本實(shí)用新型涉及一種電梯，尤其是一種可在樓梯、舷梯和斜坡上運(yùn)行的磁浮斜行電梯，屬于電梯領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

斜行電梯作為一種無(wú)障礙設(shè)施，主要使用在無(wú)垂直電梯大樓的樓道、車站、機(jī)場(chǎng)、船舶、地下通道等公共場(chǎng)所，用來(lái)運(yùn)輸人員或行李等貨物，給人們帶來(lái)了便利。

現(xiàn)有斜行電梯一般為曳引式，主要部件是曳引機(jī)和曳引鋼絲繩，其工作原理是通過(guò)鋼絲繩與曳引輪的摩擦力由曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)，使電梯運(yùn)行，達(dá)到運(yùn)輸人員或貨物的目的?，F(xiàn)有技術(shù)中，斜行電梯結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，不僅生產(chǎn)成本高，而且安裝、維護(hù)不便，故障率高、能耗大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、控制簡(jiǎn)單、功耗小、安全系數(shù)高的斜行電梯，該電梯采用磁浮技術(shù)，無(wú)需曳引機(jī)和曳引繩，安裝、維護(hù)簡(jiǎn)便。

為了達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型一種磁浮斜行電梯，包括：斜行軌道、懸浮系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、稱重傳感器、踏板。

所述懸浮系統(tǒng)包括兩對(duì)懸浮永磁體：第一懸浮永磁體和第二懸浮永磁體為一對(duì)，兩者上下同軸相對(duì)，磁極極性相同，如均為N極、S極；第三懸浮永磁體和第四懸浮永磁體為另一對(duì)，兩者上下同軸相對(duì)，磁極極性相同(如均為S極、N極)，與另一對(duì)懸浮永磁體(第一懸浮永磁體和第二懸浮永磁體)的磁極極性相反(如均為N極、S極)。其中，所述第一懸浮永磁體和第三懸浮永磁體沿線安裝固定在所述斜行軌道的左右兩邊；所述第二懸浮永磁體和第四懸浮永磁體分別安裝固定在所述踏板的底部左右兩邊。

所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括定子和動(dòng)子，所述定子和所述動(dòng)子同軸相對(duì)。所述定子含有定子鐵芯和定子繞組，所述定子繞組由A、B、C三相繞組組成，所述定子沿整個(gè)線路敷設(shè)在所述斜行軌道的中間；所述動(dòng)子包括動(dòng)子鐵芯和永磁體，所述永磁體以Halbach陣列均勻黏貼固定在所述動(dòng)子鐵芯的表面，所述動(dòng)子固定在所述踏板的底部中間。

所述稱重傳感器安裝在所述踏板的承重面中間。

所述控制系統(tǒng)包括一個(gè)三相逆變器，所述三相逆變器與所述定子繞組相連。

所述斜行軌道固定在樓梯、舷梯或斜坡上。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1)采用磁浮技術(shù)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、控制簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、安全系數(shù)高，安裝、維護(hù)簡(jiǎn)便。

2)永磁體采用聚磁功能優(yōu)良的Halbach陣列結(jié)構(gòu)，可以增加氣隙磁密，增大懸浮力，節(jié)省永磁材料，使得電梯自重輕、成本低、有效載荷大、功耗大大降低。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型磁浮斜行電梯的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型磁浮斜行電梯的定動(dòng)子排布示意圖。

圖3為本實(shí)用新型磁浮斜行電梯的斜行軌道上定子及第一、第三懸浮永磁體的安裝示意圖。

圖4為本實(shí)用新型磁浮斜行電梯的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖。

圖5為本實(shí)用新型磁浮斜行電梯的力學(xué)分析示意圖。

圖6為控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。

圖7為本實(shí)用新型磁浮斜行電梯的另一種實(shí)施例的定動(dòng)子排布示意圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1-斜行軌道；2、3-第一、第二懸浮永磁體；4、5-第三、第四懸浮永磁體；6-定子，60-定子鐵芯，61-定子繞組，62-速度、加速度曲線預(yù)設(shè)模塊，63-牽引力給定值計(jì)算模塊，64-定子繞組電流給定值計(jì)算模塊，65-三相逆變器；7-動(dòng)子，70-動(dòng)子鐵芯，71-永磁體；8-稱重傳感器；9-踏板，91-踏板承重面；6a-定子，60a-定子鐵芯，61a-永磁體；7a-動(dòng)子，70a-動(dòng)子鐵芯，71a-動(dòng)子繞組。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如附圖1所示，本實(shí)用新型磁浮斜行電梯包括：斜行軌道1、懸浮系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、稱重傳感器8、踏板9。

