CN101992977B - 电梯轿厢的操纵箱及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电梯轿厢的操纵箱及其控制方法，操纵箱包括按键、上盖、回复垫、底盒、电子功能单元，按键穿过上盖后，内端正对回复垫，电子功能单元包括按键灯板、行列控制板，行列控制板与按键灯板连接并进行信号传输；按键灯板与按键的内端由回复垫隔开，且相对应；上盖、回复垫及电子功能单元固定相连并置入底盒；行列控制板用于接收电梯控制系统发出的电梯运行状态信息，确定外部信息指令；按键灯板用于完成电梯运行时有效按键即时信息的行列控制。本发明电梯轿厢的操纵箱简化了按钮装置的结构，解决了楼层高、电线众多的混乱状况，节约了成本，且维护及安装也方便，具有抗干扰能力强、防水防尘等级高、可有效增加电梯操纵箱质量等优点。

Description

电梯轿厢的操纵箱及其控制方法

技术领域

本发明属于电梯技术领域，尤其是一种电梯轿厢的操纵箱及其控制方法。

背景技术

电梯操纵箱是电梯轿厢里一个不可或缺的人机界面控制装置。传统电梯召唤盒的按钮装置一般采用独立式结构，参见图1，其包括机械按键11’、按键回复件(如弹簧或钣簧)12’、按键壳体13’、线路板14’、按键固定件15’。由图1可知，现有独立式按钮结构的部件多、结构复杂，而且每个按键都必须带有相应的多根电线。目前楼层建造地越来越高，与此相应的操纵箱的按键越来越多，相应的电线数量也加倍增多，既增加了成本，同时在安装或维修时，需要连接和拆装很多连接电线，非常不便于安装和维护操作，而且成本也高。

中国发明专利申请号为200810062270.X公开了一种电梯人机界面的按键方式，参见图2，其主要结构是：机械按键22’、上盖21’、回复垫24’、第一导电膜231’、绝缘膜233’、第二导电膜232’和下底盖25’，具体可参考图2。其中，第一导电膜231’、绝缘膜233’、第二导电膜232’为一组3层结构的薄膜组件。回复垫24’正面上的两凸起部通过上盖21’的通孔正对按键的两凸起部，回复垫24’背面紧贴第一导电膜231’，第一导电膜231’的背面为绝缘膜233’，绝缘膜233’与两按钮凸起部的相对处被穿孔，绝缘膜233’背面为第二导电膜232’。第一导电膜231’、第二导电膜232’对应于回复垫24’的导柱位置上有导电覆层，绝缘膜233’为不导电层。由图2可知，该专利申请技术方案公开的电梯人机界面的按键方式中存在第一导电膜、绝缘膜、第二导电膜，增加了整个操纵箱的厚度，使操纵箱笨重，且成本也较高，同时也增加了安装和维修的难度及成本。

发明内容

本发明提供了一种电梯轿厢的操纵箱，解决了上述技术存在的问题，其采用如下技术方案：电梯轿厢的操纵箱，包括若干按键、上盖、回复垫及底盒，所述的按键穿过上盖后，内端正对回复垫，所述的操纵箱还包括电子功能单元，所述的电子功能单元包括若干按键灯板、行列控制板，行列控制板与按键灯板连接并进行信号传输；按键灯板与按键的内端由回复垫隔开，且相对应；上盖、回复垫及电子功能单元固定相连并置入底盒；行列控制板用于接收电梯控制系统发出的电梯运行状态信息，确定外部信息指令；按键灯板用于完成电梯运行时有效按键即时信息的行列控制。

