CN106672730B - 电梯轿厢绝对位置检测系统及电梯系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电梯轿厢绝对位置检测系统及电梯系统，电梯轿厢绝对位置检测系统包括码带、光学读码装置和处理器；码带设置于井道内且沿井道的长度方向延伸，码带朝向电梯轿厢的一侧、沿延伸方向连续分布多个编码信息；光学读码装置设置于电梯轿厢，用于读取编码信息以及对编码信息进行解码得到解码信息，将解码信息发送至处理器；处理器根据解码信息获取对应的绝对位置信息，并根据绝对位置信息和预设长度获取电梯轿厢的当前绝对位置。通过采用非接触式的光学读码方式，整个绝对位置检测过程不需要采用摩擦传动结构，可避免因摩擦打滑引起的误差或摩擦引起的断裂故障，可提高绝对位置检测的准确性及电梯轿厢绝对位置检测系统的使用寿命。

Description

电梯轿厢绝对位置检测系统及电梯系统

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，特别是涉及一种电梯轿厢绝对位置检测系统及电梯系统。

背景技术

电梯作为上下楼的交通工具，给人们生活带来了极大的便利。为保证用户乘坐电梯的安全，电梯控制系统需要准确检测轿厢的绝对位置。

传统的检测电梯轿厢绝对位置的方法一般有三种：

一、在限速器上安装旋转编码器，电梯正常运行时，能通过限速器的旋转圈数推算电梯轿厢的绝对位置；一方面，该方式采用摩擦传动结构，存在打滑，检测不准，且该方式涉及换算，限速器绳轮直径无法准确得出，在换算上存在累积偏差；另一方面，该方式需要在井道内增加额外的基准位置确认传感器，结构复杂。

二、将绝对值编码器直接安装在曳引轮转子轴上；由于曳引轮与钢丝绳间存在打滑，因而误差大。

三、通过安装在轿厢上的磁传感器套在悬挂于井道的磁带上；由于其运行过程中磁传感器与磁带之间一直存在摩擦，易出现磁带断裂。

可见，传统的检测电梯轿厢绝对位置的方法准确性低、使用寿命短的缺点。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种准确性高且使用寿命长的电梯轿厢绝对位置检测系统及电梯系统。

一种电梯轿厢绝对位置检测系统，包括码带、光学读码装置和处理器；

所述码带设置于井道内且沿所述井道的长度方向延伸，所述码带朝向所述电梯轿厢的一侧、沿延伸方向连续分布多个编码信息；

所述光学读码装置设置于电梯轿厢，用于读取所述编码信息以及对所述编码信息进行解码得到解码信息，将所述解码信息发送至所述处理器；

所述处理器根据所述解码信息获取对应的绝对位置信息，并根据所述绝对位置信息和预设长度获取所述电梯轿厢的当前绝对位置。

上述电梯轿厢绝对位置检测系统，码带设置于井道内、光学读码装置设置于电梯轿厢；码带沿延伸方向的不同位置处的编码信息不同，当电梯轿厢沿井道的长度方向运动到某个位置时，光学读码装置跟随电梯轿厢一起运动，可读取到达位置处码带上对应的编码信息并解码得到解码信息，处理器根据解码信息获取对应的绝对位置信息，从而根据绝对位置信息和预设长度获取当前绝对位置。如此，通过采用非接触式的光学读码方式获取电梯轿厢位于井道内任意地点的当前绝对位置，整个绝对位置检测过程不需要采用摩擦传动结构，可避免因摩擦打滑引起的误差或摩擦引起的断裂故障，可提高绝对位置检测的准确性，同时可提高电梯轿厢绝对位置检测系统的使用寿命。

一种电梯系统，包括电梯轿厢、井道和上述电梯轿厢绝对位置检测系统，所述电梯轿厢在所述井道内沿所述井道的长度方向升降运动，所述电梯轿厢绝对位置检测系统的码带设置于所述井道且沿所述井道的长度方向延伸，所述电梯轿厢绝对位置检测系统的光学读码装置设置于所述电梯轿厢。