本實(shí)用新型磁浮斜行電梯的線路軌道為斜行軌道1，其作用是引導(dǎo)電梯前進(jìn)方向。

斜行電梯的懸浮系統(tǒng)包括兩對(duì)懸浮永磁體：第一懸浮永磁體2和第二懸浮永磁體3為一對(duì)，兩者上下同軸相對(duì)，磁極極性相同，如均為N極、S極；第三懸浮永磁體4和第四懸浮永磁體5為另一對(duì)，兩者上下同軸相對(duì)，磁極極性相同，如均為S極、N極，與另一對(duì)懸浮永磁體(第一懸浮永磁體2和第二懸浮永磁體3)的磁極極性相反。其中，懸浮永磁體2和懸浮永磁體4沿線安裝固定在斜行軌道1的左右兩邊；懸浮永磁體3和懸浮永磁體5分別安裝固定在踏板9的底部左右兩邊。

稱重傳感器8安裝在踏板9頂部中間的乘客站立區(qū)，控制系統(tǒng)根據(jù)稱重傳感器8測(cè)得的電梯載荷mg，確定電梯牽引力給定值。

斜行電梯的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括定子6和動(dòng)子7，定子6和動(dòng)子7同軸相對(duì)。如圖2、圖3所示，定子6為長(zhǎng)定子，包括定子鐵芯60和定子繞組61，定子繞組61由A、B、C三相繞組組成。定子6沿整個(gè)線路敷設(shè)在斜行軌道1的中間。動(dòng)子7包括動(dòng)子鐵芯70和永磁體71，永磁體71以Halbach陣列均勻黏貼固定在動(dòng)子鐵芯70的表面。動(dòng)子7安裝固定在踏板9的底部中間。定子6與動(dòng)子7構(gòu)成長(zhǎng)定子永磁直線同步電機(jī)，既用于牽引也用于制動(dòng)。

如圖4、圖5所示，斜行電梯的踏板9為直角三角體，它的一個(gè)銳角與樓梯或斜坡的坡度角θ相同，確保其承重面91與地面平行。在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，踏板9及其承載物懸浮在線路軌道上方，且沿斜行軌道1運(yùn)行。

斜行軌道1固定在樓梯、舷梯或斜坡上。

圖5為本實(shí)用新型磁浮斜行電梯的力學(xué)分析示意圖，圖中電梯載荷mg分為兩個(gè)分量：平行于斜行軌道1的分量f_x＝mgsinθ和垂直于斜行軌道1的分量f_y＝mgcosθ(其中θ為樓梯、舷梯或斜坡的坡度角)，f為踏板9受到的與f_y方向相反的懸浮力，它是由兩對(duì)懸浮永磁體(即：懸浮永磁體2和3、懸浮永磁體4和5)產(chǎn)生的斥力，F(xiàn)_x為電梯牽引力。

則電梯在平行于斜行軌道1方向上的運(yùn)動(dòng)方程為：

F_x-f_x＝ma (1)

將f_x＝mgsinθ代入式(1)，得

F_x＝ma+mgsinθ (2)

如圖6所示，實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型斜行電梯的控制系統(tǒng)由速度、加速度曲線預(yù)設(shè)模塊62，牽引力計(jì)算模塊63，定子繞組給定電流計(jì)算模塊64，三相逆變器65構(gòu)成。

牽引力計(jì)算模塊63的輸入端分別連接速度、加速度曲線預(yù)設(shè)模塊62的輸出端和稱重傳感器8的輸出，牽引力計(jì)算模塊63的輸出端連接定子繞組給定電流計(jì)算模塊64，定子繞組給定電流計(jì)算模塊64的輸出端連接三相逆變器65，三相逆變器65的輸出端連接定子繞組61。

當(dāng)電梯乘客站到踏板9上或貨物放到踏板9上后，在電梯運(yùn)行前，此時(shí)稱重傳感器8測(cè)得電梯載荷mg(如圖3所示)，將mg輸入至牽引力計(jì)算模塊63得到牽引力F_x^*給定值，將此牽引力F_x^*給定值輸至定子繞組給定電流計(jì)算模塊64，得到定子繞組電流直軸分量、交軸分量的給定值i_d^*、i_q^*，將此定子繞組電流給定值i_d^*、i_q^*輸至三相逆變器65。

上述控制系統(tǒng)通過(guò)給定速度、加速度曲線，和實(shí)際測(cè)得的載荷，得到牽引力的給定值，以此控制定子繞組輸入電流，最終實(shí)現(xiàn)了電梯速度、加速度的閉環(huán)控制。

作為本實(shí)用新型磁浮斜行電梯的另一個(gè)實(shí)施例，將上述實(shí)施例中的定子6和動(dòng)子7對(duì)調(diào)，即原定子6安裝在踏板9上作為動(dòng)子，而原動(dòng)子7安裝在斜行軌道1的中間作為定子。如圖7所示，在此實(shí)施例中，定子6a包括定子鐵芯60a和永磁體61a，定子6a沿線路敷設(shè)固定在斜行軌道1中間；動(dòng)子7a包括動(dòng)子鐵芯70a和動(dòng)子繞組71a，動(dòng)子7a固定在踏板9的底部中間。控制系統(tǒng)將按牽引力給定值控制動(dòng)子繞組71a的輸入電流i_A、i_B、i_C來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯的運(yùn)行速度、加速度的控制。