專利名稱：非接觸行走式電梯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使得轎廂相對導(dǎo)軌以非接觸的方式行走的非接觸行走式的電梯。
背景技術(shù)：
通常，電梯的轎廂由在垂直方向設(shè)置在升降通道內(nèi)的一對導(dǎo)軌支承，通過掛繞在巻揚機(jī) 上的纜索進(jìn)行升降動作。此時，由負(fù)載載重的不均勻或乘客的移動所造成的轎廂的搖動通過 導(dǎo)軌進(jìn)行抑制。
在此，作為引導(dǎo)轎廂用的引導(dǎo)裝置，使用與導(dǎo)軌接觸的車輪和懸架所構(gòu)成的輥子導(dǎo)引， 或者，相對導(dǎo)軌滑動的引導(dǎo)靴。然而，這樣的接觸型的引導(dǎo)裝置會由于導(dǎo)軌的歪斜和接縫等 產(chǎn)生振動或噪音，又，導(dǎo)輥旋轉(zhuǎn)時也發(fā)生噪音。由此，存在電梯的乘坐舒適性被損害的問題。
為了解決這一問題，以往提出過例如如專利文獻(xiàn)l、 2所述的那樣以非接觸方式引導(dǎo)轎廂 的方法。
專利文獻(xiàn)1中，在轎廂上搭載由電磁鐵構(gòu)成的引導(dǎo)裝置，對鐵制的導(dǎo)軌作用磁力，以非 接觸的方式對轎廂進(jìn)行引導(dǎo)。
專利文獻(xiàn)2中揭示的是使用永久磁鐵的方法，以此作為解決上述采用電磁鐵的構(gòu)造產(chǎn)生 的控制性低下和耗電增加的問題的手段。
專利文獻(xiàn)1:日本特開平5-178563公報
專利文獻(xiàn)2:日本特開平2001-19286號公報
上述的非接觸型引導(dǎo)裝置，通常構(gòu)成為根據(jù)規(guī)定的控制規(guī)則控制磁力，以非接觸狀態(tài) 引導(dǎo)轎廂行走。
此處，在轎廂穩(wěn)定處于非接觸狀態(tài)(浮起狀態(tài))時，引導(dǎo)所需要的電力比較少即可。但 是，使轎廂從導(dǎo)軌分離浮起(引導(dǎo)開始時)時，瞬間所需要的電力較大。因此，需要按照所 述引導(dǎo)開始時所需要電力準(zhǔn)備引導(dǎo)裝置的電源容量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制轎廂引導(dǎo)開始時所需要的最大電力，通過盡可能少 的電源容量使得轎廂以非接觸的方式進(jìn)行行走的非接觸行走式的電梯。
根據(jù)本發(fā)明的一個觀點提供一種非接觸行走式的電梯，包括沿上下方向敷設(shè)在升降通 道內(nèi)的導(dǎo)軌；沿該導(dǎo)軌進(jìn)行升降動作的轎廂；引導(dǎo)裝置，設(shè)置在該轎廂的與上述導(dǎo)軌相對的 部分，通過磁力作用使所述轎廂從所述導(dǎo)軌浮起以非接觸的方式進(jìn)行行走引導(dǎo)；控制裝置， 其控制所述引導(dǎo)裝置以便所述轎廂的至少兩個以上的運動軸產(chǎn)生磁力，在引導(dǎo)開始時，僅對 上述各運動軸中的一部分進(jìn)行控制，從引導(dǎo)開始經(jīng)過規(guī)定的時間之后，再對其他運動軸進(jìn)行 控制。
根據(jù)本發(fā)明的另一觀點提供一種非接觸行走式電梯，包括沿上下方向敷設(shè)在升降通道 內(nèi)的導(dǎo)軌；沿該導(dǎo)軌進(jìn)行升降動作的轎廂；引導(dǎo)裝置，設(shè)置在該轎廂的與上述導(dǎo)軌相對的部 分，通過磁力作用使所述轎廂從所述導(dǎo)軌浮起并以非接觸的方式進(jìn)行行走引導(dǎo)；控制裝置， 其控制所述引導(dǎo)裝置以便所述轎廂的至少兩個以上的運動軸產(chǎn)生磁力，該控制裝置具有分別 針對上述各運動軸設(shè)定的控制增益，對于上述各運動軸中特定的運動軸，從引導(dǎo)開始以用于 產(chǎn)生引導(dǎo)所需要的磁力的控制增益進(jìn)行控制，對于其他運動軸，引導(dǎo)開始時以設(shè)定為比用于 產(chǎn)生引導(dǎo)所需要的磁力的控制增益低的控制增益進(jìn)行控制，從引導(dǎo)開始經(jīng)過預(yù)定的時間后， 以規(guī)定的控制增益對上述各運動軸進(jìn)行控制。
根據(jù)本發(fā)明的另一觀點提供一種非接觸行走式電梯，包括沿上下方向敷設(shè)在升降通道 內(nèi)的導(dǎo)軌；沿該導(dǎo)軌進(jìn)行升降動作的轎廂；引導(dǎo)裝置，設(shè)置在該轎廂的上述導(dǎo)軌相對的部分， 通過磁力作用使所述轎廂從所述導(dǎo)軌浮起并以非接觸的方式進(jìn)行行走引導(dǎo)；控制裝置，其控 制所述引導(dǎo)裝置以便所述轎廂的至少兩個以上的運動軸產(chǎn)生磁力，該控制裝置具有分別針對 上述各運動軸設(shè)定的控制增益，上述各運動軸的引導(dǎo)位置在規(guī)定范圍內(nèi)時，以在通常狀態(tài)下 引導(dǎo)用的控制增益進(jìn)行控制，引導(dǎo)位置在規(guī)定范圍之外時，則以與在通常狀態(tài)下引導(dǎo)用的控 制增益不同的控制增益對一部分或全部的運動軸的控制增益進(jìn)行控制。
根據(jù)本發(fā)明的另一觀點提供一種非接觸行走式電梯，包括沿上下方向敷設(shè)在升降通道 內(nèi)的導(dǎo)軌；沿該導(dǎo)軌進(jìn)行升降動作的轎廂；引導(dǎo)裝置，設(shè)置在該轎廂的與上述導(dǎo)軌相對的部 分，通過磁力作用使所述轎廂從所述導(dǎo)軌浮起并以非接觸的方式進(jìn)行行走引導(dǎo)；控制裝置， 其控制所述引導(dǎo)裝置以便對上述轎廂的至少兩個以上運動軸產(chǎn)生磁力，該控制裝置具有針對 上述各個運動軸設(shè)定的至少兩種以上控制增益，并根據(jù)所述各運動軸的狀態(tài)切換所述各控制 增益來進(jìn)行控制。


