CN103253570A - 确定电梯轿厢的位置的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定电梯提升间中电梯轿厢的线性位置的设备，该设备包括：固定于电梯轿厢的两信道测量装置，形成用于确定电梯轿厢的位置的电磁射频测量信号；在相对于电梯提升间所选择的位置中安装的位置识别器，布置该位置识别器以感应地连接到前述的电磁射频测量信号，并且还在进行连接之后，经由前述的电磁射频测量信号向测量装置发送确定的脉冲样式，在测量装置中布置用于测量外部磁场的部件，并且，位置识别器包括被永久磁化的标记段，该标记段包括至少两个连续的磁性区域，连续的磁性区域的磁极是彼此相反的方向，并且在电梯轿厢的移动方向上彼此相距确定距离处布置连续的磁性区域。

Description

确定电梯轿厢的位置的设备

本申请是申请日为2009年06月25日、申请号为200980129641.4、发明名称为“确定电梯轿厢的位置的设备和方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种确定电梯轿厢的位置的设备。

背景技术

常规地利用被固定在电梯轿厢上的磁性开关来确定电梯提升间中电梯轿厢的位置。在该情形下，在各楼层上以及在电梯提升间的末端区段处，连同其他地方，在电梯系统中安放永磁体。根据位置确定的基本原理，当将被固定在电梯轿厢上的磁性开关带到电梯提升间中安装的永磁体的附近时，该磁性开关的机械触点改变其状态。

磁性开关的机械触点不表明电梯轿厢的明确位置。出于此原因，在丢失了位置信息之后，电梯轿厢必须驱动到电梯提升间中已知的参考点。必须在例如停电之后执行对电梯轿厢的位置的这类搜索。

磁性开关的机械触点是不可靠的；振动或者冲击可能造成触点的故障，并且机械触点还易于氧化。

发明内容

本发明的目的是解决上述的问题以及以下的对本发明的描述中所公开的问题。因此，本发明提出一种比现有技术更可靠的且更简单的对电梯轿厢的位置的确定。

根据本发明的用于确定电梯提升间中电梯轿厢的位置的设备的特征在于权利要求1的特征部分中所公开的内容。根据本发明的用于确定电梯提升间中电梯轿厢的位置的方法的特征在于权利要求6的特征部分中所公开的内容。根据本发明的用于确定移动对象的位置的测量装置的特征在于权利要求10的特征部分中所公开的内容。根据本发明的用于确定移动对象的位置的位置识别器的特征在于权利要求11的特征部分中公开的内容。本发明的其他实施例的特征在于在其他权利要求中公开的内容。还在本申请的描述部分中讨论了一些发明实施例。还可以以与以下提出的权利要求不同地限定本申请的发明内容。尤其是如果按照表达式或隐含的子任务或者从所实现的优点或者优点的类别的观点出发来考虑本发明，则发明内容还包含若干单独的发明。在该情形下，从单独的发明构思的观点出发，在以下权利要求中包含的一些属性可能是多余的。

根据本发明的用于确定电梯提升间中电梯轿厢的位置的设备包括：与电梯轿厢相联系地安装的测量装置，布置该测量装置以形成用于确定电梯轿厢的位置的电磁射频测量信号；以及在相对于电梯提升间所选择的位置中安装的位置识别器，布置该位置识别器以感应地连接到前述的电磁测量信号，并且在进行连接之后，经由前述的测量信号向测量装置发送确定的脉冲样式。

在根据本发明的用于确定电梯提升间中电梯轿厢的位置的方法中：与电梯轿厢相联系地安装与电梯轿厢一起移动的测量装置；布置该测量装置以形成用于确定电梯轿厢的位置的电磁射频测量信号；在相对于电梯提升间所选择的位置中安装位置识别器；布置该位置识别器以感应地连接到前述的电磁测量信号；并且在进行连接之后，经由前述的测量信号向测量装置发送确定的脉冲样式。

根据本发明的用于确定移动对象的位置的测量装置包括：装置框架，其包括对移动对象的机械固定接口；用于移动对象的位置信息的输出端；固定到装置框架上的电路板，以及安装到该电路板的以下部分：在该电路板上形成的环形天线；连接到天线的传送器；以及连接到传送器的控制器。该电路板适合于经由装置框架连接到移动对象使得该电路板的表面实质上沿着移动方向，并且布置该电路板的环形天线以沿与对象的移动实质上正交的方向形成用于确定移动对象的位置的电磁射频测量信号。

