중인 미국 특허 출원 제 07/555,130 호, 제 07/555,131, 호, 제 07/555,132 호, 제 07/555,133 호, 제 07/555,135 호, 제 07/555,140 호, 제 07/668,544 호, 제 07/668,546 호 및 제 07/739,631 호에 개시된 바와 같이, 승강로내에서 수직 방향으로 주행하는 승강기는 카(car)의 수평 방향 가속의 원인으로 될 수 있는, 하중 불평형 및 풍력(wind gusts)과 같은 직접적인 카의 힘과 레일 유도력의 영향을 받게 된다. 이들 명세서에 또한 개시되는 바와 같이, 이들 힘은 각종 주파수에서 발생하는데, 이 주파수들을 효과적으로 중화시킬 수 있음을 미리 알아야 한다. 또한, 총체적인 힘들로 인한 불평형은 동시 계류중인 미국 특허 출원 제 07/555,130 호에 도시된 바와 같은 위치 제어 루프에서 완만하게 처리될 수 있다. 이러한 힘들은 탑승자들이 카내에서 움직이고 있느냐 아니냐에 따라 정적 또는 동적으로 될 수 있는 하중 불평형을 포함할 수도 있다. 한편, 고주파수의 힘을 중화시키는데 필요한 보다 작은 힘은 상기 미국 특허 출원 제 07/555,130 호에 보인 바와 같은 가속도 루프에서 신속히 처리되어야 한다. 이러한 미국 특허 출원 제 07/555,130 호(및 이 특허 출원에서 참고로 인용하는 관련 출원들)에 도시된 바와 같은 완전한 자기 액츄에이터 또는 상술한 모든 힘들을 처리할 수 있는 미끄럼 가이드를 구성하려면 매우 비싼 재료가 요구된다.Co-pending U.S. Patent Application Nos. 07 / 555,130, 07 / 555,131, 07 / 555,132, 07 / 555,133, 07 / 555,135, 07 / 555,140, 07 / 668,544 As disclosed in US Pat. Nos. 07 / 668,546 and 07 / 739,631, elevators running vertically in a hoistway can cause load unbalance and wind gusts, which can cause a horizontal acceleration of the car. Are affected by direct car force and rail guide force. As also disclosed in these specifications, it is to be appreciated that these forces occur at various frequencies, which can effectively neutralize these frequencies. In addition, unbalance due to total forces can be handled gently in a position control loop as shown in co-pending US patent application Ser. No. 07 / 555,130. These forces may include load imbalances that can be static or dynamic depending on whether the occupants are moving in the car. On the other hand, the smaller force needed to neutralize the high frequency force has to be processed quickly in an acceleration loop as shown in US patent application Ser. No. 07 / 555,130. To construct a complete magnetic actuator as described in this US patent application Ser. No. 07 / 555,130 (and related applications cited in this patent application) or a sliding guide capable of handling all the forces mentioned above, very expensive materials are required. Required.
도 1은 승강로내에서 수직 방향으로 주행하는 본 발명에 따른 승강기 카를 도시한 도면,1 is a view showing an elevator car according to the present invention running in the vertical direction in the hoistway,
도 2a는 본 발명에 따른, 특정 경계내의 2차 현가 장치에 대한 블럭도,2A is a block diagram of a secondary suspension within a specific boundary, in accordance with the present invention;
도 2b는 비교적 큰 액츄에이터를 제어하는 위치 궤환 제어 루프에 의해서 제어되는 반능동 롤러 가이드 형태의 본 발명에 따른 실시예를 도시한 도면,2b shows an embodiment according to the invention in the form of a semi-active roller guide controlled by a position feedback control loop for controlling a relatively large actuator,
도 3은 간략화된 진동 제어 방법을 설명하기 위한 블럭도,3 is a block diagram illustrating a simplified vibration control method;
도 4는 가속도 궤환을 이용한 감쇠 유도를 설명하기 위한 도면,4 is a view for explaining attenuation induction using acceleration feedback;
도 5는 가속도 궤환을 이용한 질량의 합성을 설명하기 위한 도면,5 is a view for explaining the synthesis of mass using the acceleration feedback,
도 6은 능동 진동 제어를 행한 경우와 행하지 않은 경우에 있어서의 직접적인 힘의 응답을 도시한 도면,6 is a diagram showing a direct force response when active vibration control is performed and when it is not performed;
도 7은 레일 위치 오프셋에 대한 응답을 도시한 도면,7 shows a response to a rail position offset,
도 8은 레일 유도 가속도의 감쇠를 도시한 도면,8 shows attenuation of rail induced acceleration,
도 9는 본 발명에 따른 2차 현가 장치의 실시예를 도시한 도면으로서, 비교적 큰 힘 액츄에이터를 제어하는 위치 기반 궤환 루프와 비교적 작은 힘 액츄에이터를 제어하는 가속도 기반 궤환 제어 루프를 갖는 능동 롤러 가이드로 구현된 2차 현가 장치의 일실시예를 도시한 도면,9 illustrates an embodiment of a secondary suspension device in accordance with the present invention, with an active roller guide having a position-based feedback loop for controlling a relatively large force actuator and an acceleration-based feedback control loop for controlling a relatively small force actuator. A diagram showing an embodiment of a secondary suspension device implemented,
도 10은 비교적 큰 힘 액츄에이터 및 비교적 작은 힘 액츄에이터 모두를 갖는 능동 롤러 가이드를 제어하기 위한 제어 루프를 도시한 도면,10 shows a control loop for controlling an active roller guide having both a relatively large force actuator and a relatively small force actuator, FIG.
도 11은 도 10에 도시한 제어 파라미터들중 몇개를 개략적으로 도시한 도면,FIG. 11 is a view schematically showing some of the control parameters shown in FIG. 10;
도 12는 본 발명에 따른 2차 현가 장치의 실시예와 더불어 사용하도록 적응된 가이드 롤러 클러스터를 포함하는 1차 현가 장치의 사시도,12 is a perspective view of a primary suspension device comprising a guide roller cluster adapted for use with an embodiment of a secondary suspension device according to the present invention;
도 13은 2차 현가 장치의 측방향 롤러 조정 메카니즘을 상세히 도시하는, 도 12에 도시된 가이드 롤러 클러스터에 대한 측면도,FIG. 13 is a side view of the guide roller cluster shown in FIG. 12 detailing the lateral roller adjustment mechanism of the secondary suspension device; FIG.
도 14는 도 15의 스프링이 접속될 전후 방향 2차 현가 장치의 롤러 조정 크랭크를 분해 도시한 개략도,14 is an exploded schematic view showing the roller adjustment crank of the front-back direction secondary suspension device to which the spring of FIG. 15 is connected;
도 15는 클러스터내의 전후 방향 1차 현가 장치 롤러들의 댐핑 및 조정을 위해 전후 방향 2차 현가 장치에 사용되는 평면형의 나선 스프링의 평면도,15 is a plan view of a planar spiral spring used in the fore and aft secondary suspension device for damping and adjusting the fore and aft primary suspension rollers in a cluster;
도 16은 1차 현가 장치 클러스터의 전후 방향 가이드 롤러의 정면도,16 is a front view of the front and rear direction guide roller of the primary suspension cluster,
도 17은 비교적 작은 힘 액츄에이터의 전자석의 위치설정을 도시하는 도 12에 도시한 1차 현가 장치의 가이드 레일 클러스터의 롤러들중 하나와 2차 현가 장치에 대한 부분 평면도,17 is a partial plan view of one of the rollers of the guide rail cluster of the primary suspension device shown in FIG. 12 and the secondary suspension device, showing the positioning of the electromagnet of the relatively small force actuator;
도 18은 갭 센서를 도시한 도면,18 shows a gap sensor,
도 19는 도 10의 가속도 루프에 사용할 수 있는 자속 센서를 도시한 도면,FIG. 19 illustrates a magnetic flux sensor that may be used in the acceleration loop of FIG. 10.
도 20은 전자석 코어의 측면도,20 is a side view of the electromagnet core,
도 21은 도 20에 점선으로 도시된 코일을 갖는 코어에 대한 평면도,21 is a plan view of a core having a coil shown in dashed lines in FIG. 20,
도 22는 레일 블레이드의 대향하는 측면들상의 현가 장치의 전후 방향 제어에 이용될 수도 있는, 측방향 제어를 위해 승강기 카의 대향면에 위치된 두 능동 가이드를 제어하는 조종 회로의 간략화된 블럭도,FIG. 22 is a simplified block diagram of a steering circuit for controlling two active guides located on opposite surfaces of an elevator car for lateral control, which may be used for front and rear control of the suspension on opposite sides of the rail blades;
도 23은 본 발명에 따라, 한 쌍의 대향하는 전자석들간에 급작스런 스위칭을 피하는 합성 응답을 제공하도록, 예컨대, 도 22에 도시된 우측 능동 가이드에 대한 힘 커맨드를 양의 방향으로 바이어스시키고 좌측 가이드에 대한 힘 커맨드를 음의 방향으로 바이어스시킨, 한 쌍의 대향하는 전자석들을 제어하는 바이어스 기법을 도시한 도면,FIG. 23 biases the force command in the positive direction and biases the force command for the right active guide shown in FIG. 22, for example, to provide a composite response that avoids abrupt switching between a pair of opposing electromagnets, in accordance with the present invention. A bias technique for controlling a pair of opposing electromagnets, biased against a force command in a negative direction,
도 24는 본 발명에 따른 도 22에 도시된 이산 신호 처리기의 상세도,24 is a detailed view of the discrete signal processor shown in FIG. 22 according to the present invention;
도 25는 본 발명에 따라 큰 액츄에이터에 대한 조종 구성과, 큰 액츄에이터 및 작은 액츄에이터에 대한 제어 구성을 포함하는 도 22에 도시된 바와 같은 한 쌍의 능동 가이드에 대한 제어 시스템을 도시한 도면,FIG. 25 shows a control system for a pair of active guides as shown in FIG. 22 including a steering configuration for a large actuator and a control configuration for a large actuator and a small actuator in accordance with the present invention;
도 26은 본 발명에 따른 도 25의 제어 시스템에 예시된 파라미터들중 몇몇을 도시한 도면,FIG. 26 shows some of the parameters illustrated in the control system of FIG. 25 in accordance with the present invention; FIG.
도 27은 본 발명에 따라, 예컨대, 도 18에 예시된 바와 같은 위치 트랜스듀서들의 각각과 연관된 단일의 위치 트랜스듀서의 응답을 도시한 도면,FIG. 27 shows a response of a single position transducer associated with each of the position transducers, eg, as illustrated in FIG. 18, in accordance with the present invention;
도 28은 본 발명에 따라, 도 25의 라인(698)으로 나타내어질 수 있는 것과 같은 두 트랜스듀서 응답의 합성 응답을 도시한 도면,28 illustrates a composite response of two transducer responses, such as may be represented by line 698 of FIG. 25, in accordance with the present invention;
도 29는 본 발명에 따라, 2차 현가 장치와 연관된 다수의 자기적인 1차 현가 장치를 갖는 승강기 카를 도시한 도면,29 illustrates an elevator car having a plurality of magnetic primary suspension devices associated with a secondary suspension device, in accordance with the present invention;
도 30은 본 발명에 따라, 수직으로의 적응을 위한 비교적 긴 전자석 코어를 도시한 도면,30 shows a relatively long electromagnet core for vertical adaptation, in accordance with the present invention;
도 31은 본 발명에 따라, 도 30에 도시한 바와 같은 긴 코어가 C자형 레일과 접하도록 적응시킨 상태를 보인 도면,31 is a view showing a state in which the long core as shown in FIG. 30 is adapted to be in contact with a C-shaped rail according to the present invention;
도 32는 본 발명에 따라, 도 30에 도시한 바와 같은 한 쌍의 긴 코어가 표준형 레일과 접하도록 적응된 상태를 보인 도면,32 shows a state in which a pair of long cores as shown in FIG. 30 is adapted to contact a standard rail, in accordance with the present invention;
도 33은 본 발명에 따라, 1차 현가 장치로서 사용되며, 예컨대, 다수의 유압식 액츄에이터와 접하는 미끄럼 가이드 슈우를 도시한 도면.FIG. 33 shows a sliding guide shoe used as a primary suspension device, for example, in contact with a plurality of hydraulic actuators. FIG.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10, 27, 444 : 승강기 카 14, 312 : 승강로10, 27, 444: elevator car 14, 312: elevator
16, 18, 29, 31a, 634, 636, 752, 758, 786 : 레일16, 18, 29, 31a, 634, 636, 752, 758, 786: rail
19a, 19b, 630, 632 : 승강로 벽 20, 22, 24, 26 : 수평 현가 장치19a, 19b, 630, 632: hoist wall 20, 22, 24, 26: horizontal suspension
28, 31 : 1차 현가 장치 30, 31b, 90 : 2차 현가 장치28, 31: primary suspension device 30, 31b, 90: secondary suspension device
27a, 27b, 27c, 27d, 48, 56a, 126, 636, 678 : 센서27a, 27b, 27c, 27d, 48, 56a, 126, 636, 678: sensor
32, 92 : 가이드 34, 100, 638, 670 : 롤러32, 92: guides 34, 100, 638, 670: rollers
36 : 암 38 : 선회점36: arm 38: turning point
40 : 베이스 46, 106, 108, 230, 710 : 액츄에이터40: base 46, 106, 108, 230, 710: actuator
60, 62, 129a, 129b : 경계 110, 450 : 가속도계60, 62, 129a, 129b: boundary 110, 450: accelerometer
120 : 전자석 221 : 기준물120: electromagnet 221: reference material
229 : 연결부재 300 : 롤러 클러스터229: connecting member 300: roller cluster
302 : 측방향 가이드 롤러 304, 306 : 전후 방향 가이드 롤러302: lateral guide roller 304, 306: front and rear direction guide roller
314, 759 : 블레이드 328, 416 : 컵314, 759: blades 328, 416: cup
364 : 오목부 366 : 자기 버튼364: recess 366: magnetic button
368, 418 : 관 496, 502 : 홀 셀368, 418: tube 496, 502: hole cell
본 발명의 한 특징에 따르면, 1차 현가 장치(또는 레일)에 대한 카의 위치를 제어하여, 승강로내의 중심에 카를 유지시키는 외부 위치 루프와, 카에 대한 2차 현가 장치의 액츄에이터의 위치를 제어하여 1차 현가 장치에 대해 적어도 선택된 힘을 유지하는 내부 위치 루프에 의해 2차 현가 장치가 제어될 수 있다.According to one aspect of the invention, the position of the car relative to the primary suspension device (or rail) is controlled to control the position of the outer position loop for holding the car in the center of the hoistway and the position of the actuator of the secondary suspension device to the car. The secondary suspension can then be controlled by an inner position loop that maintains at least a selected force with respect to the primary suspension.
(측방향 안정을 위해 카의 대향면에 대해 또는 전후 방향 안정을 위해 레일의 대향면에 대해) 대향하는 액츄에이터들의 위치설정이 적절히 조정되지 않으면, 액츄에이터들이 서로 엇갈려 동작하게 되는 문제점이 생길 수도 있다. 따라서, 본 발명에서는, 승강로내에서 카의 센터링 정도(예로서, 레일, 즉, 1차 현가 장치 또는 이를 나타내는 어떤 다른 기준물에 대한 카의 위치)를 표시하는 감지된 신호에 응답하여 카를 승강로내에서 센터링시키도록 액츄에이터에게 명령하는 외부 루프와, 카에 대한 액츄에이터의 위치를 표시하는 감지된 신호에 응답하여 1차 현가 장치에 대해 적어도 선택된 예하중력(preloading force)을 유지하는 내부 루프를 사용하는 제어 기법을 제안하고 있다.If the positioning of the opposing actuators (not with respect to the opposite surface of the car for lateral stability or against the opposite surface of the rail for forward and backward stability) is not properly adjusted, there may be a problem that the actuators interoperate with each other. Thus, in the present invention, the car is in the hoistway in response to a sensed signal indicative of the degree of centering of the car in the hoistway (e.g., the position of the car relative to the rail, ie the primary suspension device or any other reference indicative thereof). Control using an outer loop that instructs the actuator to center at and an inner loop that maintains at least the selected preloading force for the primary suspension in response to a sensed signal indicative of the position of the actuator relative to the car. A technique is proposed.
종래의 수동 현가 장치 기술에서의 수평 방향 진동의 문제는 1차 현가 장치가 카 위에 착륙하는 것, 예컨대, 수동 롤러 가이드를 이용하여 선회 정지 부재(pivot stops)상에 접촉하게 한 것에 크게 기인한다. 따라서, 본 발명의 첫번째 특징에 따르면, 승강기 카에 대한 힘의 불평형을 앞서 설명된 방법으로 중화시킴으로써, 즉, 승강로내의 중심에 카를 유지시킴으로써 1차 현가 장치(롤러, 미끄럼 가이드, 전자기 베어링 등)가 2차 현가 장치(1차 현가 장치를 카에 연결하는 것)를 통해 승강기 카에 접촉하는 것이 자동적으로 방지된다.The problem of horizontal vibration in conventional passive suspension technology is largely due to the primary suspension landing on the car, for example, by using manual roller guides to contact pivot stops. Thus, according to a first aspect of the invention, primary suspensions (rollers, sliding guides, electromagnetic bearings, etc.) are provided by neutralizing the unbalance of forces on the elevator car in the manner described above, ie by keeping the car in the center of the elevator. Contacting the elevator car via a secondary suspension device (connecting the primary suspension device to the car) is automatically prevented.
따라서, 이러한 중화 작용은 센터링 제어 루프에 의해 2차 현가 장치를 제어함으로써 위치 경계내에서 자동적으로 이루어진다. 이 경우, 각각의 축에 대해, 하나 이상의 스프링 및 위치 조정기를 2차 현가 장치로 볼 수 있다. 측정된 카 위치 신호는 한 쌍의 대향하는 액츄에이터의 하나 또는 다른 하나를 작동시키도록 조종된다. 하나의 액츄에이터가 동작하는 동안, 다른 하나의 액츄에이터는 내부 루프에 의해 카의 센터링 위치에서 1차 현가 장치에 대해 선택된 예하중력을 유지하는 선택된 제로 또는 센터링 위치로 수축된다.Thus, this neutralization takes place automatically within the position boundary by controlling the secondary suspension by a centering control loop. In this case, for each axis, one or more springs and position adjusters can be seen as secondary suspensions. The measured car position signal is manipulated to actuate one or the other of the pair of opposing actuators. While one actuator is in operation, the other actuator is retracted by the inner loop from the centering position of the car to a selected zero or centering position that maintains the selected preload force for the primary suspension.
본 발명의 이러한 특징은 승강로 레일을 따라 카를 안내하는, 미끄럼 슈우(sliding shoe), 전자기 베어링 등과 같은 1차 현가 장치를 가지며, 1차 현가 장치와 승강기 카 사이에 접속되어, 하나 이상의 카 가이드 조립체에 강화된 가이드 레일 추력(intensified guide rail thrust forces)을 부과하는 불균등한 탑승자 하중 및 승강로 풍력과 같은 비교적 낮은 주파수의 힘들에 응답하여 경계내에서 자동으로 조정가능한 2차 현가 장치를 갖는 승강기용 가이드 조립체에 관련될 수도 있다.This feature of the invention has a primary suspension device, such as a sliding shoe, an electromagnetic bearing, or the like, which guides the car along the hoist rails, and is connected between the primary suspension device and the lift car, to one or more car guide assemblies. Elevator guide assemblies with secondary suspension automatically adjustable within boundaries in response to uneven occupant loads that impose enhanced guide rail thrust forces and relatively low frequency forces such as hoist wind power. May be related.