圖1是將本發(fā)明第一實施例的非接觸引導(dǎo)裝置用于電梯轎廂的立體圖。
圖2是顯示本發(fā)明第一實施例的非接觸引導(dǎo)裝置的構(gòu)成的立體圖。
圖3是顯示本發(fā)明第一實施例的非接觸引導(dǎo)裝置的磁鐵單元的構(gòu)成的立體圖。
圖4是顯示用于控制本發(fā)明第一實施例的非接觸引導(dǎo)裝置的控制裝置的構(gòu)成的框圖。
圖5是顯示設(shè)置在本發(fā)明第一實施例中的控制裝置中的運算器的構(gòu)成的框圖。
圖6是顯示設(shè)置在本發(fā)明第一實施例的控制裝置中的運算器的內(nèi)部構(gòu)成、顯示各模式的
控制電壓運算器的構(gòu)成的框圖。
圖7是本發(fā)明第一實施例的電梯轎廂的接觸狀態(tài)的俯視圖。
圖8是說明現(xiàn)有技術(shù)中各運動軸的動作和電流的關(guān)系的示意圖。
圖9是說明本發(fā)明第一實施例中各運動軸的動作和電流的關(guān)系的示意圖。
圖10是顯示本發(fā)明第一實施例的電梯轎廂的非接觸引導(dǎo)狀態(tài)的俯視圖。
圖11是顯示本發(fā)明第二實施例的各模式的控制電壓運算器的構(gòu)成的框圖。
圖12是說明第二實施例中各運動軸的動作和電流之間關(guān)系的示意圖。
圖13是說明中本發(fā)明第二實施例中使用低通濾波器的情況下各運動軸的動作和電流的
關(guān)系的示意圖。
圖14是說明本發(fā)明第三實施例中各運動軸的動作和電流之間關(guān)系的示意圖。 圖15是說明本發(fā)明第三實施例中各運動軸的動作和電流之間關(guān)系的示意圖。 圖16是顯示本發(fā)明第四實施例中各模式的控制電壓運算器的構(gòu)成的框圖。 圖17是說明本發(fā)明第四實施例中各運動軸的動作和電流的關(guān)系的示意圖。 圖18是說明本發(fā)明第五實施例中各運動軸的動作和電流的關(guān)系的示意圖。 圖19是說明本發(fā)明第五實施例中各運動軸的動作和電流的關(guān)系的示意圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行說明。 (第一實施例)
圖1是將本發(fā)明第一實施例的非接觸引導(dǎo)裝置用于電梯轎廂的示意圖。 如圖1所示，在電梯升降通道1中，豎直設(shè)置有鐵制強(qiáng)磁性體所構(gòu)成的一對導(dǎo)軌2a、 2b。 轎廂4由巻繞在未圖示的巻揚機(jī)上的纜索3吊掛。轎廂4隨著巻揚機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動沿著導(dǎo)軌2a、
82b進(jìn)行升降運動。另外，圖中4a為轎廂門，轎廂4已與各樓層平層時轎廂門4a進(jìn)行開閉動 作。
此處，以轎廂4的轎廂門4a作為正面進(jìn)行觀察的情況下，以該轎廂門4a的左右方向為 x軸，前后方向為y軸，上下方向為z軸。另，繞x、 y、 z軸旋轉(zhuǎn)的方向設(shè)為9、 ^、 v。
在轎廂4上下左右四角的連接部上，與導(dǎo)軌2a、 2b相對地安裝有引導(dǎo)裝置5a、 5b、 5c、 5d。如后述的，通過控制該引導(dǎo)裝置5a、 5b、 5c、 5d的磁力，使得轎廂4從導(dǎo)軌2a、 2b浮 起以非接觸的方式行走。
另外，磁力的控制，對圖l所示的6個運動軸(x、 y、 z、 9、《、V)中除了z軸方向 以外的5個運動軸進(jìn)行。把z軸方向排除在外，是由于z軸方向是用纜索3支承著轎廂4的 方向，與浮起沒有關(guān)系。
圖2以安裝在右側(cè)的導(dǎo)軌2b上部的引導(dǎo)裝置5b為例，顯示其構(gòu)成。
引導(dǎo)裝置5b具有磁鐵單元6、檢測磁鐵單元6和導(dǎo)軌2a、 2b之間距離的間隙傳感器7， 和支承它們的基座8。其他引導(dǎo)裝置5a、 5c、 5d也是同樣的構(gòu)成。
如圖3所示，磁鐵單元6由永久磁鐵9a、 9b，磁軛10a、 10b、 10c，以及線圈lla、 llb、 llc、 lld所構(gòu)成。磁軛10a、 10b、 10c以從三個方向圍繞導(dǎo)軌2a、 2b的形式使得磁極相對。 線圈lla、 llb、 llc、 11d以磁軛10a、 10b、 10c為鐵心構(gòu)成可操作磁極部分磁通的電磁鐵。
這樣的構(gòu)成中，基于間隙傳感器7等檢測到的磁路中的狀態(tài)量在線圈11中勵磁。由此， 通過產(chǎn)生的電磁力，導(dǎo)軌2a、 2b和磁鐵單元6分離，轎廂4可以非接觸的狀態(tài)行走。 (控制裝置的構(gòu)成)
圖4是顯示用于非接觸引導(dǎo)的控制裝置構(gòu)成的框體。
控制裝置21包括傳感器部22，運算器23，功率放大器24，對設(shè)置于轎廂4四角的磁鐵 單元6的吸引力進(jìn)行控制。又，實際上，運算器23和功率放大器24設(shè)置在未圖示的電梯控 制盤。
傳感器部22檢測由磁鐵單元6和導(dǎo)軌2a、 2b形成的磁路中的物理量。運算器23，根據(jù) 來自傳感器部22的信號計算為了使轎廂進(jìn)行非接觸引導(dǎo)而需要施加在各線圈11上的電壓。 功率放大器24根據(jù)運算器23的輸出對各線圈11提供電力。
此處，所述傳感器部22由檢測各磁鐵單元6和導(dǎo)軌2a、 2b之間的間隙的大小的間隙傳 感器7和檢測流過各線圈11的電流值的的電流檢測器25構(gòu)成。又，所述運算器23進(jìn)行如圖 1所示的x、 y、 0 、 5 、 V這五個運動軸的運算處理。
