专利名称:传输设备的制动控制的制作方法
本发明基本上涉及的是传输设备，更具体的说，是涉及传输设备制动控制的改进。
升降梯中装有一个电放松和机械制动的制动器，该制动器能够使负载量低于该制动器设计负载的上行或下行运动中的升降梯停止。
在下行状态中，如果升降梯有足够的负载，当发出停止指令时，除非与停止指令同时启动制动器，否则升降梯还会因加速而更快地运行。为了避免这种情况，在升降梯一断电时即应立即制动。对于满负载的下行升降梯，即使持续施加制动，升降梯仍然可能经过几英寸的行程后才完全停止。对于空载的下行运行并在发出停止信号的同时施加制动，则升降梯可在约3.8cm的行程内停止。由于这种减速进行的太快，因此希望能按照某种方式对制动器的动作进行调制，以使下行升降梯的停止距离在满负载时可大致相同。同样还希望对任何负载情况下都能获得相同的减速度。
当升降梯工作于上行状态，并在发出停止信号的同时启动制动器时，则从空载到满载的任何情况下升降梯都约在3.18cm的行程内停下来，如果给出停止命令而未启动制动器，则升降梯在空载情况下约在40.64cm的行程之后停止，在满载情况下约为10.16cm。如果有负载，若不进行制动则升降梯向反向运动。可以采用一个飞轮来扩大升降梯在上行方向的行程，以便获得更为平稳的减速。
众所周知，在传输设备的技术领域：
中，通常采用反馈系统，以使不同的运行方向和负荷能获得一个更为均匀的减速速率。在这样一个系统中，将代表传输设备所希望的加速度或减速度(或速度)的参考信号与一个代表传输装置的实际加速或减速(或速度)的信号进行比较，然后，在加速情况下用差值信号控制电动机，而在减速情况下则用于控制一个制动器。在现有技术中，这种系统的实例很多。
例如，在垂直输送系统中，英国专利证书No.1273301(美国专利No.3，589，474)公开了一种参考信号以及将该参考信号与升降机实际速度进行比较以控制升降机减速的装置;该专利转让给本发明的受让人。类似的系统也可用于水平传输装置。例如，英国专利证书No.1181338(美国专利No.3，519，805)公开了一个闭环加速度控制系统，其中运载工具的实际加速度或减速度被反馈回来与一条运载工具所希望的加速或减速曲线进行比较;该专利已转让给本发明的同一受让人。差值信号用于控制运载工具的停止，这样在停止的过程中使乘客仍感舒适。美国专利No.4，231，452也公开了用于升降梯的一个类似反馈方案，该专利已转让给本发明的受让人。它为将升降梯的实际速率与一个减速模式进行比较，并且差值信号以模拟方式控制制动器的线圈。即，为了跟踪一条预定的速度曲线，利用机械弹簧和减振器由模拟减振器反馈系统来逐步地施加或放松制动器。美国专利No.3，701，414公布了另外一个用于传输设备的类似系统。其中仍然是将参考信号与一个代表传输设备速度的信号进行比较，以产生一个指令信号。然后用该指令信号通过一个制动装置使传输设备减速。
对于以上讨论的先有技术中的制动和加速方案，一个问题是，比较方案中提供了一种通/断(即，以脉冲为基础或两种状态的)制动或加速信号。
本发明的主要目的是为传输设备提供一种能够逐渐而不是突然地施加的制动或加速信号。
从这一目的出发，本发明属于在需要停止时产生一个激发信号的传输设备，该设备包括输送装置;测量所述输送装置的速度并以模拟形式产生实际速度的信号的传感装置，其中所述实际速度的信号有直流和交流分量;对所述激发信号进行响应以产生模拟形式的参考速度信号的装置;将所述参考速度和实际速度的信号进行比较并产生一个控制信号的比较装置，该控制信号在所述参考速度信号超过所述实际速度信号时具有一个第一状态，而在所述实际速度信号超过所述参考速度信号时具有一个第二状态，这样所述控制信号的脉冲导通比(duty CyCle)随所述实际速度信号的交流分量而变化;以及由所述控制信号启动的制动装置，该制动装置对所述控制信号的平均值进行响应，以便平稳地控制所述输送装置的速度，这样使所述实际速度信号跟踪所述参考速度信号。
图1是按本发明介绍的方法构造的升降机的正视图;
图2是本发明的制动控制系统的一个部分方框和部分示意图;
图3是联系图2讨论的参考速度信号和实际速度信号之间的关系曲线;
图4A是图3曲线中局部放大图;
图4B是结合图2讨论的一条控制信号曲线;
图5是图2所示制动控制系统的第二实施方案;
