專利名稱：電梯與小車平臺之間艙室在水平方向上的線性馬達(dá)傳送的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在一個升降通道中的電梯吊艙框架與一個可以在水平方向上移動的帶輪的小車之間移動一個艙室，更具體地說，涉及它的驅(qū)動裝置。
與建筑物有關(guān)的乘客運輸系統(tǒng)典型地由電梯構(gòu)成，在這些電梯中借助于在電梯吊艙與一個平衡配重之間有繩索的牽引機器使單一的電梯吊艙在一個升降道中上下運動，該電梯吊艙可能有多個艙板，一個在另一個的上面。靠把電梯艙室由一個帶繩索的升降道中的吊艙框架移動到在另一帶繩索的升降道中的吊艙框架使在非常高的建筑物中采用帶繩索的系統(tǒng)成為可能。
在共同擁有的1995年11月25日提交的美國專利申請序列號No.08/564,704中描述了借助于齒輪齒條副使一個電梯艙室在一個電梯吊艙框架與一個下降的或另一個電梯吊艙框架之間水平地移動。在此所描述的機構(gòu)也被用于在電梯升降通道與一個小機車之間水平地傳送電梯艙室，從而該艙室可以在不連接的升降通道之間移動，如在共同擁有的1996年6月19日提交的美國專利申請序列號No.08/666162中所描述的那樣。
除了所提出的非常高的比如半英里量級的建筑物以外，規(guī)模巨大的建筑物綜合體也使得要重新研究在豎直方向上的運輸與水平方向上的運輸之間的關(guān)系。
本發(fā)明的目的包括提供用來在一個升降通道中的豎直方向上運動的電梯艙室與一個可以在軌道上水平運動的帶輪的小車之間傳送一個電梯艙室的改進(jìn)了的裝置。
按照本發(fā)明，一種帶輪的可以在水平方向上運動的艙室包括設(shè)置在該艙室下面的一個滑動架上的一個線性馬達(dá)的次級繞組部分，設(shè)置在電梯吊艙框架上的該線性馬達(dá)的一個初級繞組部分，以及，設(shè)置在小車上的該線性馬達(dá)的另一個第二初級繞組部分。按照本發(fā)明的優(yōu)選形式，把一個通電的線性馬達(dá)的初級繞組設(shè)置在電梯吊艙框架上，把至少一個通電的線性馬達(dá)的初級繞組設(shè)置在小車上；一個不通電的線性馬達(dá)的次級繞組在艙室滑動架的整個長度上伸展，從而與初級繞組中的任何一個或兩個合作，這取決于艙室在吊艙框架上，在小車上，或部分地在每個裝置上的位置。在每種情況下線性馬達(dá)通過表示艙室相對于吊艙框架或相對于小車或相對于二者的相對位置的位置信號驅(qū)動。在一個優(yōu)選的形式中，位置傳感器提供這些位置信號，這些傳感器的一個部件被安裝在吊艙框架上，把它們的一個相應(yīng)的部件以與之合作的關(guān)系裝設(shè)在艙室的底部，另一個傳感器的一第一部分被安裝在小車上，把它的一第二部分以與之合作的關(guān)系裝設(shè)在艙室的底部，來自每個傳感器的位置信號被用來控制相應(yīng)的線性馬達(dá)，從而使艙室在吊艙框架和/或小車上精確地移動。傳感器可以是帶有設(shè)置在吊艙框架上的磁標(biāo)記板的磁致伸縮的線性位移傳感器。
通過下面對其示例性的如在附圖中所示出的實施例的詳細(xì)描述將使本發(fā)明的其它目的，特點和優(yōu)點變得更清楚。其中

圖1為按照本發(fā)明的一種電梯吊艙框架的簡化的程式化的部分剖面的部分側(cè)視圖，該框架由一對小車中之一個接納一個艙室；圖2為圖1的電梯吊艙框架的部分透視圖；圖3為圖1所示其中一個小車的簡化透視圖；圖4為圖1所示艙室的部分的簡化了的側(cè)視圖；圖5為用于圖4所示電梯艙室滑動架的多個線性馬達(dá)次級繞組的斷開透視圖；圖6為帶有設(shè)置在其上的圖1所示艙室的一個小車的簡化的部分剖面的端視圖；圖7-10為當(dāng)艙室由小車運動到圖1所示電梯吊艙框架的平臺上時，線性馬達(dá)和位置傳感器運行的簡化了的程式化視圖；圖11為用于在小車和電梯吊艙框架平臺上的線性馬達(dá)的示例性馬達(dá)驅(qū)動系統(tǒng)的簡化示意性方框圖；和圖12為當(dāng)它們重疊時吊艙框架和小車的軌道之一的局部頂視平面圖。
現(xiàn)在參見圖1，一艙室13包括一個乘客艙14和一個滑動架15?；瑒蛹?5具有設(shè)置在安裝到一框架22上的托架20，21上的輪子16-19。滑動架15的相反一側(cè)有四個類似設(shè)置的輪子，在圖6中只示出了一個輪子23。