如圖5所示，該運算器23包括間隙長度偏差坐標(biāo)變換器31，勵磁電流偏差坐標(biāo)變換器32，控制電壓運算器33，控制電壓坐標(biāo)逆變換器34。
間隙長度偏差坐標(biāo)變換器31根據(jù)各間隙傳感器7得到的間隙長度，和作為其設(shè)定值的差 的間隙長度偏差信號，進(jìn)行下列參數(shù)的計算
轎廂4的x方向的移動量厶x
轎廂4的y方向的移動量Ay
轎廂4的0方向(轉(zhuǎn)動(n — A)方向)的旋轉(zhuǎn)角A 9 轎廂4的5方向(俯仰(t'7 f")方向)的旋轉(zhuǎn)角A ^ 轎廂4的V方向(偏轉(zhuǎn)(3—)方向)的旋轉(zhuǎn)角A V
勵磁電流偏差坐標(biāo)變換器32根據(jù)各線圈11的電流檢測器25測得的電流值和作為其設(shè)定 值的差的電流偏差信號，進(jìn)行以下參數(shù)的計算 涉及轎廂4的x方向運動的電流偏差A(yù) ix 涉及轎廂4的y方向運動的電流偏差△ iy 涉及轎廂4的6方向(轉(zhuǎn)動方向)的電流偏差A(yù)i6 涉及轎廂4的S方向(俯仰方向)的電流偏差A(yù)i^ 涉及轎廂4的V方向(偏轉(zhuǎn)方向)的電流偏差A(yù)i v
控制電壓運算器33基于間隙長度偏差坐標(biāo)變換器31和勵磁電流偏差坐標(biāo)變換器32的輸 出Ax、 Ay、 A9、 △《、厶V、 Aix、 Aiy、 Ai0、 Ai《、Aiv,在x、y、 0、；、 V五種模式下，計算使得轎廂4穩(wěn)定地被非接觸引導(dǎo)所需的電磁鐵控制電壓ex、ey、ee 、e^ 、
e v 。
控制電壓坐標(biāo)逆變換器34通過控制電壓運算器33的輸出ex、 ey、 e0、 el、 e V計算 各磁鐵單元6的各自的線圈勵磁電壓，并根據(jù)其結(jié)果驅(qū)動功率放大器24。
具體來說，上述控制電壓運算器33包括x模式控制電壓運算器33a、 y模式控制電壓 運算器33b、 8模式控制電壓運算器33c、 l模式控制電壓運算器33d、 v模式控制電壓運 算器33e。
進(jìn)一步的，控制電壓運算器33a 33e各自的內(nèi)部構(gòu)造如圖6所示。g卩，控制電壓運算器 33a 33e分別由微分器36、增益補償器37、積分補償器38、加減器39所構(gòu)成。
微分器36分別根據(jù)模式位移Ax、 Ay、 △ 0 、 △ S 、 △ V計算時間變化率Ax' 、 Ay'、 △ 0， 、 A^， 、 Av，。
增益補償器37對模式位移Ax,……、模式位移的時間變化率Ax'，……、模式電流 ……乘以適當(dāng)?shù)目刂圃鲆妗７e分補償器38對電流偏差目標(biāo)值和模式電流A ix,……的差進(jìn)行積分并乘以適當(dāng)?shù)目刂?增益。
加減器39對所有增益補償器37和積分補償器38的輸出值進(jìn)行加減，計算各模式(x、 y、 9、《、V)的勵磁電壓(ex、 ey、 e0、 e^、 ev)。
通過由這樣構(gòu)成的運算器23進(jìn)行的反饋控制，控制對各線圈11勵磁的電流以在磁鐵單 元6和導(dǎo)軌2a、 2b之間維持規(guī)定的間隙長度。由此，在通常狀況下，各磁鐵單元6的間隙長 度為使得永久磁鐵9的起磁力產(chǎn)生的各磁鐵單元的磁吸引力與作用在轎廂4上的x方向的力、 y方向的力、e方向的扭矩、〖方向的扭矩和V方向的扭矩平衡的長度。
這樣，在穩(wěn)恒狀態(tài)下，線圈11的勵磁電流收斂為零。這樣不管轎廂4的重量和不平衡力 的大小是多少，都能通過永久磁鐵9的吸引力穩(wěn)定地支承轎廂4，即進(jìn)行所謂的"零功率控 制"。
通過該零功率控制，轎廂4相對導(dǎo)軌2a、 2b以非接觸的形式被穩(wěn)定地支承。而且，在穩(wěn) 恒狀態(tài)下，各線圈11中流過的電流收斂為零，穩(wěn)定支承需要的力為永久磁鐵9的磁力即可。
這一點在轎廂4的重量或平衡狀態(tài)變化的情況下也一樣。g卩，對轎廂4施加一些外力時， 為使引導(dǎo)裝置5a、 5b、 5c、 5d和導(dǎo)軌2a、 2b之間的間隙大小為規(guī)定的大小，電流過渡性地 流過線圈11。然而，在再度穩(wěn)定狀態(tài)下，通過使用上述控制方法，流經(jīng)線圈11的電流收斂 為零。于是，形成有其大小使得施加給轎廂4的負(fù)載和永久磁鐵9的磁力產(chǎn)生的吸引力平衡 的間隙。
另外，對于浮起引導(dǎo)中磁鐵單元的構(gòu)成和零功率控制，日本特開2001-19286號公報進(jìn)行 了詳細(xì)的公開，此處省略詳細(xì)說明。 (動作)
接著，對轎廂4從與導(dǎo)軌2a、 2b接觸的狀態(tài)開始發(fā)生浮起，轉(zhuǎn)到非接觸引導(dǎo)狀態(tài)(可以 非接觸的方式引導(dǎo)行走的狀態(tài))時的動作進(jìn)行說明。
圖7是未進(jìn)行非接觸引導(dǎo)控制時的電梯的轎廂4的俯視圖。引導(dǎo)裝置5a、 5b、 5c、 5d的 一部分與導(dǎo)軌2a、 2b接觸。圖7中僅顯示搭載在轎廂4的上部的引導(dǎo)裝置5a、 5b，紙面橫 向為x，紙面縱向為y。
通常從該狀態(tài)開始進(jìn)行非接觸引導(dǎo)控制的情況下，分別設(shè)置在除了轎廂4的上下方向(z 方向)的五個運動軸x、 y、 0、 6、 V上的控制系統(tǒng)產(chǎn)生作用，在引導(dǎo)裝置5a、 5b、 5c、 5d的各線圈11進(jìn)行電流勵磁使得所有運動軸同時浮起。因此，如圖8所示，各線圈11中瞬 時流過使全體運動軸浮起所需的電流，非常大的電流被勵磁。因此，如背景技術(shù)中所述的那樣，引導(dǎo)裝置的電源容量需要準(zhǔn)備十分充裕。
