CN105293237B - 速度和位置检测系统 - Google Patents

Abstract

公开在升降通道（22）内关联并且具有速度和位置检测系统（62、64、70）的电梯（20）。该电梯（20）可包括该升降通道（22）内关联的电梯部件（60）、该升降通道（22）内关联的光学传感器（62）、采用在该光学传感器（62）的路径中排列这样的方式在该升降通道（22）内关联的物体（64），以及操作耦合于该光学传感器（62）的处理器（70）。该光学传感器（62）可能够发射信号（66）和接收该发射信号（66）的反射信号（68）。该物体（64）可具有可反射该信号（66）的表面特征（64a）。该处理器（70）可能够处理该反射信号（68）来提供指示该电梯部件（60）的速度和位置的输出。

Description

速度和位置检测系统

技术领域

本公开大体上涉及电梯，并且特别涉及电梯的速度和位置检测系统。

背景技术

在现代社会中，电梯已经变成用于在多层建筑物之中运输人员和货物无处不在的机器。由于电梯整天在各个楼层频繁停靠而连续操作，电梯的安全监测系统在确保电梯的可靠操作中起重要作用。

电梯安全规则除其他外还要求当电梯接近终点平台时检查电梯的速度来确保当电梯接近该平台时速度可以减小到合理的安全速度。一个当前广泛采用的方法是使用开关和凸轮来确定电梯是否正在减速。然而，这些开关和凸轮的安装是相当昂贵的，更不用说这些开关和凸轮要求的可观维护。

当前用于确定电梯的速度的另一个方法是通过利用电梯定位系统。许多当前的电梯定位系统使用电梯轿厢位置信息（其从编码器和/或开关取得）来不仅确定电梯轿厢的位置并且确定电梯轿厢的速度。这样的定位系统的安装也是相当昂贵的。

根据前述，对成本有效的系统继续寻找改进来确定电梯轿厢的速度和位置。

发明内容

根据本公开的一个方面，公开在升降通道内关联的并且具有速度和位置检测系统的电梯。该电梯可包括该升降通道内关联的电梯部件、该升降通道内关联的光学传感器、采用在该光学传感器的路径中排列这样的方式在该升降通道内关联的物体，以及操作耦合于该光学传感器的处理器。该光学传感器可能够发射信号并且接收该发射信号的反射信号。该物体可具有该信号可在其上反射的表面特征。该处理器可能够处理该反射信号来提供指示电梯部件的速度和位置的输出。

根据本公开的另一个方面，公开具有速度和位置检测系统的电梯。该电梯可包括电梯轿厢、操作耦合于该电梯轿厢的光学传感器、采用在该光学传感器的路径中排列这样的方式与该光学传感器关联的静态物体，以及操作耦合于该光学传感器的处理器。该光学传感器可能够发射信号并且接收该发射信号的反射信号。该静态物体可具有该信号可在其上反射的表面特征。该处理器可能够处理该反射信号来提供指示电梯轿厢的速度和位置的输出。

根据本公开的再另一个方面，公开检测电梯部件的速度和位置的方法。该方法可包括：提供能够发射和接收信号的光学传感器；提供在该光学传感器的路径中排列并且能够反射信号的物体；提供操作耦合于该光学传感器并且能够处理由该光学传感器接收的反射信号的处理器；从该光学传感器发射信号到该物体上；接收离开该物体的反射信号；处理由该光学传感器接收的该反射信号；并且提供指示该电梯部件的速度和位置的输出。

