CN104016201A - 电梯轿厢绝对位置检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电梯轿厢绝对位置检测装置，包括曳引轮、导向轮、曳引钢丝绳、轿厢、对重和电梯主控板，还包括安装在曳引钢丝绳两侧的投光器、受光器以及与电梯主控板通信的位置控制器，所述受光器包括感光元件和图像识别元件，所述投光器向曳引钢丝绳投射光束，将曳引钢丝绳移动时的图像投射到受光器的感光元件上成像，所述受光器的图像识别元件周期性的对图像进行对比及特征采样，并按采样特征的变化生成对应的位移信号，所述位置控制器对位移信号进行方向判别及计算，进而检测出电梯轿厢的位置。此电梯轿厢绝对位置检测装置简单实用，精度高，且不存在打滑导致检测误差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电梯技术领域，尤其是指电梯轿厢绝对位置检测装置。
背景技术
电梯作为现代楼宇必须的交通工具，其控制系统需要准确检测轿厢的绝对位置，目前电梯行业内，检测轿厢位置的方法主要有以下两种：
1、主机曳引轮旋转编码器测量方法。该方法为在主机曳引轮转轴上安装旋转编码器，通过编码器反馈的信号实现电机速度及轿厢位置的检测控制，此方法存在以下不足：
a.主机曳引轮作为电梯的动力机构，惯量大，负荷情况及动力力矩变化剧烈，曳引轮上的钢丝绳容易发生较大的弹性滑移。通过主机曳引轮的转动量获得轿厢位置数据，误差较大。
b.电梯在快车运行过程中遇到故障需要紧急停止时，由于制动器的释放，曳引轮紧急停止，但由于轿厢惯性大，曳引钢丝绳会与曳引轮发生明显的机械打滑，此时曳引轮因制动器动作而停止，旋转编码器无法检测钢丝绳的打滑距离。
2、限速器绳轮上旋转编码器测量方法。该方法要求限速器的绳轮必须是轴转动方式。对于轴不动方式的内轴承结构，无法安装旋转编码器，该轿厢绝对位置的检测方法应用受到限制。同时该方法无法检测限速器动作后或限速器发生断绳后的电梯轿厢移动。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术之不足，提供一种应用简便、测量精度高的电梯轿厢绝对位置检测装置。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种电梯轿厢绝对位置检测装置，包括曳引轮、导向轮、曳引钢丝绳、轿厢、对重和电梯主控板，还包括安装在曳引钢丝绳两侧的投光器、受光器以及与电梯主控板通信的位置控制器，所述受光器包括感光元件和图像识别元件，所述投光器向曳引钢丝绳投射光束，将曳引钢丝绳移动时的图像投射到受光器的感光元件上成像，所述受光器的图像识别元件周期性的对图像进行对比及特征采样，并按采样特征的变化生成对应的位移信号，所述位置控制器对位移信号进行方向判别及计算，进而检测出电梯轿厢的位置。
进一步的，该检测装置还包括备用电池，用于电梯外部电源切断时，对所述位置控制器及受光器和投光器供电。
进一步的，所述投光器的光束投射方向可根据所述曳引钢丝绳的绳股绕向进行调整。
进一步的，所述投光器具体采用激光投影机。
进一步的，所述受光器还包括脉冲生成器，所述受光器的图像识别元件按采样特征的变化，触发脉冲生成器生成对应的连续位移脉冲传输给所述位置控制器。
进一步的，所述投光器和受光器可安装在轿厢侧的曳引钢丝绳两侧，也可安装在对重侧的曳引钢丝绳两侧。
进一步的，所述投光器和受光器安装在曳引钢丝绳直线移动段的两侧。
进一步的，所述投光器和受光器均安装在电梯井道顶部。
进一步的，所述感光元件为CCD元件。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、可靠：电梯轿厢通过钢丝绳悬挂，轿厢与对重自身的重力作用，使钢丝绳的移动可以无偏差的反映轿厢的运行速度、位置。
2、准确：测量精度高，为控制提供更高水准的数据；为后续功能开发提供方便。
3、应用简便：该检测装置应用便捷，易于安装、调节，且应用范围广泛。
附图说明
图1为本发明电梯轿厢绝对位置检测装置的结构布置示意图。
