CN101650900B - 运动物体上的信息显示以及变频器 - Google Patents

Abstract

一种用于在运动物体上显示信息的方法、设备和变频器，该信息是使用设置在运动物体上的光源行来显示的。该方法包括以下步骤：生成要显示的信息；由变频器控制运动物体的运动，所述变频器控制连接到运动物体的电动机；从变频器获得运动物体的运动状态的信息；根据从变频器获得的关于运动物体的运动状态的信息以及要显示的信息来生成光源行的控制数据；以及根据控制数据控制设置在运动物体上的光源行中的光源。

Description

运动物体上的信息显示以及变频器

技术领域

本发明涉及信息的显示，尤其涉及由变频器控制的运动物体上的信息的显示以及适用于这样的信息的显示的变频器。

背景技术

变频器常用于控制旋转电机如电动机。许多变频器在其内部算法中采用角速度，尽管电动机的角速度本身也许不能被调节。因此，当电动机受控制时，变频器知道旋转方向和角速度，而且还常常知道转子位置角，并且持续使用此信息。

变频器可从专为角速度数据的目的安装在电动机轴上的传感器接收角速度数据。然而，现代变频器亦能够通过测量电变量(即，电压和电流)和通过使用电动机模型来估计要控制的电机的速度和位置数据。

同样地，当由变频器控制的电动机被耦接为产生线性运动时，变频器知道运动的速度和机械位置。上述线性运动可涉及例如电梯的滑动门，其中由电动机产生的旋转运动被转换成线性运动。

因此，由变频器控制的电动机产生线性或旋转运动。即使考虑到了安全问题，产生这样的运动的机械件也可能给靠近该机械件的人带来危险情况。除了实际的机器安全防范措施如安全门和栅栏以外，运动物体还常常设有警告或指示标志。此外，由变频器控制的许多物体不可能完全保护人身安全，因此标志或类似的信息板是维护人身安全的唯一可供替选的方案。

另外，在运动物体上定位信息板常常是成问题的。物体可能旋转和线性运动，使得信息板等因运动而被完全或部分掩盖。信息板还常常是大的，因此当就位时，它们不可避免地增大了要运动的机械件的尺寸。具体而言，如果要使用发光元件制造标志板的文本或图案，则所需机械件的尺寸变大。例如，难以在电梯的滑动门上或者在旋转门上贴附标志文本以使得可从外面读取该文本。电梯的滑动门当打开时常常以两部分滑动到墙壁中。因此，门上的信息被迅速隐藏，并且门的机械件常常不允许在门上固定发光元件。而旋转门又具有多个这样的“翼”：指导文本实际上不可能附着在“翼”的端部宽度上。另外，“翼”的外缘上的标志会妨碍通过旋转门，因为该标志会超出旋转门的宽度。此外，待直接提供在旋转件上的信息由于旋转而迅速变得难以辨别。

现有技术中，已知在手持装置如移动电话上使用“炫光讯息(wavemessaging)”。为此，上述手持装置设有加速度传感器和一行光源如LED。在炫光讯息中，手持装置在空中闪烁，光源基于该装置的加速度而接通和关断，使得所希望的文本在单个光源行上在“空中”出现。换句话说，所希望的文本利用一个光源行、通过在光源行运动时一次一个地由多个单独的相邻点水平地产生文本来创建。由于人眼是慢的，所以人每次感知多个相邻点，并且能够从这些一个接一个被点亮的相邻点辨别可理解的信息。

文献WO 2004/109630公开了旋转件上的LED行，该LED行被控制为在旋转运动期间产生虚拟文本。在该文献中，公开了文本生成的同步取决于旋转件的旋转时间。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种允许解决上述问题的方法、实施该方法的设备以及变频器。本发明的目的通过特征在于独立权利要求中陈述的内容的方法、设备和变频器来实现。本发明的多个优选实施例公开于从属权利要求中。

本发明基于如下思想：能够在由变频器控制的运动物体上放置光源行，以便借助于“空中迅息”产生警告的、指导的或其它类似的信息，该“空中迅息”基于直接从变频器接收到的关于运动物体的速度和/或位置的信息来控制。

本发明的方法、设备和变频器允许将信息定位在目前还不可以显示信息或者需要显著改变现有结构来显示信息的位置。此外，利用本发明的方法和设备，可以简单且负担得起的方式实现信息显示，因为不需要单独的传感器或测量。可以简单的方式进一步修改要显示的信息内容。具体而言，缓慢运动的物体可例如具有两个平行的光源行，这增强了信息显示并且使信息更加清晰可见。