이러한 조립체들은, 한정적인 것은 아니나, 롤러 클러스터(roller cluster)를 포함하는 1차 현가 장치와 레일에 대해 롤러를 가압하기 위해 자동적으로 조정가능한 스프링들을 포함하는 2차 현가 장치를 갖는 레일 가이드를 포함할 수도 있다. 예로서, 이들 스프링은 롤러 당 대략 50 뉴튼의 예하중을 갖는 40N/㎜의 스프링 상수(spring rate)을 갖는 것이 만족스러운 것으로 밝혀졌다. 따라서, 본 발명의 이러한 특징의 실시예에 따르면, 가이드 롤러들은 사전설정된 추력으로 가이드 레일 블레이드에 대해 롤러를 추진시키도록 탄성 바이어스된 선회가능 링크상에 장착된다. 이 선회가능 링크에는 그 링크의 가능한 선회 이동 정도를 제한함에 따라 가이드 레일로부터 멀어지는 방향으로 가이드 롤러가 움직이는 정도를 제한하도록 선회 정지 부재가 연관된다. 또한, 링크에는 카에 대해 1차 현가 장치(롤러), 즉, 레일의 위치 표시를 얻을 수 있도록 위치 센서가 연관된다(본 발명의 목적상 롤러는 압축될 수 없는 것으로 가정될 수 있다). 따라서, 링크의 축받이대(pedestal)에 대한 그의 위치를 측정하여, 그 측정치를 레일에 대한 카의 위치 표시로서 사용할 수도 있다. 위치 센서에는 자동 링크 위치 조정기가 접속되어 각 링크의 선회 위치를 자동 조정함으로써 카가 승강로의 중심에 유지되고 링크가 선회 정지 부재로부터 떨어져 있게 된다. 이런 방식으로, 각 링크의 제각기의 선회 정지 부재에 대한 각 링크의 선회 위치가 자동 제어되어 접촉현상을 방지할 수 있다. 이것은, 위치 센서가 링크와 그와 연관된 선회 정지 부재간의 바람직하지 못한 작은 간격을 검출할 때마다 '뱅-뱅(bang-bang)'식 제어에 의해 행해질 수 있다. 이렇게 하면, 승강기의 동작중에 링크와 그들의 연관된 선회 정지 부재간의 계속되는 접촉이 제거되거나 적어도 제한된다. 또는, 상기한 접촉 현상의 방지는, 가이드가, 예컨대, 비례식, 비례-적분(PI)식 또는 비례-적분-미분(PID)식 제어를 포함하는 궤환 루프에 의해 감지된 센터링 제어 신호에 완전하게 응답하여 가이드를 유지하도록 대략 연속적인(예컨대, 비례식) 제어에 의해서 행해질 수 있다.Such assemblies may include, but are not limited to, a rail guide having a primary suspension comprising a roller cluster and a secondary suspension comprising automatically adjustable springs to press the roller against the rail. It may be. As an example, it has been found that these springs have a spring rate of 40 N / mm with a preload of approximately 50 Newtons per roller. Thus, according to an embodiment of this feature of the invention, the guide rollers are mounted on an elastically biased rotatable link to propel the roller against the guide rail blades with a predetermined thrust. The pivotable link is associated with a pivot stop member to limit the degree of movement of the guide roller in a direction away from the guide rail by limiting the extent of possible pivotal movement of the link. In addition, the link is associated with a position sensor to obtain a primary suspension (roller), i.e. an indication of the position of the rail relative to the car (for the purposes of the present invention the roller can be assumed not to be compressed). Thus, the position of the link relative to the pedestal may be measured, and the measurement may be used as an indication of the position of the car relative to the rail. An automatic link positioner is connected to the position sensor to automatically adjust the pivot position of each link so that the car is held at the center of the hoistway and the link is separated from the pivot stop member. In this way, the pivot position of each link with respect to each pivot stop member of each link can be automatically controlled to prevent contact. This can be done by 'bang-bang' type control whenever the position sensor detects an undesirable small gap between the link and its associated pivot stop member. This eliminates or at least limits the continued contact between the link and their associated pivot stop member during operation of the elevator. Alternatively, the prevention of such contact phenomenon may be achieved by the guide being completely in response to the centering control signal sensed by a feedback loop comprising, for example, proportional, proportional-integral (PI) or proportional-integral-differential (PID) control. This may be done by approximately continuous (eg, proportional) control to maintain the guide in response.
롤러 가이드 실시예에 있어서, 승강기 캡이 특정 가이드 롤러에 대한 가이드 레일의 불균등한 추진을 야기할 수 있을 정도로 불균등한 탑승자 하중과 같은 직접적인 카 힘의 영향을 받게될 때, 이들중 더 큰 하중을 받게 되는 가이드 롤러를 지지하는 링크가 그의 선회 정지 부재 쪽으로 선회이동된다. 센서는 그 위치를 검출하여, 조정기로 하여금 연속적으로(예컨대, 비례식으로) 또는 선택적으로('뱅-뱅'식으로) 영향을 받은 링크를 명령된 위치에 유지하게 하거나 그들을 선회 정지 부재로부터 떨어지게 이동시키게 할 수 있다. 이것은, 명령된 추진(액츄에이터 위치와 스프링 상수의 곱)을 확고히 하거나 가이드 레일에 대해 영향을 받은 가이드 롤러를 선택적으로 역추진함으로써, 승강로내에서 캡의 방향을 무부하의 중립 위치로 유지하거나 그 위치로 복원시킨다. 그리고 나서, 캡이 승강로내에서 상하로 이동할 때, 링크가 계속해서 그들의 정지 부재와 접촉하게 추진될 가능성은 거의 또는 전혀 없으며, 따라서 레일의 비정상적인 상태는 가이드 롤러 링크 스프링에 의해 쉽게 흡수될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 이러한 특징에 따른 2차 현가 장치는 승강기 캡내에서 측면간 또는 전후간의 탑승자 불균일 분포 및 하중을 보정하는 데 사용될 수 있다.In roller guide embodiments, the lifter cap is subjected to the greater of these loads when subjected to direct car force, such as uneven occupant loads, which may cause uneven propulsion of the guide rails for a particular guide roller. A link supporting the guide roller to be pivoted toward its pivot stop member. The sensor detects its position, causing the regulator to continuously or (eg, proportionally) or selectively ('bang-bang') maintain the affected links in the commanded position or move them away from the pivot stop member. You can let This maintains the orientation of the cab in the hoistway at the no-load neutral position or restores it in the hoistway, either by tightening the commanded propulsion (actuator position multiplied by the spring constant) or by selectively back propagating the affected guide roller relative to the guide rail. Let's do it. Then, when the cap moves up and down in the hoistway, there is little or no possibility that the links continue to be pushed in contact with their stop members, so that an abnormal condition of the rail can be easily absorbed by the guide roller link springs. As such, a secondary suspension device in accordance with this aspect of the invention can be used to correct occupant uneven distribution and load between sides or front and back within an elevator cap.
본 발명의 두번째 특징에 따르면, (측방향 수평 현가 장치에 대해) 승강기 카의 대향면상의 한 쌍의 마주보는 2차 현가 장치 또는 (전후 방향 수평 현가 장치에 대해) 레일 블레이드의 대향면상의 한 쌍의 마주보는 2차 현가 장치가, 대응하는 한 쌍의 마주보는 1차 현가 장치의 각각에 대한 카의 위치를 제각기 표시하는 한 쌍의 신호들간의 차이를 나타내는, 크기 및 부호를 갖는 차 신호(a differential signal)에 의해 서로에 대해 제어된다. 측정된 차 신호의 부호는, 꼭 그런 것은 아니나, 마주보는 현가 장치들중 어느 하나의 작동을 조종하는데 사용될 수 있다.According to a second aspect of the invention, a pair of opposing secondary suspension devices on the opposite surface of the elevator car (relative to the horizontal horizontal suspension device) or a pair on opposite surfaces of the rail blades (for the forward and backward horizontal suspension device) A difference signal having a magnitude and a sign indicating a difference between a pair of signals, each indicating a position of a car for each of a corresponding pair of opposite primary suspension devices controlled relative to each other by differential signals). The sign of the measured difference signal may, but not necessarily, be used to control the operation of either of the facing suspensions.
즉, 한 쌍의 마주보는 1차 현가 장치들(예컨대, 전후 방향에 대한 레일의 양측면 또는 측방향에 대한 한 쌍의 대향하는 레일) 각각의 위치가 카에 대해 측정되고, 연관된 마주보는 2차 현가 장치들의 위치를 지시하는 데 이용하기 위해 다른쪽 위치와 차분 결합된다.That is, the position of each of the pair of opposing primary suspension devices (e.g., both sides of the rail in the front-rear direction or a pair of opposing rails in the lateral direction) is measured relative to the car and the associated opposing secondary suspension It is differentially coupled with the other location for use in indicating the location of the devices.
이와 같이, 본 발명의 이러한 두번째 특징에 또한 따르면, 전후 방향 또는 측방향의 대향하는 현가 장치에 대해, 대향하는 2차 현가 장치는 그의 부호에 따라 카 위치 신호에 응답한다. 제로 교차점 근방에 선택된 데드밴드(deadband)를 제공하여 그들의 동작들이 확실하게 서로 한정되게 할 수도 있다.As such, according to this second aspect of the invention, for the opposing suspension device in the front-rear direction or the lateral direction, the opposing secondary suspension device responds to the car position signal according to its sign. It is also possible to provide a selected deadband near the zero intersection to ensure that their operations are confined to each other.
상술한 바와 같이, 카 위치 신호는 레일들중 하나(또는 레일의 한측면)에 대한 승강기 카의 위치를 표시하는 제 1 위치 센서 신호의 크기와 다른 하나의 레일(또는 레일의 다른 측면)에 대한 승강기 카의 위치를 나타내는 제 2 위치 센서 신호의 크기간의 차의 크기를 표시하는 크기를 갖는 차 신호를 포함한다. 그러나 이 차 신호도 또한 부호를 가지며, 이것은, 측방향인 경우에서 레일들중 단지 하나의 레일과 같은 단일의 선택된 기준에 대한 카의 전체 위치는 물론, 두 레일에 대한 것도 표시한다. 두 레일에 대한 카의 위치를 측정(이것은 1차 현가 장치들 둘에 대한 카 위치를 측정함으로써 행해질 수도 있음)함으로써, 카의 어느 한쪽에 대한 갭을 자동으로 등화시켜서, 위치 제어 루프에 의해 자동으로 카를 최적의 중앙 위치에 오게 할 수 있다. 외부 위치 제어 루프가 대칭 센터링 신호에 따라 센터링시킴을 확실히 함으로써, 대향하는 액츄에이터의 이용가능한 조합된 동적 범위가 최대화된다. 이 같은 방식의 실시예로서, 대칭적인 자기 센터링(self-centering) 신호를 제공하기 위한 두 개의 신규한 비선형 위치 센서의 획기적인 조합이 개시된다. 물론, 보다 고가인 한 쌍의 선형 위치 센서가 사용될 수도 있다.As described above, the car position signal is relative to one rail (or other side of the rail) that is different from the magnitude of the first position sensor signal indicating the position of the elevator car relative to one of the rails (or one side of the rail). And a difference signal having a magnitude indicating the magnitude of the difference between the magnitudes of the second position sensor signals indicative of the position of the elevator car. However, this difference signal also has a sign, which in the lateral case indicates not only the overall position of the car relative to a single selected reference, such as just one of the rails, but also for both rails. By measuring the position of the car with respect to the two rails (this may be done by measuring the car position with respect to both primary suspensions), automatically equalizing the gap for either side of the car, automatically by the position control loop You can bring the car to the optimal center position. By ensuring that the outer position control loop centers according to the symmetric centering signal, the available combined dynamic range of the opposing actuators is maximized. As an embodiment of this manner, a novel combination of two novel nonlinear position sensors for providing a symmetric self-centering signal is disclosed. Of course, a pair of more expensive linear position sensors may be used.
이상 설명한 바와 같이 차동 제어 신호의 조정이 행해짐으로써, 하나의 현가 장치가 교란력을 상쇄시키도록 동작될 때 다른 하나의 현가 장치는 제로로 유지되거나, 이미 제로에 있지 않은 경우이면 제로 위치가 되도록 처리된다. 본 발명의 제 1 특징 및 제 2 특징의 개시 내용에 비추어, 제로의 의미는 선택된 1차 현가 장치의 예하중을 가장 근접하게 유지하는 위치를 의미할 수 있다. 이후 설명되는 실시예에서, 비활성 액츄에이터의 제로화는 작동 속도보다 훨씬 느리게 행해진다. 이러한 제로화는 예시되는 것보다 빠르게 행해질 수도 있으며, 또는 복원 스프링에 의한 기계적인 방법을 비롯하여 다수의 다른 방법으로 행해질 수도 있음을 알아야 한다. 제로의 차분 위치 신호가 표명하는 바와 같이 일단 교란력이 효과적으로 상쇄되면, 활성 액츄에이터는 교란력이 존재하는 한 그대로 유지된다. 교란력이 제거되면, 활성 액츄에이터에 여전히 작용되는 반작용력이 다른 방향으로 카를 구동하게 되며, 이것은 차분 위치 신호의 부호 변화에 의해 다른 하나의 액츄에이터에 대한 제어가 행해질 때까지 계속된다. 이 때, 이전의 활성 현가 장치는 그의 위치 제어 루프로의 제로 입력 커맨드 등에 응답하여 제로화를 개시하게 된다.As described above, the adjustment of the differential control signal is performed so that when one suspension is operated to cancel the disturbing force, the other suspension remains at zero or is in the zero position if it is not already at zero. do. In light of the disclosure of the first and second features of the invention, the meaning of zero may mean a position that most closely holds the preload of the selected primary suspension device. In the embodiments described below, the zeroing of the inactive actuators is done much slower than the operating speed. It should be appreciated that this zeroing may be done faster than illustrated, or may be done in a number of other ways, including mechanically by restoring springs. Once the disturbance force is effectively canceled, as indicated by the zero differential position signal, the active actuator remains as long as the disturbance force exists. When the disturbing force is removed, the reaction force still acting on the active actuator drives the car in the other direction, which continues until control on the other actuator is made by the sign change of the differential position signal. At this point, the previously active suspension device will start zeroing in response to a zero input command or the like into its position control loop.
본 발명의 제 3 특징에 따르면, 2차 현가 장치는 비교적 작은 액츄에이터와 결합된 비교적 큰 액츄에이터를 포함할 수 있다. 본 발명자는 액츄에이터가 중화시켜야만 하는 저주파력이 약 수천 뉴톤 정도라는 것을 알게 되었는 바, 이러한 구성에서, 큰 액츄에이터가 저주파력을 처리하는 한편, 약 수백 뉴톤 정도로 알려진 고주파력은 작은 액츄에이터에 의해 처리되도록 설계할 수 있다.According to a third aspect of the invention, the secondary suspension device may comprise a relatively large actuator combined with a relatively small actuator. The inventors have found that the low frequency force that the actuator has to neutralize is about several thousand Newtons. In this configuration, the large actuators handle the low frequency powers, while the high frequency forces known as about several hundred Newtons are designed to be handled by the small actuators. can do.
실제로, 이들 두가지 형태의 액츄에이터들은 완전히 분리되지 않는다. 래그 필터(lag filter) 또는 다른 평균화 기법이 비교적 큰 액츄에이터를 제어하기 위한 비교적 느리게 동작하는 위치 기반 제어 루프를 생성하는데 이용될 수 있고, 비교적 작은 액츄에이터를 제어하기 위한 비교적 빠른 가속도 기반 제어 루프에 제어형 승강기 시스템에 의해 결합된다. 즉, 동일한 시스템에 대한 작용으로 인해, 그들의 제각기의 제어 루프내에서 반영되는 두가지 힘 액츄에이터가 발휘하는 힘들이 어느 정도 혼합된다. 그럼에도 불구하고, 이들 두 액츄에이터는, 반드시 그런건 아니지만 본 명세서에서 기술하는 바와 같이 분리시켜 취급될 수 있다.In fact, these two types of actuators are not completely separated. Lag filters or other averaging techniques can be used to create a relatively slow operating position based control loop for controlling relatively large actuators, and a controlled lift in a relatively fast acceleration based control loop for controlling relatively small actuators. Coupled by the system. That is, due to the action on the same system, the forces exerted by the two force actuators reflected in their respective control loops are mixed to some extent. Nevertheless, these two actuators may, but not necessarily, be handled separately as described herein.
따라서, 본 발명의 제 3 특징에 또한 따르면, 2차 현가 장치는 고주파 힘을 상쇄시키는 작은 액츄에이터를 제어하기 위한 가속도 궤환 루프와, 저주파 힘을 상쇄시키는 큰 액츄에이터를 제어하기 위한 위치 기반 제어 루프를 사용하여 제어된다.Thus, according to a third aspect of the present invention, the secondary suspension device uses an acceleration feedback loop for controlling a small actuator that cancels high frequency forces and a position based control loop for controlling a large actuator that cancels low frequency forces. Is controlled.
롤러 가이드 실시예의 경우, 큰 액츄에이터는 볼 구동 액츄에이터(a ball drive actuator)와 같은 선형 액츄에이터일 수도 있는데, 이것은 아주 느린 응답을 가지나 강력하고 통상 값이 싸다. 또한, 이 큰 액츄에이터는 회전 액츄에이터일 수도 있다. 이들 두가지 형태의 액츄에이터는 이후에 보다 상세히 개시되며, 설계 사항을 고려해서 상호교환적으로 사용될 수도 있다. 작은 액츄에이터는, 예로서, 후술하는 바와 같은 전자석 액츄에이터일 수도 있다.In the case of a roller guide embodiment, the large actuator may be a linear actuator such as a ball drive actuator, which has a very slow response but is powerful and usually inexpensive. This large actuator may also be a rotary actuator. These two types of actuators are described in more detail below and may be used interchangeably in consideration of design considerations. The small actuator may be, for example, an electromagnet actuator as described later.
본 명세서에서 도시한 방법 및 장치에 의하면, 승강기의 승차감을 개선하기 위한 저렴하고 효과적인 방법이 제공된다. 또한, 본 발명은 새로운 장비에 대해서는 물론 현대화 협정에 대해서도 매우 효과적으로 사용될 수 있다. 따라서, 수동 가이드를 반능동 가이드(위치 기반 제어 루프만을 갖는 큰 액츄에이터) 또는 능동 가이드(위치 및 가속도 루프를 제각기 갖는 큰 액츄에이터 및 작은 액츄에이터)로 대체하는 현대화 기법은, 본 명세서에 개시되는 바와 같이, 저렴하고 효과적인 기법을 제공하여 구식 승강기 카에 있어서의 승차감을 개선함으로써 승강기의 현대화 사업 능력을 실질적으로 증대시킬 수 있다.According to the method and apparatus shown herein, an inexpensive and effective method for improving the riding comfort of an elevator is provided. In addition, the present invention can be used very effectively for new equipment as well as for modernization agreements. Thus, modernization techniques for replacing passive guides with semi-active guides (large actuators with only position-based control loops) or active guides (large and small actuators with position and acceleration loops respectively), as disclosed herein, By providing an inexpensive and effective technique, it is possible to substantially increase the modernization capability of the elevator by improving the ride comfort of the old elevator car.
본 발명의 이들 및 기타 목적, 특징과 장점은 첨부 도면에 예시된 바와 같이, 그의 최선 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백하게 된다.These and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the best embodiments thereof, as illustrated in the accompanying drawings.
도 1은 승강기 카(10)가 수직 승강로(14)내에서 승강될 수 있게 로프(12)에 매달린 상태를 도시한 것으로, 레일(16, 18)은 카(10)의 양쪽에 있는 승강로 벽(19a, 19b)에 설치된다. 수평 현가 장치(20, 22)와 (24, 26)는, 미끄럼 가이드, 전자식 베어링 또는 롤러 가이드와 같은 형태의 가이드일 수 있으며, 상기 카(10)의 상부 및 하부에 부착될 수 있는데, 롤러형 가이드인 경우에는 레일 표면상에서 구르는 원형 롤러를 가질 수도 있다.FIG. 1 shows a state in which the elevator car 10 is suspended from the rope 12 so that the elevator car 10 can be lifted in the vertical hoistway 14. The rails 16 and 18 are provided with the hoistway walls on both sides of the car 10. 19a, 19b). The horizontal suspension devices 20, 22 and 24, 26 may be guides in the form of sliding guides, electronic bearings or roller guides, and may be attached to the upper and lower portions of the car 10, which are roller-like. In the case of a guide, it may have a circular roller rolling on the rail surface.
이하에서는, 롤러 가이드를 구비하는 1차 현가 장치와 직선형 및 회전형 액츄에이터 및 스프링을 구비하는 2차 현가 장치를 주로 자세히 설명하겠으나, 다양한 형태의 현가 장치가 있음은 물론이며, 이들 중의 다수는 이하에서 구체적으로 개시되며, 본 발명을 수행하도록 적응될 수 있다. 따라서, 특정 형태의 현가 장치에 특정하게 국한되지 않은 본 발명의 특허 청구 범위는 경우에 따라 임의 형태의 1차 및 2차 현가 장치 및 그의 제어 시스템에 적용될 수 있다.Hereinafter, the primary suspension device having a roller guide and the secondary suspension device having linear and rotary actuators and springs will be mainly described in detail, but there are various types of suspension devices, and many of them will be described below. It is specifically disclosed and can be adapted to carry out the invention. Thus, the claims of the present invention, which are not limited to particular types of suspensions, may optionally be applied to any type of primary and secondary suspensions and control systems thereof.
수평 현가 장치(20, 22, 24, 26)의 목적은 승강기 카(10)내에 탑승한 탑승자에게 가능한 부드러운 승차감을 제공하는 것이다. 물론, 당 분야에는 비. 더블유. 터커 2세(B. W. Turker Jr.)의 미국 특허 제 3,099,334 호에 개시된 바와 같은 롤러 가이드를 포함하는 각종 형태의 수동 가이드를 제공하는 것이 알려져 있다.The purpose of the horizontal suspension devices 20, 22, 24, 26 is to provide as smooth a ride as possible to the occupant in the elevator car 10. Of course, this field is non. W. It is known to provide various types of manual guides, including roller guides as disclosed in US Pat. No. 3,099,334 to B. W. Turker Jr ..
상술한 바와 같이, 다른 것들 중에서도 본 발명은 반능동형 및 능동형 2차 현가 장치를 모두 개시하는데, 이들은 모두 부드러운 승차감을 제공하며 1차 현가 장치 또는 레일이 승강기 카에 접촉하게 되는 것을 방지한다.As mentioned above, the present invention, among others, discloses both semi-active and active secondary suspension devices, both of which provide a smooth ride and prevent the primary suspension or rails from contacting the elevator car.
