CN102311024B - 用于检测电梯轿厢位置和速度的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于检测电梯轿厢位置和速度的装置，包括：一随动装置，其一端与电梯轿厢的底部相连接，另一端与井道相连接，具有一定密度且可随电梯轿厢垂直运行而升降；一称重装置，用于称量所述随动装置的整体或特定部分在随电梯轿厢垂直运行而升降时所受重力；信号处理与计算单元，用于接收和处理所述称重装置输出的重力检测信号，并根据该重力检测信号经计算后得到电梯轿厢的位置和速度信号。本发明即使在系统断电再上电和曳引绳断裂的情况下，也能实现对电梯轿厢进行全程、高精度的位置和速度检测。

Description

用于检测电梯轿厢位置和速度的装置

技术领域

本发明涉及电梯控制领域，特别是涉及一种用于检测电梯轿厢位置和速度的装置。

背景技术

轿厢位置和速度检测在现代电梯系统中具有极为重要的意义，是实现电梯速度调节(生成速度指令和实现速度反馈控制)的基础。另外大部分电梯的安全保护装置，如电子式终端减速装置(SETS)，都需要实时检测电梯轿厢的位置和速度信号来实现对电梯的安全保护。

目前，在电梯调速控制中，最常用的轿厢位置和速度检测方式是利用旋转编码器，如，中国发明专利申请公布说明书CN101450762A(公开日：2009年06月10日)，中国发明专利申请公布说明书CN101336203A(公开日：2008年12月31日)，中国发明专利申请公布说明书CN101674996A(公开日：2010年03月17日)。利用旋转编码器方式检测电梯轿厢位置和速度，因其简单、方便，在电梯产品中得到了广泛应用，但却存在着如下明显不足之处：

1、电梯在运行过程中曳引绳与曳引轮之间或多或少的相对滑移会造成检测误差。

2、曳引绳拉伸现象的存在(尤其是在大提升高度、大不平衡负载情况下)同样会影响到检测结果的准确程度。

3、当系统断电后再上电时，增量式编码器在经过参考点之前无法确定电梯轿厢位置；当旋转范围为360度时，单圈绝对式编码器在系统断电再上电后无法确定电梯轿厢位置；尽管多圈绝对式编码器因其采用了钟表齿轮机械原理，能够在系统断电再上电后检测出旋转范围超过360度时电梯轿厢位置，但因其结构复杂、加工精度高、对环境要求严格等原因而没有在电梯中得到应用。

4、电梯位置和速度的检测精度受编码器的分辨率限制，高分辨率编码器的价格通常会远高于普通分辨率编码器。

5、旋转编码器由精密器件构成，当其受到较大冲击时可能会损坏其内部功能，因此旋转编码器对装设环境存在一定要求，如振动等。

此外，利用旋转编码器对电梯轿厢进行速度和位置检测时，旋转编码器多是安装于曳引机主轴上，该检测方式无法应对曳引绳断裂这一极端情形。这使得近年来在电梯位置和速度检测的研究方面，出现了将检测器从机房移至电梯轿厢这一趋势，如中国发明专利申请公开说明书CN101402429A(公开日：2009年04月08日)。

在现有的利用设置于电梯轿厢的检测器对电梯轿厢位置和速度进行检测的方法中，通常是在井道和电梯轿厢的一方沿电梯轿厢移动方向上设置彼此分开一定间隔的被检物、同时在另一方上设置有检测器，然后通过检测器对被检物实施检测并辅以其中的时间间隔来实现对电梯轿厢的位置和速度的检测，如：中国发明专利说明书CN1312025C(授权公告日：2007年4月25日)是利用了设置于井道中的安装板，中国发明专利CN1840461B(授权公告日：2010年04月07日)是利用了设置于井道中能够发送特有信息的装置(IC标签等)，中国发明专利申请公开说明书CN101402429A(公开日：2009年04月08日)是利用了设置轿厢上的传感器阵列。

