一种直驱提升系统的制作方法

本发明涉及无绳提升技术领域，特别是一种直驱提升系统。

背景技术：

直线电机是一种不需要中间传动机构，直接做直线运动的新型动力机械，将其应用于提升领域，可以实现无钢丝绳、无提升机房的无绳提升模式，可大幅增加提升机或电梯的输送能力和输送距离；这种无绳提升机或电梯主要有感应直线电机和直线同步电机两种驱动结构类型，其中永磁直线同步电机的力能指标高、工作气隙大、推力大，被公认是无绳提升机最合适的驱动源之一。

多年来人们在直线电机无绳电梯提升系统方面进行了长期的探索，提出了多种方案和专利申请，比如《cn201010528066.x的直驱家用电梯》、《cn201010124002.3的双u型直线电机驱动的无绳提升机》、《cn201510265463.3的直驱电梯系统》等专利。提升主体动力源、定位导向及制动布置方式作为直线电机无绳电梯最为重要的关键技术，从现有技术和已公开的大量专利来看，采用的方案目前主要有以下几种：无绳提升机从驱动电机结构类型上主要有单边结构和双边对称结构；从布置方法来看，主要有布置于轿厢一侧的“背包”式结构和布置于轿厢两侧的对称结构，还有双u型直线电机结构其由两列并排布置的双边直线电机组成，从轿厢上看有单边电机“背包”式结构，此外还有“八”字布置双边直线电机等多种类型；从运行方式来看，可采用动初级的短初级长次级，或者动次级的短次级长初级两种布置方式，电机定子固定在井筒内侧，动子固定在轿厢上，当电机初级通电形成行波磁场，从而产生向上的提升力，带动轿厢运动。对于无绳提升机采用两边工作气隙相同、“八”字形或双边直线电机或双u型双边型直线电机驱动结构，虽然有抵消法向力趋势，但结构复杂，定位困难；而单边平面式直线电机的驱动结构简单，但法向力大，在长距离应用领域，气隙不容易保证，一般采用精密直线导轨导向定位，加工、安装精度要求和成本较高；此外，制动方式与驱动源、导向定位布置方式同样也是最为关键技术问题，它们之间即相互关联又相互矛盾和牵制。

总体而言，上述以直线电机为驱动源的无绳提升机的基本结构，存在结构复杂、安装和使用成本高等问题；因而，急需找到更为简单而又实用的主体拓扑结构。

技术实现要素：

为了克服上述不足，本发明的目的是要提供一种直驱提升系统，目的是解决直驱电梯长距离工作气隙难以保证，主体运行方式不合理、结构复杂、自重过大、成本过高等工程问题，提供一种结构简单，定位、制动、运行可靠，自重轻，配置灵活、适合长距离运行等技术问题。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种直驱提升系统，包括设置在井道上的支撑总成、直线电机、与轿厢或轿厢架连接的动子架，所述直线电机包括相互配合的直线电机定子与直线电机动子，所述动子架的运动方向为z轴方向，与动子架主体平面垂直的方向为y轴方向，与y、z轴同时垂直的方向为x轴方向，所述动子架的主横梁沿x轴方向布置，所述直线电机定子沿z轴方向设置在支撑总成上，所述直线电机动子与动子架连接、并与直线电机定子相对平行布置，所述支撑总成的左右两侧分别设置有导轨，所述导轨为v型导轨或等腰梯形导轨，所述动子架上设置有定位轮，所述定位轮与导轨相适配，所述动子架上还设置有制动器和/或安全防坠器；

进一步的，所述导轨为外凸形或内凹形，与之相配合的定位轮外边缘分别为内凹形或外凸形；

进一步的，所述导轨至少一条背部设置有齿条，所述制动器为齿轮式制动器，所述安全防坠器为齿轮式安全防坠器，所述制动器的齿轮和安全防坠器的齿轮均与齿条配合设置，实现安全制动；

进一步的，所述安全防坠器为钳式安全防坠器，所述钳式安全防坠器包括安全钳和t型轨，所述制动器为钳式制动器，所述t型轨设置在支撑总成上，所述安全钳、钳式制动器与t型轨相适配；