내부 및 외부 위치 루프를 갖는 2차 현가 장치Secondary suspension with inner and outer position loops
도 2a을 참조하면, 승강기 카(27)는 1차 현가 장치(28)를 갖는데, 이 1차 현가 장치(28)는 레일(29)상에 얹혀 움직이거나, 즉, 그 위를 구르거나 (예컨대, 에어 쿠션상에 얹혀 움직임으로써) 레일(29)에 근접하게 배치되며, 카(27)에 마찬가지로 부착된 2차 현가 장치(30)에 기계 및 전자기적으로 접속된다. 승강로의 다른 쪽에는, 또 다른 1차 현가 장치(31)가 제 2 레일(31a)에 접촉 배치되거나 근접 배치되며, 카(27)에 마찬가지로 부착된 2차 현가 장치(31b)에 기계 및 전자기적으로 접속된다.Referring to FIG. 2A, the elevator car 27 has a primary suspension 28, which is mounted on the rail 29 and moves, i. And by moving on the air cushion), which is disposed close to the rail 29 and mechanically and electromagnetically connected to the secondary suspension device 30, which is likewise attached to the car 27. On the other side of the hoistway, another primary suspension device 31 is placed in contact with or close to the second rail 31a and mechanically and electromagnetically mounted to the secondary suspension device 31b which is likewise attached to the car 27. Is connected.
도 2a에는, 승강기 카가 로프(도시되지 않음)에 의해 승강로내에 수직방향으로 메달리고, 또한 승강로 레일들의 각각과 접촉하거나 거의 접촉하는 1차 현가 장치와 한 측면상에서는 1차 현가 장치에 부착되고 다른 측면상에서는 카에 부착된 한 쌍의 대응하는 2차 현가 장치에 의해 카의 대향 측면들상의 승강로 레일들간에 수평으로 메달린 승강기 카를 도시한다. 본 발명에 따르면, 1차 현가 장치는 롤러, 미끄럼 가이드 또는 전자기 베어링 등일 수 있다. 다른 한편, 각각의 2차 현가 장치는 반능동형 또는 능동형 현가 장치일 수 있으며, 이를 통해, 그의 연관된 1차 현가 장치의 위치가 카에 대해, 예컨대, 승강로내의 카의 위치를 표시하는 하나 이상의 센서(27a, 27b)에 의해 제공되는 감지된 위치 신호와, 또한 대응하는 한 쌍의 감지된 위치 신호들에 대해 한 쌍의 센서(27c, 27d)로부터의 카에 대한 2차 현가 장치의 위치를 표시하는 신호에 응답하여 제어된다. 센터링 위치 센서(27a, 27b)를 사용하여 카를 센터링시킴으로써, 각각의 2차 현가 장치가 자동으로 경계내에서 제어되어, 1차 현가 장치가 하나 이상의 2차 현가 장치의 경계들상에 접촉하지 못하게 함으로써 1차 현가 장치가 카 또는 레일에 접촉하는 것을 방지한다. 앞서 언급한 바와 같이, '반능동형(semi-active)'이란 용어는 폐루프 위치 제어만을 이용하는 2차 현가 장치를 언급하는 것이며, '능동(active)'이란 용어는 폐루프 위치 및 가속도 제어를 언급하는 것이다. 후술하는 실시예들의 대부분은 롤러 가이드를 다루고 있으나, 개시된 원리들은 다른 형태의 현가 장치들에도 동등하게 적용될 수 있으므로, d어떤 특정 형태의 현가 장치를 구체적으로 기술하고 있지 않은 본 발명의 청구 범위들은 임의 형태의 승강기 시스템용 현가 장치를 전반적으로 포함한다.2A, an elevator car is suspended vertically in a hoistway by means of a rope (not shown) and also attached to the primary suspension device on one side and on the other side in contact with or almost in contact with each of the hoist rails. Shown above is a lifted car horizontally hung between hoist rails on opposite sides of the car by a pair of corresponding secondary suspension devices attached to the car. According to the invention, the primary suspension device may be a roller, a sliding guide or an electromagnetic bearing or the like. On the other hand, each secondary suspension device may be a semi-active or active suspension device, whereby the position of its associated primary suspension device indicates one or more sensors (eg, the position of the car in the hoistway) relative to the car. The position of the secondary suspension device relative to the car from the pair of sensors 27c and 27d relative to the sensed position signal provided by 27a and 27b and also to the corresponding pair of sensed position signals. Controlled in response to the signal. By centering the car using the centering position sensors 27a, 27b, each secondary suspension device is automatically controlled within the boundary, thereby preventing the primary suspension device from touching the boundaries of one or more secondary suspension devices. Prevent the primary suspension from touching the car or rail. As mentioned earlier, the term 'semi-active' refers to a secondary suspension using only closed loop position control, and the term 'active' refers to closed loop position and acceleration control. It is. While most of the embodiments described below deal with roller guides, the disclosed principles can equally apply to other types of suspensions, and therefore, the claims of the present invention that do not specifically describe any particular type of suspensions are arbitrary. It includes a suspension device for the type of elevator system as a whole.
비교적 큰 직접적인 카의 힘들로 인한 또 다른 불균형은 (약 1,000 뉴톤을 초과하는 큰 힘을 발휘할 수 있는) 큰 힘 액츄에이터에 의해 상쇄될 수 있으나, 이 액츄에이터는 꼭 그런 것은 아니지만 (예컨대, 약 250 뉴톤/초 미만의) 고유한 비교적 느린 응답성을 가질 수도 있다. 물론, 액츄에이터가 본래 빠르다면, 그의 응답 속도는 이후 상세히 설명되는 바와 같이 보상 기법에 의해 임의의 원하는 응답 속도까지 낮출 수 있다.Another imbalance due to relatively large direct car forces can be offset by a large force actuator (which can exert a large force in excess of about 1,000 Newtons), although this actuator is not necessarily so (e.g. about 250 Newtons / May have an inherent relatively slow response. Of course, if the actuator is inherently fast, its response speed can be lowered to any desired response speed by a compensation technique as described in detail below.
반 능동형 2차 현가 장치Semi-active secondary suspension
'반능동형' 가이드(32)가 도 2b에 도시되어 있다. 이 가이드는 레일(16) 또는 (18)의 표면상에서 구르는 롤러(34)로 이루어질 수 있지만 이에 제한되지는 않으며, 롤러(34)는 베이스(40)에 부착된 선회점(38)을 갖는 암(36)에 부착되며, 베이스(40)는 또한 승강기 카(10)에 부착된다.A 'semi-active' guide 32 is shown in FIG. 2B. The guide may consist of, but is not limited to, rollers 34 rolling on the surface of the rails 16 or 18, the rollers 34 being armed with pivot points 38 attached to the base 40. 36, and base 40 is also attached to elevator car 10.
암(36)의 일부는 선회점(38) 위로 연장되며 스프링(44)에 의해 작동가능하다. 이 스프링은 내부에 삽입된 나사(47)를 갖는 볼 구동 액츄에이터(46)에 의해 구동되며, 베이스(40)에 장착된다. 위치 센서(48)는 암(36)의 위치를 감지하여 감지된 위치 신호를 라인(50)을 통해 위치 제어 장치(52)에 제공하며, 위치 제어 장치(52)는 또한 라인(54)를 통해 액츄에이터(46)에 액츄에이터 제어 신호를 제공한다. 이 위치 제어 장치(52)는 또한, 반드시 그런 것은 아니지만, 베이스(40) 또는 액츄에이터(46)에 대한 나사(47)의 위치를 측정하는 위치 센서(56a)로부터의 라인(55)을 통해 공급되는 제 2 감지된 위치 신호에 응답할 수 있다.A portion of the arm 36 extends above the pivot point 38 and is operable by a spring 44. This spring is driven by a ball drive actuator 46 with a screw 47 inserted therein and mounted to the base 40. The position sensor 48 senses the position of the arm 36 and provides the detected position signal to the position control device 52 via the line 50, which also controls the position control device 52 via the line 54. Provide actuator control signal to actuator 46. This position control device 52 is also supplied via a line 55 from the position sensor 56a which measures the position of the screw 47 with respect to the base 40 or actuator 46, although not necessarily. And may respond to the second sensed position signal.
위치 센서(56a)는 도 25와 관련하여 후술하는 내부 위치 제어 루프의 위치 궤환에 사용하여 1차 현가 장치에 대해 적어도 선택된 예하중력(a selected preload force)를 유지할 수 있다. 다른 한편, 도 16의 기계적으로 연결된 롤러와 관련해서는, 위치 센서(56a)가 필요치 않다. 위치 센서(56a)는 전위차계, LVDT, 광학 위치 센서, 위치 인코더 등일 수 있으며, 또는 그의 기능은 위치 감지 능력과 적합될 수 있거나 적합되어 구동기로서 액츄에이터(46)에서 이용될 수 있는 특정 유형의 모터로부터의 펄스에 의해 달성될 수 있다. 이러한 모터는 액츄에이터가 주행 경계에 이르렀음을 판정할 수 있도록 하나 이상의 리미트 스위치(a limit switch)와 관련하여 사용될 수 있다. 위치 제어 장치(52)는 또한, 반드시 그런 것은 아니지만, 감지된 위치 신호와의 비교를 위해 라인(56)상의 위치 기준 신호에 응답함으로써 암(36)의 위치 제어를 위한 폐루프 위치 기반형 궤환 제어 시스템을 구성할 수도 있다. 본 발명의 개시된 내용에 따르면, 라인(56)상의 기준 신호는 고정 전압 기준일 수 있으며, 또는 그의 함수는 이후 더욱 상세히 설명되는 바와 같은 두 개의 대향하는 위치 제어 루프간의 평형 또는 복합 신호에 의해서 또는 위치를 제어하는 어떤 그러한 구성에 의해서 생략될 수 있다. 스프링 및 볼 나사 액츄에이터(42, 46)는 위치 센서(48), 위치 제어기(52) 및, (대향하는 1차 현가 장치가 기계적으로 연결되지 않은 것과 같은) 몇몇 환경에서의 센서(56a)와 더불어 자동조정가능한 2차 현가 장치(57)를 구성한다. 또한 본 발명에 따르면, 1차 현가 장치, 예컨대, 롤러(34)의 위치는 경계(60, 62)내에서 제어기(52)에 의해 제어되어 1차 현가 장치가 베이스(40)를 통해 카(10)에 접촉하지 못하게 한다. 즉, 이러한 제어는, 1차 현가 장치가 그의 경계에 거의 또는 전혀 기계적으로 접촉되지 않게 보장한다. 이것은 카의 다른쪽에 있는 대향하는 가이드에 대해서도 마찬가지이며, 두개의 가이드는 그들 제각기의 위치 제어를 통해 함께 동작하여 카가 승강로의 중심에 유지되게 한다.The position sensor 56a may be used for position feedback of the internal position control loop described below in connection with FIG. 25 to maintain at least a selected preload force for the primary suspension device. On the other hand, with respect to the mechanically connected roller of Fig. 16, no position sensor 56a is needed. The position sensor 56a may be a potentiometer, LVDT, optical position sensor, position encoder, or the like, or a function thereof from a particular type of motor that may or may be compatible with the position sensing capability and used in the actuator 46 as a driver. It can be achieved by the pulse of. Such a motor may be used in connection with one or more limit switches to determine that the actuator has reached a travel boundary. The position control device 52 is also, but not necessarily, a closed loop position based feedback control for position control of the arm 36 by responding to a position reference signal on line 56 for comparison with the sensed position signal. You can also configure the system. According to the disclosed subject matter, the reference signal on line 56 may be a fixed voltage reference, or a function thereof may be positioned by a balanced or complex signal between two opposing position control loops as described in more detail below. May be omitted by any such configuration that controls. The spring and ball screw actuators 42, 46, together with the position sensor 48, the position controller 52, and the sensor 56a in some circumstances (such as when the opposing primary suspension is not mechanically connected). A self-adjustable secondary suspension device 57 is constructed. Also in accordance with the present invention, the position of the primary suspension, for example the roller 34, is controlled by the controller 52 within the boundaries 60, 62 so that the primary suspension can be driven by the car 10 through the base 40. Do not touch). In other words, this control ensures that the primary suspension device has little or no mechanical contact with its boundary. The same is true for the opposing guides on the other side of the car, with the two guides working together through their respective position controls to keep the car in the center of the hoistway.
제한적인 것은 아니나, 도 1에 도시된 가이드(24, 26)와 같은 하부 수평 현가 장치들은, 예컨대, 도 2b에 도시된 형태의 반능동형 가이드이거나, 예컨대, 이후 상세히 설명될 능동형 가이드일 수 있다. 도 1에서 카의 상부에 도시된 가이드(20, 22)는 터커의 미국 특허 제 3,099,334 호에 개시된 형태, 브런즈(Bruns)의 미국 특허 제 3,087,583 호에 개시된 형태 또는, 당 분야에 공지된 어떤 다른 수동 형태의 수동 롤러 가이드일 수 있다. 다른 한편, 이들 4개의 가이드(20, 22, 24, 26)는 모두 도 2b에 도시된 형태의 반능동형 롤러 가이드나, 후술하는 바와 같은 능동형 롤러 가이드로 교체될 수 있다.The lower horizontal suspension devices, such as but not limited to the guides 24 and 26 shown in FIG. 1, may be, for example, semi-active guides of the type shown in FIG. 2B, or for example active guides which will be described in detail later. The guides 20, 22 shown on top of the car in FIG. 1 are in the form disclosed in US Pat. No. 3,099,334 to Tucker, in the form disclosed in US Pat. No. 3,087,583 to Bruns, or any other known in the art. It may be a manual roller guide of the manual form. On the other hand, these four guides 20, 22, 24 and 26 can all be replaced with semi-active roller guides of the type shown in Fig. 2b or active roller guides as described below.
도 2b에 도시된 액츄에이터(46)는 (예컨대, 약 250 뉴톤/밀리미터 미만의) 매우 느린 응답속도로 보상되거나 원래 느리게 동작하는 비교적 큰 액츄에이터일 수 있으므로, 특히 레일에 의해 유도된 비정상에 기인한 보다 높은 주파수의 진동들중 몇몇은 처리될 수 없을 수 있다. 이하에서는, 가속도 궤환를 또한 이용하는 능동형 고주파수 진동 제어가 개시된다.The actuator 46 shown in FIG. 2B may be a relatively large actuator that is compensated with a very slow response (eg, less than about 250 Newtons per millimeter) or is originally operating slowly, more particularly due to abnormalities induced by the rails. Some of the high frequency vibrations may not be processed. In the following, active high frequency vibration control is also disclosed which also utilizes acceleration feedback.
작은 액츄에이터 제어 장치의 설계Design of Small Actuator Control Unit
본 발명에 따른 고주파수 제어 시스템을 설계하는 방법을 설명하기 위해, 도 3, 도 4 및 도 5에 이러한 시스템을 위한 예비 제어 설계 고려사항을 도시한다. 이들 블럭도는 예비 설계 프로세스중에 제어장치 엔지니어가 후속하는 하드웨어 설계를 위한 단계를 설정하기 위해 준비하는 것이다. 본 발명의 각종 하드웨어 실시예가 도시되지만, 제어 시스템 분야에 숙련된 자라면, 도 3, 도 4 및 도 5와 계속되는 관련 도면들에 제공된 정보를 포함하여 제공된 제어 개념을 이용하여, 2차 현가 장치를 위한 기능적으로 동등한 고주파수 제어장치의 각종 다른 실시예를 제공할 수 있을 것이다.To illustrate a method of designing a high frequency control system according to the present invention, preliminary control design considerations for such a system are shown in FIGS. 3, 4 and 5. These block diagrams are prepared by the controller engineer during the preliminary design process to set up the steps for subsequent hardware design. While various hardware embodiments of the present invention are shown, those skilled in the art of control systems will employ a secondary suspension device, using the control concepts provided, including the information provided in FIGS. 3, 4, and 5 and subsequent related figures. Various other embodiments of functionally equivalent high frequency control devices may be provided.
도 3은 진동 제어/현가 장치 시스템을 개략적으로 도시한 것이다. 입력 합산기의 출력은 제어되는 질량(M)에 작용하는 모든 힘으로 구성된다. 가속도 루프를 제외하고, 도 3에는 고전적 2차 선형 동적 시스템이 도시되어 있다. 블럭(A)은 가속도(가속도계) 궤환 블럭이다. 실제로, 이것은 감지된 가속도 신호, 처리 회로 및 힘 액츄에이터(a force actuator)로 이루어진다. 블럭(D)은, 예컨대, 점성 댐퍼(a viscous damper)(제동장치(dashpot))와 같은 기계적 댐퍼에 의한 기계적 댐핑을 나타낸다. 블럭(K)은 승강기 현가 장치의 스프링 상수를 나타낸다.3 schematically shows a vibration control / suspension system. The output of the input summer consists of all the forces acting on the controlled mass (M). Except for the acceleration loop, a classical quadratic linear dynamic system is shown in FIG. Block A is an acceleration (accelerometer) feedback block. In practice, this consists of sensed acceleration signals, processing circuits and a force actuator. Block D represents mechanical damping, for example by a mechanical damper, such as a viscous damper (dashpot). Block K represents the spring constant of the elevator suspension.
설계자는 시스템을 유효 질량, 댐핑 정수(ζ) 및 고유 주파수(ω0)를 갖는 것으로서 관찰해야 한다. 본 발명은 시스템의 고유 주파수를 낮추는 특성을 갖는 유효 시스템 질량을 높히고자 하므로, 예비적인 설계 고려사항으로서, 시스템의 고유 주파수를 적어도 3의 인수로 감소시키는 것이 바람직하다. 이러한 목적을 달성할 수 있느냐 없느냐는 당면한 구조적 공진에 좌우된다. 또 다른 예비적 설계 고려사항으로서는, 댐핑 정수를 0.3 내지 0.7의 범위내에 놓이게 하는 것이 바람직하다. 그러나, 특정 실시예가 이러한 목적을 달성하지 못한다고 하더라도, 승차감의 개량을 위해 상당한 전자기계적인 댐핑의 가능성이 있다.The designer should observe the system as having an effective mass, damping constant (ζ) and natural frequency (ω 0 ). Since the present invention seeks to increase the effective system mass with the characteristic of lowering the natural frequency of the system, as a preliminary design consideration, it is desirable to reduce the natural frequency of the system by a factor of at least three. Whether this can be achieved or not depends on the structural resonance encountered. As another preliminary design consideration, it is desirable to keep the damping constant within the range of 0.3 to 0.7. However, even if a particular embodiment does not achieve this purpose, there is the possibility of significant electromechanical damping to improve ride comfort.
도 4는 도 3의 블럭도를 조작하여 순수한 기계적 수단 이외의 전자기계적인 수단으로 도 3의 기계적 댐핑의 실현을 가능하게 한 것을 도시한 것이다. 블럭(A+D/S)의 출력은 힘이다. 요소 A+D/S는 실제로 가속도계, 처리 회로 및 힘 액츄에이터의 조합에 의해 구현된다. 도 3 및 도 4는 서로 다르게 수행되나 전달 함수의 관점에서 볼 때 전체적으로 동등하다.FIG. 4 illustrates the manipulation of the block diagram of FIG. 3 to enable the mechanical damping of FIG. 3 by electromechanical means other than purely mechanical means. The output of the block A + D / S is the force. Element A + D / S is actually implemented by a combination of accelerometers, processing circuits and force actuators. 3 and 4 are performed differently but are totally equivalent in terms of transfer functions.
제어 조작은 도 5에서도 또한 행해진다. 여기서, 블럭(A)는 블럭(M)과 결합되어, 가속도 궤환에 의해 전자기계적으로 질량 증대가 초래됨을 도시한다. 따라서, 도 5는, 가속도 궤환에 의해 전자기계적으로 질량 증대가 얻어짐을 나타내기 위한 목적으로 제공된 것이다. 도 5는 질량(M)에 관련하여 가속도 궤환(A)의 크기를 이해하는데에 유용하다. 승강기 카의 질량(M)은 본 발명이 상쇄하고자 하는 가속도의 요인이 되는 힘의 영향을 받게 된다. 본 발명은 질량을 '증대(augment)'시켜야 한다.Control operation is also performed in FIG. Here, block A is combined with block M, which shows that the mass increase is caused electromechanically by the acceleration feedback. Therefore, FIG. 5 is provided for the purpose of showing that the mass increase is obtained electromechanically by the acceleration feedback. 5 is useful for understanding the magnitude of the acceleration feedback A in relation to the mass M. FIG. The mass M of the elevator car is influenced by the force which is the factor of acceleration which the present invention intends to cancel. The present invention must 'augment' the mass.
실제의 시스템에서, 댐핑을 얻기 위해 적분기보다는 저역 통과(래그) 필터가 사용된다. 또한, 순수 가속도 궤환은 고주파 응답을 롤링-오프(rolling-off)하여 고주파 노이즈를 감소시지지 않는다면 실용적이지 않다. 이상적인 시스템에서, 가속도계 궤환 전달비는 (As+D)/s 로 된다. 다른 한편, 비이상적인 시스템에서 가속도계 및 그의 관련 회로망 전달 함수는 s(As+D)/(s+ω1)(s/ω2+1)(s+ω3)이며, 여기서 ω1는 적분 함수를 차단(cut-off)하는데 사용되는, 예컨대, 0.1rad/sec의 저수파 롤-오프이고, ω2는 약 100rad/sec 이상이며, ω3는 약 0.1rad/sec이다. s/(s/ω2+1)(s+ω3) 항은 고주파를 롤-오프하여 가속도계 궤환의 DC 이득을 제로로 낮추는데 이용된다. s 는 항상 jω 이다.In a practical system, a low pass (lag) filter is used rather than an integrator to obtain damping. In addition, pure acceleration feedback is not practical unless it rolls off the high frequency response to reduce high frequency noise. In an ideal system, the accelerometer feedback transfer ratio would be (As + D) / s. On the other hand, in a non-ideal system, the accelerometer and its associated network transfer function is s (As + D) / (s + ω 1 ) (s / ω 2 +1) (s + ω 3 ), where ω 1 is an integral function Is a low frequency roll-off of, for example, 0.1 rad / sec, ω 2 is at least about 100 rad / sec, and ω 3 is about 0.1 rad / sec. The term s / (s / ω 2 +1) (s + ω 3 ) is used to roll off the high frequency to lower the DC gain of the accelerometer feedback to zero. s is always jω.
