帶減振裝置的電梯的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種帶減振裝置的電梯，其具有：設置在位于電梯轎廂(1)的左右且通過電梯轎廂(1)重心位置的左右軸上的導軌(70a、70b)；檢測電梯轎廂(1)在左右和前后方向上的振動的多個加速度檢測器(7、8、9、10、11、12)；以及根據(jù)加速度檢測器的輸出來控制致動器(30a、30b、50a、50b、60a、60b)的第一控制器(13)以及第二控制器(14)，第一控制器控制前后方向的平移量、圍繞左右軸的旋轉(zhuǎn)量以及圍繞垂直軸的旋轉(zhuǎn)量，第二控制器控制左右方向的平移量和圍繞前后軸的旋轉(zhuǎn)量。由此，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)以及較少數(shù)量的致動器和傳感器來抑制多種振動模式，能夠有效地抑制電梯轎廂的振動。
【專利說明】帶減振裝置的電梯

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種能夠通過安裝在滾輪引導裝置上的致動器來抑制電梯轎廂振動 的電梯。

【背景技術】
[0002] 在電梯中設置有引導裝置，引導裝置的滾輪從三個方向與導軌接觸，由此來引導 電梯轎廂沿著導軌上下升降。在電梯轎廂的上下左右一共設置有4個引導裝置，引導裝置 的滾輪安裝在桿構(gòu)件上，在桿構(gòu)件上設置有彈簧，該彈簧將滾輪按壓在導軌上，并且通過該 彈簧來調(diào)整按壓力。此外，通過調(diào)整彈簧的彈力來抑制因?qū)к壍牟黄秸鸬碾娞蒉I廂 在前后和左右方向上的振動。
[0003] 作為現(xiàn)有技術，例如在專利文獻1中公開了一種方案，其為了簡化結(jié)構(gòu)，將二個引 導滾輪設置在導軌的兩側(cè)，通過一個致動器來控制二個引導滾輪對導軌的按壓力，并且通 過檢測電梯轎廂的傾斜來改變滾輪對導軌的按壓力。
[0004] 此外，例如在專利文獻2中公開了一種減振裝置，其在轎廂室內(nèi)以可自由位移的 方式設置可動重塊，通過驅(qū)動可動重塊使可動重塊位移，由此來減小轎廂室的振動。在作為 減振對象的振動的頻率范圍過大時，不僅會導致減振裝置大型化，而且會導致需要進行減 振的頻帶范圍內(nèi)的減振效率下降，因此，在該減振裝置中，降低了從設置在轎廂室內(nèi)的振動 測量裝置獲取的信號中的包括彈性支撐轎廂室的振動絕緣裝置的低頻的固有頻率的頻帶 以外的頻帶中的增益。
[0005] 另外，例如在專利文獻3中公開了一種具有用于降低電梯轎廂振動的致動器的電 梯用引導裝置，其為了在發(fā)生了靜態(tài)位移和動態(tài)位移的情況下也能夠使致動器的驅(qū)動力發(fā) 揮適當?shù)淖饔枚@得充分的振動降低效果，在引導裝置上設置了引導桿和固定在引導桿上 的致動器可動部分，使用磁鐵和線圈，在升降體發(fā)生了振動時，使線圈通電來驅(qū)動致動器可 動部分。
[0006] 在先技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本國專利特開2006-131385號公報
[0009] 專利文獻2 :日本國專利特開2005-298071號公報
[0010] 專利文獻3 :日本國專利特開2001-122555號公報
[0011] 隨著電梯的高速化，也就是隨著電梯轎廂的行駛速度的提高，不僅會使得因?qū)к?的不平整而引起的電梯轎廂在前后和左右方向上的振動變大，而且需要對多個振動模式進 行減振，也就是說，不僅需要抑制低頻的振動模式，而且還需要抑制高頻的振動模式。在需 要對多個振動模式進行減振時，由于該等振動模式之間經(jīng)常會發(fā)生干擾，所以在對其中一 個振動模式進行抑制時，反過來會激發(fā)其他的振動模式，從而會導致減振效果下降。
[0012] 在上述專利文獻1所公開的方案中，由于致動器的數(shù)量少，所以在驅(qū)動致動器對 低頻的振動模式進行抑制時，該致動器的作用力反過來會激發(fā)其他的高頻的振動模式，使 得在高速電梯中不能發(fā)揮充分的減振能力。