因此，本實施例中，在非接觸引導(dǎo)控制開始時，僅對上述五個運動軸x、 y、 0、〖、v 中的一部分進(jìn)行控制(勵磁電流的控制)。之后，經(jīng)過規(guī)定時間穩(wěn)定后，對剩余的其他運動軸 進(jìn)行控制。這樣，可以防止瞬間流過大電流，總的電力消耗被抑制了。
現(xiàn)在，假設(shè)首先對例如x方向和0方向的兩個運動軸進(jìn)行控制的情況并對其進(jìn)行說明。 此時，各運動軸的變化與勵磁全部線圈的電流的絕對值的總和的關(guān)系如圖9所示。
此時，轎廂4如圖9所示，最初只在x軸以及0軸的方向浮起，變成非接觸引導(dǎo)狀態(tài)。 此時，所需要的電流只是用于2軸的電流控制的量。
之后，經(jīng)過規(guī)定的時間，在x、 e方向的引導(dǎo)控制穩(wěn)定的時刻，維持穩(wěn)定的x、 e軸的 非接觸引導(dǎo)狀態(tài)，進(jìn)行對剩余的運動軸y、〖、v的控制。此時，所需的電流為啟動三軸所
需的量和維持已經(jīng)為非接觸引導(dǎo)狀態(tài)的兩軸的姿勢的量。
通；計；ti^的、窓^3:ff力6Sl旦縣欲TTN擊;SB;右;i^4di vv A F m主當(dāng)畝、〉享擊己 而日
如圖10所示，轎廂4以不與導(dǎo)軌2a、 2b接觸的狀態(tài)，進(jìn)行行走引導(dǎo)。
此時，通過錯開對各運動軸的控制開始的時機(jī)，能夠以比引導(dǎo)開始時使所有軸浮起需要
的電流值小的電流值使轎廂4以非接觸方式進(jìn)行引導(dǎo)。
又，在本實施例中，由于對各運動軸實施零功率控制，在各運動軸穩(wěn)定浮起的狀態(tài)下， 控制各運動軸的控制電流收斂為零。從而，最初開始控制的運動軸穩(wěn)定后只要以非常小的電 流就可以維持浮起狀態(tài)。這樣，即使加上之后開始控制的運動軸浮起所需要的電流，總電流 值也是比較小的電流就可以了。
這樣，通過錯開各運動軸的控制開始時機(jī)，可將非接觸引導(dǎo)控制所需要的電流的最大值 抑制為比較小的值，相比現(xiàn)有技術(shù)可減小引導(dǎo)裝置的電源容量。
另外，此處作為舉例，說明了最初進(jìn)行x、 6軸的控制，之后進(jìn)行y、〖、V軸的控制。 但是，控制開始的組合不限于此，可以任意組合。
又，此處說明的是將控制開始的時機(jī)分為兩次的例子，但是也可以分成多次開始控制。 在此情況下，可進(jìn)一步將最大電流抑制得較低。 (第二實施例)
接著，對本發(fā)明的第二實施例進(jìn)行說明。
圖11是顯示本發(fā)明第二實施例的控制電壓運算器33a 33e的構(gòu)成的框圖，與圖6對應(yīng)。 與圖6不同之處在于，圖11多加了增益系數(shù)乘法器41。
艮P，在第二實施例中，與上述第一實施例相同，電梯的轎廂4通過磁力浮起引導(dǎo)。此時，通過增益系數(shù)乘法器41對各運動軸的增益補償器37和積分補償器38的控制增益分別乘上規(guī) 定的增益系數(shù)(al、 a 2、 a 3、 a 4)。
在這樣的構(gòu)成中，通常增益系數(shù)的值為"1"，通過預(yù)先設(shè)定的控制增益(即控制增益xl) 控制磁鐵單元6。
此處，非接觸引導(dǎo)控制開始時，例如如圖12所示，將x軸和0軸的增益系數(shù)設(shè)置為比 通常的"1"大。另外，增益系數(shù)大到什么程度由引導(dǎo)裝置的浮起能力等決定。
x軸和e軸的增益系數(shù)增大，最終得到的控制增益相對其他軸為大。因此，主要是x軸 和9軸的力作用于轎廂4，在x軸和0軸為非接觸引導(dǎo)狀態(tài)。此時，控制增益相對低的其 他軸，即y、〖、V軸沒有勵磁足以實現(xiàn)非接觸引導(dǎo)的電流，因此有可能不浮起。
因此，x、 e軸的增益系數(shù)逐漸靠近"l"。這樣可保持x、 0軸的非接觸引導(dǎo)，相對地增 大其他軸的控制增益。如果對y、〖、V軸進(jìn)行充分電流勵磁，這些軸向也達(dá)到非接觸引導(dǎo) 狀態(tài)。
之后，在y、〖、v各軸也達(dá)到穩(wěn)定的時刻，通過使這些軸的增益系數(shù)返回到通常值"l"， 基于通過預(yù)先設(shè)定的控制增益進(jìn)行引導(dǎo)控制。此時，如果使各運動軸的增益系數(shù)的大小各不 相同，或者使一部分的運動軸的增益系數(shù)不發(fā)生變化保持為通常的"1"，可決定各運動軸轉(zhuǎn) 變?yōu)榉墙佑|引導(dǎo)狀態(tài)的順序。
又，如圖12所示，設(shè)置規(guī)定的轉(zhuǎn)變時間，在這期間使增益系數(shù)為線性變化的話，不產(chǎn)生 控制狀態(tài)的急變，從而使控制增益流暢、平穩(wěn)地變化。這樣，可以不對轎廂4產(chǎn)生大的沖擊， 穩(wěn)定地進(jìn)行引導(dǎo)。
又，也可不進(jìn)行線性變化，通過規(guī)定的低通濾波器改變增益系數(shù)。這樣，如圖13所示， 通過低通濾波器使控制增益系數(shù)變化，也可使得控制增益的值平滑地變化。
這樣，即使根據(jù)時間的流逝使各運動軸的增益系數(shù)發(fā)生變化，也如上述第一實施例那樣， 可將非接觸引導(dǎo)控制需要的電流最大值抑制為低，與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠減輕引導(dǎo)裝置的電源
(第三實施例) 下面對本發(fā)明的第三實施例進(jìn)行說明。
又，由于基本回路構(gòu)成與上述第二實施例的圖ll相同，因此，這里僅對系數(shù)的確定方法 的不同進(jìn)行說明。