도 5의 블럭도에 대한 POS/F 전달 함수는 G = POS/F = 1/((M +A)s2+ Ds + K) 이다. 이 식으로부터, 시스템 고유 주파수 ω0는 ω0= (K/(M + A))1/2임을 알 수 있다. 댐핑 정수 ζ 는 ζ = D/(2ω0(M + A)) 이다.The POS / F transfer function for the block diagram of FIG. 5 is G = POS / F = 1 / ((M + A) s 2 + Ds + K). From this equation, it can be seen that the system natural frequency ω 0 is ω 0 = (K / (M + A)) 1/2 . The damping constant ζ is ζ = D / (2ω 0 (M + A)).
이상의 식들로부터, 가속도 궤환(A)에 의해 고유 주파수 및 댐핑 정수가 감소됨을 알 수 있다. 승강기 현가 장치 시스템에서는, 댐핑 정수를 0.3 내지 0.7 범위내로 하는 것이 바람직하다.From the above equations, it can be seen that the natural frequency and the damping constant are reduced by the acceleration feedback A. FIG. In an elevator suspension system, the damping constant is preferably in the range of 0.3 to 0.7.
한 가지 예로서, ω0= 10 이고 기계적 댐핑이 없는 수동의 스프링 질량 시스템을 생각해 보자. ω0를 3의 인수로 감소시키고 댐핑 정수를 0.5로 하는 것이 바람직한데, 이러한 조건은 A=8M 및 D=9ω0M에 의해 충족된다.As an example, consider a manual spring mass system with ω 0 = 10 and no mechanical damping. It is desirable to reduce ω 0 by a factor of 3 and to have a damping constant of 0.5, which condition is satisfied by A = 8M and D = 9ω 0 M.
M=1,000Kg 인 경우, 결과는 A=8,000 뉴톤(m/s2)이며, 이것은 78.4 뉴톤/mg와 같다(여기서, 'mg'는 '밀리 중력 상수(milligravitational force constant)'를 말한다). D는 90,000 뉴톤/(m/s)이다. 비율 D/A는 11.25가 된다. 이것은 가속도계 궤환 루프에서 사용될 비례 이득의 적분 비를 말한다.For M = 1,000 Kg, the result is A = 8,000 Newtons (m / s 2 ), which equals 78.4 Newtons / mg (where 'mg' refers to the 'milligravitational force constant'). D is 90,000 newtons / (m / s). The ratio D / A is 11.25. This is the integral ratio of the proportional gains to be used in the accelerometer feedback loop.
이제, 방금 주어진 예에 대한 보드 선도를 설명한다. 또한, 다른 중요한 전달 함수들을 찾아내기 위해 G = POS/F 전달 함수를 변형하는 방법이 설명된다. 여기서 고려된 예의 경우, 도시를 용이하게 하기 위해 수동 시스템의 댐핑 정수는 0이 아니라 0.1로 했다. 이것은 전술한 바와 같이, 얼마간의 댐핑을 갖는 수동 시스템으로 시작하는 경우와 동등하다. 능동 현가 장치의 댐핑 정수는 앞에서와 같이 0.5이다.Now, the board diagram for the example just given is explained. In addition, a method of modifying the G = POS / F transfer function is described to find other important transfer functions. For the example considered here, the damping constant of the passive system was 0.1 rather than 0 to facilitate the illustration. This is equivalent to starting with a passive system with some damping, as described above. The damping constant of the active suspension is 0.5 as before.
먼저, s2G = G1을 찾아서, 수동 현가 장치 및 가속도계 궤환에 의해 개량된 수동 현가 장치에 대해 주파수의 함수로서 도시한다. G1은 가해진 힘에 대한 카 가속도의 비율이다. G1 은 mg/뉴톤 단위로 표현하여 데시벨(dB)로 도시하였다. 도 6은 그 결과를 도시한 것이다. 능동 현가 장치는 10Hz 까지의 주파수 대역에서 직접적인 카 힘에 대해 적정하게 20dB 감도 감소를 보인다. 이것을 승강기 시스템의 능동형 진동 제어에 대한 설계 목표로서 설정한다. 통상, 수평 진동에 대한 인간의 지각은 0.5 내지 2㎐ 범위에서 가장 큰 것으로 알려져 있으므로, 본 발명은 주로 이 대역에서의 대부분의 움직임을 감쇠시키는 것을 강조한다. 밀리미터 정도인 것으로 알려진 레일 위치 오프셋에 대한 시스템 응답은 눈금 계수를 제외하고는 도 6에 도시된 것과 유사한 곡선으로 주어진다. 레일 위치 오프셋 X은 힘 KX를 야기한다. X에 대한 카 가속도 관련 전달 함수는 간단히 G1*K로 된다. K = ω0 2M = 100,000 N/m = 100N/mm로 된다. 도 7은 레일 오프셋으로 인해 야기되는 카 가속도를 도시한 것으로, mg/mm의 단위가 사용된다. 도 7의 진폭은 단순히 도 6의 진폭보다 40dB 더 크다. 레일 편차는 약 수 mm 이하이다. 본 발명에서 목표로 하는 것은, 0.5Hz 내지 2.0Hz에서 롤-오프를 갖는 필터를 사용해서 측정된 진동 레벨을 0.5mg RMS까지 낮게 감쇠시키는 것이나, 이러한 목적은 설계자의 임무에 따라 변경될 수 있다. 명백히, 능동 현가 장치는 수동 현가 장치에 비해 큰 장점을 제공한다. 대안으로서, 보다 유연한 수동 현가 장치를 사용하는 것도 가능하지만, 이것은 탑승자 하중 분포와 같은 정적 불평형으로 인한 문제점을 수반한다.First, s 2 G = G 1 is found and shown as a function of frequency for the passive suspension and the passive suspension improved by the accelerometer feedback. G1 is the ratio of car acceleration to applied force. G1 is expressed in decibels (dB) expressed in mg / newtons. 6 shows the result. Active suspension exhibits a moderate 20 dB sensitivity reduction for direct car power in the frequency range up to 10 Hz. This is set as the design goal for active vibration control of the elevator system. Typically, the human perception of horizontal vibration is known to be the largest in the 0.5 to 2 Hz range, and the present invention primarily emphasizes attenuating most of the motion in this band. The system response to the rail position offset, known to be on the order of millimeters, is given by a curve similar to that shown in FIG. 6 except for the scale factor. Rail position offset X causes force KX. The car acceleration related transfer function for X is simply G1 * K. K = ω 0 2 M = 100,000 N / m = 100 N / mm. Figure 7 shows the car acceleration caused by the rail offset, the unit of mg / mm is used. The amplitude of FIG. 7 is simply 40 dB greater than the amplitude of FIG. 6. The rail deviation is about several mm or less. The aim of the present invention is to attenuate the vibration level measured as low as 0.5 mg RMS using a filter with a roll-off from 0.5 Hz to 2.0 Hz, but this objective can be varied depending on the designer's task. Clearly, active suspension offers significant advantages over passive suspensions. As an alternative, it is also possible to use a more flexible manual suspension, but this entails problems due to static unbalance, such as occupant load distribution.
도 8은 시스템 성능을 관찰하는 또다른 방법을 도시한 것으로서, K*G가 도시되며, 이것은 레일 변위에 대한 카 변위의 비율을 나타낸다. 이것은 또한 레일 표면에서의 가속도에 대한 카 가속도의 비와 같다. 이같은 개시의 중요성은 수동 및 능동 현가 장치를 사용하여 레일 유도 가속도를 감쇠시키는 것을 보이는 데에 있다. 이 그래프를 보면 질량이 레일에 의해 직접 구동되는 '하드 라이드(hard ride)'에 비해 성능이 개선된 것을 알 수 있다. 이들 기본적인 원리는 개선된 능동형 진동 제어 시스템을 설계하는데 사용될 수도 있다. 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 즉,FIG. 8 illustrates another method of observing system performance, in which K * G is shown, which represents the ratio of car displacement to rail displacement. It is also equal to the ratio of car acceleration to acceleration at the rail surface. The importance of this disclosure is to show attenuation of rail induced acceleration using passive and active suspension devices. The graph shows that the performance is improved compared to the 'hard ride', where the mass is driven directly by the rails. These basic principles may be used to design advanced active vibration control systems. More detailed description is as follows. In other words,
첫째로, 가속도 궤환에는 댐핑 증가가 뒤따라야 한다.First, acceleration feedback must be followed by an increase in damping.
둘째로, 댐핑은 가속도계의 출력을 적분하여 도출될 수 있다.Secondly, damping can be derived by integrating the output of the accelerometer.
셋째로, 능동형 진동 제어에 의하면 수동형 진동 제어에 비해 상당한 개선을 제공할 수 있다. 이것은 승강기 가이드 레일 이상에 의해 초래되는 것과 같은 위치 위치 교란 및 제어되는 질량(승강기 카)에 대해 직접 작용하는 힘들에 적용된다.Third, active vibration control can provide a significant improvement over passive vibration control. This applies to positional position disturbances such as those caused by elevator guide rail abnormalities and forces acting directly on the controlled mass (elevator car).
본 발명의 중요한 또 다른 원리에 따르면, 예컨대, 1,000 뉴톤을 초과하는 힘을 발휘할 수 있으며, 반드시 그런 것은 아니지만 신속한 응답을 갖는 비교적 큰 액츄에이터가, 예컨대, 1,000 뉴톤 미만의 힘을 발휘할 수 있는 비교적 작은 액츄에이터와 하나의 액츄에이터로 결합될 수 있다. 이렇게 해서 제공되는 것이 본 발명의 '능동(active)' 2차 현가 장치의 실시예로서, 롤러 가이드, 자기 베어링 또는 미끄럼 가이드를 포함하는 임의의 형태의 가이드에 의해 구현될 수 있다.According to another important principle of the invention, for example, a relatively small actuator capable of exerting a force exceeding 1,000 newtons, but not necessarily a relatively large actuator having a rapid response, for example exerting a force of less than 1,000 newtons And may be combined into one actuator. Provided in this way is an embodiment of the 'active' secondary suspension device of the present invention, which may be implemented by any type of guide including a roller guide, magnetic bearing or sliding guide.
능동형 2차 현가 장치Active secondary suspension
도 9는 롤러와 함께 사용할 수 있는 본 발명의 2차 현가 장치의 실시예(90) 또는 소위 '능동' 롤러 가이드(92)로 불리우는 것을 도시한 것이다. 그러나, 도시한 2차 현가 장치 실시예는 1차 현가 장치용 롤러 대신에 자기 베어링, 미끄럼 가이드 등과 더불어 사용될 수도 있음은 물론이다. 이를 염두에 두고서, 롤러(100)는 레일(16) 또는 (18)상에서 구르고 선회점(104)을 갖는 암의 하나의 레그(102a)에 부착되며, 암의 다른 하나의 레그(102b)는 비교적 큰 힘 액츄에이터(106)와 비교적 작은 힘 액츄에이터(108)에 의해 작동된다. 가속도계(110)는 승강기 카의 수평 가속도를 감지하여, 감지된 신호를 라인(112)을 통해 컴퓨터일 수도 있는 능동 제어 장치(114)에 제공한다. 제어 장치(114)는, 액츄에이터(108)가 전자석(120)인 경우에 자석 구동기(118)에 의해 비교적 작은 힘 액츄에이터(108)를 제어하는데 사용될 수도 있는 제어 신호를 라인(116)에 제공한다.Figure 9 illustrates an embodiment 90 of the secondary suspension device of the present invention that can be used with a roller, or so-called 'active' roller guide 92. However, the illustrated second suspension device embodiment may be used together with a magnetic bearing, a sliding guide, or the like instead of the roller for the primary suspension device. With this in mind, the roller 100 is attached to one leg 102a of the arm that rolls on the rails 16 or 18 and has a pivot point 104, and the other leg 102b of the arm is relatively It is operated by a large force actuator 106 and a relatively small force actuator 108. Accelerometer 110 senses the horizontal acceleration of the elevator car and provides the detected signal to active control device 114, which may be a computer, via line 112. The control device 114 provides a control signal to line 116 that may be used to control the relatively small force actuator 108 by the magnet driver 118 when the actuator 108 is an electromagnet 120.
센터링 제어 장치(122)는 도 2b과 관련하여 전술한 위치 제어기(52)와 유사한 것일 수 있으며, 갭 센서(126)로부터 제공되는 라인(124)상의 감지된 위치 신호에 응답하고 전위차계, 광 센서, LVDT, 모터 인코더 등과 같은 위치 센서(127a)로부터 제공되는 라인(127)상의 위치 신호에 또한 응답하여, 액츄에이터(106)에 라인(128)을 통해 제어 신호를 제공함으로써 1차 현가 장치가 하나 이상의 경계(129a, 129b)에 접촉하지 못하게 하고, 도 25와 관련하여 이후 설명되는 바와 같이, 대향하는 현가 장치가 서로 '다툼(fighting)'을 벌이는 것을 방지할 수 있다.The centering control device 122 may be similar to the position controller 52 described above with respect to FIG. 2B, and responds to the sensed position signal on the line 124 provided from the gap sensor 126 and includes a potentiometer, light sensor, In response to a position signal on line 127 provided from position sensor 127a, such as an LVDT, motor encoder, or the like, the primary suspension is provided with a control signal via line 128 to the actuator 106, thereby providing one or more boundaries. 129a and 129b, and as described later in connection with FIG. 25, it is possible to prevent opposing suspension devices from 'fighting' each other.
도 10은 능동 가이드용 제어장치를 도시한 것이다. 이러한 제어장치는 도 16에서 설명될 전후 방향 2차 현가 장치에 필요하다.10 shows a control device for an active guide. Such a control device is required for the front-rear secondary suspension device to be described with reference to FIG.
승강기 카가 라인(142)상에 함께 작용하는 복수의 합산된 힘으로 작용하는 질량 M을 갖는 것으로서 블럭(140)에 표시된다. 이러한 합산된 힘은 합산점(144)으로부터 제공되며, 합산점(144)은 다른 것들중에서도 후술될 라인(146)상에 표시된 직접적인 카의 힘에 응답한다.The elevator car is indicated at block 140 as having a mass M acting on a plurality of summed forces working together on line 142. This summed force is provided from the sum point 144, which sums up the response of the direct car indicated on the line 146, which will be described later, among others.
승강기 카의 전후 방향 가속도는 라인(148)상에 가속도로 표시되고, 블럭(152)에서 승강기 시스템에 의해 적분되어 라인(150)상에 속도로 표시되며, 블럭(156)으로 표시된 시스템에 의해 또 한 번 적분되면 승강기 카의 위치 변화로 또한 표시된다.The forward and backward acceleration of the elevator car is indicated by the acceleration on the line 148, integrated by the elevator system at block 152, and indicated by the speed on the line 150, by the system indicated by block 156. Once integrated, it is also indicated by the change in position of the elevator car.
도 9의 가속도계(110)는 라인(148)상에 나타나는 전후 방향 가속도를 감지하는데 사용될 수 있으나, 가속도계 자체의 불완전성 또는 정렬의 문제점 때문에, 불가피하게 수직 가속도 성분도 감지하게 된다. 이것은 도시된 바와 같이 라인(148)상의 가속도 자체와 함께 합산부(160)에서 합산되며, 가속도계(110)는 수직 가속도 성분에 의해 오염된 라인(162)상의 가속도 신호에 응답한다. 마찬가지로, 가속도계는 합산부(164)에서 또한 합산되는 것으로 도시된 바와 같이 드리프트 성분(a drift component)의 영향을 받는데, 가속도계로부터의 라인(166)상의 감지된 신호가 가속도계 드리프트를 표시하는 라인(168)상의 신호와 합산된다. 그리고 나서, 라인(170)상의 합산된 신호는 블럭(172)로 표시된 필터 및 보상 회로망에 제공되며, 이것은 물론 소프트웨어로 구현될 수 있다. 신호 조정 특성은 도 3 내지 도 5와 관련하여 이미 제안되었으며, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특정 실시예에 따라 소프트웨어로 구현할 수 있다. 라인(174)상의 필터링 및 보상된 신호는 합산부(176)에 제공되며, 이 합산부(176)에서 위치 제어 가속 신호(position control speed-up signal)와 합산됨으로써, 라인(116)상의 가속 신호가, 예컨대, 도 9의 실시예에도 도시된 전자석 액츄에이터 및 드라이버(118, 120)에 공급된다. 라인(180)으로 표시된 상쇄하는 힘은 가속도계(110)에 의해 감지된 가속도를 상쇄시키기 위해 합산부(144)에 제공된다.The accelerometer 110 of FIG. 9 may be used to detect the forward and backward acceleration appearing on the line 148, but inevitably also detects the vertical acceleration component due to the imperfection or alignment problem of the accelerometer itself. This is summed in summer 160 together with the acceleration itself on line 148 as shown, and accelerometer 110 responds to the acceleration signal on line 162 contaminated by the vertical acceleration component. Similarly, the accelerometer is affected by a drift component, as shown also in summing unit 164, where a sensed signal on line 166 from the accelerometer indicates accelerometer drift. ) Is added to the signal. The summed signal on line 170 is then provided to the filter and compensation network, represented by block 172, which may of course be implemented in software. Signal adjustment characteristics have already been proposed in connection with FIGS. 3 to 5, and those skilled in the art may implement the software in accordance with certain embodiments of the present invention. The filtered and compensated signal on line 174 is provided to summer 176, which is summed with a position control speed-up signal at summer 176, thereby accelerating the signal on line 116. FIG. For example, it is supplied to the electromagnet actuators and drivers 118, 120 shown in the embodiment of FIG. The canceling force indicated by line 180 is provided to adder 144 to cancel the acceleration sensed by accelerometer 110.
블럭(182)으로 표시된 기계적 댐핑은 라인(150)상의 카 속도에 응답하여 기계적 댐핑 힘을 라인(184)을 통해 합산부(144)에 제공한다. 한편, 가속도 루프에서는 이미 설명된 바와 같이 전자 신호 조작 또는 소프트웨어에 의해 많은 것이 구현될 수 있다.Mechanical damping, indicated by block 182, provides mechanical damping force through line 184 to summer 144 in response to the car speed on line 150. In the acceleration loop, on the other hand, much can be implemented by electronic signal manipulation or software as already described.
