CN1042622C

CN1042622C - 电梯测重装置

Info

Publication number: CN1042622C
Application number: CN93121520A
Authority: CN
Inventors: 金正午
Original assignee: LG Industrial Systems Co Ltd
Current assignee: Otis Elevator Korea Co Ltd
Priority date: 1992-12-31
Filing date: 1993-12-30
Publication date: 1999-03-24
Anticipated expiration: 2013-12-30
Also published as: JP3527524B2; KR940014133A; CN1107118A; KR960000253B1; JPH0725561A

Abstract

一种电梯测重装置，能够调整由于抗震橡胶和差接变压器特性的改变引起的乘客重量的误差，因而获得正确的重量检测。该装置包括负载检测数据单元、最大/最小值检测单元、空载检测单元、第一比较器、差值调整处理单元、斜率计算单元、第二比较器和斜率调整处理单元。

Description

电梯测重装置

本发明涉及用于检测电梯乘客总重量的装置，更具体地说，涉及一种电梯测重装置，它采用抗震橡胶作为乘客重量传感器，根据抗震橡胶的位移准确地测定乘客的重量。

根据电梯的控制性能，准确测定电梯箱中乘客的总重量是非常重要的。换句话说，只有当电梯用相应于乘客重量的适当的起动转矩控制时，才能保证良好的乘梯感觉。利用乘客的重量作为控制电梯运行的数据，例如估计电梯中有乘客及计算每层上电梯/下电梯的乘客人数。

作为电梯的测重方法，已经提出了许多种，例如一种方法是将根据乘客重量改变的抗震橡胶位移转换为电压，一种方法是利用安装于电梯门上的光电装置对乘客计数，一种方法是通过分折由装在电梯箱内的摄象机扫描到的图象数据测定乘客的重量，再一种方法是利用与重量传感器(如压电元件)安装在一起并安在电梯箱底部的基片测定乘客的重量。在这些方法中，将抗震橡胶的位移转换成电压的方法因其经济性而被广泛采用。

参照图1，其中示出采用抗震橡胶位移的常规电梯测重装置。如图1所示，该装置包括安装于电梯箱1下面的抗震橡胶2，用于将抗震橡胶2的位移转换为电信号的差接变压器3，用于将差接变压器3的输出信号转换为显示负载检测数据的数字信号的A/D转换器单元5，用于处理重量数据形式的负载检测数据的输入单元6，用于存贮从输入单元6接收到的重量数据的存贮单元7，用于处理存贮于存贮单元7中的重量数据并输出一驱动马达的转矩信号或一有关上电梯/下电梯的乘客人数的数据的控制信号的输出单元8，和用于输出控制信号分别驱动输入单元6、存贮单元7和输出单元8的微处理器9。

图1中，参考标记AB代表一个地址线，参考标记DB代表数据总线，而参考数字4代表一个电阻器。

下面将结合图1和图2叙述该常规电梯测重装置的工作过程。

当乘客进入电梯箱1中时，抗震橡胶2按乘客重量成比例受到压缩。此时，差接变压器3因抗震橡胶2的位移而向下移动。差接变压器3的这一移动导致初级线圈与次级线圈间的磁通量发生变化。结果，在次级线圈上感应出与抗震橡胶的位移成比例的电压。

该电压经过调压电阻器4施加到A/D转换器单元5，然后被A/D转换器单元5转换成数字信号，而A/D转换器单元5又装载检测数据。电梯箱1中没有乘客时，A/D转换器单元5的负载检测数据对应于0％。当电梯箱1中乘客的总重量相应于电梯的额定负载时，A/D转换器单元5的负载检测数据对应于100％。

A/D转换器单元5的负载检测数据经由输入单元6输送到微处理器9，微处理器9又输出一控制信号。通过这一控制信号，负载检测数据被传送到存贮单元7的相应指定地址。

换句话说，当时电梯箱1中的乘客的总重量能够从贮存于指定地址中的负载检测数据测得。

例如，从A/D转换器单元5输出的负载检测数据以十六进制数(32)₁₆对应于表示50％的十进制数(50)₁₀。若电梯的额定负载为1600千克，则该负载检测数据就表示当时电梯箱1中的乘客的总重量为800千克。

如上所述，在这种常规装置中，乘客的总重量被转换成机械位移，然后分别通过抗震橡胶和差接变压器转换为电信号。然而，在这种常规装置中，准确测定乘客的总重量是不可能的，这是因为由于发生机械位移的抗震橡胶的弹性系数的变化、差接变压器初级线圈电压的变化以及差接变压器其它特性的变化而使由转换得到的电信号可能不对应于实际重量。更进一步说，常规装置需要周期性检查和调整。因而可能导致性能降低。