即，在第三實施例中，與第二實施例相同，轎廂4通過磁力引導(dǎo)，通過增益系數(shù)乘法器 41對各運動軸的控制增益分別乘上規(guī)定的增益系數(shù)(al、 a 2、 a 3、 a 4)。
13通常增益系數(shù)的值為"1"，通過預(yù)先設(shè)定的控制增益進(jìn)行各磁鐵單元6 的控制，并根據(jù)轎廂4的引導(dǎo)狀態(tài)改變增益系數(shù)來進(jìn)行引導(dǎo)控制。
此處，在非接觸引導(dǎo)時，相對于各磁鐵單元6的各運動軸的引導(dǎo)位置在規(guī)定的引導(dǎo)范圍 (浮起范圍)內(nèi)，將增益系數(shù)設(shè)為通常時的"l"進(jìn)行控制。 一方面，如果在規(guī)定的引導(dǎo)范圍 外，則將增益系數(shù)設(shè)為比通常時的"l"大的值。上述規(guī)定的引導(dǎo)范圍外是指接觸狀態(tài)，或者 引導(dǎo)位置與穩(wěn)定位置相距大的狀態(tài)。
例如如圖14所示的，在x軸和e軸的位移在規(guī)定的引導(dǎo)范圍外時，將與x軸和e軸相
關(guān)的運動軸控制系數(shù)的增益系數(shù)設(shè)為比通常時的"1"大的值。另外，將增益系數(shù)增大到什么 程度，取決于引導(dǎo)裝置的浮起能力等。
這樣，對于規(guī)定的引導(dǎo)范圍外的運動軸，進(jìn)行比通常要大的反饋。從而對于該運動軸來
說，修正到穩(wěn)定位置的力增大，其結(jié)果可以維持轎廂4的非接觸引導(dǎo)狀態(tài)。
又，在y、〖、V各軸的位移超過規(guī)定的引導(dǎo)范圍時，與上述方法一樣。即，增大這些 運動軸的控制增益的增益系數(shù)，增強(qiáng)反饋。
進(jìn)一步的，在各軸的增益系數(shù)的值中，預(yù)先對特定的軸(例如x、 e軸)的增益系數(shù)和
該特定軸以外的其他軸(例如y、〖、V軸)的增益系數(shù)的大小設(shè)置差值。在進(jìn)行引導(dǎo)控制 時，如圖15所示，轎廂4和引導(dǎo)裝置5a、 5b、 5c、 5d呈與導(dǎo)軌2a、 2b接觸的狀態(tài)。此時， 各運動軸或磁鐵單元6的引導(dǎo)位置在規(guī)定范圍外。因此，控制增益為乘以比通常大的增益系 數(shù)后的值。
此時，通過對各運動軸的增益系數(shù)間預(yù)先設(shè)置差值，轎廂4與導(dǎo)軌2a、 2b接觸時，各軸 方向的控制增益也產(chǎn)生差值。
例如，將x、 0軸的增益系數(shù)預(yù)先設(shè)置得比y、 l、 V軸的增益系數(shù)大。由此，浮起控
制開始時，對x、 0軸施加高反饋，x、 e軸成為非接觸引導(dǎo)狀態(tài)。此后，在x、 e軸的引 導(dǎo)位置進(jìn)入規(guī)定的范圍時，將x、 e軸的增益系數(shù)變化為通常值。
然后，將還未成為非接觸引導(dǎo)狀態(tài)的、引導(dǎo)位置在規(guī)定范圍外的y、〖、v軸的增益系 數(shù)設(shè)定為較大的值，因此y、 l 、 v軸的控制增益也相對變大。從而，對這些運動軸也施加 使其達(dá)到非接觸引導(dǎo)狀態(tài)的力。于是，全軸方向都最終成為非接觸引導(dǎo)狀態(tài)，引導(dǎo)位置收斂 在規(guī)定范圍內(nèi)的話，所有軸的增益系數(shù)為通常值"1"，基于預(yù)先設(shè)定的控制增益進(jìn)行穩(wěn)定的 引導(dǎo)控制。
又，與上述第二實施例一樣，不對增益系數(shù)進(jìn)行急速改變，需要規(guī)定的轉(zhuǎn)變時間進(jìn)行線 性變化，或通過低通濾波器進(jìn)行平滑變化也可以。這樣可使轎廂4平滑地轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)狀態(tài)。
14又，當(dāng)引導(dǎo)位置在規(guī)定范圍以外時，也可使控制增益變化。由此，即使在通常引導(dǎo)時， 轎廂4由于某些外部干擾等將要靠近導(dǎo)軌2a、 2b的情況下，也可以快速提高控制增益，避免 與導(dǎo)軌2a、 2b的接觸。
這樣，根據(jù)各運動軸各自的位移來改變各運動軸的增益系數(shù)，與上述第一實施例相同， 可以將非接觸引導(dǎo)控制所需要的電流的最大值抑制得較低，與現(xiàn)有技術(shù)相比可以減輕引導(dǎo)裝 置的電源容量。
另外，上述第二、第三實施例中，說明了對各控制軸的所有控制增益都設(shè)定增益系數(shù)的 實例，但是也可以不必對所有的控制增益設(shè)定增益系數(shù)，僅對一部分控制增益設(shè)定增益系數(shù)。 (第四實施例) 下面，對本發(fā)明的第四實施例進(jìn)行說明。
圖16是顯示本發(fā)明第四實施例的控制電壓運算器33a 33e的構(gòu)成的框圖，與圖6對應(yīng)。 與圖6不同之處在于，增益補償器37由第一增益補償器42和第二增益補償器44所構(gòu)成。且 積分補償器38由第一積分補償器43和第二積分補償器45所構(gòu)成。
艮卩，在第四實施例中，與第一實施例一樣，轎廂4通過磁力進(jìn)行引導(dǎo)，但此時如圖16所 示，各運動軸的控制增益至少進(jìn)行兩種設(shè)定。
在圖16所示的實例中，將第一增益補償器42和第一積分補償器43所用的控制增益設(shè)為 第一控制增益，將第二增益補償器44和第二積分補償器45所用的控制增益設(shè)為第二控制增
.、厶
又，對于至少一個運動軸，第二控制增益中的至少一個使用比第一控制增益大的值，整
體產(chǎn)生較大的控制。進(jìn)一步的，還具有對第一控制增益和第二控制增益進(jìn)行切換的切換器46。
