电梯曳引机
本案为申请日为2016年06月15日、申请号为201610422526.8、名称为“电梯曳引机”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种电梯的驱动装置，具体涉及一种电梯曳引机。
背景技术
电梯曳引机的运行通常需要依靠电动机中转子的运动和/或位置的相关信息，因此一般需要在曳引机上设置测量装置以获取转子的运动和/或位置信息。
中国发明专利CN102648142B公开的测量装置、电驱动器、升降机以及电梯系统中公开了一种升降机，该升降机设有用于测量电机的转子的位置和/或运动的测量装置，该测量装置包含磁感应带、阅读器；磁感应带附在电机的旋转部分上，并装配成围绕转子的转轴旋转，磁感应带产生的磁场的强度沿着磁感应带的纵向大致正弦地变化；阅读器感测沿着磁感应带纵向变化的磁性，并紧邻磁感应带地被安装在驱动滑轮护板上。前述结构有利于将测量装置灵活布置在升降机上。
但是，这种测量装置及升降机还存在以下不足：
第一，需要专门的磁感应带，该磁感应带必须具备的条件包括磁感应带产生的磁场的强度沿着磁感应带的纵向呈正弦变化并且磁感应带一个接着一个的N、S磁场必须具备较高的一致性，按照这种要求的磁感应带在加工及充磁时，制作难度大、制作成本高，目前仅国外少数厂家有能力制作，价格昂贵；
第二，磁感应带具有磁性，易吸附铁屑等杂质，如果吸附杂质就会对性能产生较大影响，因此，对磁感应带的装配及对现场使用时的防护有较高要求，这样就使得实际装配及使用的复杂化；
第三，电梯曳引机通常需要具有较长的使用寿命，一般需要20年以上，在此寿命期间，磁感应带存在失磁或部分失磁造成性能下降的可能，而在使用现场如需对磁感应带进行更换将耗费较大的人力物力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电梯曳引机，可以解决现有升降机的测量装置采用磁感应带加工难度大、生产成本高、易吸附杂质且不易更换的不足。
为解决上述技术问题，本发明的电梯曳引机包括电动机、主体部分、旋转部分、轴承、测量装置、绳轮护板，其中：
电动机，包括定子和转子，所述定子固定安装在主体部分上，所述转子固定安装在旋转部分上，且定子和转子相对应设置；
旋转部分，包括驱动电梯绳索的绳轮；
主体部分，通过轴承对旋转部分绕旋转轴线的旋转进行支撑；
绳轮护板，固定在主体部分上，并延伸到绳轮的侧面，所述绳轮容纳于电动机与绳轮护板之间；
测量装置，用于测量电动机的转子的运动和/或位置，其包括齿轮、感测器；
所述齿轮附在旋转部分上，与转子一起绕旋转轴线旋转，所述齿轮在周向设置有若干齿部，相邻齿部之间的距离大致相等；
所述感测器紧邻齿轮上的齿部，且被安装在绳轮护板上，所述感测器感测齿轮上的齿部相对感测器的运动并输出测量信号。
在上述结构中，所述齿轮的齿部由相对磁导率大于10的材料制成。
在上述结构中，所述齿轮的齿部大致均匀地分布在齿轮的周面上或者端面上。
在上述结构中，所述感测器包括永磁体、感磁元件和信号读取输出电路。
在上述结构中，所述绳轮是中空的，且中空的绳轮内设有轴承外壳，所述轴承安装在轴承外壳内且通过轴承外壳对旋转部分的旋转进行支撑。进一步的，所述轴承外壳配有附着齿轮的安装周面或安装平面，所述齿轮附在安装周面或安装平面上。
其中，测量信号为周期性变化的波形，且满足以下数学关系式：
K＝N/Z
其中，K为正整数，Z为齿轮上齿部的数量；N为齿轮绕旋转轴线旋转360°的过程中测量信号的周期T的数量。
进一步的，所述测量信号为周期性变化的大致正弦波或者大致三角波或者梯形波或者矩形波。
本发明提供了一种使用新的测量装置的电梯曳引机，该测量装置使用具有永磁体、感磁元件、信号读取输出电路的感测器，通过该感测器感应与转子一起旋转的齿轮上的齿部相对感测器的运动，从而获取转子的运动和/或位置，这种结构可以省却现有技术中采用的专门的磁感应带，降低了制作成本，使产品的装配及使用简单化，并且消除了因磁感应带磁性下降带来的风险。
附图说明