利用设置于电梯轿厢的检测器对电梯轿厢位置和速度进行检测，尽管能够克服旋转编码器方式的一些缺点，但同样存在着一些明显不足：

A、由于设置于井道中的被检物通常仅分布于特定区域，如终端层附近，因此该检测方式仅能检测被检物或检测器所在区间的电梯轿厢位置和速度信号，无法实现对电梯轿厢位置和速度的全程检测。

B、检测到的电梯轿厢速度为由被检物或检测器所决定的特定区间内的平均速度，而非所对应点的瞬时速度。

C、通常需要装设一定数量的被检物和检测器。

由上述分析可知，无论是采用编码器方式，还是利用设置于电梯轿厢的检测器方式，都存在检测误差大、检测区域有限、不能方便应对系统断电后再上电场合和速度检测粗糙等缺点。

因此，如何对电梯轿厢的位置和速度信息进行全程、高精度的检测并且能应对系统断电后再上电和曳引绳断裂等特定场合的检测就成为一个有待解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于检测电梯轿厢位置和速度的装置，即使在系统断电再上电和曳引绳断裂的情况下，也能实现对电梯轿厢进行全程、高精度的位置和速度检测。

为解决上述技术问题，本发明的用于检测电梯轿厢位置和速度的装置包括：

一随动装置，其一端与电梯轿厢的底部相连接，另一端与井道相连接，具有一定密度且可随电梯轿厢垂直运行而升降；

一称重装置，用于称量所述随动装置的整体或特定部分在随电梯轿厢垂直运行而升降时所受重力；

信号处理与计算单元，用于接收和处理所述称重装置输出的重力检测信号，并根据该重力检测信号经计算后得到电梯轿厢的位置和速度信号。

本发明基于称重原理实现对电梯轿厢进行位置和速度检测。当电梯轿厢在井道中沿垂直方向运动时，所述随动装置的整体或特定部分将随之一起运动，从而引起所述随动装置的整体或特定部分所受重力发生变化，所述信号处理与计算单元则通过对所述称重装置输出的重力检测结果信号进行适当处理与计算，得到电梯轿厢的位置和速度信号。

采用本发明的电梯轿厢位置和速度检测装置，能实现对电梯轿厢进行全程、高精度的位置和速度信息检测，即使出现系统断电后再上电和曳引绳断裂等特殊情况，也能准确的检测出电梯轿厢的位置和速度信息。检测结果可送至电梯驱动控制单元作为其位置和速度反馈信号，亦可送至诸如电子式终端保护装置(SETS)等电梯安全保护装置作为其电梯轿厢位置和速度信息来源。

与现有技术相比，本发明跳出了本领域内电梯轿厢位置和速度检测的传统思路与框架，创新性地将电梯轿厢位置和速度信息转化为本发明中随动装置的整体或特定部分在随电梯轿厢垂直运行而升降时所受重力及其变化信号，并经所述信号处理与计算单元适当处理与计算后得到电梯轿厢位置和速度信号，克服了现有电梯轿厢位置和速度检测方式存在的诸多缺点与不足，成功解决了电梯轿厢位置和速度信息的全程、高精度检测且能应对系统断电后再上电和曳引绳断裂等特定场合这一技术问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1、2是本发明实施例一的结构示意图；