附图说明

下面将参照多个优选实施例和附图更详细地说明本发明，在附图中：

图1是如何借助于一个运动光源行生成文本的例子；

图2是由旋转物体上的光源行形成的虚拟矩阵的例子；

图3图示了关于旋转门的本发明的实施例；

图4图示了关于滑动门的本发明的实施例；

图5和图6图示了关于旋转件的本发明的实施例；以及

图7图示了关于旋转件的本发明的实施例。

具体实施方式

图1是本发明的方法和设备的运动光源行以及利用该光源行创建的虚拟矩阵的示意图。如本发明中所公开的那样设置在运动物体上的光源行1与该件一起在箭头2的方向上运动。光源行中的光源如LED元件被示出为虚拟矩阵中的加黑的空心圆。而已经被光源行1点亮的虚拟矩阵点被示出为实心圆。在本发明的方案中，附着到运动物体的光源行1的光源根据要显示的文本和光源行的位置而接通和关断。

图3示出了本发明的实施例，其中使用由变频器32控制的电动机31来使旋转门旋转。光源行34固定到旋转门的“翼”的侧壁，即，从旋转门的中心径向延伸的壁的端部。因此，光源行随着旋转门的旋转而运动。

根据本发明的该实施例，变频器包含要显示的信息，该信息已借助于用于输入文本的输入装置输入到变频器的存储器中。可使用本身已知的任何文本输入方法来提供文本并将其传递到变频器的存储器中。可以想到，可使用变频器的控制面板、外部键盘、便携式计算机等来提供文本。

此外，根据本发明的该实施例，使用变频器来控制光源行。控制电动机的变频器包含用于执行该控制的电动机控制数据。变频器通常具有大的处理能力，根据本发明，该处理能力可用于基于电动机控制数据和要显示的信息计算光源的控制数据。图3示出了信号导体33，变频器通过信号导体33、基于其计算出的控制数据来控制光源行。通过该信号导体传输的信息可包括例如关于要接通或保持通电的光源的地址的信息。

对于图3的例子，当已知电动机速度和要显示的信息时，可以简单的方式计算控制数据。如果光源行的速度是v米/秒，并且当光源行行进了距离s米时新的发光点被接通，则这些新的发光点将在时间段s/v秒之后被接通。这样选择的时间将距离s确定为利用光源行产生的信息的水平分辨率。可事先计算出所确定的控制数据并将其制成表格送入变频器存储器中，从而可直接从存储器读取将在下一个瞬间被点亮的光源。还可以以类似的方式实时计算控制数据。

对于图3，还可以想到，变频器32通过信号导体33仅产生关于旋转门圆周速度和/或位置角的状态数据。在该情形下，与光源行相结合地提供处理器和包含关于要显示的信息的数据的可读存储器。于是，处理器处理它接收到的控制数据，并控制光源行如上所述那样产生信息。在此过程中，除了用于通过信号导体传输数据的手段以外，变频器无需包含任何额外的功能。

图4图示了与电梯的滑动门47、48相结合地施加的本发明的方法和设备。在此实施例中，电梯的滑动门承载光源行45如LED行，以便在门打开和/或关闭时显示信息。在图4中，LED行在门47上，但是在双门上，亦可在门48上放置LED行，各LED行由此能够一起显示信息，使得信息46显示在滑向它们各自的方向的门上。图4的结构示出了本发明的实施例，其中由变频器42产生的用以控制光源行的控制数据被无线地传递到光源行。为此，图4示出了发射器43和接收器44。要被无线发送的信息亦可由关于滑动门运动状态的数据构成，在该情形下，与LED行相结合地提供的处理器基于要显示的信息以及关于与处理器相结合地设置的存储器中包含的运动状态的数据来生成该行中的各个LED光源的控制数据。无线发送的一个优点是可以去除线缆，因为通过有线信号连接进行的信号收发可能常常难以在运动物体上实现。另外，与光源行相结合地提供的接收器还可用于更新要显示的信息。

应当注意，在线性运动的物体如滑动门上，信息只对于一个方向可见。例如，在上述实施例中，与电梯门相连的信息只对于电梯的外面可见。然而，运动物体上的多个LED行可设置成彼此避开，这允许向两个方向显示信息，即，向进电梯的人和出电梯的人显示信息。此外，同一运动物体上的多个单独的LED行可显示不同的信息。例如，对于这里提到的电梯，向出电梯的人显示的信息是楼层号，而向进电梯的人显示的信息是例如电梯的行进方向以及其它信息如欢迎消息。

