无摩擦电子安全致动器的制作方法

本公开涉及用于使用在电梯系统中的无摩擦电子安全致动器。

背景技术：

1、在本领域中已知将安全制动器安装在沿导轨移动的电梯部件上，以使电梯部件快速且安全地停止，尤其是在紧急情况下。在许多电梯系统中，电梯轿厢由张紧构件提升，其中其移动由一对导轨引导。通常，调速器用于监控电梯轿厢的速度。根据标准安全规定，这种电梯系统必须包括紧急制动装置(称为安全制动器、“安全用具”或“安全装置”)，即使张紧构件断裂，通过抓住导轨，该紧急制动装置也能够阻止电梯轿厢向下移动。安全制动器也可以安装在配重或其他沿导轨移动的部件上。

2、现在普遍使用电子安全致动器(esa)，代替使用机械调速器来触发安全制动器。esa通常通过将磁铁(永磁铁或电磁铁)相对于导轨拖动来启动安全制动器，并使用由此产生的摩擦力向上拉动附接到安全制动器的连杆。依赖磁铁和导轨之间的摩擦相互作用具有许多潜在的复杂性，尤其是在高层电梯系统中，因为磁铁和导轨之间的相互作用会导致导轨磨损，并可能引起碎裂，以及碎片堆积。

3、为了解决这些和其他问题，可以使用无摩擦电子安全致动器。在无摩擦电子安全致动器中，除了磁铁和导轨之间的摩擦相互作用之外，还使用不同的机制来启动安全制动器。例如，在一些无摩擦电子安全致动器中，弹簧力用于拉动接合安全制动器的连杆。然而，在安全制动器已接合后，无摩擦电子安全致动器需要重置以将连杆和安全制动器返回到它们的非启动位置。

4、需要为这种无摩擦电子安全致动器提供可靠且方便的重置机构。

技术实现思路

1、根据本公开的第一方面，提供了一种用于使用在电梯系统中的无摩擦电子安全致动器，包括：

2、磁性板；

3、电磁铁；

4、连杆，其可致动以将安全制动器移动成与电梯导轨摩擦接合，其中连杆附接至磁性板，并且其中磁性板可在其中连杆被致动的第一位置和其中连杆未被致动的第二位置之间移动；和

5、偏压装置，其被布置为向磁性板施加偏压力以将磁性板偏压向第一位置；

6、其中，电磁铁可操作以选择性地产生磁力，该磁力沿朝向电磁铁的第一方向作用在磁性板上并且该磁力足以克服偏压力以将磁性板从第一位置移开；并且

7、其中，无摩擦电子安全致动器还包括路径约束装置，其约束磁性板的移动路径，使得当磁力作用在磁性板上时，磁性板被约束，使得磁性板沿移动路径从第一位置移动到第二位置，其中第二位置相对于第一位置在具有垂直于第一方向的分量的方向上移位。

8、本公开的该方面扩展到电梯系统，其包括导轨、电梯轿厢、无摩擦电子安全致动器和安全制动器，其中无摩擦电子安全致动器和安全制动器安装到电梯轿厢以在电梯轿厢使用中的情况下沿导轨移动；其中，电子安全致动器包括：

9、磁性板；

10、电磁铁；

11、连杆，其可致动以将安全制动器移动成与电梯导轨摩擦接合，其中连杆附接到磁性板，并且其中磁性板可在其中连杆被致动的第一位置和其中连杆未被致动的第二位置之间移动；和

12、偏压装置，其被布置成向磁性板施加偏压力以将磁性板偏压向第一位置；

13、其中，电磁铁可操作以选择性地产生磁力，该磁力沿朝向电磁铁的第一方向作用在磁性板上并且该磁力足以克服偏压力以使磁性板从第一位置移开；并且

14、其中，无摩擦电子安全致动器还包括路径约束装置，其约束磁性板的移动路径，使得当磁力作用于磁性板时，磁性板被约束，使得磁性板沿移动路径从第一位置移动到第二位置，其中第二位置相对于第一位置在具有垂直于第一方向的分量的方向上移位。

15、可以理解的是，根据本发明，虽然作用在磁性板上的磁力是在第一方向上，朝向电磁铁，由于路径约束装置，磁性板当在磁力下移动时不会平行于第一方向移动。相反，它被导致部分地在垂直于第一方向的方向上移动，因为它被约束从第一位置移动到第二位置，该第二位置具有相对于第一位置在垂直方向上的位移分量。换言之，由于路径约束装置，当磁性板响应于磁力朝向电磁铁移动时，磁性板沿第一方向的移动分量产生垂直于第一方向的移动分量。

