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WO2014100914A1 - 升降系统 - Google Patents

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Publication number
WO2014100914A1
WO2014100914A1 PCT/CN2012/001726 CN2012001726W WO2014100914A1 WO 2014100914 A1 WO2014100914 A1 WO 2014100914A1 CN 2012001726 W CN2012001726 W CN 2012001726W WO 2014100914 A1 WO2014100914 A1 WO 2014100914A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
weight
shifting mechanism
lifting device
lifting
compartment
Prior art date
Application number
PCT/CN2012/001726
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
吴祥祺
Original Assignee
远东科技大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 远东科技大学 filed Critical 远东科技大学
Priority to PCT/CN2012/001726 priority Critical patent/WO2014100914A1/zh
Publication of WO2014100914A1 publication Critical patent/WO2014100914A1/zh

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B11/00—Main component parts of lifts in, or associated with, buildings or other structures
    • B66B11/04—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals
    • B66B11/043—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals actuated by rotating motor; Details, e.g. ventilation
    • B66B11/0484—Driving gear ; Details thereof, e.g. seals actuated by rotating motor; Details, e.g. ventilation with a clutch or a coupling system between several motors, e.g. switching different speeds, progressive starting, torque limitation, flywheel

Definitions

  • the present invention relates to a lifting system, and more particularly to a lifting system that utilizes a shifting mechanism in combination with a weight member.
  • the mechanical energy of a conventional lifting system during exercise is kinetic energy and potential energy.
  • the conventional lifting system is raised and lowered by using the load compartment and the weight member, so the mechanical energy of the conventional lifting system during operation is as follows: Or
  • the kinetic energy portion is (m c + mi + m w ) V c 2 .
  • the potential energy balance is zero.
  • the potential energy Onc + nM-mw ⁇ ghc positive
  • the traditional lifting system needs to provide a large amount of potential energy to move the load compartment.
  • the potential energy (mc + i ⁇ - mw) ⁇ is negative, the conventional lifting system will release a large amount of potential energy during the movement, but these potential energy cannot be effectively recovered, resulting in waste of mechanical energy loss.
  • a primary object of the present invention is to provide a lifting system for efficiently converting potential energy and utilizing a combination of a shifting mechanism and a weight member to minimize waste loss of mechanical energy during elevator lifting.
  • a further object of the present invention is to provide a lifting system, which mainly utilizes a weight adjustment device for detecting the height of the weight member, and sends a signal to the height of the weight member when the height exceeds a predetermined height range.
  • the shifting mechanism enables the shifting mechanism to perform gear shifting and adjust the height of the weighting member during the lifting and lowering of the weighting member to complete the operation of the entire lifting system, thereby eliminating the need for the weighting member when the load compartment is fully loaded The time it takes to adjust the height.
  • the present invention provides a lifting system comprising: a car lifting device; a weight lifting device corresponding to the car lifting device; a shifting mechanism for changing the car lifting device and the matching a relative rotational speed between the weight lifting device, wherein two ends of the shifting mechanism are respectively connected to the car lifting device and the weight lifting device; a driving motor is coupled to the shifting mechanism, and the driving motor operates to cause the shifting mechanism Actuating; a load carrying compartment for loading a weight, the load carrying compartment being suspended below the compartment lifting device through an end of a first cable, wherein the driving motor performs operation to activate the shifting mechanism to cause the compartment
  • the lifting device lifts the load carrying vehicle through the first cable; a weight member is suspended from the lifting device below the lifting device by a second cable, wherein the driving motor performs operation to make the shifting mechanism Actuating such that the weight lifting device lifts the weight member through the second cable; and a weight member stroke adjusting device for detecting the weight The height of the weight, and when the height of the weight exceeds the pre
  • the compartment lifting device comprises a first reel, the first cable is fixed and wound around the first reel.
  • the weight lifting device comprises a second reel, and the second cable is fixed and wound around the second reel.
  • the lifting system further includes: a weight sensing unit coupled to the load compartment to measure data of the load weight; and a control unit coupled to the weight sensing unit and the shifting mechanism, the control unit receiving The data from the load weight measured by the weight sensing unit controls the shifting mechanism to change the relative rotational speed between the car lift device and the counterweight lifting device.
  • the shifting mechanism is a stepless shifting mechanism or a gearbox.
  • the shifting mechanism further includes a clutch and a speed reducing mechanism, wherein one end of the clutch is coupled to one end of the speed reducing mechanism.
