CN101219744B - 无随行电缆电梯、电梯控制信息传输系统以及电梯导轨 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无随行电缆电梯，包括电梯控制柜、电梯轿厢以及在所述电梯控制柜与所述电梯轿厢之间传输电梯控制信息的电梯控制信息传输系统，另外，所述电梯控制信息传输系统包括：两控制单元，分别安装于电梯控制柜内以及轿厢顶部，分别在电梯控制柜以及轿厢侧控制电梯控制信息的传输；电梯导轨，位于所述两控制单元之间，分别与电梯控制柜以及轿厢侧的所述控制单元电连接，为所述电梯控制信息的传输提供承载通道，电梯导轨具体包括绝缘板、供电导轨、导电轮机构。另外，本发明还公开了一种电梯控制信息传输系统。采用本发明省去了长长的随行电缆，降低了成本，提高了信号的抗干扰能力。

Description

无随行电缆电梯、电梯控制信息传输系统以及电梯导轨

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，尤其涉及一种无随行电缆电梯、电梯控制信息传输系统以及电梯导轨。

背景技术

目前，全世界所有电梯运动的轿厢都拖着长长的随行电缆，且其数量众多，一般多达四、五十根。由于随行电缆长达数十米或更长，驱动它传输控制信息，就需要相对更高的驱动电压和更大的驱动电流。另外，利用随行电缆传输的是以简单的高或低的电平表示的逻辑状态，这种方式较易受到干扰，因此就采用平移逻辑电平到较高电压等级的方法来提高抗干扰能力，于是电压就更高了，加之随行电缆本身就是一个电感量不小的电感性负载，当驱动它的电路作开关状态动作时，其愣次效应就更强一些，产生相对更强的干扰电磁谐波和电弧，对电路形成更强的干扰且更易烧坏继电器触头。因此这种控制系统有着与身俱来，自相矛盾的内在制约因素。

发明内容

本发明的目的提供无随行电缆电梯、电梯控制信息传输系统以及电梯导轨，去除了长长的随行电缆，节省了成本，并且提高了信号的抗干扰能力。

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种无随行电缆电梯，电梯控制柜、电梯轿厢以及在所述电梯控制柜与所述电梯轿厢之间传输电梯控制信息的电梯控制信息传输系统，其特征在于，所述电梯控制信息传输系统包括：

