CN101888964B - 用于勘测电梯井道的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于勘测封闭结构(10)的装置包括:平台(24),其配置用来沿纵向穿过结构(10);至少一个第一距离传感器(48),其连接到平台(24),并配置用来测量平台(24)上的点与结构(10)的壁之间的横向距离;至少一个第二距离传感器(50),其连接到平台(24),并配置用来测量平台(24)上的点与结构(10)的第一端之间的纵向距离;以及运输机(22),其配置用来在结构(10)内大致沿纵向移动平台(24)。
Description
技术领域
本发明涉及勘测电梯井道领域,具体地说,涉及用于执行上述勘测的方法和装置。
背景技术
现有技术公知使用加长导轨来导引或支持电梯轿厢。电梯系统通常使用两个设置在电梯轿厢相对侧并且沿电梯井道整个长度延伸的导轨。电梯轿厢通常通过井道上端的钢索或钢带或者通过设置在井道底部处的液压活塞而被悬挂,并且当电梯轿厢穿过井道时由导轨所导引。当电梯轿厢穿过井道时,即便是导轨段中微小的偏斜或者导轨段间的微小间断都可能造成行进中的电梯轿厢摇晃或者振动。
适当地对准井道中的导轨以防止导轨缺陷,很大程度取决于导轨所附接的井道竖壁的偏差。在新电梯安装以及现有电梯系统升级过程中,勘测电梯井道是一项耗时、耗人工且成本高昂的任务。井道通常通过以下步骤进行人工勘测:(a)确定竖向基准,或铅垂线,例如从井道顶部悬吊下的悬重(weighted)绳索或缆线;以及(b)在各楼层处人工测量铅垂线与四个竖向井道壁中的每一个之间的水平距离。现有技术的井道勘测工具和方法不但费时和成本高昂,并且还易受相对较大的误差范围的影响。
鉴于上面所述,本发明旨在解决一个或多个上述能影响电梯系统的问题。
发明内容
一种用于勘测封闭结构的装置包括:平台,其配置用来沿纵向穿过该结构;至少一个第一距离传感器,其连接到平台,并配置用来测量平台上的点与该结构的壁之间的横向距离;至少一个第二距离传感器,其连接到平台,并配置用来测量平台上的点与该结构的第一端之间的纵向距离;以及运输机,其配置用来在该结构内大致沿纵向移动平台。
一种电梯井道勘测系统,其包括:井道;电子测量装置,至少一个第一距离传感器连接到该电子测量装置,并配置用来在该测量装置在井道内的一个或多个纵向位置处测量该测量装置上的一个或多个对应点与井道的壁之间的一个或多个横向距离;以及运输机,其配置用来使测量装置沿纵向穿过井道;其中,电子测量装置以能驱动的方式连接到运输机。
一种勘测电梯井道的方法,包括:在沿着纵向基准轴线的第一位置处,使用测量装置以电子方式测量井道的纵向基准轴线与井道的壁之间的一个或多个横向距离;沿着井道内的纵向基准轴线将测量装置驱动到第二位置;在沿着纵向基准轴线的第二位置处,使用该测量装置以电子方式测量井道的纵向基准轴线与井道的壁之间的一个或多个横向距离;以及基于所测得的横向距离提供输出结果。
可以理解,前面的概述和下面的详细描述都只是示例性和解释性的,并不限制所主张的本发明范围。
附图说明
根据下面的描述、所附的权利要求书以及附图所示的示例性实施方式,本发明的这些以及其它特征、方面和优点将变得显见,下面简单介绍这些附图。
图1是包括根据本发明的井道勘测系统的实施方式的电梯井道的主视图。
图2是根据图1所示的电梯勘测系统实施方式的电子测量装置的立体图。
图3A和图3B分别是井道的侧视图和俯视图,其图示了由图1和图2所示的电子测量装置进行的距离测量。
图4是根据本发明的电子测量装置的另一实施方式的立体图。
图5是井道的俯视图,其图示了由图4所示的电子测量装置进行的距离测量。
具体实施方式
在所有附图中尽量使用相同或相似的参考数字来表示相同或相似的部件。
图1是呈电梯井道10形式的结构和根据本发明井道勘测系统20的主视图。井道勘测系统20包括运输机22、诸如电子测量装置(EMD)24的平台、电子控制器26以及光学对准系统28。在图1中,EMD24可连接到运输机22,运输机22可配置用来使EMD24穿过井道10。当EMD24穿过井道10时,EMD24可配置用来测量距离,例如EMD24的侧面24c与井道10的壁10c之间的横向距离D1以及EMD24的底部24b与井道的底部10a之间的纵向距离D2。电子控制器26可连接到EMD24,并配置用来存储和/或传输EMD24在EMD24穿过井道10时收集的测量数据。电子控制器26可例如为市场上可购得的集成电路,其包括处理器、数字存储器以及有线或无线通信部件。电子控制器26可连接(以无线或有线方式)到远程电子装置26a,例如打印机、监视器或计算机,以输出由EMD24收集并由控制器26传输的数据。光学对准系统28可配置用来产生光学纵向基准,该基准与例如面朝井道10的底部10a设置的水平横向表面32a基本垂直。
