CN100575230C - 绝对位置参照系统 - Google Patents

Abstract

一种用于诸如电梯(12)的运输工具的位置参照系统。该系统包括固定于或嵌入到诸如绳或涂层钢带(16)的悬吊设备或主运动连接件的码。处于固定位置中的读取器(28)测定该运输工具的位置。

Description

绝对位置参照系统

发明背景

本发明一般涉及电梯，更具体地说涉及一种用于测定电梯轿厢位置的装置。

绝对位置参照系统在现有技术中是公知的。美国专利No.5023434涉及一种尤其是用于架空运输系统的位置指示装置。该位置指示装置包括长型的码载体，该码载体沿其长度携带有多值码标记。固定在运输载体例如架空吊车、起重机或其他运行机构上的读码设备读取码载体上的码标记。在运输载体相对于码载体发生倾斜或歪斜，从而使得读码设备也相对于码载体发生倾斜或歪斜时，为了防止误读并且确保码载体所读取的位置的准确性，这些码标记成单行或单轨地一个接一个地排列在码载体上，而且这些码标记形成为这样：这些码标记的“m”形提供了一个码字，这些码字沿着整个码载体一个接一个的设置并且只出现一次或者说是唯一的。该读码器对每一位都有一个读取站，每个读取站具有三组读取头，这三组读取头等距离间隔分布，其间隔至少对应于码字的位数，以便依据对所有三个读取头的输出量的处理来提供明确的位置指示。

Lanfer等人的美国专利No.5138360描述了一种包括码载体的位置指示装置，该码载体沿其长度携带有成单轨的多值码标记。这些码被组合成块，块识别器与这些块相关联。读码器和辅助读取器分别与码载体和块识别器相协作。沿着运行路径，码载体和读码器彼此相反地布置。为了增长可寻址的运行路径的长度而不丧失位置精度或不必增加一个码字中码标记的数量，块识别器与这些块相关联。辅助读取器能从块识别器识别出读码器是否正在只是从一个块中读取码标记。这样，该运行路径能被分割为重要区域和不重要区域，在重要区域中必须知道运输工具的准确位置，从而必须为重要区域分配块，而不重要的区域仅仅是将重要区域彼此连接的块间间隙。

Gerstenkorn的美国专利No.5821477描述了一种安装在电梯井道中的反射器，该反射器在停靠层区域内具有成双轨道的编码标记。当轿厢处在停靠层的到达区和复位区时，轿厢上的探测器读取编码标记来桥接门触点。用双通道评测电路探测和评测这些标记，该双通道评测电路具有用于照亮这些轨道的光发射器和用于探测反射图像的电荷耦合器件传感器。用于每个通道的图案识别逻辑系统和计算机识别这些图像中的图案，以便生成轿厢的位置和速度信息，并且操纵继电器来桥接门触点。

Zaharia的美国专利No.6435315涉及一种用于测定电梯轿厢在井道内位置的装置，该装置包括含有光学可读标记的码轨，该码轨邻近于轿厢的运行路径而安装在井道内。轿厢上安装有至少一个随轿厢移动的摄像机，该摄像机用于扫描码轨标记并且向轿厢控制器提供表示轿厢位置的数据。

Wegener等人的PCT公开文本WO 01/83352涉及一种用于在疏散过程中测定电梯轿厢位置的装置，该装置包括连接到电梯轿厢并具有标记的无极钢缆。并提供一种用于检测标记的单元。

虽然这些位置参照系统工作良好，仍然需要有一种更好的系统，该系统不需要沿着运行路径例如电梯井道壁安装额外的装备。

发明概述

本发明的目的是提供一种用于测定运输工具位置的系统，该系统不需要沿着运行路径的壁安装额外的装备。

前述目标通过本发明的位置参照系统来实现。

按照本发明，提供了一种位置参照系统来提供关于运输工具例如电梯的位置的信息。该位置参照系统包括固定于或嵌入到悬吊设备或者主运动连接件的码，该悬吊设备或者主运动连接件诸如是绳或涂层钢带。该位置参照系统还包括处于固定位置的读取器，用于读取该码并且测定该运输工具的位置。