图6是图5所示三角波发生器的一个实施方案的方框示意图;以及图7是图2所示制动控制系统的第三个实施方案。
简而言之，本发明公开文件中露了一种适用于任何传输设备的制动控制系统，其中传输工具的实际速度与一个参考速度进行比较，以控制传输工具的加速或减速。对所产生的控制信号进行调制以提供逐渐的加速或减速。
现参见图1，其中所示为一个可利用本发明介绍的方案构成的升降梯10。
该升降梯10使用了一个传输设备12以便在第一或下平台14与第二或上平台16之间运送乘客。传输设备12为循环式，具有承受负载的上行部分18，在上平台16和下平台14之间运送乘客时，乘客站在该部分之上。该升降梯10还具有返回的下行部分20。传输设备12的上部还装有栏杆22以引导连续的柔性扶手24。传输设备12包括多个台阶26，图1其仅示出其中的几个。台阶26中每个台阶卡在一个台阶轴上(图1中未示出)并且在一个闭合的路线上移动。传输设备12可用任何一种众所周知的方式来驱动，包括英国专利证书No.1371519(美国专利No.3，677，388)所公开的模块式驱动装置;该专利已转让给本发明的同一受让人。
正如美国专利No.3，677，388所作的公开，该传输设备12包括一个循环式皮带30，该皮带具有第一和第二侧边，每一侧边上形成有齿的铰链38，该铰连由台阶轴相互连接，台阶26又连接在台阶轴上。台阶26分别由位于循环式皮带30相对两侧的主滚柱40和尾滚柱42支持。主滚柱40和尾滚柱42分别与支架46，导轨48相互配合，从而在循环路径中或环中引导台阶26。
台阶26由一个模块式驱动单元52驱动，该驱动单元由电源53供电，并且包括多个链轮和一条与铰链38
合的驱动链。该模块式驱动单元52还包括位于传输设备12每一侧的扶手驱动滑轮54，用以驱动扶手56。
参见图2，图中所示为一个升降梯制动控制系统57，其中包括一个参考速度信号发生器58，其输入为激发信号，并产生一个参考信号，用VR表示。一个速度传感器59包括一个有齿的转轮60，该转轮60由模块式驱动单元52的一个选定的部件以同步方式驱动，还配有一个传感器62，用以检测有齿转轮60上的齿，由此而测量升降机10的速度。传感器62可以是光学的或磁性的类型。来自传感器62的信号输入到一个频率-电压转换器64。来自频率-电压转换器64的输出信号输入到滤波器65以产生用US来表示的速度信号。比较器66的同相输入端对信号VR进行反应，其反相输入端对信号VS进行反应。比较器66产生一个信号VC，信号VC输入到晶体管68的基极。晶体管68的发射极接地，其集电极通过一个制动控制线圈70接到直流电源上。制动控制线圈70控制一个制动闸瓦72。二极管73与制动控制线圈70并联，并将二极管73的负极连接到直流电源上。晶体管68，制动控制线圈70，制动闸瓦72和二极管73构成制动器67。
在运行中，速度传感器59产生了升降梯的速度信号。传感器62被安装在有齿的转轮60附近，该转轮60可安装在升降梯10的制动轴上。在上述美国专利No.4，231，452之中公开了这种安装设计的一个实例。在本发明的一个实施方案中，传感器62是磁性传感器，该传感器产生的磁场随有齿转轮60的一个齿的靠近和通过而发生变化。这种变化在传感器62上产生一个电压，这与常规的发电机完全相同。按这种方式，传感器62将代表升降梯10的速度的机械转动转换为一个脉冲序列，该脉冲的频率正比于升降梯10的速度。
在对激发信号进行响应时，参考速度信号发生器58产生下降的参考信号VR，该参考信号以斜坡电压的形式模拟所希望的停止速度曲线。该斜坡电压可由，例如，一个RC电路的电容器放电而产生(加速时通过一个恒流源充电)。图3示出该参考信号VR，其中在时刻to时由激发信号引起向下倾斜的斜坡电压的产生。启动信号可由多种情况而产生。例如，如果升降梯或扶手承受了速度过高或速度过低的情况，就可产生激发信号。同样，手动产生的或由套筒开关或断链开关自动产生的停止信号也可产生激发信号。该激发信号还将图1中的模块式驱动单元52与电源53断开。