两控制单元，分别安装于电梯控制柜内以及轿厢顶部，分别在电梯控制柜以及轿厢侧控制电梯控制信息的传输；

电梯导轨，位于所述两控制单元之间，分别与电梯控制柜以及轿厢侧的所述控制单元电连接，为所述电梯控制信息的传输提供承载通道；

所述电梯导轨具体包括：

绝缘板，安装于轿厢机械导轨体的非机械导向面上，使所述轿厢机械导轨体绝缘于供电部件；

供电导轨，安装于所述绝缘板上，与电梯控制柜电连接，为所述电梯控制柜供电，并与所述电梯控制柜互传电梯控制信息；

导电轮机构：电耦合于电梯轿厢，具有至少两个并联的导电轮，并随电梯轿厢在所述供电导轨上作直线运动，通过所述供电导轨，在电梯控制柜与电梯轿厢之间传输电梯控制信息。

相应的本发明还提供一种电梯控制信息的传输系统，该系统主要包括：

两控制单元，分别安装于电梯控制柜内以及轿厢顶部，分别在电梯控制柜以及轿厢侧控制电梯控制信息的传输；

电梯导轨，位于所述两控制单位之间，分别与电梯控制柜以及轿厢侧的所述控制单元电连接，为电梯控制信息的传输提供承载通道；

所述电梯导轨具体包括：

绝缘板，安装于轿厢机械导轨体的非机械导向面上，使所述轿厢机械导轨体绝缘于供电部件；

供电导轨，安装于所述绝缘板上，与电梯控制柜电连接，为所述电梯控制柜供电，并与所述电梯控制柜互传电梯控制信息；

导电轮机构：电耦合于电梯轿厢，具有至少两个并联的导电轮，并随电梯轿厢在所述供电导轨上作直线运动，通过所述供电导轨，在电梯控制柜与电梯轿厢之间传输电梯控制信息。

相应的，本发明还提供一种电梯导轨，主要包括：

绝缘板，安装于所述轿厢机械导轨体的非机械导向面上，用于使所述轿厢机械导轨体绝缘于供电部件；

供电导轨，安装于绝缘板上，与电梯控制柜电连接，为电梯控制柜供电，并与电梯控制柜互传电梯控制信息；

导电轮机构，电耦合于电梯轿厢，具有至少两个并联的导电轮，并随电梯轿厢在所述供电导轨上作直线运动，通过所述供电导轨，在所述电梯控制柜与电梯轿厢之间传输电梯控制信息。

上述技术方案中具有如下有益效果：

本发明的无随行电缆电梯，通过分别安装于电梯控制柜内以及轿厢顶部的控制单元，在电梯控制柜以及轿厢侧控制电梯控制信息的传输，并通过电梯导轨传输电梯控制信息，从而去掉了随行电缆。

另外，当以电梯导轨作为传输介质时，在电梯导轨的非机械导向面安装绝缘板，并在该绝缘板上安装供电导轨，为所述控制柜供电，并与所述电梯控制柜互传电梯控制信息，以及在轿厢侧，通过电耦合于所述电梯轿厢的导电轮机构，随所述电梯轿厢在供电导轨上作直线运动，传输电梯控制信息。从而省去了长长的随行电缆，提高了信号的抗干扰能力。

附图说明

图1是本发明电梯控制信息传输系统第一实施例的示意图；

图2是本发明电梯控制信息传输系统第一实施例的中心控制单元的示意图；

图3是本发明电梯控制信息传输系统第一实施例的微控制器的处理流程示意图；

图4是本发明电梯导轨的结构示意图；

图5是本发明电梯导轨的A部放大示意图；

图6是本发明电梯控制信息传输系统的第二实施例示意图；

图7是本发明电梯控制信息传输系统的第三实施例示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。其中相同或相似的附图标号表示相同或相似的部件。下述说明旨在对本发明的构思进行解释，而不能理解为对本发明保护范围的一种限制。

需要说明的，本发明的无随行电缆电梯，去除现有技术中的随行电缆，取而代之的是，分别在控制柜内以及轿厢顶部安装完全相同的控制单元，并以无线电磁波、红外线或本发明的电梯导轨作为传输介质，在电梯控制柜以及轿厢之间传输电梯控制信息。这两个控制单元在无随行电缆电梯的电梯控制信息传输系统中是成对使用的，二个电路是完全相同的，对信息的传输是双向全双工的，为了区分两端的控制单元，将安装在控制柜内的称为控制单元A，将安装在轿厢顶部的称为控制单元B。

下面以电梯导轨作为传输介质为例对本发明的电梯控制信息传输系统进行说明，参考图1-5，该图为本发明电梯控制信息传输系统的第一实施例示意图，控制单元11、12以及电梯导轨13。

控制单元A 11安装在控制柜15中，与控制柜内的电缆17相连，控制单元B 12安装在轿厢14顶部，与轿厢内部的电缆16相连。其中，控制单元A11具体还包括：中心控制单元111，载波控制单元112，检波控制单元113，以及耦合单元114，实际应用中，耦合单元114可采用耦合电容来实现；同样的，控制单元B12也包括，中心控制单元121，载波控制单元122，检波控制单元123以及耦合单元124。

具体实现时，当电梯控制信息从电梯控制柜侧向电梯轿厢发送时，控制单元A11从控制柜侧的电缆17接收待发送的电梯控制信息，并通过控制柜侧中心控制单元111对待发送的电梯控制信息进行编码，通过载波控制单元112进行载波调制，最后由耦合电容114与电梯导轨13连接，将来自载波控制单元112的控制信息耦合到电梯导轨13上，同样的，在轿厢侧，控制单元B 12也通过其自身的耦合电容124连接到电梯导轨13上，从电梯导轨13接收来自控制柜侧的电梯控制信息，然后经检波控制单元123将信号与载波分离，由轿厢侧中心控制单元121进行解码，最后经轿厢电缆16发送给轿厢14进行相应的动作。