根据本发明的用于确定移动对象的位置的位置识别器包括：RFID单元以及用于相对于对象的移动路径固定位置识别器的固定接口。位置识别器被配置为被固定以对准RFID单元的天线使得该天线感应地连接到沿与对象的移动实质上正交的方向形成的射频测量信号。

根据本发明的用于确定电梯提升间中电梯轿厢的线性位置的设备包括：固定于电梯轿厢的两信道测量装置，形成用于确定电梯轿厢的位置的电磁射频测量信号；在相对于电梯提升间所选择的位置中安装的位置识别器，布置该位置识别器以感应地连接到前述的电磁射频测量信号，并且还在进行连接之后，经由前述的电磁射频测量信号向测量装置发送确定的脉冲样式，在测量装置中布置用于测量外部磁场的部件，并且，位置识别器包括被永久磁化的标记段，该标记段包括至少两个连续的磁性区域，连续的磁性区域的磁极是彼此相反的方向，并且在电梯轿厢的移动方向上彼此相距确定距离处布置连续的磁性区域。

利用本发明，其中除其它优点之外实现了以下优点中的至少一个优点：

由于位置识别器是无源的，因此不需要用于位置识别器的单独的电源。在该情形下，易于将位置识别器安装到根据本发明的设备中。

位置识别器适合于确定电梯轿厢的明确的位置。在该情形下，例如在停电之后，可以通过将电梯轿厢驱动到与最近的位置识别器连接而返回电梯轿厢的位置信息，在该情形下，不需要执行根据现有技术的对电梯轿厢的位置的搜索。

借助于位置识别器的校验和（checksum），可以提高对位置识别器的标识的确定的可靠性。

当位置识别器包括至少两个RFID单元时，可以将这些RFID单元的标识彼此进行比较，在该情形下，可以监视位置识别器的状况。

通过测量由被永久磁化的标记段（marking piece）产生的磁场，可以线性地确定电梯轿厢的位置信息。还可以借助于根据本发明的测量装置、利用来自RFID单元和来自被永久磁化的标记段的两个信道来确定该情形下的位置信息。

附图说明

以下，将参照附图、辅以本发明的实施例的几个示例来更详细地描述本发明，其中

图1表示安装了根据本发明的设备的电梯系统。

图2表示根据本发明的脉冲样式的结构。

图3表示测量装置和位置识别器的感应连接。

图4表示根据本发明的用于确定电梯的楼层位置的设备。

图5表示根据本发明的用于确定终点层（terminal floor）以及电梯提升间的末端限位（end limit）的设备。

图6表示根据本发明的用于确定电梯轿厢的线性位置的一种设备。

图7表示根据本发明的用于确定电梯轿厢的线性位置的第二种设备。

图8表示根据本发明的测量装置的结构。

具体实施方式

图1表示电梯系统，其中以本质上是现有技术的方式在电梯提升间2中移动电梯轿厢1。电梯电机27经由电梯缆索（在图中未示出）在楼层25之间沿实质上垂直的方向在电梯提升间2中移动电梯轿厢1。变频器26通过调节电网28和电梯电机之间的供电而调整电梯电机27的移动。作为对从楼层25发送的呼叫以及从电梯轿厢发送且通过电梯轿厢的控制器30传送的轿厢呼叫的响应，利用电梯控制器29进行电梯轿厢的移动的调节和电梯运输（elevator traffic）的调整。

根据本发明的用于确定电梯提升间2中电梯轿厢1的位置的一个设备被安装到根据图1的电梯系统中。利用固定部件31与电梯轿厢1的厢顶相联系地固定测量装置3。测量装置3包括环形天线，对准环形天线使得天线的电磁射频测量信号5的方向实质上相对于电梯轿厢的移动方向呈直角。在相对于电梯提升间2所选择的位置中安装位置识别器4。利用磁性固定将位置识别器4例如固定在与楼层25相联系的电梯轿厢的导轨（未示出）上。在图1的情况下，电梯轿厢1的底板位于楼层25处，在该情形下，如图所示，测量装置3和对应于楼层的位置识别器4位于彼此相对的位置。在该情形下，当楼层的位置识别器4位于紧邻由测量装置3形成的电磁测量信号5的位置时，位置识别器4感应地连接到前述的电磁测量信号5。在连接之后，位置识别器经由前述的测量信号5向测量装置3发送确定的脉冲样式6。测量装置3基于脉冲样式6对所述的位置识别器4进行个体区分（individualize）。首先从测量装置3向电梯轿厢的控制器30传递由此确定的位置，并且沿着行进电缆或者例如无线数据传输信道从电梯轿厢的控制器向前传递给电梯控制器29。图3表示在测量装置3和位置识别器4之间的连接机制。图2表示由位置识别器形成的脉冲样式6。