上述电梯系统，由于采用了上述电梯轿厢绝对位置检测系统，同理可提高绝对位置检测的准确性。

附图说明

图1为一实施例中电梯轿厢绝对位置检测系统的结构图；

图2为一实施例中编码规则示意图；

图3为一实施例中电梯轿厢绝对位置检测系统的工作原理示意图。

具体实施方式

参考图1，一实施例中的电梯轿厢绝对位置检测系统，包括码带110、光学读码装置120和处理器130。码带110设置于井道(图未示)内且沿井道的长度方向延伸，码带110朝向电梯轿厢(图未示)的一侧、沿延伸方向连续分布多个编码信息。光学读码装置120设置于电梯轿厢(图未示)，用于读取编码信息以及对编码信息进行解码得到解码信息，将解码信息发送至处理器130；处理器130根据解码信息获取对应的绝对位置信息，并根据绝对位置信息和预设长度获取电梯轿厢的当前绝对位置。

井道指用于电梯轿厢进行升降运动的垂直通道。码带110设置于井道内，具体是位于电梯轿厢的旁侧；光学读码装置120设置于电梯轿厢，具体是设置于电梯轿厢靠近码带110的一侧，便于读取码带110上的编码信息。由于码带110上的多个编码信息沿延伸方向连续分布，因此码带110的不同位置处对应的编码信息不同。码带110的延伸方向与井道的长度方向一致，电梯轿厢升降运动的过程中，电梯轿厢相对于码带110上下运动，从而设置于电梯轿厢的光学读码装置120相对于码带110上下运动，可以读取码带110上不同位置处的编码信息。

码带110不同位置处对应的编码信息不同，得到的解码信息不同，从而绝对位置信息不同。解码信息与绝对位置信息存在预设的对应关系。例如，处理器130可以预先存储解码信息与绝对位置信息的对应关系表，从而获取解码信息后可直接通过查表得到绝对位置信息。

上述电梯轿厢绝对位置检测系统，码带110设置于井道内、光学读码装置120设置于电梯轿厢；码带110沿延伸方向的不同位置处的编码信息不同，当电梯轿厢沿井道的长度方向运动到某个位置时，光学读码装置120跟随电梯轿厢一起运动，可读取到达位置处码带110上对应的编码信息并解码得到解码信息，处理器130根据解码信息获取对应的绝对位置信息，从而根据绝对位置信息和预设长度获取当前绝对位置。如此，通过采用非接触式的光学读码方式获取电梯轿厢位于井道内任意地点的当前绝对位置，整个绝对位置检测过程不需要采用摩擦传动结构，可避免因摩擦打滑引起的误差或摩擦引起的断裂故障，可提高绝对位置检测的准确性，同时可提高电梯轿厢绝对位置检测系统的使用寿命。

具体地，码带110设置有两面，背向电梯轿厢的一面为支撑面，面向电梯轿厢的一面为读码面。支撑面可使用金属制成，优选为不锈钢，可通过将支撑面固定在井道内壁，从而固定码带110。可以理解，在其他实施例中，码带110还可以采用其他结构，例如直接将码带110贴附于井道内壁。

在一实施例中，编码信息包括原始码和插入码，原始码和插入码包括相同位数的码元，各编码信息的原始码按照循环码编码规则编码得到，插入码按照变种曼彻斯特编码规则编码得到。即沿井道布置的码带110，其编码规则是循环码与变种曼彻斯特结合的规则。

循环码指通过在每个单位长度的编码后补1或0的方式、组成特征为相邻编码仅最高位补1或0或最低位补1或0、其余码元完全一样的编码，每个编码均不重复；其中，一个单位长度的编码对应一个原始码。循环码有两种生成规则：