图1是本发明的电梯曳引机的第一实施例的示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是第一实施例中测量装置的示意图；
图4是图3所示齿轮展成直线水平状的示意图及呈周期性变化的大致正弦波的测量信号；
图5是本发明的电梯曳引机的第二实施例的剖视图；
图6是第二实施例中测量装置的示意图；
图7是图6所示齿轮展成直线垂直状的示意图及呈周期性变化的大致三角波或者梯形波或者矩形波的测量信号；
图8是本发明的电梯曳引机的第三实施例的剖视图；
图9是本发明的电梯曳引机的第四实施例的示意图；
图10是图9的X-X剖视图。
其中附图标记说明如下：
1电动机 2主体部分
2a定子安装部 3旋转部分
3a转子安装部 3b中部安装平面
4轴承 5测量装置
6电梯绳索 7绳轮护板
8齿轮 8a周向方向
8b齿轮的周面 8c齿轮的端面
9感测器 9a永磁体
9b感磁元件 9c信号读取输出电路
10测量信号 11定子
13转子 14气隙
14a圆盘形气隙面 14b圆柱形气隙面
31旋转轴线 32绳轮
32a端部安装平面 33轴承外壳
33a安装周面 33b安装平面
34中部连接处 35外周部连接处
81齿部 82槽部
D齿轮上的齿部齿顶与感测器的感磁元件在径向方向上的距离
E齿轮上的齿部齿顶与感测器的感磁元件在轴向方向上的距离
T测量信号的周期
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
第一实施例
如图1、图2所示为本发明中电梯曳引机的第一实施例，其中包括电动机1、主体部分2、旋转部分3、轴承4、测量装置5、绳轮护板7；
电动机1包括定子11、转子13，在本实施例中，定子11与转子13左右相对设置；转子13与定子11之间有一气隙14，在本实施例中该气隙14形成一个与旋转轴线31大致垂直的圆盘形气隙面14a；
主体部分2具有定子安装部2a，定子11固定设置于定子安装部2a处，主体部分2通过轴承4对旋转部分3绕旋转轴线31的旋转进行支撑；
旋转部分3，包括驱动电梯绳索6的绳轮32，该旋转部分3具有转子安装部3a，转子安装部3a与定子安装部2a左右相对，转子13固定设置于转子安装部3a处；
绳轮护板7，通过中部连接处34固定在主体部分2上，并延伸到绳轮32的侧面，所述绳轮32被容纳在电动机1与绳轮护板7之间；
测量装置5，包括齿轮8、感测器9，用于测量电动机1的转子13的运动和/或位置；齿轮8上的齿部81由相对磁导率大于10的材料制成,优选地，采用铁质材料或镍铁合金材料或铁钴合金材料等制成；如图4所示，感测器9包括永磁体9a、感磁元件9b、信号读取输出电路9c；
齿轮8附在旋转部分3上，与转子13一体绕旋转轴线31旋转，感测器9被安装在绳轮护板7上；
绳轮32是中空的，旋转部分3在中空的绳轮32内设有轴承外壳33，轴承4通过轴承外壳33对旋转部分3的旋转进行支撑；
在本实施例中，轴承外壳33配有附着齿轮8的安装周面33a，齿轮8附在安装周面33a上；
如图3所示，齿轮8在旋转的周向方向8a上，一个接着一个相继布置有若干数量的齿部81，相邻齿部81之间的距离大致相等；
在本实施例中，齿部81布置在齿轮8的周面8b上，感测器9设置在齿轮8的径向方向上，且在径向上紧邻齿轮8上的齿部81；
如图3、图4所示，齿轮8上的齿部81齿顶与感测器9的感磁元件9b在径向方向上的距离D，优选地，设为0.1～5mm；
如图4所示，当齿部81在感测器9的感测范围时，永磁体9a产生的磁场经过感磁元件9b进入齿部81，齿部81由相对磁导率大于10的材料制成，此时感磁元件9b上感测的磁场强度较强；
当相邻两个齿部81之间的槽部82在感测器9的感测范围时，由于槽部82为空气或真空，材料的相对磁导率约为1，磁导率较低，因此此时感磁元件9b上感测的磁场强度较弱；
齿轮8与转子13一体旋转，齿轮8上的齿部81、相邻齿部81之间的槽部82在周向方向8a上一个接着一个相对感测器9运动，引起感磁元件9b上的磁场变化，感磁元件9b将感应到的磁场变化，传递给信号读取输出电路9c，并由信号读取输出电路9c输出测量信号10；
测量信号10为周期性变化的波形，在本实施例中以大致正弦波为例，满足以下数学关系式：
K＝N/Z
其中，K为正整数，Z为齿轮8上齿部81的数量，N为齿轮8绕旋转轴线31旋转一周过程中测量信号10的周期T的数量。
输出的周期性变化的测量信号可作为转子13的运动和/或位置的反馈信号，提供给驱动电动机1的电机控制系统。
本实施例使用具有永磁体、感磁元件、信号读取输出电路的感测器，通过感测齿轮上齿部的运动获取转子的运动和/或位置，可以省却专门的磁感应带，有利于降低制作成本，使产品装配及使用简单化。
第二实施例
本实施例与第一实施例的不同之处在于：
如图5所示，转子13的径向尺寸小于定子11的径向尺寸，转子13与定子11内外相对设置，定子11与转子13之间的气隙14形成一个中心线与旋转轴线31大致重合的圆柱形气隙面14b；
轴承外壳33配有附着齿轮8的安装平面33b；齿轮8附在安装平面33b上；
如图6所示，齿部81布置在齿轮8的端面8c上，感测器9设置在齿轮8的轴向方向上，且在轴向上紧邻齿轮8上的齿部81；
如图6、图7所示，齿轮8上的齿部81齿顶与感测器9的感磁元件9b在轴向方向上的距离E，优选地，设为0.1～5mm；
测量信号10，也为周期性变化的波形，在本实施例中以大致三角波、或者梯形波、或者矩形波为例，满足以下数学关系式：
K＝N/Z
其中，K为正整数，Z为齿轮8上齿部81的数量，N为齿轮8绕旋转轴线31旋转一周过程中测量信号10的周期T的数量。
第三实施例
本实施例与第二实施例不同之处在于齿轮8附在旋转部分3的中部安装平面3b上，如图8所示。
第四实施例
如图9、图10所示，本实施例与第二实施例不同之处在于，
绳轮护板7，通过外周部连接处35固定在主体部分2上，并延伸到绳轮32的侧面，所述绳轮32被容纳在电动机1与绳轮护板7之间；本实施例中，外周部连接处35设置在主体部分2的下部位置。
齿轮8附在绳轮32的端部安装平面32a上。
虽然在第三、第四实施例中，齿轮8的齿部81布置在齿轮8的端面8c上，感测器9设置在齿轮8的轴向方向上且在轴向上紧邻齿轮8上的齿部81，但是本领域技术人员可以根据曳引机的内部结构调整感测器的位置以及齿轮的结构形式，如齿部布置在齿轮的周面上或感测器设置在齿轮的径向方向上，以及改变转子和定子的对应位置等等。
虽然在上述四个实施例中，绳轮护板7，通过中部连接处34或主体部分2下部位置的外周部连接处35，固定在主体部分2上，但是本领域技术人员可以根据曳引机的主体部分的结构，调整与绳轮护板的连接点位置，可以只设置1个连接点，也可以同时设置多个连接点，如连接点布置在主体部分的上部位置和/或左部位置和/或右部位置等等。
另外，在上述实施例中，绳轮护板7的形状为实体结构，但是在本发明中并不局限于此，其也可以制作成由钣金件折弯而成的结构，通过连接点固定在主体部分上，并延伸到绳轮侧面，在侧面布置感测器等等，特此说明。
虽然在图2、图5、图8和图9中，绳轮32、旋转部分3和轴承外壳33为一体结构，但是在本发明中并不局限于此，其也可以为分体结构装配在一起，特此说明。此外，本发明中虽然第一实施例以周期性变化的大致正弦波为例，第二实施例以周期性变化的大致三角波或矩形波或梯形波为例，但是并不局限于此，输出信号的波形仅与齿轮8的齿部81形状有关，与齿部81的分布位置、感测器的设置位置等无关，也就是说其它周期性变化的波形原理相同。
以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，该实施例仅仅是本发明的较佳实施例，本发明并不局限于上述实施方式。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员对齿轮的齿部形状、齿轮的安装位置、曳引机中定子和转子的位置以及曳引机中各零件的装配形式等做出的等效置换和改进，均应视为在本发明所保护的技术范畴内。
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