[0013] 此外，在專利文獻2所公開的減振裝置中，由于降低了高頻頻帶的增益，所以難以 抑制因電梯的高速化而引起的電梯轎廂自身的振動。
[0014] 又，在專利文獻3所公開的電梯用引導裝置中，雖然其能夠應對因電梯高速化而 引起的振動量的增大，但與專利文獻1 一樣，其沒有考慮到如何來應對多個振動模式。
[0015] 并且，在因電梯高速化而使得條件進一步惡化的情況下，為了維持與以前相同的 減振性能，需要將傳感器和致動器的設置數(shù)量增加到大于或者等于需要抑制的振動模式的 數(shù)量。此時，系統(tǒng)的控制裝置的大小等于傳感器數(shù)量X致動器數(shù)量，由于控制裝置的結(jié)構(gòu) 復雜，所以導致現(xiàn)場的調(diào)整等變得困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術中所存在的問題，使得在超高速電梯中也能 夠以簡單的結(jié)構(gòu)來抑制多種振動模式，從而能夠有效地抑制電梯轎廂的振動。解決方案
[0017] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的帶減振裝置的電梯具有沿著鉛錘方向設置在升降通 道內(nèi)的一對導軌、沿著該導軌升降的電梯轎廂、檢測所述電梯轎廂振動的加速度檢測器以 及根據(jù)該加速度檢測器的輸出來抑制所述電梯轎廂的振動的致動器，所述帶減振裝置的電 梯具有設置在位于所述電梯轎廂的左右且通過所述電梯轎廂的重心位置的左右軸的附近 的所述導軌、檢測所述電梯轎廂在左右和前后方向上的振動的多個所述加速度檢測器、以 及根據(jù)所述加速度檢測器的輸出來控制所述致動器的第一控制器以及第二控制器，所述第 一控制器控制前后方向的平移量、圍繞左右軸的旋轉(zhuǎn)量以及圍繞垂直軸的旋轉(zhuǎn)量，所述第 二控制器控制左右方向的平移量和圍繞前后軸的旋轉(zhuǎn)量。
[0018] 發(fā)明效果
[0019] 根據(jù)本發(fā)明，由于具有檢測電梯轎廂在左右和前后方向上的振動的多個加速度檢 測器，并且由第一控制器來控制前后方向的平移量、圍繞左右軸的旋轉(zhuǎn)量以及圍繞垂直軸 的旋轉(zhuǎn)量，由第二控制器來控制左右方向的平移量和圍繞前后軸的旋轉(zhuǎn)量，所以即使在不 但需要抑制低頻的振動模式，而且還需要抑制高頻的振動模式的超高速電梯中，也能夠以 簡單的結(jié)構(gòu)來抑制振動。因此，即使需要在現(xiàn)場調(diào)整控制裝置等，也能夠方便地進行調(diào)整作 業(yè)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明所涉及的一實施方式的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0021] 圖2是圖1的一實施方式的坐標軸。
[0022] 圖3是表示一實施方式的引導裝置的側(cè)視圖。
[0023] 圖4是表示一實施方式的從下方觀察到的電梯轎廂的平面圖。
[0024] 圖5是表示一實施方式的從下方觀察到的電梯轎廂的平面圖。
[0025] 圖6是表示一實施方式的電梯轎廂的振動模式的立體圖。
[0026] 圖7是一實施方式的控制系統(tǒng)的方塊圖。
[0027] 符號說明
[0028] 1電梯轎廂
[0029] la轎廂框體
[0030] lb轎廂室
[0031] 3、4、5、6 引導裝置
[0032] 7、8、9、10、11、12加速度檢測器（傳感器）
[0033] 13第一控制器
[0034] 14第二控制器
[0035] 15、16控制指令
[0036] 30a、30b、50a、50b、60a、60b 電動機（致動器）
[0037] 3la、3lb 螺桿
[0038] 32a、32b 可動體
[0039] 33a、33b、33c 彈簧
[0040] 34a、54a、64a 滾輪 a
[0041] 34b、54b、64b 滾輪 b
[0042] 34c、54c、64c 滾輪 c
[0043] 35a、35b、35c 桿構(gòu)件
[0044] 36a、36b、36c 支點
[0045] 37棒構(gòu)件
[0046] 70a、70b 導軌
[0047] 71a、71b、71c、72a、72b 振動模式