  • the lifting system of the present invention adjusts the rotational speed of the shifting mechanism, so that the moving potential of the weight member can be adjusted, and the loss of mechanical energy is greatly reduced.
  • Figure 1 is a schematic view showing the structure of a lifting system of the present invention in a preferred embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic structural view of a lifting system 1 of the present invention in a preferred embodiment. As shown in Fig.
  • the lifting system 1 of the present invention mainly comprises a compartment lifting device 11; a weight lifting device 12 is disposed corresponding to the compartment lifting device 11; and a shifting mechanism 13 for changing the compartment lifting device 11
  • the motor 19b includes a long shaft (not shown) connected to the shifting mechanism 13, the driving motor is operated at 1% to activate the shifting mechanism 13, and a load carrying compartment 14 is used to load a weight.
  • the truck 14 is suspended below the compartment lifting device 11 through one end of a first cable 111, and the driving motor performs 1% operation to activate the shifting mechanism 13 to make the compartment lifting device 11 transparent.
  • the first cable 111 lifts and lifts the load compartment 14;
  • a weight member 16 is suspended from the lower end of the weight lifting device 12 through one end of a second cable 121, and the driving motor performs 1% operation.
  • the shifting mechanism 13 is actuated to The weight lifting device 12 lifts and lifts the weight member 16 through the second cable 121; and a weight member stroke adjusting device 19c for detecting the height of the weight member 16 and the weight member
  • a signal is sent to the shifting mechanism 13, the shifting mechanism 13 is shifted, and the height of the weight member 16 is adjusted during the lifting and lowering of the weight member 16.
  • the load compartment 14 is actuated to the end of the high floor, the height of the weight member 16 is too low to match the load compartment 14 and then fully loaded up to the upper floor, the weight member 16 is required.
  • the weight member stroke adjusting device 19c sends a signal to the shifting mechanism 13 to adjust the height of the weight member 16, and the weight member 16 is uniformly pulled to an appropriate height. Similarly, when the weight member 16 is over the height When it is high, the weight member stroke adjusting device 19c also sends a signal to the shifting mechanism 13 to adjust the weight member 16, so that when the truck 14 is fully loaded, in order to wait for the weight of the weight member 16 to be adjusted, time needed. As shown in FIG.
  • the compartment lifting device 11 includes a first reel 112, and the first cable 111 is fixed and suspended in a recess of the first reel 112 when the driving motor 1% drives the shifting mechanism 13 to act, which can The first cable 111 is wound in the recess of the first reel 112 to allow the load compartment 14 to ascend and descend.
  • the weight lifting device 12 includes a second reel 122, and the second cable 121 is fixed and suspended in the recess of the second reel 122.
  • the drive motor 19b drives the shifting mechanism 13 to actuate, and the second cable 121 can be wound in the recess of the second reel 122 to raise and lower the weight member 16.
  • the shifting mechanism 13 may optionally include a speed reducing mechanism 132 and a clutch 131, wherein the speed reducing mechanism 132 reduces the rotational speed of the driving motor 19b to a required rotational speed, and the shifting mechanism 13 utilizes the clutch 131 Perform gear shifting. Further, one end of the clutch 131 is coupled to one end of the speed reduction mechanism 132, and the speed change mechanism 13 may be a stepless shifting mechanism or a gear transmission. As shown in FIG.
  • the lifting system 1 further includes a weight sensing unit 19 connected to the load compartment 14 for measuring data of a load weight of a person or an item; and a control unit 19a connected to the The weight sensing unit 19 and the shifting mechanism 13 receive the data from the weight of the person or article measured by the weight sensing unit 19, thereby controlling the shifting mechanism 13 to change the compartment lifting device 11 and the counterweight
  • the load compartment 14 and the weight member 16 each have a steel cable and the steel cable is rolled up by the respective reels, and the load compartment 14 and the weight member 16 are The respective reels are coupled to the shifting mechanism 13 via a gear (not shown).
  • the weight sensing unit 19 measures the magnitude of m c +
  • the control unit 19a calculates the rotational speed ratio of each of the load compartment 14 and the weight of the weight 16 , thereby controlling the shifting mechanism 13 and powering the shifting mechanism. 13, after the output, the load compartment 14 and the reel of the weight member 16 can have different rotational speeds, and the load compartment 14 and the weight member 16 can be moved at different distances during the same time, and the load is carried.
  • the ratio of the speed generated by the load compartment 14 and the respective weights 16 of the weight member 16 can make the load compartment
  • Total energy supply 366000.0 Please refer to Table 1. There are ten columns of data, see the second column with various values.
