CN106553948A - 用于起升的结构的制动系统和控制起升的结构的制动的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于沿着导轨引导的起升的结构的制动系统。所述制动系统包括制动构件，所述制动构件用于联接到所述起升的结构并且具有被构造成摩擦接合所述导轨的制动表面，所述制动构件能够在制动位置和非制动位置之间移动。还包括制动构件致动机构，所述制动构件致动机构可操作地联接到所述制动构件并且被构造成将所述制动构件从所述非制动位置致动到所述制动位置，所述制动构件致动机构保持联接到在所述制动位置的所述制动构件以控制由所述导轨和所述制动构件之间的所述摩擦接合施加在所述起升的结构上的制动力。

Description

用于起升的结构的制动系统和控制起升的结构的制动的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2015年9月27日的美国临时专利申请序列号62/233,370的优先权，该申请全文以引用方式并入本文中。

背景技术

本文的实施方案涉及制动系统，并且更具体地涉及控制起升的结构的制动。

诸如电梯系统的起升系统常常包括起升的结构(例如，电梯轿厢)、平衡物、连接起升的结构和平衡物的张力构件(例如，绳索、束带、缆线等)。在这样的系统的操作期间，安全制动系统被构造成在起升的结构超出预定速度或加速度的情况下帮助将起升的结构相对于诸如导轨的导向构件制动。

对致动制动装置的现有尝试通常需要包括调速器、调速器绳索、张力装置和安全致动模块的机构。安全致动模块包括用于致动安全装置的提升杆和连杆机构，也称为制动装置。在提供起升的结构的可靠和稳定制动的同时减少、简化或消除该机构的部件被证明是有利的。

除了上述问题之外，现有的安全制动组件为半无源系统，其不可取地难以提供对在制动事件期间施加的制动力的量的控制。

发明内容

根据一个实施方案，提供了一种用于沿着导轨引导的起升的结构的制动系统。制动系统包括制动构件，该制动构件用于联接到起升的结构并且具有被构造成摩擦接合导轨的制动表面，制动构件能够在制动位置和非制动位置之间移动。还包括制动构件致动机构，该制动构件致动机构可操作地联接到制动构件并且被构造成将制动构件从非制动位置致动到制动位置，该制动构件致动机构保持联接到在制动位置的制动构件以控制由导轨和制动构件之间的摩擦接合施加在起升的结构上的制动力。

除了上述特征中的一者或多者之外或作为备选方案，另外的实施方案可包括：制动构件致动机构包括利用偏置构件可操作地联接到制动构件的螺线管。

除了上述特征中的一者或多者之外或作为备选方案，另外的实施方案可包括：制动构件利用联接弹簧可操作地联接到制动构件。

除了上述特征中的一者或多者之外或作为备选方案，另外的实施方案可包括：制动构件致动机构设置成与导轨滑动接触。

除了上述特征中的一者或多者之外或作为备选方案，另外的实施方案可包括：制动构件致动机构利用偏置弹簧偏置成与导轨接触。

除了上述特征中的一者或多者之外或作为备选方案，另外的实施方案可包括：提供至螺线管的电流基于施加的制动力的控制而控制起升的结构的减速。

除了上述特征中的一者或多者之外或作为备选方案，另外的实施方案可包括：制动构件致动机构包括利用释放连结装置可操作地联接到制动构件的机电致动器。

除了上述特征中的一者或多者之外或作为备选方案，另外的实施方案可包括联接弹簧，该联接弹簧设置在制动构件与靠近机电致动器设置的框架结构之间。

除了上述特征中的一者或多者之外或作为备选方案，另外的实施方案可包括：机电致动器与速度监测装置操作性地通信，该速度监测装置被构造成检测起升的结构的超速状况。

除了上述特征中的一者或多者之外或作为备选方案，另外的实施方案可包括：速度监测装置包括光学传感器和加速计中的至少一者，其中制动构件致动机构在检测到超速状况时致动制动构件。

除了上述特征中的一者或多者之外或作为备选方案，另外的实施方案可包括围绕释放连结装置的至少一部分的偏置弹簧。

除了上述特征中的一者或多者之外或作为备选方案，另外的实施方案可包括：制动构件包括设置在导轨和固定的楔形构件之间的可移动的楔形构件，其中可移动的楔形构件和固定的楔形构件各自包括成角度的表面，该成角度的表面设置成紧靠彼此且定向成互补的角度。