图3、4是本发明实施例二的结构示意图；

图5是本发明实施例三的结构示意图；

图6是本发明实施例四的结构示意图；

图7是本发明中信号处理与计算单元一实施例的结构示意图；

图8是本发明中信号处理与计算单元另一实施例的结构示意图；

图9是本发明中实现自诊断和容错功能的实施例1结构示意图；

图10是本发明中实现自我诊断与容错功能的实施例2结构示意图；

图11是本发明中实现自我诊断与容错功能的实施例3结构示意图。

具体实施方式

实施例一

参见图1、2所示，在本实施例中所述电梯轿厢位置和速度检测装置包括：曳引电机2、曳引轮1、电梯轿厢5、称重装置6、随动装置7和固定装置8等。其中，图1是表示电梯轿厢5位于底层的示意图，图2是表示电梯轿厢5位于某中间层的示意图。曳引电机2与曳引轮1通过特定结构相连，电梯轿厢5与对重4通过曳引绳9悬挂于曳引轮1和导向轮3的两侧。随动装置7的一端通过固定装置8固定于井道顶端且由固定装置8对其形成束缚以限制其在电梯轿厢5上下运行时晃动、另一端通过另一固定装置固定于电梯轿厢5上(图中未示出)，称重装置6位于随动装置7固定于电梯轿厢5上的一端，随动装置7整体呈现U形。

当曳引电机2和曳引轮1旋转，带动电梯轿厢5和对重4在垂直方向上运动时，随动装置7的左、右两段长度则随之发生变化，那么随动装置7的左、右两段所受到的重力作用必然会发生相应改变。此时由称重装置6检测得到的重力检测结果与电梯所处位置之间存在一定的函数关系，因此可由称重装置6检测得到的重力检测结果经信号处理与计算单元适当处理和计算后得出电梯轿厢位置和速度信号。

具体地，当曳引电机2驱动曳引轮1带动曳引绳9实现电梯轿厢5上行时，随动装置7的右边段长度减少、左边段长度增加，则随动装置7左边段受到的重力作用将增大；反之，当曳引电机2驱动曳引轮1带动曳引绳9实现电梯轿厢5下行时，随动装置7的右边段长度增加、左边段长度减少，则随动装置7左边段受到的重力作用将减小。可见，随动装置7左边段所受到的重力作用可以一一对应地反映出电梯轿厢运行时的位置和速度(即随动装置7左边段所受到的重力作用的变化率)信息。因此可以通过检测随动装置7左边段所受到的重力作用来间接实现对电梯轿厢5位置和速度的检测。

接下来具体分析电梯轿厢5位置与称重装置6得到的重力检测结果之间的定量关系。

为讨论方便，不是一般性，在后续推导中均假定随动装置7的密度处处相等，即其密度ρ为恒定常值。事实上，若密度ρ为线密度而非恒定常值，只需在后续讨论计算称重装置7的部分段所受重力时，在适当位置以积分替代乘法即可。

当电梯轿厢5静止或作匀速运行时，首先令当电梯轿厢5处于底层时随动装置7左边段所受到的重力作用为G₀，那么当电梯轿厢5处于任一位置时，称重装置6检测到的随动装置7左边段所受到的重力作用G满足，

$G=G_0+\mathrm{\ρg}\left(\frac{1}{2}h\right)$ (公式1)，

公式1中，ρ为随动装置7的密度，g为重力加速度，h为电梯轿厢5离开底层的距离。

经整理可得，

$h=\frac{2(G-G_0)}{\mathrm{\ρg}}$ (公式2)。

当电梯轿厢5作加速或减速运行时，由于在某一时刻，随动装置7的右边段保持静止，而左边段则处于加速(或减速)运动，此时称重装置6检测到的随动装置7左边段所受到的重力作用G满足，

$G=\frac{g+a}{g}{G}_0+\mathrm{\ρ}(g+a)\left(\frac{1}{2}h\right)$ (公式3)，

公式3中，a为电梯轿厢5运行时的加速度，且规定当电梯轿厢5向下加速运行时其加速度为正。

同样，经整理可得，

$h=\frac{G-(1+a/g)G_0}{1/2\mathrm{\ρ}(g+a)}$ (公式4)。

综上所述，在得到重力检测结果后，应用公式2与公式4即可计算得到电梯轿厢5的位置信息；进一步对得到的电梯轿厢5位置信号进行简单的微分或差分运算即可得到电梯轿厢5的速度甚至是加速度信号。

