專利名稱：磁性單元和升降機導(dǎo)引設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于升降機導(dǎo)引設(shè)備等的磁性單元的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
在升降機的升降機井中導(dǎo)軌通常垂直成對安裝。借助該導(dǎo)軌導(dǎo)引，通過主繩索懸掛的升降機車廂在升降機井中上下移動。
為了使升降機車廂通過導(dǎo)軌導(dǎo)引，在升降機車廂的框架上安裝導(dǎo)引裝置。
存在滾子型的導(dǎo)引裝置和導(dǎo)塊(guideshoe)型導(dǎo)引裝置。由于這些導(dǎo)引裝置與導(dǎo)軌直接接觸以導(dǎo)引的升降機車廂，導(dǎo)引裝置易于因變形和與導(dǎo)軌的接觸而產(chǎn)生振動和噪聲，該種振動和噪聲容易通過滾子等傳遞到升降機車廂。
這樣，提出采用磁性單元作為導(dǎo)軌的升降機導(dǎo)引設(shè)備(例如，日本專利申請公開號2001-19286的申請)。在該升降機導(dǎo)引設(shè)備中，根據(jù)間隙傳感器的探測信號，在位置相對的鐵導(dǎo)軌之間產(chǎn)生磁引力，其以非接觸方式導(dǎo)引升降機車廂。
圖1是以上提及的傳統(tǒng)升降機導(dǎo)引設(shè)備的實體部分的立體圖。圖2是圖1中磁性單元的磁路的平面圖。
如圖1和2所示，具有E-型結(jié)構(gòu)的磁性單元1包括中芯11，連接到中芯11的兩側(cè)同性磁極位置相對的永磁體12a，12b，以及分別連接到永磁體12a，12b上的同性磁極位置相對的電磁體13a，13b。
在圖1中，磁性單元1設(shè)置有多個具有間隙傳感器的傳感器2。傳感器2適用于檢測位于磁性單元1的磁極和導(dǎo)軌3之間間隙的磁路(磁性通路)在x，y方向(水平方向)的狀態(tài)，換句話說，檢測磁路中的物理量。
當(dāng)升降機導(dǎo)引設(shè)備根據(jù)傳感器2的檢測信號，控制電磁體13a，13b和導(dǎo)軌3之間與電磁體13a，13b的激勵電流相對應(yīng)的引力時，未在圖中顯示的配備了升降機導(dǎo)引設(shè)備的升降機車廂能夠在升降機井中上下移動并且導(dǎo)引設(shè)備和導(dǎo)軌3之間保持非接觸狀態(tài)。
在使用上述結(jié)構(gòu)的磁性單元的升降機導(dǎo)引設(shè)備中，當(dāng)升降機車廂處于相對于導(dǎo)軌3的正常的位置并且運行穩(wěn)定時，線圈13aa，13ba的激勵電流可能會合并為零，即所謂的由于具有永磁體12a，12b的“零功率控制”。相應(yīng)地，穩(wěn)態(tài)功耗可能減少。另外，由于具有永磁體，導(dǎo)軌3和磁性單元1之間的間隙可以被進(jìn)一步擴大以使升降機車廂沿導(dǎo)軌3以長的行程和低的剛性平滑升降。
注意在用于導(dǎo)引升降機車廂沿導(dǎo)軌3移動的升降機導(dǎo)引設(shè)備中，在升降機車廂的四個方向(上下左右)配置了與導(dǎo)軌3相對的磁性單元1和傳感器2。在運行中，通過根據(jù)檢測導(dǎo)軌3和磁性單元1之間的各間隙中的磁路狀態(tài)的傳感器2的信號和檢測激勵電流的磁性單元1的信號的計算，激勵電流上受到反饋控制。
在圖1和2中，定義“x”代表磁性單元1與導(dǎo)軌3位置相對的方向(總體而言為從升降機車廂的入口方向觀察的左右方向)；“y”代表在水平平面上與x方向垂直的方向(例如，升降機車廂的深度方向)；并且“z”代表豎直方向。相應(yīng)地，ξ”，“θ”和“ψ”表示圍繞作為旋轉(zhuǎn)軸的x，y和z方向的旋轉(zhuǎn)方向。
由于上述升降機導(dǎo)引設(shè)備被構(gòu)造為通過根據(jù)用于檢測間隙的長度的來自方向x上的上和下傳感器2的信號和來自方向y上的上和下傳感器2的信號以及各個檢測激勵電流的值的計算，在四個位置控制磁性單元1，升降機車廂受到導(dǎo)軌3的導(dǎo)引在關(guān)于“轉(zhuǎn)動(rolling)方向”(即θ方向)，“俯仰(pitching)方向”(即ξ方向)和“偏轉(zhuǎn)(yawing)方向”(即ψ方向)的姿態(tài)控制下以及x和y方向上的平移(translating)運動，能夠上下移動。
