直线电梯磁悬浮导向系统平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型提供一种直线电梯磁悬浮导向系统平台，属于电梯技术领域。
【背景技术】
[0002]近年来，超高层建筑逐渐增多，由于超高层建筑要求乘客运送的有效性和高速性，若采用传统导向方式，水平振动问题非常严重，同时传统导轨要求润滑油和定期保养。然而未来电梯发展具有绿色环保、节能、高速、安全及舒适等特点，因此，电梯磁悬浮导向技术应运而生。
[0003]磁悬浮导向技术既可以达到电磁导向作用，又可以有效抑制电梯轿厢的抖动，改善乘坐的舒适度。磁悬浮导向技术即可应用在传统有绳曳引电梯上，又可以应用在未来无绳直线电梯上。无绳电梯采用直线电机驱动，又称为直线电梯，代表着未来电梯的发展方向。
[0004]直线电梯采用直线电机驱动，若采用常规导向系统，将存在机械摩擦，降低驱动效率，并且机械摩擦给直线电机带来阻力和干扰，引起转矩波动，增加直线电机控制器的复杂性，提高了成本。
[0005]直线电梯采用直线电机作为曳引机，需要导向系统。常规电梯导向系统均为直接接触导轨对电梯轿厢进行导向，因而导轨的形变和连接点会加重振动和噪音，这些振动和噪声将通过滑轮或滑块传导到电梯轿厢，影响乘坐的舒适感。
[0006]电梯平层时乘客进入与走出电梯轿厢，电梯运行时乘客走动、直线电机推力波动等都会对电梯轿厢产生水平方向振动，常规导向系统不具备主动调整电梯姿态能力，因此这种振动将直接影响电梯稳定性和乘客乘坐舒适度，特别是在电梯高速运行情况下这种振动更明显，消除这种振动是十分必要的。
[0007]在当前的直线电梯磁悬浮导向系统的研宄中，轿厢姿态的检测是由安置在轿厢顶角处的八个磁悬浮装置所含的距离传感器测量的数据，综合计算得来。在考虑数据传递以及计算误差等因素的影响下，所得电梯轿厢姿态数据的准确度会有一定的偏差，进而影响直线电梯磁悬浮导向系统的控制精度。
【发明内容】
[0008]发明目的
[0009]本实用新型提供一种直线电梯磁悬浮导向系统平台，其目的是为了消除导靴与导轨之间的摩擦，提高导向系统的控制精度。
[0010]技术方案
[0011]一种直线电梯磁悬浮导向系统平台，主要包括轿厢导轨和可以与轿厢导轨做相对移动的电梯轿厢；电梯轿厢后侧设置有驱动电梯轿厢与轿厢导轨做相对移动的直线电机；其特征在于:在电梯轿厢的两侧壁上还设置有使电梯轿厢在轿厢导轨上悬浮的磁悬浮导向系统，磁悬浮导向系统设置在电梯轿厢的两侧壁上并朝向轿厢导轨，磁悬浮导向系统为带有永磁磁极的缠有通电线圈的磁体，在电梯轿厢底部中心设置有陀螺仪装置。
[0012]在电梯轿厢两侧壁上并朝向轿厢导轨设置四个磁悬浮导向系统。
[0013]在电梯轿厢底部设置有测量电梯轿厢悬浮位置的三维姿态传感器陀螺仪装置，用来检测电梯轿厢沿A _7和4由方向的旋转角度。
[0014]电梯轿厢所在的井道的底部安装有轿厢缓冲器。
[0015]磁悬浮导向系统包括具有U形槽的导靴，在导靴的U形槽底部与轿厢导轨对应的位置设有I轴电磁铁，在导靴的U形槽两个侧壁上对应轿厢导轨两侧的位置分别设置有第一X轴电磁铁和第二 X轴电磁铁。
[0016]在陀螺仪装置壳体内部放置有陀螺仪芯片，陀螺仪装置通过壳体的外基准面与电梯轿厢底部基准面接触。
[0017]优点及效果
[0018]本实用新型是一种直线电梯磁悬浮导向系统平台，其优点和有益效果如下:
[0019](I)通过在直线电梯轿厢的左右两侧，增加四个磁悬浮导向装置，消除了采用传统导靴带来的机械摩擦；削弱机械振动，即轿厢水平振动，增加乘客的舒适感；提高了电梯的速度提升空间。磁悬浮装置具有灵活的刚度和阻尼调整能力；降低传统导向装置带来的噪声；降低维护成本，延长使用寿命；磁悬浮无需润滑，因而不存在润滑剂对环境的污染。
[0020]在直线电梯轿厢的左右两侧，增加四个磁悬浮导向装置，四点悬浮相对于已有的八点悬浮的优势在于:
[0021]A.控制回路耦合关系简单，解耦更容易。磁悬浮电梯的本身所要求的被控制参数往往较多，因此，必须设置多个控制回路进行控制。由于控制回路的增加，往往会在它们之间造成相互影响的耦合作用，也即系统中每一个控制回路的输入信号对所有回路的输出都会有影响，而每一个回路的输出又会受到所有输入的作用。要想一个输入只去控制一个输出几乎不可能，这就构成了“耦合”系统。由于耦合关系，往往使系统难于控制、性能很差。八个磁悬浮装置，需要八个回路进行控制，他们之间存在的耦合关系要比四点悬浮要复杂的多，要想更好的控制，则必须进行解親，八点悬浮之间的解耦相当困难且复杂。
[0022]B.对磁悬浮导向系统进行同步控制更简单。构成磁悬浮电梯都是大型移动部件，并不总是形成对称结构与对称受力，以及运行中的各种不确定性扰动，例如乘客上下电梯等。尽管电梯四角采用完全相同的传动机构，但最终还是不能保证电梯移动的一致性。这种不一致性产生的机械耦合可能使电梯受到损坏。我们需要对电梯的磁悬浮装置进行同步控制，几个磁悬浮装置若不能同步，则会直接导致悬浮失败，而四点悬浮的同步控制要比八点悬浮的同步控制简单的多。
[0023]C.造价更低，性价比更高，更适合投入大量生产。对于磁悬浮电梯的成本来说，四点悬浮的磁悬浮电梯要比八点悬浮的磁悬浮电梯成本造价更低，而性价比更高。更适合于投入到生产之中。
[0024](2)在当前的直线电梯磁悬浮导向系统的研宄中，轿厢姿态的检测是由安置在轿厢顶角处的八个磁悬浮装置所含的距离传感器测量的数据，综合计算得来。在考虑数据传递以及计算误差等因素的影响下，所得电梯轿厢姿态数据的准确度会有一定的偏差，进而影响直线电梯磁悬浮导向系统的控制精度。为了更好的检测直线电梯轿厢姿态，需要一种装置，来直接测量电梯轿厢姿态数据。提高直线电梯磁悬浮导向体统的控制精度。所以对电梯轿厢的位置检测采用了三维姿态传感器陀螺仪。陀螺仪是一种惯性丈量器件，是惯性导航，惯性制导和惯性丈量系统的核心部件。在电梯轿厢底部设置的三维姿态陀螺仪壳体内部放置了陀螺仪芯片，大小只有大小。采用BGA-32封装技术。与传统的位置传感器相比体积小100倍，而且功耗也比传统的位置传感器低很多约为30mw，重量仅0.5克。壳体在外形形状上采用长方体形状的外形，可以满足三维方向的检测。在实际测量过程中，三维姿态传感器通过壳体的外基准面与电梯轿厢底部基准面接触并紧固后，当电梯运行或上下乘客时，电梯轿厢两侧的磁悬浮装置与导轨之间的气隙发生变化时，也就导致了电梯轿厢的角度发生变化，从而导致三维姿态传感器陀螺仪的实时位置相对于初始位置发生了变化，通过测量传感器前后角度的变化量，从而得到电梯轿厢变化的角度值。对该角度值进行计算从而得到电梯轿厢移动的距离，即气隙的变化，再通过微处理器的D/A转换，将电梯轿厢移动的距离转化为电信号，通过控制磁悬浮导向系统的控制系统改变磁悬浮装置的电流，改变悬浮气隙，从而达到预定目标。与传统的安装在磁悬浮装置上的距离传感器相比，数量从八个变为一个，不再需要对八个距离传感器的数据进行综合分析再作为控制系统的输入，只需要一个三维姿态传感器陀螺仪就可以达到目标，不仅降低了成本，体积上更小，消耗功率更低，而且在距离检测上更为精准，并且调整的速度更快，提高了电梯轿厢悬浮的稳定性，使人们在乘坐电梯时感到更加舒适。
[0025]磁悬浮控制装置采用以DSP器件为核心的数字控制系统，具有非常快的数据处理能力和良好的扩展能力，保证计算和控制的实时性；从而确保悬浮间隙高度及刚度特性，能经受住各种耦合干扰和负载扰动，且具有强鲁棒性，最后实现了显著减小摩擦的目的。在控制系统中采用模糊滑模控制策略，滑模控制的系统在受到参数摄动和外界干扰时具有不变性，当系统进入滑动模态后，系统不受参数变化和外部扰动的影响，具有完全的自适应性和鲁棒性。最后利用模糊控制减小滑模控制的抖振，最终实现工作平台的悬浮高度在任何情况下都保持不变。
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型的整体结构示意图；
[0027]图2为图1的俯视图；
[0028]图3为本实用新型的磁悬浮导向系统结构图；
[0029]图4为本实用新型的陀螺仪结构图；
[0030]图5表示本实用新型控制系统的结构框图；
[0031]图6表示本实用新型DSP控制器与模数转换器和数模转换器的连接电路图；
[0032]图