另外，公式4中包含了电梯轿厢5运行的加速度信号，此处的加速度可通过直接增设加速度传感器得到，或者通过对所得当前及若干计算周期以来的电梯轿厢5位置信号进行适当的微分或差分运算得到。

实施例二

参见图3、4所示，其中，图3是表示电梯轿厢5位于底层的示意图，图4是表示电梯轿厢5位于某中间层的示意图。在本实施例中，曳引电机2与曳引轮1通过特定结构相连，电梯轿厢5与对重4通过曳引绳9悬挂于曳引轮1和导向轮3的两侧，随动装置7的一端通过固定装置8固定于井道顶端且由固定装置8对其形成束缚以限制其在轿厢上下运行时晃动、另一端通过另一固定装置固定于电梯轿厢5上，称重装置6位于随动装置7固定于井道顶端的一端，随动装置7整体呈现U形。

当曳引电机2和曳引轮1旋转而带动电梯轿厢5和对重4在垂直方向上运动时，随动装置7的左、右两段长度则随之发生变化，那么随动装置7的左、右两端所受到的重力作用必然会发生相应改变。此时由称重装置6检测得到的重力检测结果与电梯所处位置之间存在一定的函数关系，因此可由称重装置6检测得到的重力检测结果经信号处理与计算单元适当处理和计算后得出电梯轿厢位置和速度信号。

具体地，当曳引电机2驱动曳引轮1带动曳引绳9实现轿厢5上行时，随动装置7的左边段长度增加、右边段长度减少，则随动装置7右边段受到的重力作用将减小；反之，当曳引电机2驱动曳引轮1带动曳引绳9实现轿厢5下行时，随动装置7的左边段长度减少、右边段长度增加，则随动装置7右边段受到的重力作用将增大。可见，随动装置7右边段所受到的重力作用可以一一对应地反映出电梯轿厢运行时的位置和速度(即随动装置7右边段所受到的重力作用的变化率)信息。因此可以通过检测随动装置7右边段所受到的重力作用来间接实现对电梯轿厢位置和速度的检测。

接下来具体分析电梯轿厢5位置与称重装置6得到的重力检测结果之间的定量关系。

由于不论电梯轿厢5是静止或作匀速运行状态还是处于加速或减速运行状态，在任一时刻，随动装置7右边段均处于静止状态，因此其所受到的重力作用G满足，

$G=G_0-\mathrm{\ρg}\left(\frac{1}{2}h\right)$ (公式5)

公式5中，G₀为电梯轿厢5处于底层时随动装置7右边段所受到的重力作用，ρ为随动装置7的密度，g为重力加速度，h为轿厢离开底层的距离。

经整理可得，

$h=\frac{2(G_0-G)}{\mathrm{\ρg}}$ (公式6)

综上所述，在得到重力检测结果后，应用公式6即可计算得到电梯轿厢5的位置信息；进一步对得到的电梯轿厢5位置信号进行简单的微分或差分运算即可得到电梯轿厢5的速度甚至是加速度信号。

图1-4中的h₀为当轿厢停靠在底层时底层至U形随动装置7的最低点的垂直距离。

实施例三

参见图5所示，曳引电机2与曳引轮1通过特定结构相连，电梯轿厢5与对重4通过曳引绳9悬挂于曳引轮1和导向轮3的两侧。由于随行电缆具备一定的密度属性(通常情况下其密度处处相等)，且在电梯轿厢上下运行时随之一起运动，完全具备了实施例一和实施例二所述随动装置7的特点，因此，在本实施例中不再特别增设单独的随动装置7，而是直接利用系统中已有的随行电缆作为随动装置7使用。随行电缆的一端通过固定装置8固定于井道侧面适当位置、另一端通过另一固定装置固定于电梯轿厢5上，称重装置6位于随动装置7固定于电梯轿厢5上的一端，随行电缆装置整体呈现U形。本实施例的工作原理及计算方法与实施例一相同，故此处不作赘述。