还提供了一种用于测定电梯轿厢的主运动连接件的伸长的方法。该方法包括步骤：提供一种位置参照系统，用于在电梯系统中测定轿厢相对于固定参考位置的位置，所述系统包括处于所述电梯轿厢的主运动连接件上的码和用于读取所述码的读取器；测量构成所述码的每个标记的实际长度；检测由所述主运动连接件的伸长所引起的该实际长度的变化；从检测到的实际长度的变化来测定所述伸长。

也提供了一种用于测定电梯轿厢滑动的方法。该方法主要包括步骤：提供一种位置参照系统，用于在电梯系统中测定轿厢相对于固定参考位置的位置，所述系统包括处于所述电梯轿厢的主运动连接件上的码和用于读取所述码的读取器；为所述主运动致动器生成驱动命令；在所述驱动命令之后，使用所述位置参照系统来测量所述电梯轿厢的位置；对按照该位置参照系统的位置变化和按照所述驱动命令的位置变化进行比较。

在下面的详述和附图中阐明了本发明的绝对位置参照系统的其他细节以及伴随着本发明的其他目的和优点，其中相同的参考标号表示相同的元件。

附图的简要说明

图1是包括本发明位置参照系统的电梯系统的示意图；和

图2是用在本发明位置参照系统中的主运动连接件的示意图。

优选实施方式的详细描述

现在参考图1，电梯系统10包括电梯轿厢12，该电梯轿厢12在建筑物中的井道14内垂直移动。主运动连接件16从端点18延伸穿过连接在轿厢12上的惰轮20，然手在驱动轮22上方延伸，最后到达对重24。该驱动轮22可以使用本领域中所公知的任何适当的装置来驱动，以便在井道内的一系列层站(图中未示出)之间垂直移动电梯轿厢12。该主运动连接件16用来悬吊轿厢12，而且该主运动连接件16可以是一根绳、多根绳或如图2所示的涂层钢带(CSB)。还如图2所示，该主运动连接件16可以包括多根缆40和/或涂层42。

按照本发明，本发明的位置参照系统包括码26，如图2所示，该码26固定于或嵌入到主运动连接件16。该电梯定位系统还包括处于固定位置的读取器28。该读取器28用于读取码26并且计算轿厢12的绝对位置、速度、加速度和加加速度。该读取器28可以包括本领域中所公知的任何适当读取器。所使用的读取器28的类型随着码26的特性而变化。

该码26和读取器28也可用来直接测量电梯轿厢12的主运动连接件16的伸长和滑动。该伸长可以通过对该码的直接测量来测得。当将该码施加到新的主运动连接件时，该码将具有已知的长度。如果该主运动连接件由于负载或磨损而伸长，那么该码标记也将类似地伸长。可以使用在本领域中熟知的高分辨率信号处理算法来测量该码标记的实际长度并从而直接测量该伸长。可以通过实测位置与驱动命令的比较来测量滑动。运输工具的控制器使用来自于位置参照系统的反馈为该主运动致动器生成驱动命令，以便影响该运输工具的位置控制。理想的是，该驱动命令准确地对应于位置的变化。然而，如果该位置参照系统是与滑动无关的，那么驱动致动器和主运动连接件之间的任何滑动都会导致按照位置参照系统的位置变化和按照驱动命令的位置变化之间的偏差。这种偏差是一种对滑动的直接测量，而该滑动对应于该主运动致动器和主运动连接件的磨损。