进一步的，所述的动子架上配置有旋转电机齿轮驱动装置，所述旋转电机齿轮驱动装置与齿条配合，实现直线电机、旋转电机的混合驱动；

进一步的，所述动子架上设置有电刷，所述支撑总成或井道一侧设置滑触线，所述电刷与滑触线配合为直线电机动子或轿厢供电。

与现有技术相比，本发明直驱提升系统的直线电机定子、直线电机动子分别设置在支撑总成和动子架上，支撑总成左右两侧并排设置两根v型导轨或等腰梯型导轨，动子架相应设置最少数量的v型导轮、等腰梯型导轮及齿轮制动器、防坠器就可简单解决直线电机长距离定位和制动问题，动力驱动、定位导向、制动可集中设置与一个支撑总成之内，动子、定位导向轮和制动器、防坠器等部件就近直接与动子架相连，齿轮齿条既作为制动部级，又可作为实时速度检测装置，运动部件重量可做到最轻，直线电机和导向制动轨与支撑总成之间可用螺栓连接，加工、安装、检修、更换都很方便，还可简单实现直线电机、旋转电机的混合驱动，进一步降低成本和扩展应用领域，结构简明实用，加工、安装、调试方便，成本低廉，非常适用于楼宇电梯、立体车库、仓储、矿井提升机等多领域的直线电机提升运输系统。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明的导轨与定位轮、齿轮之间的结构示意图；

图3为本发明实施例2的结构示意图；

图4为本发明实施例4的结构示意图；

图5为本发明实施例4的结构示意图；

图6为本发明实施例5的结构示意图；

图7为本发明实施例6的结构示意图；

图8为本发明实施例7的结构示意图；

图9为本发明实施例8的结构示意图；

图10为本发明实施例9的结构示意图；

图11为本发明实施例10的结构示意图；

图12为本发明实施例11的结构示意图；

图13为本发明实施例12的结构示意图；

图14为本发明实施例13的结构示意图；

图15为本发明实施例14的结构示意图；

图16为本发明实施例15的结构示意图；

图17为本发明实施例6使用钳式制动器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示的直驱提升系统，定义动子架9的运动方向为z轴方向，也称为上下方向，与动子架9主体平面垂直的方向为y轴方向，也称为前后方向，与y、z轴同时垂直的方向为x轴方向，也称为左右方向，所述动子架9的主横梁沿x轴方向布置，所述直线电机定子2沿z轴方向设置在支撑总成3上，所述直线电机动子1与动子架9连接、并与直线电机定子2相对平行布置，所述支撑总成3的左右两侧分别设置有v型导轨，两根v型导轨左右并排布置方式，支撑总成3位于井道上，动子架9与轿厢或轿厢架连接，直线电机为单边型，直线电机定子2沿运动方向布置在支撑总成3的正面，两根v型导轨，左端一根为带背齿条的v型导轨7，另外一根为带背平导轨的v型导轨24，并排布置在支撑总成3的左右两侧并与动子架9主横梁平行，动子架9上设置定位轮、制动器和/或安全防坠器10，本实施例定位轮为v型导轮8位于动子架9上并与v型导轨7、24配合设置；两个定位轮8位于分别位于两v型导轨的外端。

如图2所示本发明的导轨与定位轮、齿轮之间的结构示意图；v型导轨7通过v型导轨安装面14的螺孔用螺栓固定在支撑总成3上，v型导轨7的背面设置背部齿条12，此背部齿条12可以与v型导轨7一体加工而成，也可单独设置齿条12安装在v型导轨7背面或支撑总成3上，本实施例的制动器16为齿轮式制动器，安全防坠器10为齿轮式安全防坠器，制动器16的齿轮13和安全防坠器的齿轮6与背部齿条12配合设置。本实施例仅给出了安全防坠器10，实际在安全防坠器10的上、下方沿运动方向还可设置制动器16，v型导轮8与v型导轨导向面15配合设置，制动器16的齿轮13和/或安全防坠器10的齿轮6与背部齿条12配合设置，实现制动和防坠；制动器16和/或安全防坠器10靠近直线电机设置于v型导轨的内端，便于靠近轿厢重心实施制动。

动子架9上配置有齿轮超速检测装置与齿条12配合，实时检测轿厢速度，超速时带动安全防坠器10动作；动子架9或轿厢架或轿厢上配置有电刷5，沿支撑总成3正面或侧面布置滑触线4，电刷5与滑触线4配合为直线电机动子1或轿厢供电。

实施例2

如图3所示，设置制动器16，制动器16为齿轮式制动器，齿轮6与带背齿条的v型导轨7配合设置，实现制动；其余与实施例1相同。

实施例3

如图4所示，两根v型导轨均为带背齿条的v型导轨7，分别在内侧设置制动器16和齿安全防坠器10；其余与实施例1相同。

实施例4

如图5所示，定位轮8靠近直线电机设置于两根带背齿条v型导轨7的内端，制动器16和/或安全防坠器10远离直线电机设置于两v型导轨的外端；其余与实施例1相同。

实施例5

如图6所示，定位轮8靠近直线电机设置于带背齿条的v型导轨7、带背平导轨的v型导轨24的内端，安全防坠器10远离直线电机设置于带背齿条的v型导轨7的外端；其余与实施例1相同。

