CN110267895B - 电梯装置 - Google Patents

Abstract

一种电梯装置，具备：主绳索，其支承轿厢和对重；曳引机，其绕挂并驱动该主绳索；曳引机控制装置，其控制该曳引机；轿厢制动控制装置，其控制轿厢制动装置，所述轿厢制动装置使轿厢导轨承受载荷而控制所述轿厢的升降；以及振动检测装置，其检测轿厢的振动，轿厢制动控制装置在曳引机控制装置对曳引机进行驱动控制的行驶状态下，根据振动检测装置的输出信号检测出轿厢的振动时，使轿厢制动装置产生制动力直到该振动收敛在设定值内。

Description

电梯装置

技术领域

本发明涉及在轿厢具备制动装置的电梯装置。

背景技术

已知如下情况：由于牵引式电梯装置利用主绳索来支承并驱动轿厢，因此，由于主绳索的伸缩使得轿厢摆动、或者主绳索本身挠曲而产生横向摆动。特别是，在设置于高层建筑等中的升降行程较长的牵引式电梯装置中，由于主绳索变长而容易产生伸缩或挠曲，容易引起上述摆动。

在现有技术中，在轿厢或对重具备制动装置，特别是在紧急停止时，通过曳引机的制动器或缓冲器的动作，防止了由于轿厢或对重弹起而使主绳索挠曲的情况。根据该结构，避免了主绳索挠曲而与井道内的设备碰撞、或者在主绳索挠曲之后主绳索再次拉伸时产生较大的冲击力的情况(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2012-515126号公报(第0021段)

发明内容

发明要解决的课题

在这样的电梯装置中，在紧急停止时以外的状态下，无法消除主绳索的伸缩引起的摆动。其结果是，存在如下的问题点：行驶中的轿厢的摆动变大而导致乘坐感受变差、或者在建筑物因地震或强风而横向摆动时主绳索发生共振而振动从而与井道内设备碰撞。

此外，在设置于高层建筑等的升降行程较长的电梯装置中，除了主绳索容易摆动之外，由于在轿厢与曳引机之间配置有较长的主绳索，因此还存在难以仅对曳引机进行驱动控制来抑制轿厢的摆动的问题点。

本发明是为了解决所述那样的问题点而完成的，其目的在于提供与主绳索的状态无关地消除轿厢的摆动的电梯装置。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明的电梯装置具备：轿厢；对重；主绳索，其支承所述轿厢和所述对重；曳引机，其绕挂并驱动所述主绳索；轿厢导轨，其引导所述轿厢；轿厢制动装置，其使所述轿厢导轨承受载荷而控制所述轿厢的升降；曳引机控制装置，其控制所述曳引机；轿厢制动控制装置，其控制所述轿厢制动装置；以及振动检测装置，其检测所述轿厢的振动，在所述曳引机控制装置对所述曳引机进行驱动控制的行驶状态下，所述轿厢制动控制装置在根据所述振动检测装置的输出信号检测出所述轿厢的振动时，使所述轿厢制动装置产生制动力直到所述振动收敛在设定值内。

发明效果

在本发明的电梯装置中，构成为，在行驶状态下，当根据振动检测装置的输出信号检测出轿厢的振动时，使轿厢制动装置产生制动力直到该振动收敛在设定值内，因此，能够获得降低主绳索的伸缩引起的轿厢的摆动从而能够改善乘坐感受的效果。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的电梯装置的概要结构的框图。

图2是示出本发明的实施方式1的电梯装置的处理的流程图。

图3A是示出本发明的实施方式1的电梯装置的主绳索张力的时间变化的曲线图。

图3B是示出本发明的实施方式1的电梯装置的制动力的时间变化的曲线图。

图4是示出本发明的实施方式2的电梯装置的概要结构的框图。

图5是示出本发明的实施方式3的电梯装置的概要结构的框图。

图6是示出本发明的实施方式3的电梯装置的处理动作的流程图。

具体实施方式

下面，参照上述附图对本发明的电梯装置的各种实施方式详细地进行说明。

实施方式1.