除了上述特征中的一者或多者之外或作为备选方案，另外的实施方案可包括：可移动的楔形构件的成角度的表面包括20度。

除了上述特征中的一者或多者之外或作为备选方案，另外的实施方案可包括设置在可移动的楔形构件和固定的楔形构件之间的多个楔形滚子。

根据另一个实施方案，提供了一种控制用于沿着导轨引导的起升的结构的制动的方法。该方法包括检测起升的结构的超速状况。该方法也包括致动制动楔以使导轨与制动构件致动机构接合。该方法还包括：通过保持制动楔和制动构件致动机构之间的联接而主动地控制由制动楔和导轨的摩擦接合生成的制动力。

附图说明

在说明书的结论部分处的权利要求中特别地指明和清楚地要求保护了被视为本公开的主题。根据结合附图获得的以下详细描述，本公开的前述和其它特征和优点将显而易见，在附图中：

图1是根据第一实施方案的电梯系统的示意图；

图2是根据第二实施方案的电梯系统的示意图；

图3是根据本公开的一方面的用于起升的结构的制动系统的示意图；以及

图4是根据本公开的另一个方面的制动系统的示意图。

具体实施方式

参照附图，本文提供了用于起升的结构的制动系统的实施方案。在一些实施方案中，起升的结构是指在电梯系统内操作的电梯，但应当认识到，任何类型的起升的结构都可以受益于本文所公开的实施方案。在电梯系统的上下文中，应当理解，可以设想到多种电梯系统受益于本文所公开的制动系统的实施方案。

在一些实施方案中，电梯系统10包括诸如绳索、缆线等的张力构件，如图1所示。电梯系统10包括电梯轿厢12，电梯轿厢12设置在电梯竖井14内且能够在其中典型地以竖直方式移动。驱动系统16包括马达和制动器并且常规地用来经由牵引系统控制电梯轿厢12沿着电梯竖井14的竖直移动，牵引系统包括缆线、束带等18和至少一个皮带轮。

现在参看图2，备选地，电梯系统10可以称为“无绳”电梯系统。图2描绘了根据示例性实施方案的多轿厢无绳电梯系统。电梯系统10包括井道20，井道20具有多个通道13、15和17。在一个实施方案中，电梯系统10包括可关联以形成电梯系统的模块化部件。模块化部件包括但不限于楼梯平台井道、穿梭式平台井道、转运站、滑架、驻车区域、脱离机构等。虽然在图2中示出三个通道，但应当理解，实施方案可以用于具有任意数目的通道的多轿厢无绳电梯系统。在每个通道13、15、17中，电梯轿厢12多数情况下在一个方向上(即，向上或向下)行进。例如，在图2中，通道13和17中的轿厢12向上行进，而通道15中的轿厢12向下行进。一个或多个轿厢12可以在单个通道13、15和17中行进。在一个实施方案中，轿厢12可在通道13、15、17内双向移动。在一个实施方案中，通道13、15、17可在一天中的某个时间(例如高峰时间)支持穿梭功能，以根据需要允许单向的、选择性的停止或可切换的方向性。在一个实施方案中，通道13、15、17可包括局部方向性，其中通道13、15、17和井道20的某些区域被分配给各种功能和建筑部分。在一个实施方案中，轿厢12可在井道20的受限区域中循环。在一个实施方案中，轿厢12可以降低的速度操作以降低操作成本和设备成本。在其它实施方案中，井道20和通道13、15、17可以混合操作模式操作，其中井道20和通道13、15、17的部分正常操作(单向的或双向的)，而其它部分以另一种方式操作，包括但不限于单向的、双向的或以驻车模式。在一个实施方案中，当通道被指定用于驻车时，驻车的轿厢可在通道13、15、17中驻车。

参看图3，不论制动系统用于的电梯系统的特定类型如何，制动系统被构造成可控制地施加制动力以使电梯轿厢12相对于导向构件减速、停止和保持。制动系统大体上用数字30表示并且在本文中详细地描述。