实施例四

参见图6所示，本实施例所述的电梯轿厢位置和速度检测装置与实施例三的不同之处在于，称重装置6位于随行电缆(随动装置7)固定于井道侧面适当位置的一端，其余结构均相同。本实施例的工作原理及计算方法与实施例二相同，故此处不作赘述。

所述随动装置7除了可以采用上述实施例中所述的实现方式，还可以利用悬挂于电梯轿厢5和对重4下的补偿装置(如：补偿链)来实现；相对应的，称重装置6可以设置于补偿装置(即随动装置7)固定于电梯轿厢5或对重4的一端。其工作原理及计算方法可以参照实施例一或实施例二，在此不作赘述。

所述随动装置，可由一种或多于一种的材料构成，总体呈细长状，其部分或整体具有一定程度的柔性以实现适当弯曲，其截面积可为任意形状，且其截面积沿长度方向不必处处相同。

所述随动装置的密度在其任意截面上处处相等，在长度方向上则不必处处相同，但须能表示为连续光滑函数描述的线密度形式。

所述称重装置的输出为与所检测重力相对应的电信号(如电阻、电压、电流)。

所述随动装置采用固定装置与电梯轿厢和井道相连接，该固定装置既可以是固定所述随动装置端部的装置，亦可是固定所述随动装置整体或部分段的装置(如将所述随动装置的整体或部分限制于某一特定区域以防止其晃动的装置)。

所述信号处理与计算单元由模拟电路、数字电路、集成电路、可编程逻辑器件(包括但不限于CPLD、FPGA)、数字信号处理器(DSP)和微处理器中的一种或多种组合实现。

所述信号处理与计算单元中的部分或全部子单元是以周期性方式完成其功能；所述周期性方式是指可编程逻辑器件、数字信号处理器和微处理器是利用其中断功能、以固定的中断周期方式来执行特定程序，从而完成该特定程序所要实现的功能。

所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，根据设置于电梯井道内的辅助设施提供的电梯轿厢位置信息对电梯轿厢位置和速度检测装置的检测结果实现自我诊断和结果修正。

辅助设施主要指终端开关、门区信号、再平层隔磁板等，通过这些设施，电梯能够获得轿厢的准确位置，因此通过将这些辅助设施所对应的轿厢位置与装置检测的轿厢位置进行比较，当二者存在差别时，则说明装置检测到的轿厢位置结果存在误差，那么根据该误差即可对本发明提出的装置进行自我诊断和结果修正，这里的自我诊断是指根据误差大小来判定装置自身是否发生了异常。

所述电梯轿厢位置和速度检测装置中的信号处理与计算单元可以采用两种不同的结构实现，详见如下所述：

实施例A，如图7所示，所述信号处理与计算单元包括：信号预处理子单元、补偿子单元和轿厢位置和速度计算子单元。

信号预处理子单元的输入为称重装置6输出的重力检测结果，输出为预处理后的重力检测结果；信号预处理子单元输出的重力检测结果加上补偿子单元的输出ΔG(重力补偿量)后，作为轿厢位置和速度计算子单元的输入；轿厢位置和速度计算子单元的输出即为最终的电梯轿厢位置和速度信号。补偿子单元的输入包括信号预处理子单元的输出、轿厢位置和速度计算子单元输出的电梯轿厢位置和速度信号和外界干扰因素(环境温度、重力加速度、大气压、湿度、海拔高度以及其它未述及但可能会对检测结果造成影响的因素)，输出为干扰因素对重力检测结果造成的误差ΔG(即所需的重力补偿量)。当称重装置6检测到重力信号后，首先被送入信号预处理子单元中，该信号预处理子单元以模拟和/或数字方式对所述重力信号进行滤波和抗干扰预处理，然后其输出的G与干扰因素和上一周期得到的电梯轿厢位置和速度信号一起被送入补偿子单元后得到重力补偿量ΔG，接下来该重力补偿量ΔG和信号预处理子单元的输出G相加后作为轿厢位置和速度计算子单元的输入，最后经轿厢位置和速度计算子单元处理后得到电梯轿厢位置和速度信号。