这种常规装置中遇到的上述问题参照图2能够理解。图2是一个特性曲线，说明由图1中差接变压器特性的变化引起的负载检测数据的误差。该特性曲线绘在直角坐标系上，X轴表示负载检测数据而Y轴表示差接变压器3的线圈的输出电压。在这一直角坐标系中，设定初始值使100％的值对应于点Q的X轴上的负载检测数据Xa在点Q处与差接变压器3的次级线圈的输出电压Ya (在Y轴上)满足差换变压器3的特性曲线PQ，而0％的值对应于点P的X轴上的负载检测数据Xb，在点P处与差接变压器3的初级线圈的输出电压Yb(在Y轴上)满足差接变压器3的特性曲线PQ。

最初，特性曲线PQ具有表示差接变压器3的初始调节特性的直线形式。由于上述变化因素，这一线性特性曲线PQ可能变形为曲线TU，如图2所示。此时，表示乘客总重量的负载检测数据的检测就会出现误差。例如，在特性曲线PQ上表示的X％的负载检测数据通过变形后的特性曲线TU被测为XA％。因而在负载检测数据中出现了相应于XB％-XA％值的误差ENL。

因而本发明的目的是提供一种电梯测重装置，它始终能够测得乘客的正确重量而不需要任何周期性的检查及调整。其方法是通过比较从电梯状态信号测得的负载检测数据的最小值和最初设定的负载检测数据的最小值，在比较的基础上测出差提变压器特性曲线的变化，而后自动调整由于特性曲线的变化而产生的负载检测数据的误差和误差的变化。

按照本发明，通过提供一种电梯测量装置能实现该目的。该电梯测重装置包括：负载检测数据单元，用于通过所述电梯箱中乘客的重量与所述电梯的额定负载的比率计算负载检测数据，并输出该负载检测数据；还包括最大/最小值检测单元，用于记录所述负载检测数据的最大值和最小值；还包括空载检测单元，用于测出所示所述电梯空载状态的电梯状态信号，并输出表示所述空载状态的负载检测数据；还包括第一比较器，用于将从所述空载检测单元输出的所述负载检测数据与存贮于所述最大/最小值检测单元的所述最小值进行比较，并输出在所述空载状态下产生的负载检测数据误差以及所述误差的变化；还包括误差调整处理单元，用于确定第一调整值以调整所述第一比较器的输出信号的所述误差和所述误差的变化，用所述第一调整值调整差接变压器的特性曲线，并将所述第一调整值施加到所述负载检测数据单元，以便按所述调整后的特性曲线输出负载检测数据；还包括斜率计算单元，用于按从所述负载检测单元输出的所述负载检测数据计算出斜率；还包括第二比较器，用于比较从所述斜率计算单元输出的所述斜率和记录于所述负载检测数据单元的斜率，并输出所述差接变压器的所述特性曲线的斜率误差以及所述斜率误差的变化；还包括斜率调整处理单元，用于确定第二调整值，以调整从所述第二比较器输出的所述斜率误差和所述斜率误差的变化，用所述第二调整值调整所述差接变压器的所述特性曲线，并将所述第二调整值施加到所述负载检测数据单元，以按所述调整后的特性曲线输出负载检测数据。

下面将参照附图说明实施例，使本发明的其它目的和观点将变得更显而易见，附图中：

图1是常规电梯测重装置的视图；

图2是特性曲线图，说明由图1中的差接变压器特性的改变而引起的负载检测数据的误差：

图3和4分别是按照本发明的电梯测重装置的框图；

图5是图4中误差调整处理单元的框图；

图6是按照本发明采用的差接变压器的特性曲线：

图7A是说明表示误差及误差变化情况的函数P、Z和N的图；

图7B是说明负载检测数据的调整值K和模糊集合VL、LM、S和VS的图；

图8和9中的图分别说明图6中模糊控制单元的模糊推理单元中调整值K的推理过程。

参照图3至5，说明按照本发明的电梯测重装置的A/D转换器单元。该测重装置包括的结构与图1中所示的常规装置的结构相同，所不同的是A/D转换器单元的结构。为简短说明起见，仅叙述A/D转换器单元的结构，而省略掉关于其它单元的详细描述。

如图4所示，A/D转换器单元5包括负载检测数据单元10，用于计算差接变压器3(图1)以电梯额定负载重量百分比的形式输出的乘客重量检测信号Y，并输出负载检测数据结果X％；还包括最大/最小值检测单元20，用于记录负载检测数据X％的最大值MAX％和最小值MIN％；还包括空载检测单元30，用于检测表示电梯空载状态的电梯状态信号S，并输出表示空载状态的负载检测数据X％；还包括第一比较器40，用于将从所述空载检测单元30输出的负载检测数据X％与贮存于最大/最小值检测单元20的最小值MIN％进行比较，并输出在电梯空载状态下产生的负载检测数据的误差ENL和误差的变化CENL；还包括误差调整处理单元50，用于确定第一比较器40的输出信号的调整误差ENL和误差变化CENL的调整值K；还包括斜率计算单元60，用于计算空载检测单元30输出的负载检测数据X％的斜率θ₁；还包括第二比较器70，用于比较斜率计算单元60输出的斜率θ₁和记录于负载检测数据单元10中的斜率θ₀，并输出差接变压器3(图1)的特性曲线的斜率误差Eθ和误差的变化CEθ；还包括斜率调整处理单元80，用于确定从第二比较器70输出的调整误差Eθ和误差变化CEθ的调整值L。