圖中所示出的輪子16，17由設(shè)置在一小車28的一平臺27上的軌道26支承著，該小車進(jìn)而可以靠輪子30，31沿著一軌道29運動，軸頸32，33把這些輪子裝設(shè)在平臺27上。小車28的相反的一側(cè)有另外的輪子，在圖3和6中只示出了輪子34，這些輪子在一類似于軌道29的軌道35運行上(示于圖3)。軌道29，35被設(shè)置在建筑物的結(jié)構(gòu)36上。
圖中所示出的輪子18，19由一條軌道40支承著，該軌道被支承在一電梯吊艙框架43的一個平臺42上，該吊艙框架包括傳統(tǒng)種類的豎框44和支柱45。吊艙框架43被設(shè)置在升降通道45中，用來作豎直方向的運動，比如借助于經(jīng)纜索連接到吊艙框架和一個平衡配重上的典型的電梯牽引機器，或以任何適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行豎向運動。本發(fā)明與它一起使用的電梯的特性對本發(fā)明是無關(guān)緊要的。另一個小車46類似地可以在被支承在建筑物中的軌道上運動，對它不作進(jìn)一步的描述。
現(xiàn)在參見圖2，可以以任何適當(dāng)?shù)姆绞?，比如通過塊體49，把軌道40和類似的軌道41支承在平臺42上。塊體51把四個線性馬達(dá)初級繞組50支承在平臺42上。塊體53把磁致伸縮的線性位移傳感器(MLDT)的一個波導(dǎo)部分52支承在平臺42上。
參見圖3，有關(guān)的塊體61，62把兩組四個線性馬達(dá)初級繞組59，60的每一組設(shè)置到平臺27上。塊體64把一個類似于波導(dǎo)52的磁致伸縮的線性位移傳感器的波導(dǎo)63設(shè)置到平臺27上。
線性馬達(dá)初級繞組50，59，60與四個相應(yīng)的次級繞組68(見圖5)結(jié)合起來起作用，比如通過安裝塊體69把這些次級繞組設(shè)置到艙室滑動架15的平臺22上(見圖4)。每個次級繞組68具有一對設(shè)置在一個框架71中的永磁體70(見圖5)。次級繞組68沿著艙室滑動架15的整個長度伸展。電梯滑動架15也有由適當(dāng)?shù)耐屑?1設(shè)置到平臺22上的多個永磁體標(biāo)記塊體77-80(見圖7-10)。在圖4中只示出了與波導(dǎo)52對準(zhǔn)的那個標(biāo)記塊體77(見圖2)。標(biāo)記塊體在波導(dǎo)部分52，63中產(chǎn)生一個磁致伸縮的應(yīng)變波，以提供標(biāo)記塊體相對于波導(dǎo)的一位置的指示。這里的位置傳感器最好為BalluffDTL-2磁致伸縮的線性位移傳感器。
參見圖4和6，如前面所述的那樣，艙室滑動架15的每一側(cè)有四個支承輪16-19，23，它們把艙室支承在小車的軌道26，28上，同時也支承在電梯吊艙框架平臺的軌道40，41上(見圖2)。為了沿著軌道引導(dǎo)艙室滑動架15，滑動架15的每一側(cè)有四個被托架91固定到平臺22上的引導(dǎo)滾輪86-89(見圖4)和90(見圖6)。在一個優(yōu)選實施例中，滾輪86-91有偏心的軸線調(diào)整裝置，以使得滾輪可以相對于軌道26，28(以及軌道40，41，如圖2)精確地定位。在一個優(yōu)選實施例中，所有的輪子16-19，23和滾輪86-90是鋼制的，涂有氨基甲酸乙酯，以便減少噪音。在該優(yōu)選實施例中，線性馬達(dá)可以為適當(dāng)?shù)膸锥蜛noradLEB-8線性馬達(dá)。
現(xiàn)在參見圖7-10，線性馬達(dá)與磁致伸縮的線性位移傳感器所提供的位置信息結(jié)合在一起的運行圖只示出了三個初級繞組和次級繞組60，68(而不是前面所示出的四個)，并示出了如果把小車，滑動架和吊艙框架翻過來時，處于與前面所示出的那一側(cè)相對的初級繞組的那一側(cè)的波導(dǎo)63和52。然而，運行的原理是相同的。在圖7中，滑動架15在小車28上取中心。標(biāo)記塊體80在波導(dǎo)63的左端，指示滑動架15的位置相對小車28位于中心。在圖8中，滑動架15開始移動離開小車28，并到達(dá)吊艙框架43上。標(biāo)記塊體80由波導(dǎo)63的端部向前前進(jìn)了大約四分之一的路程，從而引起反射，指示出所示的位置。在圖7和8中，初級繞組59與次級繞組68的相互作用在對波導(dǎo)63所表示的位置作出響應(yīng)的一個運動控制裝置的控制下造成滑動架15的運動，波導(dǎo)63所表示的位置隨著標(biāo)記塊體80的位置改變。