수직 기준물로부터의 레일 오프셋을 표시하는 라인(186)상의 신호는 레일의 표면에 대한 카의 위치를 표시하는 라인(190)상의 갭 신호를 제공하는 합산부(188)에 의해 카의 위치를 표시하는 라인(154)상의 신호로부터 감산된다. 갭 신호는 위치 센서(192)에 의해 감지되며, 위치 센서(192)는 또한 라인(194)을 통해 합산부(196)에 위치 신호를 제공한다. 합산부(196)는 필요 갭 크기를 나타내는 라인(198)상의 기준 신호로부터 라인(194)상의 위치 신호를 감산한다. 갭 에러 신호는 라인(200)을 통해 필터 및 보상 회로망(202)에 제공되며, 필터 및 보상 회로망(202)은, 필터링, 평균화 또는 그렇지 않으면 지연 보상된 라인(204)상의 신호가 모터 제어기(206)에 제공되도록, 예컨대, 1.0 초의 래그를 제공하는 래그 필터일 수 있으며, 모터 제어기(206)는 액츄에이터(210)를 구동하기 위해 라인(208)을 통해 모터 힘을 제공하며, 액츄에이터(210)는 또한 라인(212)을 통해 합산부(214)에서 라인(190)상의 갭 신호와 합산되는 위치 움직임 형태의 작동 신호를 제공한다. 액츄에이터 스프링의 스프링 상수는, 예컨대, 약 40 뉴톤/mm일 수 있다. 이 루프의 이득이 약 6mm/sec로 설정된 경우, 6mm/sec x 40 N/mm = 240 N/sec의 비교적 느린 속도가 얻어진다. 따라서, 라인(218)상의 합산된 신호에 응답하여, 합산부(144)에서 신호들(146, 180, 184)과 합산될 상쇄 힘 신호를 라인(220)상에 제공하는 스프링 상수(216)는 특별히 빠를 필요가 없다.The signal on line 186 indicating the rail offset from the vertical reference is indicated by the adder 188 providing a gap signal on line 190 indicating the position of the car relative to the surface of the rail. Is subtracted from the signal on line 154. The gap signal is sensed by position sensor 192, which also provides position signal to summer 196 via line 194. The adder 196 subtracts the position signal on the line 194 from the reference signal on the line 198 indicating the required gap size. The gap error signal is provided to the filter and compensation network 202 via the line 200, where the signal on the line 204 is filtered, averaged or otherwise delay compensated by the motor controller 206. May be, for example, a lag filter that provides a lag of 1.0 second, the motor controller 206 provides the motor force through the line 208 to drive the actuator 210, and the actuator 210 Line 212 also provides an actuation signal in the form of a positional motion that is added up by summator 214 with a gap signal on line 190. The spring constant of the actuator spring can be, for example, about 40 Newtons / mm. When the gain of this loop is set to about 6 mm / sec, a relatively slow speed of 6 mm / sec x 40 N / mm = 240 N / sec is obtained. Thus, in response to the summed signal on line 218, the spring constant 216 providing on line 220 an offset force signal to be summed with signals 146, 180, and 184 at summation 144. No need to be particularly fast
도 11은 도 10의 신호들에 의해 표현되는 파라미터들중 몇몇을, 수직 기준선(221), 카 및 전후 방향 롤러 가이드 실시예의 롤러들중 하나에 대한 액츄에이터와 관련하여 개략적 형태로 도시한 것이다. 레일의 다른 쪽에 있는 롤러는 반드시 그런 것은 아니지만, 롤러(100)에 기계적으로 직접 연결될 수 있다. 그러나, 도 10의 제어장치에 대해, 도 16에 도시된 바와 같이 롤러들이 기계적으로 연결되어 있는 것으로 가정하며, 따라서, 도 11은 이러한 환경에서, 즉, 두 개의 롤러에 대해 단지 하나의 위치 제어된 (큰) 액츄에이터만을 갖는 것으로 관측되어야 한다. 전후 방향 롤러들이 도 16에서와 같이 직접 연결되지 않은 경우, 두 개의 롤러를 별도의 위치 기반형 제어 루프에 의해 독립적으로 구동하기 위해 도 25에 도시한 바와 같은 제어 시스템이 사용된다. 이 경우에, 카(10)는 카에 부착된 모터 구동 액츄에이터(230)에 강성 접속부재(229)에 의해 접속된다. 액츄에이터(106)의 스프링 부분(232)은 도 10에 도시된 바와 같은 스프링 상수(216)를 갖는 회전형 스프링일 수 있다. 이 스프링(232)은 암(102a, 102b)에 의해 도 9의 휠(100)에 부착된다. 휠(100)은 도 2a의 1차 현가 장치를 나타내며, 스프링(216) 및 액츄에이터(230)는 2차 현가 장치를 나타낸다. 2차 현가 장치가 카에 견고하게 부착되는 것으로 도시되었으나, 다른 방법으로 구현하는 것도 가능하다. 또는, 양 측면을 탄성적으로 접속시킴으로써 강성 부착물을 모두 생략하는 것도 가능하다. 어느 경우든, 이러한 변경은 동일한 기능을 수행하도록 도 10 및 도 11에 도시한 제어 시스템 및 그의 도면을 단지 대략 변경함으로써 쉽게 안출될 수 있다. 원리도 마찬가지이다.FIG. 11 shows in schematic form some of the parameters represented by the signals of FIG. 10 in relation to the actuator for one of the rollers of the vertical reference line 221, the car and the forward and backward roller guide embodiment. The roller on the other side of the rail is not necessarily so, but may be mechanically connected directly to the roller 100. However, for the controller of FIG. 10, it is assumed that the rollers are mechanically connected as shown in FIG. 16, so that FIG. 11 is in this environment, ie only one position controlled for two rollers. It should be observed to have only (large) actuators. If the forward and backward rollers are not directly connected as in FIG. 16, a control system as shown in FIG. 25 is used to independently drive the two rollers by separate position-based control loops. In this case, the car 10 is connected by the rigid connection member 229 to the motor drive actuator 230 attached to the car. The spring portion 232 of the actuator 106 may be a rotatable spring with a spring constant 216 as shown in FIG. 10. This spring 232 is attached to the wheel 100 of FIG. 9 by arms 102a and 102b. Wheel 100 represents the primary suspension of FIG. 2A, and spring 216 and actuator 230 represent the secondary suspension. Although the secondary suspension is shown to be firmly attached to the car, it is possible to implement it in other ways. Alternatively, it is also possible to omit all the rigid deposits by elastically connecting both sides. In either case, such a change can be easily devised by merely roughly changing the control system and its drawings shown in FIGS. 10 and 11 to perform the same function. The same applies to the principle.
레일 오프셋은 레일(16) 표면으로부터 수직 기준물(221)까지의 거리로서, 도 11에는 점선(240)으로 개략 도시되어 있다. 물론, 이 오프셋은 설치시의 전후 방향 불완전성으로 인해 변하게 된다. 도 10에 이러한 레일 오프셋이 라인(186)상의 신호로 도시되어 있다. 도 10의 라인(190)상의 갭 신호는 도 11에서 라인(240)과 카(10)의 수직 에지로서 상기 라인(240)에 가장 가까운 수직 에지의 수직 라인(242)간의 거리로서 도시된다. 도 10의 라인(154)상의 위치 신호는 도 11에서 수직 기준물(221)과 라인(242)간의 거리로서 도시된다.The rail offset is the distance from the rail 16 surface to the vertical reference 221, which is schematically shown in FIG. 11 by dashed line 240. Of course, this offset changes due to the imperfections in the front-rear direction at the time of installation. This rail offset is shown as a signal on line 186 in FIG. The gap signal on line 190 of FIG. 10 is shown in FIG. 11 as the distance between line 240 and vertical line 242 of the vertical edge closest to line 240 as the vertical edge of car 10. The position signal on line 154 of FIG. 10 is shown in FIG. 11 as the distance between vertical reference 221 and line 242.
도 10에 라인(212)으로 도시한 액츄에이터의 이동(이것은 라인(200)상의 갭 에러 신호로부터 얻어짐)은 도 11에서 라인(242)과 라인(244)간의 거리 XA로서 표시된다. 따라서, 이 거리 XA는 라인(200)상의 갭 에러 신호의 크기에 따라 움직이는 액츄에이터의 위치로서 생각될 수 있다. 또한, 카에 대한 액츄에이터의 위치와, 카와 레일간의 갭 사이의 차가 도 11에서 라인(240)과 라인(244)간의 거리에 대응하는 것으로서 도시된다. 이것은 도 10에서 라인(218)상의 신호로서 표시된다. 이 차 신호는 도 10의 블럭(216)에서 스프링 상수에 따라 변환되어, 합산부(144)에서 합산될 라인(220)상의 힘이 됨으로써, 올바른 수직 위치로부터의 전후 방향 오프셋을 상쇄시킨다.The movement of the actuator shown by line 212 in FIG. 10 (which is obtained from the gap error signal on line 200) is indicated as the distance X A between line 242 and line 244 in FIG. 11. Thus, this distance X A can be thought of as the position of the actuator moving with the magnitude of the gap error signal on the line 200. Also, the difference between the position of the actuator relative to the car and the gap between the car and the rail is shown in FIG. 11 as corresponding to the distance between line 240 and line 244. This is indicated as the signal on line 218 in FIG. This difference signal is converted in accordance with the spring constant at block 216 of FIG. 10 to become a force on line 220 to be summed at adder 144, thereby canceling the forward and backward offset from the correct vertical position.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 '능동' 롤러 가이드 형태의 2차 현가 장치의 다른 실시예로서, 롤러 클러스터(300) 형태의 1차 현가 장치가 상세히 도시되어 있다. 롤러들중 하나(측방향 롤러)가 나머지 두개의 롤러에 대해 높게 위치되지만, 롤러 클러스터(300)는 레일(301)상에 위치하는 비교적 통상적인 구성의 롤러임을 알 수 있다. 그러나, 이러한 클러스터가 수동적으로 사용되는 것만 알려져 있을 뿐, 이러한 종래의 롤러 클러스터가 액츄에이터와 함께 사용된 것은 전혀 알려져 있지 않다. 또한, 본 발명의 이러한 실시예에서는, 이러한 클러스터와 함께 액츄에이터의 사용이 개시되며, 본 발명에 따라 동작하도록 독특한 선택 및 구성을 갖는 신규의 방법으로 또한 개시된다.12 and 13 illustrate another embodiment of the secondary suspension device in the form of an 'active' roller guide according to the present invention, in which the primary suspension device in the form of a roller cluster 300 is shown in detail. While one of the rollers (lateral roller) is positioned high relative to the other two rollers, it can be seen that the roller cluster 300 is a roller of a relatively conventional configuration located on the rail 301. However, it is only known that such clusters are used passively, and it is not known at all that such conventional roller clusters are used with actuators. In addition, in this embodiment of the present invention, the use of actuators in conjunction with such clusters is also disclosed, as well as novel methods with unique selections and configurations to operate in accordance with the present invention.
상기 클러스터(300)는 측방향 가이드 롤러(302)와 전후 방향 가이드 롤러(304, 306)를 구비한다. 롤러 클러스터(300)는 승강기 캡 프레임의 크로스헤드(도시되지 않음)에 고정된 베이스 플레이트(308)상에 장착된다. 가이드 레일(301)은 통상적인 전반적으로 T자형 구조로서, 승강로 벽에 대한 고정을 위한 기초 플랜지(310)와, 롤러(302, 304, 306)를 향해 승강로내로 돌출된 블레이드(314)를 구비한다. 블레이드(314)는 측방향 롤러(302)에 의해 맞물리는 말단면(316)과 전후 방향 롤러(304, 306)에 의해 맞물리는 측면(318)을 구비한다. 가이드 레일 블레이드(314)는 롤러 클러스터 베이스 플레이트(308)내의 슬롯(320)을 통해 연장되어, 롤러들(302, 304, 306)이 블레이드(314)와 맞물릴 수 있게 된다.The cluster 300 has a lateral guide roller 302 and front and rear guide rollers 304, 306. The roller cluster 300 is mounted on a base plate 308 fixed to the crosshead (not shown) of the elevator cap frame. The guide rail 301 is a conventional generally T-shaped structure having a base flange 310 for fixing to the hoist wall and a blade 314 protruding into the hoistway toward the rollers 302, 304, 306. . The blade 314 has an end face 316 which is engaged by the lateral roller 302 and a side 318 which is engaged by the front and rear rollers 304, 306. The guide rail blade 314 extends through the slot 320 in the roller cluster base plate 308 so that the rollers 302, 304, 306 can engage the blade 314.
도 13에 명확하게 도시된 바와 같이, 측방향 롤러(302)는 선회 핀(326)을 통해 선회할 수 있게 축받이대(324)상에 장착된 링크(322)상에 저널링(journal)된다. 이 축받이대(324)는 베이스 플레이트(308)에 고정된다. 링크(322)는 코일 스프링(330) 한 단부를 수용하는 컵(328)을 구비한다. 스프링(330)의 다른 단부는 삽입식 볼 나사 조정 장치(334)의 단부에 볼트(336)에 의해 접속된 스프링 가이드(332)에 의해 맞물려 결합된다. 이 조정 장치(334)는 링크(322), 즉, 롤러(302)에 미치는 힘을 변화시키기 위해 스프링(330)에 의해 신장 또는 수축될 수 있다. 이 볼 나사 조정 장치(334)는 플랫폼(340)에 볼트 결합된 U자형 링크(338)상에 장착되며, 플랫폼(340)은 또한 브래킷(342, 344)에 의해 베이스 플레이트(308)에 고정된다. 이와 같이 플랫폼(340) 및 브래킷(342, 344)을 사용하면 통상의 롤러 가이드 조립체를 기존의 베이스 플레이트(308)상에 직접 역고정시킬 수 있다. 볼 나사 조정 장치(334)는 전기 모터(346)로 구동된다. 본 발명과 관련하여 사용하기에 적합한 볼 나사 액츄에이터는 미국 뉴저지주 07702 슈루스베리 박스 11 소재의 모션 시스템즈 코포레이션사로부터 입수할 수 있다. 이 액츄에이터 모터(346)는 직류 또는 교류 모터일 수 있으며, 이들 모터는 모두 모션 시스템즈 코포레이션사로부터 입수가능하다. 모션 시스템즈 모델 85151/85152 액츄에이터는 본 발명에서 사용하기에 특히 적합한 것으로 밝혀졌다. 이들 장치는 유성 볼 나사(an epicyclic ball screw)(334)인 볼 구동 액츄에이터를 구동하기 위해 모터 속도 감소용 기어 감속기(348)에 부착된 AC 또는 DC 모터(346)를 구비하며, 그의 커버만이 도시되어 있다. 또는, 브러쉬리스 DC 모터가 제공될 수도 있다. 단지 개략적으로 도시되었지만, 전위차계 또는 광 센서와 같은 위치 센서(349)가, 스프링 홀더(332) 후면상의 립(a lip)에 감속기(348)를 부착함으로써 카 프레임에 부착되어, 나사의 직선 신장도를 측정할 수도 있다. 이러한 위치 센서는 도 9에 도시된 센서(127a)의 역할을 충족시킨다. 물론, 다른 위치 센서도 사용될 수 있다.As clearly shown in FIG. 13, the lateral roller 302 is journaled on a link 322 mounted on the pedestal 324 to pivot through the pivot pin 326. The bearing 324 is fixed to the base plate 308. Link 322 has a cup 328 for receiving one end of coil spring 330. The other end of the spring 330 is engaged by a spring guide 332 connected by a bolt 336 to the end of the insert ball screw adjustment device 334. This adjusting device 334 can be stretched or retracted by the spring 330 to change the force on the link 322, ie the roller 302. This ball screw adjustment device 334 is mounted on a U-shaped link 338 that is bolted to the platform 340, which platform 340 is also secured to the base plate 308 by brackets 342 and 344. . Using the platform 340 and the brackets 342 and 344 in this way allows a conventional roller guide assembly to directly unfasten onto an existing base plate 308. The ball screw adjusting device 334 is driven by the electric motor 346. Ball screw actuators suitable for use in connection with the present invention are available from Motion Systems Corporation, 07702 Shrewsbury Box 11, NJ. The actuator motor 346 may be a direct current or alternating current motor, all of which are available from Motion Systems Corporation. Motion Systems Model 85151/85152 actuators have been found to be particularly suitable for use in the present invention. These devices have an AC or DC motor 346 attached to a gear reducer 348 for motor speed reduction to drive a ball drive actuator, which is an epicyclic ball screw 334, the cover of which is only Is shown. Alternatively, a brushless DC motor may be provided. Although only schematically shown, a position sensor 349, such as a potentiometer or light sensor, is attached to the car frame by attaching the reducer 348 to a lip on the back of the spring holder 332, so that the straightness of the screw is also increased. Can also be measured. This position sensor fulfills the role of the sensor 127a shown in FIG. Of course, other position sensors may also be used.
가이드 롤러(302)는 링크(322)의 상측 단부내 조정가능 리셉터(352)내에 장착된 축(350)상에 저널링된다. 선회 정지 부재(354)는 축받이대(324)의 상측 단부내 통로(358)를 통해 연장되는 나삿니가 형성된 로드(356)상에 장착된다. 로드(356)는 링크(322)내의 구멍(362)내로 나사결합된다. 정지 부재(354)는 축받이대(324)와 선택적으로 연동함으로써 동작되어, 핀(326)을 중심으로 반시계방향으로 링크(322)의 이동 정도를 제한하며, 따라서, 레일로부터 멀어지는 방향(화살표 D로 도시됨)으로 롤러(302)의 이동 정도를 제한한다. 축받이대(324)는 희토류 화합물을 함유하는 자기 버튼(366)을 구비하는 웰(364)를 갖도록 형성된다. 사마리윰 코발트(samarium cobalt)가 자기 버튼(366)에 사용될 수 있는 희토류 화합물이다. 단부(370)의 가장 가까운 쪽에 홀 효과 검출기(a Hall effect detector)(도시되지 않음)를 포함하는 강관(a steel tube)(368)이 링크(322)를 통해 연장되는 통로내에 장착된다. 자기 버튼(366)과 홀 효과 검출기는 근접 센서를 형성하며, 전기 모터(346)로의 파워를 제어하는 스위치에 동작가능하게 접속된다. 이 근접 센서는 자기 버튼(366)과 강관(368) 사이의 간격을 검출하며, 그 간격은 선회 정지 부재(354)와 축받이대(324) 사이의 거리를 반영한다. 따라서, 강관(368)과 그의 홀 효과 검출기가 자석(366)으로부터 멀리 이동되면, 선회 정지 부재(354)는 축받이대(324)를 향해 이동된다. 검출기는 자신과 자기 버튼(366)간의 갭의 크기에 비례한 신호를 발생하고, 이 신호는 전기 모터(346)를 제어하는 데 사용되며, 이에 의해 볼 나사(334) 잭은 링크(322)와 롤러(302)를 레일쪽으로 이동시키거나, 경우에 따라 상기 레일로부터 멀리 이동시킨다. 사용된 제어 시스템의 유형에 따라서, 정지 부재(354)는 축받이대(324)와 접촉하지 않게 방지되거나, 적어도 계속적으로 접촉하지 않게 방지될 수 있다. 이렇게 함으로써, 롤러(302)는 스프링(330)에 의해 계속해서 댐핑되며, 정지 부재(354) 및 축받이대(324)에 의해 베이스 플레이트(308)에 접촉되지 않게 보장된다. 비대칭 승객 하중 또는 다른 직접적인 카의 힘에 의한 카의 측방향 기욺이 또한 보정된다. 언급한 바와 같이, 전기 모터(346)는 역전가능 모터일 수 있으며, 이에 의해 캡의 각 측면에 대한 조정은 양방향, 즉, 레일을 향하는 방향 및 레일로부터 멀어지는 방향으로 행해질 수 있다.The guide roller 302 is journaled on an axis 350 mounted in the adjustable receptor 352 in the upper end of the link 322. The pivot stop member 354 is mounted on a threaded rod 356 extending through the passage 358 in the upper end of the bearing 324. Rod 356 is screwed into a hole 362 in link 322. The stop member 354 is operated by selectively interlocking with the bearing 324 to limit the degree of movement of the link 322 counterclockwise about the pin 326 and thus away from the rail (arrow D To limit the degree of movement of the roller 302. The bearing stand 324 is formed to have a well 364 having a magnetic button 366 containing a rare earth compound. Samaririum cobalt is a rare earth compound that can be used in the magnetic button 366. At the closest end of the end 370, a steel tube 368, including a Hall effect detector (not shown), is mounted in the passage extending through the link 322. The magnetic button 366 and the hall effect detector form a proximity sensor and are operably connected to a switch that controls power to the electric motor 346. This proximity sensor detects a gap between the magnetic button 366 and the steel pipe 368, which reflects the distance between the pivot stop member 354 and the bearing 324. As shown in FIG. Thus, when the steel pipe 368 and its Hall effect detector are moved away from the magnet 366, the pivot stop member 354 is moved toward the bearing 324. The detector generates a signal proportional to the magnitude of the gap between itself and the magnetic button 366, which is used to control the electric motor 346, whereby the ball screw 334 jack is coupled with the link 322. The roller 302 is moved towards the rail, or optionally away from the rail. Depending on the type of control system used, the stop member 354 may be prevented from contacting the bearing 324 or at least not from contacting continuously. By doing so, the roller 302 is continually damped by the spring 330 and is ensured not to contact the base plate 308 by the stop member 354 and the bearing 324. Lateral mechanics of the car due to asymmetrical passenger loads or other direct car force are also corrected. As mentioned, the electric motor 346 can be a reversible motor, whereby adjustments to each side of the cap can be made in both directions, ie in the direction towards the rail and away from the rail.
이제 도 12, 도 13 및 도 14를 참조하여 전방 및 후방 롤러(304, 306)를 베이스 플레이트(308)상에 장착하는 것이 설명된다. 각 롤러(304, 306)는 선회 핀(372)에 접속된 링크(370)상에 장착되며, 선회 핀(372)은 롤러(304, 306)로부터 먼 그의 단부상에 크랭크 암(374)을 갖는다. 롤러(304, 306)의 축(376)은 링크(370)내의 조정가능한 리세스(378)내에 장착된다. 선회 핀(372)은 베이스 블럭(384)과 커버 플레이트(386)내에 형성된 그루브(382)내에 수용되는 분리 부싱(split bushings)(380)내에 장착되며, 블럭(384)과 커버 플레이트(386)는 베이스 플레이트(308)상에서 함께 볼트결합된다. 평면형 나선 스프링(388)(도 15 참조)은 공간(389)(도 12 참조)내에 장착되고, 크랭크 암(374)에 접속된 외측 단부(390)와, 회전가능형 칼라(a rotatable collar)(도시되지 않음)에 접속된 내측 단부(392)를 가지며, 이 회전가능형 칼라는 기어 박스(394)내에 장착된 기어 트레인(a gear train)(도시되지 않음)에 의해 회전되고, 기어 트레인은 역전가능한 전기 모터(396)에 의해 어느 방향으로도 회전될 수 있다. 나선 스프링(388)은 롤러(306)용 현가 장치 스프링으로서, 레일 블레이드(318)에 대해 롤러(306)를 추진하는 스프링 바이어스 힘을 제공한다. 나선 스프링(388)은 전기 모터(396)에 의해 회전되었을 때 크랭크 암(374) 및 선회 핀(372)을 통해 롤러(306)에 복원력을 제공하여, 카의 비대칭 탑승자 하중과 같은 전후 방향의 직접적인 카 힘에 의해 야기된 전후 방향의 캡 기욺을 오프셋시킨다.12, 13, and 14, mounting of the front and rear rollers 304, 306 on the base plate 308 is now described. Each roller 304, 306 is mounted on a link 370 connected to the swing pin 372, which has a crank arm 374 on its end remote from the rollers 304, 306. . The shaft 376 of the rollers 304, 306 is mounted in an adjustable recess 378 in the link 370. Swivel pin 372 is mounted in split bushings 380 received in groove 382 formed in base block 384 and cover plate 386, and block 384 and cover plate 386 Bolted together on base plate 308. A planar spiral spring 388 (see FIG. 15) is mounted in a space 389 (see FIG. 12) and is connected to a crank arm 374 with an outer end 390 and a rotatable collar ( Has an inner end 392 connected to it (not shown), the rotatable collar is rotated by a gear train (not shown) mounted in the gear box 394, and the gear train is reversed. Possible electric motor 396 can be rotated in any direction. Spiral spring 388 is a suspension spring for roller 306 that provides a spring bias force that propels roller 306 against rail blades 318. Spiral spring 388 provides restoring force to roller 306 via crank arm 374 and pivot pin 372 when rotated by electric motor 396, thereby providing direct restraint in the front-rear direction, such as asymmetric occupant load on the car. Offset the capping in the fore and aft direction caused by the car force.