图5示出了本发明的实施例，其中光源行55设置在由变频器52所控制的电动机51旋转的旋转装置56上。向着附着到该旋转装置的LED行55的数据传递借助于适用于该目的的发射器53和连接到该旋转装置的接收器而无线地发生。

如上所述，变频器52可包含要显示的信息，在该情形下，变频器将控制数据直接发送到光源，或可替选地，变频器仅将关于运动状态的数据如位置角数据发送到与光源相结合地提供的处理器。图5还示出了要显示的信息的例子57、58。当旋转物体例如是LED行设置在其叶片上的风扇等56时，可利用风扇叶片的旋转水平来显示信息。对于公共建筑内的这种风扇，可以想到，要显示的信息还可以是商业信息。

当为了教育、训练和演示目的而使用变频器来控制在其轴上仅有圆盘等的电动机时，根据本发明，可在圆盘上显示直接涉及频率和/或电动机的特性的信息。附图标记58图示了如何在圆盘上示出圆盘旋转速度的频率。在该情形下，根据本发明，变频器必须产生要显示的动态信息。以此方式显示的其它信息可包括变频器电流和电压的量值，并且通常可包括由变频器施加的所有与电动机控制相关的变量。为了教育、训练和演示目的，信息还可由显示相量变量构成。本发明的方法和设备由此允许显示实时信息。当要显示这样的实时信息时，信息并非事先存储在存储器中，而是被实时处理以便由光源行显示。

图2图示了旋转光源行21和由其形成的虚拟光源图案。换句话说，光源行被设置在旋转件上，使得旋转件的旋转轴基本上垂直于光源行。在图2中，旋转LED行看起来似乎形成了离散的点，图中相邻LED行的位置之间的角为5度。然而，显然，在旋转期间，LED行的角度连续改变，而不是如图中那样以离散的点改变。在图2和图5的情形下，优选地基于旋转件的位置角来控制各个光源。换句话说，当光源行处于特定位置时，特定的光源被接通、关断或处于发光状态，以便产生所希望的文本或图形。为此，可从变频器获得角度数据。在本发明中使用的数量不限的光源行可链接在一起，这允许与例如旋转件相结合而向不同方向显示相同的信息。该链接的一个优点是：其允许向两个方向并且在多个不同的位置显示信息，而无需从变频器到每个光源行的多个单独的输出。链接还允许增大矩阵尺寸，并且链接的行可具有独立的地址，从而允许将不同的信息发送到链接的行以便显示。

图6示出了本发明的实施例，其中变频器62控制电动机61，该电动机在其轴上安装有鼓等。在本例子中，变频器连接到发射器63，发射器63用于将光源的控制数据或者关于运动物体的运动状态的信息发送到与光源行65相结合地设置的接收器。在图6的例子中，光源行被设置在鼓等的圆周面上，使得鼓的旋转轴大体上平行于光源行，光源行的运动方向因此垂直于鼓的纵向。在该类型的例子中，例如警告旋转件的文本或某种其它信息66可写在鼓的侧面上。

本发明的设备担当旋转式或移动式显示器的显示控制器，在本发明的设备中，要显示的信息被提供给变频器并且变频器产生光源行的控制数据。电动机的旋转运动仅用于使光源行旋转或移动；不涉及将受益于由此产生的运动的实际过程。上述显示器可以是大的，并且光源行可由不同颜色的多个光源构成。在该类型的显示器中，光源行优选地包括设置成组的不同颜色的光源，例如，每个组中有红色、绿色和蓝色光源。光源优选为允许实现良好的点状发光的LED元件。可替选地，在旋转显示器(比如图2中的旋转显示器)的情形下，不同颜色的光源行可以相互不同的角度对称地放置，例如，由不同颜色构成的光源行之间有120度的角。于是，在旋转运动期间，每个光源行按不同的控制来控制，以使各行同步。在实践中，利用上述三种颜色可以产生多种颜色，并由此创建多色信息。这意味着待提供给变频器的要显示的信息中还必须包含关于颜色和可能的颜色强度的信息。当利用如上所述的本发明的方法配置显示装置时，可以想到，提供给变频器的要显示的信息可在使用期间任意改变。可通过使用例如现场总线等将此信息提供给变频器。为此，变频器可包含旨在帮助提供要显示的信息和增强显示控制器的工作的一种单独的应用。