然而圖2中所示的磁性單元1具有下述問題。
首先導(dǎo)軌3部分的左和右長表面分別被定義為第一導(dǎo)引表面3a和第二導(dǎo)引表面3b，而該部分的短表面被定義為第三導(dǎo)引表面3c。相應(yīng)的，分別與導(dǎo)引表面3a，3b和3c位置相對的磁性單元1的各個磁極分別被定義為第一磁極1a，第二磁極1b，和第三磁極1c。在圖2中，帶箭頭的兩點線表示永磁體12a，12b的磁通量線。這樣，因為永磁體12a，12b的磁通量線在第三磁極1c相互重疊，可以理解第三磁極1c的磁通量(或者磁通密度)比第一磁極1a或第二磁極1b的磁通量(或者磁通密度)大。
另外，永磁體至各磁極的磁性通路越短，永磁體的磁通泄漏越小。因此，由于永磁體12a，12b和磁極1a，1b，1c之間各自的磁性通路的差別，第三磁極1c的磁通密度比第一磁極1a的磁通密度大或者與第二磁極1b相同。
因此，第三導(dǎo)引表面3c和第三磁極1c之間產(chǎn)生的引力顯著大于第一導(dǎo)引表面3a和第一磁極1a之間產(chǎn)生的引力以及第二導(dǎo)引表面3b和第二磁極1b之間產(chǎn)生的引力。
上述傳統(tǒng)磁性單元1通常被用于非接觸式升降機導(dǎo)引設(shè)備或用于稱量物體重量的稱重設(shè)備。然而如果在升降機導(dǎo)引系統(tǒng)中采用該磁性單元1，由于上述在前后方向(即y方向)和左右方向(即x方向)之間的引力的不同導(dǎo)致平衡狀態(tài)中的升降機車廂的穩(wěn)定性的破壞。另外，根據(jù)升降機車廂的偏移方向，磁性單元對施加到升降機車廂上的干擾的反作用力各不相同。
傳統(tǒng)磁性單元1的電磁體13a，13b分別對第一磁極1a和第二磁極1b產(chǎn)生很大影響。由于插入永磁體12a，12b，電磁體13a，13b對第三磁極1c的影響較小。
這樣，傳統(tǒng)磁性單元1在不同方向(即x方向和y方向)之間的引力和可控制性都不同，因為針對第三磁極1c的電磁體13a，13b的可控制性較小，而在該磁極1c的永磁體12a，12b的引力較大。因此，由于磁體的響應(yīng)力和可控制性都因方向而不同，采用上述磁性單元或類似單元的升降機導(dǎo)引設(shè)備的運行穩(wěn)定性降低。
為了達(dá)到可控制性的平衡，補償電磁體13a，13b對第三磁極1c的控制的減弱，可以瞬間向電磁體13a，13b提供大的激勵電流。然而，該方法需要很大的電能，并需要大容量的電源。
發(fā)明的揭示針對上述情況，本發(fā)明的目的之一是為了提供能夠?qū)崿F(xiàn)減小由于磁力的方向引起的永磁體的引力的偏差并且能夠增強對各個磁極的可控制性從而允許減小電源的容量的磁性單元。本發(fā)明的另一目的是為了提供具有該種磁性單元并能穩(wěn)定高效工作的升降機導(dǎo)引設(shè)備。
為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供具有E-形結(jié)構(gòu)的磁性單元，包括彼此相對的第一和第二磁極，兩者具有相同極性；在所述第一磁極和第二磁極之間的中心設(shè)置的第三磁極，該第三磁極具有與所述第一和第二磁極不同的極性；限定在所述第一磁極和第三磁極之間的第一磁體，該第一磁體具有以永磁體為中介相互連接的兩個電磁體；以及限定在所述第二磁極和第三磁極之間的第二磁體，該第二磁體具有以另一永磁體為中介相互連接的兩個電磁體。
在上述第一磁體和第二磁體的結(jié)構(gòu)中，從各個永磁體到磁性單元的各自磁極的磁性通路的偏差都被減小，并且各個磁極的磁通(或磁通密度)能夠被獨立控制。
也就是，由于通過各個磁極的受激電流的可控制性的改進(jìn)永磁體的引力的方向偏移被減小，可提供在操作中具有良好平衡并且在操作中的響應(yīng)性和可控制性中更加穩(wěn)定的磁性單元。另外，根據(jù)本發(fā)明，同樣提供升降機導(dǎo)引設(shè)備，其包括具有E-形結(jié)構(gòu)的磁性單元，其包括彼此相對的第一和第二磁極，兩者具有相同極性；在所述第一磁極和第二磁極之間的中心設(shè)置的第三磁極，該第三磁極具有與所述第一和第二磁極不同的極性；限定在所述第一磁極和第三磁極之間的第一磁體，該第一磁體具有以永磁體為中介相互連接的兩個電磁體；限定在所述第二磁極和第三磁極之間的第二磁體，該第二磁體具有以另一永磁體為中介相互連接的兩電磁體，其中所述第一、第二和第三磁極設(shè)置為通過各自的間隙面對由磁性材料構(gòu)成的導(dǎo)引構(gòu)件；多個用于檢測所述磁性單元中各個磁路的狀態(tài)的傳感器；以及根據(jù)所述傳感器的輸出信號控制供應(yīng)到所述磁性單元的電磁體的激勵電流的控制單元。在上述升降機導(dǎo)引設(shè)備中，由于控制單元根據(jù)傳感器的輸出信號控制磁性單元的受激電流，在導(dǎo)軌和磁性單元之間得到適當(dāng)?shù)姆较虿煌钶^小的引力和可控制性，使得升降機車廂在升降機井中穩(wěn)定行駛。
進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明同樣提供稱重設(shè)備，其包括用于裝載將要被稱量的物體的可移動體，該可移動體具有多個附接到其側(cè)壁外側(cè)上的磁性單元，該磁性單元具有E-形結(jié)構(gòu)，所述磁性單元包括彼此相對的第一和第二磁極，兩者具有相同極性；在所述第一磁極和第二磁極之間的中心設(shè)置的第三磁極，該第三磁極具有與所述第一和第二磁極不同的極性；限定在所述第一磁極和第三磁極之間的第一磁體，該第一磁體具有以永磁體為中介相互連接的兩個電磁體；以及限定在所述第二磁極和第三磁極之間的第二磁體，該第二磁體具有以另一永磁體為中介相互連接的兩個電磁體；框架，該框架用于在豎直方向上可移動地支撐所述可移動體，并且設(shè)置有分別對應(yīng)于各個所述磁性單元的導(dǎo)引構(gòu)件，所述導(dǎo)引構(gòu)件由磁性材料制成；多個用于檢測所述磁性單元的各個磁路在所述磁性單元的各個磁極和所述導(dǎo)引構(gòu)件之間的各個間隙中各自的狀態(tài)的傳感器；以及用于根據(jù)所述傳感器的輸出信號控制提供到所述磁性單元的電磁體的激勵電流的控制單元。
更進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明，同樣提供另一稱重設(shè)備，其包括用于裝載將要被稱量的物體的可移動體，該可移動體具有多個附接到其側(cè)壁外側(cè)上的磁性材料制成的導(dǎo)引構(gòu)件；框架，該框架用于在豎直方向可移動地支撐所述可移動體，并且設(shè)置有多個對應(yīng)于各個導(dǎo)引構(gòu)件的磁性單元，該該磁性單元具有E-形結(jié)構(gòu)，所述磁性單元包括彼此相對的第一和第二磁極，兩者具有相同極性；在所述第一磁極和第二磁極之間的中心設(shè)置的第三磁極，該第三磁極具有與所述第一和第二磁極不同的極性；限定在所述第一磁極和第三磁極之間的第一磁體，該第一磁體具有以永磁體為中介相互連接的兩個電磁體；以及限定在所述第二磁極和第三磁極之間的第二磁體，該第二磁體具有以另一永磁體為中介相互連接的兩個電磁體；多個用于檢測所述磁性單元的各個磁路在所述磁性單元的各個磁極和所述導(dǎo)引構(gòu)件之間的各個間隙中的各自的狀態(tài)的傳感器；以及用于根據(jù)所述傳感器的輸出信號控制提供到所述磁性單元的電磁體的激勵電流的控制單元。
在以上各稱重設(shè)備中，由于控制單元根據(jù)傳感器的輸出信號控制磁性單元的受激電流，在導(dǎo)軌和磁性單元之間得到適當(dāng)?shù)囊蚍较虻牟煌a(chǎn)生偏差都較小的引力和可控制性，允許穩(wěn)定有效地稱量物體的重量。
本發(fā)明這些以及其它目的和特征將通過結(jié)合附圖和以下描述以及附后的權(quán)利要求變得更加充分明確。


圖1是傳統(tǒng)磁性單元的立體圖；圖2是顯示圖1得磁性單元得磁路的平面圖；圖3是在其升降移動中具有升降機車廂并配備具有根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的磁性單元的升降機導(dǎo)引設(shè)備的升降機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3中的升降機導(dǎo)引設(shè)備的實體部分的放大的立體圖；圖5是圖4中的磁性單元從對面觀察的立體圖；圖6是顯示圖4中的磁性單元的磁路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是圖3的升降機導(dǎo)引設(shè)備的電路的結(jié)構(gòu)圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的磁性單元的磁路的平面圖；圖9是具有本發(fā)明的磁性單元的稱重設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖10是沿圖9的框架的線10-10的剖面圖。
具體實施例方式
接下來參考圖3到10，將對本發(fā)明的磁性單元的實施例，具有本發(fā)明的磁性單元的升降機設(shè)備的實施例，以及具有該磁性單元的稱重設(shè)備的實施例進(jìn)行描述。注意，在這些實施例中，與圖1和圖2中的現(xiàn)有技術(shù)磁性單元和現(xiàn)有技術(shù)升降機導(dǎo)引設(shè)備的相似的元件分別用相同的索引號指示。它們重疊的描述將被省略。
圖3是設(shè)置升降機導(dǎo)引設(shè)備的升降機的側(cè)視圖。該圖所示的升降機導(dǎo)引設(shè)備采用根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的磁性單元。
如圖3所示，一對由鐵磁體做成的導(dǎo)軌3，3被豎直設(shè)立于升降機井4中。通過繩索5懸掛的升降機車廂6由導(dǎo)軌3，3導(dǎo)引上下移動。
在升降機車廂6的車廂框架的四個轉(zhuǎn)角，E-形磁性單元7分別與導(dǎo)軌3，3相對并且作為導(dǎo)引裝置，用于檢測在磁性單元7的各磁極和導(dǎo)軌3，3之間的間隙中磁路(磁性通路)的狀態(tài)的傳感器2，其通過基架8被附接到升降機車廂6上。基架8由諸如鋁，不銹鋼和塑料的非磁性材料做成，被固定到升降機車廂6的車廂框架上。
注意在該圖中的左和右方向，即升降機車廂6的水平方向被定義為“x方向”；圖中的法線方向被定義為“y方向”；豎直方向被定義為“z方向”。相似的，分別繞作為旋轉(zhuǎn)軸的x，y，z方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)方向被定義為“ξ，θ，ψ方向”。
每個傳感器2通過所謂的“間隙傳感器”形成，用于檢測E-形磁性單元7與每個導(dǎo)軌3之間的分別的間距(距離)。
圖4是圖3的實體部分的放大的立體圖，圖5是圖4的磁性單元7從正面觀察的立體圖。
圖6是圖5的磁性單元7的磁路的平面圖，其包括與單元7位置相對的導(dǎo)軌3。
如圖4和6所示，對于與E-形磁性單元7相對的導(dǎo)軌3的各個表面，導(dǎo)軌3與y方向正交的兩個相對表面分別被定義為第一導(dǎo)引表面3a和第二導(dǎo)引表面3b。導(dǎo)軌3與x方向正交的表面被定義為第三導(dǎo)引表面3c。
同時，如圖5和6所示，E-形磁性單元7包括分別與導(dǎo)軌3的第一導(dǎo)引表面3a和第二導(dǎo)引表面3b相對的第一電磁體71a和第二電磁體71b，以及由與第三導(dǎo)引表面3c相對的第三和第四電磁體73a，73b組成的中心電磁體73。線圈71aa，71ba，73aa，73ba分別纏繞電磁體71a，71b，73a，73b，并分別進(jìn)一步被施加激勵電流。
第一和第二電磁體71a，71b分別通過第一永磁體72a，第二永磁體72b被連接到第三和第四電磁體73a，73b上。第一和第二永磁體72a，72b的同性磁極彼此相對。
第一磁極7a，第一磁極7b以及第三磁極7c在分別與第一，第二和第三導(dǎo)引表面3a，3b和3c位置相對的第一和第二電磁體71a，71b的兩端以及中心電磁體71c的一端形成。第一永磁體72a將第一電磁體71a和第三電磁體73a相連接從而形成一個磁體。第二永磁體72b將第二電磁體71b和第四電磁體73b相連接從而形成另一磁體。
更確切的說，由于永磁體72a，72b分別將其兩端連接到71a，73a和71b，73b上，從磁體72a，72上到各磁極(7a，7c；7b，7c)的磁性通路的偏差變小，從而到達(dá)各自磁極的路徑(course)中的磁通泄漏的差別不大。
在上述結(jié)構(gòu)的磁性單元7中，通過導(dǎo)軌3彼此位置相對的第一和第二磁極7a，7b的磁力線的方向與第三磁極7c的磁力線的方向大致正交。進(jìn)一步，第一磁極7a，第一磁極7b以及第三磁極7c分別以間隙(間距)為介與第一導(dǎo)引表面3a，第二導(dǎo)引表面3b和第二導(dǎo)引表面3c相對。相應(yīng)地，通過控制電磁體71a，71b，73a，73b上的激勵電流，可能調(diào)整磁性單元7到導(dǎo)軌3的引力。具體來說(1)如果在增強永磁體72a，72b的磁通的方向，向電磁體71a，71b，73a，73b施加激勵電流，
(1-1)由于第一和第二磁極7a，7b和導(dǎo)軌3的第一和第二導(dǎo)引表面3a，3b之間的引力增加相同程度，合力之后在y方向上的各引力的增加量相互抵消，引力幾乎不變；并且(1-2)由于在導(dǎo)軌3的第三導(dǎo)引表面3c和第三磁極7c之間的磁通增加，在方向x上產(chǎn)生的引力增加。
(2)如果在減弱永磁體72a，72b的磁通的方向，向電磁體71a，71b，73a，73b施加激勵電流，(2-1)由于第一和第二磁極7a，7b和導(dǎo)軌3的第一和第二導(dǎo)引表面3a，3b之間的引力降低相同程度，合力之后，在y方向上的引力各減小量相互抵消，引力幾乎不變；并且(2-2)由于在導(dǎo)軌3的第三導(dǎo)引表面3c和第三磁極7c之間的磁通減小，方向x上產(chǎn)生的引力在減小。
(3)如果在增強永磁體72a的磁通的方向向電磁體71a，71b施加激勵電流，并且在減弱永磁體72b的磁通的方向向電磁體73a，73b施加激勵電流，(3-1)由于在y方向第一磁極7a一邊的磁通增加，同時第二磁極7b一邊的磁通減小，在導(dǎo)軌3的左右方向產(chǎn)生引力的差別，從而磁性單元7被吸引，向第一導(dǎo)引表面3a趨近。
(3-2)第三磁極7c的磁通的改變被抵消從而引力幾乎不變。
注意，聯(lián)系上述(3)項，如果以減弱永磁體72a的磁通的方向，向第一和第三電磁體71a，73a施加激勵電流并在增強永磁體72b的磁通的方向，向電磁體71b，73b施加激勵電流，對于穩(wěn)定性在x方向上沒有改變，而磁性單元7在y方向被吸引，向第二導(dǎo)引表面3b趨近。
如上所述，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的磁性單元7，通過控制施加到第一和第二電磁體71a，71b和形成中心電磁體73的第三和第四電磁體73a，73b的激勵電流，可單獨調(diào)整x和y方向上的導(dǎo)軌3上的磁性單元7的引力。
在上述描述中，控制激勵電流以增加和減小第一和第二永磁體72a，72b的磁通能夠通過串連連接電磁體71a，73a的線圈71aa，73aa和電磁體71b，73b的線圈71ab，73ab實現(xiàn)。
從以上可以明顯看出，如果采用第一實施例的磁性單元7作為升降機導(dǎo)引設(shè)備并且通過具有傳感器2的基架8在升降機車廂6的四個(上下左右)轉(zhuǎn)角安裝四個單元7正對導(dǎo)軌3，施加到各電磁體的激勵電流的控制允許升降機車廂6在水平面上的平移方向(即x-y方向)和旋轉(zhuǎn)方向(即ξ，θ，ψ方向)的狀態(tài)控制，因此能夠?qū)崿F(xiàn)升降機車廂6和導(dǎo)軌3的非接觸和穩(wěn)定的導(dǎo)引控制。
圖7是向第一實施例的磁性單元7和傳感器2增加控制器的升降機導(dǎo)引設(shè)備的電路的結(jié)構(gòu)示意圖。這樣，升降機導(dǎo)引設(shè)備包括磁性單元7的電磁體71a，71b，73a，73b，用于檢測通過磁性單元7經(jīng)由導(dǎo)軌3形成的磁路(磁性通路)的物理值的傳感器2，例如，用于檢測單元7的各個磁極和導(dǎo)軌3之間x和y方向上的間隙尺寸的間隙傳感器，以及電流檢測器91，計算電路92和功率放大器93。
輸入來自電流檢測器91的用于檢測流經(jīng)電磁體的激勵電流的檢測信號和傳感器2的信號，至此，計算電路92計算將被施加到磁性單元7的電磁體71a，71b，73a，73b上的電壓值并且進(jìn)一步通過功率放大器93向電磁體71a，71b，73a，73b輸入電壓。因此，根據(jù)該升降機導(dǎo)引設(shè)備，通過對導(dǎo)軌3，3的水平方向上沒有方向偏差的均勻引力和均勻可控制性，可能實現(xiàn)升降機6的穩(wěn)定的導(dǎo)引控制。
在升降機6位置相對于導(dǎo)軌3，3的位置為正常狀態(tài)時，可允許磁性單元7的激勵電流合并為零，而與升降機6的重量和不成比例的力的大小無關(guān)，因此升降機車廂6能夠僅通過永磁體72a，72b的磁力導(dǎo)引，即“零功率控制”，從而升降機車廂6實現(xiàn)穩(wěn)定。
注意，在上述描述中，磁性單元7的各磁極的底面可以被由包括例如Teflon(注冊商標(biāo))，碳或二硫化鉬的材料做成的固體潤滑組件覆蓋，通過該種固體潤滑組件允許升降機車廂6由于滑動而平滑升降。
作為重復(fù)，根據(jù)本實施例，永磁體72a，72b設(shè)置在磁性單元7的兩邊，電磁體71a，73a；71b，73b分別設(shè)置在永磁體72a，72b的兩邊。通過這種設(shè)置，由于永磁體72a到其磁極的距離(磁性通路)和永磁體72b到其磁極的另一距離(磁性通路)的差距變小，各磁極的磁通的偏差被減小。因此，x方向和y方向之間的引力的差別被減小使得磁性單元7處于適當(dāng)平衡的狀態(tài)。
另外，根據(jù)本實施例，由于磁性單元7具有在72a和72b之間的中心電磁體73，并且該中心電磁體73使x方向的引力容易被控制，x和y方向的引力的獨立可控制性在整體上得到改善。
注意，在上述用于升降機導(dǎo)引設(shè)備的磁性單元7中，中心電磁體73由兩個電磁體73a，73b形成。作為改進(jìn)，只要在永磁體72a，72b的兩邊安置電磁體，通過單個共用卷繞線圈構(gòu)成中心電磁體73，電磁體的數(shù)目可以被減少。
參考圖8將對其中磁性單元7的中心電磁體73通過單個電磁體形成的第二實施例進(jìn)行描述。
如與第一實施例對應(yīng)的圖8的圖形所示，電磁體73c被安排在中心電磁體73的第三磁極7c的突出部分以形成與永磁體72a，72b相同的磁路(磁性通路)。
與第一實施例類似，永磁體72a和其磁極之間的磁性通路與永磁體72b和其磁極之間的磁性通路大致相等。這樣，當(dāng)各方向之間引力的差別變小，根據(jù)在升降機導(dǎo)引設(shè)備中采用的傳感器2控制施加到各電磁體71a，72b，73c上的激勵電流，可控制在x和y方向上的引力，以在水平方向以非接觸方式在導(dǎo)軌3之間控制升降機車廂6。
因為與第一和第二實施例相同的磁性單元7允許在x和y方向上分別控制引力，由于零功率控制，可以在水平方向以非接觸方式導(dǎo)引作為移動體的升降機車廂6，因此該磁性單元7可能被應(yīng)用到用于稱量物體重量的稱重設(shè)備上。
將參考圖9和圖10對采用本發(fā)明的磁性單元7的稱重設(shè)備的實施例進(jìn)行描述。
圖9是本發(fā)明的稱重設(shè)備實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10是沿圖9的框架的線10-10的剖面圖。
已知，在稱重設(shè)備10中，框架101的上部的內(nèi)側(cè)設(shè)置磁性單元102用于向下的懸浮控制。移動體103包括在框架101中。同時，移動體103的上部的外側(cè)設(shè)置與磁性單元102相對的用于磁懸浮的由諸如鐵等鐵磁材料做成的導(dǎo)引器103a。
可移動體103被附接在框架101的頂部的磁性單元102吸引。在框架101的上部的內(nèi)側(cè)具有間隙傳感器102a，102a用于檢測磁性單元102和導(dǎo)引器103a之間的間隙的尺寸。在框架101的各側(cè)壁的上下位置，每個側(cè)壁上的一對E-形磁性單元7，7從其兩側(cè)插入有導(dǎo)軌形式的導(dǎo)引構(gòu)件3。各導(dǎo)引構(gòu)件3由鐵磁材料做成并附接到可移動體103上。與第一和第二實施例的升降機導(dǎo)引設(shè)備相似，框架101進(jìn)一步設(shè)置有用于檢測各磁性單元7的磁極和導(dǎo)引組件3之間的間隙的磁路(即物理值)的狀態(tài)的傳感器2。
來自用于磁懸浮的間隙傳感器102a以及各傳感器2的信號被傳送到控制處理器105。接著，控制處理器105以相似方式控制磁性單元102和磁性單元107的各自的電磁體的運行。
這里，如果將被稱量的物體104被裝載到可移動體103的內(nèi)部，其成為負(fù)載。在該種狀態(tài)下，根據(jù)在穩(wěn)定提升可移動體103的磁性單元102和導(dǎo)引器103a之間產(chǎn)生的引力和間隙，控制處理器105計算物體104的重量。
在圖9中，左右方向被定義為“x方向”；法線方向被定義為“y方向”；并且豎直方向被定義為“z方向”。分別繞作為旋轉(zhuǎn)軸的x，y，z方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)方向被定義為“ξ，θ，ψ方向”。在該稱重設(shè)備中，移動體103在z方向上的平移通過磁性單元102控制，而x，y方向上的其它平移以及ξ，θ，ψ方向的旋轉(zhuǎn)運動通過磁性單元7控制。
也就是，與第一和第二實施例的升降機導(dǎo)引設(shè)備在交叉和水平方向(x，y方向)的相似的原理，可以非接觸方式水平支撐對應(yīng)于升降機車廂6的可移動體3。
根據(jù)本實施例，導(dǎo)引構(gòu)件3設(shè)置在可移動體103上，磁性單元7和傳感器2設(shè)置在框架101上。因此，由于不需要在可移動體上設(shè)置任何供電元件，可簡化可移動體103的結(jié)構(gòu)。
注意由于在上述圖9和10的稱重設(shè)備的框架101的一側(cè)安裝的磁性單元7和傳感器2，有必要在框架101上安裝供電元件。作為改進(jìn)，如果在框架101的一側(cè)安裝導(dǎo)引組件3，磁性單元7和傳感器2可以被安裝在可移動體103的一側(cè)。
根據(jù)采用本發(fā)明的磁性單元7的稱重設(shè)備，可實現(xiàn)在各軸方向上的可控制性的改進(jìn)，并且同樣可以提供良好平衡和穩(wěn)定的稱重設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種具有E-形結(jié)構(gòu)的磁性單元，其特征在于，其包括彼此相對的第一和第二磁極，兩者具有相同極性；在所述第一磁極和第二磁極之間的中心設(shè)置的第三磁極，該第三磁極具有與所述第一和第二磁極不同的極性；限定在所述第一磁極和第三磁極之間的第一磁體，該第一磁體具有以永磁體為中介相互連接的兩個電磁體；以及限定在所述第二磁極和第三磁極之間的第二磁體，該第二磁體具有以另一永磁體為中介相互連接的兩個電磁體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁性單元，其特征在于，其中所述第一、第二和第三磁極設(shè)置為通過各自間隙面對磁性材料的導(dǎo)引構(gòu)件，所述磁性單元進(jìn)一步包括適于檢測所述磁性單元中各個磁路的狀態(tài)的傳感器。
3.一種升降機導(dǎo)引設(shè)備，其特征在于，包括具有E-形結(jié)構(gòu)的磁性單元，包括彼此相對的第一和第二磁極，兩者具有相同極性；在所述第一磁極和第二磁極之間的中心設(shè)置的第三磁極，該第三磁極具有與所述第一和第二磁極不同的極性；限定在所述第一磁極和第三磁極之間的第一磁體，該第一磁體具有以永磁體為中介相互連接的兩個電磁體；以及限定在所述第二磁極和第三磁極之間的第二磁體，該第二磁體具有以另一永磁體為中介相互連接的兩電磁體，其中所述第一、第二和第三磁極設(shè)置為通過各自的間隙面對由磁性材料構(gòu)成的導(dǎo)引構(gòu)件；多個用于檢測所述磁性單元中各個磁路的狀態(tài)的傳感器；以及根據(jù)所述傳感器的輸出信號控制供應(yīng)到所述磁性單元的電磁體的激勵電流的控制單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的升降機導(dǎo)引設(shè)備，其特征在于，其中所述控制單元控制所述激勵電流，以使得當(dāng)提供到所述電磁體上的激勵電流為零時所述磁路穩(wěn)定。