根据图3所示实施方案，示出了制动系统30的第一实施方案。引导电梯轿厢12的导向构件在本文中称为导轨32并且连接到电梯系统10的结构特征，例如电梯轿厢通路的壁，并且被构造成典型地以竖直方式引导起升的结构。导轨32可以由典型地诸如钢的耐久金属的许多合适的材料形成。

制动系统30包括制动构件34，其包括可操作以摩擦接合导轨32的接触表面35。制动构件34能够在非制动位置和制动位置之间移动。非制动位置是制动构件34在起升的结构的正常操作期间设置到的位置。特别地，在制动构件34处于非制动位置时，制动构件34不与导轨32接触，并且因此不摩擦接合导轨32。

制动系统30包括固定构件36，固定构件36安装到电梯轿厢12的框架38。固定构件36允许制动构件34相对于其平移。在制动构件34的平移之后，制动构件34与导轨32接触，从而摩擦接合导轨32。固定构件36包括渐缩的壁40，并且制动构件34形成为楔状构型，该构型驱动制动构件34在从非制动位置移动至制动位置期间与导轨32接触。制动构件34的楔状构型包括渐缩的壁42，其基本上对应于固定构件36的渐缩的壁40。渐缩的壁40、42定向成一角度，该角度有利于楔入力的充分的机械优点，但不允许制动系统30的卡住或结合。在一个示例中，该角度相对于竖直线为约20度。一个或多个部件44可以设置在渐缩的壁40、42之间以有利于制动构件34的滑动。在图示实施方案中，所述一个或多个部件为滚子，但应当认识到，可以采用备选的结构。

在制动位置，在制动构件34的接触表面35和导轨32之间的摩擦力足以停止起升的结构相对于导轨32的移动。虽然本文示出和描述了单个制动构件，但应当认识到，可以包括多于一个制动构件。例如，第二制动构件可以被定位在相对于制动构件34的一侧的导轨32的相对侧上，使得制动构件联合工作以实现起升的结构的制动。

制动系统30也包括制动构件致动机构50。制动构件致动机构50可选择性地操作用于致动制动构件34从非制动位置到制动位置的移动。更具体地讲，制动构件致动机构50施加较小的力以引发制动构件34的移动，但也充分地控制由导轨32和制动构件34之间的摩擦接合产生的制动和/或保持力。为了有利于利用制动构件致动机构50的这种控制，机构50与制动构件34保持接触(例如，联接)，甚至在制动构件34的致动之后(即，当制动构件处于制动位置时)。

在图示实施方案中，制动构件致动机构50包括机电致动器52，该致动器可操作地联接到电梯轿厢12的框架38。连结装置54可操作地联接到机电致动器52并且朝着制动构件34延伸且与其接触。在由机电致动器52引发之后，连结装置54在制动构件34上施加力。连结装置54在任何时候都保持联接到制动构件54并且被构造成通过在制动构件34上施加力而将制动构件34从摩擦接触释放，该力向下拉动制动构件以允许从制动位置简单而快速地转变到非制动位置。该过程减少或消除对机械提升电梯轿厢12以释放制动构件34的需求。在一些实施方案中包括在一端可操作地联接到制动构件34且在另一端可操作地联接到框架38的弹簧56，以促进该努力。

在操作中，电子传感器和/或控制系统(未示出)被构造成监测起升的结构的各种参数和状况并且比较监测的参数和状况与至少一个预定状况。在一个实施方案中，该预定状况包括起升的结构的速度和/或加速度。在监测的状况(例如，超速、加速过度等)超出预定状况的情况中，制动构件致动机构50被致动以引发制动器致动器34的移动至与导轨32接合。用来检测监测的状况的装置可以变化。例如，该装置可以是光学传感器或加速计。

现在参看图4，制动构件致动机构的另一个实施方案被示出并且大体上用数字60表示。制动构件致动机构60包括靠近导轨32设置的螺线管62。在一些实施方案中，螺线管62设置成与导轨32滑动接触。为了保持螺线管62和导轨32之间的接触，偏置弹簧68在一端操作性地联接到螺线管62并且在另一端操作性地联接到电梯轿厢12的框架38。