在本发明的一个优选实施例中，该读取器28沿着主运动连接件16设置在驱动轮22和端点18之间的固定位置上。这样，驱动轮的滑动对于位置测量是不重要的。因此，从绝对位置测量结果和驱动命令之间的差异，就可以计算出滑动和相应的磨损。该计算可以通过查阅表或其等价函数表示来进行，或者通过本领域中所熟知的各种手段中的任何手段来进行。

对主运动连接件16的伸长的补偿可以从码26直接测定，或者可以通过基于对主运动连接件的试验而得到的关于负载和温度的经验函数来估计。取决于这种估计的精度而需要单独的门槛传感器(未示出)。如果是这样，那么可以在估计算法中使用该信息来提高位置精度。

该码26可以用各种不同方式嵌入在主运动连接件16中，该主运动连接件16诸如是涂层钢带。例如，该码26可以是主运动连接件16表面上的物理的、光学的或磁的标记或材料。由于主运动连接件16的边缘不与驱动轮22或惰轮20接触，所以让这些标记沿着主运动连接件16的边缘是有益的，这样就尽可能减少了磨损。由于可能的感应噪声，在主运动连接件16的表面上设置诸如凹槽的物理标记并不是优选的。然而，可以设计出具有给定位置、分布和形状等的凹槽而使其产生可接受的噪声级，例如少于48dB，因而允许它们用作位置参照系统的码。

该码26可以是嵌入在主运动连接件16的涂层42中的物理的、光学的或磁的标记或材料，该主运动连接件16诸如是图2所示的涂层带。这意味着该主运动连接件16必须稍宽，以便在一部分涂层下没有任何缆，优选是在涂层的中部没有任何缆。该嵌入码26可以是洞穿主运动连接件16的孔。或者是，诸如图2所示带的主运动连接件16可以以多层的方式制成，其中的一层含有码26。

该码26也可以是主运动连接件16中额外的缆或绳，该主运动连接件16诸如是图2所示的带，该额外的缆或绳的材料特性可透过例如带涂层42的涂层而被检测到。

该码26也可以是在主运动连接件16内对一根或多根缆40的变化或增强，诸如图2所示的带内的缆40，这些缆40的材料特性可以透过例如带涂层42的涂层而被检测到。

该码26的最优选实施例包括嵌入在主运动连接件16上的涂层中的磁性材料，例如嵌入在该带涂层42中。如果这些材料对施加的磁场例如氧化铁敏感，那么整个主运动连接件16例如涂层钢带就变成了一磁带。这样，读取器26就可以在该带上写或重写信息，或以其它方式编码信息。

尽管该优选实施例使用了在运动轿厢和固定的驱动系统之间在悬吊装置上进行的编码，但是对于驱动系统连接在运动轿厢12上而悬吊装置连接在固定位置的情况，本发明的工作同样良好。

使用本发明的位置参照系统，将比任何需要单独的井道装备的方法都节省了安装过程。另外的节省来自于减少了所不需要的其它装备的存量。优选的是，所有的已编码的主运动连接件都是相同的，以便不会增加零件数量。

虽然是在电梯系统的情形下描述了本发明，但是本发明的位置参照系统也能够用于其他运输工具。

显然，已经按照本发明为绝对位置参照系统提供了一种装置和方法，该绝对位置参照系统完全满足了上文中阐述的目标、装置和优点。虽然在具体实施例的情形下对本发明进行了描述，但是已读过前述说明的本领域技术人员显然可以提出其他的可选方案、变化或修改。因此，本发明是要包含那些落在所附权利要求书的概括范围内的可选方案、变化或修改。

Claims (2)

1.一种位置参照系统，用于在电梯系统中测定轿厢相对于固定参考位置的位置，所述系统包括：

处于所述电梯轿厢的主运动连接件上的码；和

用于读取所述码的读取器；

其中，所述主运动连接件包括一多层带，所述码被包含在一个层内。

2.根据权利要求1所述的位置参照系统，

其中，所述主运动连接件为涂层带，所述码包括嵌在该带的涂层内的磁性材料。

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