  • the carriage and load movement mode is downward movement; the carriage and load mass is 600.0 kg; the carriage and load movement speed is -l.O m/s (m/s), negative values indicate downward movement; carriage and load are moved downward
  • the weight sensing unit 19 measures the cabin and the weight of the load of 600.0 kg, and controls the shifting mechanism 13 via the control unit 19a to change the speed ratio between the compartment lifting device 11 and the weight lifting device 12 to be 1: 0.429.
  • the weight of the counterweight is 1400.0 kg; the moving speed of the counterweight is 0.429 tn/s, and the positive value means moving upwards, wherein the moving speed of the counterweight is calculated: the moving speed of the car and the load * the speed ratio - Movement speed of counterweight:
  • the total energy required to operate is: (the kinetic energy of the moving car and the load is 300.0 joules) + (the kinetic energy of the counterweight moving is 128.8 joules) + (the potential energy of the moving car and the load - 180,000 joules) + (the potential energy of the weight moving parts is 180,000 joules), so the motor energy supply (Joule) is 428.8 joules.
  • the lifting system in the first to the tenth columns, the lifting system is combined with the car and the load with different masses.
  • the motor energy supply is summed to a total energy supply of 8,856.0 joules.
  • the lifting system in the first to the tenth column, the lifting system is combined with the car and the load with different masses, the upper and lower displacements generate mechanical energy and the motor energy supply is increased, wherein the lifting system of the three-stage shifting mechanism is shown in Table 2.
  • a total of 127,085.2 joules is required, and a total of 78,355.6 joules are required for the four-speed shifting mechanism of the lifting system shown in Table 3.
  • the general version shown in Table 4 requires a total of 366,000 joules.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