第一种：优先补1规则：首个编码由全0组成，接着每个编码为上一个编码左移一位后，舍弃最高位，在与前面各编码无重复的情况下最低位优先以1补位，若有重复则以0补位。

第二种：优先补0规则：首个编码由全1组成，接着每个编码为上一个编码左移一位后，舍弃最高位，在与前面各编码无重复的情况下最低位优先以0补位，若有重复则以1补位。

具体地，原始码和插入码均包括1和0两种码元，变种曼彻斯特编码规则为：在原始码的码元1后插入码元0，在原始码的码元0后插入码元1。

通过采用循环码编码规则和变种曼彻斯特编码编码规则相结合得到编码信息，便于区分原始码中相邻的码元，可提高读码的准确性。

在一实施例中，多个编码信息以条形码的形式连续分布于码带110，原始码的码元和插入码的码元在码带110的延伸方向的长度不相等。

条形码形式的码带110朝向电梯轿厢的一面携带的编码信息，由分别代表0和1的两种不同颜色根据编码规则排列而成，优选为印刷的黑白色条。如此，光学读码装置120通过识别条形码读取编码信息，操作方便，且通过设置原始码的码元和插入码的码元在长度上不等，便于区分原始码和插入码，从而提高读码的准确性。

采用条形码形式的码带110，最大长度与原始码包含的码元位数有关。具体地，设原始码的码元位数为a，每个原始码的码元长度为b，插入码的码元长度为c，则码带110的最大长度为2^a(b+c)。由于井道长度方向上不同的高度位置需要采用不同的编码信息进行对应，为保证每一个高度位置均对应一个编码信息，需满足2^a(b+c)大于或等于井道的高度。实际编码过程中，可根据井道的高度确定原始码需要的码元位数以及各码元的长度。

优选地，插入码的码元在码带110的延伸方向的长度等于原始码的码元在延伸方向的长度的二分之一。以二分之一的比例设置原始码的码元的长度和插入码的码元的长度，便于识别。可以理解，在其他实施例中，也可以设置为其他长度比例。

进一步地，原始码的码元的长度为20mm(毫米)，插入码的码元的长度为10mm。可以理解，在其他实施例中，原始码的码元和插入码的码元还可以设置为其他长度。

在一实施例中，预设长度为原始码的码元对应的第一长度和插入码的码元对应的第二长度之和；第一长度为原始码的码元在码带110延伸方向的长度，第二长度为插入码的码元在码带110延伸方向的长度。光学读码装置120读取对应码带110位置的条码图像，按照多个编码信息在码带110上的顺序排列方向识别条码图像得到依次排列的多个码元；光学读码装置120根据各码元沿码带110的延伸方向的长度、第一长度和第二长度识别原始码和插入码，将识别到的原始码作为解码信息。通过采用图像识别、长度区分获取解码信息，读取精度高。

光学读码装置120跟随电梯轿厢一起运动，因此，光学读码装置120读取的条码图像为当前位置所能读取到的码带110的条码长度对应的图像。具体地，光学读码装置120的读码长度范围为：(a+1)*(b+c)，其中，a为原始码包括的码元的位数，b为第一长度，c为第二长度。可以理解，在其他实施例中，光学读码装置120的读码长度范围还可以为其他大于(a+1)*(b+c)的值。进一步地，实际应用过程中，通过缩减原始码的码元的长度和插入码的码元的长度可提高光学读码装置120的读码精度。

获得条码图像后，光学读码装置120按照顺序编码信息的排列方向识别条码图像得到多个码元，使得识别得到的码元组成的编码与顺序排列方向一致，避免出现读取错误。

原始码的码元的长度与插入码的码元的长度设置为不同，光学读码装置120可以通过长度比对区分原始码和插入码。例如，光学读码装置120按照顺序排列方向识别到的第一位码元和第二位码元分别为1和0，通过比对读得的1和0的长度来区分插入码的码元和原始码的码元；若检测得1的长度为0长度的二分之一(假定插入码的码元的长度为原始码的码元的二分之一)，则表示第一位为插入码的码元，第二位为原始码的码元，各原始码的码元之间相隔一个插入码，以此类推可以得到各原始码的码元，从而得到解码信息。