如图5所示，误差调整处理单元50包括模糊控制单元FLC，用于控制人类逻辑的模糊点。模糊控制单元FLC包括量化单元Qn，用于将负载检测数据的误差ENL和误差变化CENL量化；还包括模糊推理单元FR，用于通过输出信号函数将量化单元Qn的输出信号进行分类，以便用模糊集合表示输出信号，并用规则RL1至RL9对分类后的输出信号进行推理；还包括数值处理单元DF，用于对模糊推理单元FR确定的推理进行数值处理并因而输出调整值K。

斜率调整处理单元80，包括与误差调整处理单元50结构相同的模糊控制单元。

现在将参照图3至图9叙述按照本发明的测重装置的工作过程。

最初安装好电梯后，当来自差接变压器3的乘客重量检测信号Y施加到A/D转换器单元5的负载检测数据单元10上时，负载检测数据单元10通过计算下式而输出负载检测数据X1％。

X1％=θ₀*Y+Y_o

在该式中，θ₀代表差接变压器3的特性曲线PQ的斜率。斜率θ₀能够从下式导出：

θ₀=tan^-1(Xa-Xb)/(Ya-Yb)

特性曲线PQ是调整后的曲线。当电梯箱1中乘客的重量是电梯的额定负载时，将差接变压器3的输出电压Y调整为Ya。在这种情况下，初值设定为对应于负载检测数据Xa的100％值的最大值MAX％。在另一种情况下，将空载状态进行调节使差接变压器3的输出电压Y对应于Yb。此时，初值设定为对应于负载检测数据Xa的0％的最小值MIN％。

对于相应于额定负载、空载和1/2负载的各种乘客重量，负载检测数据X％用Xa(Xa=MAX％)、Xb(Xb=MIN％)和Xo来设定，Xa、Xb和Xo分别是差接变压器3的特性曲线PQ的X轴上的值，如图6所示。

负载检测数据X₁施加于最大/最小值检测单元，以便输出负载检测数据的最大值及最小值。最大值MAX％和最小值MIN％被贮存起来。

在另一种情况下，当差接变压器3的乘客重量检测信号Y在电梯运行过程中施加于A/D转换单元5的负载检测数据单元10时，数据检测数据单元10经计算下式输出负载检测数据X2：

X2％=θ₀*Y(1-L)+Xo(1-K)

式中，θ₀代表差接变压器3的特性曲线PQ的斜率。斜率θ₀能从式θ₀=tan^-1(Xa-Xb)/(Ya-Yb)导出。调整值K和L能分别在误差调整处理单元50和斜率调整处理单元80中计算出。当通过最初设定的特性曲线PQ检测负载检测数据时，数据值K和L都为零。

负载检测数据X2施加于最大/最小值检测单元20，以输出该负载检测数据的最大值MAX％和最小值MIX％。最大值MAX％和最小值MIN％再一次被贮存起来。

当由于特性的改变(如图6中特性曲线TB所示)使空载状态下差接变压器3的输出电压从值Yb变为值Yb₂时，就产生负载检不则数据中的误差ENL和该误差的变化CENL。在这种情况下，负载检测数据误差、其误差变化、变形后的特性曲线的斜率误差和其误差变化分别被从误差调整处理单元50和斜率调整处理单元80输出的调整值K和L调整。

可以考虑采用根据电梯的状态对从A/D转换器单元5输出的负载检测数据进行监控的方法。然而，在这种情况下，当负载检测装置本身的特性发生改变时，也许会引起负载检测数据的误检测。为此，根据本发明采用了从电梯状态信号S来检测空载状态的方法。

当电梯门在正常的运行状态而不是处于维修或故障状态下关闭一预先设定的时间(例如，不少于30秒)后，电梯仍没有运动，电梯就发出电梯状态信号S。该电梯状态信号S被施加于空载检测单元30，空载检测单元30接下来输出表示空载状态的负载检测数据。在第一比较器40中，该负载检测数据与最初设定并贮存于最大/最小、值检测单元20中的最小值MIN％比较。通过比较，得出了表示负载检测数据和最小值MIN％之间的差值的误差ENL及其误差变化CENL。而后得出的误差ENL及其误差变化被包加到误差调整处理单元50上。