現(xiàn)假設(shè)x方向和9方向兩運動軸的第二控制增益為較大值，y、 l、 V軸的第二控制增 益為較小值。如圖17所示，在引導(dǎo)開始時采用第二控制增益的情況下，首先，通過大控制增 益控制的x、 e軸的運動軸先變成非接觸引導(dǎo)狀態(tài)。
在此，在x、 0軸達(dá)到穩(wěn)定的非接觸引導(dǎo)狀態(tài)的時刻，通過切換器46將x、 e軸的控制 增益從第二控制增益切換為第一控制增益。這樣，y、〖、V軸的控制增益變大，這些軸方 向也變位非接觸引導(dǎo)狀態(tài)。從而，在全軸方向都達(dá)到非接觸引導(dǎo)狀態(tài)的時刻，將這些控制增 益切換為第一控制增益使其成為通常引導(dǎo)狀態(tài)。
又，在切換第一控制增益和第二控制增益時，需要規(guī)定的轉(zhuǎn)變時間進(jìn)行線性變化，或通 過低通濾波器進(jìn)行平滑變化。通過這樣，可使得轎廂4的乘客不會感到控制的急速切換。
另外，在上述實施例中，以對各運動軸的第二控制增益的大小設(shè)置明顯的差值為例進(jìn)行說明，但是也可不對第二控制增益設(shè)置明顯的差值。在引導(dǎo)開始時，有時需要比通常引導(dǎo)時 快的收斂性，因此，在引導(dǎo)開始時，使用第二控制增益，并用與通常引導(dǎo)時不同的控制增益 也可獲得效果。
又，在上述實施例中，是對各運動軸設(shè)置兩種控制增益(第一控制增益和第二控制增益) 的構(gòu)成，但也可設(shè)置多個控制增益，并隨時間的流逝對它們進(jìn)行切換。
這樣，通過對各運動軸設(shè)置多個不同的控制增益，并隨著時間的流逝對其進(jìn)行切換，與 第一實施例一樣，也可達(dá)到將非接觸引導(dǎo)控制所需要的電流的最大值抑制得較低，與現(xiàn)有技 術(shù)相比減輕引導(dǎo)裝置的電源容量。 (第五實施例)
下面對本發(fā)明第五實施例進(jìn)行說明。
其基本回路構(gòu)成與第四實施例的圖16—樣，這里對控制增益的切換方法的差別進(jìn)行說明。 艮P，在第五實施例中，與所述第四實施例一樣，各運動軸的增益補償器37和積分補償器
38所用的控制增益設(shè)定至少兩種以上。
這里，引導(dǎo)位置在規(guī)定范圍內(nèi)時所使用的通常引導(dǎo)時的控制增益采用第一增益補償器42、
第一積分補償器43，引導(dǎo)位置在規(guī)定范圍外時所使用的控制增益采用第二增益補償器44、第
二積分補償器45。
又，將第一增益補償器42、第一積分補償器43所使用的控制增益作為第一增益。將第二 增益補償器44、第二積分補償器45所使用的控制增益作為第二控制增益。
此處，如圖18所示，引導(dǎo)控制時使用第一控制增益進(jìn)行控制。此間，在由于某些外部干 擾導(dǎo)致引導(dǎo)位置處于規(guī)定位置之外時，則切換到第二控制增益。此時，第二控制增益設(shè)置為 比第一增益高。這樣，在轎廂4和導(dǎo)軌2a、 2b將要接觸時，通過作用較強(qiáng)的力使其返回到穩(wěn) 定狀態(tài)。
又，在轎廂4和導(dǎo)軌2a、 2b接觸的情況下，由于使用第二控制增益，引導(dǎo)開始時必然使 用第二控制增益。此時，對各運動軸的第二控制增益的大小設(shè)置明顯的差值。這樣，如圖19 所示，可任意設(shè)定引導(dǎo)開始時轉(zhuǎn)變?yōu)榉墙佑|引導(dǎo)狀態(tài)的軸的順序。從而，可依次使得各運動 軸穩(wěn)定，最終使得轎廂4處于非接觸引導(dǎo)狀態(tài)。
又，與上述第四實施例相同，在第一控制增益和第二控制增益之間切換時，需要規(guī)定的 轉(zhuǎn)變時間進(jìn)行線性變化，或通過低通濾波器進(jìn)行平滑變化。這樣，可平滑地引導(dǎo)轎廂4。
這樣，對于各運動軸設(shè)置多個不同的控制增益，并根據(jù)位移對它們進(jìn)行切換，同樣如第 一實施例那樣，可將非接觸引導(dǎo)控制所需要的電流的最大值抑制得較低，與現(xiàn)有技術(shù)相比可減輕引導(dǎo)裝置的電源容量。
另外，上述各實施例中說明的是在磁鐵單元6含有永久磁鐵9的引導(dǎo)裝置中實施零功率 控制的情況。在實施零功率控制的情況下，對于各運動軸，使穩(wěn)定變?yōu)榉墙佑|引導(dǎo)狀態(tài)的軸 的勵磁電流收斂為零。因此，通過依次切換對各運動軸的控制，抑制最大電流的效果很好。
又，如果是磁鐵單元6中不含永久磁鐵9的引導(dǎo)裝置，在非接觸引導(dǎo)開始時需要大電流， 且在穩(wěn)定引導(dǎo)時可以較小的電流進(jìn)行引導(dǎo)的情況下，也可采用上述方法。這樣，可將整體的 最大電流抑制得較低。
進(jìn)一步的，在上述第四、第五實施例中說明了對各控制軸的控制增益都設(shè)置了第二控制 增益的例子，但是不必對所有控制增益設(shè)置第二控制增益，僅對一部分控制增益設(shè)置第二增 益也可以。
又，在上述各實施例中，以分為x， e運動軸和y、 l、 V運動軸兩組進(jìn)行控制的情況 為例進(jìn)行了說明，但是這些組合方式、組合的數(shù)目并不限定，可為任意的軸的組合。又，可 進(jìn)一步將控制分為多階段，并改變依次進(jìn)行引導(dǎo)的軸來實施。
綜上，本發(fā)明不限定于上述各實施例，在實施階段，可在不脫離主旨的范圍內(nèi)對構(gòu)成要 素進(jìn)行變形和具體化。又，通過對上述各實施例揭示的多個構(gòu)成要素進(jìn)行合適的組合，可形 成各種形態(tài)。例如，可以省略實施例中揭示的所有要素中的幾個構(gòu)成要素。還可對不同實施 例的構(gòu)成要素進(jìn)行適當(dāng)?shù)亟M合。 產(chǎn)業(yè)利用性