在一实施例中，光学读码装置120包括读码组件(图未示)和解码器(图未示)，解码器连接读码组件和处理器130。

读码组件用于读取对应码带110位置的条码图像，按照多个编码信息在码带110上的顺序排列方向识别条码图像得到依次排列的多个码元并发送给解码器。解码器用于根据各码元沿码带110的延伸方向的长度、第一长度和第二长度识别原始码和插入码，将识别到的原始码作为解码信息。

具体地，读码组件可以为条形码扫描仪或照相机。进一步地，采用照相机作为读码组件拍摄条码照片时，解码器能通过码元在照片中的定位得到原始码与照相机镜头的相对位置，便于处理器130对计算得到的绝对位置进行补正，从而提高精度。例如，通过图像处理检测到拍摄的原始码相对于照相机的镜头下移4mm，则在处理器130获取到当前绝对位置后，可将绝对位置下移4mm，得到最终的当前绝对位置，精确度更高。

在一实施例中，绝对位置信息为位置数值，处理器130根据绝对位置信息和预设长度获取电梯轿厢的当前绝对位置，包括：处理器130计算解码信息对应的位置数值与预设长度的乘积，得到电梯轿厢的当前绝对位置。

绝对位置信息对应的位置数值表示以预设长度为单位、距离初始基准位置的单位数，其中，初始基准位置为预先指定的参考点，比如井道地面。例如，位置数值为2，则表示当前的绝对位置为与初始基准位置有2个预设长度的距离。具体地，预设长度为第一长度和第二长度之和，处理器130根据如下公式(1)计算得到当前绝对位置：

S＝W*(b+c)； (1)

其中，S为当前绝对位置，W为位置数值，b为第一长度，c为第二长度。

若光学读码装置120的读码长度范围为(a+1)*(b+c)，即读码长度范围比原始码包含的码元位数位数多1，则上述当前绝对位置S存在偏差，最大偏差为：b+c。

在另一实施例中，处理器130计算解码信息对应的位置数值与二分之一的和与预设长度的乘积，得到电梯轿厢的当前绝对位置。具体为如下公式(2)：

S＝(W+1/2)*(b+c)；

此时，可将最大偏差可缩减一半，为1/2*b+c，可进一步提高位置精度。

以下以一具体实施例进行说明。设置原始码中包含5位码元，即采用循环码编码时，循环码的位数为5位(a＝5)。设b＝20mm，c＝10mm，则码带110的最大长度为：2^a(b+c)＝2⁵*(20+10)＝960(mm)；光学读码装置120的读码长度范围取：(a+1)*(b+c)＝(5+1)*(20+10)＝180(mm)。参考图2，以优先补1原则进行循环码编码，得到32个原始码，从而可对应32个绝对位置信息。图中组成循环码的各个编码分别作为各编码信息中的原始码，原码字指各编码的最末位对应的码元，插入码字指后一编码相对于前一编码需要插入的码元。参考图3，为电梯轿厢绝对位置检测系统的工作原理示意图；多个编码信息连续排列得到数列(1)，以黑色表示1，白色表示0，插入码的码元的长度为原始码的码元的二分之一，以条形码形式表示编码信息得到码带110朝向光学读码装置120一侧的读码面。电梯轿厢运行时，电梯轿厢上的光学读码装置120不断读取编码信息，当电梯轿厢位于某一位置时，光学读码装置120读取到条码图像(6)，光学读码装置120通过比对白色条和黑色条的长度，能得到白色条(7)的长度为黑色条(8)的二分之一，因而能判断白色条(7)为插入码的码元，黑色条(8)为原始码的码元，由此能将此时的条码图像(6)中的插入码去掉，解码得到11011。光学读码装置120将11011发送至处理器130，处理器130在存储在内部的循环码与绝对位置信息的对应表进行查表(5)，得到绝对位置信息为数值24，根据24*(b+c)＝24*(20+10)＝720(mm)得到当前绝对位置，或根据(24+1/2)*(b+c)＝(24+1/2)*(20+10)＝735(mm)得到当前绝对位置。