16、因此，提供路径约束装置意味着电磁铁可用于在具有垂直于由电磁铁产生的磁力方向的分量的方向上移动磁性板。因此，可以使用电磁铁来使用磁力来重置安全制动器，该磁力可以基本上垂直于重置安全制动器所需的连杆的移动方向。例如，连杆可以通过竖直移动(例如平行于导轨)致动和重置，而电磁铁可以定向成施加水平磁力(例如垂直于导轨)。在这样的示例中，路径约束装置防止磁性板仅在水平方向上移动(即，没有竖直分量)。相反，为了在磁力下更靠近电磁铁移动，由于被约束到由路径约束装置限定的路径，磁性板还必须经历一些竖直移动。然后可以使用该竖直移动来重置连杆。

17、这种在垂直于施加的磁力的方向上产生移动的可能性允许电磁铁相对于无摩擦电子安全致动器的其他部件的布置(例如，位置、定向等)中更多的自由度。

18、还将理解，将磁性板偏压到第一位置的偏压装置的存在意味着可以通过控制电磁铁来致动连杆，例如通过关闭电磁铁或通过使用电磁铁来排斥磁性板。因此，无摩擦电子安全致动器无需电子安全致动器与导轨之间的摩擦接触就为安全制动器提供致动。这提供了安全制动器的致动不受电梯导轨的状态影响的优点，因此来自电梯井道的任何潜在碎屑或来自电梯导轨的污垢都不会干扰无摩擦电子安全致动器的致动。此外，无摩擦电子安全致动器的位置不受致动期间与导轨接触的需要的限制，并且可以定位在电梯部件上的任何位置，在其处然后连杆可以致动安全制动器。在一些示例中，没有无摩擦电子安全致动器的部件与电梯导轨产生摩擦接触。

19、本领域技术人员将理解，路径约束装置可以是任何合适的装置，以使磁性板在第一位置和第二位置之间移动，并且尽管本文公开了路径约束装置类型的某些示例，但这些仅作为示例。

20、在一些示例中，路径约束装置包括刚性构件(例如金属棒或塑料杆、刚性弹簧等)，其中刚性构件上的第一点枢转地连接到第一枢轴，该第一枢轴相对于磁性板和刚性构件上的第二点枢转地连接至相对于电磁铁固定的第二枢轴。例如，刚性构件的第一点(例如，在第一端)可以枢转地连接到磁性板，并且刚性构件的第二点(例如，在第二端)可以枢转地连接到框架，电磁铁固定安装在该框架上。

21、路径约束装置可以包括两个或更多个刚性构件(例如两个或更多个棒、杆或刚性弹簧)，其中每个刚性构件上的第一点枢转地连接到相对于磁性板固定的相应第一枢轴并且每个刚性构件上的第二点枢转地连接到相对于电磁铁固定的相应第二枢轴。例如，每个刚性构件的第一点(例如，在第一端)可以枢转地连接到磁性板，并且每个刚性构件的第二点(例如，在第二端)可以枢转地连接到框架，电磁铁固定安装在该框架上。

22、对于每个刚性构件，每个相应刚性构件上的第一点和第二点之间的相应距离可以相同。每个刚性构件可具有延伸穿过相应刚性构件的第一点和第二点的相应细长轴线，其中刚性构件的细长轴是平行的。

23、在一些示例中，路径约束装置包括第一和第二刚性构件，例如如上所述，其中第一和第二刚性构件被布置成使得在第一刚性构件上的第一和第二点以及在第二刚性构件上的第一和第二点各自位于平行四边形形状的相应顶点处。在这样的示例中，刚性构件(或其相应的细长轴)可以限定平行四边形形状的两个相对侧。平行四边形的内角可以随着磁性板在第一位置和第二位置之间移动而变化。

24、如本文所用，术语“刚性”表示构件具有足够程度的刚性以约束磁性板的路径。刚性构件可以是刚性的，但这不是必需的。

25、在上面给出的示例中，一个或多个刚性构件上的第一和第二点之间的固定距离通过固定该或每个刚性构件上的第一点相对于相应的第二枢轴的径向距离来约束磁性板的移动路径，该第二枢轴相对于电磁铁固定，即当磁性板从第一位置移动到第二位置时，该或每个刚性构件上的第一点被约束为遵循对应于圆弧的路径。

