CN102408047A

CN102408047A - 安全电梯

Info

Publication number: CN102408047A
Application number: CN2011102222510A
Authority: CN
Inventors: 井上真辅; 古桥昌也; 深田裕纪; 冈村清志; 吉川敏文
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2011-08-04
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2031-08-04
Also published as: HK1163641A1; SG179342A1; JP2012066881A; JP5380407B2; CN102408047B

Abstract

提供一种电梯，其具有：位置检测传感器(4)，其根据电梯轿厢(100)的升降位置输出由多个输出组成的输出模式；位置数据库(23)，其存储与升降方向的特定位置相对应的特定输出模式；电梯轿厢位置数据存储部分(22)，每次在位置检测传感器(4)输出的输出模式发生了变化时，该电梯轿厢位置数据存储部分(22)都对输出模式进行存储；以及变化数据库(24)，其将应与特定位置对应地检测出的特定输出模式作为变化预测数据存储，在电梯轿厢(100)到达特定位置时，如果输出模式与变化预测数据中的任何一个变化预测数据都不一致，则判断为发生了故障。从而使电梯轿厢的位置检测传感器实现多功能化的同时使其能够检测故障，由此来提高安全性和可靠性。

Description

安全电梯

技术领域

本发明涉及一种电梯轿厢在升降通道内进行升降动作的电梯，尤其适合于具有检测电梯轿厢的位置(检测楼层停靠位置)和电梯门区域的位置传感器的电梯。

背景技术

在现有的电梯中，在电梯轿厢上例如设置光电式的位置检测装置，通过该位置检测装置来检测对应地设置在楼层上的被检测板，由此来检测电梯轿厢在升降通道内的位置。此外，该位置检测装置还被用来对电梯轿厢的地板面与电梯门厅的楼板面的位置进行对位(检测楼层停靠位置)以及为了防止电梯在电梯门打开着的状态下行驶而检测电梯门区域(允许电梯轿厢门相对于电梯门厅门进行开闭的区域)。

为了防止光电式的楼层停靠检测开关(位置检测装置)发生误动作，例如在专利文献1中公开了一种技术，其在电梯门厅门的门槛处设置了楼层停靠检测板(被检测板)，并且还设置了阻止楼层停靠检测开关的光以外的光进入的防误动作罩。

此外，例如在专利文献2中公开了一种技术，其为了检测连接检测传感器部分和检测电路部分的导线是否发生了断线，在电梯轿厢的升降方向的每个动作位置安装了设置模式互不相同的动作板，并且在电梯轿厢上设置了四个检测传感器来检测动作板，当发生了在正常动作时不可能出现的信号码与设置模式不一致的情况时，判断为发生了异常。

专利文献1：日本国专利特开2004-224529号公报

专利文献2：日本国专利特开2004-142882号公报(图2)

在上述现有技术中，专利文献1所公开的技术只能够防止由外部光产生的误动作，所以其无法检测出位置检测传感器自身的故障，并且也难于使传感器实现多功能化，也就是说难以将传感器应用在电梯门区域的检测和对微小的高低差进行调整的楼板再次对位中，因此会导致传感器的数量增加。

此外，专利文献2所公开的技术中没有在检测位置检测传感器自身故障的方面作出考虑，在传感器发生了ON(开启)或OFF(关闭)故障而出现了在正常动作中也有可能出现的模式时，无法作出异常判断。因此，为了进一步提高安全性和可靠性，例如必须将检测传感器设置成二重化，从而导致系统结构变得复杂。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术中所存在的问题，尤其是使位置检测传感器实现多功能化，使得仅仅通过位置检测传感器就能够对各个楼层进行识别并且能够检测特定位置(各种限位开关等)，同时使得位置检测传感器能够检测出位置检测传感器自身的故障以及电梯系统的故障，以此来进一步提高电梯的安全性和可靠性。

本发明的其他目的在于在实现多功能化，在提高电梯的安全性和可靠性的同时，简化电梯系统的结构，提高包括防止误检测在内的整个电梯系统的冗余度。

此外，本发明的目的在于实现上述目的中的至少一种目的。

为了解决上述课题，本发明提供一种安全电梯，其检测在升降通道内进行升降动作的电梯轿厢的位置，并根据检测到的位置进行运行控制，所述安全电梯具有：位置检测传感器，该位置检测传感器根据所述电梯轿厢的升降位置输出由多个输出组成的输出模式；位置数据库，该位置数据库存储与升降方向的特定位置相对应的特定输出模式；电梯轿厢位置数据存储部分，每次在所述位置检测传感器输出的所述输出模式发生了变化时，该电梯轿厢位置数据存储部分均对所述输出模式进行存储；以及变化数据库，该变化数据库将应与所述特定位置对应地检测出的所述特定输出模式作为变化预测数据存储，在所述电梯轿厢到达所述特定位置时，如果所述输出模式与所述变化预测数据中的任何一个变化预测数据都不一致，则所述安全电梯判断为发生了异常，并进行运行控制。