在图1中,运输机22可包括:马达30,马达30转动与马达30一体设置的第一滑轮;马达架32;第二滑轮34;滑轮架36;曳引构件,例如在下面所称的绳索38;张紧部件40,例如弹簧;以及电源42,例如电池。张紧部件40可配置用来改变绳索38中的张紧力,并可连接在绳索38的一个端部和EMD24之间,例如,连接在绳索38和EMD24的顶部24a之间。马达30可安装在马达架32上,马达架32可连接到例如井道10的底部10a。滑轮34可安装到滑轮架36,滑轮架36可安装到例如井道10的顶部10b。绳索38的一个端部可连接到位于EMD24的顶部24a处的张紧部件40,然后绳索38可绕过滑轮34缠绕,以使绳索38的一侧38a然后可以穿过EMD24中的绳索导引孔44向下延伸。在穿过孔44后,绳索38然后可以绕马达30缠绕并在EMD24的底部24b处终止。
马达30可例如由电源42供以动力,电源42可设置在井道10的内部或外部。绕马达30和滑轮34缠绕并由张紧部件40适当张紧的绳索38形成张紧系统,由此,经由绳索38连接的马达30和滑轮34的旋转运动被转变成绳索38根据马达30的转动方向而沿着井道向上和向下的线性运动。EMD24通过将绳索38连接到EMD24的顶部24a和底部24b而连接到运输机22。因此,通过马达30(由电源42供以动力)的转动所驱动的绳索38的运动使得EMD24穿过井道10。
例如,图1所示的光学对准系统28可包括例如发射器28a和接收器28b,发射器28a和接收器28b向着井道10的底部10a和顶部10b安装到马达架32和滑轮架36。发射器28a和接收器28b可例如为光束(例如激光)或波(例如雷达波)发射器/接收器,或者其它的发射器/接收器;下文中,各种发射器/接收器中每一个将统称为“光束”发射器/接收器,并且所发射/接收的信号将称为“光束”。具体而言,对准系统28可配置用来在相应的发射器28a和接收器28b对之间产生光束28c。由发射器28a发射以及由接收器28b接收的光束28c可配置成位于单一平面内,该平面与面朝例如井道10的底部10a设置的水平横向表面基本垂直。例如,马达架32的顶部可配置为大致水平表面32a,并且发射器28a可设置在其上并配置用来产生与水平表面32a基本垂直的光束28c。因此,光束28c可作用为产生与水平表面32a基本垂直的光学纵向基准,或者,换句话说,光束28c可用来产生表示井道10内的基本竖向的基准的光学铅垂线。
光学对准系统28和EMD24可设置成为使得当EMD24适当定位在待测量的井道10内,以测量诸如距离D1等与光束28c基本垂直并因此与水平表面32a基本平行的距离时光束28c穿过EMD24中的对准孔46。如果EMD24的方向例如由于在井道10内部转动或横向移动而改变,则光束28c可被中断,由此发出EMD24在待测量的井道10内未适当定向的信号。
光学对准系统28可包括控制装置,控制装置连接到发射器28a和接收器28b,并配置用来在光束28c被不适当定向的EMD24中断时发出警报或中止测量。在本发明的另一实施方式中,对准系统28可包括如图1所示的发射器28a,但是接收器28b可安装到EMD24的底部24b。例如,接收器28b可包括光传感器阵列,光传感器阵列安装到EMD24的底部24b,并配置用来接收由发射器28a发射的光束(28c)并感测EMD24在井道10内的方向变化。
如图1和图2中EMD24的放大立体图所示,EMD24可包括绳索导引孔44、对准孔46、横向距离传感器48和纵向距离传感器50。如上所述,绳索导引孔44可配置用来接收绳索38的一侧38a,绳索导引孔可用来导引EMD24在井道10内的行进。EMD24还可包括配重24g,配重朝向与导引孔44相对的一侧24d设置,并配置用来减小穿过导引孔44的绳索38上的力。对准孔46可配置用来当EMD24在待测量的井道10内适当定位时,允许光束28c不间断传输。横向距离传感器48可连接到EMD24的侧面24c、24d、24e及24f。纵向距离传感器50可连接到EMD24的底部24b。在本发明的另一实施方式中,EMD24可包括不止一个的纵向距离传感器,并且纵向传感器中的一个或多个可连接到EMD24的顶部24a。
