王增光

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化 電梯 應(yīng)用

如今的建筑行業(yè)異軍突起，摩天大樓成為常態(tài)，作為室內(nèi)運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ摺娞?，給我們的日常生活帶來(lái)了極大的便利，舒適節(jié)能、高效高速和安全可靠是電梯永恒的主旋律。目前，電梯的技術(shù)含量大大提高，機(jī)電一體化的應(yīng)用，使得電梯的性能得到改善和提高，發(fā)展前景極其廣闊。

1 機(jī)械、電子（機(jī)電）一體化技術(shù)概念

將機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)綜合應(yīng)融合在一體的的機(jī)械電子一體化技術(shù)。當(dāng)今社會(huì)下的科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展帶動(dòng)著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展和應(yīng)用廣泛，使得機(jī)械電子一體化技術(shù)得到空前發(fā)展，并且有著廣泛的應(yīng)用前景，如今它成為了一門(mén)將自動(dòng)控制技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)和傳感檢測(cè)技術(shù)等相互交叉融合的技術(shù)，從而形成的一門(mén)系統(tǒng)性、科學(xué)性的新學(xué)科。目前，機(jī)電一體化正不斷向著光機(jī)電（它是機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光技術(shù)、信息技術(shù)結(jié)合而成的綜合性、科學(xué)性技術(shù)。）一體化技術(shù)的方向不斷努力創(chuàng)新，創(chuàng)造屬于自己的時(shí)代。

機(jī)械、電子一體化技術(shù)是將計(jì)算機(jī)上的微電子技術(shù)和信息技術(shù)糅合在一起的一門(mén)技術(shù)，并且在機(jī)械行業(yè)得到熱烈的響應(yīng)，在此基礎(chǔ)上還結(jié)合了機(jī)械電子技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)上的應(yīng)用，將機(jī)械化技術(shù)、信息采集技術(shù)、微電子信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力化電子技術(shù)、傳送感應(yīng)測(cè)試技術(shù)、軟件編寫(xiě)程序技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)接口技術(shù)等技術(shù)綜合應(yīng)用在一起，把系統(tǒng)理論作為出發(fā)點(diǎn)，依據(jù)系統(tǒng)的各種各樣的功能目標(biāo)和優(yōu)化升級(jí)版的組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，從而將動(dòng)力方面、運(yùn)動(dòng)方面、結(jié)構(gòu)方面、感知方面和智力方面所有的因素作為最基本的基礎(chǔ)，然后，將每一個(gè)組所組成的要素與他們相聯(lián)系的信息進(jìn)行處理，接口的耦合，運(yùn)動(dòng)的傳遞，物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，能量的變換進(jìn)行研究，最終，將整個(gè)的系統(tǒng)綜合在一起并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，此外，在微電子下的電路和系統(tǒng)的程序下的有序性的信息的監(jiān)督控制下，能量和物質(zhì)形成了有規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，并且在能量消耗低、高質(zhì)量、高可靠性、高功能和高精度等其他方面成為了能將許多種技術(shù)的功能復(fù)合起來(lái)的優(yōu)秀的、自成一體的、系統(tǒng)性的工程技術(shù)。

一個(gè)電子、機(jī)械一體化系統(tǒng)中一般由結(jié)構(gòu)性的組成要素、感應(yīng)認(rèn)知性的組成要素、運(yùn)動(dòng)性的組成要素、人工智能化的組成要素、動(dòng)力性組成要素五大組成要素組成。

（1）機(jī)械＼物體固有的本身（結(jié)構(gòu)性質(zhì)的組成因素）是由系統(tǒng)的所有的功能組成部分的器械方面的整體的結(jié)構(gòu)支持，一般來(lái)說(shuō)，是由基本的框架、聯(lián)接銜接部分、支撐支架部分、機(jī)器本身等部分所構(gòu)成的。

（2）動(dòng)力＼能量的驅(qū)動(dòng)部分（動(dòng)力的組成因素）：在系統(tǒng)控制的要求下，將動(dòng)力和能量提供給整個(gè)系統(tǒng)，使之能夠正常運(yùn)行。

（3）測(cè)試（調(diào)試）傳感的部分（感應(yīng)的組成因素）：在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，把它所需要的外部環(huán)境因素和本身現(xiàn)有的狀態(tài)以及各種各樣的參數(shù)進(jìn)行完全的檢驗(yàn)測(cè)試，經(jīng)過(guò)儀器處理后，變成了可以識(shí)別的新號(hào)，然后將它傳輸給處理信息的但愿，最后經(jīng)過(guò)處理和分析之后，就產(chǎn)生了與之對(duì)應(yīng)的、可以控制的信息。