公开了一种升降系统，包括一车厢升降装置（11），一配重升降装置（12），一变速机构（13），用于改变车厢升降装置（11）与该配重升降装置（12）间的相对转速，变速机构（13）的两端分别与车厢升降装置（11）及配重升降装置（12）连接，通过变速机构（13）的转速调节，使得配重件（16）的移动势能得以调节，大大减少机械能的损失。升降系统还包括驱动马达（19b）、载重车厢（14）、配重件（16）及配重件行程调整装置（19c），当配重件行程调节装置（19c）用以侦测配重件（16）的高度超过预定高度范围时，发送信号至变速机构（13），使变速机构（13）进行档位切换并于配重件（16）升降过程中调整配重件（16）的高度，让载重车厢（14）不需要等待配重件（16）调整高度时间即可上升及下降。

Description

升降系统
技术领域 本发明涉及一种升降系统， 特别是涉及一种利用变速机构与配重件相结合的升降系统。
背景技术 传统升降系统在运动时的机械能为动能及势能， 此外， 传统升降系统升降是利用载重车 厢及配重件进行上升及下降， 因此传统升降系统在作动时的机械能为下式：
Figure imgf000002_0001
或是
U = [i(m. + n Vc 2 + + [ + m ghc + (mw)ghw] (2) 其中， W 空载重车厢质量， w/ :负载质量， 载重车厢速度， g:重力加速度， ：载重 车厢移动距离， 配重件质量， ^ :配重件速度， ：配重件移动距离。 传统升降系统作动时， 载重车厢及配重件以钢索相互联结， 因此 vw - -vc
hw - -hc 公式 (1 )可写为
U = [^(mc + ra, + n )Vc 2 + (mc + m, - n ghc] (3)
由 (2)式可知动能部分为 (mc + mi + mw)Vc 2。
另一方面势能部分为（mc + ml - n^)^^无法平衡为零， 仅可在 mc -Unj = mw的情 形下势能平衡为零。当势能 Onc + nM—mw^ghc为正值时，传统升降系统需要提供大量的势 能才能使载重车厢运动。相反的， 当势能 (mc + i^— mw)^^为负值时， 传统升降系统运动 时会释放大量的势能， 但是这些势能无法有效地回收， 造成机械能损失浪费。 此外， 当载重车厢在高楼需要上升或下降时， 若此时配重件的高度不足以提供下次载重 车厢满载时再次上升及下降， 则必须等待配重件重新调整高度时所需的时间。 因此， 如何研发出一种升降系统， 以有效地转换势能、 减少配重件的质量， 使得机械能 不再损失浪费及以有效地节省等待配重调整高度所需的时间， 将是本领域技术人员所亟待解 决的问题。 发明内容 本发明的主要目的在于提供一种升降系统， 以有效地转换势能， 并利用一变速机构与配 重件的组合， 将电梯升降时机械能的损失浪费减至最低。 本发明的再一目的在于提供一种升降系统， 主要利用配重件行程调整装置， 用以侦测该 配重件的高度， 并于该配重件的高度超过预定高度范围时， 发送信号至该变速机构， 使该变 速机构进行档位切换并于该配重件升降过程中调整该配重件的高度， 即可完成整个升降系统 运作， 可免去载重车厢满载时， 为了等待配重件调整高度时所需的时间。 为了达成上述目的， 本发明提供一种升降系统， 其包含： 一车厢升降装置； 一配重件升 降装置， 与该车厢升降装置对应设置； 一变速机构， 用以改变该车厢升降装置与该配重件升 降装置间的相对转速， 其中， 该变速机构的两端分别与该车厢升降装置及该配重件升降装置 连接； 一驱动马达， 与该变速机构连接， 该驱动马达运转使该变速机构作动； 一载重车厢， 用以负载一重量， 该载重车厢透过一第一钢索的一端悬吊于该车厢升降装置下方， 其中该驱 动马达执行运转使该变速机构作动以使该车厢升降装置透过该第一钢索升降该载重车厢； 一 配重件， 透过一第二钢索的一端悬吊于该配重件升降装置下方， 其中该驱动马达执行运转使 该变速机构作动以使该配重件升降装置透过该第二钢索升降该配重件； 及一配重件行程调整 装置， 用以侦测该配重件的高度， 并于该配重件的高度超过预定高度范围时， 发送信号至该 变速机构， 使该变速机构进行档位切换并于该配重件升降过程中调整该配重件的高度。 可选地， 该车厢升降装置包括一第一卷盘， 该第一钢索固定且卷绕于该第一卷盘。 可选地， 该配重件升降装置包括一第二卷盘， 该第二钢索固定且卷绕于该第二卷盘。 可选地， 所述升降系统还包括： 一重量感测单元， 连接于该载重车厢以测量负载重量之 数据； 及一控制单元， 连接于该重量感测单元和该变速机构， 该控制单元接收来自该重量感 测单元所测量负载重量的数据， 进而控制该变速机构改变该车厢升降装置与该配重升降装置 之间的相对转速。 可选地， 该变速机构为无段变速的变速机构或一齿轮变速箱。 可选地， 该变速机构还包括一离合器和一减速机构， 其中， 该离合器的一端与该减速机 构的一端连接。 本发明的升降系统， 通过该变速机构的转速调节， 使得该配重件的移动势能得以调节， 大大地减少机械能的损失。
附图说明 图 1为本发明的升降系统在一优选实施例中的结构示意图。 组件标号说明:
1 升降系统 11 车厢升降装置
12 配重件升降装置 13 变速机构
14 载重车厢 16 配重件
131 离合器 132 减速机构
111 第一钢索 121 第二钢索
112 122 第二卷盘
19 重量感测单元 19a 控制单元