实施例6

如图7所示，安全防坠器包括安全钳18和t型轨17，安全钳18与t型轨17配合实现安全防坠，t型轨17设置在支撑总成3的xz或yz平面，设置齿轮超速检测装置与带背齿条的v型导轨7的齿条配合实时检测轿厢速度，当轿厢意外超速下坠时，齿轮超速检测装置触发安全钳18工作，安全钳18内的楔形块在轿厢自重作用下卡紧t型轨17并锁死，使轿厢停止下坠，从而起到安全保护的目的；制动器为齿轮式制动器16与带背齿条的v型导轨7配合设置，断电时通过制动弹簧力抱住齿轮轴实现工作制动，或通过电磁铁、液压等动力装置克服制动弹簧力实现松闸和正常提升。如图17所示，本实施例的制动器也可设置为钳式制动器50和t型轨17，钳式制动器50与t型轨17配合实现工作制动，如图17所示，此钳式制动器50一般为电磁或液压型失电保护工作制动器，通电时，电磁铁或液压等动力装置压缩位于制动器后摆臂轴上的制动弹簧，使得制动器打开，断电时，制动弹簧力释放使制动器两闸皮紧夹t型轨实施制动抱闸；在钳式制动器50的上方或下方沿运动方向还可同时设置安全钳18，安全钳18与t型轨17配合实现后备安全保护的目的；其余与实施例1相同。

实施例7

如图8所示，两根v型导轨左右垂直布置方式。两根v型导轨，一根为带背齿条的v型导轨7，另外一根为带背平导轨的v型导轨24，分别布置在支撑总成3的左右两侧并与动子架9主横梁垂直，本实施例定位轮2为平导轮19，齿轮6和/或平导轮19位于动子架9上并与v型导轨7、24配合设置，齿轮6和/或平导轮19位于v型导轨的后端，同时也起到防止轿厢前倾的作用。其余与实施例1相同。

实施例8

如图9所示，直线电机为双边型，直线电机定子2沿运动方向布置在支撑总成3上，直线电机动子1为共轭型动子与动子架9相连，并与直线电机定子2相对平行布置；其余与实施例5相同。

实施例9

如图10所示，直线电机为双边型，直线电机定子2为共轭型定子沿运动方向布置在支撑总成3的正面，直线电机动子1设置在动子架9上，并与直线电机定子2相对平行布置；其余与实施例8相同。

实施例10

如图11所示，直线电机为双边型，直线电机定子2沿运动方向布置在支撑总成3上，直线电机动子为共轭型动子与动子架9相连，并与直线电机定子2相对平行布置；其余与实施例3相同。

实施例11

如图12所示，直线电机为双边型，直线电机定子2沿运动方向布置在支撑总成3上，直线电机动子1为共轭型动子与动子架9相连，并与直线电机定子2相对平行布置；其余与实施例7相同。

实施例12

如图13所示，直线电机为双边型，直线电机定子2为共轭型定子沿运动方向布置在支撑总成3的正面，直线电机动子设置在动子架9上，并与直线电机定子2相对平行布置；其余与实施例7相同。

实施例13

如图14（a）所示为等腰梯型导轨、导轮的导向定位方案，图14（b）所示为v型导轨、导轮的导向定位方案。将上述实施例1~实施例12的v型导轨7换成等腰梯型导轨21，v型导轮8相应换成等腰梯型导轮22，其余与实施例1~实施例12相同，起到相同的导向定位作用，尤其适合重载场合。

实施例14：

如图15（a）所示为凹型导轨、凸型导轮的导向定位方案，图15（b）所示为凸型导轨、凹型导轮的导向定位方案。上述实施例1~实施例13的v型或等腰梯形导轨、导轮显然均为凸型导轨和凹型导轮方案，将上述实施例1~实施例13的凸型的v型导轨7换成凹型的v型导轨28，凹型的v型导轮8换成凸型的v型导轮27，凸型的等腰梯型导轨21换成凹型的等腰梯型导轨26，凹型的等腰梯型导轮22换成凸型的等腰梯型导轮25，其余与实施例1~实施例13相同，起到相同的导向定位作用。

实施例15：

如图16所示，动子架9上还可以配置旋转电机60齿轮驱动装置与齿条12配合设置，实现直线电机、旋转电机的混合驱动，动力源配置灵活，进一步降低成本和扩展应用领域。旋转电机60还可与齿轮式制动器16和/或齿轮式防坠器10配合设置，实现工作制动和安全保护。此外，旋转电机60还可与减速器一同设置，制动器16或安全防坠器10一般设置在旋转电机60的高速轴上。其余与实施例1相同。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。