当控制信息从电梯轿厢发往电梯控制柜时，其过程是上述过程的逆过程，在此不再进行详细说明。

本发明中的中心控制单元111、121采用现有技术中的MCU微处理器并结合以VHDL(Very-High-Speed Integrated CircuitHardwareDescription Language)的，高集成度，软、硬件可灵活配置的复杂可编程逻辑器件(Complex programmable logic device，CPLD)作为扩展I/O口来构成一个完整的控制单元。

其工作原理是：如图2所示，原系统的随行电缆所传输的信息通过“控制柜侧中心控制单元111的电平转换电路1111进行电平转换后，再通过光电隔离电路1112，进入扩展I/O口电路1113，再经微控制器1114编码处理后，送入串行总线节点电路1115，控制信息转换为通讯用串行数据脉冲，再经由光电隔离电路1116和输出电路1117输出。相应的，在轿厢侧，经输入电路1211、光电隔离电路1212、和串行总线节点电路1214对信号进行变换后送入微控制器1214，微控制器1214将信息解码还原成进入控制柜侧中心控制单元111之前的状态，再经由扩展I/O口电路1215、光电隔离电路1216，最后经由电平转换电路1217输出。由于控制柜侧中心控制单元111和轿厢侧中心控制单元121是完全相同的，成对的，双向传输的，因此信息由轿厢侧到控制柜侧的过程是上述过程的逆过程，这里不再重复叙述。

上述串行总线节点电路1115、1213可采用典型的控制器局域网(CAN)节点电路实现，由于其为现有技术，在此不再进行赘述。

微控制器1114、1213分类处理的流程，如图3所示：

步骤s1，进行初始化，对微控制器及整个电梯控制系统的初始状态、内部控制字初值以及标志位初态等进行设置；

步骤s2，将系统中断口开放，允许中断；

步骤s3，主程序进入串、并口扫描状态；

步骤s4，判断是否有信号输入，若无，则反复扫描等待输入信号到来，若是，则执行步骤s5；

步骤s5，对输入信息进行分类分析；

步骤s6，判断是否为串口信号，若是，则执行步骤s7，否则，执行步骤s9；

步骤s7，串口检测是否出错，若是，则执行步骤s8，否则，执行步骤s9；

步骤s8，进行出错处理后，执行步骤s11；

步骤s9，选择控制信息通道；

步骤s10，与并口信号一样，各种不同的信息进入不同的处理程序进行处理后，执行步骤s11；

步骤s11，输出控制信息。

需要说明的，安全信息的处理是优先的，通过中断口输入的，一旦有安全信息输入，主程序立即转向中断服务程序步骤s12，对安全信息作出实时处理。

检波控制单元113、123，也可采用现有技术中的信号与载波分离的技术进行，在此不再详细说明；

载波控制单元112、122，可采用PL2000A的低压电力线载波通信系统的原理，由于此部分是现有技术，在此也不再进行详细说明。

电梯导轨13，提供机械导向、电力供电以及载波通讯三重功能，即为三复用导轨。如图4所示，电梯的轿厢机械导轨体131，其机械导向面1311、1311′为轿厢提供机械导向，非机械导向面132上安装有绝缘板133，绝缘板133起到绝缘的作用，供电导轨1341、1342、1343安装于绝缘板133上，接三相动力电源。与三个供电导轨对应的，设置有三个导电轮机构135，其中每个导电轮机构内的三个导电轮1352、1353、1354沿供电导轨上作直线运动，三个导电轮由接线支架1351在电气上将该三个导电轮并联起来，因此，当其中的一个导电轮因断电、电弧、干扰脉冲而不能正常工作时，其它导电轮仍能够正常工作。每个导电轮与接线支架1351在机械上的连接关系，如图5所示：

导电轴1355，一端安装于接线支架1351的内孔中，另一端与导电轮的中心轴1356相连，以使接线支架1351与导电轮1352进行电连接；

支撑弹簧1357，安装于导电轴1355上，其末端支撑于接线支架内孔内壁1358，当供电导轨由于工作表面不光滑、平直或细小灰尘等原因，产生轻微跳动时，由于支撑弹簧的存在，允许导电轮发生径向移动，使供电导轨不致于由于跳动而发生损坏。