根据图7的实施例，该设备还包括计算机等78，变频器72将控制数据提供给计算机等78，用户可基于该控制数据来构造他/她的选择的显示装置。图7示出了变频器72如何为使担当显示器的鼓77旋转的电动机71供电。鼓77设有与其相连的用于在鼓77作旋转运动期间显示信息76的光源行75。计算机基于关于由变频器提供的旋转状态的信息来控制光源的控制时序。鼓77还可设有不同颜色的光源以便显示多色信息。不同颜色的光源如LED元件可例如以120度的相互相移放置在鼓的旋转表面上的不同位置。上述鼓使得能够构造允许同时向多个方向显示信息的显示装置。例如，可在鼓的正面和背面上(即，以180度的相移)显示相同的信息。

根据本发明的实施例，与光源行相结合地提供用于检查一个或多个光源的工作状况的装置。这些装置可由例如用于测量一个或多个光源上的电压的处理器和比较器耦接构成。基于此电压，可以得出关于光源工作状况的结论。此外，根据此实施例，存在设置成将关于工作状况的信息发送到变频器的装置。换句话说，在测得诸如LED元件的光源的工作状况之后，将测量数据发送到变频器。

要发送的数据可仅由故障信息构成，即，当光源正常工作时，不发送数据。基于此测量数据，允许或禁止变频器的工作，即，如果在检测到故障时变频器正在工作并且为负载供电，则中断其使用，相应地，在已给出故障通知时不能启动使用。本实施例在光源行产生警告文本时尤其有利，因为不起作用的警告标志是主要的安全风险。因此，当警告不起作用时，不允许变频器工作。上面具体参照LED光源公开了本发明。未给予光源或LED光源的控制电路(即，为光源提供它们所需的电流或电压的电路)很多关注。然而，光源元件中显然需要这样的电路，并且可以本领域中本身已知的任何方式实现这样的电路。

对于一些上述结构，尽管已注意到变频器仅生成和发送说明运动物体的运动状态的信息这一事实，但是要发送的信息亦可由光源行的控制数据构成。在该情形下，本发明的变频器包括处理器、存储器以及基于要显示的信息和表示运动状态的数据来计算控制数据的必要计算能力。

根据本发明，存在控制光源行的各种可替选方案。光源行可被提供有告知速度的模拟消息，与光源行相结合地提供的处理器基于该模拟消息控制光源行中的光源。还可将角度数据或位置数据从变频器传送到所述处理器。应当注意，人眼对干扰现象不是非常敏感，即，微小的速度误差不干扰线性运动中的信息的检测。然而，通过例如结合模拟速度、位置或角度数据而使用变频器的单独数字输出来触发精确时刻的写入，可校正这样的误差。

由变频器产生的关于运动状态的信息亦可由频率输出(即，关于待提供给要控制的电动机的频率的信息)构成。这可进一步得到借助于该频率输出传递串行数据的数字输出的辅助。

如果光源行几乎是无源单元，则可以串行模式、通过首先将所希望的图案(在图1的情形下是一个竖直行)提供给所述单元中的光源的寄存器来传递数据。基于速度和位置数据触发在正确的时刻显示该竖直行的图案。

控制光源行的一种优良方式是调节光源行来模拟普通变频器显示板(其通常为LCD矩阵)。在该情形下，可通过普通的有线或无线显示板连接将光源行连接到变频器。因此，这样连接的光源行易于控制，因为送往光源行的信息可通过使用同样常用的数据传输协议来传输。象这样的普通显示板支持链接，这意味着光源行可与显示板链接地工作。可相应地链接耦接到板连接的光源行。

控制光源行的另一种方法是向光源行提供通过变频器通知的写速度。在该情形下，如图1中所示，使用与光源行相结合地提供的处理器来计算矩阵，然后根据由变频器通知的写速度(即，竖直行之间的延迟)执行写入。

根据本发明的控制光源行的又一种方式是基于运动的改变。在该情形下，变频器仅在开始改变速度或启动时向光源行的处理器通知其系统的状态。当工作速度恒定时，变频器只通过单个信号触发所希望的信息的显示。

还可用矩阵传递要显示的信息，在该情形下，根据所涉及的应用在变频器中选择矩阵形状。用户可对变频器的显示器上想要的信息进行比例缩放，以适合于所选择的形状和矩阵分辨率。然后，光源行控制矩阵的写入，光源行基于矩阵形状(比如图1中是矩形，图2中是圆形)识别从变频器获得的控制数据，并相应地使用信息。

本领域的技术人员明白，随着技术的进步，可以各种方式实现本发明的基本思想。因此，本发明及其实施例不局限于上述例子，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (16)

1.一种用于在运动物体上显示信息的方法，所述信息是使用设置在所述运动物体上的光源行来显示的，其特征在于所述方法包括以下步骤：

生成要显示的所述信息；

由变频器控制所述运动物体的运动，所述变频器控制连接到所述运动物体的电动机；

从所述变频器获得所述运动物体的运动状态的信息；

根据从所述变频器获得的关于所述运动物体的运动状态的信息以及所生成的要显示的所述信息来生成所述光源行的控制数据；以及

根据所述控制数据控制设置在所述运动物体上的所述光源行中的光源。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述变频器中存储要显示的所述信息并且在所述变频器中生成所述光源行的所述控制数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述变频器根据所述控制数据控制所述光源行中的光源。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在与所述光源行相结合地提供的处理装置的存储器中存储要显示的所述信息；

所述变频器将关于所述运动物体的所述运动状态的信息发送到所述处理装置；并且

所述处理装置生成所述光源行的所述控制数据并控制所述光源行中的所述光源。

5.根据权利要求1、2或4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

检查所述光源行中的一个或多个光源的工作状况；

将关于所述工作状况的信息发送到所述变频器；并且

响应于所述工作状况而允许或禁止所述变频器的工作。

6.一种用于在运动物体上显示信息的设备，所述信息被设置成使用设置在所述运动物体上的光源行(1、21、34、45、55、65、75)来显示，其特征在于，所述设备包括：

用于生成要显示的所述信息的装置；

设置成控制所述运动物体的运动的变频器(32、42、52、62、72)，所述变频器控制连接到所述运动物体的电动机；

用于从所述变频器获得所述运动物体的运动状态的信息的装置；

用于根据从所述变频器获得的关于所述运动物体的运动状态的信息以及所生成的要显示的所述信息来生成所述光源行的控制数据的装置；以及

用于根据所述光源行的所述控制数据来控制设置在所述运动物体上的所述光源行的装置。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述变频器包括用于存储要显示的所述信息的存储器以及用于生成所述光源行的所述控制数据的处理器。

8.根据权利要求6或7所述的设备，其特征在于，所述变频器被设置成根据所述控制数据控制所述光源行中的光源。

9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备还包括与所述光源行相结合地设置的处理装置以及用于存储要显示的所述信息的可读存储器，所述变频器被设置成将关于所述运动物体的所述运动状态的信息发送到所述处理装置，且所述处理装置被设置成生成所述光源行的所述控制数据并控制所述光源行中的光源。

10.根据权利要求7或9中任一项所述的设备，其特征在于，所述变频器被设置成通过无线连接发送所述光源行的所述控制数据和/或关于所述运动物体的所述运动状态的信息。

11.根据权利要求7或9中任一项所述的设备，其特征在于，关于所述运动物体的所述运动状态的信息包括所述运动物体的速度、位置和/或运动方向。

12.根据权利要求7或9中任一项所述的设备，其特征在于，关于所述运动物体的所述运动状态的信息包括所述运动物体的角速度和/或位置角。

13.根据权利要求7或9中任一项所述的设备，其特征在于，所述运动物体包括多个光源行，其中所述光源由包括一种或多种颜色的LED元件构成。

14.根据权利要求7或9中任一项所述的设备，其特征在于，与所述光源行相结合地提供有用于检查一个或多个光源的工作状况的装置以及用于将关于所述工作状况的信息发送到所述变频器的装置，所述变频器的工作响应于关于所述工作状况的信息而被允许或禁止。

15.根据权利要求7或9中任一项所述的设备，其特征在于，两个或更多个光源行链接在一起，从而允许由所述光源行形成矩阵，以结合缓慢运动来增强要显示的信息的显示，或者相链接的所述光源行由于不同的光源行地址而允许显示相互不同的信息。

16.一种变频器，其包括可读存储器和处理部件并且被配置成控制运动物体的运动，其特征在于，所述变频器的所述可读存储器被设置成接收信息，所述信息被设置成使用与由所述变频器控制的所述运动物体相结合地设置的光源行来显示，所述变频器的所述处理部件被设置成从所述变频器获得所述运动物体的运动状态的信息，并且根据关于所述运动物体的运动状态的信息以及所存储的要显示的信息来生成并发送所述光源行的控制数据，所述变频器控制连接到所述运动物体的电动机。

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