（4）控制和處理信息的部分（職能的組成因素）：把所接受的全部信息（測(cè)試的時(shí)候傳感部分得到的信息和由外部部分直接得到的指令），進(jìn)行存儲(chǔ)、加工、集中和分析等功能的處理之后，再根據(jù)處理信息的結(jié)果和程序所規(guī)定的節(jié)奏發(fā)送出與之對(duì)應(yīng)的命令，從而可以控制整個(gè)的系統(tǒng)達(dá)到有序且有目標(biāo)的運(yùn)行。

（5）執(zhí)行命令的機(jī)構(gòu)（運(yùn)動(dòng)組成部分）：將接收到由信息處理部分和控制部分所發(fā)出的命令或者指令，轉(zhuǎn)化成所要求的功能和指定的動(dòng)作。

2 機(jī)電一體化在電梯中的應(yīng)用

2.1 電梯的基本結(jié)構(gòu)

電梯是一個(gè)密封性極好的復(fù)雜產(chǎn)品，它由主要的八大系統(tǒng)：電力的拖動(dòng)系統(tǒng)、曳引牽引系統(tǒng)、電氣監(jiān)督控制系統(tǒng)、電梯方向?qū)蛳到y(tǒng)、控制開(kāi)關(guān)門(mén)系統(tǒng)、安全保護(hù)措施系統(tǒng)、轎廂（電梯廂）以及人體重量的平衡系統(tǒng)所構(gòu)成的。

2.1.1 曳引、牽引系統(tǒng)

曳引、牽引系統(tǒng)的主要的功能是將電力輸出和進(jìn)行電力傳遞，最終使電梯達(dá)到正常、安全運(yùn)行的目標(biāo)。由曳引鋼絲繩、拽引機(jī)、反繩輪、導(dǎo)向輪組成的曳引、牽引系統(tǒng)。曳引繩，鏈接轎廂和對(duì)重裝置并靠曳引輪槽的摩擦力驅(qū)動(dòng)轎廂升降的專(zhuān)用鋼絲繩。導(dǎo)向輪，實(shí)現(xiàn)了增大轎廂（電梯廂）和對(duì)重（平衡電梯廂）之間的距離，曳引繩經(jīng)過(guò)曳引輪然后對(duì)對(duì)重裝置進(jìn)行導(dǎo)向，因此才設(shè)置的繩輪。反繩輪就是動(dòng)滑輪（存在于轎架和對(duì)重框架上部），根據(jù)建筑物不同的需要，牽引繩經(jīng)過(guò)反繩輪，從而構(gòu)成不同的曳引比率。

2.1.2 導(dǎo)向以及監(jiān)控方向系統(tǒng)

導(dǎo)向、監(jiān)控方向系統(tǒng)可以對(duì)電梯廂和對(duì)重的活動(dòng)范圍進(jìn)行控制與監(jiān)督，從而，使得電梯廂、對(duì)重能夠沿著導(dǎo)軌正常的進(jìn)行升降的運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)向、監(jiān)控方向系統(tǒng)是由導(dǎo)軌，導(dǎo)靴和導(dǎo)軌架等所組成。

2.1.3 轎廂（電梯廂）系統(tǒng)

轎廂（電梯廂）具有運(yùn)送乘客上下樓和貨物運(yùn)送的主要構(gòu)成，所以，它是整個(gè)電梯的最重要的組成部分。它是由轎廂架和轎廂體組成。

2.1.4 控制開(kāi)關(guān)門(mén)系統(tǒng)

控制門(mén)開(kāi)關(guān)的系統(tǒng)的提供了電梯廂的入口和每一層進(jìn)出口的功能。

2.1.5 電力的拖動(dòng)、運(yùn)行電梯系統(tǒng)

電力拖動(dòng)、運(yùn)行電梯系統(tǒng)向整個(gè)電梯系統(tǒng)提供動(dòng)力，可以對(duì)電梯速度進(jìn)行控制。

2.1.6 電氣監(jiān)督控制系統(tǒng)

電氣監(jiān)督控制系統(tǒng)的功能是對(duì)電梯的運(yùn)行的時(shí)事?tīng)顩r實(shí)行控制、監(jiān)督、操縱。

2.1.7 安全保護(hù)措施系統(tǒng)