发明效果

根据本发明，在电梯轿厢到达特定位置时，如果位置检测传感器的输出模式与应与特定位置对应地检测出的特定输出模式中的任何一个特定输出模式都不一致，则安全电梯判断为发生了异常，由此，能够使位置检测传感器具有能够对各个楼层进行识别的功能以及检测特定位置的功能，使电梯系统实现多功能化，同时使得位置检测传感器能够进行故障检测，从而能够进一步提高电梯的安全性和可靠性。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的一实施方式的整体结构的方块图。

图2是表示本发明所涉及的一实施方式的电梯门厅门的门槛部分的详细结构的立体图。

图3是表示一实施方式的逻辑运算器的方块图。

图4是表示在一实施方式中将特定位置作为楼层时的位置检测传感器、动作片和特定输出模式之间关系的一览图。

图5是表示一实施方式的逻辑运算器的详细结构的方块图。

图6是表示一实施方式中的位置检测传感器的输出变化的状态变化图。

图7是一实施方式中的特定输出模式和变化预测数据的关系图。

图8是表示一实施方式中的故障检测的流程图。

图9是表示在其他实施方式中将特定位置作为楼层时的位置检测传感器、动作片和特定输出模式之间关系的一览图。

图10是表示其他实施方式的逻辑运算器的详细结构的方块图。

图11是表示其他实施方式中的故障检测的流程图。

符号说明

4位置检测传感器

5逻辑运算器

10被检测板

10a、10b、10c、10d动作片

11a、11b、11c、11d传感器

22电梯轿厢位置数据存储部分

23位置数据库

24变化数据库

25变化异常判断部分

100电梯轿厢

具体实施方式

以下参照附图对一实施方式进行详细说明。

图1是电梯系统的整体结构图，102表示电梯门厅门的门槛，115表示楼板面。电梯轿厢100在形成在建筑物中的升降通道内在多个楼层之间移动，并且通过吊索101与平衡重111连接。电梯轿厢100上设置有与电梯门厅门109卡合而进行开闭的电梯轿厢门110。电梯轿厢100通过由电动机105驱动绳轮103来进行移动。通过功率变换器107向电动机105提供驱动用的电力。

编码器等脉冲发生器106安装在电动机105上，系统控制器108对电动机105旋转时产生的脉冲进行计数，由此来计算电动机105的速度以及电梯轿厢100在升降通道内的移动方向、位置和移动距离等。

位置检测传感器4(位置检测装置)由多个传感器11a、11b、11c、11d构成，这些传感器隔开规定的距离设置在电梯轿厢100侧，多个传感器的各自的输出12a、12b、12c、12d通过逻辑运算器5与系统控制器108连接。在电梯门厅的电梯门厅门的门槛102上与位置检测传感器4相对向地安装有被检测板10，由位置检测传感器4检测出被检测板10，由此来检测电梯轿厢100在升降通道内的位置。并且，位置检测传感器4根据检测结果对电梯轿厢100的底板面和电梯门厅的地板面115进行对位(确定楼层停靠位置)，检测电梯门区域(允许电梯轿厢门110相对于电梯门厅门109进行开闭的区域)，以及进行运行控制。

作为进行位置检测的传感器，可以使用光电式、磁性(使用磁铁和高频磁场等)、静电电容型检测传感器等非接触型的检测传感器。此外，由于反射型光电式位置检测传感器在地震等时不会出现吊索等与传感器自身发生碰撞和传感器被被检测板1钩住等现象，并且取向性强，能够高精度地检测出被检测板，所以优选使用向被检测板10照射红外光等光并检测该红外光等光的反射光的反射型光电式位置检测传感器。可是，由于利用红外光等光进行检测，所以有可能会受到以太阳光为代表的外部光、灰尘和水滴等的影响而发生误检测。

尤其是，当检测电梯门区域的位置检测传感器4发生了误检测或者故障时，可能会发生误识别，使得在电梯轿厢位于电梯轿厢门110不可开闭的位置上的情况下，位置检测传感器4作出电梯门可以开闭的误判断而使电梯门打开，或者在电梯轿厢位于电梯轿厢门110可开闭的位置上的情况下，位置检测传感器4作出电梯门不可以开闭的误判断而使得电梯乘客被关闭在电梯轿厢内。

