一种基于流体的自平衡电梯系统的制作方法

1.本发明涉及电梯设备技术领域，特别地是一种基于流体的自平衡电梯系统。


背景技术：

2.1、现阶段技术对于曳引式电梯，为减少曳引机的功率，需要在曳引轮的一侧配置用于平衡轿厢重量的对重，对重由对重框架与对重块组成。由于轿厢侧的重量是随轿内负载变化的，而对重块数量是固定的，因此无法随时做到曳引轮两侧的重量始终相等并处于完全平衡状态。
3.2、现阶段技术对于电梯轿厢，由于对重布置的位置以及补偿装置、随行电缆等悬挂物体施加在轿厢侧的重量不是均匀分布在整个轿厢面积上的，轿厢在空载时可能已经出现偏载。当电梯使用过程中，如果负载集中在轿厢某一侧(如乘客进入轿厢后倚靠在后侧)，容易导致轿厢偏载更加严重，会加速导靴磨损，降低导靴寿命，进而容易导致轿厢震动加剧，影响乘客承载舒适度；也会导致电梯实际载重没达到额定载重量而电梯提示超载的情况。为此，可以在轿厢侧增加用于调平轿厢重心的配重块。轿厢调平后，配重块数量及位置一般是固定不变的。
4.3、根据第1点，轿厢侧与对重侧的重量一般会维持在一个稳定的平衡关系，当发生停电困梯时，如果轿厢重量和对重重量持平或相近，救援人员需要耗费比较大的力去转动盘车手轮才能上下移动轿厢实施救援
5.对重重量由对重架和对重块提供，传统对重块为固体，数量一般是固定的。由于轿厢侧的重量会根据轿内负载变化，曳引机需要带动轿厢与对重重量之差才能使轿厢上下运动。当轿厢空载下行的时候，主机需要耗费很大的功率去拖动对重。在电梯使用过程中，配重块不能根据轿厢负载的分布动态调整轿厢的平衡。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种基于流体的自平衡电梯系统，采用流体作为对重物，实时对轿厢、对重实现自动平衡，采用流体作为轿厢配重物，实时对轿厢偏载实现自动配平；采用流体作为对重物，可依靠排出流体，快速改变轿厢或对重重量，破坏轿厢与对重的平衡，辅助救援。
7.本发明通过以下技术方案实现的：
8.一种基于流体的自平衡电梯系统，包括轿厢和对重；其中：所述轿厢和所述对重上均安装有称重装置、驱动装置、伸缩管装置和蓄水装置；所述称重装置用于监测轿厢或对重各自的重量；所述称重装置分别与所述驱动装置和所述伸缩管装置电连接；所述驱动装置与所述伸缩管装置传动连接；所述驱动装置用于驱动所述伸缩管装置伸长，使其靠近设置在井道上多个不同高度的水槽；所述蓄水装置通过所述伸缩管装置与所述水槽连通。
9.进一步地，所述伸缩管装置包括伸缩管、水带和抽水泵；所述水带安装于所述伸缩管上；所述抽水泵安装于所述水带的一端；所述水带的另一端与所述蓄水装置连接；所述抽
水泵与所述称重装置电连接。
10.进一步地，所述蓄水装置包括蓄水箱、排水泵和液位传感器；所述排水泵安装于所述水带的另一端；所述蓄水箱通过所述水带与所述水槽连通；所述液位传感器安装于所述蓄水箱内壁上；所述液位传感器与所述排水泵电连接。
11.进一步地，所述轿厢底部安装有多点压力检测装置，用于监测上轿底各点的压力大小、判断轿厢负载的分布。
12.进一步地，所述轿厢的蓄水箱通过封板分隔成多个水箱；每一水箱内对应设置有电动阀门和水管；所述电动阀门可以打开或关闭，通过所述水管实现对不同的水箱注水，从而改变所述蓄水箱中流体体积的分布，依靠流体的重量分布实现轿厢配重的自调节。
13.进一步地，所述水槽之间通过水槽间连接水管和阀门实现连通；所述水槽内壁设置有所述液位传感器；所述液位传感器与所述阀门电连接。
14.本发明的有益效果：
15.本发明通过在轿厢和对重上分别安装有称重装置、驱动装置、伸缩管装置和蓄水装置，采用流体作为对重物，实时对轿厢、对重实现自动平衡，解决了传统对重块为固体，数量一般是固定的。由于轿厢侧的重量会根据轿内负载变化，曳引机需要带动轿厢与对重重量之差才能使轿厢上下运动。当轿厢空载下行的时候，主机需要耗费很大的功率去拖动对重的技术问题；采用流体作为轿厢配重物，实时对轿厢偏载实现自动配平；解决了在传统电梯使用过程中，配重块不能根据轿厢负载的分布动态调整轿厢的平衡的技术问题；采用流体作为对重物，可依靠排出流体，快速改变轿厢或对重重量，破坏轿厢与对重的平衡，辅助救援，提高了救援效率。
