CN102009890B - 电梯轿厢绝对位置检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明电梯轿厢绝对位置检测装置，其包括电机曳引轮、导向轮、轿厢侧反绳轮、对重侧反绳轮、轿厢、导轨及对重组成电梯的拖动机构，限速器、限速器张紧装置、轿厢侧下行超速安全钳组成电梯的下行超速保护机构，其进一步包括安装于曳引轮转轴上作电机控制速度反馈用和作磁极位置反馈用的第一旋转编码器，安装于吊挂轿厢的主钢丝绳所经过的任一非受限滑轮上的第二旋转编码器。本发明安全可靠，测量精度高，提高救援效率。
Description
技术领域
本发明涉及电梯领域，尤其是指电梯轿厢绝对位置检测装置。
背景技术
电梯给人们的生活带来了便利，但是偶尔也会因出现故障而带来安全问题，此时需要能够准确检测到轿厢位置，才能高效率安全的解救被困人群。目前电梯行业中，检测轿厢位置的方法主要有以下两种：
1、主电机曳引轮旋转编码器测量方法。该方法为在主电机曳引轮转轴上安装旋转编码器，将电机速度控制及轿厢位置控制两个功能合二为一。此种方法存在明显缺憾：
a．主机曳引轮是电梯的运动的动力源泉，加速减速都在这里发生，其速度的主动变化使曳引轮与钢丝绳的打滑程度不能忽视，需要经常校正；
b．电梯在快车行驶过程中遇到故障急停时，由于抱闸的释放，曳引轮急停，由于轿厢质量大惯性大，钢丝绳就会跟曳引轮发生打滑现象，而此时曳引轮已被抱闸抱死，旋转编码器无法测得钢丝绳的打滑距离；
c．由于急停打滑距离无法测量，即故障后轿厢位置为未知，则需要自救运行到基站校正位置，才能恢复正常释放被困乘客。而当代社会建筑物的楼层越来越高，如果电梯在高层站出现故障的话，以检修速度（15m/min）返回基站校正就需要很长的一段的时间，以提升高100m为例，以检修速度走全程就需要大于6分钟的时间，这对被困受惊吓的乘客来说是不能接受的。
2、限速器测速系统SAE。该方法是考虑限速器钢丝绳与轿厢为硬连接，轿厢移动则限速器绳轮转动的特点，在限速器内设置一个旋转编码器，直接测量限速器绳轮的转速，换算为轿厢位置。其优点在于，解决了第一种方法中电梯急停时轿厢打滑无法检测的问题。但是，其缺点也是客观存在的：
a．限速器钢丝绳的张紧只是依靠垂吊于底坑的约为40~80kg的重物维持，其钢丝绳拉伸程度较低，故其拉伸余量较大，使测量精度受到了限制；
b．在电梯发生下行超速，安全钳动作时，限速器的夹绳装置动作，将限速器钢丝绳夹死，此时轿厢继续往下运动，则拉动提拉机构，安全钳动作；在此过程中，从限速器夹绳装置动作开始，SAE就无法再通过限速器绳轮的转动测得轿厢接下来的运动情况了，安全钳动作电梯是否停止运行，在哪里停止运行，都无从查证了。
因此，提供一种测量精度高的电梯轿厢位置检测装置实为必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种测量精度高的电梯轿厢位置检测装置。
为实现本发明目的，提供以下技术方案：
本发明以乘客的人生安全作为第一出发点，提供一种可在绝大多数特发情况下，包括故障急停、超速安全钳动作、限速器断绳，均能检测轿厢绝对位置的方法，而且具有精度高的优点。
本发明电梯轿厢绝对位置检测装置，其包括电梯的拖动机构和电梯的下行超速保护机构，该电梯的拖动机构包括电机曳引轮、导向轮、轿厢侧反绳轮、对重侧反绳轮、轿厢、导轨及对重，该电梯的下行超速保护机构包括限速器、限速器张紧装置、轿厢侧下行超速安全钳，所述导向轮、轿厢侧反绳轮、对重侧反绳轮为非受限滑轮（不带刹车装置的滑轮），其进一步包括安装于曳引轮转轴上作电机控制速度反馈用和作磁极位置反馈用的第一旋转编码器，安装于吊挂轿厢的主钢丝绳所经过的任一非受限滑轮上的第二旋转编码器。
该第二旋转编码器可以选择安装于轿厢侧反绳轮转轴、对重侧反绳轮转轴或导向轮上。配合实际轿厢运行速度为动滑轮线速度的1/2的简单算法，起检测换算轿厢实时绝对位置的关键作用。实现无论在因急停钢丝绳打滑、超速时安全钳动作、甚至是限速器断绳的情况下，电梯均能准确检测轿厢绝对位置，可实现非门区免自救运行直接往目的层快车行驶，释放被困乘客的功能等，为乘客安全和后续的救援工作提供了极大的便利。
发明的技术依据：