横向距离传感器48可配置用来在EMD24位于井道10内的不同纵向位置处测量EMD24的侧面24c、24d、24e及24f与井道10的图3B所示相应壁10c、10d、10e及10f之间的横向距离。在图1中,横向距离传感器可配置用来在EMD24位于井道10内的不同纵向位置处测量例如EMD的侧面24c与井道10的壁10c之间的距离D1。可利用测量纵向距离的纵向传感器50确定EMD24在井道10内的纵向位置,例如EMD24的底部24b与井道10的底部10a之间的距离D2。
横向距离传感器48和纵向距离传感器50可以例如是市场上可购得的电子传感器,例如,激光距离传感器或超声波距离传感器。激光距离传感器和超声波距离传感器通过如下的方式测量传感器和反射体之间的距离,即,例如通过基于将诸如光或声音信号等信号发射到反射体并接收从反射体反射回到传感器的信号所需的时间的测量结果来计算距离。激光传感器还可使用三角测量法(triangulation)或干涉测量法(interferometery)来测量相对较短的距离,例如小于两英尺的距离。三角测量法通常包括将可见激光束投射到反射体上、用数码相机从一角度观察反射体反射的光以及根据用数码相机拍获的图像像素数据计算到反射体的距离。采用干涉测量法的激光传感器可通过如下方式进行测量,即通过根据两条相继发送到反射体并从反射体反射的光束之间的相对相位移动(relative phase shift)的测量结果来计算到反射体的距离。
图3A和图3B图示出由图1和图2所示的EMD24进行的横向和纵向距离测量。在图3A中,EMD24由井道10内的运输机22定位。EMD24的纵向位置可由纵向传感器50确定,纵向传感器50测量例如EMD24的底部24b与井道10的底部10a之间的距离D2。在图3B中,在如图3A所示的相同或不同纵向位置处,EMD24可测量EMD24与井道10的四个壁之间的横向距离。例如,连接到EMD24侧面24c的横向传感器48可测量EMD24与井道10的壁10c之间的距离D1。连接到EMD24侧面24d的横向传感器48可测量EMD24与井道10的壁10d之间的距离D3。连接到EMD24侧面24e的横向传感器48可测量EMD24与井道10的壁10e之间的距离D4。连接到EMD24侧面24f的横向传感器48可测量EMD24与井道10的壁10f之间的距离D5。如图1和图3B所示,EMD24可置于井道10内的大体中心处,使得例如EMD24与井道10的竖向轴线52大致对准。
因此,当运输机22使EMD24穿过井道10时,如图1至图3B所示的井道勘测系统20可以勘测井道10,并且在由纵向传感器50确定的EMD24位于井道10内的各纵向位置处,EMD24利用横向距离传感器48来测量EMD24和井道10的壁之间的横向距离。电子控制器26可配置用来存储并传输由EMD24收集的测量数据。光学对准系统28可配置用来产生与马达架32的水平表面32a基本垂直的光学纵向基准,光学纵向基准可用来确定EMD24是否在待测量的井道10内适当定向。
图4是根据本发明的EMD54的另一实施方式的立体图,EMD54包括绳索导引孔44、对准孔46、旋转横向距离传感器56以及纵向距离传感器50。EMD54使用一个横向距离传感器56,横向距离传感器56配置用来测量EMD54和井道10的壁10c、10d、10e及10f之间的全部四个横向距离。横向距离传感器56可连接到EMD54,例如向着EMD54的顶部54a的中心,并且可配置用来相对于EMD54和井道10旋转。在EMD54位于井道10内的一个或多个纵向位置处,横向距离传感器56可配置用来当传感器56旋转时测量EMD54和井道10的壁之间的多个横向距离。以这种方式,横向距离传感器56可以在几乎360度范围内测量EMD54和井道的壁之间的横向距离;可能不能测量的位置唯有传感器56发射的光束(例如如果传感器56是激光器、雷达等发射器)由张紧构件40或绳索38提前反射的位置。然后,EMD54可通过例如选择EMD54和井道10的相应的壁10c、10d、10e及10f之间的最短距离来确定相关的横向距离。