26、然而，路径约束装置不必要包括如上所述的一个或多个刚性构件。作为非限制性示例，路径约束装置可以包括销槽装置。路径约束装置可包括一个或多个附接到磁性板(或以其他方式相对于其固定)的销，其中每个销在限定从第一位置到第二位置的路径的槽中移动。槽可以具有圆弧形状，但其他槽形状也是可能的，包括曲线和直线。路径约束装置可以包括凸轮装置。

27、路径约束装置可以限定磁性板在其从第一位置移动到第二位置时所遵循的路径，使得沿第一方向的移动引起垂直于第一方向的一些移动，例如使得磁性板的水平移动引起磁性板的竖直移动，并从而引起连杆的竖直移动。

28、第一位置和第二位置可以定位成使得当磁性板在第一位置和第二位置之间移动时磁性板的移动范围对应于在使用中致动连杆和接合安全制动器所需的连杆的移动范围。

29、第一位置和第二位置可以定位成使得当磁性板从第一位置移动到第二位置时，其移动平行于第一方向的距离分量x和垂直于第一方向的距离分量y，使得比率x:y为至少1:1，例如至少1:2，例如至少1:3，例如至少1:4。

30、第一和第二位置，以及因此比率x:y，可以由路径约束装置限定，例如由其配置和/或尺寸限定。例如，在平行四边形布置的示例中，当磁性板处于第一和第二位置时，刚性构件的长度和刚性构件的角度将决定磁性板在第一位置和第二位置之间移动时所遵循的弧度。

31、在一些示例中，路径约束装置可以被配置成使得平行于第一方向(例如水平方向)的小位移导致垂直于第一方向(例如沿竖直方向)的大移动以用于致动连杆。这可能特别适用于可能具有空间约束的电梯部件及其安全制动器的一些配置。其还可能有助于降低电磁铁的强度或达到要求。例如，可能需要功率较小的电磁铁通过平行于第一方向的较小位移来吸引磁性板。这可以避免将电磁铁移向磁性板以吸引它的任何需要。在一些示例中，电磁装置(electromagnetic)相对于无摩擦电子安全致动器的框架或壳体固定。

32、如上所述，偏压装置的提供允许无摩擦电子安全致动器被致动以通过去除磁场或施加磁场以从电磁装置排斥磁性板来接合安全制动器。从本公开中可以理解，当磁性板从电磁装置释放或排斥时，偏压装置导致磁性板从第二位置移动到第一位置，从而致动连杆。还应当理解，路径约束装置还在磁性板从第二位置移动到第一位置时约束磁性板的移动路径，即除了致动连杆之外，偏压装置连同路径约束装置导致磁性板远离电磁铁移动，使得磁性板和电磁铁之间存在分离。无摩擦电子安全致动器随后准备好如上所述进行重置，即电磁铁可用于移动磁性板以关闭分离，这也产生重置连杆的垂直移动。

33、应当理解，当谈及磁性板“偏压”向第一位置时，这意味着当磁性板不经受磁场或除偏压力以外的任何其他外力时，偏压装置使磁性板移动到第一位置。

34、偏压装置可以包括弹性构件、例如弹簧或由其组成。其他偏压装置是可能的，并且其他可能的偏压装置的一些非限制性示例包括磁性偏压装置、液压偏压装置、气动弹簧、橡胶弹簧、螺旋弹簧、弯曲金属件。

35、在一些示例中，偏压力是拉力，例如偏压装置可以是处于张紧下的弹性构件。拉力可以提供更可靠的连杆致动。

36、偏压装置可以将偏压力(例如，拉力)直接施加到磁性板。偏压装置可以直接连接到磁性板。

37、磁性板可以包括任何合适的磁性材料。在一些示例中，磁性板不具有任何永磁性。磁性板可以包括铁磁材料、例如铁或由其组成。

38、磁性板可以在垂直于第一方向的平面中定向。例如，电磁装置可以在垂直于磁性板表面的方向上吸引磁性板。偏压力可以在平行于磁性板表面的方向上或者在具有平行于磁性板表面的分量(例如，其最大分量)的方向上作用。连杆可以具有致动方向(即连杆必须沿该方向被拉动或推动以致动其)，其平行于磁性板表面或具有平行于磁性板表面的分量(例如其最大分量)。

39、例如，磁性板可以竖直定向并且磁力可以水平作用。偏压力和/或连杆的致动方向可以竖直地或基本竖直地定向。

40、当磁性板在第一位置和第二位置之间移动时，磁性板可以保持在相同定向，例如路径约束装置可以被配置为实现这一点，例如通过具有两个刚性构件或两个销槽装置。

41、当磁性板处于第一位置时和当磁性板处于第二位置时，磁性板可以基本上或完全与电磁铁重叠。在上下文中，“重叠”是指当沿第一方向观察时磁性板表面的包络线与当沿第一方向观察时电磁铁的包络线重叠。