图1是本发明的实施方式1的电梯装置的整体结构图。本实施方式中所示的电梯装置为牵引式，将轿厢1和对重2悬吊并支承于主绳索5的两端，主绳索5绕挂在绳轮4上而被驱动。电梯装置利用曳引机3使绳轮4旋转，从而利用作用于绳轮4与主绳索5之间的摩擦力将主绳索5送出而运行。此外，构成为，轿厢1被轿厢导轨6引导而上下升降，对重2被对重导轨7引导而上下升降。

轿厢1具备轿厢制动装置8，该轿厢制动装置8使轿厢导轨6承受载荷而对轿厢1进行制动。该轿厢制动装置8以使得在使用者乘降时不会由于主绳索5伸缩而使轿厢1上下地位置偏移的方式保持轿厢导轨6，或者在设备故障等紧急情况时动作而使轿厢1减速停止。此外，在轿厢1行驶的期间中也可以使用轿厢制动装置8。这里，轿厢1行驶的期间包括轿厢1加速的期间、恒速行驶的期间以及减速的期间。

此外，电梯装置具备用于对自身进行运行控制的电梯控制装置9，该电梯控制装置9具备：曳引机控制装置9a，其至少对曳引机3进行驱动控制；和轿厢制动控制装置9b，其控制轿厢制动装置。此外，本电梯装置具备张力检测装置10。该张力检测装置10是检测主绳索5的张力的装置，具体而言，是根据载荷检测主绳索5的断裂的断裂检测装置、或者根据载荷变化来检测轿厢内的重量的称量装置等。

根据这样的结构，在曳引机控制装置9a对曳引机3进行驱动控制的状态下，轿厢制动控制装置9b根据张力检测装置10的输出信号使轿厢制动装置8产生制动力。因此，在行驶中，张力检测装置10通过检测与轿厢摆动有关的振动而使轿厢制动装置8产生制动力，由此能够抑制由于主绳索5的伸缩而产生的轿厢1的摆动。即，张力检测装置10作为检测与轿厢摆动相关的振动的振动检测装置发挥功能。

图2是示出本发明的实施方式1的电梯装置通过在行驶中使轿厢制动装置8产生制动力而抑制所产生的主绳索5的伸缩所引起的轿厢1的摆动时的处理流程的图。电梯服务中的电梯装置的状态能够大致分为正在行驶的状态(图2中的行驶模式的情况)和停靠的状态(图2中的停靠模式的情况)。各个状态之间通过开始行驶和开始停层而发生转变。

在图2中的停靠模式下，判定使用者的乘降完成并关门(门被关闭)(步骤1b)。如果确认到关门，则保存该时刻的主绳索5的张力(以下称为主绳索张力。)的值(步骤2b)。

另一方面，在图2中的行驶模式下，当开始行驶时，基于张力检测装置10的信号，根据主绳索张力的振动变化来判定轿厢1有无振动(步骤1a)。接下来，当根据张力检测装置10的输出信号检测出轿厢1的振动时，在曳引机控制装置9a对曳引机3进行驱动控制的行驶状态下，使轿厢制动装置8动作以抑制该振动(步骤2a)。即，使轿厢制动装置8动作，借助于主绳索张力的大小使主绳索5的共振频率变化，由此使得已经被激励的振动的频率偏离共振频率，由此能够抑制并消除共振。

然后，判定主绳索张力的振动是否收敛在设定值内(步骤3a)。在主绳索张力的振动已收敛在设定值内的情况下，释放轿厢制动装置8，再次转移至步骤1a的主绳索张力振动发生的确认(步骤1a)。轿厢制动装置8的制动力的大小可以是固定的，也可以如后述那样周期性地变化。此外，在使轿厢1加速的期间、或使轿厢1以恒定速度行驶的期间，通常不使轿厢制动装置8进行制动，但是，特殊地在该期间中检测出轿厢1的振动的情况下，通过使轿厢制动装置8产生制动力，能够获得以往没有的抑制振动的效果。这是因为，能够从主绳索5的两侧直接控制主绳索5的张力。

图3A和图3B是示出本发明的实施方式1的电梯装置通过在行驶中使轿厢制动装置8产生制动力而高效地抑制由于主绳索5的伸缩所产生的轿厢1的摆动时的主绳索张力以及制动力的时间变化的图。

这里，图3B中的制动力在轿厢1下降的状态下作用于轿厢1的上升方向，在轿厢1上升的状态下作用于轿厢1的下降方向。图3B的制动力和图3A的主绳索张力分别以针对轿厢向上方向作用的力作为正方向进行例示。在图3A的主绳索张力的时间变化的曲线图下部示出对应的模式和处理步骤。以下对各步骤中的具体的判定内容进行说明。

