有源运动衰减器及电梯的振动控制方法
【专利摘要】本发明是一种有源运动衰减器，其具有被悬臂支承于电梯轿厢的弹性体(1)、和设置在弹性体(1)上的重锤(2)，所述有源运动衰减器的特征在于，控制单元(10)根据来自加速度传感器(9)的检测信号，以使得有源运动衰减器的共振频率、与传播到电梯轿厢的施振频率一致的方式，确定重锤(2)相对于弹性体(1)的位置并通过电机(7)使重锤(2)移动到恰当的位置。
【专利说明】有源运动衰减器及电梯的振动控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有源运动衰减器(active movement attenuator)以及电梯的振动控制方法，尤其涉及用于在电梯中使经由绳索传播到轿厢的振动衰减的有源运动衰减器以及电梯的振动控制方法。
【背景技术】
[0002]一般而言，在电梯系统中，曳引机的转矩脉动(torque ripple)和绳索的啮入振动等经由绳索被传播到轿厢。如果振动强度较小，则不影响乘坐感受。但是，在振动强度较大的情况下，对乘坐感受产生影响。
[0003]例如，在专利文献I所记载的电梯系统中，为了减少横向摆动引起的振动，在电梯的乘坐轿厢中设置了由振动子构成的动态减震器(dynamic damper)。
[0004]由此，在现有技术中，一般采用将特定频率(I种频率)作为对象来设置具有质量的部件和具有弹性的部件的方法。
[0005]图7和图8的(a)示出绳索式的现有电梯的一例。如图7所示，轿厢112和对重113经由卷绕在驱动绳轮114上的绳索111以吊瓶式进行设置。在轿厢112的上部和下部，在绳索111上固定有绳头重锤(shackle weight) 115。此外,如图8的(a)所示,在绳头重锤115上，通过螺栓和螺母116固定有弹性体101。弹性体101由平板构成。在弹性体101上设置有重锤102。重锤102通过螺栓和螺母被固定到弹性体101上。弹性体101和重锤102作为用于减小振动的动态衰减器发挥功能。在该结构中，在重锤102的位置(重锤102的支承点)处，共振频率集中于一点。因此，该结构在仅阻隔特定频率的振动成分的情况下是有效的。
[0006]但是，在要使多个频率的振动衰减的情况下，如图8的(b)所示，需要并排地排列多个由弹性体101和重锤102构成的组。因此，需要用于设置多个弹性体101和多个重锤102的空间。但是，绳头重锤115表面的空间是有限的，因此存在产生设置场所受到制约的情况。此外，动态衰减器利用了弹性体101和重锤102的反共振。因此，在向轿厢112输入施振频率的时刻到弹性体101开始摆动的时刻为止的期间内，存在预先设定的时间延迟。因此，在电梯的加/减速时等的、强度和施振频率随时间急剧发生变化的振动的情况下，由于该时间延迟，未开始弹性体101的摆动，因此不能充分得到动态衰减器的效果。
[0007]在先技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开平4-213585号公报
【发明内容】
[0010]发明所要解决的课题
[0011]如上所述，在专利文献I的现有技术以及图7、图8的(a)所示的现有技术中，只能减小固定的I个频率的振动。因此，无法应对电梯的时效变化引起的振动频率的变化。此夕卜，在要减小多个频率的振动的情况下，需要如图8的(b)所示的现有技术那样，结合频率个数设置多个动态衰减器。该情况下，存在难以确保动态衰减器的设置空间、以及轿厢的重量增加的问题。
[0012]此外，针对电梯的加/减速时等的、强度和施振频率随时间急剧发生变化的振动，动态衰减器的弹性体由于时间延迟而未充分摆动，因此存在振动无法衰减的问题。
[0013]本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于得到一种能够通过控制有源运动衰减器的共振频率来应对不同频率、且能够使振动良好地衰减的有源运动衰减器以及电梯振动控制方法。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]本发明是一种有源运动衰减器，其特征在于，具有:弹性体，其被悬臂支承于电梯轿厢；重锤，其以可动方式设置于所述弹性体；引导单元，其设置于所述弹性体，对所述重锤的移动进行引导；驱动单元，其使所述重锤移动；振动检测单元，其设置于所述重锤主体或所述弹性体的支承点附近，检测传播到所述电梯轿厢的振动成分；以及控制单元，其生成用于所述重锤的位置控制的控制模式，并根据所述控制模式控制所述电机的驱动，所述控制单元在根据来自所述振动检测单元的检测信号判定为传播到所述电梯轿厢的振动成分高于预先设定的阈值时，以使得通过所述重锤和所述弹性体的反共振而产生的共振频率与传播到所述电梯轿厢的所述振动成分的施振频率一致的方式，进行所述重锤的位置控制。
[0016]发明效果
[0017]本发明是一种有源运动衰减器，其特征在于，具有:弹性体，其被悬臂支承于电梯轿厢；重锤，其以可动方式设置于所述弹性体；引导单元，其设置于所述弹性体，对所述重锤的移动进行引导；驱动单元，其使所述重锤移动；振动检测单元，其设置于所述重锤主体或所述弹性体的支承点附近，检测传播到所述电梯轿厢的振动成分；以及控制单元，其生成用于所述重锤的位置控制的控制模式，并根据所述控制模式控制所述电机的驱动，所述控制单元在根据来自所述振动检测单元的检测信号判定为传播到所述电梯轿厢的振动成分高于预先设定的阈值时，以使得通过所述重锤和所述弹性体的反共振而产生的共振频率与传播到所述电梯轿厢的所述振动成分的施振频率一致的方式，进行所述重锤的位置控制，因此能够通过控制有源运动衰减器的共振频率来应对不同频率、且能够良好地使振动衰减。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是示出了本发明实施方式I的有源运动衰减器的结构的结构图。
[0019]图2是示出了本发明实施方式I的有源运动衰减器的动作的流程图。
[0020]图3是示出了本发明实施方式2的有源运动衰减器的动作的流程图。
[0021]图4是示出了本发明实施方式3的有源运动衰减器的动作的流程图。
[0022]图5是示出了本发明实施方式4的有源运动衰减器的动作的流程图。
[0023]图6是示出了本发明实施方式5的有源运动衰减器的结构的结构图。
[0024]图7是示出了以往的电梯系统的图。
[0025]图8是示出了以往的电梯系统的图。【具体实施方式】
[0026]实施方式1.[0027]本发明的有源运动衰减器在例如绳索式电梯系统中使用，用于防止曳引机的转矩脉动和绳索的啮入振动等经由绳索传播到轿厢的振动。绳索式电梯系统的基本结构例如图7所示，因此这里参照图7并省略详细说明。图7的例子与本发明的差异在于动态衰减器的结构差异。在图7的动态衰减器中，仅使特定的I个频率的振动衰减，但在本发明的有源运动衰减器中，能够通过使用可动重锤并使重锤移动，来任意控制重锤和弹性体的反共振频率，由此能够使各种频率衰减。
[0028]图1示出本发明实施方式I的有源运动衰减器。图1的(a)是有源运动衰减器的俯视图，图1的(b)是有源运动衰减器的侧视图。如图1的(a)、(b)所示，有源运动衰减器由弹性体1、重锤(weight) 2、电机7、加速度传感器9、控制装置10 (控制单元)以及螺栓和螺母116构成。
[0029]弹性体I具有弹性。弹性体I由钢制钣金部件构成。或者，弹性体I也可以由钣金和树脂的混合材料构成。弹性体I基本上由大致矩形的平板构成，但如图1的(b)所示，长度方向上的一端Ia被弯折大致90°，从而具有L字型的侧面形状。弯折后的一端Ia被螺栓和螺母116固定到轿 厢112(参照图7)。即，弹性体I以悬臂式被固定到轿厢112(参照图7)，一端为固定端，与该一端相对的另一端为自由端(可动端)。弹性体I可以设置于轿厢112 (参照图7)的任意部位，但优选设置在被传播到轿厢112 (参照图7)的振动的传播路径上。作为振动的传播路径，可列举悬吊轿厢112(参照图7)的绳索111(参照图7)的悬吊点等作为代表例。因此，在本实施方式中，在电梯轿厢112的绳头重锤115(参照图7)上固定弹性体I (参照图7)。
[0030]如图1的(a)所示，弹性体I的上表面Ib具有大致矩形的形状。在弹性体I的中央部分形成有用于引导重锤2的槽3。槽3贯通弹性体I的主体。槽3在弹性体I的长度方向上形成为一条直线状。重锤2借助于电机7被槽3引导着朝长度方向的两个方向(即图中的左右方向)移动。此外，在弹性体I的上表面Ib上，将槽3夹在中央，与槽3并排地设置有两个齿轮4。各齿轮4分别与设置于重锤2的两个驱动齿轮6啮合，从而将重锤2固定于弹性体I。此外，在通过电机7使重锤2移动时，也使用齿轮4。即，重锤2被槽3和齿轮4引导着移动。但是，并不一定需要齿轮4。也可以使弹性体I的表面为平滑的，通过设置于重锤2的辊5的摩擦力和弹簧8的恢复力相对于弹性体I保持重锤2。此外，在重锤2的移动时，也可以仅由槽3引导重锤2。由此，弹性体I由弹性体I的主体和槽3构成(在设置有齿轮4的情况下，弹性体I由弹性体I的主体、槽3和齿轮4构成)。另外，在本实施方式中，槽3设置于弹性体1，构成了引导重锤2的移动的引导单元。
[0031]如图1所示，重锤2设置在弹性体I的上表面Ia上。重锤2由重锤2的主体、两个驱动齿轮6、两个弹簧8、和两个辊5构成。此外，在重锤2的主体的中央部分设置有电机7 (驱动单元)和加速度传感器9 (振动检测单元)。弹簧8设置于重锤2的主体。此外，辊5设置于弹性体I的下表面侧。弹簧8的下端穿过槽3与辊5机械连接。在重锤2处于停止状态时，弹簧8朝上方提起辊5，将辊5按压至弹性体I，从而固定重锤2。此外，弹性体I的齿轮4与重锤2的驱动齿轮6相互啮合，由此重锤2的位置相对于弹性体I被固定。并且，通过辊5和弹簧8，即使弹性体I振动，重锤2也不会相对于弹性体I乱动。因此，重锤2在通常时是被固定的，在使重锤2移动时，通过使电机7驱动而使重锤2移动。在使重锤2移动时，电机7通过控制装置10的控制使辊5和驱动齿轮6旋转。辊5被槽3引导，驱动齿轮6被齿轮4引导。由此，重锤2沿着槽3和齿轮4移动。此外，加速度传感器9检测传播到轿厢112 (参照图7)的振动的施振频率和强度。加速度传感器9经由信号线与控制装置10电连接。来自加速度传感器9的输出(检测信号)被发送到控制装置10。另外，加速度传感器9与控制装置10的通信也可以不使用信号线而以无线方式进行。
[0032]电梯的传播到轿厢112 (参照图7)的振动的施振频率和/或强度取决于速度而发生变化。另一方面，有源运动衰减器的共振频率由弹性体I的刚性和重锤2的位置(重锤2的支承点)确定。在传播到轿厢112 (图7)的振动的施振频率与有源运动衰减器的共振频率一致的情况下，能够阻隔该施振频率的振动。因此，如果结合施振频率的变化来变更重锤2的位置，则能够使施振频率与有源运动衰减器的共振频率始终一致。因此，在本实施方式中，控制装置10使用电机7进行重锤2的定位控制。控制装置10通过该控制，使输入到轿厢112的施振频率与有源运动衰减器的共振频率一致。因此，能够利用重锤2和弹性体I的反共振的效果，使传播到轿厢112(参照图7)的振动衰减。该控制成为了追随传播到轿厢112 (参照图7)的振动成分而使有源运动衰减器动作的反馈控制。图2示出控制流程图的一例。
[0033]在电梯行进时，从曳引机和/或绳索等向轿厢112 (参照图7)传播各种频率的振动。此外，对乘坐感受产生影响的频率和/或强度也是各种各样的。因此，在本实施方式中，将频率和强度处于一定条件的范围内作为控制对象。在该范围内，通过加速度传感器9进行振动的检测，进行加速度传感器9的检测值是否超过预先设定的阈值的判定。可以仅对强度设置阈值，也可以分别对强度和频率设置阈值。在检测值为阈值以下的情况下，判定为“不影响乘坐感受”，不进行控制。在检测值为阈值以上的情况下，判定为“影响乘坐感受”，将检测到的振动成分中的强度最强的成分作为对象来进行重锤2的位置控制。由此，重锤2相对于弹性体I的位置发生变化。其结果，输入到轿厢112(参照图7)的施振频率与有源运动衰减器的共振频率一致，因此能够通过弹性体I和重锤2的反共振的作用阻隔该施振频率的振动。此外，电梯根据时间段有时会持续连续行进，因此即使电梯停靠也在短暂期间内(t秒(t的值可任意设定))使重锤2在相同位置待机。由此，在接着开始了行进时，频率值近似的施振频率被输入到轿厢112(参照图7)的可能性高，因此能够提高开始超过阈值时的控制的追随性。
[0034]依照图2说明该控制的处理流程。在开始控制后，首先在步骤SI中，控制装置10使电机7进行驱动，使重锤2移动到基准位置。基准位置是预先设定的。这里，将基准位置设为槽3的中心位置与重锤2的中心位置一致的位置。接着，在步骤S2中，控制装置10使电机7停止，从而使重锤2在基准位置静止。重锤2通过弹性体I的齿轮4与重锤2的驱动齿轮6啮合而相对于弹性体I被固定。并且，弹簧8将重锤2的辊5按压至弹性体1，因此即使在弹性体I发生了振动的情况下，重锤2的位置也不发生变化。然后，在步骤S3中，控制装置10使用加速度传感器9进行传播到轿厢112 (参照图7)的振动的检测。在该检测中，可以进行振动的施振频率和强度双方的检测，也可以仅进行任意一方的检测。控制装置10进行加速度传感器9的检测值与预先设定的阈值的比较，在检测值为阈值以下的情况下，判定为“不影响乘坐感受”，并返回到步骤S2。在检测值为阈值以上的情况下，控制装置10判定为“影响乘坐感受”并进入到步骤S4。另外，在对施振频率和强度这双方分别设定了阈值的情况下，当施振频率或强度中的任意一方超过了阈值时，判定为“影响乘坐感受”。另一方面，在仅对强度(或者仅对施振频率)设定了阈值的情况下，当强度(或者施振频率)超过了阈值时，判定为“影响乘坐感受”。
[0035]在步骤S4中，控制装置10以输入到轿厢112 (参照图7)的施振频率与有源运动衰减器的共振频率一致的方式，进行应使重锤2移动到的位置的运算。控制装置10使用电机7使重锤2移动到通过该运算得到的位置处。在重锤2的移动后，停止电机7的驱动。由此，重锤2的位置被临时固定。接着，控制装置10在步骤S5中，再次使用加速度传感器9进行振动的检测，在检测值为阈值以上的情况下返回到步骤S4。这样，持续步骤S4的重锤2的位置控制，直到检测值变为阈值以下为止。由此，在本实施方式中，进行“振动的计测”一“控制运算”一“重锤的移动”一“振动的变化”一“振动的计测”一..?这一闭环的反馈控制。能够通过该反馈控制，使重锤2移动到输入到轿厢112 (参照图7)的施振频率与有源运动衰减器的共振频率一致的位置。控制装置10在步骤S5中确认到检测值变为了阈值以下后，进入到步骤S6。在步骤S6中，使用内置于控制装置10的计时器(未图示)，对从检测值变为了阈值以下的时刻起的经过时间进行计时。在步骤S7中，控制装置10判定计时时间是否在预先设定的t秒以内，当在t秒以内的情况下，进入到步骤S8。在步骤S8中，使重锤2在当前位置处原样静止。另一方面，如果计时时间超过了 t秒，则返回到步骤SI。这样，在重锤2的位置控制后的t秒期间内，使重锤2在相同位置待机，从而提高接下来开始行进时的控制的追随性。
[0036]如上所述，在实施方式I中，有源运动衰减器由弹性体I和重锤2构成，例如设置于以悬吊轿厢112(参照图7)的绳索的悬吊点等为代表的振动的传播路径上。此外，在本实施方式中，重锤2具有可任意变更与弹性体I之间的固定位置的机构(辊5、弹簧8、驱动齿轮6)。此外，在重锤2上设置有用于使重锤2移动的动力源(电机7)。此外，用于检测施振频率的检测装置(加速度传感器9)设置于重锤2的支承点附近的刚性高的位置。在传播到轿厢112 (参照图7)的振动高于规定的阈值的情况下，控制装置10进行用于使有源运动衰减器的共振频率与施振频率一致的运算，进行用于使重锤2移动的反馈输出。这样，利用反馈控制进行重锤2的位置控制，由此适当修正重锤2的位置，从而传播到轿厢112 (参照图7)的振动的施振频率成分与有源运动衰减器的共振频率可靠地一致。在本实施方式中，如上所述，能够通过使重锤2的位置可变，而任意变更有源运动衰减器的共振频率。由此，能够用I个有源运动衰减器应对各种频率，能够使传播到轿厢112 (参照图7)的振动良好且迅速可靠地衰减。
[0037]另外，列举图1所示结构的有源运动衰减器为例进行了说明，但也可以是后述的图6所示的实施方式4的结构(参照图6)。
[0038]实施方式2.[0039]作为容易传播到电梯的轿厢112 (参照图7)的振动成分，存在以下振动等:⑴以额定速度行进时恒定产生的振动；(2)在加/减速区间内根据速度发生变动的振动；(3)在上升时或下降时产生的振动；以及(4)在动力运转或再生运转时产生的振动。能够一定程度地掌握这些振动，因此能够通过学习行进模式和振动的产生状况，进行基于前馈的有源运动衰减器的控制。因此，在本实施方式中，对基于前馈的有源运动衰减器的控制进行说明。
[0040]另外，对于电梯的结构，与实施方式I相同，因此与实施方式I同样地参照图7，并在此省略其说明。此外，有源运动衰减器的结构可以是图1所示的实施方式I的结构，也可以是后述实施方式4的结构(参照图6)。
[0041]图3示出进行前馈控制的情况下的流程图。控制装置10的数据库中记录有在之前的电梯行进时学习的学习模式。在学习模式中，对于满足规定条件的振动(需要重锤2的位置控制的振动)，存储有传播到轿厢112(参照图7)的振动的施振频率和强度的变化、行进模式以及用于控制重锤2的电机7的控制模式。另外，行进模式中例如包含各楼层停靠行进、终端楼层行进、通常模式、残障人士用模式等行进条件的数据。此外，在学习模式中，对于不满足规定条件的振动(不需要重锤2的位置控制的振动)，存储有不需要控制的信息和此时的行进模式。
[0042]在本实施方式中，如图3所示，在开始了控制后，首先在步骤Sll中，控制装置10通过电机7使重锤2移动到基准位置，并使重锤2在基准位置静止。
[0043]此时，在轿厢112(参照图7)内或层站发生电梯的呼梯登记时，控制电梯运行的控制盘(未图示)依照当前的轿厢112 (参照图7)的位置和基于呼梯登记的目的地楼层，生成行进模式。在步骤S12中，将通过控制盘(未图示)生成的行进模式输入到控制装置10。
[0044]控制装置10在步骤S13、S14中，判定数据库的学习模式中是否存在如下的学习模式，该学习模式具有与在步骤S12中输入到控制装置10的行进模式的行进条件一致的行进条件。当存在一致的行进条件时，在步骤S15中判定该行进条件是否需要控制。在步骤S15中，对施振频率和/或强度预先设置阈值，在施振频率和/或强度超过了阈值的情况下判定为“需要控制”，否则则判定为“不需要控制”。
[0045]在步骤S14、S15的判定结果为行进条件是已学习的行进条件、且是不需要控制的行进条件的情况下，返回到步骤S13，不进行控制。此时，重锤2 —直在基准位置停止。
[0046]另一方面，在步骤S14的判定结果为行进条件不是已学习的行进条件的情况下，控制装置10进入到步骤S20，转移到学习模式。对学习模式进行说明。在学习模式中，控制装置10对在行进时传播到轿厢112 (参照图7)的振动预先设置阈值。对振动的施振频率和/或强度设定阈值。由此，通过加速度传感器9检测振动，对于振动的检测值超过了阈值的振动，学习行进模式和振动的产生状况，作为学习模式，在数据库中记录行进模式与振动变化之间的关系，并且生成和记录用于使振动衰减的对电机7的控制模式。此外，对于振动的检测值小于阈值的振动，作为学习模式，将不需要控制的信息和此时的行进模式记录到数据库中。
[0047]返回到图3的说明。在步骤S20中，控制装置10使用加速度传感器9，与行进模式(例如各楼层停靠或终端楼层行进等行进条件)对照而测定传播到轿厢112 (参照图7)的振动的施振频率和/或强度。由此，能够判定是否为给乘坐感受带来影响的振动。接着，在步骤S21中，控制装置10判定加速度传感器9的检测值是否超过了阈值。在检测值不超过阈值的情况下，控制装置10在步骤S24中判定为该行进条件不需要控制，将不需要控制的信息与行进模式一起记录到数据库中。
[0048]另一方面，在加速度传感器9的检测值超过了阈值的情况下，控制装置10在步骤S22中，将振动的施振频率、强度变化以及行进模式之间的关系作为学习模式记录到数据库中。另外，在步骤S21中存在多个检测值超过了阈值的振动成分的情况下，控制装置10在步骤S22中，仅针对该振动成分中的强度最强的振动成分，将行进模式、施振频率以及强度变化之间的关系记录到数据库中。此外，控制装置10在步骤S22中，针对记录到数据库的振动成分，以有源运动衰减器的共振频率与输入到轿厢112 (参照图7)的施振频率一致的方式，进行应使重锤2移动到的位置的运算，并生成电机7的控制模式。控制装置10在步骤S23中，将该控制模式作为学习模式，与行进模式等数据一起记录到数据库中。另外，在步骤S23、24中将学习模式记录到数据库后，返回到步骤S13。
[0049]此外，在步骤S14、S15的判定中判定为在步骤S12中输入的行进模式的行进条件与学习模式的行进条件一致、且需要控制的情况下，控制装置10在步骤S16中使用该学习模式的控制模式，与行进模式关联地实施对电机7的前馈控制。由此，有源运动衰减器的共振频率以与在行进时输入到轿厢112 (参照图7)的强度最强的振动成分的施振频率一致的方式发生变化，因此能够阻隔特定频率成分的振动。如上所述，在本实施方式中，进行如下的前馈控制，因此能够使所产生的振动更迅速地衰减，该前馈控制是指判定行进条件的类另O，根据行进条件的类别预测要产生的振动，并在产生该振动前，从学习模式中确定控制模式，进行重锤2的位置控制。另外，在步骤S16后，在步骤S17中，进行电梯是否已停靠的判定，在电梯已停靠的情况下，返回到步骤S16。如果电梯未停靠，则进入到步骤S18。
[0050]前馈控制使用之前的学习模式进行控制，因此在所输入的振动成分完全不发生变化的情况下是有效的。但是，一般而言，在电梯的情况下，考虑随着时效性的频率的微妙变化，或者即使没有频率变化也考虑到振动强度发生变动的可能性。因此，在前馈控制时，在步骤S18中判定传播到轿厢112 (参照 图7)的振动的施振频率及/或强度是否与学习模式的施振频率及/或强度的范围大致匹配。此时，在传播到轿厢112(参照图7)的振动的施振频率及/或强度从该范围偏离预先设定的规定幅度以上的情况下，在步骤S19中判断为不能很好地进行相对于振动的重锤2的控制，从数据库中删除学习模式(行进条件和控制模式)的记录，并在下次行进时重新学习。由此，还能够应对电梯的时效变化。
[0051]如上所述，在实施方式2中，与上述实施方式I同样，能够用I个有源运动衰减器应对多个频率，且能够使传播到轿厢112 (参照图7)的振动良好地衰减。此外，在本实施方式中，将控制模式作为学习模式记录到数据库中，该控制模式对照行进模式，以有源运动衰减器的共振频率与传播到轿厢112 (参照图7)的施振频率一致的方式，控制重锤2的位置。由此，在电梯的行进条件与数据库的学习模式的行进条件一致的情况下，控制装置10根据学习模式，结合电梯的行进进行重锤2的位置的前馈控制。由此，能够通过重锤2的位置控制使传播到轿厢112 (参照图7)的强度最高的振动成分衰减。在本实施方式中，进行如下的前馈控制，因此与进行反馈控制的实施方式I相比，能够使振动更迅速地衰减，该前馈控制进行行进条件的类别判别，并在该时刻从学习模式中检索控制模式。此外，在根据控制结果判定为没有良好地进行振动衰减的情况下，对学习模式进行重新学习，因此还能够应对电梯的时效变化。
[0052]实施方式3.[0053]在上述实施方式I和实施方式2中，叙述了进行以下控制的情况:通过用I个有源运动衰减器改变重锤2的位置，任意地控制反共振的频率，由此将可衰减的频率同样地设为可变。但是，实际上传播到电梯的振动是多种多样的，根据情况有时迫切需要一次阻隔多个要变动的频率成分。因此，在本实施方式中，叙述了在设置多个有源运动衰减器的情况下，将多个频率作为对象的控制的流程。
[0054]对于电梯的结构，与实施方式1、2相同，因此与实施方式1、2同样地参照图7，并在此省略其说明。此外，有源运动衰减器的结构可以是图1所示的实施方式I的结构，也可以是后述的实施方式4的结构(参照图6)。但是，在本实施方式中，设置有多个有源运动衰减器。例如图8的(b)所示，多个有源运动衰减器被并排固定于绳头重锤115。这里，将有源运动衰减器的个数设为η个。
[0055]图4是本实施方式中的流程图。图4示出了对多个频率应用图2所示的反馈控制的控制例。图4与图2的不同点在于，在图4中追加了步骤S30、S31。对于图4的步骤SI~S8的处理的内容，与图2的步骤SI~S8基本相同。
[0056]首先，如图4所示，在本实施方式中，与图2同样地进行步骤SI~S3的处理。当在步骤S3中判定为传播到轿厢112(参照图7)的振动的施振频率和强度为阈值以下的情况下，不会对乘坐感 受等产生影响，因此不需要实施控制。因此，不进行控制，从步骤S3返回到步骤S2。步骤SI~S3的处理与图2相同。
[0057]接着，在步骤S30中，判定检测值超过阈值的振动成分是I个还是多个。在检测值超过阈值的振动成分为I个的情况下，将该振动成分作为对象，进行与图2的步骤S4~S8相同的处理，从而进行重锤2的位置控制。
[0058]另一方面，在步骤S30中检测值超过阈值的振动成分为多个的情况下，进入到步骤S31。在步骤S31中，确认检测值超过阈值的振动成分有N个，对η/Ν个振动成分各分配η个有源运动衰减器，并独立进行控制。此外，在用η除以N时产生余数的情况下，如果设余数为R个，则对振动强度最强的振动成分分配(n/N+R)个有源运动衰减器。由此，能够一并控制对轿厢112(参照图7)产生较大影响的主成分的振动、和副成分的振动。在步骤S31的处理后，进入到步骤S5。步骤S5~S8的处理与图2相同。
[0059]另外，在N = η的情况，能够用I个有源运动衰减器阻隔I个振动成分。此外，在N > η的情况下，按照振动强度的顺序，对振动强度排在前面的η个振动成分每个分配I个有源运动衰减器，剩余的(N — η)个振动强度较低的频率成分不被作为控制对象。通过按照该条件对各个有源运动衰减器设置多个反馈控制的控制模式，能够针对在各种行进条件下产生的各种频率的振动，生成重锤2的位置控制的信息。
[0060]如上所述，在实施方式3中，能够得到与上述实施方式I相同的效果。并且，在实施方式3中，通过同时设置η个有源运动衰减器，将传播到轿厢112(参照图7)的特定振动成分中的超过阈值的振动作为对象，将具有强度排在前面N个的振动成分作为对象，对一个频率成分分配η/Ν个动态衰减器，将尾数(余数R个)的动态衰减器分配给强度最强的频率成分，由此能够同时控制多个频率成分的振动。
[0061]实施方式4.[0062]图5是对多个频率应用了图3所示的前馈控制的情况下的例子。图5与图3的不同点在于，在图5中，替代图3的步骤S22而设置了步骤S22A，替代图2的步骤S16而设置了步骤 S16 — 1、S16 — 2、..*、S16 —N。对于图 5 的步骤 Sll ~S15、S17 ~S21、S23、S24的处理内容，与图3的步骤Sll~S15、S17~S21、S23、S24基本相同。
[0063]此外，对于电梯的结构，与实施方式I~3相同，因此与实施方式I~3同样地参照图7，并在此省略其说明。此外，有源运动衰减器的结构可以是图1所示的实施方式I的结构，也可以是后述的实施方式4的结构(参照图6)。但是，在本实施方式中，设置有多个有源运动衰减器。这里，将有源运动衰减器的个数设为η个。
[0064]在本实施方式中，在开始电梯的控制后，进行与图3的步骤Sll?S15相同的处理，检查控制盘(未图示)所生成的行进模式的行进条件是否为已学习的行进条件，如果不符合，则进入到步骤S20，转移到学习模式。另一方面，在行进条件为已学习的行进条件的情况下，进一步实施是否为需要控制的行进条件的检查。如果不符合，则返回到步骤S13，不进行重锤2的位置控制，重锤2 —直停止在基准位置。到此为止的处理与图3相同。
[0065]在步骤S15中判定为是需要控制的行进条件的情况下，进入到步骤S16 — 1、S16 — 2、...、S16 — N。
[0066]在步骤S16 — 1、S16 — 2、...、S16 — N中，将振动成分(施振频率和/或强度)超过了阈值的各振动作为对象，生成多个前馈的控制模式，并根据这些模式独立控制多个有源运动衰减器。此时，当存在N个超过阈值的振动成分、并设置有η个有源运动衰减器的情况下，对各振动成分各分配η/Ν个有源运动衰减器。此外，在用η除以N时产生余数的情况下，如果设余数为R个，则对振动强度最强的振动成分分配(n/N+R)个有源运动衰减器。此外，在N = η的情况，能够用I个有源运动衰减器阻隔I个振动成分。此外，在Ν>η的情况下，按照振动强度的顺序，对振动强度排在前面的η个频率成分的每一个分配I个有源运动衰减器，剩余的(N — η)个振动强度较低的频率成分不被设为控制对象。通过按照该条件对各个有源运动衰减器设置多个前馈控制的控制模式，能够针对在各种行进条件下产生的各种频率的振动，生成重锤2的位置控制的信息。
[0067]步骤S17?S19的处理与图3的步骤S17?S19相同。
[0068]另外，在步骤S14中判定为不存在之前的学习模式的情况下，进行与图3的步骤S20相同的处理，对照行进模式对施振频率和强度实施测定。接着，进行与图3的步骤S21相同的处理。即，判定在步骤S20所测定出的振动成分中，是否存在超过预先设定的阈值的振动成分(施振频率和/或强度)。如果存在这样的振动成分，则进入到步骤S22A，如果不存在，则进入到步骤S24。
[0069]当存在强度超过了阈值的频率成分时，控制装置10在步骤S22A中，将施振频率及强度的变化与行进模式之间的关系记录到数据库中。另外，当在步骤S21中判断为存在I个以上施振频率和/或强度超过阈值的振动成分的情况下，控制装置10在步骤S22A中，在该频率成分中按照强度从强到弱的顺序，仅针对强度排在前面的N个振动成分，将施振频率和/或强度的变化与行进模式之间的关系记录到数据库中。此外，控制装置10在步骤S22A中，针对记录到数据库的振动成分，以有源运动衰减器的共振频率与输入到轿厢112(参照图7)的施振频率始终一致的方式，进行应使重锤2移动到的位置的运算，并根据该位置生成控制模式。控制装置10在步骤S23中，将该控制模式也作为学习模式进一步记录到数据库中。因此，数据库所记录的学习模式中包含施振频率和强度的变化、行进模式和控制模式。
[0070]步骤S24的处理与图3的步骤S24相同。
[0071]如上所述，在实施方式4中，能够得到与上述实施方式1、2相同的效果。并且，在实施方式4中，通过同时设置η个有源运动衰减器，将传播到轿厢112(参照图7)的特定振动成分中的超过阈值的振动作为对象，将强度排在前面N个的振动成分作为对象，对一个频率成分分配η/Ν个有源运动衰减器，将尾数(余数R个)的动态衰减器分配给强度最强的频率成分，由此能够同时控制多个频率成分的振动。
[0072]实施方式5.[0073]图6是示出了实施方式5的有源运动衰减器的结构的图。图1所示的实施方式I使用了平板状的弹性体1，与此相对，在图6中使用了棒状的弹性体1Α。弹性体IA具有弹性。此外，弹性体IA通过螺栓和螺母116以悬臂式被固定到轿厢112(参照图7)。在弹性体IA上设置有重锤2。重锤2在通常时相对于弹性体IA被固定位置，但也可以通过电机7 (驱动单元)进行移动。
[0074]在本实施方式中，如图6的(a)所示，并排设置了两根弹性体1A。这些弹性体IA被固定到轿厢112(参照图7)。弹性体IA可以通过螺栓和螺母116(参照图1)等直接固定到轿厢112(参照图7)，也可以如图6的(b)所示，借助具有T字型的侧面形状的支承部件等固定到轿厢112(参照图7)。弹性体I可以设置于轿厢112(参照图7)的任意部位，但优选设置在被传播到轿厢112(参照图7)的振动的传播路径上。作为振动的传播路径，可列举悬吊轿厢112(参照图7)的绳索111(参照图7)的悬吊点等作为例子。因此，在本实施方式中，经由绳头重锤115(参照图7)将弹性体I固定到绳索111 (参照图7)的端部(参照图7)。另外，在以下的说明中，将弹性体IA被固定到绳头重锤115(参照图8)的部位称作“支承点”。
[0075]在弹性体IA中的一方形成有槽3A。弹性体IA的另一方没有槽3A。槽3A以相对于弹性体IA的轴向具有预先设定的角度的方式，在弹性体IA的表面呈螺旋状地形成。对具有槽3A的弹性体IA设置有电机7。在图6的例子中，电机7设置于具有槽3A的弹性体IA的支承点附近。此外，设置于重锤2的引导部件(未图示)构成为与槽3A啮合。由此，通常时重锤2的位置相对 于弹性体IA被固定。
[0076]在使重锤2移动时，如果使电机7进行驱动，则弹性体IA的槽3A旋转，因此重锤2要与弹性体IA —起旋转。但此时，未设置槽3A的弹性体IA约束重锤2的旋转，因此重锤2的引导部件沿着槽3A的旋转受到反作用力，由此重锤2在弹性体IA的轴向上移动。由此，在本实施方式中，重锤2被两根弹性体IA和槽3A引导着进行移动。因此，在本实施方式中，槽3A设置于弹性体1A，构成了引导重锤2的移动的引导单元。
[0077]在该结构中，通过弹性体IA和槽3A的综合的刚性以及重锤2的位置确定有源运动衰减器的共振频率，因此通过电机7的旋转任意变更重锤2的位置，由此能够调整共振频率，从而有源运动衰减器的功能成立。
[0078]在图1的实施方式I中，记载了将加速度传感器9 (振动检测单元)设置在重锤2，来确认有源运动衰减器自身的频率特性的例子。另一方面，在图6的实施方式5中，记载了将加速度传感器9A设置到弹性体IA的支承点附近的刚性较高的部位的例子。在图6的例子中，将加速度传感器9A设置于未设置槽3A的弹性体IA的支承点附近。但是，如果组合使用图1的加速度传感器9和图6的加速度传感器9A，则能够观测有源运动衰减器自身的振动状况和有源运动衰减器的固定点附近的振动状况，因此可以设置于两方。加速度传感器9A与控制装置10 (控制单元)连接，将检测值发送到控制装置10。对于其他动作和结构，与上述实施方式I~4相同。本实施方式5的有源运动衰减器还能够应用于在上述实施方式I?4中所说明的反馈控制和前馈控制中的任意一个。
[0079]如上所述，在实施方式5中，利用在实施方式I?4所说明的反馈控制和前馈控制中的任意一个控制方法进行重锤2的位置控制，由此能够任意控制有源运动衰减器的共振频率。由此，能够用I个有源运动衰减器应对多个频率，能够使传播到轿厢112 (参照图7)的振动良好地衰减。
[0080]另外，在上述实施方式I?5中，记载了将有源运动衰减器固定设置于悬吊轿厢112(参照图7)的绳索111(参照图7)的悬吊点(绳头重锤115)的例子，但是不限于此。只要处于被传播到轿厢112(参照图7)的振动的传播路径上，则有源运动衰减器可以设置于任意场所。
[0081]此外，在上述实施方式3和4中，假定了设置I个控制装置的情况。但是，当然也可以通过设置多个控制装置，并设置更多的有源运动衰减器，来实施更有效的振动控制。
[0082]此外，说明了在上述实施方式1、3中进行反馈控制，在实施方式2、4中进行前馈控制，但也可以组合反馈控制和前馈控制。
[0083]标号说明
[0084]1:弹性体；2:重锤；3:槽；4:齿轮；5:棍；6:驱动齿轮；7:电机；8:弹簧；9:加速度传感器；10:控制装置；111:绳索；112:轿厢；113:对重；114:驱动绳轮；115:绳头重锤；116:螺栓和螺母。
【权利要求】
1.一种有源运动衰减器，其特征在于，该有源运动衰减器具有: 弹性体，其被悬臂支承于电梯轿厢； 重锤，其以可动方式设置于所述弹性体； 引导单元，其设置于所述弹性体，对所述重锤的移动进行引导； 驱动单元，其使所述重锤移动； 振动检测单元，其设置于所述重锤主体或所述弹性体的支承点附近，检测传播到所述电梯轿厢的振动成分；以及 控制单元，其生成用于所述重锤的位置控制的控制模式，并根据所述控制模式控制所述电机的驱动， 所述控制单元在根据来自所述振动检测单元的检测信号判定为传播到所述电梯轿厢的振动成分高于预先设定的阈值时，以使得通过所述重锤和所述弹性体的反共振而产生的共振频率与传播到所述电梯轿厢的所述振动成分的施振频率一致的方式，进行所述重锤的位置控制。
2.根据权利要求1所述的有源运动衰减器，其特征在于， 所述控制单元根据来自所述振动检测单元的检测信号，以使得通过所述重锤和所述弹性体的反共振而产生 的共振频率与传播到所述电梯轿厢的所述振动成分的施振频率一致的方式，通过反馈控制生成所述控制模式。
3.根据权利要求1所述的有源运动衰减器，其特征在于， 所述控制单元将在之前的电梯运行中产生的振动成分作为对象而生成的控制模式作为学习模式，并将其与此时的行进条件一起记录到数据库中， 所述控制单元进行当前的行进条件是否与所述数据库内的所述学习模式的行进条件中的任意一个一致的判定，当存在一致的行进条件的情况下，使用所述学习模式的控制模式，以使得通过所述重锤和所述弹性体的反共振而产生的共振频率与传播到所述电梯轿厢的所述振动成分的施振频率一致的方式进行前馈控制。
4.根据权利要求1~3中的任意一项所述的有源运动衰减器，其特征在于， 对一个电梯轿厢设置有η个所述有源运动衰减器， 将传播到所述电梯轿厢的振动成分中的、强度排在前面N个的振动成分作为对象，对I个振动成分分配η/Ν个所述有源运动衰减器，将作为尾数的所述有源运动衰减器分配给所述振动成分中强度最强的振动成分，由此同时控制多个振动成分的振动。
5.根据权利要求1~4中的任意一项所述的有源运动衰减器，其特征在于， 所述驱动单元设置于所述重锤。
6.根据权利要求1~4中的任意一项所述的有源运动衰减器，其特征在于， 所述驱动单元设置于所述弹性体的支承点或支承点附近。
7.一种电梯的振动控制方法，所述电梯使用了具有以下部件的有源运动衰减器:弹性体，其被悬臂支承于电梯轿厢；重锤，其以可动方式被设置于所述弹性体；引导单元，其对所述重锤的移动进行引导；以及驱动单元，其使所述重锤移动，所述电梯的振动控制方法的特征在于，其包括: 振动检测步骤，检测传播到所述电梯轿厢的振动成分； 阈值判定步骤，根据所述振动检测步骤的检测结果，进行传播到所述电梯轿厢的振动成分是否高于预先设定的阈值的判定； 位置运算步骤，在通过所述阈值判定步骤判定为传播到所述电梯轿厢的振动成分高于预先设定的阈值时，以使得通过所述重锤和所述弹性体的反共振而产生的共振频率与传播到所述电梯轿厢的所述振动成分的施振频率一致的方式，运算所述重锤相对于所述弹性体的位置；以及 重锤移动步骤，使所述驱动单元进行驱动，并通过所述引导单元的引导，使所述重锤移动到在所述位置运算步 骤中运算出的位置。
【文档编号】B66B1/06GK103987647SQ201180075447
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2011年12月13日 优先权日:2011年12月13日
【发明者】佐久间洋一 申请人:三菱电机株式会社