图2为本发明中曳引钢丝绳成像原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1和图2所示，本实施例所述一种电梯轿厢绝对位置检测装置，包括曳引轮1、导向轮2、电梯主控板3、投光器4、受光器5、位置控制器6、备用电池7、曳引钢丝绳8、轿厢9、对重10。投光器4和受光器5分别安装在曳引钢丝绳8的两侧，受光器5包括感光元件51、图像识别元件52和脉冲生成器53，感光元件51具体选用CCD元件。投光器4具体采用激光投影机，其向曳引钢丝绳8投射激光束，将曳引钢丝绳8移动时的图像投射到受光器5的感光元件51上成像，受光器5的图像识别元件52周期性的对图像进行对比及特征采样，并按采样特征的变化触发脉冲生成器53生成对应的连续位移脉冲，位置控制器6对该位移脉冲进行方向判别及计算，进而检测出电梯轿厢的位置，并通过CAN通信方式把轿厢的位置数据发送到电梯主控板3。
备用电池7用于电梯外部电源切断时，对位置控制器6及受光器5和投光器4供电，保证电梯外部电源切断时，对轿厢位置的检测仍有效。
投光器4的激光束投射方向可根据曳引钢丝绳8的绳股绕向进行调整，具体设计时，可通过激光发射源旋钮11来实现投射方向的调整，使曳引钢丝绳8在受光器5的感光元件51上成像清晰且有明显的绳股凹凸点，图像识别元件52则通过周期采样，识别以上绳股凹凸点，触发脉冲生成器53生成对应的连续位移脉冲。
优选的，投光器4和受光器5可安装在轿箱侧的曳引钢丝绳两侧。再选的，投光器4和受光器5也可安装在对重侧的曳引钢丝绳两侧。
优选的，投光器4和受光器5安装在曳引钢丝绳直线移动段的两侧。
优选的，投光器4和受光器5均安装在电梯井道顶部。
下面简述本实施例所述检测装置的计算方法：电梯曳引钢丝绳的直径为D,捻绳股数为n，捻距与直径比为λ,K为电梯吊挂比，位置控制器6在周期T内检测到的电梯上行脉冲为N,电梯轿厢在周期T内移动的距离为L,电梯轿厢的速度为V，则
L＝λ*D*N/n/K；
V＝L/T
以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围。
Claims (9)
1.一种电梯轿厢绝对位置检测装置，包括曳引轮、导向轮、曳引钢丝绳、轿厢、对重和电梯主控板，其特征在于：还包括安装在曳引钢丝绳两侧的投光器、受光器以及与电梯主控板通信的位置控制器，所述受光器包括感光元件和图像识别元件，所述投光器向曳引钢丝绳投射光束，将曳引钢丝绳移动时的图像投射到受光器的感光元件上成像，所述受光器的图像识别元件周期性的对图像进行对比及特征采样，并按采样特征的变化生成对应的位移信号，所述位置控制器对位移信号进行方向判别及计算，进而检测出电梯轿厢的位置。
2.根据权利要求1所述的一种电梯轿厢绝对位置检测装置，其特征在于：还包括备用电池，用于电梯外部电源切断时，对所述位置控制器及受光器和投光器供电。
3.根据权利要求1或2所述的一种电梯轿厢绝对位置检测装置，其特征在于：所述投光器的光束投射方向可根据所述曳引钢丝绳的绳股绕向进行调整。
4.根据权利要求1或2所述的一种电梯轿厢绝对位置检测装置，其特征在于：所述投光器具体采用激光投影机。
5.根据权利要求1或2所述的一种电梯轿厢绝对位置检测装置，其特征在于：所述受光器还包括脉冲生成器，所述受光器的图像识别元件按采样特征的变化，触发脉冲生成器生成对应的连续位移脉冲传输给所述位置控制器。
6.根据权利要求1或2所述的一种电梯轿厢绝对位置检测装置，其特征在于：所述投光器和受光器可安装在轿厢侧的曳引钢丝绳两侧，也可安装在对重侧的曳引钢丝绳两侧。
7.根据权利要求1或2所述的一种电梯轿厢绝对位置检测装置，其特征在于：所述投光器和受光器安装在曳引钢丝绳直线移动段的两侧。
8.根据权利要求1或2所述的一种电梯轿厢绝对位置检测装置，其特征在于：所述投光器和受光器均安装在电梯井道顶部。
9.根据权利要求1或2所述的一种电梯轿厢绝对位置检测装置，其特征在于：所述感光元件为CCD元件。
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