当结合附图阅读下列详细说明时，本公开的这些和其他方面将变得更加明显。

附图说明

图1是根据本公开的教导构建的电梯的实施例；

图2是根据本公开的教导构建的电梯的速度和位置检测系统的实施例；

图3是根据本公开的教导构建的电梯的速度和位置检测系统的另一个实施例；

图4是根据本公开的教导构建的电梯的速度和位置检测系统的再另一个实施例；

图5是根据本公开的教导构建的电梯的速度和位置检测系统的再另一个实施例；

图6是根据本公开的教导构建的电梯的速度和位置检测系统的再另一个实施例。

尽管本公开易于做出各种修改和替代解释，其的某些说明性实施例已经在图中示出并且将在下文详细描述。然而，应该理解没有意图限制于公开的特定形式，而相反意图是覆盖落入本公开的精神和范围内的所有修改、替代构造和等同物。

具体实施方式

现在参照图1，电梯系统20采用示意方式示出。要理解在图1中示出的电梯系统20的版本仅是为了说明性目的和呈现一般电梯系统的各种部件的背景。

如在图1中示出的，电梯系统20可包括垂直提供在多层建筑物24内的升降通道22。典型地，该升降通道22可以是提供在建筑物24的中心部分内的中空井道，其中如果建筑物具有足够大小并且包括多个电梯则提供多个升降通道。轨道26和28可大致上延伸升降通道22的长度。电梯轿厢30能滑动地安装在一对轨道26上（为了清楚仅一个轨道26在图1中示出），并且配重32能滑动地安装在一对轨道28上（为了清楚仅一个轨道28在图1中示出）。尽管没有在图1中详细描绘，本领域内技术人员将理解轿厢30和配重32两者可以包括滚轮座34、轴承或类似物用于沿轨道26和28平滑运动。这些滚轮座、轴承或类似物也可采用牢固方式能滑动地安装到轨道26和28。

为了移动轿厢30和从而移动装载在其上的乘客和/或货物，典型地可在升降通道22的顶部提供马达36。电子控制器38可电耦合于该马达36，电子控制器38进而可电耦合于多个提供在每个楼层上来呼叫电梯轿厢30的操作者界面40，以及提供在每个轿厢30上来允许其乘客指定轿厢30的方向的操作者界面42。安全链电路54以及电源56也可电耦合于电子控制器38。驱动轴44可从马达36机械延伸，驱动轴44进而可操作耦合于牵引滑轮46，并且进一步可延伸来操作耦合于制动系统52。该制动系统52也可电耦合于电子控制器38。受拉构件48可绕滑轮46联动，例如圆形绳索或扁平带等。该受拉构件48可进而采用任何合适的系套设置操作耦合于配重32和轿厢30。当然，利用包括多个受拉构件48的典型系统以及电梯系统20的马达和滑轮的各种设置，这些部件的多个不同实施例或设置是可能的。

在图2中，公开电梯系统20的速度和位置检测系统。该速度和位置检测系统可包括光学传感器62、物体64和处理器70。该光学传感器62可操作耦合于电梯部件60，例如但不限于电梯轿厢30。该光学传感器62可能够发射和接收信号。该物体64可采用在光学传感器62的路径中排列这样的方式安置在升降通道22内，并且可具有表面特征64a，其可反射由光学传感器62发射的信号。该处理器70可集成在电子控制器38内并且操作耦合于光学传感器62。应该理解该处理器70不必须设计在电子控制器38内，并且它可设计为自主独立式电路或包含在电梯20内的任何其他部件内。此外，该处理器70可能够处理从光学传感器62接收的信号，并且产生指示电梯部件60的速度和位置的输出。

当电梯部件60在升降通道22内移动时，光学传感器62可发射信号66到物体64上。该信号66然后可反射离开物体64的表面特征64a。反射信号68然后可由光学传感器62以某个时间延迟和角度接收。在一个示范性实施例中，该时间延迟和角度然后可由处理器70使用来处理电梯部件60的速度和位置。应该理解来自该反射信号68的其他信息（如本领域内技术人员知晓的）可由处理器70使用供提供速度和位置输出。

在一个示范性实施例中，光学传感器可发射光信号66，其可由发光二极管（LED）或激光二极管产生。LED和激光器的使用可允许至少几毫米的感测范围，而同时可应用于更长范围的测量。利用LED或激光器的光学传感器在测量移动物体的速度和位置中，尤其在电梯中可以是廉价的准确技术方案。