在图2的停靠模式下，在使用者关门后，原则上成为图3A的主绳索张力稳定在固定值的状态。将该状态下的主绳索张力(以下设为T)作为主绳索张力值进行保存(步骤2b)。然后，当开始行驶时，在进入图2的行驶模式后，在本例中，假定主绳索张力振动变大的情况。主绳索张力振动是由于使用者在轿厢1内无用地上下摆动轿厢1、导轨6的变形引起的干扰、或者系统的共振等而产生的。

在进入图2的行驶模式后，首先，判定是否检测出主绳索张力振动，即，判定是否发生了设定值以上的主绳索张力振动(步骤1a)。具体而言，根据自所保存的主绳索张力值T(步骤2b)是否产生了作为不允许的张力振幅而被预先确定的Δt1以上的大小的张力，能够判定有无发生主绳索张力振动。

当判定为发生了主绳索张力振动时，使轿厢制动装置8动作(步骤2a)，进而判定主绳索张力的振动是否已收敛在设定值内，即，判定是否没有发生设定值以上的主绳索张力振动(步骤3a)。

具体而言，根据所保存的主绳索张力值T(步骤2b)来判断作为允许的范围的张力振幅而预先确定的Δt2以上的大小的张力是否产生了规定的时间，在判定结果为“是”的情况下，判定为主绳索张力振动已收敛，而释放轿厢制动装置8(步骤4a)。这里，规定时间可以任意地确定，但是例如可以考虑以主绳索张力振动的1个周期w为基准。该1个周期w可以是如图3A所示检测出的主绳索张力与张力值T交叉的时刻的时间间隔。

另一方面，为了高效地抑制主绳索张力振动，优选在抑制主绳索振动的伸缩的方向上使轿厢制动装置8产生制动力。因此，优选的是，在张力下降的时刻使制动力作用于轿厢1下降的方向，或者在张力增大的时刻使制动力作用于轿厢1上升的方向。此外，当在这样的时刻使轿厢制动装置8动作的情况下，以与主绳索张力振动相同的周期在主绳索张力减弱的时刻向轿厢1的上方向施加制动力。即，如图3A所示，通过在与主绳索张力的振动周期相同且相位相反的时刻施加制动力，能够消除主绳索5的张力变动周期，由此能够抑制振动。

此外，如图3B所示，制动力的大小可以任意地确定，但是，通过设为与检测出的主绳索张力相同的大小，能够高效地抑制主绳索张力振动。在轿厢制动装置8不具备在检测主绳索张力的同时产生与检测出的主绳索张力相同的制动力的控制响应性的情况下，即使是检测半周期前的绳索张力的最大振幅而产生相同大小的制动力的方法，也能够高效地抑制振动。

此外，如图3B所示，通过根据在时间点p1～p3检测出的主绳索张力振动的大小来改变制动力的振幅水平，能够降低使轿厢制动装置8产生必要程度以上的较大的制动力而产生不希望的摆动的可能性。

在本实施方式的电梯装置中，利用配置在轿厢1的外侧上部的张力检测装置10来检测主绳索5的主绳索张力振动，但是，只要能够确认该主绳索张力，则也可以使用配置在其它位置部分的张力检测装置。

如上所述，在本发明的实施方式1的电梯装置中，利用轿厢制动控制装置来控制行驶中的轿厢的摆动，由此能够获得可降低主绳索的伸缩所引起的轿厢摆动从而改善乘坐感受的效果。特别是，有时由于使轿厢加速或减速的区间与维持匀速运行的区间之间的切换的加速度而使得轿厢的摆动变大，但是能够进行控制以直接且灵敏度良好地检测并抑制该摆动。

此外，以往，在加速或匀速地进行驱动控制时，由于在轿厢侧不产生制动器制动力，因此难以从曳引机侧抑制主绳索的伸缩所引起的摆动。根据本实施方式，由于能够在主绳索的两端直接控制张力，因此能够容易地抑制摆动。

实施方式2.