42、可以通过垂直于第一方向的移动来致动连杆，以推动或拉动安全制动器与电梯轨道接合。在其他示例中，可以通过在具有垂直于第一方向的分量(例如其最大分量)的方向上的移动来致动连杆，以便将安全制动器移动成与电梯导轨摩擦接合。

43、该连杆可以通过竖直移动来致动，以推动或拉动安全制动器与电梯轨道接合。第一方向(即如下方向，磁力沿该方向作用在磁性板上)可以是水平方向。如本文所用，当方向或定向被描述为“竖直”或“水平”时，这是指当无摩擦电子安全致动器安装在电梯系统中时的方向或定向，例如“竖直”可意味着平行于导轨且“水平”可垂直于导轨。

44、连杆可以直接附接到磁性板。

45、在一些示例中，电磁铁可操作以反转磁场，以便使磁性板从电磁铁移位和/或去除磁场以允许磁性板通过偏压装置从电磁铁移位。应当理解，这可能意味着无摩擦电子安全致动器的触发。

46、在一些示例中，磁性板包括至少一个永磁铁。可以通过产生反向磁场(即沿与第一方向相反的方向)以将永磁铁从电磁铁排斥来致动连杆，使得偏压装置可以将磁性板移动到第一位置。通过使用至少一个永磁铁，应当理解，可以大大降低无摩擦电子安全致动器的功率需求，因为不需要连续功率来将磁性板保持在第二位置(即，其中连杆未被致动)。相反，只需要少量的功率就可以产生反转磁场。当没有电流流过电磁铁时，永磁铁和电磁铁之间的磁吸力可以大于偏压装置的偏压力。永磁铁可以定位成使得永磁铁或永磁铁的至少一部分与电磁铁重叠。在该上下文中，“重叠”意味着当从第一方向看时，永磁铁或永磁铁的至少一部分包含在电磁铁的包络线中。

47、电磁铁可以包括磁芯(例如铁芯)，其中磁芯可以成形为具有都面向磁性板的第一端和第二端，例如c形磁芯。在其中磁性板包括永磁铁的示例中，路径约束装置可以被配置为使得在使用中，在磁性板在第一和第二位置之间移动期间，永磁铁在与第一方向垂直的方向上定位并保持在磁芯的第一端和第二端之间。这可有助于将永磁铁的磁通量引向电磁铁的端部，这可有助于电磁铁更有效地将磁力施加在永磁铁上。

48、在其中磁性板包括至少一个永磁铁的示例中，该布置类似于许多传统esa系统的布置(尽管现在以无摩擦方式进行致动)。这意味着可以保留现有的esa布局。应当理解，至少一个电磁铁的操作也可以类似于许多传统esa系统的操作，且因此可以允许容易地升级到如本文所公开的无摩擦esa。

49、在一些示例中，可以通过去除磁场来致动连杆以从电磁铁释放磁性板，使得偏压装置可以将磁性板移动到第一位置。由于偏压装置将磁性板偏压向第一位置(即连杆在该位置被致动)，在磁性板不包括永磁铁的示例中，每当磁场被去除时，磁性板自动移动到第一位置，致动连杆并接合安全制动器。这样的示例因此可以提供故障保护机制，即其中当电磁铁失去功率时安全制动器自动接合。

50、在一些示例中，至少一个电磁铁可操作以产生磁场以排斥磁性板。应当理解，当磁性板另外包括至少一个永磁铁时，需要磁场来将磁性板从第二位置移动到第一位置。这可以通过偏压装置的偏压力来帮助，以便有效地致动连杆。

51、在一些示例中，在利用磁场将磁性板从第一位置移动到第二位置之后，电磁铁保持通电，使得磁性板被电磁铁保持在第二位置，这吸引磁性板。在磁性板包括永磁铁的一些示例中，在使用磁场将磁性板从第一位置移动到第二位置之后，电磁铁被切断并且磁性板通过吸引电磁铁的永磁铁被保持在第二位置。

52、当磁性板处于第二位置时，磁性板可以与电磁铁物理接触。

53、本公开延伸至用于电梯轿厢的制动组件，包括：

54、如上所述的无摩擦电子安全致动器；和

55、安全制动器；

56、其中，连杆连接到安全制动器，使得当连杆被致动时，安全制动器移动成与引导电梯轿厢的移动的电梯导轨摩擦接合。