[发明专利]用于自动扶梯和移动人行道的可变力矩制动的装置和方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及受控制的制动机构，更特别地，涉及与自动扶梯、移动人行道等结合使用的可变力矩制动的装置和方法。

背景技术

用于自动扶梯和移动人行道（亦称为，例如，自动步道或自动人行道）包括，例如，具有被导引的压缩弹簧的开环控制制动系统。替代地或另外，具有陶瓷电磁制动器的闭环控制制动系统已经被采用。然而，这些制动系统的每个带来各种控制问题。

例如，具有被导引的压缩弹簧的开环控制系统是双稳态的制动装置。也就是说，制动器在开始和运行期间被释放并且当自动扶梯或自动步道停止时施加恒定的弹力。由于该双稳态的功能性，止停距离和止停速率可根据自动扶梯的载荷进行很大地变化。例如，轻载荷的自动扶梯将比满载荷的自动扶梯以更少的时间止停并且在更短的距离范围内止停。

为了减小自动扶梯上的空载和满载状态之间的止停距离差异，大的飞轮经常被增加到电机以使抵消自动扶梯载荷的作用。即使大的飞轮可提供惯性以防止当自动扶梯是轻载荷时自动扶梯止停得太快，当自动扶梯满载荷时该同一惯性起反作用。大的飞轮需要制动器提供足够的力矩以停止自动扶梯上的载荷以及停止大的飞轮。因而，飞轮的存在需要制动器在所有的应用中尺寸过大。

此外，尽管增加大的飞轮，但是止停距离和速率的差异仍可在空载和满负荷状态之间变化。在许多应用中，止停距离的该差异仍可造成问题，如果顾客要求止停距离范围比开环制动系统可提供的更窄的话。另外，在美国和加拿大，ASME A17.1自动扶梯安全规程限制最大减速度以及最大止停距离。

应用开环弹簧的制动系统可出现的另一个问题是可利用的制动力矩会由于制动器磨损或环境状况而随着时间推移而减小。从而，如果制动器没有定期地重新调整或替换，止停速率和距离会变得不符合规程和/或会不满足客户要求。

在提供一致的止停的努力中，自动扶梯和移动人行道的一些制造商已经增加了转换器（例如，交流电驱动器）以提供动态的电机制动。然而，转换器的增加还可具有缺点。转换器会是昂贵的并且可在自动扶梯桁架中需要用于安装的额外的空间。这在某些类型的其中在桁架中没有额外的空间的自动扶梯上会是禁止的。而且，需要动态电阻器或再生单元的至少一个来排放产生的制动能量。这两项也增加了成本并且需要用于安装的空间。

此外，将闭环控制增加到受导引的压缩弹簧制动系统通常是不实际的，因为在这些类型的单元上的制动线圈是双稳态的装置。双稳态的装置设计成以被促动或非促动。因此，通过闭环控制来线性地控制制动器是不可能的。

虽然利用闭环控制制动的陶瓷磁制动器可解决受导引的压缩弹簧开环控制制动系统所固有的许多问题，但是它们仍然出现了其他的问题。例如，尽管利用闭环控制的磁制动系统比应用开环弹簧的制动系统实现的止停距离和速率更加一致，但是磁制动器会易于反应慢。因此，制动系统对于给定的自动扶梯载荷所要求的特定的制动力矩会产生得相对较慢。结果是止停速率在止停程序开始处会低于或超过一设定位置，从而产生“波动”止停，直到所述控制能够产生合适的力矩。

此外，因为磁制动器的磁零点特性从制动器到制动器是变化的，因此必需在将制动器交付使用之前调节每个制动器的闭环制动控制器。如果制动控制器没有被调节，那么制动器可能随着时间推移稍微缓慢移动和/或提供不是最佳的制动。而且，使用磁制动器不许在同一电机上增加第二制动器。从而，磁制动器不能被用于某些应用中，特别地在欧洲，其中欧洲的自动扶梯规程（EN规程）要求只要自动扶梯的上升超过某一高度则需使用压缩受导引的弹簧以及第二制动器。

发明内容

本发明致力于一种用于自动扶梯或移动人行道的制动装置以及用于控制自动扶梯或移动人行道的制动形态（profile）的方法。

在本发明的实施例中，提供了一种制动装置。该制动装置可包括制动元件、可线性控制的螺线管组件、偏压机构以及控制装置。制动元件可适于接合自动扶梯或移动人行道的驱动轴上的制动鼓或制动盘。可线性控制的螺线管组件可包括制动器线圈和长型构件。长型构件可沿着轴线线性移动并且制动元件可耦接到长型构件。偏压机构可被布置成在第一方向上沿着所述轴线偏压长型构件以增加由制动元件施加到驱动轴上的力矩。控制装置可被配置为基于与自动扶梯或移动人行道的工作状态有关的至少一个测量参数调整到制动器线圈的电流，由此长型构件沿着轴线在与第一方向相反的第二方向上被偏压以减小由制动元件施加到驱动轴的力矩。