图5图示出图4所示EMD54进行的横向距离测量。在图5中,在井道10内指定的纵向位置处,EMD54可测量EMD54和井道10的四个壁之间的横向距离。例如,当传感器56相对于EMD54和井道10旋转360度时,连接到EMD54顶部54a的横向传感器56可测量EMD54和井道10的四个壁10c、10d、10e及10f之间的多个距离Dn。EMD54可配置用来通过例如选择EMD54和井道10的相应的四壁10c、10d、10e及10f之间的最短距离D6、D7、D8及D9,在测得的多个距离Dn中确定相关的横向距离。EMD54可位于井道10内的大体中心处,以便例如横向传感器56与井道10的竖向轴线52(例如参见图1)对准。
本发明的实施方式还包括一种勘测电梯井道的方法,该方法包括在沿着纵向基准轴线的一个或多个位置处以电子方式测量井道的纵向基准轴线与井道壁之间的一个或多个横向距离,并基于所测得的横向距离提供输出结果。用来测量与井道壁的横向距离的纵向基准轴线可以与井道的第一端和第二端中的至少一个基本垂直,并且所测得的横向距离可以与纵向基准轴线基本垂直。此外,纵向基准轴线可以例如沿着电子测量装置的一侧、或者穿过这个电子测量装置的中心部分而设置。附加地或替代地,纵向基准轴线可以是井道的竖向轴线52。基于所测得的横向和纵向距离提供输出结果,可包括例如以计算机可读形式存储该距离和/或将该距离传输到远程电子装置,例如打印机、监视器或计算机。根据本发明勘测电梯井道的方法还可包括以电子方式测量沿着井道的纵向基准轴线的位置,并将所测得的横向距离中的一个或多个与沿着纵向基准轴线的各个位置关联。
本发明的实施方式具有优于现有的用于勘测电梯井道的方法和系统的若干优点。根据本发明的方法和系统提供一种用于勘测电梯井道的机器辅助自动装置。本发明的实施方式包括电子测量装置,电子测量装置配置用来沿着井道的长度穿过井道并以电子方式测量关键的井道尺寸。EMD装配有诸如激光传感器或超声波传感器等电子距离传感器,这些电子距离传感器可提供高效精确的距离测量,并可连接到诸如集成电路等电子控制装置以自动存储和传输所测得的距离。根据本发明的方法和系统同时减少了井道勘测所需的时间,并提高井道勘测的精确度,这进而极大地降低了在新电梯安装和现有电梯升级过程中的勘测成本。
前文讨论仅意图对本发明进行解释,并不应当理解为将所附权利要求限制为任何具体实施方式或实施方式的组。因此,尽管参照具体示例性实施方式特别详细地描述了本发明,但还应当理解,在不脱离所附权利要求提出的本发明更广泛和期望的范围的情况下,可对本发明做出许多修改和变化。
因此,说明书和附图应视作只是一种解释性方式,其无意限制所附权利要求的范围。根据本发明前面的公开内容,本领域普通技术人员可以理解,在本发明的范围内可存在其它的实施方式和修改。因此,本领域普通技术人员从本发明范围内的本公开内容中获得的所有修改将涵盖为本发明的其它实施方式。本发明的范围将在所附权利要求中得到限定。
Claims (27)
1.一种用于勘测封闭结构的装置,其包括:
平台,其配置用来沿纵向穿过所述结构;
至少一个第一距离传感器,其连接到所述平台,并配置用来测量所述平台上的点与所述结构的壁之间的横向距离;
至少一个第二距离传感器,其连接到所述平台,并配置用来测量所述平台上的点与所述结构的第一端之间的纵向距离;以及
运输机,其配置用来在所述结构内大致沿纵向移动所述平台。
2.如权利要求1所述的装置,还包括电子控制器,所述电子控制器连接到所述平台,并配置用来存储来自所述第一距离传感器和所述第二距离传感器的数据。
3.如权利要求2所述的装置,其中,所述电子控制器进一步配置用来将所述数据传输到远程电子装置。
4.如权利要求1所述的装置,其中,所述运输机包括:
马达;
第一滑轮,其以能驱动的方式连接到所述马达,并配置成向着所述结构的第一端设置;
第二滑轮,其配置用来向着所述结构的第二端设置;以及
曳引构件,其连接在所述第一滑轮和所述第二滑轮之间;
其中,所述平台连接到所述曳引构件。
5.如权利要求4所述的装置,还包括:
导引孔,其位于所述平台中;以及
配重,其连接到所述平台并设置在与所述导引孔相对处;
其中,所述曳引构件穿过所述导引孔。
6.如权利要求5所述的装置,其中,所述配重配置用来减小由所述平台施加在穿过所述导引孔的所述曳引构件上的力。
7.如权利要求1所述的装置,还包括光学对准系统,所述光学对准系统配置用来产生与水平横向表面基本垂直的光学纵向基准。