1、主钢丝绳经过的非受限滑轮无刹车机构，能随钢丝绳的运动自由跟随转动，且由于其自身结构利于转动，在绝大多数情况下，只要轿厢运动，这些滑轮就会紧密跟随着转动，能实时反映轿厢运动情况，故检测其状态是检测轿厢速度位置的有力手段。
2、主钢丝绳承受着轿厢与对重的重力，以1吨梯为例，即使在空载情况下，轿厢与对重质量之和也在2吨以上，钢丝绳拉/伸较充分，形变余量较小，为测量精度提供了保证。
3、主钢丝绳负重大，则主钢丝绳与其连接的各滑轮，如轿厢侧反绳轮、导向轮、对重侧反绳轮，的摩擦力足够大，打滑程度较低，进一步为测量精度提供了保证。
综上所述，本发明的优点是：
1、安全：本发明能在故障时准确检测轿厢位置，自救时无须返基站校准位置，即可快车驶往目的层释放乘客，外部救援时能从控制柜数据直接了解轿厢当前位置，提高救援效率；
2、准确：测量精度高，为控制提供更高水准的数据；同时，可在此基础上开发直接停靠等功能。
【附图说明】
图1为本发明电梯轿厢绝对位置检测装置的示意图；
图2为本发明电梯轿厢绝对位置检测装置的位置计算实例示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1，本发明电梯轿厢绝对位置检测装置，其基于的电梯系统包括电机曳引轮2、导向轮3、轿厢反侧绳轮4、对重侧反绳轮5、轿厢6、对重7、轿厢侧下行超速安全钳6、导轨9、限速器1，该检测装置包括第一旋转编码器，安装于电机曳引轮上作为电机控制的速度和磁极位置反馈装置；第二旋转编码器安装于主钢丝绳（吊挂轿厢的钢丝绳）经过的非受限滑轮（不带刹车装置的滑轮）上，配合算法，检测换算轿厢实时绝对位置。
该第二旋转编码器安装方式具体有：
1、旋转编码器安装于轿厢侧反绳轮4上，优点：能直接检测轿厢实时位置；
2、旋转编码器安装于对重侧反绳轮5上，优点：能检测轿厢实时位置；
3、旋转编码器安装于导向轮3上，优点：能检测轿厢的实时位置、测量精度较高，与控制柜通信距离短，效率高。
下面以上述第1点为例简述检测的计算方法：
如附图2所示，一20层的建筑物，设其每层的层高均为3米，采用上述第一点的实施方式，将旋转编码器安装于轿厢侧反绳轮转轴上，此时电梯在20楼平层位置（A位置）开始向下行驶，途中出现了超速故障，电梯抱闸抱死，钢丝绳发生打滑，结果是轿厢从出发点A运动到了B位置。由于过程中抱闸器已动作，无法通过主机轴旋编得知B点位置，本发明的方法是：
通过反绳轮转轴旋编测得反绳轮实际运行圈数。设电梯从A位置运行到B位置，从旋编脉冲换算得到反绳轮转动的圈数n为6.8621圈，又设反绳轮直径的d为0.4m，则此过程中轿厢的实际运行距离s为：
则B位置为20楼平层位置以下4.31m处，即轿厢此时对于1楼平层基准位置的距离h为：
对照电梯程序中的层高表，就可得知电梯位于18楼与19楼之间，这样一来，电梯就能根据实际距离制定快车速度曲线，以正常速度运行至最近层释放乘客。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明技术方案上的等效变换均属于本发明保护范围之内。
Claims (4)
1.一种电梯轿厢绝对位置检测装置，其包括电梯的拖动机构和电梯的下行超速保护机构，该电梯的拖动机构包括电机曳引轮（2）、导向轮（3）、轿厢侧反绳轮（4）、对重侧反绳轮（5）、轿厢（6）、导轨（9）及对重（5），该电梯的下行超速保护机构包括限速器（1）、限速器张紧装置（10）、轿厢侧下行超速安全钳（8），所述导向轮（3）、轿厢侧反绳轮（4）、对重侧反绳轮（5）为非受限滑轮，其特征在于，其进一步包括安装于曳引轮（2）转轴上作电机控制速度反馈用和作磁极位置反馈用的第一旋转编码器，安装于吊挂轿厢的主钢丝绳所经过的任一非受限滑轮上的第二旋转编码器。
2.如权利要求1所述的电梯轿厢绝对位置检测装置，其特征在于，该第二旋转编码器安装于轿厢侧反绳轮（4）转轴。
3.如权利要求1所述的电梯轿厢绝对位置检测装置，其特征在于，该第二旋转编码器安装于对重侧反绳轮（5）转轴。
4.如权利要求1所述的电梯轿厢绝对位置检测装置，其特征在于，该第二旋转编码器安装于导向轮（3）上。
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