图2表示电梯门厅门的门槛102部分的详细结构，电梯门厅门的门槛102上安装有用于保护脚尖和防止人掉落到升降通道内的搁脚板(toeguard)113和被检测板10，被检测板10由动作片10a、10b(图2中没有设置)、10c、10d构成，该动作片由铁等金属体或塑料等制成，用于使光反射。由传感器11a、11b、11c、11d构成的位置检测传感器4与动作片10a、10b、10c、10d相对向地设置在电梯轿厢100上。各个传感器的输出12a、12b、12c、12d输入到通过逻辑IC或微型计算机的运算而构成的逻辑运算电路即逻辑运算器5中。

图2表示设置有四个传感器的示例，被检测板10只设置了三个动作片10a、10c、10d，四个传感器中有三个传感器能够进行检测(例如，输出1表示在动作片10a和传感器11a相对向的位置处检测到动作片，输出0表示没有检测到动作片(由于图2中没有设置10b，所以没有与传感器11b相对向的动作片))。

图3表示位置检测传感器4和逻辑运算器5，逻辑运算器5由二台微型计算机构成，位置检测传感器4的输出分别输入到该二台微型计算机中。此外，通过在二台微型计算机之间进行相互比较来检测软件错误和硬件错误。

逻辑运算器5向系统控制器108输出信号14。信号14是电梯门区域、传感器的故障诊断信息或者楼层的识别信息等。在因传感器发生了故障或者电梯轿厢到达特定位置而有必要使电梯轿厢停止时，从逻辑运算器5输出用于使电源断开而使电梯轿厢停止的电源断开信号以及使制动器动作的信号，并且向系统控制器1108输出表示已执行了断开处理的信号。通过使用二台微型计算机，能够进行更为复杂的处理，但本发明并不仅限于使用二台微型计算机，也可以设置成使用一台微型计算机和一块逻辑IC或FPGA(能够在现场(Field))进行改写(programmable＝可编程)、LSI(逻辑门(Gate)呈阵列(Array)状排列的半定制LSI)，或者也可以设置成只使用一台微型计算机，只要能够执行上述处理，则结构越简单，越有利于进行高速处理。

图4表示设置在各个楼层的用于对各个楼层(一层至六层)进行识别的被检测板10(动作片10a、10b、10c、10d)的结构，如图4所示，在各个楼层这一特定位置输出与升降方向的多个特定位置相对应的特定输出模式。被检测板10的长度与表示电梯门可开闭区域的电梯门区域的长度相同。

被检测板10的长度可以根据特定输出模式所执行的功能来决定，例如，在执行检测电梯轿厢是否超过了最终楼层的最终限位开关的功能时，可以将被检测板10的长度设定为从缓冲器到最下层的长度。

除了电梯门区域和最终限位开关以外，还可以将确保使维修人员安全地进行作业所需的顶部空隙的维修用限位开关、检测电梯轿厢是否已经到达终端楼层的方向限位开关以及终端楼层强制减速开关等在升降通道内的固定位置确定为特定位置，其中，终端楼层强制减速开关用于在电梯轿厢因异常而处于过速状态时使电梯轿厢以额定速度以下的速度与缓冲器碰撞。

图5是表示逻辑运算器5的方块图。位置检测传感器4的输出被输入到位置判断部分21中。位置判断部分21将位置检测传感器4的输出模式与存储在位置数据库23中的与各个楼层相对应并且在电梯轿厢100到达特定位置时输出模式所需要的特定输出模式进行比较。其结果，在位置检测传感器4的输出模式与存储在位置数据库23中的特定输出模式相一致时，更新并且存储电梯轿厢位置数据存储部分22的当前的电梯轿厢位置信息，并将用于执行在电梯轿厢位置数据存储部分22中决定的功能的信息发送到功能执行部分26中。

在位置数据库23中不存在位置检测传感器4的输出模式，位置检测传感器4的输出模式与任何一个特定输出模式都不一致时，判断为传感器发生了故障，向功能执行部分26发出表示故障的信号。

每次在位置检测传感器4检测出的输出模式发生了变化时，均在电梯轿厢位置数据存储部分22中存储输出模式，所以，在当前的输出模式和更新前的输出模式之间的变化和转变与存储在便器数据库24中的变化预测数据不一致时，变化异常判断部分25判断为发生了变化异常，并将该异常发送到功能执行部分26中。