RVDT, 회전형 전위차계 등과 같은 회전형 위치 센서(도시되지 않음)가 도 9의 센서(127a)의 기능을 수행하도록 제공될 수 있다. 이러한 센서의 한 단부는 크랭크 암(374)에 다른 쪽 단부는 베이스 플레이트(308)에 부착될 수 있다.Rotating position sensors (not shown), such as RVDTs, rotatable potentiometers, or the like, may be provided to perform the functions of sensor 127a of FIG. 9. One end of this sensor may be attached to the crank arm 374 and the other end to the base plate 308.
각각의 롤러(304, 306)는 도 25에 도시된 바와 같이 제각기의 전기 모터와 필요하다면 나선 스프링에 의해 독립적으로 제어되거나, 도 10, 도 11, 도 12, 및 도 16에 도시된 바와 같이, 단지 하나의 모터/스프링 세트에 의해 기계적으로 상호접속되어 제어될 수 있다. 롤러(304, 306)에 대해 동작가능한 상호접속부는 도 16에 상세하게 도시된다. 도 14 및 16 도에서, 링크(370)가 하향 연장되는 U자형 링크(398)를 가지며, 이 링크의 내부에는 볼트 구멍(400)이 형성되어 있다. 이 U자형 링크(398)는 베이스 플레이트(308)내의 갭(402)을 통해 하향 연장된다. 칼라(404)는 볼트(406)에 의해 U-자형 링크(398)에 접속된다. 접속 로드(408)는 칼라(404)를 통해 삽입되어 로드(408)의 나삿니가 형성된 단부상에 나사결합된 한 쌍의 너트(409)로 고정된다. 코일 스프링(410)은 칼라(404)를 바이어스시키도록 로드(408)상에 장착되어, 도 16에 도시된 바와 같이 선회 핀(372)을 중심으로 반시계 방향으로 링크(370)를 회전시킨다. 대향 롤러(304)는 로드(408)의 반대쪽 단부에 접속되어 스프링에 의해 시계방향으로 바이어스되는 동일 링크 및 칼라 조립체를 가짐을 알 수 있다. 전기 모터(396)에 의한 링크(370)의 시계방향 이동은 또한 접속 로드(408)로 인한 대향 링크의 반시계방향 이동을 초래하게 됨을 알 수 있다. 동시에, 스프링(410)은 레일 블레이드(318)상의 불연속성으로 인해 필요하다면 두 링크를 반대 방향으로 선회할 수 있게 한다. 따라서, 유연하며 부드러운 운행은 접속 로드에 의해 함께 연결된 두개의 롤러 링크에 의해서도 수행된다.Each roller 304, 306 is independently controlled by a respective electric motor and, if necessary, by a spiral spring, as shown in FIG. 25, or as shown in FIGS. 10, 11, 12, and 16, It can be mechanically interconnected and controlled by only one motor / spring set. The interconnects operable for the rollers 304, 306 are shown in detail in FIG. 16. In Figures 14 and 16, the link 370 has a U-shaped link 398 extending downward, in which a bolt hole 400 is formed. This U-shaped link 398 extends downwardly through the gap 402 in the base plate 308. The collar 404 is connected to the U-shaped link 398 by bolts 406. The connecting rod 408 is inserted through the collar 404 and secured with a pair of nuts 409 threaded onto the threaded end of the rod 408. Coil spring 410 is mounted on rod 408 to bias collar 404 to rotate link 370 counterclockwise about pivot pin 372 as shown in FIG. It can be seen that the opposing roller 304 has the same link and collar assembly connected to the opposite end of the rod 408 and biased clockwise by a spring. It can be seen that the clockwise movement of the link 370 by the electric motor 396 also results in the counterclockwise movement of the opposing link due to the connecting rod 408. At the same time, the spring 410 allows the two links to pivot in opposite directions if necessary due to discontinuities on the rail blades 318. Thus, smooth and smooth running is also performed by two roller links connected together by a connecting rod.
도 16에 도시된 바와 같이, 전술된 것과 유사한 정지 및 위치 센서 조립체는 링크(370)상에 장착된다. 블럭(412)은 링크(370)상에 형성된 암(414)의 아래에서 베이스 플레이트(308)에 볼트로 고정된다. 컵(417)은 블럭(412)에 고정되며, 사마리움 코발트와 같은 희토류 원소로 형성된 자기 버튼(416)을 포함한다. 강관(418)은 링크 암(414)내의 통로(420)내에 장착되며, 강관(418)의 하측 단부내에는 홀 효과 검출기가 부착되어 링크(370)의 위치를 모니터하는 근접 센서를 구성한다. 선회 정지 부재(422)는 링크(370)와 롤러(306)가 레일 블레이드(314)로부터 멀리 움직이는 가능한 선회 운동의 범위를 제한하도록 블럭(412)에 마주하는 링크 암(414)의 단부상에 장착된다. 선회 정지 부재(422)와 블럭(412) 사이의 거리는 홀 효과 검출기와 자기 버튼(416) 사이의 거리에 비례한다. 홀 효과 검출기는, 예컨대, 정지 부재(422)가 블럭(412)으로부터의 사전설정 거리내에 들어와서 모터(396)가 나선 스프링(410)을 통해 링크(370)를 선회시켜 정지 부재(422)를 블럭(412)으로부터 멀리 이동시킬 때마다, 또는, 다른 예로서, 비례, 비례-적분, 또는 비례-적분-미분형 피드백 루프에서 위치 신호가 기준점에 비교되고 그 사이의 차가 상기 루프에 의해 다소간 계속적으로 제로가 되도록 전기 모터(396)를 작동시키도록 동작하는 피드백 신호로서 사용된다. 도 9의 위치 센서(127a)는 이후 도 25와 관련하여 설명되는 바와 같이 베이스 플레이트(308)에 대한 액츄에이터의 위치를 추적하는 데 이용될 수도 있다. 어느 경우든, 이러한 운동은 롤러(306)를 레일 블레이드(314)에 대해 추진하게 되며, 접속 로드(408)를 통해 롤러(304)를, 도 16에서 화살표 E로 도시된 바와 같은 방향으로 가압하게 된다. 롤러(304, 306)의 동시 쉬프팅은, 예컨대, 비대칭의 탑승자 하중에 의해 생긴 전후 방향의 승강기 캡의 경사 또는 기욺을 수정하게 된다.As shown in FIG. 16, a stationary and position sensor assembly similar to that described above is mounted on link 370. Block 412 is bolted to base plate 308 under arm 414 formed on link 370. Cup 417 is secured to block 412 and includes a magnetic button 416 formed of rare earth elements such as samarium cobalt. The steel pipe 418 is mounted in the passage 420 in the link arm 414, and a hall effect detector is attached to the lower end of the steel pipe 418 to constitute a proximity sensor that monitors the position of the link 370. The pivot stop member 422 is mounted on the end of the link arm 414 facing the block 412 to limit the range of possible pivotal movements of the link 370 and the roller 306 moving away from the rail blades 314. do. The distance between the pivot stop member 422 and the block 412 is proportional to the distance between the hall effect detector and the magnetic button 416. The Hall effect detector may, for example, stop member 422 come within a preset distance from block 412 such that motor 396 pivots link 370 through spiral spring 410 to stop stop member 422. Each time it moves away from block 412, or in another example, in a proportional, proportional-integral, or proportional-integral-differential feedback loop, the position signal is compared to a reference point and the difference therebetween is somewhat continuous by the loop. And as a feedback signal operative to operate the electric motor 396 to be zero. The position sensor 127a of FIG. 9 may then be used to track the position of the actuator relative to the base plate 308 as described in connection with FIG. 25. In either case, this movement will push the roller 306 against the rail blade 314 and force the roller 304 through the connecting rod 408 in the direction as shown by arrow E in FIG. 16. do. Simultaneous shifting of the rollers 304, 306 corrects the inclination or bias of the lift cap in the fore and aft direction caused by, for example, asymmetrical occupant load.
도 12, 13 도 및 도 17을 참조하면, 코일(430, 432)을 갖는 전자석이 U자형 코어(434)상에 장착되며, 이 U자형 코어는 또한 브래킷(344)상에 장착된다. 브래킷(334) 자체는 베이스 플레이트(308)상에 장착된다. 전술한 바와 같이, 볼 드라이브의 샤프트(334)는 선회된 링크(322)에 대해 볼 나사의 축을 따라 힘을 가한다. 링크(322)는 선회 핀(326)을 중심으로 선회하고, 전자석 코일(430, 432)을 향해 선회 핀 아래로 하향 연장되며, 전자석 코어(434)의 코어 면들로부터 분리되어 그들 사이의 갭을 가로지르는 전자가 플럭스를 수용하는 면(438)을 갖는다.12, 13 and 17, an electromagnet having coils 430, 432 is mounted on U-shaped core 434, which is also mounted on bracket 344. The bracket 334 itself is mounted on the base plate 308. As noted above, the shaft 334 of the ball drive exerts a force along the axis of the ball screw against the pivoted link 322. The link 322 pivots about the turning pin 326, extends downwardly down the turning pin toward the electromagnet coils 430, 432, and separates from the core faces of the electromagnet core 434 and crosses the gap therebetween. The thrust electrons have a face 438 that receives the flux.
도 18은 컵(364)을 도시하는 것으로서, 컵(364)은 강자성 재료로 이루어져야 하며, 그 내부에 희토류 자석이 장착된다. 컵내의 함몰부는, 예컨대, 도시된 바와 같이 깊이가 15mm 일 수 있으며, 내경은 25mm, 외경은 30mm를 갖는다. 슬리브(sleeve)(368)는, 예컨대, 길이 45mm, 내경 12mm, 외경 16mm를 가질 수 있다. 홀셀(a hall cell)(440)은 슬리브(368)의 개구 근처에 위치되는데, 자석(366)으로부터의 플럭스를 감지할 수 있는 위치이다. 슬리브의 조성은 본 발명의 원리에 따라, 강자성 재료이며, 이것은 자석으로부터의 자속을 감지하고 롤러 가이드상의 다른 곳에 장착된 전자석에 의해 발생된 플럭스로부터의 차단을 또한 제공할 수 있게 홀 셀의 능력을 향상시키기 위한 것이다.18 shows cup 364, which should be made of a ferromagnetic material, in which a rare earth magnet is mounted. The depressions in the cup may, for example, have a depth of 15 mm, as shown, having an inner diameter of 25 mm and an outer diameter of 30 mm. The sleeve 368 may have, for example, a length of 45 mm, an inner diameter of 12 mm, and an outer diameter of 16 mm. A hall cell 440 is located near the opening of the sleeve 368, where it can sense the flux from the magnet 366. The composition of the sleeve is, according to the principles of the present invention, a ferromagnetic material, which allows the hole cell's ability to sense magnetic flux from the magnet and also provide isolation from the flux generated by an electromagnet mounted elsewhere on the roller guide. It is to improve.
위치 트랜스듀서 사양Position transducer specification
1. 자기 변환기가 사용될 수도 있다.1. Magnetic transducers may be used.
2. 작동 범위 : 10mm2. Working range: 10mm
3. 반복성 : 0.1mm3. Repeatability: 0.1mm
4. 온도 범위 : 0-55℃4. Temperature range: 0-55 ℃
5. 온도 계수 : 〈.02%/C5. Temperature Coefficient: <.02% / C
6. 자계 감도 : 30mm 거리에서의 100 가우스에 의해 트랜스듀서 출력에 끼치는 영향은 0.5% 이하이어야 한다.6. Magnetic field sensitivity: The effect on the transducer output by 100 gauss at a distance of 30mm should be less than 0.5%.
7. 전원 전압 : 9-15VDC7. Power supply voltage: 9-15VDC
8. 도선 : 신호선과 전원 접지선을 분리사용하고, 트위스트된 차폐 쌍(twisted shielded pairs)을 사용.8. Lead: Separate signal and power ground wires and use twisted shielded pairs.
도 19에는 반응 플레이트(438)의 표면상에 장착된 홀 셀(440a)과, 도 12, 도 13 및 도 17에 도시된 코일(430)(또한 돌출부(430a)로 도시됨)과 연관된 플레이트(438)상에 장착된 전자석 코어(434)의 돌출부(434a)가 도시되어 있다. 센서는 코어 자체의 표면상에도 장착될 수 있으나, 그 위치에서는 과열될 수 있다.19 shows a hole cell 440a mounted on the surface of the reaction plate 438 and a plate associated with the coil 430 (also shown as the projection 430a) shown in FIGS. 12, 13 and 17 ( The protrusion 434a of the electromagnet core 434 mounted on 438 is shown. The sensor may also be mounted on the surface of the core itself, but may overheat at that location.
홀 센서 조립체 사양Hall sensor assembly specification
1. 전자석의 표면 또는 대향 표면상에 사용.1. Use on the surface of electromagnets or on opposite surfaces.
2. 동작 범위 : 0.05-1.0 Tesla2. Operation range: 0.05-1.0 Tesla
3. 정밀도 : 5% 까지 허용되나, 2% 가 바람직하다.3. Accuracy: Up to 5% is allowed, but 2% is preferred.
4. 스케일 계수 : 10V/Tesla4. Scale factor: 10V / Tesla
5. 온도 범위 : 0-55℃5. Temperature range: 0-55 ℃
6. 온도 계수 : 〈.02%/℃6. Temperature Coefficient: <.02% / ℃
7. 두께 : 2.0mm 를 초과할 수 없다.7. Thickness: Can't exceed 2.0mm.
8. 전원 전압 : ±(12 ∼ 15) VDC8. Power supply voltage: ± (12 ~ 15) VDC
9. 도선 : 신호선과 전원 접지선을 분리사용하고, 트위스트된 차폐 쌍 사용.9. Lead: Separate signal and power ground wires and use twisted shielded pairs.
이제 다시 전후 방향 롤러(306)로 돌아가서, 한 쌍의 전자석(444, 446)이 도 13에 도시되어 있다. 도 14(사시도) 및 도 16(단면도)에 도시된 링크(370)의 블럭(448) 부분은 도 13 및 16 도에 도시된 연장부(450)(도 14에는 도시되지 않음)를 가지며, 이 연장부는 코일(444, 446)이 장착되는 코어(456)과 연관된 한 쌍의 코어면(도 16에는 그의 한 표면(454)만이 도시됨)에 대향하는 표면(452)을 갖는다.Returning now to the forward and backward direction roller 306, a pair of electromagnets 444 and 446 are shown in FIG. The block 448 portion of the link 370 shown in FIGS. 14 (perspective view) and 16 (section view) has an extension 450 (not shown in FIG. 14) shown in FIGS. The extension has a surface 452 opposite the pair of core faces (only one surface 454 thereof is shown in FIG. 16) associated with the core 456 on which the coils 444 and 446 are mounted.
도 20은 강자성체 코어의 측면도로서, 도 12의 코일(430, 432) 또는 도 13의 코일(444, 446)을 장착하는 데 사용된다. 도시된 치수는 밀리미터 단위이다. 도 21은 동일 코어의 평면도로서, 점선으로 도시된 한 쌍의 코일을 따라 도시된 깊이 치수를 갖는다. 도 20 및 도 21의 코어는 입자-배향된(M6) 29 게이지강(guage steel)으로 제조될 수 있며, 예컨대, 용접에 의해 앵글철(an angle iron)상에 장착된다. 예를 들어, 코일(430, 432)은 쌍을 이룰 필요가 있으며, 각각은, 예컨대, 1.15mm 직경의 350회 정도의 권선을 갖는다. 코일 접속은 병렬 재접속을 이룰 수 있도록 직렬 형태로 되어야 한다. 와이어 절연은 200℃에서 중(이중) 구조 GP200 또는 등가 정수 200C일 수 있다. 함침(impregnation)은 진공율 180C 이상일 수 있다. 코일 동작 전압은 약 250 볼트 정도일 수 있으며, 코일 자체는 고전위일 수 있으므로 필요하면 2.5 킬로 볼트 정도에서 접지 테스트를 행한다. 접속용 코일 리드는 꼬인 와이어일 수 있고, 직경은 1.29mm, 길이는 약 50cm를 갖는다. 중량은 대략 2.0kg으로서, 철 0.8kg과 동 1.2kg으로 이루어진다. 자속 밀도가 0.6 Tesla 정도인 2 내지 10mm의 에어 갭에서, 약 200N(뉴톤)의 힘이 얻어질 수 있다. 이러한 설계는 전술된 능동 롤러 가이드용에 적합하다. 이는 필요로 하는 두배를 초과하는 반대되는 힘 용량(a force capability)을 갖는다.20 is a side view of the ferromagnetic core and is used to mount the coils 430, 432 of FIG. 12 or the coils 444, 446 of FIG. 13. Dimensions shown are in millimeters. 21 is a plan view of the same core, having a depth dimension shown along a pair of coils, shown in dashed lines. The cores of FIGS. 20 and 21 can be made of particle-oriented (M6) 29 gauge steel, mounted on an angle iron, for example by welding. For example, the coils 430 and 432 need to be paired, each with about 350 turns of 1.15 mm diameter, for example. Coil connections shall be in series to achieve parallel reconnection. Wire insulation may be medium (double) structure GP200 or equivalent constant 200C at 200 ° C. Impregnation may be a vacuum rate of at least 180C. The coil operating voltage can be about 250 volts, and the coil itself can be high potential, so if necessary, ground test at about 2.5 kilovolts. The connecting coil lead may be a twisted wire, having a diameter of 1.29 mm and a length of about 50 cm. It weighs approximately 2.0 kg and consists of 0.8 kg of iron and 1.2 kg of copper. At an air gap of 2 to 10 mm with a magnetic flux density of about 0.6 Tesla, a force of about 200 N (Newtons) can be obtained. This design is suitable for the active roller guide described above. It has an opposing force capability of more than double that required.
도 22는 승강기 카(444)의 바닥에 장착되는 측방향 2차 현가 장치용 한 쌍의 능동 롤러 가이드(440, 442)를 도시한 것이다. 또한, 도 22는 대응하는 한 쌍의 전자석(446, 448)에 대한 제어 시스템을 도시한다. 다른 제어 수단이 사용될 수도 있지만, 전자석용의 상술한 제어 회로에는 가속도 궤환이 이용된다. 가속도 제어는 도 25를 참조한 강력 액츄에이터(high-force actuator)의 위치 제어에 관련하여 (보다 개략적 형태로) 다시 설명된다. 가속도계(450)는 플랫폼 바닥의 측방향 가속도를 측정하며, 두 개의 능동 형 롤러 가이드(440, 442) 사이에 위치될 수 있다. 가속도계의 감도의 방향은 S-S라고 명명된 화살표로 나타내어지며, 승강로 벽에 수직이다. 라인(452)상의 감지된 신호는 신호 프로세서(454)에 제공되며, 그에 응답하여 신호 프로세서는 라인(456)을 통해 힘 커맨드 신호를 제 2 신호 프로세서(458)에 제공한다. 제 2 프로세서는 더욱 신속한 응답을 제공하도록 분리된 구성요소로 이루어질 수 있다. 라인(456)상의 힘 커맨드 신호는 합산기(460)에서 라인(458)상의 힘 궤환 신호와 합산되며, 합산기는 라인(462)을 통해 한 쌍의 다이오드(464, 466)로 이루어지는 조종 회로에 힘 에러 신호를 제공한다. 양의 힘 에러 신호는 다이오드(464)를 통해 전도되는 반면, 음의 힘 에러 신호는 다이오드(466)를 통해 전도된다. 도 23에 도시된 바와 같은 양의 힘 응답과 음의 힘 응답간의 교차점 근방에서 두 전자석(446,448)의 갑작스러운 턴-온 또는 턴-오프 동작을 방지하기 위해, PWM 제어 장치에 제공되는 좌측 및 우측 신호를 바이어스시키도록 바이어스 전압이 제공된다. 이것은 도 23에 예시된 힘 합산 기법을 제공하도록 적당한 전압으로 바이어스되는 전위차계(472)와, 한 쌍의 합산기(468, 470)에 의해 행해진다. 이렇게 함으로써, 두 전자석들간의 천이가 유연하게 이루어질 수 있다. 한 쌍의 펄스폭 변조 제어 수단(474, 476)은 합산기(468, 470)로부터의 합산된 신호에 응답하여, 합산기(468, 470)로부터의 제각기의 출력 라인(482, 484)상의 신호 크기에 따른 가변 듀티 싸이클(variable duty cycles)을 갖는 신호를 라인(478, 480)에 각기 제공한다.FIG. 22 illustrates a pair of active roller guides 440, 442 for lateral secondary suspension mounted to the bottom of elevator car 444. 22 also shows a control system for the corresponding pair of electromagnets 446 and 448. Although other control means may be used, acceleration feedback is used in the above-described control circuit for the electromagnet. Acceleration control is described again (in more schematic form) in relation to the position control of the high-force actuator with reference to FIG. 25. Accelerometer 450 measures the lateral acceleration of the platform bottom and may be located between two active roller guides 440 and 442. The direction of sensitivity of the accelerometer is represented by an arrow labeled S-S, which is perpendicular to the wall of the hoistway. The sensed signal on line 452 is provided to signal processor 454, which, in response, provides a force command signal to second signal processor 458 via line 456. The second processor can be made up of separate components to provide faster response. The force command signal on line 456 is summed with the force feedback signal on line 458 in summer 460, which adds a force to the steering circuit consisting of a pair of diodes 464 and 466 via line 462. Provide an error signal. Positive force error signal is conducted through diode 464, while negative force error signal is conducted through diode 466. Left and right sides provided to the PWM control device to prevent sudden turn-on or turn-off operation of the two electromagnets 446,448 near the intersection between the positive and negative force responses as shown in FIG. A bias voltage is provided to bias the signal. This is done by potentiometer 472 and a pair of summers 468 and 470 biased to a suitable voltage to provide the force summing technique illustrated in FIG. By doing so, the transition between the two electromagnets can be made flexible. The pair of pulse width modulation control means 474, 476 responds to the summed signals from the summers 468, 470 and the signals on the respective output lines 482, 484 from the summers 468, 470. Signals with variable duty cycles according to magnitude are provided on lines 478 and 480, respectively.