现在参照图3，在一个实施例中，光学传感器62可采用与在升降通道22内延伸的轨道26对齐这样的方式操作耦合于电梯轿厢30。轨道26可具有有限长度并且在它的表面上可具有缺陷，例如微小的突起26a和凹陷26b（其在图3中为了说明性目的而夸大了）。当电梯轿厢30沿轨道26能滑动地移动时，光学传感器62可发射信号66到轨道26上。离开在轨道26上的突起和凹陷26a、26b或离开轨道接头（没有示出）的反射信号68可由处理器70使用来确定电梯轿厢30的速度和位置。例如，离开轨道接头或轨道26上的突起或凹陷26a、26b的反射信号68可由光学传感器62接收并且由处理器70存储。处理器70可在该点处理反射信号68来确定电梯轿厢30的当前位置和速度。在一个示范性实施例中，当前位置可通过参考识别轨道接头、突起和凹陷26a、26b的所有位点（其可存储在处理器70的存储器中）的轨道26的预扫描获得。电梯轿厢30的速度可通过发射信号66和接收反射信号68之间的时间延迟和角度确定。

当电梯轿厢30继续沿轨道26移动时，离开轨道26上的第二突起或凹陷26a、26b的第二反射信号68可由光学传感器62接收并且由处理器70存储。在该点，处理器70可如之前那样处理该第二反射信号68来确定电梯轿厢30的当前位置和速度。备选方案可以是使用存储在处理器70中的两个反射信号68之间的时间延迟来确定电梯轿厢30的速度和位置。

在图4中示出的另一个实施例中，光学传感器62可采用与电梯门72对齐这样的方式操作耦合于电梯轿厢30。当电梯轿厢30接近楼层78时，光学传感器62可发射信号66到升降通道门76上。离开升降通道门76的反射信号68可由光学传感器62接收并且进一步由处理器70处理来确定电梯门72的精确位点。

在图5中示出的另一个实施例中，光学传感器62可采用与电梯门滑轨72a对齐这样的方式操作耦合于电梯轿厢门72。当电梯门72打开和关闭时，光学传感器62可发射信号66到电梯门滑轨72a上。离开电梯门滑轨72a的反射信号68可由光学传感器62接收并且由处理器70进一步处理来确定电梯门72的速度和位置。

在图6中示出的再另一个实施例中，光学传感器62可操作耦合于电梯轿厢30和升降通道22的壁22a。具有表面特征74a的层标记74可在升降通道22内靠近每个平台层78处操作耦合。这些表面特征74a可以是识别每个平台层78的线条，例如但不限于条形码记号、数字和具有各种形状和取向的任何光学能检测的线条。例如，在层“3”处，在层标记74上的线条74a可描绘数字“3”、代表数字“3”的条形码记号，或处理器70可识别为数字“3”的任何其他形状和取向。每个平台层78还可具有如果电梯轿厢30不在的话则防止乘客进入升降通道22的升降通道门76。

当电梯轿厢30在升降通道22内垂直移动时，耦合于电梯轿厢30的光学传感器62可发射信号66到它经过的每个层标记74上。离开每个层标记74的表面特征74a的反射信号68然后可由光学传感器62接收并且由处理器70存储。在一个示范性实施例中，处理器70可从离开每个层标记74的表面特征74a的反射信号68确定电梯轿厢30的位置，以及从传感器62经过第一层标记74时到光学传感器62经过第二层标记74时之间的时间延迟确定电梯轿厢30的速度。耦合于升降通道22的壁22a的光学传感器62可排列在每个升降通道门76的路径中。这些光学传感器62可检测升降通道门76是否存在。如果升降通道门76不存在，处理器70可从由光学传感器62接收的反射信号68确定电梯轿厢30是否存在。如果电梯轿厢30也不存在，那么处理器70可触发指示不安全状况的检测的安全链54。