附图说明
16.图1是本发明实施例基于流体的自平衡电梯系统的结构示意图；
17.图2是本发明实施例轿厢吸取流体的原理图；
18.图3是本发明实施例轿厢对重重量自平衡的原理图；
19.图4是本发明实施例轿厢配重自平衡前的原理图；
20.图5是本发明实施例轿厢配重自平衡时的原理图；
21.图6是本发明实施例轿厢配重自平衡的俯视图；
22.图7是本发明实施例轿厢配重自平衡的侧视图；
23.图8是本发明实施例水槽中流体的补充的结构示意图；
24.图9是本发明实施例轿厢对重重量自平衡的流程图；
25.图10是本发明实施例轿厢配重自平衡的流程图；
26.图11是本发明实施例水槽中流体的补充的流程图。
27.附图中：1-称重装置；2-驱动装置；3-伸缩管装置；4-水带；5-抽水泵；6-水槽；7-蓄水箱；8-排水泵；9-液位传感器；10-多点压力检测装置；11(11-1；11-2；11-3；11-4)-电动阀门；12-水管；13-隔板；14-水槽间连接水管；15-阀门。
具体实施方式
28.下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施
例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
29.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、上端、下端、顶部、底部
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
32.参照图1至图8，一种基于流体的自平衡电梯系统，包括轿厢和对重；其中：所述轿厢和所述对重上均安装有称重装置1、驱动装置2、伸缩管装置3和蓄水装置；所述称重装置1用于监测轿厢或对重各自的重量；所述称重装置1分别与所述驱动装置2和所述伸缩管装置3电连接；所述驱动装置2与所述伸缩管装置3传动连接；所述驱动装置2用于驱动所述伸缩管装置3伸长，使其靠近设置在井道上多个不同高度的水槽6；所述蓄水装置通过所述伸缩管装置3与所述水槽6连通。
33.具体的，本实施例方案中，所述伸缩管装置3包括伸缩管、水带4和抽水泵5；所述水带4安装于所述伸缩管上；所述抽水泵5安装于所述水带4的一端；所述水带4的另一端与所述蓄水装置连接；所述抽水泵5与所述称重装置1电连接。
34.具体的，本实施例方案中，所述蓄水装置包括蓄水箱7、排水泵8和液位传感器9；所述排水泵8安装于所述水带4的另一端；所述蓄水箱7通过所述水带4与所述水槽6连通；所述液位传感器9安装于所述蓄水箱7内壁上；所述液位传感器9与所述排水泵8电连接。
35.具体的，本实施例方案中，所述轿厢底部安装有多点压力检测装置10，用于监测上轿底各点的压力大小、判断轿厢负载的分布。
36.具体的，本实施例方案中，所述轿厢的蓄水箱7通过封板13分隔成多个水箱；每一水箱内对应设置有电动阀门11和水管12；所述电动阀门11可以打开或关闭，通过所述水管12实现对不同的水箱注水，从而改变所述蓄水箱7中流体体积的分布，依靠流体的重量分布实现轿厢配重的自调节。
37.具体的，本实施例方案中，所述水槽6之间通过水槽间连接水管14和阀门15实现连通；所述水槽内壁设置有所述液位传感器9；所述液位传感器9与所述阀门15电连接。
38.需要说明的是：
39.1、轿厢、对重重量检测：通过轿厢、对重的称重装置监测轿厢、对重各自的重量；
40.2、伸缩管装置3的触发：轿厢重量(负载)发生变化(如电梯停靠层站，乘客进出轿厢)，当系统监测到轿厢重量与对重重量不一致(或达到一定差值)时，信号传递给在轿厢、
对重的驱动装置2(电机)，驱动装置2(电机)驱动伸缩管装置3，使其伸长、靠近设置在电梯附近的水槽(指流体容器，此处流体包含但不局限于水)，并与水槽连通；
41.3、流体的吸取：伸缩管表面或内部装有水带4、抽水泵5，与水槽的连通后，抽水泵5工作，抽取一定量的流体并通过水带4输送到轿厢或对重侧的蓄水箱7储存；