8.如权利要求7所述的装置,其中,所述光学对准系统包括:
至少一个对准发射器和接收器对,所述对准发射器和接收器对包括发射器和接收器,
其中,所述发射器和所述接收器中的一个向着所述结构的第一端设置,并且所述发射器和所述接收器中的另一个向着所述结构的第二端设置或者设置在所述平台上,以及
其中,由所述发射器产生的光束位于与所述水平横向表面基本垂直的平面内。
9.如权利要求1所述的装置,其中,所述第一距离传感器选自由激光距离传感器和超声波距离传感器所组成的组。
10.如权利要求1所述的装置,其中,所述第二距离传感器选自由激光距离传感器和超声波距离传感器所组成的组。
11.一种电梯井道勘测系统,其包括:
井道;
电子测量装置,至少一个第一距离传感器连接到所述电子测量装置,并配置用来在所述测量装置在所述井道内的一个或多个纵向位置处时测量所述测量装置上的一个或多个对应点与所述井道的壁之间的一个或多个横向距离;以及
运输机,其配置用来使所述测量装置沿纵向穿过所述井道;
其中,所述电子测量装置以能驱动的方式连接到所述运输机。
12.如权利要求11所述的系统,其中,所述测量装置包括:
至少一个第二距离传感器,其连接到所述电子测量装置,并配置用来测量所述电子测量装置在所述井道内的一个或多个纵向位置。
13.如权利要求12所述的系统,还包括电子控制器,所述电子控制器连接到所述电子测量装置,并配置用来存储来自所述第一距离传感器和所述第二距离传感器的数据。
14.如权利要求12所述的系统,其中,所述第一距离传感器选自由激光距离传感器和超声波距离传感器所组成的组。
15.如权利要求12所述的系统,其中,所述第二距离传感器选自由激光距离传感器和超声波距离传感器所组成的组。
16.如权利要求11所述的系统,其中,所述运输机包括:
马达;
第一滑轮,其以能驱动的方式连接到所述马达,并配置用来向着所述井道的第一端设置;
第二滑轮,其配置用来向着所述井道的第二端设置;以及
曳引构件,其连接在所述第一滑轮和所述第二滑轮之间;
其中,所述电子测量装置连接到所述曳引构件。
17.如权利要求16所述的系统,还包括:
导引孔,其位于所述电子测量装置中;以及
配重,其连接到所述电子测量装置,并设置在与所述导引孔相对处;
其中,所述曳引构件穿过所述导引孔。
18.如权利要求17所述的系统,其中,所述配重配置用来减小由所述电子测量装置施加在穿过所述导引孔的所述曳引构件上的力。
19.如权利要求12所述的系统,还包括光学对准系统,所述光学对准系统配置用来产生与水平横向表面基本垂直的光学纵向基准。
20.如权利要求19所述的系统,其中,所述光学对准系统包括:
至少一个对准发射器和接收器对,所述对准发射器和接收器对包括发射器和接收器,
其中,所述发射器和所述接收器中的一个向着所述结构的第一端设置,并且所述发射器和所述接收器中的另一个向着所述结构的第二端设置或者设置在所述电子测量装置上,
其中,由所述发射器产生的光束位于与所述水平横向表面基本垂直的平面内。
21.一种勘测电梯井道的方法,包括:
在沿着纵向基准轴线的第一位置处,使用测量装置以电子方式测量所述井道的纵向基准轴线与所述井道的壁之间的一个或多个横向距离;
沿着所述井道内的纵向基准轴线将所述测量装置驱动到第二位置;
在沿着所述纵向基准轴线的第二位置处,使用所述测量装置以电子方式测量所述井道的纵向基准轴线与所述井道的壁之间的一个或多个横向距离;以及
基于所测得的横向距离提供输出结果。
22.如权利要求21所述的方法,其中,所述纵向基准轴线与所述井道的第一端和第二端中的至少一个基本垂直。
23.如权利要求21所述的方法,其中,基于所测得的横向距离提供输出结果包括以计算机可读形式存储所测得的横向距离。
24.如权利要求21所述的方法,其中,基于所测得的横向距离提供输出结果包括将所测得的横向距离传输到远程电子装置。
25.如权利要求24所述的方法,其中,所述远程电子装置选自由打印机、监视器以及计算机装置所组成的组。
26.如权利要求21所述的方法,其中,所测得的横向距离与所述纵向基准轴线基本垂直。
27.如权利要求21所述的方法,还包括:
将所测得的一个或多个横向距离中的一个或多个与沿着所述纵向基准轴线的所述第一位置和所述第二位置关联。
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