施加制动器67后，升降梯的实际速度在参考速度周围缓慢振动。代表升降梯速度并且由速度传感器59产生的脉冲序列由频率-电压转换器64转换成一个缓慢变化的直流信号。这个变化的直流信号的实际频率取决于制动器67和升降梯系统的特性。另外，由于滤波器65中有意选择了低于最佳值的滤波效果，因此在缓慢变化的直流信号上有意地叠加了一个高频分量。该高频分量的振幅由滤波器65中滤波量(电容值)来控制。这一幅值对VC的脉冲导通比和脉冲宽度都有影响，这将在下文中讨论。高频分量的频率必须比缓慢变化的直流信号的频率要大得多，最好约为1000HZ。
图4A是图3中信号VS和VR的局部放大图，在图4A中以稍微夸张的形式对这一高频分量进行了图解。在图4A中，来自频率一电压转换器64的缓慢变化直流信号标记为VDC。来自波泼器65的，具有高频分量的缓慢变化直流信号标记为VS。参考信号VR简单的表示成一条水平直线。然而，必须确认，如图3中所示，实际上信号VR的幅值是随时间而下降的。
速度信号VS和参考信号VR根据它们的相对幅值来进行调整，这样使最大的倾斜幅度大致等于与升降梯10的额定速度相对应的信号VS。信号VS和信号VR在比较器66内进行比较。来自比较器66的控制信号VC，根据比较器的两个信号输入端之间的代数差，或者是接通，或者是断开。控制信号VC控制着晶体管68。
在稳态条件下，参考信号VR大于速度信号VS，因此控制信号VC是高电位(见图3)。这时晶体管68导通，并且通过制动控制线圈70的电流i。使制动器保持松开。当参考速度信号发生器58接收到激发信号时，参考信号VR的幅值下降，最终使速度信号VS超过了参考信号VR。这时控制信号VO变成低电位，晶体管68截止，使ie＝0，此时制动器72产生作用。要注意的是，这一方案可产生不安全的运行，即，在发生电源故障时就全施加最大的制动转矩。施加制动器72使升降梯10的速度减慢，如图3中向下倾斜的速度信号VS所示。
图4A和图4B说明当参考信号VR是一个向下倾斜的斜坡并且施加了制动器72时，升降梯制动控制系统57的运行情况。同样，在附图4A和4B中也清楚地示出速度信号VS的高频分量的作用。在图4A中，当VR大于VS时，图4B中的VC是高电位，晶体管68导通，ic≠0，不施加制动转矩。当VS大于VR时，VC是低电位，晶体管68截止，ic＝0，此时即施加了制动器72的制动，必须注意，高频分量能使图4B中的控制信号经常地，并且是按不规则的间隔改变其状态。应当注意，如果没有高频分量，则升降梯的速度由VDC来代表。于是，在从T1到T2的期间内实际速度就会降低到参考速度以下。因此，控制信号Ve在t1时变为低电位，在t2时为高电位，在此期间内持续施加制动器72。然而，由于高频分量的存在，使信号Vc在t1到t2的期间之前或随后包括多个宽度变化的脉冲。形成控制信号Vc的脉冲列的脉冲导通比从100%到0%再回到100%逐渐地变化，这样信号Vc的平均值缓慢地变化而不是突然变化。制动控制线圈70基本上跟随着信号Ve的逐渐变化，这是因为制动控制线圈70的电感滤掉了脉冲的迅速变化部分。另外，当晶体管68不导通时，二极管73提供了通过制动线圈70的“自由放电”电流其净效应是以一个逐渐的或准模拟的(quasi-analog)方式施加制动而不是用双态的或通/断的方式。这种技术提供了较为平滑和迅速的控制，并在所有的时间内为升降梯10的速度与参考速度信号VR提供更为紧密的匹配。一个类似的技术也可用于升降梯的启动，唯一的差别是参考速度信号VR为一个上升的斜坡。
对于来自频率-电压转换器64的信号，还有许多其它的技术可对其赋予高频分量。附图5和7介绍了两种这样的技术。图5和图7中的部件与图2中使用同参考符号的部件在结构和功能上完全相同。
参见图5，所示为一个升降梯制动控制系统57′。该系统包括一个经电阻76连接到节点77上的三角波信号发生器78。频率-电压转换阻64也经过一个电阻74连接到这个节点77上。在节点77上形成了包含高频分量的信号VS。选用三角波发生器78产生一个其频率比控制信号Vc的频率要大得多的三角波。将该三角波在节点77上加到来自频率-电压转换器64的缓慢变化的信号上，以产生如图4所示的速度信号VS。
在速度传感器59是象常用于扶手速度传感器的那种直流发生器的情况下，也可采用升降梯制动控制系统57′。这样的直流发生器产生一个与速度成比例的直流电压，从而允许省去频率-电压转换器。在这一实施方案中，直流发生器将直接与电阻74相连接。
图6中示出三角波发生器的一个实施方案，这一公知的实施方案是一有反馈的运算放大器，并且包括分别用于控制三角波信号的频率和幅值的可变电阻82和84。