另外，接线支架1351、导电轴1355、导电轮1352、中心轴1356、支撑弹簧1357所采用的材料均应是导电性能良好，且不易生锈(或镀层处理过)的良导体，导电轴1355的外径与接线支架1351内孔的机械配合应是光洁度很好的过渡滑配合。同样导电轮1352上的中心轴安装孔与导电轴1355的配合也应是过渡滑配合，而此轴孔的配合不宜采用滚动轴承，通常采用轴瓦结构。另外，供电导轨表面处理的硬度高于导电轮平面的硬度，以免在供电导轨表面滚出画痕或沟槽。

下面以传输介质是无线电磁波为例对本发明的电梯控制信息传输系统进行说明，参考图6，该图为本发明电梯控制信息传输系统的第二实施例示意图，其主要包括：发射天线23、24以及控制单元21、22，该控制单元是成对使用的，二个电路是完全相同的，对信息的传输是双向全双工的，在本实施例中为了区分两端的控制单元，将安装在控制柜中的控制单元称为控制单元C21，将安装在轿厢顶部的控制单元称为控制单元D22；

其中，控制单元C以及控制单元D与第一实施例中的控制单元相同，在此不进行详细说明。

具体实现时，当电梯控制信息从电梯控制柜发往电梯轿厢时，控制单元C21对控制信息的传输进行控制，由发射天线23发射无线电波，轿厢侧的天线24接收来自控制柜侧的无线电波，即接收相应的电梯控制信息，然后由控制单元D22对接收到的电梯控制信息的传输进行控制。

当控制信息从电梯轿厢侧发往电梯控制柜侧时，其过程是上述过程的逆过程，在此不再进行详细说明。

下面以传输介质是红外线为例对本发明的电梯控制信息传输系统进行说明，参考图7，该图为本发明电梯控制信息传输系统的第三实施例示意图，与第一实施例相同的是，同样包括：控制单元31、32，在本实施例中为了区分两端的控制单元，将安装在控制柜中的控制单元称为控制单元E31，将安装在轿厢顶部的控制单元称为控制单元F32，其具体的结构与第一实施例中的控制单元相同，在此不进行详细说明。

与第一实施例不同的是：

本实施例中通过红外线发射管33、34发射、接收电梯控制信息。

具体实现时，当电梯控制信息从电梯控制柜发往电梯轿厢时，由控制单元E31对控制信息的传输进行控制，由发射天线33发射无线电波，轿厢侧的天线34接收来自控制柜侧的无线电波，即接收相应的电梯控制信息，然后由控制单元F32对接收到的电梯控制信息进行控制。

当电梯控制信息从电梯轿厢侧发往电梯控制柜侧时的过程为上述过程的逆过程，在此不再赘述。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无随行电缆电梯，包括电梯控制柜、电梯轿厢以及在所述电梯控制柜与所述电梯轿厢之间传输电梯控制信息的电梯控制信息传输系统，其特征在于，所述电梯控制信息传输系统包括：