19b 驱动马达 19c 配重件行程调整装置
具体实施方式 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式， 熟悉此技术的人士可由本说明书所揭 露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。 须知， 本说明书所附图式所绘示的结构、 比例、 大小等， 均仅用以配合说明书所揭示的 内容， 以供熟悉此技术的人士了解与阅读， 并非用以限定本发明可实施的限定条件， 故不具 技术上的实质意义， 任何结构的修饰、 比例关系的改变或大小的调整， 在不影响本发明所能 产生的功效及所能达成的目的下， 均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。 同时， 本说明书中所引用的如 "上" 、 "下" 、 "左" 、 "右" 、 "中间 "及 "一"等的用 语， 也仅为便于叙述的明了， 而非用以限定本发明可实施的范围， 其相对关系的改变或调整， 在无实质变更技术内容下， 当也视为本发明可实施的范畴。 请参阅图 1， 为本发明的升降系统 1在一优选实施例中的结构示意图。 如图 1所示， 本发 明的升降系统 1 主要包括一车厢升降装置 11 ; 一配重件升降装置 12， 与该车厢升降装置 11 对应设置； 一变速机构 13 , 用以改变该车厢升降装置 11与该配重件升降装置 12间的相对转 速， 其中， 该变速机构 13的两端分别与该车厢升降装置 11及该配重件升降装置 12经由齿轮 吃合（图中未示）； 一驱动马达 19b， 包含一长条轴心（图中未示） 与该变速机构 13连接， 该 驱动马达 1%运转使该变速机构 13作动； 一载重车厢 14， 用以负载一重量， 可承载人或物品 等， 该载重车厢 14透过一第一钢索 111 的一端悬吊于该车厢升降装置 11下方， 该驱动马达 1%执行运转使该变速机构 13作动以使该车厢升降装置 11透过该第一钢索 111升降该载重车 厢 14; 一配重件 16， 透过一第二钢索 121 的一端悬吊于该配重件升降装置 12下方， 该驱动 马达 1%执行运转使该变速机构 13作动以使该配重件升降装置 12透过该第二钢索 121升降 该配重件 16; 及一配重件行程调整装置 19c， 用以侦测该配重件 16的高度， 并于该配重件 16 的高度超过预定高度范围时， 发送信号至该变速机构 13， 使该变速机构 13进行档位切换并于 该配重件 16升降过程中调整该配重件 16的高度。 当该载重车厢 14在高楼层向下作动结束， 此时该配重件 16的高度过低， 无法配合该载 重车厢 14向下后再次满载向上到高楼层时， 该配重件 16所需运行的高度， 则该配重件行程 调整装置 19c发送信号至该变速机构 13调整该配重件 16的高度， 一律将该配重件 16拉到适 当高度， 同理当该配重件 16高度过高时， 同样仍由该配重件行程调整装置 19c发送信号至该 变速机构 13进行该配重件 16调整， 可以免去该载重车厢 14满载时， 为了等待该配重件 16 调整高度时所需要的时间。 如图 1所示， 在一实施例中， 该车厢升降装置 11包括一第一卷盘 112， 该第一钢索 111 固定且悬挂于该第一卷盘 112的凹槽内， 当该驱动马达 1%驱动该变速机构 13作动， 可将该 第一钢索 111卷绕于该第一卷盘 112的凹槽内， 而让该载重车厢 14上升及下降。 如图 1所示， 在一实施例中， 该配重件升降装置 12包括一第二卷盘 122， 该第二钢索 121 固定且悬挂于该第二卷盘 122的凹槽内， 当该驱动马达 19b驱动该变速机构 13作动， 可将该 第二钢索 121卷绕于该第二卷盘 122的凹槽内， 而让该配重件 16上升及下降。 在一实施例中， 该变速机构 13可视需要包含一减速机构 132及一离合器 131， 其中该减 速机构 132将该驱动马达 19b的降低转速到所需要的转速，且该变速机构 13利用该离合器 131 进行档位切换。 此外， 该离合器 131的一端与该减速机构 132的一端连接， 且该变速机构 13 可以是无段变速的变速机构或一齿轮变速箱。 如图 1所示， 在一实施例中， 该升降系统 1更包含一重量感测单元 19， 连接该载重车厢 14用来测量人或物品负载重量的数据； 及一控制单元 19a， 连接于该重量感测单元 19与该变 速机构 13， 该控制单元 19a接收来自该重量感测单元 19所测量人或物品负载重量的数据， 进 而控制该变速机构 13以改变该车厢升降装置 11与该配重升降装置间 12的相对转速， 其中该 重量感测单元 19、 该控制单元 19a及该变速机构 13皆以电性方式连接， 而电性连接方式可为 有线或无线方式连接。 本发明提出的升降系统的设计将会降低更多的机械能， 详细说明将如以下所述。 如图 1所示， 在一实施例中， 该载重车厢 14及该配重件 16各有一条钢索并由各别的卷 盘卷起钢索， 而该载重车厢 14及该配重件 16各别的卷盘经由齿轮吃合 （图中未示） 该变速 机构 13。 