라인(458)상의 힘 궤환은 라인(488)상의 제 1 힘 신호와 라인(490)상의 제 2 힘 신호에 응답하는 합산기(486)로부터 제공된다. 제곱 회로(492)는 홀 셀(496)로부터의 라인(494)상의 감지된 플럭스 신호에 응답하며, 라인(494)상의 플럭스 신호를 제곱 및 스케일링함으로써 라인(488)상으로 제 1 힘 신호를 제공한다. 마찬가지로, 제곱 회로(498)는 홀 셀(502)로부터의 라인(500)상의 감지된 플럭스 신호에 응답한다. 이 홀 셀 쌍(496, 502)은 롤러 가이드(440, 442)의 각 암(504, 506)과 전자석 사이의 플럭스를 감지할 수 있는 위치에 놓이도록 그들의 제각기의 전자석들의 코어면들중 하나상에 장착된다.Force feedback on line 458 is provided from summer 486 responsive to a first force signal on line 488 and a second force signal on line 490. Square circuit 492 responds to the sensed flux signal on line 494 from hole cell 496 and provides a first force signal on line 488 by square and scaling the flux signal on line 494. do. Similarly, square circuit 498 responds to the sensed flux signal on line 500 from hall cell 502. These pairs of hole cells 496 and 502 are placed on one of the core faces of their respective electromagnets so as to be in a position to detect the flux between each arm 504 and 506 of the roller guides 440 and 442 and the electromagnet. Is mounted on.
도 22의 신호 프로세서(454)는 도 3, 도 4 및 도 5와 관련하여 상세히 기술된 보상을 수행하도록 프로그램된다.The signal processor 454 of FIG. 22 is programmed to perform the compensation described in detail with respect to FIGS. 3, 4, and 5.
도 22의 신호 프로세서(458)는 도 24에 더욱 상세히 도시되어 있다. 여기서, 아날로그 장치 AD534일 수 있는 집적 회로(530)는 라인(456)상의 힘 커맨드 신호, 라인(494)상의 제 1 플럭스 신호 및 라인(500)상의 제 2 플럭스 신호에 응답하며, 도 22에 도시된 바와 같이 라인(462)상에 힘 에러 신호를 제공한다. PI 제어기(552)는 힘 에러 신호를 증폭하며, 1 볼트 당 100 볼트(즉, 이득이 100임)의 회로를 통해서 도 22에 간략히 도시한 것과 유사한 정밀 정류기 또는 다이오드 조종 회로(464, 466)에 라인(554)을 통해 증폭된 신호를 제공한다. 인버터(558)는 조종 회로(464)의 출력을 반전시켜서, 합산기(468, 470)에 인가되는 라인(560, 562)상의 신호들이 대응하는 극성을 갖게 한다. 라인(482, 484)상의 합산된 신호는 PWM 제어기에 제공되며, 이 제어기는 시그네틱스(Signetics) NE/SE 5560형 제어기일 수 있다. 이들 제어기는 라인(478, 480)을 통해 가변 듀티 싸이클 신호를 제공하며, 이들 신호는 또한 고전압 게이트 구동 회로(560, 562)에 제공되고, 이들 구동 회로는 브리지 회로(564, 566)에 게이팅 신호를 제공하고, 브리지 회로는 또한 전자석(446, 448)에 전류를 공급한다.The signal processor 458 of FIG. 22 is shown in more detail in FIG. Here, the integrated circuit 530, which may be an analog device AD534, responds to a force command signal on line 456, a first flux signal on line 494, and a second flux signal on line 500, as shown in FIG. 22. Provide a force error signal on line 462 as shown. PI controller 552 amplifies the force error signal and passes through a circuit of 100 volts per volt (i.e. gain 100) to a precision rectifier or diode control circuit 464, 466 similar to that briefly shown in FIG. Provide an amplified signal through line 554. Inverter 558 inverts the output of steering circuit 464 such that the signals on lines 560 and 562 applied to summers 468 and 470 have a corresponding polarity. The summed signal on lines 482 and 484 is provided to a PWM controller, which may be a Signals NE / SE 5560 type controller. These controllers provide variable duty cycle signals through lines 478 and 480, which are also provided to high voltage gate drive circuits 560 and 562, which drive circuits to gate circuits 564 and 566. In addition, the bridge circuit also supplies current to the electromagnets 446 and 448.
증폭기(568, 570)는 브리지 회로의 전류를 감시하여, 과전류 존재시에 셧다운(shutdown) 신호를 PWM 제어기(474, 476)에 제공한다.Amplifiers 568 and 570 monitor the current in the bridge circuit and provide a shutdown signal to PWM controllers 474 and 476 in the presence of overcurrent.
또한, 기준 신호는 전위차계(572)에 의해, 기준 신호에 대한 전류 센서(570)의 출력을 비교하는 비교기(574)에 제공될 수 있으며, 비교기는 전류 센서(570)의 출력 신호가 전위차계(572)로부터의 기준 신호를 초과하는 경우에 고전압 게이트 구동기(562)에 라인(580)상의 신호로서 라인(576)상의 신호를 제공한다. 또한, 비교기(586)에서 라인(584)상의 과온 기준 신호에 비교되도록 도시된 회로의 열 싱크(heat sink)에 서미스터 또는 열전쌍(582)이 이용될 수 있다. 비교기(586)는 열 싱크의 온도가 과온 기준을 초과하는 경우에 라인(588)상의 출력 신호를 OR 게이트(578)에 제공한다. 이 경우에, 라인(580)상의 신호가 고전압 게이트 구동기에 제공되어 H-브리지를 셧다운시킨다. 이상 설명된 전류 및 과온 보호 회로가 자석 1(446)에 대한 H-브리지에는 도시되지 않았지만, 이는 도면을 간략화하기 위해 도시되지 않았을 뿐 자석 1의 브리지에 대해서도 동일한 보호 회로가 동등하게 제공될 수 있음을 알아야 한다.The reference signal may also be provided by a potentiometer 572 to a comparator 574 that compares the output of the current sensor 570 with respect to the reference signal, where the output signal of the current sensor 570 has a potentiometer 572. Provide a signal on line 576 as signal on line 580 to high voltage gate driver 562 when the reference signal from < RTI ID = 0.0 > Thermistors or thermocouples 582 can also be used in a heat sink of the circuit shown to be compared to an overtemperature reference signal on line 584 in comparator 586. Comparator 586 provides an output signal on line 588 to OR gate 578 when the temperature of the heat sink exceeds an overtemperature reference. In this case, a signal on line 580 is provided to the high voltage gate driver to shut down the H-bridge. Although the current and overtemperature protection circuit described above is not shown in the H-bridge for magnet 1 446, this is not shown for simplicity of the drawings but the same protection circuit can be provided equally for the bridge of magnet 1. Should know.
다음으로, 도 25를 참조하면, 도 2a에 도시된 현가 장치(30, 31b) 및 도 22에 도시된 두 개의 측방향 능동 롤러 가이드(440, 442)와 같은 한 쌍의 대향 2차 현가 장치의 제어 방법을 설명하기 위해 시스템-레벨 도면이 제공되어 있다. 이 도면은, 예컨대, 한 쌍의 소형 액츄에이터(446, 448)에 대해 앞서 상세히 설명한 바와 같은 가속도 궤환과, 나사 액츄에이터(600, 602)와 같은 한 쌍의 고출력 액츄에이터용의 위치 궤환을 모두 포함한다. 또한, 도 25의 구성은 또한 독립적으로 제어되는 대향하는(동일한 레일 블레이드의 양측상의) 전후방향 현가 장치에 대해, 즉, 도 16에서와 같이 기계적으로 링크되어 있지 않는 현가 장치에 적용가능하다. 도 25에 도시된 승강기 카 질량(604)은, 라인(610)상의 교란력(disturbing force)과 라인(612, 614, 616, 618, 620, 622)상의 다수의 힘들에 응답하여 이들 모두를 합산하는 합산기(608)로부터의 라인(606)상의 총 힘 신호에 의해 영향을 받는다. 라인(610)상의 교란력은 다수의 교란력일 수도 있으며, 모두 하나의 라인(610)으로 표시된다. 이들 교란력은 직접적인 카의 힘들 또는 레일 유도력을 포함할 수 있다. 이 두 유형의 힘들간의 차이는, 직접적인 카의 힘은 강력하지만 바람과 같이 느리게 작용하거나 또는 하중 불평형과 같이 더욱 정적이고, 레일 유도력은 고주파의 미약한 교란력이라는 것이다. 라인(612∼622)상에 표시된 힘은 라인(610)상의 교란력을 상쇄하는 힘을 나타낸다. 어느 경우든, 라인(606)상의 총 힘은 승강기 질량(604)을 라인(624)상에 도시된 가속도로 가속시킨다. 승강기 시스템은 적분기(626)에서 가속도(ACC)를 적분하여 라인(628)으로 표시된 바와 같은 이동하는 카의 특정 속도로 나타내며, 이 속도를 적분기(630)에서 또 다시 적분하여 라인(632)으로 표시된 바와 같은 승강기 카 질량에 대한 위치 변화로 표시한다.Next, referring to FIG. 25, a pair of opposing secondary suspension devices, such as the suspension devices 30 and 31b shown in FIG. 2A and the two lateral active roller guides 440 and 442 shown in FIG. 22. A system-level drawing is provided to illustrate the control method. This figure includes, for example, both the acceleration feedback as previously described for the pair of small actuators 446 and 448 and the position feedback for the pair of high power actuators, such as the screw actuators 600 and 602. In addition, the arrangement of FIG. 25 is also applicable to opposing suspensions (on both sides of the same rail blade) independently controlled, ie suspensions that are not mechanically linked as in FIG. 16. The elevator car mass 604 shown in FIG. 25 sums all of these in response to a disturbing force on line 610 and a number of forces on lines 612, 614, 616, 618, 620, and 622. Is influenced by the total force signal on line 606 from summer 608. The disturbance forces on line 610 may be multiple disturbance forces, all represented by one line 610. These disturbance forces may include direct car force or rail induction. The difference between these two types of forces is that the direct car force is strong but slower like wind or more static like load unbalance, and the rail inductive force is a weak high-frequency disturbance force. The force indicated on lines 612-622 represents the force that counteracts the disturbing force on line 610. In either case, the total force on line 606 accelerates elevator mass 604 with the acceleration shown on line 624. The elevator system integrates acceleration (ACC) at integrator 626 to represent a specific speed of the moving car as represented by line 628, which is then again integrated at integrator 630 and represented by line 632. The change in position relative to the lift car mass as shown.
도 22의 신호 프로세서(458)에 의해 나타낸 바와 같은 전자석(446, 448) 및 구동기는 합산기(638)로부터의 라인(636)상의 신호에 응답하는 블럭(634)으로서 도 25내에 함께 도시되며, 합산기(638)는 도 22에 도시된 디지탈 신호 프로세서(454)로부터의 라인(456)상의 힘 커맨드 신호에 응답하며, 도 25에서 디지탈 신호 프로세서는 '필터 및 보상 회로망(454)'로 도시되어 있다. 이 블럭은 도 4 및 도 5와 관련하여 상세하게 설명된 보상 및 필터링을 수행한다. 라인(640)상의 위치 제어 가속 신호는 라인(698)상의 갭 에러 신호로부터 제공될 수 있다. 가속 신호는 고속 제어가 저속 제어를 보조할 수 있게 하는데 사용될 수도 있음을 밝혀 둔다. 또한, 이러한 보조는 가속도계로 직접 감지함으로써 고유하게 제공된다. 도 22의 가속도계(450)는 도 25에 도시된 바와 같이 합산기(652)에서 실제 가속도 신호와 합산되는 라인(650)상의 가속도 수직 성분에 의해 변조되는 라인(624)상의 승강기 카 가속도에 응답한다. 이와 같이 하여, 도 22에 참조부호(S-S)로 표시한 측방향 가속도는 작은 수직 성분에 의해 변조되므로, 라인(452)상의 신호는 완전히 순수한 측방향의 가속도는 아닐 수 있다. 마찬가지로, 가속도계는 신호 라인(654)상에 도시된 바와 같은 드리프트의 영향을 받는데, 이 드리프트 성분은 합산기(656)에서 가속도계(450)의 출력과 합산되어 의사 가속도 신호(a spurious acceleration signal)를 형성한다. 마지막으로, 감지된 가속도 신호는 라인(658)을 통해 프로세서(454)에 제공된다. 이상 가속도 루프의 설명을 마친다.The electromagnets 446, 448 and the driver as represented by the signal processor 458 of FIG. 22 are shown together in FIG. 25 as a block 634 responsive to a signal on the line 636 from the summer 638, Summer 638 responds to a force command signal on line 456 from digital signal processor 454 shown in FIG. 22, which in FIG. 25 is shown as a 'filter and compensation network 454'. have. This block performs the compensation and filtering described in detail with respect to FIGS. 4 and 5. The position control acceleration signal on line 640 may be provided from the gap error signal on line 698. It is noted that the acceleration signal may be used to enable high speed control to assist low speed control. This assistance is also uniquely provided by direct sensing with an accelerometer. Accelerometer 450 of FIG. 22 responds to elevator car acceleration on line 624 which is modulated by an acceleration vertical component on line 650 that is summed with the actual acceleration signal in summer 652 as shown in FIG. . In this way, since the lateral acceleration indicated by reference numeral S-S in FIG. 22 is modulated by a small vertical component, the signal on the line 452 may not be a purely lateral acceleration. Similarly, the accelerometer is subject to drift as shown on signal line 654, which component of the drift is summed with the output of accelerometer 450 at summer 656 to produce a spurious acceleration signal. Form. Finally, the sensed acceleration signal is provided to processor 454 via line 658. This concludes the description of the acceleration loop.
도 22의 두개의 전자석(446, 448)은 이들 둘 간에 제어가 조정된다는 사실로 인해 서로 '방해(opposition)'하거나 '다툼(fighting)'을 벌이는 문제점을 나타내지 않는다. 마주하는 두 개의 큰 액츄에이터 경우, 예컨대, 두개의 볼 나사 액츄에이터(600, 602)의 경우, 이들이 서로 다툴 수도 있기 때문에 이들을 개별적으로 동작시키는데 있어서 유사한 문제점이 있다. 다음으로, 액츄에이터의 하나 또는 다른 하나에 대한 동작을 조종함으로써 도 22에 도시된 두개의 고출력 액츄에이터(600, 602)를 제어하는 개념을 설명한다.The two electromagnets 446 and 448 in FIG. 22 do not exhibit the problem of 'opposition' or 'fighting' each other due to the fact that control is coordinated between the two. In the case of two large actuators facing each other, for example, two ball screw actuators 600 and 602, there is a similar problem in operating them separately because they may be in conflict with each other. Next, the concept of controlling the two high power actuators 600 and 602 shown in FIG. 22 by manipulating the operation of one or the other of the actuators will be described.
도 25에 도시된 바와 같이, 센터링 커맨드 신호를 발생하고 그 신호를 조정하여 두개의 대향하는 액츄에이터를 제어하는 신규의 기법이, 도 11과 유사하지만 카의 양측부 및 가이드롤 나타내도록 확대된 도 26과 관련하여 설명된다. 기준 점은 '0'으로 표시된다. 한 쌍의 승강기 승강로 벽(660, 662)은 그에 부착된 대응하는 한 쌍의 레일(664, 666)을 갖는다. 레일의 표면상에서 롤러(668, 670)와 같은 1차 현가 장치는 XRAIL2 및 XRAIL1으로 각각 표시된 거리에 있는 대응하는 레일의 표면상에서 이동한다. 도 25에서, 블럭(671a)으로 도시된 스프링 상수(K2)는 롤러(668)와 액츄에이터(600) 사이에서 작용하며, 블럭(671b)로 스프링 상수(K1)는 롤러(670)와 액츄에이터(602) 사이에서 작용한다. 카(604)에 대한 액츄에이터(600)의 위치는 거리(X2)로 표시되고, 카(604)와 센터링 위치(671) 사이의 거리는 센터링 위치의 우측에 대해 양으로 좌측에 대해 음으로 표시된다. 승강기 카(604)와 레일(664) 표면 사이의 거리는 GAP2로 표시되고, 따라서, 액츄에이터(664)와 레일 표면 사이의 거리는 GAP2-X2가 된다. GAP20은 카(604)가 센터링되어 있을 때, 승강로 벽(660)과 카(604) 사이의 거리를 나타낸다. 카의 다른 한쪽편에 대해서도 이와 동일하다.As shown in FIG. 25, a novel technique for generating a centering command signal and adjusting the signal to control two opposing actuators, similar to FIG. 11, but enlarged to show both sides of the car and guide rolls. It is explained in connection with. The reference point is marked with '0'. The pair of elevator hoist walls 660 and 662 have corresponding pairs of rails 664 and 666 attached thereto. On the surface of the rail, primary suspension devices, such as rollers 668 and 670, move on the surface of the corresponding rail at the distances indicated by XRAIL2 and XRAIL1, respectively. In FIG. 25, the spring constant K2, shown by block 671a, acts between the roller 668 and the actuator 600, and the block 671b, the spring constant K1, acts as the roller 670 and the actuator 602. Acts between). The position of the actuator 600 relative to the car 604 is indicated by the distance X2 and the distance between the car 604 and the centering position 671 is indicated positively relative to the left side of the centering position. The distance between the elevator car 604 and the rail 664 surface is denoted by GAP2, and thus the distance between the actuator 664 and the rail surface is GAP2-X2. GAP20 represents the distance between the hoist wall 660 and the car 604 when the car 604 is centered. The same applies to the other side of the car.
먼저 도 2a을 다시 참조하면, 위치 센서(27c)는 2차 현가 장치(30)의 일측면과 승강기 카(27)간의 거리를 측정하여 그를 나타내는 신호를 제공한다. 그 양(X1)이 도 26에서 액츄에이터(602)의 위치와 관련하여 도시되어 있다. 도 2a에는 또 다른 위치 센서(27a)는 승강기 카(27)와 1차 현가 장치(28)간의 거리(GAP1)를 측정하여 그를 나타내는 신호를 제공한다. 이를 나타내는 양, 즉, 갭1(GAP1)이 도 26에 도시되어 있다.Referring first to FIG. 2A again, the position sensor 27c measures the distance between one side of the secondary suspension device 30 and the elevator car 27 and provides a signal indicative thereof. The amount X1 is shown in relation to the position of actuator 602 in FIG. 26. In FIG. 2A another position sensor 27a measures the distance GAP1 between the elevator car 27 and the primary suspension device 28 and provides a signal indicative thereof. A quantity representing this, that is, gap 1 (GAP1) is shown in FIG.
도 2a에서 카(27)의 다른 측면상에서는, 한 쌍의 센서(27d, 27b)가 양(X2, GAP2)을 제각기 측정하여, 현가 장치(31b)의 일측면과 카(27)간의 거리 및 1차 현가 장치(31)와 카(27)간의 거리를 제각기 나타내는 신호들을 제공한다.On the other side of the car 27 in FIG. 2A, a pair of sensors 27d and 27b respectively measure the amounts X2 and GAP2 to determine the distance between one side of the suspension device 31b and the car 27 and 1. Signals indicative of the distance between the vehicle suspension system 31 and the car 27, respectively.