[0048] 80a、80b低通濾波器
[0049] 8la、8lb 限位開關

【具體實施方式】
[0050] 以下參照附圖對本發(fā)明的一實施方式進行說明。
[0051] 電梯行駛時發(fā)生的電梯轎廂的振動包括上下方向和橫向（=前后方向和左右方 向）的振動。上下方向的振動主要是由旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的不協(xié)調(diào)而引起的。橫向的振動在因?qū)к?的彎曲和高低差等的不平整而引起的強制性位移作用在引導裝置上時、或者與平衡重或相 鄰的電梯轎廂交錯時產(chǎn)生的風力作用在電梯轎廂上時產(chǎn)生。
[0052] 隨著電梯的行駛速度的提高，因?qū)к壍牟黄秸鸬恼駝幽芰吭龃螅粌H會激 發(fā)導致平移運動的低頻的振動模式，而且還會激發(fā)導致旋轉(zhuǎn)運動的高頻的振動模式，從而 會產(chǎn)生無法忽視的振動。作為振動，一共存在5種振動運動，也就是前后方向和左右方向的 平移運動以及圍繞各個軸的3種旋轉(zhuǎn)運動，因此，有必要抑制由該等振動運動組合而成的 多種振動模式。
[0053] 此外，電梯轎廂與平衡重或者相鄰的電梯轎廂交錯時產(chǎn)生的風力也會因為電梯行 駛速度的提1?而增大。因此，隨著電梯速度的提1?，需要提1?抑制電梯轎廂振動的減振能 力。作為通常的應對方法，一般采取提高導軌的安裝精度和改進電梯轎廂的形狀以降低風 力等的措施，但僅僅依靠上述措施難以解決振動問題，因此，必須能動地對電梯轎廂的振動 進行控制。
[0054] 如果致動器的設置數(shù)量少于需要抑制的振動模式的數(shù)量，則在驅(qū)動致動器對其中 一個振動模式進行抑制時，在該致動器的作用力的影響下，會產(chǎn)生干擾現(xiàn)象，反而會使得其 他的振動模式受到激發(fā)，導致減振能力受到制約。此時，可以考慮將致動器的設置數(shù)量增加 到大于或者等于需要抑制的振動模式的數(shù)量，但隨著致動器的設置數(shù)量增加，向該等致動 器發(fā)布指令的控制裝置的結(jié)構(gòu)會變得復雜，使得找到能夠滿足所有振動模式的解決方案所 需的時間變長，或者無法對各種振動模式進行充分的抑制，或者最終調(diào)整需要花費大量的 時間，導致振動的抑制變得非常困難。
[0055] 圖1表示整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示，將電梯轎廂的前后方向設定為X方向， 將左右方向設定為y方向，將上下方向設定為z方向，將前后軸設定為X軸，將左右軸設定 為y軸，將垂直軸設定為z軸。
[0056] 電梯轎廂1具有轎廂框體la和轎廂室lb，轎廂框體la在上下左右設置有引導裝 置3、4、5、6,引導裝置3、4、5、6與設置在升降通道內(nèi)的未圖示的導軌抵接，使電梯轎廂1沿 著導軌進行升降。通常，引導裝置3、4、5、6和導軌設置在位于電梯轎廂1的左右且大致通 過電梯轎廂1重心的左右軸上。一根導軌的長度為4?5m，多根導軌在縱向上進行連接和 安裝。因此，在導軌的連接處會產(chǎn)生高低差和彎曲現(xiàn)象。當電梯轎廂1進行升降時，高低差 和彎曲會使得電梯轎廂產(chǎn)生強制性位移，在該強制性位移通過引導裝置3、4、5、6作用在電 梯轎廂上時，會使得電梯轎廂產(chǎn)生橫向振動。
[0057] 為了能夠能動地抑制橫向振動，在引導裝置上安裝有致動器。圖3表示該引導裝 置的一結(jié)構(gòu)例。
[0058] 與導軌70a、70b抵接的滾輪34a、滾輪34b和滾輪34c分別安裝在桿構(gòu)件35a、35b、 35c上。桿構(gòu)件35a、35b、35c被設置成能夠分別以支點36a、36b、36c為中心進行旋轉(zhuǎn)。
[0059] 通過彈簧33a、33b、33c對桿構(gòu)件施力，由此來吸收因?qū)к壍膹澢透叩筒疃a(chǎn)生 的作用力。滾輪34a從y方向與導軌抵接，在X方向上，滾輪34b和滾輪34c以夾住導軌的 方式與導軌抵接。滾輪34a對導軌的按壓力由彈簧33a的長度來決定。通過電動機30a使 經(jīng)由螺桿31a與電動機30a連接的可動體32a移動，由此來控制彈簧33a的長度。