所述的操纵箱，按键灯板包括：

若干接插件，用于连接单个按键灯板与行列控制板；

若干LED，用于指示电梯运行时有效按键的即时信息，当收到有效按键的即时指令时灯亮，否则灯灭；

若干按键导线组，用于配合回复垫的导电层，导通电路，产生点触信号，同时将按键状态反馈给行列控制。

所述的操纵箱，每个按键灯板上的一个按键导线组与至少一个LED构成按键指示组，每个按键指示组以按键灯板为单位与行列控制板连接。

所述的操纵箱，行列控制板包括：

主控芯片，实现各模块的通讯；

控制模块，用于将电梯轿厢的操纵箱的按键状态转化为通讯协议，并通过通讯模块发给电梯控制系统；

LED行列控制模块，按键灯板上的LED与LED行列控制模块相连，用于将主控芯片的信号转换成LED的控制信号，并以行列控制方式控制LED阵列的亮灭状态；

按键行列控制模块，按键灯板上的按键导线组与按键行列控制模块相连，以行列控制方式分别获得各按键状态，并转换为主控芯片所能识别的信号。

通讯模块，用于将外部连接线上的通讯信号转换为主控芯片可以识别的信号，并按照通讯协议与控制模块或其它行列控制板进行信息传送；

电源管理模块，用于将外部连接线上的电压转换为行列控制板及按键灯板所需电压，同时可滤除外界对电源的干扰，保护模块。

蜂鸣器模块，用于实现蜂鸣功能，提示电梯系统的超载、故障状态。

所述的操纵箱，主控芯片包括：

定时器程序模块，实现其它程序模块需要的定时资源；

LED行列控制程序模块，利用定时资源，对LED阵列的各个行分别进行选通，并对LED该选通行的各个列进行开关控制，以实现所有LED的亮灭控制；

按键行列控制程序模块，利用定时资源，对按键阵列的各个行分别进行选通，并从各个列上获得该选通行所连接按键的状态，以实现所有按键的状态读取；

通讯协议模块，将通讯模块转换后的信号进行解析，获得所有LED的状态及蜂鸣器的状态；同时，将按键导线组的状态及控制模块的状态转换成其它行列控制板可以识别的通讯协议进行传输。

所述的操纵箱，电子功能单元还包括显示装置和/或对讲机。

所述的操纵箱，显示装置的显示模块安装于电子功能单元的PCB线路板正上方，显示模块对应于上盖开设的显示窗口；PCB线路板的正下方安装电子元器件；对讲机安装于显示装置下方的电子功能单元上。

本发明还公开了一种电梯轿厢的操纵箱的按键行列控制方法，其按如下步骤进行：

(1)电梯控制系统发出按键确认指令，行列控制板启动按键行列控制程序模块；

(2)行列控制板上的按键行列控制模块对按键灯板上各个行的每个按键进行遍历控制，并从行上每个按键所归属的列获得信号结果，若获得有效信号，则判断该按键被按下，若没有获得有效信号，则判断该按键没有被按下；

(3)行列控制板根据按键行列控制模块对按键灯板上的遍历控制结果进行统计，确定最终有效的按键。

本发明还公开了一种电梯轿厢的操纵箱的LED行列控制方法，其按如下步骤进行：

(1)电梯控制系统发出LED确认指令，行列控制板启动LED行列控制程序模块；

(2)行列控制板上的LED行列控制模块对按键灯板上各个行的每个LED进行遍历控制，并从行上每个LED所归属的列获得信号结果，若获得有效信号，则判断该LED被触发，点亮该LED，若没有获得有效信号，则判断该LED没有被触发，保持LED熄灭状态。

本发明还公开了一种电梯轿厢的操纵箱的控制方法，其按以下步骤进行：

(1)按键受力后点触电子功能单元的按键灯板所对应的导电层，传递信号；

(2)导电层传输点触信号给行列控制板，当按键行列控制模块读取到受力的按键所在行时，获取该按键的列信号，发送给通讯协议模块；

(3)通讯协议模块对按键相关信息进行打包和协议转换，上传给通讯模块；

(4)通讯模块将打包信息传送给电梯控制系统进行处理；

(5)电梯控制系统处理好收到的打包信息后，将处理信息发送给通讯模块；

(6)通讯模块将处理信息发送给通讯协议模块；

(7)通讯协议模块对处理信息进行协议转换后，发送给控制模块；

(8)控制模块对接收到的协议进行分析，并转换为指示灯行列信号，发给LED行列控制模块；

(9)LED行列控制模块将信息发给按键灯板，点亮按键对应的LED。

本发明电梯轿厢的操纵箱具有以下优点：

1、本发明将操纵箱上传统的所有独立式按键与LED替换成按键指示组，并集成到按键灯板上，以按键灯板为单位，同时利用行列控制方式实现按键及LED的控制，既简化了按钮装置的结构，解决了楼层高、电线众多的混乱状况，节约了成本，且维护及安装也方便。