此外该重量感测单元 19测得 mc + 大小， 由该控制单元 19a算出载重车厢 14及 该配重件 16各别卷盘的转速比， 藉此控制该变速机构 13， 动力输入该变速机构 13后， 使得 输出时该载重车厢 14及该配重件 16各别的卷盘可以有不同的转速， 达成同一时间内该载重 车厢 14及该配重件 16可以移动不同的距离， 且该载重车厢 14及该配重件 16各别的卷盘并 非各自独立旋转， 是借着该变速机构 13 经由齿轮吃合 （图中未示）， 而各别卷盘因为耦合彼 此产生特定的转速比。 将 (2)式中势能部分（mc + m ghe + Cm^gh^, = 0 即 (mc + mi)ghc = -(m^gi 由 (4)式可知， 只要测得~^ ~~即可得到厂， 此时该控制单元 19a控制该变速机构 13，
(mc+mj)
使得该载重车厢 14及该配重件 16各别卷盘产生 的转速比， 就可以使得该载重车厢
14及该配重件 16得到"^—的距离比， 进而使得 (1)式中达到势能平衡, 因此 (1)式为 U = ; (mc + m^Vc2 + - (mw)V^ •(5) 请参考以下表一至表四， 其中， 表一至表三分别是该升降系统 1 在无段变速的变速机构 下、 三段变速的变速机构下及四段变速的变速机构下相关数据数据表， 表四为现有技术一般 型式下各种机械能相关数据数据表， 其中， 该变速机构 13可以选择 2速、 3速、 4速、 5速、 等甚至无段变速。 选择 2速、 3速、 4速、 5速等因为有固定的转速比， 仅能选择转速比接近 于公式 (4)的比例， 因此无法完全达到位能无损失。 选择无段变速， 则可以选择与公式 (4)相同 的转速比， 也可以达到位能无损失的最佳状况
表一 升降系统的无段变速的变速机构下各种机械能与相关数据数据表
车厢及载重 配重件 马达 移 速 转速 动
动能 总能 动 质量 度 距离 势能（焦 质量 速度 距离 能 势能（焦 能量供
(焦 比率 量 (焦 方 (kg) ( m (m) 耳） (kg) ( m s) ( m) (焦 耳） 应（焦 耳） 耳） 式 /s) 耳） 耳） 上 1 :0.42 128. -180000.
600.0 1.0 30.0 300.0 180000.0 -0.429 -12.87 428.8 428.8 升 9 8 0
下 -180000. 1 :0.42 128.
600.0 -1.0 -30.0 300.0 0.429 12.87 180000.0 428.8 428.8 降 0 9 8
上 1 :0.57 228. -240000.
800.0 1.0 30.0 400.0 240000.0 -0.571 -17.1 628.2 628.2 升 1 2 0
下 -240000. 1 :0.57 228.
800.0 -1.0 -30.0 400.0 0.571 17.1 240000.0 628.2 628.2 降 0 1 2
1400.0
上 1 :0.71 356. -300000.
1000.0 1.0 30.0 500.0 300000.0 -0.714 -21.4 856.9 856.9 升 4 9 0
下 -300000. 1 :0.71 356.
1000.0 -1.0 -30.0 500.0 0.714 21.4 300000.0 856.9 856.9 降 0 4 9
上 1 :0.85 514. -360000. 1114.
1200.0 1.0 30.0 600.0 360000.0 -0.857 -25.7 1114.1 升 7 1 0 1
下 -360000. 1 :0.85 514. 1 1 14.
1200.0 -1.0 -30.0 600.0 0.857 25.7 360000.0 1114.1 上 700. -420000. 1400.
1400.0 1.0 30.0 700.0 420000.0 1:1 -1.0 -30.0 1400.0 升 0 0 0
下 -420000. 700. 1400.
1400.0 -1.0 -30.0 700.0 1:1 1.0 30.0 420000.0 1400.0 降 0 0 0
总能量供应 8856.0 表二 升降系统的三段变速的变速机构下各种机械能与相关数据数据表
Figure imgf000008_0001
表三 升降系统的四段变速的变速机构下各种机械能与相关数据数据表
马达 车厢及载重 配重件
转速
移 速
动能 动能 总能量 动 质量 度 距离 势能（焦 比率 质量 速度 距离 势能（焦 能量供应
(焦 (焦 (焦
方 (kg) (m (m) 耳） (kg) (m/s) (m) 耳） (焦耳） 耳） 耳） 耳）
式 /s)
上 180000. 1:0.42 -12.8 128. -180000.
600.0 1.0 30.0 300.0 1400.0 -0.429 428.8 428.8 升 0 9 7 8 0 下 - 180000. 1 :0.42 128. 180000.