카의 위치를 적절히 유지하여 두 개의 현가장치(30, 31b)가 서로 다투거나 그들의 허용가능한 주행 경계에 충돌하는 것을 방지하도록 도 2a의 2차 현가 장치(30, 31b)를 제어하는 제어 시스템 설계시에, 그 같은 일들이 일어나지 않게 하는 제어 전략을 고안해야 한다.In designing a control system that controls the secondary suspension devices 30, 31b of FIG. 2A to properly maintain the position of the car to prevent the two suspension devices 30, 31b from quarreling with each other or crashing into their acceptable driving boundaries. At the same time, we must devise a control strategy to prevent such things from happening.
이제 도 25를 다시 참조하면, 도 9에 도시된 센서(126)와 유사한 위치 센서가 도 26에서 양 GAP1을 측정하기 위한 블럭(676)으로서 도시된다. 마찬가지로, 위치 센서(678)는 양 GAP2를 측정한다. 한 쌍의 센서(676, 678)를 도 22 및 도 25에 도시하였으나, 이들 갭(GAP1, GAP2)을 측정하는 이러한 기능은 두 개의 GAP 신호간의 차를 취함으로써 획득되는 신호의 자기 센터링 양은 없지만 단일의 센서에 의해 수행될 수 있다. 이들 측정된 양은 다음 식에 따라 도 25에 도시된 양에 관련됨을 알 것이다.Referring now again to FIG. 25, a position sensor similar to sensor 126 shown in FIG. 9 is shown in FIG. 26 as block 676 for measuring both GAP1. Similarly, position sensor 678 measures both GAP2. Although a pair of sensors 676, 678 are shown in Figures 22 and 25, this function of measuring these gaps GAP1, GAP2 is a single, but no amount of self-centering signal obtained by taking the difference between the two GAP signals. Can be performed by a sensor. It will be appreciated that these measured amounts relate to the amounts shown in FIG. 25 according to the following equation.
GAP1 = -POS - XRAIL1 + GAP10, 및GAP1 = -POS-XRAIL1 + GAP10, and
GAP2 = POS - XRAIL2 + GAP20.GAP2 = POS-XRAIL2 + GAP20.
도 25는 여러 측면에서 도 10과 유사하지만, 라인(632)상에 표시된 캡의 위치(POS)에 응답하는 두 개의 위치 센서(676, 678)와, 큰 액츄에이터가 액츄에이터로서 사용되지 않을 때마다 원위치 또는 제로 위치로 수축시키기 위한 위치 센서를 구비한 부가의 내부 루프를 갖는다는 것이 상이하다. 도 26에서 두 개의 갭위치 라인(GAP10, GAP20)은, 카가 센터링되었을 때 카와 승강로 벽사이의 거리를 나타낸다. 이들은 GAP1 및 GAP2로서 표시된 물리적인 갭을 발생하는데 있어 합산기(684, 686)로 인가되는 '신호'로서 또한 표현된다. 이들은 시스템을 이해하는데 유용하다.FIG. 25 is similar to FIG. 10 in many respects, but with two position sensors 676, 678 responsive to the position POS of the cap indicated on line 632, and the home position whenever a large actuator is not used as an actuator. Or it has an additional inner loop with a position sensor for retracting to the zero position. The two gap position lines GAP10 and GAP20 in FIG. 26 represent the distance between the car and the hoistway wall when the car is centered. They are also represented as 'signals' applied to summers 684, 686 in generating the physical gaps indicated as GAP1 and GAP2. They are useful for understanding the system.
위치 센서(676, 678)로부터의 출력 신호는 제각기의 신호 라인들(692, 694)을 통해 합산기(696)에 제공되며, 합산기(696)는 두 신호 크기간의 편차를 구하며, 라인(698)을 통해 래그 필터(700)에 차(센터링 제어) 신호를 제공하며, 래그 필터(700)는 라인(702)을 통해 접합부(704)에 필터링된 센터링 제어 신호를 제공하고, 접합부(704)는 한 쌍의 정밀 정류기(706, 708) 각각으로 필터링된 차 신호를 제공하며, 정밀 정류기는 접합부(704)와 함께, 한 순간에 단 하나의 정류기에게로만 라인(702)상의 필터링된 센터링 신호를 출력시키는 조향 제어 회로(steering control)를 구성한다. 한 쌍의 기어형 모터 제어 회로(710, 712)가 도시되는데, 이들중 하나는 적분회로(716) 또는 (718)로 표시된 시스템에 의해 적분된 라인(714) 또는 (712)상의 비교적 저속 신호로 라인(720) 또는 (722)로 표시된 액츄에이터 위치(X1) 또는 (X2)로 이동시킴으로써 조향된 센터링 커맨드 신호에 응답하여 스프링 상수(671d) 또는 (671c)를 작동시켜서 라인(616) 또는 (614)으로 표시된 힘을 제공한다. 이러한 제어 시스템에 있어서, 스프링 상수(671b, 671d)은 액츄에이터(710)에 의해 작동되는 것과 동일한 스프링에 연관됨을 알아야 한다. 마찬가지로, 스프링 상수(671a, 671c)는 이 경우에 액츄에이터(712)에 의해 동작되는 것과 동일한 스프링과 연관된다. 한 쌍의 위치 궤환 회로(720, 722)는 라인(720, 722)에 의해 표시된 액츄에이터 위치에 응답하며, 카에 대한 액츄에이터의 위치를 표시하는 라인(728, 730)상의 궤환 위치 신호를 제공하는 위치 센서를 포함한다. 이들 위치 신호는 저 이득 궤환 경로를 제공하는 것을 포함할 수 있는 신호 조정을 받을 수도 있다. 한 쌍의 합산기(732, 734)는 제각기 라인(728, 730)상에 궤환 신호와, 조향 제어 회로에 의해 조종된 라인(740, 742)상의 센터링 커맨드 신호에 응답하여, 그들간의 차를 표시하는 차 신호를 라인(736, 738)을 통해 제공한다. 정밀 정류기(706, 708)로부터 라인(740, 742)상의 한 쌍의 출력 신호중 하나의 신호는 라인(702)상의 조종된 센터링 명령 신호를 포함하며, 다른 하나의 신호는 '0' 이 될 것임은 물론이다. 0 이란, 액츄에이터를 그의 0 위치로 복귀시키는데 요구되는 것과 동일한 크기를 갖는 커맨드를 의미하는 것으로, 제로 위치는 1차 현가 장치에 대한 예하중을 적어도 바람직한 예하중으로 유지하는데 요구되는 위치이다.Output signals from position sensors 676 and 678 are provided to summer 696 via respective signal lines 692 and 694, which summer 696 finds the deviation between the two signal magnitudes, and line 698. Provides a difference (centering control) signal to the lag filter 700 through the lag filter 700, the lag filter 700 provides a filtered centering control signal to the junction 704 via the line 702, the junction 704 Each of the pair of precision rectifiers 706 and 708 provides a filtered difference signal, which, together with the junction 704, outputs the filtered centering signal on the line 702 to only one rectifier at a time. A steering control circuit is configured. A pair of geared motor control circuits 710 and 712 are shown, one of which is a relatively slow signal on line 714 or 712 integrated by the system represented by integrating circuit 716 or 718. Actuating the spring constant 671d or 671c in response to the steered centering command signal by moving to the actuator position X1 or X2 indicated by line 720 or 722 to either line 616 or 614. Provide the power marked with. In such a control system, it should be noted that the spring constants 671b and 671d are associated with the same spring that is actuated by the actuator 710. Likewise, the spring constants 671a, 671c are associated with the same spring as in this case operated by the actuator 712. The pair of position feedback circuits 720 and 722 are responsive to the actuator positions indicated by lines 720 and 722 and provide a feedback position signal on lines 728 and 730 indicating the position of the actuator relative to the car. It includes a sensor. These location signals may be subject to signal conditioning that may include providing a low gain feedback path. A pair of summers 732 and 734 indicate the difference between them in response to a feedback signal on lines 728 and 730 and a centering command signal on lines 740 and 742 steered by the steering control circuit, respectively. The difference signal is provided through lines 736 and 738. One of the pair of output signals on lines 740 and 742 from precision rectifiers 706 and 708 will include a steered centering command signal on line 702 and the other will be '0'. Of course. 0 means a command having the same magnitude as is required to return the actuator to its zero position, where the zero position is the position required to maintain the preload for the primary suspension at least as the desired preload.
다음으로, 도 27을 참조하면, 도 18에 도시된 바와 같은 위치 트랜스듀서의 응답이 도시된다. 이것은 실험적으로 결정된 응답특성이다. 비록 특정 트랜스튜서에 대한 응답특성이 도시되었으나, 선형 위치 센서를 포함하는 임의의 다른 적절한 형태의 위치 센서가 이용될 수 있음을 알 것이다. 라인(692, 694)상의 두 신호의 합산은 승강기 카 변위의 전체 범위(도시된 특정 감지 구성에 대해 측정)에 걸쳐 도 26에 도시된다. 도시된 실시예에 따른 능동 가이드상의 링크의 위치설정은 변위가 10mm보다 크지 않으리라 예상된다. 따라서, 대응하는 두개의 롤러 가이드에 대한 두개의 위치 센서가 응답 특성에 있어 도 28에 도시한 바와 같이 이음매없이 결합되어, 도 24의 래그 필터(700)에 대해 제공될 수 있음을 알 수 있을 것이다.Next, referring to FIG. 27, the response of the position transducer as shown in FIG. 18 is shown. This is an experimentally determined response characteristic. Although the response characteristics for a particular transducer are shown, it will be appreciated that any other suitable type of position sensor can be used, including linear position sensors. The summation of the two signals on lines 692 and 694 is shown in FIG. 26 over the entire range of elevator car displacements (measured for the particular sensing configuration shown). The positioning of the link on the active guide according to the embodiment shown is anticipated that the displacement will not be greater than 10 mm. Thus, it will be appreciated that two position sensors for the corresponding two roller guides may be seamlessly coupled, as shown in FIG. 28 in response characteristics, to be provided for the lag filter 700 of FIG. 24. .
넓게 적용가능한 본 발명의 개시 내용Disclosure of the Invention
본 발명의 원리는 일반적인 가이드에 적용될 수 있기 때문에, 도 1에서 다수의 가이드(20, 22, 24, 26)를 일반적인 가이드로서 설명하였음을 상기하자. 계속해서, 롤러형 가이드를 채용하는 본 발명의 일 실시예를 도시하였다. 이제 본 발명이 다른 유형의 가이드에도 역시 이용될 수 있음을 간략히 설명한다.Recall that the principles of the present invention can be applied to a general guide, so that a number of guides 20, 22, 24, 26 are described as general guides in FIG. Subsequently, an embodiment of the present invention employing a roller guide is illustrated. It is now briefly explained that the present invention can also be used for other types of guides.
도 29를 참조하면, 승강로 벽(19c, 19d)에 부착된 승강로 레일쌍(16a, 18a) 사이에서 카(10a)를 가이드하기 위한 가이드(20a, 22a, 24a, 26a)가 도시되어 있다. 이들 가이드의 각각은 'P'로서 표시된 전자석을 포함하는 1차 현가 장치와 'S'로서 표시된 2차 현가 장치를 갖는다. 전술한 바와 같이, 2차 현가 장치는 도 2a 및 도 2b에 도시한 것과 유사할 수 있다. 다른 한편, 1차 현가 장치는 각기 도 30에 도시한 바와 같이 폭에 비해 길이가 상당히 긴 코어(750)를 가질 수 있다. 이렇게 하면, 길이가 짧은 코어를 개시하는 일본 특허 공보 제 58-39753 호 또는 공개 공보 제 60-36279 호에 도시된 바와 같은 앞서 개시된 전자석 액츄에이터에서 제공되는 것보다 우수한 고속 성능 및 더욱 강력한 전후방향 가이드 힘이 제공할 수 있다. 코어의 길이와 상관없이, 2차 현가 장치와 연관된 1차 현가 장치는 전자석일 수 있다. 이것은 C자형 레일(752)에 대해 배향될 수 있으며, 도 31에 도시된 바와 같이, C자형 레일은 한 쪽 레그상에 코일(754)을, 다른 쪽 레그상에 코일(765)을 갖는 코어(750)와 접촉하여 C자형 레일(752), 코어(750) 및 이들간의 갭으로 이루어지는 플럭스 경로에 대해 플럭스를 제공한다. 코어(752)는, 물론, 카에 부착된 2차 현가 장치에 부착된다. 이 경우, 볼 나사 액츄에이터(757)는 도 2b에 도시된 것과 같은 구성과 유사한 스프링을 갖는 코어상에서 밀어 이동된다. 또한, 한 쌍의 안정화 가이드(757a, 757b)가 도시되는데 이것은 수동 또는 능동 작동형일 수 있고, 예컨대, 솔레노이드 동작형일 수도 있다. 능동형의 경우에는, 액츄에이터(757)와 병렬로 배치되어 안정성 부가를 위한 부속물로서 사용될 수 있다. 이러한 현가 장치는 측방향 안정화를 위해 반대쪽 승강로 벽상에서 또한 이용될 수 있다. 도 31에는 한 쌍의 부가적인 전후 방향 현가 장치(757c,757d)가 또한 도시되어 있는데, 이것은 반대쪽 레일상에 마찬가지 방식으로 사용된다.Referring to FIG. 29, guides 20a, 22a, 24a, 26a are shown for guiding the car 10a between pairs of hoist rails 16a, 18a attached to the hoist walls 19c, 19d. Each of these guides has a primary suspension comprising an electromagnet denoted as 'P' and a secondary suspension denoted as 'S'. As mentioned above, the secondary suspension device may be similar to that shown in FIGS. 2A and 2B. On the other hand, the primary suspension device may each have a core 750 that is considerably longer than its width, as shown in FIG. 30. This provides superior high speed performance and stronger forward and backward guide forces than those provided in the previously disclosed electromagnet actuators as shown in Japanese Patent Publication No. 58-39753 or Publication No. 60-36279, which disclose shorter cores. This can provide Regardless of the length of the core, the primary suspension associated with the secondary suspension may be an electromagnet. This can be oriented with respect to the C-shaped rail 752, and as shown in FIG. 31, the C-shaped rail has a core having a coil 754 on one leg and a coil 765 on the other leg. 750 is contacted to provide flux for a flux path consisting of C-shaped rail 752, core 750 and gaps therebetween. The core 752 is, of course, attached to the secondary suspension attached to the car. In this case, the ball screw actuator 757 is pushed on a core having a spring similar in configuration to that shown in FIG. 2B. Also shown is a pair of stabilization guides 757a, 757b, which may be passive or active actuated, eg, solenoid operated. In the active case, it can be placed in parallel with the actuator 757 and used as an accessory for adding stability. Such suspension can also be used on the opposite hoist wall for lateral stabilization. Also shown in FIG. 31 are a pair of additional front and rear suspensions 757c and 757d, which are used in the same way on the opposite rail.
도 32에 도시된 바와 같이, 예컨대, 길이가 5cm이고 말단면 치수가 19mm인 블레이드를 가질 수 있는 더욱 통상적인 형상의 레일(758)에 대해, 한 쌍의 전자석 액츄에이터 또는 전자석 베어링(760, 762)은 블레이드(759)의 대향면들(764, 766)에 마주하도록 서로 마주하게 배치된다. 한 쌍의 코일(768, 770)은 제각기 코어(772, 774)의 각각의 두 레그를 연결하는 부재 주위로 감겨진다. 이러한 형태의 구성의 경우, 측방향 이동에 대한 전자석의 자연적인 저항성에 의해 측방향 제어가 이루어진다.As shown in FIG. 32, for example, a pair of electromagnet actuators or electromagnet bearings 760, 762 for a more conventionally shaped rail 758 that may have a blade 5 cm in length and 19 mm in end face dimension. Are disposed facing each other to face the opposing faces 764, 766 of the blade 759. A pair of coils 768, 770 are wound around the member connecting the two legs of each of the cores 772, 774, respectively. In this type of configuration, lateral control is achieved by the natural resistance of the electromagnet to lateral movement.
도 32에 도시한 1차 현가 장치의 일실시예는 코어면의 폭이 1cm이다. 이들 코어는 길이가 25cm이고 플럭스가 0.6Tesla이라 가정하면, 코어 당 힘은 약 716 뉴톤의 인력이다. 이것은, 물론, 전후 방향의 힘이지만, 전자석을 부가할 필요없이 마찬가지 크기의 측방향 힘이 이용가능하다. 원한다면 측방향 안정화에 도움이 되도록 카의 후방에 제 3 레일을 사용하고, 그 레일상에 또한 유사한 한 쌍의 코어가 사용될 수 있다.In one embodiment of the primary suspension shown in FIG. 32, the width of the core surface is 1 cm. Assuming these cores are 25 cm long and the flux is 0.6 Tesla, the force per core is about 716 Newtons of attraction. This is, of course, a force in the front-rear direction, but a lateral force of the same size is available without the need to add an electromagnet. If desired, a third rail is used at the rear of the car to aid in lateral stabilization, and a similar pair of cores can also be used on that rail.
따라서, 제시한 예에 대해 코어의 길이는 폭보다 5배 더 길게 관찰되는데, 이것은 단순히 하나의 예에 불과하기 때문에 한정하는 것으로서 생각되어서는 않되며, 그 목적은 폴(pole)이 그의 폭보다 훨씬 더 큰 길이를 가짐을 나타내는 개시를 제공하기 위한 것이다. 전술한 바와 같이, 사용된 전자석의 형태는 필수적인 것은 아닌데, 그 이유는 각종 형태의 1차 현가 장치가 제한 목적이 아닌 개시된 일반적 개념의 광범위한 응용성을 보일 목적으로 개시되었기 때문이다.Thus, for the presented example, the length of the core is observed to be five times longer than the width, which should not be considered as limiting because it is merely an example, and the purpose is that the pole is much larger than its width. It is intended to provide an indication that it has a greater length. As mentioned above, the shape of the electromagnet used is not essential because the various types of primary suspension devices have been disclosed for the purpose of demonstrating the broad applicability of the disclosed general concepts rather than limitations.
마찬가지로, 도 1, 도 2a 또는 도 2b의 1차 현가 장치(28)는 미국 특허 제 4,570,590 호의 도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같은 가이드 레일을 따라 주행하는 미끄럼 가이드일 수 있으며, 이 특허에서 가이드 슈는 승강기 카에 장착된 유압 실린더를 사용하여 측방향으로 조절가능하다.Likewise, the primary suspension device 28 of FIG. 1, 2A or 2B may be a sliding guide that travels along a guide rail as shown in FIGS. 2A and 2B of US Pat. No. 4,570,590, the guide in this patent. The shoe is laterally adjustable using a hydraulic cylinder mounted to the elevator car.
도 33에는 1차 현가 장치의 다른 예가 도시되며, 이것은 대응하는 한 쌍의 유압 실린더(780,782) 사이에 한 쌍의 스프링(776,778)이 삽입되어 승강로 벽(788)상에 장착된 가이드 레일(786)상에서 주행하는 가이드 슈(784)를 작동시키는 것을 제외하고는 미국 특허 제 4,750,778 호에 개시된 것과 오탈라(Otala)의 액츄에이터와 유사한 45도 경사진 액츄에이터를 갖는 가이드 슈우를 포함한다. 또한, 승강기 카(792)상에는 베이스 또는 캐리지(790)가 장착된다. 설계자가 직교하지 않는 힘 액츄에이터를 사용함으로써 도입되는 복잡성을 피하기를 원하고 레일마다의 부가적인 액츄에이터로 인한 비용의 증대를 꺼리지 않는다면, 전술한 바와 같이 직교 배향된 3개의 액츄에이터를 이용할 수도 있다. 이 경우, 미끄럼 가이드 슈우(784)는, 필수적인 것은 아니지만, 도시한 일체형 슈우와는 달리 독립된 전후 방향 및 측방향 슈우를 포함할 수 있음은 물론이다.Another example of a primary suspension is shown in FIG. 33, which is a guide rail 786 mounted on a hoist wall 788 with a pair of springs 776, 778 inserted between a corresponding pair of hydraulic cylinders 780, 782. A guide shoe having a 45 degree inclined actuator similar to that of Otala and that disclosed in U.S. Patent No. 4,750,778, except for operating the guide shoe 784 running on. In addition, a base or carriage 790 is mounted on the elevator car 792. If the designer wants to avoid the complexity introduced by using non-orthogonal force actuators and does not mind the increase in cost due to the additional actuators per rail, three orthogonally oriented actuators may be used as described above. In this case, the sliding guide shoe 784 is not essential, but of course, unlike the integral shoe shown, may include independent front and rear shoes.
상술한 바로부터 본 발명의 가이드 시스템 및 제어 시스템은 승강기 캡내의 탑승자에게 개선된 양호한 승차감을 제공함을 쉽게 알 것이다. 본 발명의 개시된 실시예들에 대해 다양한 변경 및 수정이 본 발명의 개념을 벗어나지 않는 범위내에서 이루어질 수 있는 바, 청구 범위가 아닌 다른 식으로 본 발명이 제한되지 않는다.It will be readily appreciated from the foregoing that the guide system and control system of the present invention provide an improved good ride comfort for the occupant in the elevator cap. Various changes and modifications to the disclosed embodiments of the present invention can be made without departing from the concept of the present invention, and the present invention is not limited to other than the claims.
Claims (15)
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