2、本发明操纵箱的内部结构上去掉了常规操纵箱里的第一导电膜、绝缘膜、第二导电膜部件，直接应用若干按键灯板，而按键灯板平铺于电子功能单元的平面上，不存在重复叠加，极大的节省空间，减少操纵箱厚度，降低成本。

3、原三层结构的薄膜组件为输入信号源，灯是输出信号，之间的传输需要用连接线或连接出片连接。而本发明操纵箱的输入信号源和输出信号集成在按键灯板上，简化了结构，加强了连接的可靠性。

4、本发明电梯轿厢的操纵箱具有抗干扰能力强、防水防尘等级高、可有效增加电梯操纵箱质量等优点。

附图说明

图1为传统操纵箱的按键结构分解示意图。

图2为中国发明专利申请号200810062270.X公开的操纵箱的按键结构分解图。

图3为本发明电梯轿厢的操纵箱的结构分解图。

图4是按键灯板的结构示意图。

图5为操纵箱的按键未按下时的局部结构示意图。

图6为操纵箱的按键受力按下时的局部结构示意图。

图7为本发明电梯轿厢的操纵箱的显示装置结构分解图。

图8为本发明电梯轿厢的操纵箱的显示装置侧视图。

图9本发明行列控制板的功能模块原理图。

图10是LED共阳行列控制电路原理图。

图11是LED共阴行列控制电路原理图。

图12是按键行列控制电路原理图。

图13是操纵箱的按键行列控制方法流程图。

图14是操纵箱的LED行列控制方法流程图。

图15是电梯操纵箱的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

如图3、4所示，电梯轿厢的操纵箱包括多个按键310、上盖320、回复垫330、电子功能单元340和底盒350，上盖320形成多个按键通孔、显示窗口及出音小孔，按键通孔与按键310相适配，供按键310穿过，按键310穿过上盖320的通孔后，内端正对回复垫330，回复垫330贴固于上盖320的内壁。电子功能单元340与上盖320的内壁固定相连，电子功能单元340处于回复垫330的内侧，上盖320、回复垫330及电子功能单元340固定相连并置入底盒350内。

操纵箱的主控处理、信号传输、按键控制、操纵状态显示等功能由电子功能单元340来完成，电子功能单元340的上部安装显示装置341及对讲机342，显示装置341可采用超薄式显示设计，参见图7、8，即显示装置341的PCB线路板702正面上方安装显示模块701，显示模块701对应于上盖320的显示窗口；PCB线路板702的正面下方安装电子元器件703。对讲机342处于显示装置341下方，与显示装置341同平面，对讲机342正对上盖320的出音小孔。

电子功能单元340包括若干按键灯板343、行列控制板344，行列控制板344与按键灯板343通过接插件412相连，并进行信号传输；按键灯板343上设有多个LED410，用于指示电梯运行时有效按键的即时信息，当收到有效按键的即时指令时灯亮，否则灯灭。按键导线组411用于配合回复垫330的导电层501，导通电路，产生点触信号，同时将按键状态反馈给行列控制板344。每个按键灯板343上的一个按键导线组411与多个LED410构成按键指示组400，每个按键指示组以按键灯板343为单位与行列控制板344进行信号传输。

按键灯板343与按键310的内端由回复垫330隔开，且相对应。行列控制板344用于接收电梯控制系统发出的电梯运行状态信息，确定外部信息指令。按键灯板343用于完成电梯运行时有效按键即时信息的行列控制。

如图9所示，行列控制板344包括：

1、主控芯片801，可采用AT89S52，实现各模块的通讯，包括：(1)定时器程序模块813，实现其它程序模块需要的定时资源；(2)LED行列控制程序模块811，利用定时资源，对LED阵列的各个行分别进行选通，并对LED该选通行的各个列进行开关控制，以实现所有LED的亮灭控制；(3)按键行列控制程序模块812，利用定时资源，对按键阵列的各个行分别进行选通，并从各个列上获得该选通行所连接按键的状态，以实现所有按键的状态读取；(4)通讯协议模块814，将通讯模块807转换后的信号进行解析，获得所有LED的状态及蜂鸣器805的状态；同时，将按键导线组411的状态及控制模块802的状态转换成其它行列控制板可以识别的通讯协议进行传输。