在图3中，紧邻位置识别器4安放测量装置3。利用传送器20向测量装置3的环形天线19提供高频激励信号34。环形天线响应于激励信号形成电磁射频测量信号5。当位置识别器4的天线位于与测量装置3的环形天线的距离比测量信号5的波长实质上更短的位置处时，位置识别器4的天线感应地连接到前述的测量信号5。在本发明的一个实施例中，电磁测量信号5的频率是13.56MHz。在该情形下，测量装置的环形天线19和位置识别器4的天线之间的距离是至多接近30mm。

位置识别器4包括微电路32，微电路32在感应连接期间从测量信号5接收其操作电力（operating electricity）。在该情形下，测量信号5在位置识别器的天线中产生响应信号，利用整流桥将该响应信号整流为微电路32的操作电力。微电路经由感应连接的测量信号5来改变激励信号34的负载。通过控制晶体管33进行负载的改变。测量装置的微控制器21将负载中的改变检测作为激励信号34中的改变。微电路32以形成脉冲样式6的受控的方式来改变激励信号34的负载，所述脉冲样式6从测量装置3的激励信号34中读取出。

图2表示根据本发明的一种脉冲样式6的结构。脉冲样式6是处于串模式（series mode）并且包括用于确定位置识别器的、用于位置识别器的被个体区分的标识7以及紧跟随在其后的该标识的校验和8。当在相对于电梯提升间1所选择的位置处安装了借助于该标识而进行个体区分的位置识别器4时，还可以确定电梯提升间中与该识别器对应的明确的位置。

图4表示根据本发明的用于确定电梯系统中楼层位置的设备。在根据该图的情形下，与电梯轿厢相联系地安装的测量装置3沿箭头方向移动通过在电梯提升间内安装的位置识别器4。当测量装置3的环形天线19从上到达紧邻位置识别器4时，位置识别器的两个RFID单元中的上侧RFID单元9与由测量装置的环形天线19形成的电磁测量信号5感应地连接。测量装置3借助于RFID单元的标识来识别位置识别器。在该情形下，测量装置3得到（register）电梯轿厢已经到达了已知的层区段（floor zone）35。当测量装置3沿箭头方向向下移动更远时，测量装置根据下侧RFID单元9’的标识到达层区段36。设置RFID单元9,9’之间的电梯轿厢的移动方向上的距离，使得由RFID单元9，9’确定的层区段35、36彼此部分重叠。电梯的楼层被配置在其中测量装置3同时得到上侧RFID单元9和下侧RFID单元9’两者的标识的地方。

图5表示用于确定最低层以及电梯提升间的最终限位的对应设备。当测量装置3沿箭头方向到达与最低层对应的位置识别器4处时，根据图4的实施例来得到层的位置。在位置识别器4的下面安装相同类型的第二位置识别器4’。位置识别器4、4’之间的电梯轿厢移动方向上的距离被设置为使得由上侧位置识别器4的下侧RFID单元9’和下侧位置识别器4’的上侧RFID单元9确定的区段36、37彼此部分地重叠。这些区段36、37之间的重叠形成依赖于方向的末端限位。当电梯轿厢到达依赖于方向的末端限位时，其必须向上改变其方向以离开末端区段。然而，如果电梯轿厢向下更远地继续其行进，则抵达最终限位。在其中测量装置3同时得到下侧位置识别器4’的RFID单元9、9’两者的标识的区段38中确定该最终限位。在该情形下，电梯控制器29通过控制机械停止装置而阻止电梯轿厢的移动。该电梯控制器还阻止运行的重新启动。

当确定电梯提升间的最高层以及该层的上侧末端限位时，可以在提升间的顶部以对应的方式来安放位置识别器。

图6表示根据本发明的用于确定电梯轿厢的线性位置的设备。将霍尔传感器11安装到测量装置3，用于测量外部磁场。将被永久磁化的标记段（marking piece）12(当从侧面观看时)安装到位置识别器4。标记段12是其中通过将该标记段放到强大的外部磁场中而制成两个连续的磁性区域13、13’的磁性材料。连续的磁性区域13、13’的磁极被制成彼此相反的方向。在电梯轿厢的移动方向中彼此相距确定的距离处布置磁性区域13、13’。在电梯轿厢的移动方向上将五个霍尔传感器11连续地安装到测量装置3。当测量装置3到达标记段12的附近时，测量装置的霍尔传感器11得到磁场的改变。根据图6，当测量装置移动通过标记段时，每个霍尔传感器11形成与相对于标记段的磁场的位置成比例的信号35。标记段12和霍尔传感器之间的正交距离在该情形下是至多接近30mm，而最优选的距离是在接近10mm-15mm之间。图6中的信号35之间的相位差是由于霍尔传感器的相互放置位置（interplacement）造成的。由于前述的信号35实质上是相对于位置的正弦，例如利用三角计算，可以基于信号35的瞬时值来确定电梯轿厢的瞬时的线性位置。