42.4、轿厢对重重量自平衡的实现：通过轿厢、对重的称重装置监测轿厢、对重各自的重量，如：当监测到轿厢重量大于对重重量时，对重侧机构会通过上述吸取流体的原理，从水槽中吸取一定量的流体以增加对重侧重量。当监测到轿厢重量和对重重量平衡(或小于一定差值)时，抽水泵5停止工作，伸缩管装置3复位，电梯开始正常运行。由此可以减小电梯运行时主机的使用功率；
43.5、轿厢配重自平衡的实现：通过分布在轿厢的多点压力检测装置10监测上轿底各点的压力大小、判断轿厢负载的分布；
44.6、配重自平衡装置的触发：位于轿厢侧的蓄水箱7被封板13分隔为多个(此处示例为4个)小水箱。根据轿厢负载的分布，位于轿厢的电动阀门1～4可以打开或关闭，通过水管实现对不同的小水箱注水，从而改变蓄水箱7中流体体积的分布，靠流体的重量分布实现配重的自调节。
45.7、流体的排出：当液位传感器9检测到轿厢或对重侧的蓄水箱7已存有相当体积的流体，无法继续再吸取。如果此时轿厢重量(负载)发生变化(如乘客离开轿厢)，轿厢重量小于对重重量，则需要排出对重侧的蓄水箱7中的流体。与吸取流体时类似，伸缩管装置3伸长与水槽连通，蓄水箱7中的排水泵8开始工作排出流体，直至轿厢重量和对重重量平衡(或小于一定差值)。
46.8、水槽中流体的补充：水槽中的流体被吸取减少后，可以在轿厢空载或系统设定指定空闲时间将蓄水箱7中的流体补充回水槽。流体补充到高位置的水槽，通过水槽间连接水管14，利用重力将流体排向其他更低位置的水槽，并通过水槽中的液位传感器9、阀门等实现将流体平均分配到每个水槽，避免其中一个水槽的流体满溢。
47.9、辅助救援方案：当停电困梯的时候，救援人员可根据轿厢的实际位置判断是需要向上还是向下移动轿厢，利用备用电源排出部分轿厢或对重中的流体，减小其中一侧重量，使手动盘车救援所需的力减小，降低救援难度。
48.参照图9至图11，具体的，在一个实施例中：
49.1、称重装置1监测轿厢、对重侧实际重量(负载)；
50.2、根据轿厢、对重侧实际重量，触发位于轿厢、对重侧其中一侧的驱动装置2，伸缩管装置3由驱动装置2推动伸长；
51.3、伸缩管装置3伸长、靠近水槽6(根据轿厢、对重的位置判断较近的水槽)，水带4与抽水泵5由伸缩管装置3带动，水带4、抽水泵5与水槽6连通。抽水泵5开始抽取水槽6中的流体；
52.4、与此同时，多点压力检测装置10监测轿厢实际负载分布；
53.5、根据多点压力检测装置10的监测结果，触发位于轿厢的电动阀门11，水管12由电动阀门11的打开或关闭实现连通或关闭；
54.6、轿厢侧蓄水箱7被隔板13分隔为多个小水箱，通过水管12对不同的小水箱注水进而调节蓄水箱7中的流体重量分布变化实现配重的自调节。
55.7、与此同时称重装置1继续监测轿厢、对重侧实际重量(负载)，达到系统设定的范围后，抽水泵5停止工作，伸缩管装置3复位，电梯开始正常运行；
56.8、当液位传感器9检测到蓄水箱7中流体较多时，则会通过对排水泵8排出流体。与流程3类似，流体通过伸缩管装置3、水带4，进入水槽6。
57.9、当轿厢空载或系统设定指定空闲时间可以将蓄水箱中的流体补充回水槽。流体补充到高位置的水槽6，通过水槽间连接水管14，利用重力将流体排向其他更低位置的水槽6，并通过液位传感器9、阀门15等实现将流体平均分配到每个水槽，若液位传感器9检测到水位将满，则关闭该处的阀门15，流体自动流向下一个位置的水槽6，避免其中一个水槽的流体满溢。
58.本发明通过在轿厢和对重上分别安装有称重装置、驱动装置、伸缩管装置和蓄水装置，采用流体作为对重物，实时对轿厢、对重实现自动平衡，解决了传统对重块为固体，数量一般是固定的。由于轿厢侧的重量会根据轿内负载变化，曳引机需要带动轿厢与对重重量之差才能使轿厢上下运动。当轿厢空载下行的时候，主机需要耗费很大的功率去拖动对重的技术问题；采用流体作为轿厢配重物，实时对轿厢偏载实现自动配平；解决了在传统电梯使用过程中，配重块不能根据轿厢负载的分布动态调整轿厢的平衡的技术问题；采用流体作为对重物，可依靠排出流体，快速改变轿厢或对重重量，破坏轿厢与对重的平衡，辅助救援，提高了救援效率。
59.以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。