2、控制模块802，用于将电梯轿厢的操纵箱的按键状态转化为通讯协议，并通过通讯模块807发给电梯控制系统。

3、LED行列控制模块803，按键灯板343上的LED410与LED行列控制模块803电连接，用于将主控芯片801的信号转换成LED的控制信号，并以行列控制方式控制LED阵列的亮灭状态。

4、按键行列控制模块804，按键灯板343上的按键导线组411与按键行列控制模块804相连，以行列控制方式分别获得各按键状态，并转换为主控芯片801所能识别的信号。

5、通讯模块807，可采用MAX485，用于将外部连接线上的通讯信号转换为主控芯片801可以识别的信号，并按照通讯协议与控制模块802或其它行列控制板进行信息传送。

6、电源管理模块806，可采用LM2576，用于将外部连接线上的电压转换为行列控制板344及按键灯板343所需电压，同时可滤除外界对电源的干扰，保护模块。

7、蜂鸣器模块805，用于实现蜂鸣功能，提示电梯系统的超载、故障状态。

为解决传统电梯轿厢操纵箱采用独立式按钮装置结构存在部件较多、结构复杂，而且每个按键都带有相应的多根电线的问题，本发明创造性地设计了若干个按键灯板343，其一般采用竖长设计，并行排列在对讲机342下方，可根据需要选择两个或两个以上。该按键灯板343上有若干个按键指示组400，其由一个按键导线组411与一个LED410按照一对一的关系而构成，也可以由一个按键导线组411与多个LED410按照一对多的关系而构成。根据电梯楼层设计需要，可进行不同组合。该系列按键指示组400再以按键灯板343为单位，直接与按键灯板343下方的行列控制板344相连，解决了独立式按键设计中各个按键必须对应多个控制电路及传输电线等技术问题，形成了简约成套的集中式按键灯板。按键灯板343直接与行列控制板344进行行列控制与信号传输，按键灯板343上的LED410与LED行列控制模块803相连，按键灯板343上的按键导线组411与按键行列控制模块804进行信号传输。

在未受外力时，该按键310所图5所示状态，其中，回复垫330靠近按键灯板343的导柱底部设有导电层501，该导电层可以是导电铜片，也可以是导电碳膜。导电层501对应的按键灯板343上有按键导线组411。在非工作状态下，即机械按键310触动装置动作前，按键导线组411对应的两根导电铜线为断开状态。当机械按键310被按下后，参见图6，导柱上的导电层501接触按键灯板343，使正对的按键导线组411的两根导电铜线由断开转为接通状态，从而实现按键导线组411的电路导通，传输点触信号，同时将按键状态反馈给行列控制板344。

当按键310失去压力后，回复垫330使按键310回弹，导柱上的导电层501和按键灯板343被隔开，正对的按键导线组411的两根导电铜线由导通转为断开状态，从而可再次按压按键310。

从上述优选实施例可以看出，在该电梯轿厢的操纵箱的结构中省去了一层导电膜、绝缘膜、二层导电膜等部件，达到减薄厚度、节约成本、方便安装及维修的技术效果。

本发明提供了一种电梯轿厢的操纵箱的LED行列控制方法，参见图14操纵箱的LED行列控制方法流程图，其按如下步骤进行：

(1)电梯控制系统发出LED确认指令，行列控制板启动LED行列控制程序模块；

(2)行列控制板上的LED行列控制模块对按键灯板上各个行的每个LED进行遍历控制，并从行上每个LED所归属的列获得信号结果，若获得有效信号，则判断该LED被触发，点亮该LED，若没有获得有效信号，则判断该LED没有被触发，保持LED熄灭状态。

这里提供一种优选的实施方式，具体参见图10，为LED共阳行列控制电路原理图，把LED分成若干行和若干列，各行轮流进行有效行控制，当列也有效时，行所对应的LED便会亮起。例如：将4个LED(L1、L2、L3、L4)分成2行(LR1、LR2)和2列(LC1、LC2)，LR1、LR2分别连接行驱动电路，LC1、LC2分别连接列输出电路。