产业应用

鉴于前述，可以看出本公开阐述电梯的速度和位置检测系统。电梯继续用于将乘客从一层运输到下一层。可依赖电梯的速度和位置检测系统来确保电梯轿厢可以安全和可靠的速度操作，并且电梯轿厢可在期望位置。此外，电梯的速度和位置检测系统可确保满足其他安全规则和规章，例如但不限于升降通道门的存在或不存在。光学传感器（其可利用LED和激光二极管来发射信号）的使用可以是廉价并且可靠的技术方案来检测电梯部件的速度和位置。可依赖光学传感器用于短范围和更长范围测量，使它们也是多用途的。

尽管已经阐述仅某些实施例，备选方案和修改对于本领域内技术人员从上文描述将是明显的。这些和其他备选方案考虑为等同物并且在本公开的精神和范围内。

Claims (20)

1.一种包括升降通道（22）和速度和位置检测系统（62、64、70）的电梯系统（20），包括：

所述升降通道（22）内关联的电梯部件（60）；

所述升降通道（22）内关联的光学传感器（62），能够发射信号（66）以及接收所述发射信号（66）的反射信号（68）；

物体（64），采用在所述光学传感器（62）的路径中排列这样的方式安置在所述升降通道（22）内并且具有表面特征（64a）；以及

处理器（70），操作耦合于所述光学传感器（62）并且能够处理所述反射信号（68）来提供指示所述电梯部件（60）的速度和位置的输出，

其中所述反射信号由所述光学传感器在一定的时间延迟和角度来接收，所述时间延迟和角度由所述处理器使用来确定所述电梯部件的速度和位置。

2.如权利要求1所述的电梯系统（20），其中所述光学传感器（62）操作耦合于所述电梯部件（60）并且所述物体（64）静态固定在所述升降通道（22）内，使得当所述电梯部件（60）移动时，离开所述物体（64）的反射信号（68）用于处理所述电梯部件（60）的速度和位置。

3.如权利要求1所述的电梯系统（20），其中所述光学传感器（62）发射从发光二极管和激光二极管构成的组产生的信号（66）。

4.如权利要求1所述的电梯系统（20），其中所述光学传感器（62）具有在几毫米和所述升降通道（22）的宽度之间的感测范围。

5.如权利要求1所述的电梯系统（20），其中所述光学传感器（62）操作耦合到所述升降通道（22）的壁（22a）上，并且所述物体（64）是升降通道门（76），使得当所述光学传感器（62）发射所述信号（66）到所述升降通道门（76）上时，离开所述升降通道门（76）的反射信号（68）用于处理所述升降通道门（76）的存在或不存在。

6.如权利要求1所述的电梯系统（20），其中所述电梯部件（60）从电梯轿厢（30）、电梯门（72）和所述电梯系统（20）中的其他移动部件构成的组中选择。

7.如权利要求6所述的电梯系统（20），其中所述光学传感器（62）操作耦合于所述电梯轿厢（30），所述物体（64）是在所述升降通道（22）内延伸的轨道（26），并且所述表面特征（64a）是所述轨道（26）上的突起和凹陷（26a、26b），使得当所述电梯轿厢（30）沿所述轨道（26）能滑动地移动并且所述光学传感器（62）发射所述信号（66）到所述轨道（26）上时，离开所述突起和凹陷（26a、26b）的反射信号（68）用于处理所述电梯轿厢（30）的速度和位置。

8.如权利要求6所述的电梯系统（20），其中所述光学传感器（62）采用与电梯门滑道（72a）对齐这样的方式操作耦合于所述电梯门（72），使得当所述电梯门（72）打开和关闭时所述光学传感器（62）发射所述信号（66）到所述电梯门滑道（72a）上时，离开所述电梯门滑道（72a）的反射信号（68）用于处理所述电梯门（72）的速度和位置。