根據(jù)本發(fā)明，可以抑制引導(dǎo)開始時所需要的最大電力，并能以少的電源容量使轎廂以非接 觸的方式行走。
權(quán)利要求
1. 一種非接觸行走式電梯，其特征在于，包括沿上下方向敷設(shè)在升降通道內(nèi)的導(dǎo)軌；沿該導(dǎo)軌進(jìn)行升降動作的轎廂；引導(dǎo)裝置，設(shè)置在該轎廂的與所述導(dǎo)軌相對的部分，通過磁力作用使所述轎廂從所述導(dǎo)軌浮起并以非接觸方式進(jìn)行行走引導(dǎo)；控制裝置，其控制所述引導(dǎo)裝置以便對所述轎廂的至少兩個以上的運動軸產(chǎn)生磁力，在引導(dǎo)開始時，僅對所述各運動軸中的一部分進(jìn)行控制，從引導(dǎo)開始經(jīng)過規(guī)定的時間之后，再對其他運動軸進(jìn)行控制。
2. —種非接觸行走式電梯，其特征在于，包括 沿上下方向敷設(shè)在升降通道內(nèi)的導(dǎo)軌； 沿該導(dǎo)軌進(jìn)行升降動作的轎廂；引導(dǎo)裝置，設(shè)置在該轎廂的與所述導(dǎo)軌相對的部分，通過磁力作用使所述轎廂從所述導(dǎo) 軌浮起并以非接觸的方式進(jìn)行行走引導(dǎo)；控制裝置，其控制所述引導(dǎo)裝置以便對所述轎廂的至少兩個以上的運動軸產(chǎn)生磁力，所 述控制裝置具有分別針對所述各運動軸設(shè)定的控制增益，對于所述各運動軸中特定的運動軸， 從引導(dǎo)開始以用于產(chǎn)生引導(dǎo)所需要的磁力的控制增益進(jìn)行控制，對于其他運動軸，引導(dǎo)開始 時以設(shè)定為比用于產(chǎn)生引導(dǎo)所需要的磁力的控制增益低的控制增益進(jìn)行控制，從引導(dǎo)開始經(jīng) 過規(guī)定的時間后，以規(guī)定的控制增益對所述各運動軸進(jìn)行控制。
3. 如權(quán)利要求2所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述控制裝置具有用于調(diào)整所 述各運動軸的控制增益的值的增益系數(shù)，在引導(dǎo)開始時，改變所述各運動軸中一部分或全部 控制增益的增益系數(shù)，經(jīng)過規(guī)定的時間之后，將所述各運動軸的控制增益的增益系數(shù)設(shè)定為 規(guī)定的值來進(jìn)行控制。
4. 如權(quán)利要求3所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述控制裝置在引導(dǎo)開始時， 將所述各運動軸中特定的運動軸的增益系數(shù)設(shè)定為比其他運動軸的增益系數(shù)大，經(jīng)過規(guī)定的時間后，減小所述特定的運動軸的增益系數(shù)和上述其他運動軸的增益系數(shù)之間的相對差。
5. —種非接觸行走式電梯，其特征在于，包括 沿上下方向敷設(shè)在升降通道內(nèi)的導(dǎo)軌； 沿該導(dǎo)軌進(jìn)行升降動作的轎廂；引導(dǎo)裝置，設(shè)置在轎廂的與上述導(dǎo)軌相對的部分，通過磁力作用使所述轎廂從所述導(dǎo)軌 浮起并非接觸的方式進(jìn)行行走引導(dǎo)；控制裝置，其控制所述引導(dǎo)裝置以便對所述轎廂的至少兩個以上的運動軸產(chǎn)生磁力，該 控制裝置具有分別針對上述各運動軸設(shè)定的控制增益，所述各運動軸的引導(dǎo)位置在規(guī)定范圍內(nèi)時，以在通常狀態(tài)下引導(dǎo)用的控制增益進(jìn)行控制，引導(dǎo)位置在規(guī)定范圍之外時，則以與在 通常狀態(tài)下引導(dǎo)用的控制增益不同的控制增益來控制一部分或全部的運動軸的控制增益。
6. 如權(quán)利要求5所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述控制裝置具有調(diào)整所述各 運動軸的控制增益的值的增益系數(shù)，當(dāng)所述各運動軸的引導(dǎo)位置在規(guī)定范圍內(nèi)時，將增益系數(shù)設(shè)定為規(guī)定的值，當(dāng)引導(dǎo)位置 在規(guī)定范圍之外時，改變一部分或全部的運動軸的增益系數(shù)來進(jìn)行控制。
7. 如權(quán)利要求6所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述各控制增益的各增益系數(shù) 中，至少一個運動軸的增益系數(shù)與其他增益系數(shù)不同。
8. 如權(quán)利要求3所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述控制裝置在使某增益系數(shù) 變?yōu)閯e的增益系數(shù)時，設(shè)置轉(zhuǎn)變時間，在此期間使該增益系數(shù)緩慢變化。
9. 如權(quán)利要求6所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述控制裝置在使某增益系數(shù) 變?yōu)閯e的增益系數(shù)時，設(shè)置轉(zhuǎn)變時間，在此期間使該增益系數(shù)緩慢變化。
10. 如權(quán)利要求8所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述控制裝置使某增益系數(shù)在 所述轉(zhuǎn)變時間期間線性變化為別的增益系數(shù)。