当电梯控制系统发出LED确认指令，行列控制板启动LED行列控制程序模块；

行列控制板上的LED行列控制模块对按键灯板上各个行的每个LED进行遍历控制。

当行控制到LR1时，如果LC1所属的列有效，则获得有效信号，L1会亮起；同理如果LC2所属的列有效，则获得有效信号，那么L2会亮起。

当行控制到LR2时，如果LC1所属的列有效，则获得有效信号，L3会亮起；同理如果LC4所属的列有效，则获得有效信号，那么L4会亮起。

图11还公开了另一种优选的实施方式，其为LED共阴行列控制电路原理图，与上述实施例的工作流程类似，不再赘述。

本发明提供了一种电梯操纵箱的按键行列控制方法，参见图13电梯操纵箱的按键行列控制方法流程图，其按如下步骤进行：

(1)电梯控制系统发出按键确认指令，行列控制板344启动按键行列控制程序模块812；

(2)行列控制板344上的按键行列控制模块804对按键灯板343上各个行的每个按键进行遍历控制，并从行上每个按键所归属的列获得信号结果，若获得有效信号，则判断该按键被按下，若没有获得有效信号，则判断该按键没有被按下；

(3)行列控制板344根据按键行列控制模块804对按键灯板343上的遍历控制结果进行统计，确定最终有效的按键。

这里提供一具体实施例：参见图12，图12是按键行列控制电路原理图，将4个按键K1、K2、K3、K4分成2行(KR1、KR2)和2列(KC1、KC2)；KR1、KR2分别连接行驱动电路，KC1、KC2分别连接输入读取电路。

当行控制到KR1时(KR1有效，其它行都无效)，如KC1获得有效信号，则说明K1被按下；同理，如果从KC2获得有效信号，则说明K2被按下。

当行控制到KR2时，从KC1能获得有效信号，则说明K3按下；若从KC2获得有效信号，则说明K4被按下。

当同一行有多个按键同时被按下时，当行控制到该行时，在被按下的按键所在的列上都可获得有效信号；例如：当KR1有效时，如果K1、K2同时被按下，则KC1、KC2都能获得有效信号。

当不同行多个按键同时被按下时，只有行控制到该行时，被按下的按键所在的列才能获得有效信号；例如：当KR1有效时，如果K1、K4同时被按下，则KC1可获得有效信号。

本发明提供了一种电梯轿厢的操纵箱的控制方法，可参见图15电梯操纵箱的控制流程图，其具体按以下步骤进行：

(1)按键310受力后点触电子功能单元340的按键灯板343所对应的导电层501，传递信号；

(2)导电层501传输点触信号给行列控制板344，当按键行列控制模块804读取到受力的按键所在行时，获取该按键的列信号，发送给通讯协议模块814；

(3)通讯协议模块814对按键相关信息进行打包和协议转换，上传给通讯模块807；

(4)通讯模块807将打包信息传送给电梯控制系统进行处理；

(5)电梯控制系统处理好收到的打包信息后，将处理信息发送给通讯模块807；

(6)通讯模块807将处理信息发送给通讯协议模块814；

(7)通讯协议模块814对处理信息进行协议转换后，发送给控制模块802；

(8)控制模块802对接收到的协议进行分析，并转换为指示灯行列信号，发给LED行列控制模块803；

(9)LED行列控制模块803将信息发给按键灯板343，点亮按键对应的LED410。

以上对本发明的优选实施方式进行了详细说明，对应本领域的一般技术人员，依据本发明提供的思想，在本发明具体的实施方式和应用范围上均会有改变之处，这些改变也应视为本发明的保护范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.电梯轿厢的操纵箱，包括若干按键(310)、上盖(320)、回复垫(330)及底盒(350)，所述的按键(310)穿过上盖(320)后，内端正对回复垫(330)，其特征在于，所述的操纵箱还包括电子功能单元(340)，所述的电子功能单元(340)包括若干按键灯板(343)、行列控制板(344)，行列控制板(344)与按键灯板(343)连接并进行信号传输；按键灯板(343)与按键(310)的内端由回复垫(330)隔开，且相对应；上盖（320）、回复垫（330）及电子功能单元（340）固定相连并置入底盒（350）；行列控制板(344)用于接收电梯控制系统发出的电梯运行状态信息，确定外部信息指令；按键灯板(343)用于完成电梯运行时有效按键即时信息的行列控制；