600.0 -1.0 -30.0 300.0 0.429 12.87 428.8 428.8 降 0 9 8 0
上 240000. 252. -252000. 0.0
800.0 1.0 30.0 400.0 1 :0.6 -0.6 -18.0
升 0 0 0
下 -240000. 252. 252000. 12652. 12652.0
800.0 -1.0 -30.0 400.0 1 :0.6 0.6 18.0
降 0 0 0 0 h 300000. 448. -336000. -35052. 0.0
1000.0 1.0 30.0 500.0 1 :0.8 -0.8 -24.0
升 0 0 0 0
下 -300000. 448. 336000. 36948. 36948.0
1000.0 -1.0 -30.0 500.0 1 :0.8 0.8 24.0
降 0 0 0 0
上 360000. 448. -336000. 25048. 25048.0
1200.0 1.0 30.0 600.0 1 :0.8 -0.8 -24.0
升 0 0 0 0
下 -360000. 448. 336000. -22952. 0.0
1200.0 -1.0 -30.0 600.0 1 :0.8 0.8 24.0
降 0 0 0 0
上 420000. 700. -420000. 1400.0
1400.0 1.0 30.0 700.0 1 : 1 -1.0 -30.0 1400.0
升 0 0 0
下 -420000. 700. 420000. 1400.0
1400.0 -1.0 -30.0 700.0 1 : 1 1.0 30.0 1400.0
降 0 0 0
78355.6 总能量供应 表四 现有技术一般型式的各种机械能与相关数据数据表 车厢及载重 配重件 马达 转
速 速
速 质
度 动能 度 动能 能量供应 移动 质量 距离 势能（焦 量 距离 势能 （焦 总能量
( (焦 比 ( (焦 (焦耳） 方式 (kg) (m) 耳） (k (m) 耳） (焦耳）
m/s 耳） 率 m s 耳）
) g) )
180000. 500.
上升 600.0 1.0 30.0 300.0 -1.0 -30.0 -300000.0 -1 19200.0 0.0
0 0
-180000. 500.
卜-降 600.0 -1.0 -30.0 300.0 1.0 30.0 300000.0 120800.0 120800.0
0 0
240000. 500.
上升 800.0 1.0 30.0 400.0 -1.0 -30.0 -300000.0 -59100.0 0.0
0 0
-240000. 500.
下降 800.0 - 1.0 -30.0 400.0 1.0 30.0 300000.0 60900.0 60900.0
0 100 0
1 : 1
300000. 0.0 500.
上升 1000.0 1.0 30.0 500.0 -1.0 -30.0 -300000.0 1000.0 1000.0
0 0
-300000. 500.
下降 1000.0 - 1.0 -30.0 500.0 1.0 30.0 300000.0 1000.0 1000.0
0 0
360000. 500.
上升 1200.0 1.0 30.0 600.0 -1.0 -30.0 -300000.0 61100.0 61100.0
0 0
-360000. 500.
下降 1200.0 -1.0 -30.0 600.0 1.0 30.0 300000.0 -58900.0 0.0
0 0 420000. 500.
上升 1400.0 1.0 30.0 700.0 -1.0 -30.0 -300000.0 121200.0 121200.0
0 0
-420000. 500.
F降 1400.0 -1.0 -30.0 700.0 1.0 30.0 300000.0 -1 18800.0 0.0
0 0
总能量供应 366000.0 请参考表一， 共有十列数据， 参阅具有各种数值的第二列。 车厢及载重移动方式为向下 移动； 车厢及载重质量为 600.0公斤； 车厢及载重移动速度是 -l .O m/s (米 /秒）， 负值表示往下 移动； 车厢及载重往下移动距离是 -30.0 m (米）， 负值表示往下移动； 车厢及载重移动动能则 是 300.0焦耳， 其中， 动能计算公式： 1/2 * 质量 * 速度平方= 动能， 以第二列为例的动能计 算： 1/2 * 600 * (-1.0)2= 300.0焦耳； 车厢及载重移动势能则是 -180,000.0焦耳， 负值表示往下 移动， 其中势能计算公式： 质量 * 重力加速度 （假设值为 10 ) * 高度差 =势能， 以第二列 为例的势能计算： 600 * 10 *(-30.0) = -180,000.0焦耳。 该重量感测单元 19测出车厢及载重质 量 600.0公斤，经由该控制单元 19a控制该变速机构 13改变该车厢升降装置 11与该配重件升 降装置 12之间转速比率为 1 : 0.429。 