11. 如權(quán)利要求9所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述控制裝置使某增益系數(shù)在所述轉(zhuǎn)變時間期間線性變化為別的增益系數(shù)。
12. 如權(quán)利要求8所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述控制裝置通過低通濾波器 使某增益系數(shù)在所述轉(zhuǎn)變時間期間變化為別的增益系數(shù)。
13. 如權(quán)利要求9所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述控制裝置通過低通濾波器 使某增益系數(shù)在所述轉(zhuǎn)變時間期間變化為別的增益系數(shù)。
14. 一種非接觸行走式電梯，其特征在于，包括 沿上下方向敷設(shè)在升降通道內(nèi)的導(dǎo)軌； 沿該導(dǎo)軌進(jìn)行升降動作的轎廂；引導(dǎo)裝置，設(shè)置在該轎廂的與所述導(dǎo)軌相對的部分，通過磁力作用使所述轎廂從所述導(dǎo) 軌浮起并以非接觸的方式進(jìn)行行走引導(dǎo)；控制裝置，其控制所述引導(dǎo)裝置以便對所述轎廂的至少兩個以上運動軸產(chǎn)生磁力，該控 制裝置具有針對所述各個運動軸設(shè)定的至少兩種的控制增益，并根據(jù)所述各運動軸的狀態(tài)切 換所述各控制增益來進(jìn)行控制。
15. 如權(quán)利要求14所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述控制裝置具有針對所述各個運動軸設(shè)定的第一控制增益和第二控制增益， 引導(dǎo)開始時，采用所述第二控制增益來對所述各運動軸的一部分或全部進(jìn)行控制，經(jīng)過 規(guī)定時間后，采用所述第一控制增益對所述各運動軸的全部進(jìn)行控制。
16. 如權(quán)利要求14所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述控制裝置具有針對所述各個運動軸設(shè)定的第一控制增益和第二控制增益， 當(dāng)所述各運動軸的引導(dǎo)位置在規(guī)定范圍內(nèi)時，采用所述第一控制增益進(jìn)行控制，當(dāng)引導(dǎo) 位置在規(guī)定范圍之外時，采用所述第二控制增益對各運動軸的一部分或全部進(jìn)行控制。
17. 如權(quán)利要求15所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述第二控制增益的至少一 個設(shè)定得比所述第一控制增益大。
18. 如權(quán)利要求16所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述第二控制增益的至少一 個設(shè)定得比所述第一控制增益大。
19. 如權(quán)利要求14所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述控制裝置在使某控制增 益變?yōu)閯e的控制增益時，設(shè)置轉(zhuǎn)變時間，在此期間使該控制增益緩慢變化。
20. 如權(quán)利要求19所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述控制裝置使某控制增益 在所述轉(zhuǎn)變時間期間線性變化為別的控制增益。
21. 如權(quán)利要求19所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述控制裝置通過低通濾波 器使某控制增益在所述轉(zhuǎn)變時間期間變化為別的控制增益。
22. 如權(quán)利要求1所述的非接觸行走式電梯，其特征在于， 所述引導(dǎo)裝置包括具有電磁鐵的磁鐵單元，所述控制裝置通過控制對所述電磁鐵勵磁的電流，使得所述轎廂不與所述導(dǎo)軌接觸來對 所述轎廂進(jìn)行行走引導(dǎo)。
23. 如權(quán)利要求1所述的非接觸行走式電梯，其特征在于， 所述引導(dǎo)裝置包括具有電磁鐵和永久磁鐵的磁鐵單元，所述控制裝置通過控制對所述電磁鐵勵磁的電流，使得所述轎廂不與所述導(dǎo)軌接觸來對 所述轎廂進(jìn)行行走引導(dǎo)。
24. 如權(quán)利要求23所述的非接觸行走式電梯，其特征在于，所述控制裝置在使得所述轎 廂不與所述導(dǎo)軌接觸來對所述轎廂進(jìn)行行走引導(dǎo)的同時，不管是否有作用到所述轎廂的外力， 將對所述電磁鐵勵磁的電流的穩(wěn)態(tài)值收斂為零。
全文摘要
本發(fā)明提供一種非接觸行走式電梯，其抑制引導(dǎo)開始時所需的最大電力，通過較少的電源容量使得轎廂以非接觸方式進(jìn)行行走引導(dǎo)。電梯具有引導(dǎo)裝置(5a～5d)，其通過磁力使轎廂(4)從導(dǎo)軌(2a，2b)浮起并以非接觸的方式進(jìn)行行走引導(dǎo)，對引導(dǎo)裝置(5a～5d)進(jìn)行控制以便對轎廂(4)的至少兩個以上運動軸(x、y、θ、ξ、ψ軸)產(chǎn)生磁力。此時，在引導(dǎo)開始時，僅對上述各運動軸中的一部分進(jìn)行控制，從引導(dǎo)開始起經(jīng)過預(yù)定時間之后，對其他的運動軸進(jìn)行控制。
文檔編號B66B7/04GK101506081SQ20078003093
公開日2009年8月12日 申請日期2007年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月6日
發(fā)明者伊東弘晃 申請人:東芝電梯株式會社