例图7中所示为把高频分量叠加到来自频率-电压转换器64的信号上的另外一个实施方案。图7中，通过在积分器80将来自速度传感器59的脉冲进行积分，并且在节点77上将所得到的三角波叠加到来自频率-电压转换器64的信号上，实现了上述功能。这样形成了图4A中所示的信号VS。
除以上所述讨论的速度外，所公开的发明也可用传感和控制装置作用在升降梯的加速或减速上而实施本发明。
权利要求
1.在需要停止时能产生一个激发信号的输送设备，其特征在于，该输送设备包括传输装置(33)；用于测量上述传输装置的速度并产生一个模拟形式的实际速度信号(VS)的传感装置(59)，其中上述实际速度信号具有直流和交流分量；对上述激发信号进行响应以产生一个模拟形式的参考速度信号(VR)的装置(58)；用于比较上述参考速度信号和实际速度信号以产生一个控制信号(VC)的比较装置(66)，该控制信号在上述参考速度信号超过上述实际速度信号时具有一个第一状态，而在上述实际速度信号超过上述参考速度信号时具有一个第二状态，这样该控制信号的脉冲导通比由于上述实际速度信号的交流分量而发生变化；和由上述控制信号启动的制动装置(67)，该制动装置对上述控制信号的平均值进行响应，以便平滑地控制上述传输装置的速度，使上述实际速度信号跟踪上述参考速度信号。
2.如权项1所要求的输送设备，其中的传输装置包括一个升降梯(10)。
3.如权项1或2所要求的输送设备，其中在驱动单元的电源被切断时即产生激发信号。
4.如权项1所要求的输送设备，其中传感装置包括一个响应于传输装置的运动而被驱动的有齿转轮(60);一个临近上述有齿转轮固定安装的传感器(62)，这样每当上述有齿转轮的一个齿通过该传感器时，该传感器的一个输出信号即发生变化;对上述输出信号进行响应的频率-电压转换装置(64)，其中选用该频率-电压转换装置以提供具有直流和交流分量的实际速度信号。
5.如权项1或4所要求的输送设备，其中在参考速度信号超过实际速度信号时控制信号的脉冲导通比为最大，当实际速度信号超过参考速度信号时该比值下降。
6.如权项1，2或4所要求的输送设备，其中来自所述的传感装置的实际速度信号由产生三角波信号(VT)的装置(78)，(80)进行修正;通过两个电阻(74、76)所形成的一个结点(77)将上述三角波信号与实际速度信号相加以产生一个修正的速度信号(Vs);上述比较装置将该参考速度信号与修正的速度信号进行比较以产生一个控制信号(Vc)，此控制信号在上述参考速度信号超过修正的速度信号时具有一个第一状态(高电位)，而当该修正的速度信号超过参考速度信号时具有一个第二状态(低电位)，这样该控制信号的脉冲导通比由于所述的修正速度信号的三角波信号分量而改变，这样三角波信号引起脉冲持续时间在该参考速度信号超过修正的速度信号时为最长，而此修正的速度信号接近上述参考速度信号时缩短。
7.由一个驱动单元驱动以便为负载提供平滑加速的一个输送设备，该输送设备的特征在于，其中包括传输装置(38);用于测量上述传输装置的速度并产生一个模拟形式的实际速度信号(VS)的传感装置(59)，其中上述实际速度信号具有直流和交流分量;在要求开动上述输送设备时产生一个激发信号的装置;对上述激发信号进行响应以产生一个参考信号(VR)的装置(58);用于比较上述参考速度信号和实际速度信号以产生一个控制信号的比较装置(66)，该控制信号在上述参考速度信号超过上述实际速度信号时具有一个第一状态(高电位)，而在上述实际速度信号超过上述参考速度信号时具有一个第二状态(低电位)，这样该控制信号的脉冲导通比由于上述实际速度信号的交流分量而发生变化，并且其中驱动单元对上述控制信号进行响应以控制上述传输装置的速度，这样上述实际速度信号平滑地跟踪上述参考速度信号。
专利摘要
一种具有改进的制动控制的输送设备将该设备(V
文档编号B66B1/28GK85104877SQ85104877
公开日1987年1月7日 申请日期1985年5月26日
发明者乔基姆·欧文·沃弗, 查理斯·威廉·梅登, 安德鲁·保罗·卡拉普, 弗里德里克·奥文·约翰桑 申请人:西屋电气公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan