本申请是国际专利申请，其要求2016年11月20日提交的62/258,140的优先权，所述申请整体并入本文。
所公开的实施方案的技术领域
本公开总体上涉及制动和/或安全系统，并且更具体来说涉及一种电子安全致动器。
所公开的实施方案的背景
诸如电梯系统的一些机器包括安全系统，所述安全系统用于在机器以超速旋转时或电梯桥厢以超速行进时响应于不工作的部件使机器停止。常规的安全系统包括需要功率以积极地致动安全机构的主动应用安全系统或需要功率以将安全系统维持在保持操作状态中的被动应用安全系统。虽然被动应用安全系统提供功能性的增加，但是这类系统通常需要大量功率以便将安全系统维持在保持操作状态中，从而大大增加了机器的能量需求和操作成本。此外，被动应用安全系统通常由于在操作期间功率需求较大而具有较大部件，这对机器的总体大小、重量和效率产生不利影响。因此，需要具有降低的复杂性和减小的功率需求以可靠地操作的更为鲁棒的安全系统。
所公开的实施方案的概述
在一个方面，提供一种用于包括轿厢和导轨的电梯系统的可选择性操作的制动装置。所述制动装置包括：安全制动器，所述安全制动器设置在所述轿厢上，并且适于在从非制动状态移动到制动状态中时楔靠着所述导轨；杆，所述杆可操作地联接到所述安全制动器，所述杆被配置来使所述安全制动器在所述非制动状态和所述制动状态之间移动；磁性制动器，所述磁性制动器可操作地联接到所述杆并且设置成邻近所述导轨，所述磁性制动器被配置来在接合位置与非接合位置之间移动，当在所述轿厢运动的同时处于接合位置中时，所述磁性制动器使所述杆在某个方向上移动，从而使所述安全制动器从所述非制动状态移动到所述制动状态中；以及电磁部件。所述电磁部件被配置来以保持力将所述磁性制动器保持在所述非接合位置中。
在实施方案中，所述制动装置还包括与所述电磁部件电通信的安全控制器，所述安全控制器被配置来控制所述保持力。在任一实施方案中，所述电磁部件被配置来在发生所述保持力减小和消除中的至少一个时将所述磁性制动器释放到所述接合位置中。在任一实施方案中，所述保持力与所述磁性制动器对所述电磁部件的磁吸引协作，以便将所述磁性制动器保持在所述非接合位置中。
在以上实施方案中的任一个中，所述制动装置还包括偏置构件，所述偏置构件被配置来沿平行于致动轴线的方向将所述磁性制动器移动到所述接合位置中。在以上实施方案中的任一个中，所述制动装置还包括设置在所述磁性制动器与所述电磁部件之间的垫片构件，当所述磁性制动器处于所述轨道非接合位置中时，所述垫片构件具有比所述磁性制动器与所述导轨之间的距离大的厚度。在以上实施方案中的任一个中，所述电磁部件包括被配置来接触所述磁性制动器的电磁部件接触区域，所述磁性制动器包括被配置来接触所述导轨的磁性制动器接触区域，所述磁性制动器接触区域比所述电磁部件接触区域大。在任一实施方案中，所述安全控制器被进一步配置来在发生所述保持力减小和消除中的至少一个之后增加所述保持力，以使所述磁性制动器返回到所述导轨非接合位置。
在本公开的另一方面中，提供一种可选择性操作的磁性制动系统。所述制动系统包括：安全制动器，所述安全制动器设置在机器上，并且适于在从非制动状态移动到制动状态中时阻止所述机器移动；磁性制动器，所述磁性制动器设置成邻近所述机器，所述磁性制动器被配置来在接合位置与非接合位置之间移动，当在所述机器运动的同时处于所述接合位置中时，所述磁性制动器进行移动，从而使所述安全制动器从所述非制动状态移动到所述制动状态中；以及电磁部件，所述电磁部件被配置来以保持力将所述磁性制动器保持在所述非接合位置中。
在实施方案中，所述制动系统还包括与所述电磁部件电通信的安全控制器，所述安全控制器被配置来控制所述保持力。在任一实施方案中，所述电磁部件被配置来在发生所述保持力减小和消除中的至少一个时将所述磁性制动器释放到所述接合位置中。在任一实施方案中，所述保持力与所述磁性制动器对所述电磁部件的磁吸引协作，以便将所述磁性制动器保持在所述非接合位置中。
在以上实施方案中的任一个中，所述制动系统还包括偏置构件，所述偏置构件被配置来沿平行于致动轴线的方向将所述磁性制动器移动到所述接合位置中。在以上实施方案中的任一个中，所述制动系统还包括设置在所述磁性制动器与所述电磁部件之间的垫片构件，所述垫片构件具有比所述磁性制动器在所述接合位置与所述非接合位置之间沿着平行于致动轴线的方向行进的距离大的厚度。在以上实施方案中的任一个中，所述电磁部件包括被配置来接触所述磁性制动器的电磁部件接触区域，所述磁性制动器包括在与所述电磁部件相反的一侧处的磁性制动器接触区域，所述磁性制动器接触区域比所述电磁部件接触区域大。在任一实施方案中，所述安全控制器被进一步配置来在发生所述保持力减小和消除中的至少一个之后增加所述保持力，以使所述磁性制动器返回到所述非接合位置。
在本公开的另一方面中，提供一种电梯系统。所述电梯系统包括：井道；导轨，所述导轨设置在所述井道中；轿厢，所述轿厢由轿厢框架可操作地联接到所述导轨以在所述井道中向上和向下行进；安全制动器，所述安全制动器设置在所述轿厢上，并且适于在从非制动状态移动到制动状态中时楔靠着所述导轨；杆，所述杆可操作地联接到所述安全制动器，所述杆被配置来使所述安全制动器在所述非制动状态与所述制动状态之间移动；磁性制动器，所述磁性制动器可操作地联接到所述杆并且设置成邻近所述导轨，所述磁性制动器被配置来在接合位置与非接合位置之间移动，当在所述轿厢运动的同时处于所述接合位置中时，所述磁性制动器使所述杆在某个方向上移动，从而使所述安全制动器从所述非制动状态移动到所述制动状态中；以及电磁部件，其中所述电磁部件被配置来以保持力将所述磁性制动器保持在所述非接合位置中。
附图简述
通过结合附图参考以下对本公开的各种示例性实施方案的描述，本文所含的实施方案以及其他特征、优点和公开内容以及获得它们的方式将变得显而易见，并且本公开将得到更好的理解，在附图中：
图1是采用机械调速器的电梯系统的示意图；
图2是根据本公开的实施方案的处于非接合位置中的电子安全致动器的示意性剖视图；
图3是根据本公开的实施方案的处于接合位置中的电子安全致动器的示意性侧视图；
图4是根据本公开的实施方案的处于接合位置中的电子安全致动器的示意性剖视图；
图5是根据本公开的实施方案的处于非接合位置中的电子安全致动器的示意性剖视图；
图6是根据本公开的实施方案的电子安全致动器的示意性侧正视图；
图7是根据本公开的实施方案的处于非接合位置中的图6的电子安全致动器的示意性剖视图；
图8是根据本公开的实施方案的处于非接合位置中的电子安全致动器的示意性剖视图；并且
图9是根据本公开的实施方案的处于非接合位置中的电子安全致动器的示意性剖视图。
所公开的实施方案的详述
出于促进对本公开原理的理解的目的，现将参考附图中所示的实施方案，并且将使用特定语言来描述所述实施方案。然而，应理解，不意图由此对本公开的范围进行限制。
图1示出总体上以10指示的电梯系统。电梯系统10包括线缆12、轿厢框架14、轿厢16、滚针导轨18、导轨20、调速器22、安全装置24、连杆机构26、杠杆28和提升杆30。调速器22包括调速器绳轮32、绳索环34和张紧绳轮36。线缆12连接到井道内的轿厢框架14和配重(未在图1中示出)。附接到轿厢框架14的轿厢16通过由通常位于井道顶部处的机房中的电梯驱动器(未示出)借助线缆12传输到轿厢框架14的力而在井道中上下移动。滚针导轨18附接到轿厢框架14以引导轿厢16沿着导轨20在井道中上下移动。调速器绳轮32安装在井道的上端处。绳索环34部分地围绕调速器绳轮32并且部分地围绕张紧绳轮36(在此实施方案中位于井道的底端处)缠绕。绳索环34还在杠杆28处连接到电梯轿厢16，从而确保调速器绳轮32的角速度与电梯轿厢16的速度正相关。
在图1所示的电梯系统10中，如果轿厢16在井道内行进时超过了设定的速度，那么调速器22、位于机房中的机电制动器(未示出)以及安全装置24作用来使电梯轿厢16停止。如果轿厢16达到超速条件，那么首先触发调速器22来接合开关，所述开关继而切断电梯驱动器的功率并且使制动器落下以阻止驱动绳轮(未示出)移动，从而阻止轿厢16移动。然而，如果线缆12断裂或轿厢16以其他方式经历不受制动器影响的自由落体状况，那么调速器22然后可作用来触发安全装置24以阻止轿厢16移动。除接合开关以使制动器落下之外，调速器22还释放夹紧调速器绳索34的离合装置。调速器绳索34通过机械连杆机构26、杠杆28和提升杆30连接到安全装置24。当轿厢16继续其不受制动器影响的下降时，现在由致动的调速器22阻止移动的调速器绳索34拉紧操作杆28。操作杆28通过移动连接到提升杆30的连杆机构26来“设置”安全装置24，所述提升杆30致使安全装置24与导轨20接合以使轿厢16停止。
图2示出处于非接合位置中的电梯安全系统的电子安全致动器40的实施方案。电子安全致动器40包括电磁部件42和磁性制动器44。电磁部件42包括设置在外壳50内的线圈46和芯48。安全控制器68与电磁部件42电通信，并且被配置来控制对电磁部件42的电力供应。在所示的实施方案中，电子安全致动器40还包括至少一个偏置构件52。图2的实施方案示出被配置来提供排斥力58以沿平行于致动轴线a的方向移动磁性制动器44的两个偏置构件52。一个实施方案的偏置构件52为压缩弹簧。磁性制动器44包括第一端60、支持器90和设置在第二端64上的制动部分62。磁体66被设置成在磁性制动器44内或与其邻近，并且被配置来在非接合位置中将磁性制动器44磁性地联接到电磁部件42，而在接合位置中将磁性制动器44磁性地联接到系统的铁磁或顺磁部件(例如，导轨20)。电磁部件42被配置来以保持力54将磁性制动器44保持在非接合位置中。磁性制动器44提供沿朝向电磁部件42的方向的磁吸引力56，以便进一步将磁性制动器44保持在非接合位置中。
例如，在图2所示的非接合位置中，当安全控制器68向电磁部件42的线圈46供应电能时，磁性制动器44利用保持力54通过芯48吸引并保持到电磁部件42。另外，磁性制动器44向电磁部件42的磁吸引力56以相加的方式与保持力54组合以将磁性制动器44保持在非接合位置中。在图2的实施方案中，偏置构件52提供排斥力58以抵抗组合的磁吸引力56和保持力54。在实施方案中，保持力54是相对低的。所示的实施方案的保持力54比磁吸引力56和排斥力58中的每一个都低。在实施方案中，排斥力58比磁吸引力56大，但是磁吸引力56和保持力54的组合超过排斥力58，以便将磁性制动器44保持在非接合位置中。在实施方案中，安全控制器68被配置来在(例如)如下所述识别到超速状况时通过减小供应到电磁部件42的电能的量来减小保持力54。在保持力54减小时，电磁部件42被配置来将磁性制动器44释放到接合位置中，如图3和图4所示并且如下文所进一步描述。
在电梯轿厢16沿向下方向出现超速状况的情况下，控制器68通过减小或消除供应到电磁部件42的电能的量来减小或消除电磁部件42的保持力54。因此，由偏置构件52施加的排斥力58现在足够大以朝向导轨20将磁性制动器44推进到轨道接合位置中，如图3和图4所示。
在图3和图4所示的轨道接合位置中，磁性制动器44磁性地附接到导轨20。图3示出附接的磁性制动器44在随着导轨20相对于下降的电梯轿厢16向上移动之后定位于电磁部件42上方。磁性制动器44通过杆或小型连杆80可操作地联接到安全制动器24，如图3所示。由于磁性制动器44相对于下降的电梯轿厢16相对向上移动，因此处于轨道接合位置中的磁性制动器44沿向上的方向推动安全制动器24。当磁性制动器44沿向上的方向推动安全制动器24时，安全制动器24接合导轨20。在磁性制动器44和杆80向上移动时，安全制动器24的楔形部分82允许安全制动衬块84朝向导轨20移动并与其接合，如图3所示。
在未示出的另一实施方案中，电子安全致动器40和安全制动器24集成到单个组件中。在未示出的一个实施方案中，在电子安全致动器40和安全制动器24的单个组件中删去杆或小型连杆80。当准备好返回到非接合位置时，轿厢16向上移动，以允许重设电子安全致动器40和安全制动器24。在操作安全控制器68向电磁部件42增加或接通保持力54时，磁性制动器44从接合位置返回到非接合位置。
现在参考图5，电子安全致动器40的实施方案包括设置在磁性制动器44与电磁部件42之间的至少一个垫片构件74。磁性制动器44包括支持器90和磁体66。一个或多个实施方案的垫片构件74由非磁性材料构成。垫片构件74使磁性制动器44与电磁部件42以标称第一距离d1分离，并且将磁性制动器44放置在距离导轨20标称第二距离d2内。在实施方案中，第一距离d1比第二距离d2大。因此，当由电磁部件42施加的保持力54减小或消除时，由于相比于第一端60到电磁部件42，第二端64更靠近导轨20，因此磁性制动器44被朝向导轨20推进。此差别距离d1-d2形成与图3和图4中由偏置构件52施加的排斥力58类似的排斥力58，以朝向导轨20将磁性制动器44推进到轨道接合位置中。为使磁性制动器44与电磁部件42以第一距离d1分离，垫片构件74具有等于d1的厚度。在操作安全控制器68向电磁部件42增加或接通保持力54时，磁性制动器44从接合位置返回到非接合位置。
现在参考图6和图7，示出电子安全致动器40的实施方案。图6是电子安全致动器40的侧面示意图，而图7是示出电磁部件42以及具有支持器90和磁体66的磁性制动器44的顶部示意图。如图6所示，电磁部件42具有被配置来接触磁性制动器44的电磁部件接触区域a1。电磁部件接触区域a1仅占据磁性制动器44的第一端60的较大表面的一部分。因此，接触区域a1的磁吸引力56与电磁部件42的表面积成比例。如图6的侧视图中所示，磁性制动器44包括被配置来接触导轨20的磁性制动器接触区域a2。磁性制动器接触区域a2跨与接触区域a1相比大得多的表面积接触导轨20。更大的磁性接触区域通常将导致接触区域与邻近铁磁或顺磁对象之间的更大的磁力。磁性制动器接触区域a2比电磁部件接触区域a1大，从而提供磁性制动器44的朝向导轨20的排斥力58。与图3和图4中由偏置构件52所施加的排斥力58以及图5中的差别距离d2-d1类似，差别接触区域a2-a1形成排斥力58，以朝向导轨20将磁性制动器44推进到轨道接合位置中。类似于以上所述的实施方案，当由电磁部件42施加的保持力54减小或消除时，由于第一端60处的电磁部件接触区域a1比第二端64处的磁性制动器接触区域a2小，因此磁性制动器44被朝向导轨20推进。在操作安全控制器68向电磁部件42增加或接通保持力54时，磁性制动器44从接合位置返回到非接合位置。
现在参考图8，电子安全致动器40的实施方案包括设置在磁性制动器44与电磁部件42之间的构件75。在实施方案中，构件75为可移动的铁磁板，如图8所示。支持器90设置在构件75与磁体66之间。在实施方案中，支持器90包括非磁性材料，而磁性制动器44包括铁磁或顺磁材料。偏置构件52延伸穿过电磁部件42的中心位置。在实施方案中，偏置构件52为可移动的柱塞。图8示出处于非接合位置中的电子安全致动器40。类似于以上所述的实施方案，当由电磁部件42施加的保持力54减小或消除时，磁性制动器44由于偏置构件52而被朝向导轨20推进。在操作安全控制器68向电磁部件42增加或接通保持力54时，磁性制动器44从接合位置返回到非接合位置。
现在参考图9，电子安全致动器40的实施方案包括与电磁部件42间隔开的磁性制动器44。在实施方案中，磁性制动器44包括铁磁或顺磁材料，并且包括至少一个磁体66。偏置构件52延伸穿过电磁部件42的中心位置，如图9所示。在实施方案中，偏置构件52为用于将磁性制动器44移动成与导轨20接触的可移动的柱塞。图9示出处于非接合位置中的电子安全致动器40。类似于以上所述的实施方案，当由电磁部件42施加的保持力54减小或消除时，磁性制动器44由于偏置构件52而被朝向导轨20推进。在操作安全控制器68向电磁部件42增加或接通保持力54时，磁性制动器44从接合位置返回到非接合位置。
虽然电子安全致动器40的实施方案被示出为与电梯系统10一起使用，但应理解，电子安全致动器40可适用于任何大冲程范围的应用，举几个非限制性实例来说，诸如旋转布置和线性布置机器。
本公开包括确保电子安全致动器40在电梯系统10失去功率时进行致动的益处。包括被动磁体66以帮助克服排斥力58减小了所需的电感应保持力54的量。因为在安全致动器40处于非接合位置中时在长操作持续时间内提供保持力54，但是本公开的所示实施方案的保持力54是低的，所以本公开的电子安全致动器40在维持最佳功能性的同时减小了操作功率需求。此外，因为用于维持电子安全致动器40的非接合位置的功率减小，所以可使用较小电磁部件来供应功率和散热。本公开实施方案的较小部件在通过减小总体系统重量提高机器效率的同时允许较紧凑的组装。
虽然已在附图和前述描述中详细地示出并描述了本公开，但附图和前述描述在性质上应被视为说明性的而非限制性的，应理解，仅示出并描述了某些实施方案，并且希望保护处于本公开的精神内的所有改变和修改。