所述的按键灯板(343)包括：

若干接插件(412)，用于连接单个按键灯板(343)与行列控制板(344)；

若干LED(410)，用于指示电梯运行时有效按键的即时信息，当收到有效按键的即时指令时灯亮，否则灯灭；

若干按键导线组(411)，用于配合回复垫(330)的导电层，导通电路，产生点触信号，同时将按键状态反馈给行列控制板(344)；

所述的行列控制板(344)包括：

主控芯片(801)，实现各模块的通讯；

控制模块(802)，用于将电梯轿厢的操纵箱的按键状态转化为通讯协议，并通过通讯模块（807）发给电梯控制系统；

LED行列控制模块(803)，按键灯板(343)上的LED(410)与LED行列控制模块(803)相连，用于将主控芯片(801)的信号转换成LED的控制信号，并以行列控制方式控制LED阵列的亮灭状态；

按键行列控制模块(804)，按键灯板(343)上的按键导线组(411)与按键行列控制模块(804)相连，以行列控制方式分别获得各按键状态，并转换为主控芯片(801)所能识别的信号；

通讯模块(807)，用于将外部连接线上的通讯信号转换为主控芯片(801)可以识别的信号，并按照通讯协议与控制模块(802)进行信息传送；

电源管理模块(806)，用于将外部连接线上的电压转换为行列控制板(344)及按键灯板(343)所需电压，同时可滤除外界对电源的干扰，保护模块；

蜂鸣器模块(805)，用于实现蜂鸣功能，提示电梯系统的超载、故障状态；

所述的主控芯片(801)包括：

定时器程序模块(813)，实现其它程序模块需要的定时资源；

LED行列控制程序模块(811)，利用定时资源，对LED阵列的各个行分别进行选通，并对LED该选通行的各个列进行开关控制，以实现所有LED的亮灭控制；

按键行列控制程序模块(812)，利用定时资源，对按键阵列的各个行分别进行选通，并从各个列上获得该选通行所连接按键的状态，以实现所有按键的状态读取；

通讯协议模块(814)，将通讯模块(807)转换后的信号进行解析，获得所有LED(410)的状态及蜂鸣器(805)的状态；同时，将按键导线组(411)的状态及控制模块(802)的状态转换成其它行列控制板可以识别的通讯协议进行传输。

2.根据权利要求1所述的操纵箱，其特征在于，每个按键灯板(343)上的一个按键导线组(411)与至少一个LED(410)构成按键指示组(400)，每个按键指示组(400)以按键灯板(343)为单位与行列控制板(344)连接。

3.根据权利要求1所述的操纵箱，其特征在于，所述的电子功能单元(340)还包括显示装置(341)和/或对讲机(342)。

4.根据权利要求3所述的操纵箱，其特征在于，所述的显示装置（341）的显示模块（701）安装于电子功能单元（340）的PCB线路板（702）正上方，显示模块（701）对应于上盖（320）开设的显示窗口；PCB线路板（702）的正下方安装电子元器件（703）；对讲机（342）安装于显示装置（341）下方的电子功能单元（340）上。

5.一种如权利要求1所述电梯轿厢的操纵箱的按键行列控制方法，其特征是按如下步骤进行：

（1）电梯控制系统发出按键确认指令，行列控制板启动按键行列控制程序模块；

（2）行列控制板上的按键行列控制模块对按键灯板上各个行的每个按键进行遍历控制，并从行上每个按键所归属的列获得信号结果，若获得有效信号，则判断该按键被按下，若没有获得有效信号，则判断该按键没有被按下；

（3）行列控制板根据按键行列控制模块对按键灯板上的遍历控制结果进行统计，确定最终有效的按键。

6.一种如权利要求1所述电梯轿厢的操纵箱的LED行列控制方法，其特征是按如下步骤进行：

（1）电梯控制系统发出LED确认指令，行列控制板启动LED行列控制程序模块；

（2）行列控制板上的LED行列控制模块对按键灯板上各个行的每个LED进行遍历控制，并从行上每个LED所归属的列获得信号结果，若获得有效信号，则判断该LED被触发，点亮该LED，若没有获得有效信号，则判断该LED没有被触发，保持LED熄灭状态。

Images