5.一種稱重設(shè)備，其特征在于，包括用于裝載將要被稱量的物體的可移動體，該可移動體具有多個附接到其側(cè)壁外側(cè)上的磁性單元，該磁性單元具有E-形結(jié)構(gòu)，所述磁性單元包括彼此相對的第一和第二磁極，兩者具有相同極性；在所述第一磁極和第二磁極之間的中心設(shè)置的第三磁極，該第三磁極具有與所述第一和第二磁極不同的極性；限定在所述第一磁極和第三磁極之間的第一磁體，該第一磁體具有以永磁體為中介相互連接的兩個電磁體；以及限定在所述第二磁極和第三磁極之間的第二磁體，該第二磁體具有以另一永磁體為中介相互連接的兩個電磁體；框架，該框架用于在豎直方向上可移動地支撐所述可移動體，并且設(shè)置有分別對應(yīng)于各個所述磁性單元的導(dǎo)引構(gòu)件，所述導(dǎo)引構(gòu)件由磁性材料制成；多個用于檢測所述磁性單元的各個磁路在所述磁性單元的各個磁極和所述導(dǎo)引構(gòu)件之間的各個間隙中各自的狀態(tài)的傳感器；以及用于根據(jù)所述傳感器的輸出信號控制提供到所述磁性單元的電磁體的激勵電流的控制單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的稱重設(shè)備，其特征在于，所述控制單元控制所述激勵電流，以使得當(dāng)提供到所述電磁體上的激勵電流為零時所述磁路穩(wěn)定。
7.一種稱重設(shè)備，其特征在于，包括用于裝載將要被稱量的物體的可移動體，該可移動體具有多個附接到其側(cè)壁外側(cè)上的磁性材料制成的導(dǎo)引構(gòu)件；框架，該框架用于在豎直方向可移動地支撐所述可移動體，并且設(shè)置有多個對應(yīng)于各個導(dǎo)引構(gòu)件的磁性單元，該該磁性單元具有E-形結(jié)構(gòu)，所述磁性單元包括彼此相對的第一和第二磁極，兩者具有相同極性；在所述第一磁極和第二磁極之間的中心設(shè)置的第三磁極，該第三磁極具有與所述第一和第二磁極不同的極性；限定在所述第一磁極和第三磁極之間的第一磁體，該第一磁體具有以永磁體為中介相互連接的兩個電磁體；以及限定在所述第二磁極和第三磁極之間的第二磁體，該第二磁體具有以另一永磁體為中介相互連接的兩個電磁體；多個用于檢測所述磁性單元的各個磁路在所述磁性單元的各個磁極和所述導(dǎo)引構(gòu)件之間的各個間隙中的各自的狀態(tài)的傳感器；以及用于根據(jù)所述傳感器的輸出信號控制提供到所述磁性單元的電磁體的激勵電流的控制單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的稱重設(shè)備，其特征在于，其中所述控制單元控制所述激勵電流，以使得當(dāng)提供到所述電磁體上的激勵電流為零時所述磁路穩(wěn)定。
全文摘要
磁性單元包括提供E－型結(jié)構(gòu)的第一磁極(7a)，第二磁極(7b)以及位于第一磁極(7a)和第二磁極(7b)中間的第三磁極(7c)。在該磁性單元中，通過永磁體(72a)使兩個電磁體(71aa，73aa)相互連接第一磁體被限定在第一磁極(7a)和第三磁極(7c)之間，同時通過永磁體(72b)使兩個電磁體(71ba，73ba)相互連接第二磁體被限定在第二磁極(7b)和第三磁極(7c)之間。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過控制施加到各電磁體(71aa，73aa，71ba，73ba)的受激電流，有可能減小永磁體(72a，72b)到它們各自的磁極的磁性通路的長度的偏差。通過控制各磁極的受激電流，同樣可能分別調(diào)整x，y方向上的磁通(磁通密度)。
文檔編號B66B7/02GK1972857SQ20058001487
公開日2007年5月30日 申請日期2005年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月11日
發(fā)明者伊東弘晃, 森下明平, 渡并洋介 申請人:東芝電梯株式會社