[0060] 通過作為致動器的電動機30b對經(jīng)由螺桿31b與電動機30b連接的可動體32b進 行驅(qū)動，由此來控制或者調(diào)整滾輪34b和滾輪34c對導軌的按壓力。在X方向上，滾輪34b 和滾輪34c通過固定在可動體32b上的棒構(gòu)件37進行連接，所以能夠通過一臺電動機30b 來控制二個滾輪（滾輪34b和滾輪34c)。
[0061] 也可以設置成與圖示機構(gòu)不同的機構(gòu)，例如也可以采用通過各自的電動機分別調(diào) 整各個滾輪的按壓力的引導裝置，并且作為致動器也可以使用電磁鐵等。
[0062] 圖4是表示從電梯轎廂的下側(cè)觀察到的導軌與引導裝置的各個滾輪、致動器之間 的位置關系的關系圖。導軌70a、70b相對于電梯轎廂沿著y方向設置在升降通道內(nèi)。滾輪 54a、54b、54c從三個方向與導軌70a抵接。同樣，滾輪64a、64b、64c也從三個方向與導軌 70b抵接。
[0063] 在X方向上，通過作為致動器的電動機50b來調(diào)整滾輪54b和滾輪54c的按壓力， 并且通過電動機60b來調(diào)整滾輪64b和滾輪64c的按壓力。y方向的滾輪54a的按壓力通 過電動機50a進行調(diào)整。在此構(gòu)造成僅由電動機50a來調(diào)整y方向的按壓力，但也可以進 一步在滾輪64a上也安裝電動機來進行調(diào)整。在設置在電梯轎廂1的下側(cè)的引導裝置中， 也可以設置成通過3個電動機來調(diào)整6個滾輪的按壓力。
[0064] 位于上側(cè)的引導裝置也一樣，通過上下合計為6臺的電動機來調(diào)整滾輪對導軌的 按壓力，由此來降低電梯轎廂1的振動。此外，也可以設置成通過分別安裝在各個滾輪上的 電動機來調(diào)整各個滾輪的按壓力。此時，需要設置12臺電動機或者致動器。
[0065] 在圖7的方塊圖中示出了到向安裝在引導裝置上的作為致動器的電動機發(fā)出控 制指令為止的步驟。
[0066] 設置在電梯轎廂1上的X方向用的加速度檢測器以7、8、10、12表示，y方向用的 加速度檢測器以9、11表示，來自該等加速度檢測器的信號輸入到2個控制器13、14內(nèi)，控 制器13、14根據(jù)該等信息發(fā)出用于抑制電梯轎廂1振動的控制指令。第一控制器13用于 抑制電梯轎廂1的與X方向上的振動有關的振動，第二控制器14用于抑制電梯轎廂1的與 y方向上的振動有關的振動。
[0067] 圖6表示電梯轎廂1在X方向和y方向上的振動的5個運動方向，對電梯的乘坐 舒適性造成不良影響的振動是低頻范圍內(nèi)的振動，所以只需要抑制上述5個方向上的振動 就足夠了。電梯轎廂1的各個振動模式是上述方向的運動組合，在對電梯的乘坐舒適性造 成不良影響的低頻范圍內(nèi)，各個振動模式與各運動方向基本保持一致。
[0068] 作為電梯轎廂1的振動模式，在X方向上，1次振動模式為平移運動71a，接著，隨 著固有振動頻率的提高，2次振動模式為圍繞z軸的旋轉(zhuǎn)運動71b，3次振動模式為圍繞y軸 的旋轉(zhuǎn)運動71c。在y方向上，1次振動模式為平移運動72a，2次振動模式為圍繞X軸的旋 轉(zhuǎn)運動72b。
[0069] 在希望同時對上述多個振動模式進行抑制時，如果作為傳感器的加速度檢測器和 作為致動器的電動機的數(shù)量少于需要抑制的振動模式的數(shù)量，則在提高減振性能方面會受 到制約。也就是說，由于各個振動模式之間存在相位差，所以在驅(qū)動電動機對某一個振動模 式進行抑制時，在相位差的影響下，會與其他的振動模式產(chǎn)生干擾，在電動機的驅(qū)動力的作 用下，其他振動模式的振動會加大。
[0070] 隨著電梯的升降速度的提高，需要進一步提高減振性能，因此，基于上述理由，必 須增加傳感器和致動器的設置數(shù)量。但是，隨著傳感器和致動器的設置數(shù)量的增加，除了與 其對應的控制裝置的結(jié)構(gòu)變得復雜外，控制裝置的大小也會增大到等于傳感器數(shù)量X致 動器數(shù)量。為此，如圖1所示，為了進一步簡化控制器的結(jié)構(gòu)，根據(jù)振動方向?qū)刂蒲b置進 行分割。