实施例B，如图8所示，所述信号处理与计算单元包括：信号预处理子单元、补偿子单元和轿厢位置和速度计算子单元。

信号预处理子单元的输入为重力检测结果，输出为预处理后的重力检测结果。信号预处理子单元输出的重力检测结果即为轿厢位置和速度计算子单元的输入，轿厢位置和速度计算子单元的输出为补偿前的电梯轿厢位置和速度信号。轿厢位置和速度计算子单元输出的补偿前的电梯轿厢位置和速度信号加上补偿子单元输出的补偿量后即为最终的电梯轿厢位置和速度信号。补偿子单元的输入包括信号预处理子单元输出的预处理后的重力检测结果、外界干扰因素(环境温度、大气压、湿度、海拔高度以及其它未述及但可能会对检测结果造成影响的因素)、轿厢位置和速度计算子单元输出的补偿前的电梯轿厢位置和速度信息和上一周期最终的电梯轿厢位置和速度信号，输出为电梯轿厢位置和速度信息的补偿量。当称重装置6检测到重力信号后，首先被送入信号预处理子单元中，该信号预处理子单元以模拟和/或数字方式对所述重力信号进行滤波和抗干扰预处理，然后其输出一方面与外界干扰因素、补偿前的电梯轿厢位置和速度信号和上一周期最终的电梯轿厢位置和速度信号一起作为输入被送入补偿子单元，另一方面作为输入被送入轿厢位置和速度计算子单元从而得到补偿前的电梯轿厢位置和速度信号，该补偿前的电梯轿厢位置和速度信号在加上补偿子单元输出的电梯轿厢位置和速度信息补偿量后即得到最终的电梯轿厢位置和速度信号。

本发明的电梯轿厢位置和速度检测装置具有自诊断和容错功能：

实施例1，参见图9所示，所述自诊断和容错功能是利用2个信号处理与计算单元实现的。称重装置6输出的重力检测结果分别送入第一信号处理与计算单元和第二信号处理与计算单元，二者的输出作为输入送入逻辑运算单元。逻辑运算单元根据第一和第二信号处理与计算单元输入的信息和电梯运行相关信息(如：额定速度、额定加速度、上一时刻的速度与加速度、楼层信息、设置于电梯井道内的诸如终端开关、门区信号、隔磁板等辅助设施的信息)，采用包括大小比较、模糊逻辑等各种逻辑规则进行逻辑运算，从而判断出信号处理与计算单元是否正常。若存在异常状况，则进一步判定哪个信号处理与计算单元异常及其严重程度，并形成故障信息，在输出正确的进行位置和速度信息的同时，生成安全保护触发信号，最后将相关结果分别送至电梯控制装置和电梯安全保护装置。

实施例2，参见图10所示，所述自诊断和容错功能是通过分设于随动装置7两端的称重装置6实现的。来自于第一称重装置和第二称重装置的重力检测结果被送入信号处理与计算单元，之后得到2个电梯轿厢位置和速度检测结果。所述的2个电梯轿厢位置和速度检测结果与电梯运行相关信息一起被送入逻辑与计算处理单元。该逻辑与计算处理单元根据2个电梯轿厢位置和速度检测结果与电梯运行相关信息判定第一称重装置和第二称重装置是否正常，若存在异常状况，则进一步判定哪个称重装置异常及其严重程度，并形成故障信息，在输出正确的进行位置和速度信息的同时，生成安全保护触发信号，最后将相关结果分别送至电梯控制装置和电梯安全保护装置。