图4是本发明的实施方式2的电梯装置的整体结构图。该电梯装置具备载荷检测装置11来代替图1的结构中的张力检测装置，所述载荷检测装置11在轿厢1内的地面位置检测轿厢1内的承载重量负载。

在该实施方式中，无法直接检测主绳索张力的振动。然而，在主绳索5的张力变动产生而使得轿厢1摆动的状态下，由于从轿厢1内的载荷检测装置11输出的载荷值也振动，因此，通过使轿厢制动装置8产生与该载荷值对应的制动力，能够抑制摆动。

特别是，对于使用者从内部摆动轿厢1而产生的主绳索张力变动，能够在轿厢1的位置直接检测来自轿厢1内的外力，从而能够利用轿厢制动装置8在消除外力的方向上对轿厢1进行直接减振。因此，能够高效且高精度地降低轿厢1的摆动。

另外，在本实施方式中，载荷检测装置11作为检测轿厢1的振动的振动检测装置发挥功能。此外，为了抑制检测出的振动而进行的轿厢制动装置8的控制可以使用与实施方式1相同的方法。

如上所述，在本发明的实施方式2的电梯装置中，轿厢制动控制装置控制轿厢制动装置，使其产生制动力，以高效地抵消行驶中的轿厢的摆动、特别是来自轿厢内的外力，由此能够获得可降低主绳索的伸缩所引起的轿厢的摆动从而改善乘坐感受的效果。

实施方式3.

图5是本发明的实施方式3的电梯装置的整体结构图。将该实施方式与示出上述的实施方式1的图1进行比较，具备摆动检测装置12来代替张力检测装置10，所述摆动检测装置12检测收纳本电梯装置的建筑物20的摆动。一般的电梯装置具备地震探测器作为相当于摆动检测装置的装置，由此，电梯控制装置能够检测出建筑物20的摆动的大小。另外，摆动检测装置12是检测轿厢1的振动的振动检测装置的一种。

电梯控制装置9在检测出设定值以上的建筑物的摆动的情况下，也有可能会在建筑物因地震或强风而横向摆动时，主绳索5由于共振而振动而与井道内的设备碰撞由此造成损伤。因此，通常会暂时停止服务，在点检后再次开始服务。

另一方面，本发明的电梯装置具备轿厢制动控制装置9b，能够在曳引机控制装置9a对曳引机3进行驱动控制的行驶状态下，使轿厢制动装置8产生制动力，特别是能够与地震或强风引起的建筑物的摆动对应地对曳引机3进行驱动控制。因此，通过对曳引机3进行驱动控制以抑制由于地震或强风引起主绳索5振动，从而抑制主绳索5的摆动，能够避免主绳索5由于共振而振动而与井道内设备碰撞。

图6是示出本发明的实施方式3的电梯装置通过与建筑物20的摆动对应地对曳引机3进行驱动控制来抑制主绳索5的摆动时的处理流程的图。关于这里的状态，能够将情况大致分类为服务中的状态(图6中的服务模式的情况)和中止中的状态(图6中的中止模式的情况)。各个状态之间通过开始服务和中止服务而发生转变。

在图6中的中止模式下，特别是电梯装置不驱动，因此不进行任何动作。当开始服务而进入图6中的服务模式时，电梯控制装置9根据摆动检测装置12的输出信号来判定建筑物20的摆动是否超过了设定值(步骤1c)。当判定为建筑物20的摆动在设定值以上时(“是”)，判定是否处于行驶中(步骤2c)。其结果是，如果处于行驶中，则使轿厢1停靠在最近楼层(步骤3c)。然后，在轿厢1停靠的状态下，使轿厢制动装置8动作，将轿厢1保持在停靠位置(步骤4c)。然后，在轿厢1被保持的状态下，开始曳引机3的驱动控制，对主绳索5的摆动进行减振(步骤5c)。然后，确认建筑物20的摆动已成为设定值内的情况，并结束驱动控制(步骤6c、7c)。

接下来，对本实施方式中的、对轿厢1的摆动、即主绳索5的摆动进行减振的具体控制方法进行说明。主绳索5的横向摆动变大是由于建筑物20的摆动与主绳索5的横向摆动的固有振动频率一致，通过以使得固有振动频率不一致的方式来进行控制，能够抑制轿厢1的振动。能够通过简单的弦振动来掌握现象，利用下式计算出主绳索5的横向摆动的固有振动频率。

[式1]

其中，v是主绳索5的横向摆动的固有振动频率，l是进行振动的主绳索5的长度，ρ是主绳索5的线密度，T是施加在主绳索5上的张力。

由此可知，通过控制张力，能够自由地变更固有振动频率。因此，如图6中的服务模式所示，如果在由轿厢制动装置8将轿厢1保持为停止的状态下对曳引机3进行驱动控制，则能够控制从轿厢1到绳轮4的主绳索5的张力。于是，通过使主绳索张力T变化以使得检测出的建筑物20的摆动离开主绳索5的固有振动频率，则能够避免由于建筑物20的摆动而激励起主绳索5的固有振动。