一种电梯系统，包括电梯轿厢(图未示)、井道和上述的电梯轿厢绝对位置检测系统，电梯轿厢在井道内沿井道的长度方向升降运动，电梯轿厢绝对位置检测系统的码带设置于井道且沿井道的长度方向延伸，电梯轿厢绝对位置检测系统的光学读码装置设置于电梯轿厢。

上述电梯系统，由于采用了上述电梯轿厢绝对位置检测系统，同理可提高绝对位置检测的准确性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种电梯轿厢绝对位置检测系统，其特征在于，包括码带、光学读码装置和处理器；

所述码带设置于井道内且沿所述井道的长度方向延伸，所述码带朝向所述电梯轿厢的一侧、沿延伸方向连续分布多个编码信息；所述编码信息包括原始码和插入码，所述原始码和所述插入码包括相同位数的码元，各编码信息的原始码按照循环码编码规则编码得到，所述插入码按照变种曼彻斯特编码规则编码得到；所述循环码编码规则包括两种：

第一种：首个编码由全0组成，接着每个编码为上一个编码左移一位后，舍弃最高位，在与前面各编码无重复的情况下最低位以1补位，若有重复则以0补位；

第二种：首个编码由全1组成，接着每个编码为上一个编码左移一位后，舍弃最高位，在与前面各编码无重复的情况下最低位以0补位，若有重复则以1补位；

所述原始码和所述插入码均包括1和0两种码元，所述变种曼彻斯特编码规则为：在所述原始码的码元1后插入码元0，在所述原始码的码元0后插入码元1；

所述光学读码装置设置于电梯轿厢，用于读取所述编码信息以及对所述编码信息进行解码得到解码信息，将所述解码信息发送至所述处理器；

所述处理器根据所述解码信息获取对应的绝对位置信息，并根据所述绝对位置信息和预设长度获取所述电梯轿厢的当前绝对位置。

2.根据权利要求1所述的电梯轿厢绝对位置检测系统，其特征在于，多个编码信息以条形码的形式连续分布于所述码带，所述原始码的码元和所述插入码的码元在所述码带的延伸方向的长度不相等。

3.根据权利要求2所述的电梯轿厢绝对位置检测系统，其特征在于，所述预设长度为所述原始码的码元对应的第一长度和所述插入码的码元对应的第二长度之和；

所述光学读码装置读取所述码带的对应位置的条码图像，按照多个编码信息在所述码带上的顺序排列方向识别所述条码图像得到依次排列的多个码元；

所述光学读码装置根据各码元沿所述码带的延伸方向的长度、第一长度和第二长度识别原始码和插入码，将识别到的原始码作为所述解码信息。

4.根据权利要求3所述的电梯轿厢绝对位置检测系统，其特征在于，所述光学读码装置的读码长度范围为：(a+1)*(b+c)，其中，a为所述原始码包括的码元的位数，b为所述第一长度，c为所述第二长度。

5.根据权利要求1或3所述的电梯轿厢绝对位置检测系统，其特征在于，所述光学读码装置包括读码组件和解码器，所述解码器连接所述读码组件和所述处理器。

6.根据权利要求5所述的电梯轿厢绝对位置检测系统，其特征在于，所述读码组件为条形码扫描仪或照相机。

7.根据权利要求1所述的电梯轿厢绝对位置检测系统，其特征在于，所述绝对位置信息为位置数值，所述处理器根据所述绝对位置信息和预设长度获取所述电梯轿厢的当前绝对位置，包括：所述处理器计算所述解码信息对应的位置数值与所述预设长度的乘积，得到所述电梯轿厢的当前绝对位置。

8.一种电梯系统，其特征在于，包括电梯轿厢、井道和如权利要求1-7任一项所述的电梯轿厢绝对位置检测系统，所述电梯轿厢在所述井道内沿所述井道的长度方向升降运动，所述电梯轿厢绝对位置检测系统的码带设置于所述井道且沿所述井道的长度方向延伸，所述电梯轿厢绝对位置检测系统的光学读码装置设置于所述电梯轿厢。