图7表示对根据图6的设备的改进。在标记段12中制成四个单独的磁性区域（如从前面所见的）。每个磁性区域的大小是40mm×30mm。所述区域连续地位于电梯轿厢的移动方向上使得连续的各区域的中心点之间的距离是48mm。标记段的厚度是8mm。在电梯轿厢的移动方向上将五个霍尔传感器11连续地安装到测量装置3使得从最边缘开始的两个连续传感器之间的距离分别是24mm、36mm、36mm、24mm。在图7中，为了清楚，将霍尔传感器11安放靠近标记段12。图7还表示当测量装置3移动通过标记段12时前述的霍尔传感器的信号35。基于信号35的瞬时值来确定电梯轿厢的瞬时的线性位置。在该情形下，特别在标记段12的最边缘的磁性区域的点处提高了线性位置的精度。

图8表示根据本发明的测量装置3的构造。测量装置包括装置框架15，装置框架15包括用于固定测量装置的机械固定槽16。测量装置包括用于测量数据的输出端17。电路板18被固定到装置框架15上。在电路板的边缘的附近，将环绕导体安装到电路板的中间层，该环绕导体形成环形天线19。连接到天线的传送器20以及连接到传送器20的控制器21也固定到电路板上。利用控制器21控制传送器20并且还读取由传送器提供的激励信号34，用于确定位置识别器4。在本发明的一个实施例中，将霍尔传感器11附加地安装到电路板18上，用于测量外部磁场。

在本发明的一个实施例中，用于测量外部磁场的部件11包括磁阻传感器。

以上借助于本发明的实施例的几个示例描述了本发明。对于本领域技术人员而言，很明显，本发明不限于上述的实施例，而是在由以下提出的权利要求限定的本发明构思的范围内可以有许多其他应用。

对于本领域技术人员而言，很明显，根据本发明的电梯系统可以包括配重，或者该电梯系统还可以没有配重。

对于本领域技术人员而言，还很明显的，根据本发明的测量装置可以安装到相对于电梯提升间所选择的位置，在该情形下，根据本发明的位置识别器可以与电梯轿厢相联系地安装。在该情形下，以本发明中提出的方式来配置位置识别器和测量装置的相互定位（interpositioning）。

对于本领域技术人员而言，还很明显的，根据本发明的电梯系统可以包括被安装到相同的电梯提升间的不止一个电梯轿厢。在该情形下，可以与被安装到相同电梯提升间的不止一个电梯轿厢相联系地来安装根据本发明的测量装置。

另外，对于本领域技术人员而言，很明显，可以与连同电梯轿厢一起移动的机械装置（诸如，结合电梯轿厢的吊索或者例如配重）相联系地来固定根据本发明的测量装置。

另外，对于本领域技术人员而言，很明显，可以以对应的方式将多个位置识别器安装到电梯提升间的末端区段中，用于确定可能的附加的末端限位。在该情形下，例如当电梯轿厢的速度和/或机械末端缓冲的移动区域增加时，还可以提高电梯系统的安全性。

Claims (2)

1.用于确定电梯提升间中电梯轿厢的线性位置的设备，特征在于，该设备包括：

-固定于电梯轿厢的两信道测量装置，形成用于确定电梯轿厢的位置的电磁射频测量信号；

-在相对于电梯提升间所选择的位置中安装的位置识别器，布置该位置识别器以感应地连接到前述的电磁射频测量信号，并且还在进行连接之后，经由前述的电磁射频测量信号向测量装置发送确定的脉冲样式，

在测量装置中布置用于测量外部磁场的部件，并且，位置识别器包括被永久磁化的标记段，该标记段包括至少两个连续的磁性区域，连续的磁性区域的磁极是彼此相反的方向，并且在电梯轿厢的移动方向上彼此相距确定距离处布置连续的磁性区域。

2.根据权利要求1的设备，特征在于，该被永久磁化的标记段包括四个连续安装的磁性区域，所述连续的磁性区域中的两个连续的磁性区域的磁极总是彼此相反的方向，并且在电梯轿厢的移动方向上彼此相距确定距离处布置连续的磁性区域。

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