此外，在本实施方式中，使检测建筑物20的摆动与检测轿厢1的振动对应，但是，在图1的实施方式1中，利用张力检测装置10检测主绳索5的张力，在根据该主绳索张力的变化检测出建筑物20的摆动的振动频率之后，通过对曳引机3进行驱动控制来改变主绳索5的张力，使主绳索5的固有振动频率离开检测出的建筑物20的摆动的振动频率，也能够获得相同的效果。

这时，关注主绳索5的横向摆动引起的振动频率被检测为主绳索5的纵向摆动引起的振动频率的1/2的情况，需要控制主绳索5的张力。即，作为建筑物20以检测出的主绳索5的振动频率的1/2的周期横向摆动的情况，需要通过调整主绳索张力来控制横向摆动的固有振动频率。

如上所述，在本发明的实施方式3的电梯装置中，通过控制主绳索的固有振动频率，即使在建筑物由于地震或强风等而摆动的情况下，也能够获得抑制主绳索共振、防止主绳索与井道内设备碰撞而造成损伤的效果。

标号说明

1：轿厢；2：对重；3：曳引机；4：绳轮；5：主绳索；6：轿厢导轨；7：对重导轨；8：轿厢制动装置；9：电梯控制装置；9a：曳引机控制装置；9b：轿厢制动控制装置；10：张力检测装置；11：载荷检测装置；12：摆动检测装置；20：建筑物。

Claims (9)

1.一种电梯装置，其中，该电梯装置具备：

轿厢；

对重；

主绳索，其支承所述轿厢和所述对重；

曳引机，其绕挂并驱动所述主绳索；

轿厢导轨，其引导所述轿厢；

轿厢制动装置，其使所述轿厢导轨承受载荷而对所述轿厢进行制动；

曳引机控制装置，其控制所述曳引机；

轿厢制动控制装置，其控制所述轿厢制动装置；以及

振动检测装置，其检测所述轿厢的振动、收纳电梯装置的建筑物的振动或者主绳索张力振动，该主绳索张力振动是所述主绳索的张力的振动，

所述轿厢制动控制装置在检测出所述主绳索张力振动时，使所述轿厢制动装置产生制动力，

所述曳引机控制装置对所述曳引机进行驱动控制，并且在所述轿厢制动控制装置使所述轿厢制动装置产生了制动力的状态下，继续所述曳引机的驱动控制，

所述轿厢制动控制装置根据由所述振动检测装置检测出的振动的信号来变更所述轿厢制动装置产生的制动力，

所述轿厢制动控制装置在所述主绳索的张力降低的时刻使制动力作用在轿厢下降的方向、或者在所述主绳索的张力增大的时刻使制动力作用在轿厢上升的方向。

2.根据权利要求1所述的电梯装置，其中，

所述振动检测装置是检测作用在所述轿厢内的地面与所述轿厢制动装置之间的载荷作为所述轿厢的振动的载荷检测装置。

3.根据权利要求1所述的电梯装置，其中，

所述振动检测装置是检测所述建筑物的横向摆动的摆动检测装置。

4.根据权利要求3所述的电梯装置，其中，

所述振动检测装置是根据所述主绳索的张力变动来检测所述建筑物的横向摆动的装置。

5.根据权利要求3所述的电梯装置，其中，

当所述建筑物的横向摆动的大小在设定值以上时，所述轿厢制动控制装置使所述轿厢制动装置产生制动力。

6.根据权利要求4所述的电梯装置，其中，

当所述建筑物的横向摆动的大小在设定值以上时，所述轿厢制动控制装置使所述轿厢制动装置产生制动力。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的电梯装置，其中，

所述曳引机控制装置对所述曳引机进行驱动控制的状态是加速驱动控制状态或匀速驱动控制状态。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的电梯装置，其中，

在根据所述振动检测装置的输出信号检测出所述轿厢的振动时，使所述轿厢制动装置产生制动力直到所述振动收敛在设定值内。

9.根据权利要求7所述的电梯装置，其中，

在根据所述振动检测装置的输出信号检测出所述轿厢的振动时，使所述轿厢制动装置产生制动力直到所述振动收敛在设定值内。

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