实施例3，参见图11所示，所述自诊断和容错功能也是通过分设于随动装置7两端的称重装置6实现的。来自于第一称重装置和第二称重装置的重力检测结果和电梯运行信息一起被直接送入逻辑与计算处理单元，逻辑与计算处理单元首先根据第一称重装置和第二称重装置的重力检测结果和电梯运行信息判定第一称重装置和第二称重装置是否正常。若存在异常状况，则进一步判定哪个称重装置异常及其严重程度，并形成故障信息，然后将正确的重力检测结果与故障信息送入信号处理与计算单元，得到正确的电梯轿厢位置和速度信息。电梯轿厢位置和速度信息、故障信息及安全保护触发信号分别被送至电梯控制装置和电梯安全保护装置。

需要补充的是，本发明的核心思想是将电梯轿厢位置和速度信息转化为随动装置7的整体或部分段所受重力，并通过对重力的检测实现对电梯轿厢位置和速度信息的检测，因此所有通过在本发明基础上变换随动装置7的设置(包括其物理属性、是否为电梯中已有组成部分、设置点等)、称重装置的种类及设置点等方式实现电梯轿厢位置和速度信息检测的装置和方法均应为本发明的自然延伸与扩展，均应被视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种用于检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于，包括

一随动装置，其一端与电梯轿厢的底部相连接，另一端与井道相连接，具有一定密度且可随电梯轿厢垂直运行而升降；

一称重装置，用于称量所述随动装置的整体或特定部分在随电梯轿厢垂直运行而升降时所受重力；

信号处理与计算单元，用于接收和处理所述称重装置输出的重力检测信号，并根据该重力检测信号，利用电梯轿厢位置与称重装置的重力检测结果之间的定量关系，经计算后得到电梯轿厢的位置和速度信号。

2.根据权利要求1所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：所述随动装置，可由一种或多于一种的材料构成，总体呈细长状，其部分或整体具有一定程度的柔性，其截面积可为任意形状，且其截面积沿长度方向不必处处相同。

3.根据权利要求1所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：所述随动装置的密度在其任意截面上处处相等，在长度方向上则不必处处相同，但须能表示为连续光滑函数描述的线密度形式。

4.根据权利要求1所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：所述称重装置的输出为与所检测重力相对应的电信号。

5.根据权利要求1所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：所述随动装置采用固定装置与电梯轿厢和井道相连接，该固定装置既可以是固定所述随动装置端部的装置，亦可是固定所述随动装置整体或部分段的装置。

6.根据权利要求1所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：所述信号处理与计算单元包括，

信号预处理子单元，对称重装置输出的重力检测信号进行滤波和抗干扰预处理；

补偿子单元，与信号预处理子单元的输出端、轿厢位置和速度计算子单元的输出端相连接，根据信号预处理子单元输出的经预处理的重力检测信号、轿厢位置和速度计算子单元输出的上一周期的电梯轿厢位置和速度信号和外界干扰信号，通过计算得到重力补偿信号；

轿厢位置和速度计算子单元，其输入为信号预处理子单元输出的经预处理的重力检测信号和补偿子单元输出的重力补偿信号，经计算后得到电梯轿厢的位置和速度信号。

7.根据权利要求1所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：所述信号处理与计算单元包括，

信号预处理子单元，对称重装置输出的重力检测信号进行滤波和抗干扰预处理；

补偿子单元，与信号预处理子单元的输出端、轿厢位置和速度计算子单元的输出端和信号处理与计算单元的输出端相连接，根据信号预处理子单元输出的经预处理的重力检测信号、轿厢位置和速度计算子单元输出的补偿前的电梯轿厢位置和速度信号、信号处理与计算单元输出的上一周期的电梯轿厢位置和速度信号和外界干扰信号，计算得到补偿信号；

轿厢位置和速度计算子单元，与信号预处理子单元的输出端相连接，根据信号预处理子单元输出的经预处理的重力检测信号，经计算后得到补偿前的电梯轿厢的位置和速度信号；该补偿前的电梯轿厢的位置和速度信号加上补偿子单元输出的补偿信号作为信号处理与计算单元的输出，即得到电梯轿厢位置和速度信号。