功能执行部分26用于执行与特定输出模式相对应的功能，在电梯轿厢停靠楼层时，由于要执行检测电梯门可开闭区域即电梯门区域的功能，所以将电梯门区域信号发送到发送部分27中。发送部分27是向外部输出信号的处理，例如与电梯的运行控制系统连接。

以下对变化异常判断部分25的处理的详细情况进行说明，该变化异常判断部分25利用位置检测传感器4的输出模式的状态变化来进行故障检测。

图6表示将特定位置作为楼层位置时的示例，其是表示六层大楼中的位置检测传感器4的输出变化的状态变化图。位置检测传感器4的状态在所有传感器的输出均为0即各个传感器都没有检测到特定楼层的状态与检测到特定楼层的状态(特定输出模式)之间反复变化。因此，在输出模式一下子从一层跳跃到六层时，或者在检测到二层后，本来下一个输出模式应该是一层、二层或三层的特定输出模式，但作为位置检测传感器4的输出模式检测到表示五层的特定输出模式时，判断为发生了变化异常。

图7表示在检测到二层后应该检测到的特定输出模式，此时，作为变化预测数据应该检测到一层、二层、三层的特定输出模式，所以在检测到上述特定输出模式以外的特定输出模式时判断为出现了故障。在变化数据库24中，针对各个楼层具有图7所示的变化预测数据。图8表示具体的处理流程。在图8中，从电梯轿厢位置数据存储部分22读取当前以及前一次检测出的特定输出模式，并与变化预测数据进行比较，以判断传感器是正常还是异常，由此来检测传感器的故障或者位置判断部分21的故障。

如上所述，能够根据设置在电梯轿厢侧的多个位置检测传感器4和设置在电梯门厅侧的具有多个动作片的被检测板10来识别特定位置和楼层，并且能够检测到传感器的故障等。

此外，从能够有效利用空间这一角度出发，优选使用反射型光电传感器，并且同样也可以使用透射型光电传感器和磁性传感器。

图9表示设置在各个楼层的被检测板10(动作片10a、10b、10c、10d)的结构不同的其他实施方式。以下参照图9对位置检测传感器4的故障检测进行详细说明

构成位置检测传感器4的各个传感器11a、11b、11c、11d因传感器元件缺陷而发生ON故障或者因断线和元件缺陷而发生OFF故障的可能性大。具体来说是，在发生了ON故障时，在楼层之间应该输出0时输出1，在发生了OFF故障时，在特定楼层应该输出1时输出0。

在图9所示的结构中，将动作片10a、10b、10c、10d设置成使特定输出模式中的输出为1(ON)的传感器的数量为偶数，所以在输出为ON的传感器的数量变为奇数时，立刻就可以知道有传感器发生了故障，也就是说可以从位置检测传感器4的输出模式知道传感器是否发生了故障。同样，也可以将动作片10a、10b、10c、10d设置成使特定输出模式中的输出为1(ON)的传感器的数量为奇数。此时，在输出为ON的传感器的数量变为偶数时，立刻就可以知道有传感器发生了故障。

以下进一步进行具体说明。在图9所示的结构中，在位置检测传感器4正常时，特定输出模式中的输出为1(ON)的传感器的数量为二个或者四个。在楼层与楼层之间，所有的位置检测传感器4的输出均为0(OFF)。在位置检测传感器4中的至少一个传感器出现了ON故障或者OFF故障时，特定输出模式中的输出为1的传感器的数量变成一个或者三个。此外，即使在楼层与楼层之间，在位置检测传感器4中的一个传感器出现了ON故障时，输出为1(ON)的传感器的数量变成一个。因此，通过将位置检测传感器4中有偶数个传感器的输出为1(ON)的输出模式判断为正常，将位置检测传感器4中有奇数个传感器的输出为1(ON)的输出模式判断为发生了故障，能够检测出位置检测传感器4中有传感器发生了故障。由于该故障检测方法在楼层与楼层之间也能够发挥作用，所以能够在位置检测传感器4进行了输出时，立即判断出位置检测传感器4是否发生了故障。

以上的故障检测在正常和异常这二种输出模式中进行，意味着汉明距离(humming distance)在2以上。汉明距离表示在具有相等的数据数目的二个码之间位于对应位置上的不同的字符数目。例如，由于1100这一数据A与1101这一数据B只有最后一位数不同，所以汉明距离为1。在本实施例中，通过将“位置检测传感器4正常”这一输出模式和“位置检测传感器4发生了故障”这一输出模式之间的汉明距离设定为2以上，能够检测出位置检测传感器4中至少有一个传感器出现了故障的情况。在本实施例中，作为检测位置检测传感器4的单一故障的结构，采用了将输出模式分为奇数和偶数，并将汉明距离设定为2以上的结构。在检测位置检测传感器4是否同时发生了故障时，可以采用将汉明距离设定为3以上的结构。