在圖9中，滑動架15已經(jīng)運動移動到吊艙框架43上的路程的三分之二的位置。這時，次級繞組68也與初級繞組50相接合，同時也與初級繞組59相接合。類似地，標(biāo)記塊體77在設(shè)置于吊艙框架43上的波導(dǎo)52中引起反射，對它的馬達(dá)控制系統(tǒng)提供位置信息。這時，在此點系統(tǒng)中的兩個或任何一個(80，63，59或52，77，50)可以控制滑動架15的運動，這取決于如何實現(xiàn)本發(fā)明。在圖10中，滑動架15完全運動到吊艙框架43上，初級繞組50位于次級繞組68的中心，在波導(dǎo)52中的反射指示標(biāo)記塊體77位于其中間。當(dāng)由吊艙框架43轉(zhuǎn)移到小車28上時，或在相反的方向轉(zhuǎn)移到小車46時，可以出現(xiàn)類似的運行狀態(tài)。本發(fā)明的特點在于，對位置的感應(yīng)在每個平臺上(在一小車上或者在一吊艙框架43上)實現(xiàn)，隨設(shè)置在滑動架15上的磁性塊體而改變，以通過設(shè)置在相應(yīng)的平臺上(一小車或一吊艙框架)的初級繞組控制有關(guān)的線性馬達(dá)。
參見圖11，一簡化的示例性方塊圖示出了一個已知類型的馬達(dá)控制裝置，如果需要，可以采用該裝置。把適當(dāng)?shù)尿?qū)動信號提供給馬達(dá)，在給出的實例中的馬達(dá)包括設(shè)在小車28上的初級繞組60。如用虛線101所表示的那樣，初級繞組60的作用力與設(shè)在滑動架15上的次級繞組68一致地起作用，從而使得滑動架運動。磁致伸縮的線性位移傳感器連續(xù)地感應(yīng)滑動架的位置，在這種情況下該傳感器為波導(dǎo)63，設(shè)在滑動架15上的標(biāo)記塊體80產(chǎn)生它的磁致伸縮應(yīng)變波。這在線路102上提供出一個位置信號，此信號提供給一速度型線發(fā)生裝置103，該裝置依照滑動架15的當(dāng)前位置在線路104上提供速度指令。一個微分器106把在線路102上的位置信息轉(zhuǎn)換成在線路105上的速度信號，在一個求和電路107中把此速度信號由線路104上的速度指令減去。在線路108上的速度誤差信號被提供給一個電流控制裝置109，此裝置的輸出在線路110上提供給一個適當(dāng)?shù)尿?qū)動裝置，比如一個電壓可變頻率可變(VVVF)驅(qū)動控制裝置111。速度型線發(fā)生器103也對VVVF驅(qū)動裝置111通過線路112提供一個輸入。一個放大器113對線路115上的信號作出響應(yīng)，把驅(qū)動信號通過線路114提供給馬達(dá)的初級繞組60。由放大器113通過線路116到電流控制裝置109的反饋形成了一個電流的環(huán)路。
參見圖2，軌道40，41被榫接在外側(cè)面上，從而提供如所示出的與軌道26，35的臨時性的半重疊連接，軌道26，35被類似地榫接到內(nèi)側(cè)面上(見圖3)。在圖12中，示出了軌道26，40的最小的重疊，這種重疊可以為一英寸(2.5厘米)的量級，這就夠用的；但是也可以采用二或三英寸(5-7厘米)的重疊。小車可以有一個緩沖裝置，以絕對阻止它的運動，而在軌道26，35與軌道40，41之間沒有任何干擾。
輪子16和17以及18和19的間隔和在滑動架15的相反一側(cè)上的其它對輪子的間隔足夠大，以致在所有時間充分的一段軌道121，122(見圖12)支承著一個輪子16，18或者另一個輪子17，19。類似地，使?jié)L輪86和87以及滾輪88和89的間隔足夠大，以致在所有時間每對滾輪中的一個或另一個滾輪在軌道26，40的平的內(nèi)側(cè)邊緣123，124上(見圖12)。因此，按照本發(fā)明，軌道的榫接和輪子及滾輪的間隔提供了平滑的運行。