[0071] 由于導軌設置在大致通過電梯轎廂1重心位置的位置上，所以從引導裝置傳遞到 電梯轎廂1上的力的作用在X方向和y方向上不會產(chǎn)生大的干擾，因此，通過將加速度檢測 器設置成能夠減少X方向和y方向上的干擾，也就是以不會受到由電梯轎廂1的重量引起 的圍繞z軸的力矩的影響的方式來設置 y方向用的加速度檢測器9、11，就能夠抑制X方向 的振動信息在y方向上發(fā)生干擾，通過在各個方向上分割控制裝置，能夠提高減振性能。
[0072] 此外，在將X方向用的傳感器的數(shù)量設定為nsl，將X方向用的致動器的數(shù)量設定 為nal，將y方向用的傳感器的數(shù)量設定為ns2,將y方向用的致動器的數(shù)量設定為na2時， 傳感器的總數(shù)ns和致動器的總數(shù)na如下：
[0073] nsl+ns2 = ns
[0074] nal+na2 = na
[0075] 在希望通過一個控制器來構(gòu)成控制裝置時，控制裝置的大小為：
[0076] (nsl+ns2) X (nal+na2)
[0077] 在將控制裝置分割成x方向和y方向的控制器時，控制裝置的大小為：
[0078] nal Xnsl+na2Xns2
[0079] 與不對控制裝置進行分割的場合相比，能夠?qū)⒖刂蒲b置的大小縮小 nal Xns2+na2Xnsl。由此，能夠進一步簡化結(jié)構(gòu)。
[0080] 以下參照圖1對能夠抑制X方向和y方向上的振動信息發(fā)生干擾的加速度檢測器 的設置方法進行說明。將圍繞電梯轎廂重心的運動分別設定為 Xc;、y。、θχ、0y、θζ，并且將 電梯轎廂的重心至加速度檢測器的距離設定為（x s，ys，zs)時，χ方向用的加速度檢測器的 輸出（^和又方向用的加速度檢測器的輸出如下式所不。
[0081]

【權利要求】
1. 一種帶減振裝置的電梯，具有沿著鉛錘方向設置在升降通道內(nèi)的一對導軌、沿著該 導軌進行升降的電梯轎廂、檢測所述電梯轎廂的振動的加速度檢測器、以及根據(jù)該加速度 檢測器的輸出來抑制所述電梯轎廂的振動的致動器，所述帶減振裝置的電梯的特征在于， 具有： 在所述電梯轎廂的左右且通過所述電梯轎廂的重心位置的左右軸的附近所設置的所 述導軌； 檢測所述電梯轎廂在左右和前后方向上的振動的多個所述加速度檢測器；以及 根據(jù)所述加速度檢測器的輸出來控制所述致動器的第一控制器以及第二控制器， 所述第一控制器控制前后方向的平移量、圍繞左右軸的旋轉(zhuǎn)量以及圍繞垂直軸的旋轉(zhuǎn) 量，所述第二控制器控制左右方向的平移量和圍繞前后軸的旋轉(zhuǎn)量。
2. 如權利要求1所述的帶減振裝置的電梯，其特征在于， 所述電梯轎廂在上下左右設置有引導裝置，該等引導裝置具有從左右方向與所述導軌 抵接的第1滾輪、以及在前后方向上以夾住所述導軌的方式與所述導軌抵接的第2滾輪和 第3滾輪，作為所述致動器使用電動機，通過所述電動機控制所述滾輪對所述導軌的按壓 力，由此來抑制所述電梯轎廂的振動。
3. 如權利要求1所述的帶減振裝置的電梯，其特征在于， 具有X方向用的所述加速度檢測器和y方向用的所述加速度檢測器，X方向用的所述 加速度檢測器檢測所述電梯轎廂在前后方向上的加速度，設置在與通過所述電梯轎廂重心 的前后軸錯開的位置上，y方向用的所述加速度檢測器檢測所述電梯轎廂在左右方向上的 加速度，設置在通過所述電梯轎廂的前后方向上的重心的左右軸的附近。
4. 如權利要求2或者3所述的帶減振裝置的電梯，其特征在于， X方向用的所述加速度檢測器設置在所述電梯轎廂的左右端部和上下端部。
5. 如權利要求2或者3所述的帶減振裝置的電梯，其特征在于， y方向用的所述加速度檢測器設置在所述電梯轎廂的右端部的上端部和左端部的下端 部，或者設置在所述電梯轎廂的左端部的上端部和右端部的下端部。
【文檔編號】B66B9/16GK104098007SQ201410053502
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年2月17日 優(yōu)先權日:2013年4月10日
【發(fā)明者】荒川淳, 野口直昭, 宮田弘市, 三好寬, 河村陽右 申請人:株式會社日立制作所