9.如权利要求6所述的电梯系统（20），其中所述光学传感器（62）操作耦合于所述电梯轿厢（30），所述物体（64）是关联到所述升降通道（22）内的每个平台层（78）的层标记（74），并且所述表面特征（64a）是识别每个平台层（78）的线条（74a），使得当所述电梯轿厢（30）移动并且所述光学传感器（62）发射信号（66）到所述层标记（74）上时，离开所述线条（74a）的反射信号（68）用于处理所述电梯轿厢（30）的速度和位置并且用于识别每个平台层（78）。

10.如权利要求9所述的电梯系统（20），其中识别每个平台层（78）的线条（74a）从条形码记号、数字和各种形状和取向的光学能检测线条构成的组中选择。

11.一种具有速度和位置检测系统（62、64、70）的电梯系统（20），包括：

电梯轿厢（30）；

光学传感器（62），操作耦合于所述电梯轿厢（30）并且能够发射信号（66）和接收所述发射信号（66）的反射信号（68）；

静态物体（64），采用在所述光学传感器（62）的路径中排列这样的方式与所述光学传感器（62）关联并且具有表面特征（64a）；以及

处理器（70），操作耦合于所述光学传感器（62）并且能够处理所述反射信号（68）来提供指示所述电梯轿厢（30）的速度和位置的输出，

其中所述反射信号由所述光学传感器在一定的时间延迟和角度来接收，所述时间延迟和角度由所述处理器使用来确定所述电梯轿厢的速度和位置。

12.如权利要求11所述的电梯系统（20），其中所述静态物体（64）是在升降通道（22）内延伸的轨道（26）并且所述表面特征（64a）是所述轨道（26）上的突起和凹陷（26a、26b）。

13.如权利要求12所述的电梯系统（20），其中所述光学传感器（62）发射所述信号（66）到所述轨道（26）上并且接收离开所述突起和凹陷（26a、26b）的反射信号（68）用于处理所述电梯轿厢（30）的速度和位置。

14.如权利要求11所述的电梯系统（20），其中所述静态物体（64）是关联到升降通道（22）内的每个平台层（78）的层标记（74），并且所述表面特征（64a）是识别每个平台层（78）的线条（74a）。

15.如权利要求14所述的电梯系统（20），其中识别每个平台层（78）的所述线条（74a）从条形码记号、数字和各种形状和取向的光学能检测线条构成的组中选择。

16.如权利要求14所述的电梯系统（20），其中所述光学传感器（62）发射所述信号（66）到所述层标记（74）上并且接收离开所述线条（74a）的反射信号（68）用于处理所述电梯轿厢（30）的速度和位置和识别所述平台层（78）。

17.如权利要求11所述的电梯系统（20），其中所述光学传感器（62）发射从发光二极管和激光二极管构成的组中产生的信号（66）。

18.如权利要求11所述的电梯系统（20），其中所述光学传感器（62）具有在几毫米和升降通道（22）的宽度之间的感测范围。

19.一种用于检测电梯部件（60）的速度和位置的方法，包括：

提供能够发射和接收信号（66、68）的光学传感器（62）；

提供在所述光学传感器（62）的路径中排列并且能够反射信号（68）的物体（64）；

提供操作耦合于所述光学传感器（62）并且能够处理由所述光学传感器（62）接收的反射信号（68）的处理器（70）；

从所述光学传感器（62）发射信号（66）到所述物体（64）上；

接收离开所述物体（64）的反射信号（68）；

处理由所述光学传感器（62）接收的反射信号（68）；并且

提供指示所述电梯部件（60）的速度和位置的输出，

其中所述反射信号由所述光学传感器在一定的时间延迟和角度来接收，所述时间延迟和角度由所述处理器使用来确定所述电梯部件的速度和位置。

20.如权利要求19所述的方法，其中提供指示所述电梯部件（60）的速度和位置的输出通过具有运动中的光学传感器（62）和物体（64）中的至少一个来进行。