設(shè)置在軌道的端部的多種斜面也使得更平滑和更安靜。例如，參見圖2中軌道40，41的左手端，在側(cè)面上和在頂部每個頂端都有斜面127。另外，在通向榫接口的頂部表面上每個都有一個較長的斜面128。參見圖3中軌道26，35的右端，這些軌道中的每一個在外側(cè)邊緣上有一個長的斜面131，而在內(nèi)側(cè)邊緣和頂端上有一個短的斜面132。這些軌道中的每一個也可以有一個中等長度的復(fù)合斜面133，通進(jìn)榫接口。所有這些斜面可以有多種尺寸，但典型地可以為5到7度的量級。這些斜面的目的簡單地是避免在軌道與輪子或滾輪之間的突然接觸，如由于有小的對不準(zhǔn)而可能發(fā)生的情況那樣，從而提供了由軌道到軌道的平滑的過渡，使乘客感覺不到任何顛簸。在另一方面，如果需要，沒有這些斜面中的某些或沒有任何斜面，用不同長度的斜面和用有不同角度的斜面也可以實現(xiàn)本發(fā)明。所有這些對本發(fā)明是無關(guān)緊要的。
為了簡單起見，所示出的本發(fā)明是用實心的平臺22，27，42。在實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式中，可以用框架構(gòu)成小車，滑動架和吊艙框架，而不是有實心的平臺。雖然為了簡單在這里沒有示出，但是在滑動架于小車與吊艙框架之間運動之前，可以把吊艙框架43鎖定在一固定在建筑物結(jié)構(gòu)36上的一個適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)上。這樣的吊艙/地板鎖可以為在共同擁有的1995年11月29日提交的正在共同未決的美國專利申請序列號No.08/565,648中示出的那種形式，或某種其它形式。在這里為了使本發(fā)明清楚，從圖中略去了其它裝置。例如，可以借助于適當(dāng)?shù)呐撌?吊艙鎖把滑動架鎖定到一個小車上，或鎖定到吊艙框架上，這種鎖可以為在共同擁有的1995年11月29日提交的美國專利申請序列號No.08/565,658中所描述的那些鎖的形式，或任何其它適用的形式。另外，在其最佳方式中，除了線性馬達(dá)設(shè)置的動態(tài)剎車裝置以外，可以對小車和吊艙框架都設(shè)置某種形式的滑動架剎車裝置，從而可以使其上面的滑動架的運動減慢或阻止其運動。
由上述很明顯，必須使小車在它的輪子上運動，靠近電梯吊艙框架，為的是如所描述的那樣使軌道重疊起來。可以靠通常用于水平運輸系統(tǒng)的那種類型的繩索驅(qū)動裝置，或靠任何適當(dāng)種類的線性或旋轉(zhuǎn)馬達(dá)使小車運動。這對本發(fā)明是無關(guān)緊要的。這里示出的位置傳感器包括類似的但是為分開的部件，一個部件由用于小車的波導(dǎo)63和標(biāo)記板80形成，而另一個部件由用于吊艙框架的波導(dǎo)52和標(biāo)記板77形成。如果需要，可以采用其它形式的位置傳感器，甚至用到被設(shè)置在升降通道或接近升降通道的傳感器的程度，而不是被設(shè)置在部件本身上。這可以提供一組單一的位置信號，表示出滑動架在小車或吊艙框架上的什么部位。類似地，可以采用其它形式的線性馬達(dá)。事實上，如果需要，本發(fā)明可以用設(shè)置在滑動架上的通電部分實現(xiàn)；然而，由于艙室可以在小車上顯著地移動，這使得通電極端困難。
所示出的本發(fā)明在小車28上有兩組初級繞組59，60，為的是容許小車28在任何一個方向上工作。然而，如果需要，只需在其上設(shè)置一組初級繞組59，60，只要當(dāng)傳送一艙室時小車的頭朝向右方即可。本發(fā)明被示出在每種情況下采用四個馬達(dá)段(成組的初級繞組和次級繞組)，但是可以在需要較少的馬達(dá)段(初級繞組和次級繞組)或更多的馬達(dá)段的系統(tǒng)中采用本發(fā)明。小車28被示出在一正方截面的軌道29，35上運動；當(dāng)然，軌道可以為T形截面，或任何其它所要求的截面，這對于本發(fā)明沒有任何影響。在這里所示出的軌道26，28，40為長方形的，水平寬度大于豎直高度。然而，對于軌道可以選擇其它形狀，只要適應(yīng)本發(fā)明的基本特點即可。