8.根据权利要求6或7所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：外界干扰信号包括环境温度、重力加速度、大气压、湿度、海拔高度。

9.根据权利要求6或7所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：所述轿厢位置和速度计算子单元计算电梯轿厢位置和速度信号时需要的电梯轿厢加速度信号，通过直接增设加速度传感器或根据所得当前及多个计算周期以来的电梯轿厢位置信号计算得到。

10.根据权利要求1、6或7所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：所述信号处理与计算单元由模拟电路、数字电路、集成电路、可编程逻辑器件、数字信号处理器和微处理器中的一种或多种组合实现。

11.根据权利要求10所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：所述信号处理与计算单元中的部分或全部子单元是以周期性方式完成其功能；所述周期性方式是指可编程逻辑器件、数字信号处理器和微处理器是利用其中断功能、以固定的中断周期方式来执行特定程序，从而完成该特定程序所要实现的功能。

12.根据权利要求1所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：所述信号处理与计算单元为两个，所述称重装置输出的重力检测结果分别送入第一信号处理与计算单元和第二信号处理与计算单元，并由第一信号处理与计算单元和第二信号处理与计算单元计算得到各自的电梯轿厢位置和速度信号；

逻辑运算单元与第一信号处理与计算单元和第二信号处理与计算单元的输出端相连接，根据第一和第二信号处理与计算单元输入的信号和电梯运行相关信息，采用包括大小比较、模糊逻辑在内的各种逻辑规则进行逻辑运算，判断信号处理与计算单元是否正常；如果第一和第二信号处理与计算单元的输出信号存在异常，则进一步判定哪个信号处理与计算单元异常及其严重程度，并形成故障信息，在输出正确的进行位置和速度信号的同时，生成安全保护触发信号，最后将相关结果分别送至电梯控制装置和电梯安全保护装置。

13.根据权利要求1所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：所述称重装置为两个，分别设于所述随动装置的两端；

第一称重装置和第二称重装置的重力检测结果被送入所述信号处理与计算单元，所述信号处理与计算单元根据输入的重力检测结果经计算得到两个电梯轿厢位置和速度信号；所述两个电梯轿厢位置和速度信号与电梯运行相关信息一起被送入逻辑与计算处理单元；该逻辑与计算处理单元根据两个电梯轿厢位置和速度信号与电梯运行相关信息判定第一称重装置和第二称重装置是否正常；若存在异常状况，则进一步判定哪个称重装置异常及其严重程度，并形成故障信息，在输出正确的进行位置和速度信号的同时，生成安全保护触发信号，最后将相关结果分别送至电梯控制装置和电梯安全保护装置。

14.根据权利要求1所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：所述称重装置为两个，分别设于所述随动装置的两端；

第一称重装置和第二称重装置的重力检测结果和电梯运行信息一起被直接送入逻辑与计算处理单元，逻辑与计算处理单元首先根据第一称重装置和第二称重装置的重力检测结果和电梯运行信息判定第一称重装置和第二称重装置是否正常；若存在异常状况，则进一步判定哪个称重装置异常及其严重程度，并形成故障信息，然后将正确的重力检测结果与故障信息送入信号处理与计算单元，得到正确的电梯轿厢位置和速度信号；电梯轿厢位置和速度信号、故障信息及安全保护触发信号分别被送至电梯控制装置和电梯安全保护装置。

15.根据权利要求1所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：根据设置于电梯井道内的辅助设施提供的电梯轿厢位置信号对电梯轿厢位置和速度检测装置的检测结果实现自我诊断和结果修正。

16.根据权利要求1所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：检测到的电梯轿厢位置和速度信号，送至电梯驱动控制单元作为其位置和速度反馈信号，或者送至电子式终端保护装置作为其电梯轿厢位置和速度信号来源。

17.根据权利要求1所述的检测电梯轿厢位置和速度的装置，其特征在于：所述随动装置为随行电缆或悬挂于电梯轿厢和对重下的补偿装置。

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