由端站、安全鉗、限速器、緩沖器的保護(hù)裝置所組成的安全保護(hù)系統(tǒng)，保證了乘客人員的人身安全以及突發(fā)狀況的快速應(yīng)對(duì)措施。

2.2 機(jī)械電子一體化應(yīng)用下的電梯的工作原理

電梯的基本結(jié)構(gòu)是：在一個(gè)垂直的長(zhǎng)方體建筑物內(nèi)“摳出的”（一個(gè)建筑大樓內(nèi)可以有多個(gè)電梯的存在），放置一個(gè)能夠在上下方向移動(dòng)的電梯廂。在電梯井壁裝有導(dǎo)軌，并且能夠隨著轎箱上的導(dǎo)軌的限制轎箱的移動(dòng)。電梯在上升下降以及支撐有2種方法：第一種，曳引式：在多條鋼纜幫助下，使用“建筑物內(nèi)部”的頂部的曳引輪將電梯廂懸掛安置在頂層。根據(jù)動(dòng)滑輪原理，一旦轎箱移動(dòng)時(shí)，對(duì)重就會(huì)向相反的方向移動(dòng)。為了有效的防止滑動(dòng)和后溜，必須要經(jīng)常更換用舊的鋼纜和曳引輪，以免發(fā)生事故。電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，帶動(dòng)曳引輪的轉(zhuǎn)動(dòng)使之能夠降下和升起轎廂，另外，電動(dòng)機(jī)可以使用交流電或者使用直流電。有一些電動(dòng)機(jī)是由齒輪的帶動(dòng)下使曳引輪轉(zhuǎn)動(dòng)，在新技術(shù)的支持下，采用的無(wú)齒輪的帶動(dòng)能夠使得電梯速度更快。大多數(shù)的高層建筑上的曳引電梯具有重量補(bǔ)償?shù)耐晟疲壕褪窃陔娞輲蛯?duì)重的下面設(shè)置鎖鏈，連接到整個(gè)建筑物的底部。所以，曳引式的電梯一定會(huì)有各種各樣的安全防范裝置，防止電梯廂因?yàn)殇摾|的斷裂或者制動(dòng)系統(tǒng)的失靈等原因而造成的整個(gè)電梯的下墜或者不受控制。也就是說(shuō)，當(dāng)加速到一定的速度時(shí)，電梯會(huì)自動(dòng)“抓緊”電梯的軌道，將電梯廂或?qū)χ剡M(jìn)行“剎車(chē)”的動(dòng)作。并且在“裝下”電梯的建筑物的底部，裝有一定的緩沖器，將它作為電梯安全系統(tǒng)的最后的保護(hù)。第二種，液壓式：轎箱是由底下的柱塞升降和支撐，并且由液壓進(jìn)行推動(dòng)。柱塞還有著作為望遠(yuǎn)鏡式的折疊的作用，從而達(dá)到減少地底所需要的深度的目的。并且因?yàn)榻ㄖ熆紤]到柱塞的缺點(diǎn)，液壓電梯將不會(huì)用于過(guò)高的建筑物（一般是兩層到五層的建筑，一般的話(huà)，不多于二十米）上。液壓式電梯在占地面積方面有著很好的優(yōu)勢(shì)，所要的空間小，可以在任何位置設(shè)置，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單容易建筑制造。但是具有耗電量較多，速度慢的缺點(diǎn)（每秒速度不足一米高）。

3 結(jié)語(yǔ)

機(jī)電一體化在電梯上的應(yīng)用，為人們打開(kāi)了關(guān)于電梯各方面性能提升的“大門(mén)”，使得電梯的功能不斷完善。在LPC支持下，電梯在運(yùn)行的質(zhì)量、安全性、節(jié)能性、可靠性的方面得到很大的提高。逐漸地，電梯走向人工智能化，將其服務(wù)變得越來(lái)越貼心，人性化，讓使用者身心舒暢。

參考文獻(xiàn)

[1]金美琴.機(jī)電一體化技術(shù)在電梯中的應(yīng)用研究與實(shí)踐[J].機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，2015，28（3）：58-60.

[2]趙霄雯.電梯安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2013.

[3]鄧學(xué)雄，張粵苓，周蕓等.基于VRML的電梯仿真研究與開(kāi)發(fā)[J].工程圖學(xué)學(xué)報(bào)，2009，30（2）：91-95.

[4]張華明，佟非.淺談PLC電梯系統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（18）：85-85.

[5]陳仁毅.電梯遠(yuǎn)程維修服務(wù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].中國(guó)科技博覽，2012（26）：626-626.