在利用状态的变化来检测故障时，例如只能够在各个楼层检测到特定输出模式时进行故障检测，而通过将传感器的输出模式限定为偶数或者奇数来进行故障检测时，则随时可以进行故障检测，从而能够尽早地检测到故障。

图10是逻辑运算器5的方块图，与图5相比，增加了位置判断部分20。图11表示位置判断部分20的处理流程。位置判断部分20提取位置检测传感器4的输出，以单纯的逻辑来判断位置检测传感器的输出中的成为1的输出的数量是否为奇数个，由此能够检测出传感器是否发生了故障。因此，通过采用逻辑IC或FPGA作为位置判断部分20，能够进行更高速度的故障检测。

另外，通过与利用状态变化来进行的故障检测进行组合，能够检测出检测传感器自身的故障，从而能够对系统结构进行双重的检验。由此，能够进一步提高电梯的安全性和可靠性。

Claims

1.一种安全电梯，其检测在升降通道内进行升降动作的电梯轿厢的位置，并根据检测到的位置进行运行控制，所述安全电梯的特征在于具有：

位置检测传感器，该位置检测传感器根据所述电梯轿厢的升降位置输出由多个输出组成的输出模式；

位置数据库，该位置数据库存储与升降方向的特定位置相对应的特定输出模式；

电梯轿厢位置数据存储部分，每次在所述位置检测传感器输出的所述输出模式发生了变化时，该电梯轿厢位置数据存储部分均对所述输出模式进行存储；以及

变化数据库，该变化数据库将应与所述特定位置对应地检测出的所述特定输出模式作为变化预测数据存储，

在所述电梯轿厢到达所述特定位置时，如果所述输出模式与所述变化预测数据中的任何一个变化预测数据都不一致，则所述安全电梯判断为发生了异常，并进行运行控制。

2.如权利要求1所述的安全电梯，其特征在于，在所述特定输出模式中，所述多个输出中的成为开启的输出被设定为偶数个。

3.如权利要求1所述的安全电梯，其特征在于，在所述特定输出模式中，所述多个输出中的成为开启的输出被设定为奇数个。

4.如权利要求1所述的安全电梯，其特征在于，所述特定位置表示所述电梯轿厢停靠的楼层。

5.如权利要求1所述的安全电梯，其特征在于，所述特定位置表示检测所述电梯轿厢是否超过了终端楼层的最终限位开关。

6.如权利要求1所述的安全电梯，其特征在于，所述特定位置表示用于确保顶部间隙的维修用限位开关。

7.如权利要求1所述的安全电梯，其特征在于，所述特定位置表示检测所述电梯轿厢是否已经到达最终楼层的方向限位开关。

8.如权利要求1所述的安全电梯，其特征在于，所述特定位置表示终端楼层强制减速开关。

9.如权利要求1所述的安全电梯，其特征在于，所述位置检测传感器是设置在所述电梯轿厢上的多个传感器，其通过检测出设置有与该传感器相对向地设置在电梯门厅侧的动作片的被检测板，而输出所述输出模式。

10.如权利要求1所述的安全电梯，其特征在于，所述特定位置表示所述电梯轿厢停靠的楼层，所述位置检测传感器是设置在所述电梯轿厢上的多个传感器，其通过检测出设置有与该传感器相对向地设置在电梯门厅侧的动作片的被检测板，而输出所述输出模式，所述动作片在升降方向上的长度是与电梯门区域相当的长度。

11.如权利要求1所述的安全电梯，其特征在于，所述特定位置是各个楼层以及最终限位开关、维修用限位开关、方向限位开关、终端楼层强制减速开关中的至少任一种。

12.如权利要求1所述的安全电梯，其特征在于，在所述电梯轿厢到达所述特定位置时，如果所述输出模式与存储在所述位置数据库内的所述特定输出模式中的任何一个特定输出模式都不一致，判断为所述位置检测传感器发生了故障。

13.如权利要求1所述的安全电梯，其特征在于，所述位置检测传感器的输出被输入到两台微型计算机中。

14.如权利要求1所述的安全电梯，其特征在于，所述位置检测传感器的输出被输入到微型计算机和FPGA中。