所有上面提到的專利申請在這里被結(jié)合進(jìn)來作為參考。
這樣，雖然已經(jīng)關(guān)于它的示例性的實施例示出和描述了本發(fā)明，但是對熟悉本技術(shù)的人們應(yīng)該理解到，可以作出上述和各種其它的改變，省略和添加，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種電梯系統(tǒng)，它包括一個設(shè)置在一個升降通道中的可以在豎直方向上運動的電梯吊艙框架，所述電梯吊艙框架在其上有一對平行的隔離開的軌道，以及設(shè)置在其上的線性馬達(dá)的通電的初級繞組；一個小車，它有設(shè)置用來在軌道上水平地滾動的輪子，所述小車有一對設(shè)置在其上的一對平行的隔離開的軌道，使得當(dāng)所述小車接近所述吊艙框架時，可以與所述吊艙框架的所述軌道相互對準(zhǔn)，所述小車有設(shè)置在其上的線性馬達(dá)的通電的初級繞組，其與設(shè)置在所述電梯吊艙框架上的通電的初級繞組對準(zhǔn)；一個設(shè)置在帶輪的滑動架上的艙室，所述滑動架的輪子被分離開，當(dāng)所述小車的位置為以它的軌道鄰接著所述吊艙框架的軌道時，其運行在所述吊艙框架的軌道上和所述小車的軌道上以及它們的中間；一個設(shè)置在所述滑動架上的不通電的線性馬達(dá)次級繞組，當(dāng)所述滑動架位于所述吊艙框架上時，與所述吊艙框架上的所述初級繞組對準(zhǔn)，從而與它形成一個線性馬達(dá)，并且，當(dāng)所述滑動架在所述小車上時，與所述小車上的所述初級繞組對準(zhǔn)，從而與它形成一個線性馬達(dá)；位置傳感器裝置，用來提供當(dāng)所述滑動架在所述吊艙框架上時表示所述滑動架在所述吊艙框架上的相對位置的位置信號，并用來提供當(dāng)所述滑動架在所述小車上時表示所述滑動架在所述小車上的位置的位置信號；以及馬達(dá)控制裝置，對所述位置信號作出響應(yīng)，使得所述線性馬達(dá)至少之一移動所述滑動架。
2.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述位置感應(yīng)裝置包括多個位置傳感器，一個傳感器的一第一部分被設(shè)置在所述吊艙框架上，另一個傳感器的一第一部分被設(shè)置在所述小車上，一個傳感器的一第二部分被設(shè)置在所述滑動架上，用來與所述傳感器的所述第一部分合作，從而當(dāng)所述滑動架在所述吊艙框架上時提供表示所述滑動架在所述吊艙框架上的位置的位置信號，并且，所述第二傳感器的第二部分被設(shè)置在所述滑動架上，與所述第二傳感器的所述第一部分合作，當(dāng)所述滑動架在所述小車上時，提供表示所述滑動架在所述小車上的位置的位置信號。
3.按照權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感器每個都包括一個磁致伸縮的線性位移傳感器。
4.按照權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一部分包括波導(dǎo)部分，而所述第二部分包括磁標(biāo)記塊體。
全文摘要
一個設(shè)有帶輪的滑動架的艙室在一電梯吊艙框架的軌道與一個帶輪的小車的軌道之間運動。將軌道的端部互補地榫接起來,以在小車的軌道與吊艙框架的軌道之間提供一臨時的半重疊的連接。一馬達(dá)有設(shè)置在吊艙框架和小車上的初級繞組和設(shè)置在滑動架上的次級繞組。馬達(dá)由磁致伸縮的線性位移傳感器控制?；瑒蛹茉O(shè)有滾輪。當(dāng)滑動架橫過吊艙框架與小車之間的軌道連接處時,至少一滾輪和一輪子與整根軌道相接觸。涂有氨基甲酸乙酯的輪子降低輪子的噪音,并軌道間的平滑過渡。
文檔編號B66B11/04GK1182712SQ9712249
公開日1998年5月27日 申請日期1997年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月14日
發(fā)明者S·C·萬, R·W·卡爾卡索拉, J·M·湯普森, V·扎哈里爾, A·庫尼, T·M·羅巴爾, R·J·艾里森, D·C·雅爾維斯, R·R·波拉色克, S·P·帕特爾 申請人:奧蒂斯電梯公司