误差ENL及误差变化CENL的调整是通过控制人类逻辑模糊点的模糊控制单元FLC进行的。

也就是，误差ENL和误差变化CENL通过量化单元Qn变为模糊集合。而后，由模糊集合表示的误差ENL和误差变化CENL被误差ENL和误差变化CENL函数P、Z和N分类。

从量化单元Qn输出的输出信号被模糊推理单元FR接收，而后用规定的规则RL推理。根据采用的规则RL，当误差ENL和误差变化CENL都为负(N)时，选择模糊集合VL用于提供非常大的调整值K，如图8和图9所示。同样，根据规则RL，当误差ENL和误差变化CENL分别为负(N)、零(Z)和P(正)时，其它规则，即模糊集合VL(非常大)、模糊集合L(大)、模糊集合M(中)、模糊集合S(小)和模糊集合VS(非常小)可以推出。推出的模糊集合被施加到数值处理单元DF,DF接下来输出调整值K。

例如，当误差ENL和误差变化CENL都为-0.8时，采用的是相应于误差ENL的模糊集合N和Z及误差变化CENL的模糊集合N和Z的五个规则RL1至RL5，以输出调整值K。

在另一种情况下，当差接变压器3的特性曲线变形为图6中的特性曲线RS时，可以发现空载状态下的负载检测数据和特性曲线的斜率都发生了变化。斜率误差Eθ和误差变化CEθ被以上述的采用调整值K对误差ENL和误差变化CENL进行调整的步骤相同的方式确定的调整值L调整。

调整值K和L再次被施加到负载检测数据单元10。在负载检测数据单元10中，负载检测数据X2采用下式测出：

X2％=θ₀*Y(1-L)+Xo(1-K)

如上所述，用差接变压器的经调整值K和L调整后的特性曲线计算出的负载检测数据再次存贮于负载检测数据单元10。用调整后的特性曲线来检测负载检测数据。因而，即使由于差接变压器3最初设定的特性曲线的改变而导致乘客重量检测出现误差，始终准确地检测出电梯箱中的乘客的重量也是可能的。

根据以上说明很明显地看出，本发明提供了一种电梯测重装置，能够调整由于抗震弹簧和差接变压器特性的变化而引起的乘客重量的误差，因而获得正确的重量检测。

本领域的技术人员应该知道，在不偏离所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的前提下，各种改进、添加和替换都是可能的。

Claims

1．一种电梯测重装置，具有一个负载检测数据单元，用于通过所述电梯箱中乘客的重量与该电梯额定负载的比率提供负载检测数据并输出该负载检测数据，以及一个空载检测单元，用于检测表示所述电梯空载状态的电梯状态信号并输出表示所述空载状态的负载检测数据，其特征在于所述测重装置包括：

最大/最小值检测单元，用于记录所述负载检测数据的最大值和最小值；

第一比较器，用于将从所述空载检测单元输出的所述负载检测数据与贮存于所述最大/最小值检测单元中的所述最小值进行比较，并输出在所述空载状态下产生的负载检测数据误差和所述误差的变化；

误差调整处理单元，用于接收所述第一比较器的输出并通过模糊推理计算确定一个调整值；

斜率计算单元，用于按从所述负载检测单元输出的所述负载检测数据计算出斜率；

第二比较器，用于将从所述斜率计算单元输出的所述斜率与记录于所述负载检测数据单元中的斜率进行比较，并输出斜率误差及所述斜率误差的变化；以及

斜率调整处理单元，用于接收所述第二比较器的输出，通过模糊推理计算确定斜率调整值。

2．根据权利要求1的测重装置，其中所述误差调整处理单元包括模糊控制单元，用于控制人类逻辑的模糊点，所述模糊控制单元用来确定所述第一调整值。

3．根据权利要求1的测重装置，其中所述斜率调整处理单元包括模糊控制单元，用于控制人类逻辑的模糊点，所述模糊控制单元用来确定所述第二调整值。

4．一种电梯测重方法，包括：

第一步，计算最大负载值，二分之一负载值和最小负载值，作为负载检测数据单元的电梯负载比，存储该值，存储特征曲线的斜率值，并设定空载调整值(K)和斜率调整值(C)为零；

第二步，检测负载值，与起始最大负载值比较，如果所检测的负载值大于起始最大负载值，则检测的负载值设定为最大负载值，如果所检测的负载值小于起始最大负载值，则将所检测的负载值设定为起始最大负载值，而后根据乘客负载信号(Y)确定空载状态；

第三步，如果处于负载状态的电梯在确定的时间内运行，根据检测单元输出机械控制命令；以及

第四步，在空载状态时，通过将所检测的负载设定为最小值，而输出误差(ENL)和误差变化(CENL)，以及根据所得到的空载调整值输出一个负载值而输出机械控制命令之后，利用模糊推理计算的重量中心调节法得到空载调整值(K)和(L)。