如表一所示， 配重件质量为 1400.0公斤； 配重件移动速度是 0.429 tn/s, 正值表示往上移 动， 其中， 配重件移动速度计算： 车厢及载重移动速度 * 转速比率 - 配重件移动速度： 配 重件往上移动距离是 12.87 m， 正值表示往上移动， 其中， 配重件移动距离计算： 车厢移动距 离 * 转速比率 = 配重件移动距离； 配重件移动动能则是 128.8焦耳， 其中， 动能计算公式： 1/2 * 质量 * 速度平方= 动能， 以第二列为例的动能计算： 1/2 * 1400 * (0.4292)2 = 128.8焦 耳； 及配重件移动势能则是 180,000.0焦耳， 正值表示往上移动， 其中， 势能计算公式为： 质 量 * 重力加速度 （假设值为 10 ) * 高度差 - 势能， 以第二列为例的势能计算： 1400 * 10 * 12.87 = 180,000焦耳。 如表一所示， 所需要运转的总能量 （焦耳） 为： (车厢及载重移动的动能 300.0 焦耳） + (配重件移动的动能 128.8焦耳） + (车厢及载重移动的势能 -180,000焦耳） + (配重件移动的 势能 180,000焦耳）， 故马达能量供应 （焦耳） 为 428.8焦耳， 其中， 第一列至第十列中升降 系统配合车厢及载重不同质量情况下， 上下位移产生机械能所消耗马达能量供应加总为总能 量供应 8,856.0焦耳。 依此类推， 第一列至第十列中升降系统配合车厢及载重不同质量情况下， 上下位移的产 生机械能所消耗马达能量供应加总， 其中表二所示升降系统的三段变速变速机构下总共需要 提供 127,085.2焦耳，表三所示升降系统的四段变速的变速机构下总共需要提供 78,355.6焦耳。 表四所示的一般型式总共需要提供 366,000焦耳。于是， 升降系统的三段变速的变速机构可节 省约 65%的机械能， 由下列算式 [1-(127，085.2/366，000)=0.6528]得到。 升降系统的四段变速的 变速机构可节省约 79%的机械能， 由下列算式 [1-(78，355.6/366，000)=0.78591] 得到。 升降系统 的无段变速的变速机构可节省约 97%的机械能， 由下列算式 [1-(8，856 /366,000)=0.9758] 得 到。
因此， 通过本发明的升降系统确实是可以大大地减少机械能的损失。 通过该变速机构 13 的转速调节， 使得该配重件 16的移动势能得以调节， 减少所需要的机械能。 通过表一至表三 所示的该升降系统显示的数值数据表及表四现有技术一般型式的各种机械能数据数据表， 可 以确认特别是采用无段变速的变速机构升降系统的节省机械能效果非常地好。 上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效， 而非用于限制本发明。 任何熟悉此项技 术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下， 对上述实施例进行修改。 因此， 本发明的权 利保护范围， 应如权利要求书所列。

Claims

权利要求
1. 一种升降系统， 其特征在于， 包括：
一车厢升降装置；
一配重件升降装置， 与该车厢升降装置对应设置；
一变速机构， 用以改变该车厢升降装置与该配重件升降装置间的相对转速， 其中该变 速机构的两端分别与该车厢升降装置及该配重件升降装置连接；
一驱动马达， 与该变速机构连接， 该驱动马达运转使该变速机构作动；
一载重车厢， 用以负载一重量， 该载重车厢透过一第一钢索的之一端悬吊于该车厢升 降装置下方， 其中， 该驱动马达执行运转使该变速机构作动以使该车厢升降装置透过该第 一钢索升降该载重车厢；
一配重件， 透过一第二钢索的一端悬吊于该配重件升降装置下方， 其中， 该驱动马达 执行运转使该变速机构作动以使该配重件升降装置透过该第二钢索升降该配重件； 及 一配重件行程调整装置， 用以侦测该配重件的高度， 并于该配重件的高度超过预定高 度范围时， 发送信号至该变速机构， 使该变速机构进行档位切换并于该配重件升降过程中 调整该配重件的高度。
2. 如权利要求 1所述的升降系统， 其特征在于， 该车厢升降装置包括一第一卷盘， 该第一钢 索固定且卷绕于该第一卷盘。
3. 如权利要求 1所述的升降系统， 其特征在于， 该配重件升降装置包括一第二卷盘， 该第二 钢索固定且卷绕于该第二卷盘。
4. 如权利要求 1所述的升降系统， 其特征在于， 还包括：
一重量感测单元， 连接于该载重车厢以测量负载重量之数据； 及
一控制单元， 连接于该重量感测单元和该变速机构， 该控制单元接收来自该重量感测 单元所测量负载重量的数据， 进而控制该变速机构改变该车厢升降装置与该配重升降装置 之间的相对转速。
5. 如权利要求 1所述的升降系统， 其特征在于， 该变速机构为无段变速的变速机构或一齿轮 变速箱。
6. 如权利要求 1所述的升降系统， 其特征在于， 该变速机构还包括一离合器和一减速机构， 其中， 该离合器的一端与该减速机构的一端连接。
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