螺线管62利用诸如设置成压缩或张紧的联接弹簧70的连结构件64可操作地联接到制动构件34。随着螺线管62沿着导轨32滑动，阻力生成并提供致动力，该致动力由提供至螺线管62的电流控制。在达到预定力之后，实现制动构件34的致动，并且实现向制动位置的移动。提供至螺线管62的电流控制电梯轿厢12的减速度和保持力。

除了上述实施方案之外，制动可以利用例如气动装置、液压装置和烟火装置来致动。

本文所述实施方案有利地提供了制动系统30，其致动制动构件34，而且控制所施加的制动力。通过完全控制制动力，安全和保持制动器的整合减小成本和重量并且增加了整个系统的简洁性。

虽然已经结合仅有限数量的实施方案详细描述了本公开，但应该容易理解，本公开不限于这样公开的实施方案。相反，本公开可以修改以包含任何数量此前没有描述的变型、改动、替换或等同布置，但这些布置与本公开的精神和范围相称。另外，虽然已经描述了本公开的各种实施方案，但应当理解，本公开的方面可仅包括所描述的实施方案中的一些。因此，本公开不应被视为受前述描述的限制，而是仅受所附权利要求的范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于沿着导轨引导的起升的结构的制动系统，所述制动系统包括：

制动构件，所述制动构件用于联接到所述起升的结构并且具有被构造成摩擦接合所述导轨的制动表面，所述制动构件能够在制动位置和非制动位置之间移动；以及

制动构件致动机构，所述制动构件致动机构可操作地联接到所述制动构件并且被构造成将所述制动构件从所述非制动位置致动到所述制动位置，所述制动构件致动机构保持联接到在所述制动位置的所述制动构件以控制由所述导轨和所述制动构件之间的所述摩擦接合施加在所述起升的结构上的制动力。

2.根据权利要求1所述的制动系统，其中所述制动构件致动机构包括利用偏置构件可操作地联接到所述制动构件的螺线管。

3.根据权利要求2所述的制动系统，其中所述制动构件致动机构利用联接弹簧可操作地联接到所述制动构件。

4.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统，其中所述制动构件致动机构设置成与所述导轨滑动接触。

5.根据权利要求4所述的制动系统，其中所述制动构件致动机构利用偏置弹簧偏置成与所述导轨接触。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的制动系统，其中提供至所述螺线管的电流基于施加的所述制动力的控制而控制所述起升的结构的减速。

7.根据权利要求1所述的制动系统，其中所述制动构件致动机构包括利用释放连结装置可操作地联接到所述制动构件的机电致动器。

8.根据权利要求7所述的制动系统，其还包括联接弹簧，所述联接弹簧设置在所述制动构件与靠近所述机电致动器设置的框架结构之间。

9.根据权利要求7或8所述的制动系统，其中所述机电致动器与速度监测装置操作性地通信，所述被构造成检测所述起升的结构的超速状况。

10.根据权利要求9所述的制动系统，其中所述速度监测装置包括光学传感器和加速计中的至少一者，其中所述制动构件致动机构在检测到所述超速状况时致动所述制动构件。

11.根据权利要求7-10中任一项所述的制动系统，其还包括围绕所述释放连结装置的至少一部分的偏置弹簧。

12.根据前述权利要求中任一项所述的制动系统，其中所述制动构件包括设置在所述导轨和固定的楔形构件之间的可移动的楔形构件，其中所述可移动的楔形构件和所述固定的楔形构件各自包括成角度的表面，所述成角度的表面设置成紧靠彼此且定向成互补的角度。

13.根据权利要求12所述的制动系统，其中所述可移动的楔形构件的所述成角度的表面包括20度。

14.根据权利要求12所述的制动系统，其还包括设置在所述可移动的楔形构件和所述固定的楔形构件之间的多个楔形滚子。

15.一种控制用于沿着导轨引导的起升的结构的制动的方法，所述方法包括：

检测所述起升的结构的超速状况；

致动制动楔以使所述导轨与制动构件致动机构接合；以及

通过保持所述制动楔和所述制动构件致动机构之间的联接而主动地控制由所述制动楔和所述导轨的摩擦接合生成的制动力。