两控制单元，分别安装于电梯控制柜内以及轿厢顶部，分别在电梯控制柜以及轿厢侧控制电梯控制信息的传输；

电梯导轨，位于所述两控制单元之间，分别与电梯控制柜以及轿厢侧的所述控制单元电连接，为所述电梯控制信息的传输提供承载通道；

所述电梯导轨具体包括：

绝缘板，安装于轿厢机械导轨体的非机械导向面上，使所述轿厢机械导轨体绝缘于供电部件；

供电导轨，安装于所述绝缘板上，与电梯控制柜电连接，为所述电梯控制柜供电，并与所述电梯控制柜互传电梯控制信息；

导电轮机构：电耦合于电梯轿厢，具有至少两个并联的导电轮，并随电梯轿厢在所述供电导轨上作直线运动，通过所述供电导轨，在电梯控制柜与电梯轿厢之间传输电梯控制信息。

2.一种电梯控制信息传输系统，其特征在于，包括：

两控制单元，分别安装于电梯控制柜内以及轿厢顶部，分别在电梯控制柜以及轿厢侧控制电梯控制信息的传输；

电梯导轨，位于所述两控制单元之间，分别与电梯控制柜以及轿厢侧的所述控制单元电连接，为电梯控制信息的传输提供承载通道；

所述电梯导轨具体包括：

绝缘板，安装于轿厢机械导轨体的非机械导向面上，使所述轿厢机械导轨体绝缘于供电部件；

供电导轨，安装于所述绝缘板上，与电梯控制柜电连接，为所述电梯控制柜供电，并与所述电梯控制柜互传电梯控制信息；

导电轮机构：电耦合于电梯轿厢，具有至少两个并联的导电轮，并随电梯轿厢在所述供电导轨上作直线运动，通过所述供电导轨，在电梯控制柜与电梯轿厢之间传输电梯控制信息。

3.根据权利要求2所述的电梯控制信息传输系统，其特征在于，所述导电轮机构具体包括：

至少两个导电轮；

接线支架，电耦合于电梯轿厢，具有与所述导电轮数目一致的内孔；

导电轴，一端安装于所述接线支架的内孔中，另一端与所述导电轮的中心轴相连，以使所述接线支架与所述导电轮进行电连接；

支撑弹簧，安装于所述导电轴上，末端支承于所述接线支架的凹槽内壁。

4.根据权利要求2-3中任一项所述的电梯控制信息传输系统，其特征在于，所述两控制单元均采用相同的控制单元，其具体包括：

中心控制单元，根据不同类别的控制信息进行不同的处理，若所述控制信息来自于中断口，则优先级最高进行优先处理，若所述控制信息为串口信息，则由串口信号检错处理，并将待发送的控制信息转换为不同的数字编码信息后发送，或解码接收到的控制信息；

载波控制单元，位于所述中心控制单元与耦合单元之间，分别与所述中心控制单元以及耦合单元进行电连接，用于在发送信息时，载波调制来自所述中心控制单元的电梯控制信息；

耦合单元，在发送信息时，将来自所述载波控制单元的电梯控制信息耦合到电梯导轨上；在接收信息时，从电梯导轨上接收电梯控制信息后，将所述电梯控制信息传送出去；

检波控制单元，位于所述中心控制单元以及所述耦合单元之间，分别与所述中心控制单元以及所述耦合单元进行电连接，在接收信息时，将来自所述耦合单元的信号与载波分离，并获取电梯控制信息后，传送给中心控制单元。

5.根据权利要求4所述的电梯控制信息传输系统，其特征在于，所述中心控制单元具体包括：电平转换电路、光电隔离电路、扩展I/O口、微控制器、串行总线节点电路以及输出电路；

其中，控制信息首先经电平转换电路转换电平后，再通过光电隔离电路进行隔离，再经扩展I/O口电路进入微控制器进行编码处理，然后送入串行总线节点电路将控制信息转换为通讯用串行数据脉冲，再经由光电隔离电路和输出电路输出。

6.根据权利要求5所述的电梯控制信息传输系统，其特征在于，所述串行总线节点电路为控制器局域网CAN节点电路。

7.一种电梯导轨，包括电梯的轿厢机械导轨体，其特征在于，还包括：

绝缘板，安装于所述轿厢机械导轨体的非机械导向面上，使所述轿厢机械导轨体绝缘于供电部件；

供电导轨，安装于绝缘板上，与电梯控制柜电连接，为电梯控制柜供电，并与电梯控制柜互传电梯控制信息；

导电轮机构，电耦合于电梯轿厢，具有至少两个并联的导电轮，并随电梯轿厢在所述供电导轨上作直线运动，通过所述供电导轨，在电梯控制柜与电梯轿厢之间传输电梯控制信息。

8.根据权利要求7所述的电梯导轨，其特征在于，所述导电轮机构具体包括：

至少两个导电轮；

接线支架，电耦合于电梯轿厢，具有与所述导电轮数目一致的内孔；

导电轴，一端安装于所述接线支架的内孔中，另一端与所述导电轮的中心轴相连，以使所述接线支架与所述导电轮进行电连接；

支撑弹簧，安装于所述导电轴上，末端支承于所述接线支架的凹槽内壁。

Images