CN107074485B - 轿厢位置检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轿厢位置检测装置，该轿厢位置检测装置具有：识别板(10)，其按照井道(1)内的每个楼层设置，具有由多个缝隙(11)构成的缝隙图案；传感器(20)，其设置于轿厢(2)侧，具有N个线圈(21)，该线圈生成与缝隙图案的一部分对应的输出值；以及信号处理部(31)，其对N个线圈(21)的输出值进行阈值处理，由此提取N比特码串，识别板(10)形成有缝隙图案以生成M序列码，当轿厢(2)上升或下降时，传感器(20)通过与缝隙图案的一部分的对置而生成输出值，信号处理部(31)能够提取M序列码中的一部分作为N比特码串而判断是否是门区或再平层区。

Description

轿厢位置检测装置
技术领域
本发明涉及电梯的轿厢位置检测装置，尤其涉及能够防止由于位于电梯井道内的构造物(铁)的误检测而导致的可靠性降低的轿厢位置检测装置。
背景技术
存在如下的以往的电梯装置：该电梯装置具有配置在井道侧的金属制的被检测体以及与被检测体对置配置在轿厢侧的两个涡电流检测器1、2(例如，参照专利文献1)。
在该专利文献1中，两个涡电流检测器1、2以在升降方向上彼此位置错开的方式进行配置。并且，当轿厢通过与被检测体对置的位置时，根据先检测到的涡电流检测器1的输出值来设定基准输出值(阈值)，利用基准输出值对涡电流检测器2的输出值进行比较。通过具有这样的结构，能够在设定了与当前情况相对应的适当的阈值的基础上将被检测体的边缘位置作为检出信号进行输出。
此外，存在具有用于确定绝对轿厢位置的测定系统的以往的电梯设备(例如，参照专利文献2)。在该专利文献2中，在导轨上具有沿升降方向排列的伪随机编码的绝对码标记图案(absolute code mark pattern)(单轨磁图案，single track magnet pattern)。并且，码读取装置具有用于扫描连续n+1个码标记的读取站(reading station)，对轿厢的绝对位置进行判别。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第4599427号公报
专利文献2:日本特许第4397689号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，现有技术中存在以下的课题。
在专利文献1中，在与涡电流检测器对置的位置处的井道上存在金属物时，该金属物有可能会被误检测为被检测体。
此外，在专利文献2中，标尺(scale)基于磁铁，因此使得装置整体的价格变高。并且，在专利文献2中还存在维护时吸附驱动器等磁性体且磁性体所接触的部位的码、图案发生变化的问题。
本发明是为了解决上述那样的课题而提出的，其目的在于得到一种能够防止由于位于电梯井道内的构造物的误检测导致的可靠性降低且具有价格低廉的结构的轿厢位置检测装置。
用于解决课题的手段
本发明的轿厢位置检测装置用于进行使电梯的轿厢停靠在各楼层时的停靠位置检测，其中，所述轿厢位置检测装置具有：识别板，其按照井道内的每个楼层设置，构成为在轿厢的升降方向上具有由多个缝隙构成的缝隙图案的金属板；传感器，其设置于轿厢侧，具有由N个线圈构成的多个线圈，该线圈与缝隙图案的一部分对置而输出由于交流磁响应产生的电压值，生成与识别板的缝隙图案的一部分对应的输出值；以及信号处理部，其对来自多个线圈的各个输出值进行阈值处理，由此提取与输出值对应的N比特码串，识别板在特定区域中预先设置缝隙来形成缝隙图案，以使得根据与缝隙有无对应的ON/OFF信号生成M序列码，其中，该特定区域是在升降方向上以等间隔分割得到的区域中的特定区域，传感器的多个线圈以等间隔进行配置，当轿厢上升或下降时，传感器与缝隙图案的一部分对置而生成输出值，信号处理部对输出值进行阈值处理而提取M序列码中的一部分作为N比特码串，在提取出的N比特码串与M序列码中的对应于门区位置的码串一致的情况下输出门区检出信号，在提取出的N比特码串与M序列码中的对应于再平层区位置的码串一致的情况下输出再平层区检出信号。
发明效果
根据本发明，使用形成有与M序列码相当的缝隙图案的识别板和多个线圈，对由于交流磁响应而产生的电压进行阈值处理，由此能够从M序列码中检测出与轿厢位置对应的码串。其结果是，可得到能够防止由于位于电梯井道内的构造物(铁)的误检测而导致的可靠性降低且具有价格低廉的结构的轿厢位置检测装置。
附图说明
图1是包含本发明的实施方式1的轿厢位置检测装置的电梯的整体结构图。
图2是用于说明本发明的实施方式1中的轿厢位置检测装置的详细结构的图。
图3是示出本发明的实施方式1中的识别板和具有多个线圈的传感器的具体布局的图。
图4是用于说明对应于本发明的实施方式1中的缝隙图案的M序列码与门区、再平层区之间的对应关系的图。
图5是本发明的实施方式1中的轿厢位置检测装置的概要图。
图6是示出由本发明的实施方式1中的轿厢位置检测装置内的信号处理部执行的一系列处理的流程图。
图7是本发明的实施方式2中的轿厢位置检测装置的概要图。
图8是本发明的实施方式3中的轿厢位置检测装置的概要图。
图9是本发明的实施方式4中的线圈形状的说明图。
图10是本发明的实施方式5中的缝隙形状的说明图。
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的轿厢位置检测装置的优选实施方式进行说明。
实施方式1.
图1是包含本发明的实施方式1的轿厢位置检测装置的电梯的整体结构图。在井道1内设有轿厢(升降体)2和对重(未图示)。轿厢2和对重在被设置于井道1内的多条导轨(未图示)独立地引导的情况下，利用未图示的曳引机(驱动装置)的驱动力并借助于绳索3在井道1内沿上下方向移动。
在井道1内固定有多个作为被检测体的识别板10。识别板10分别配置于在轿厢2的移动方向上以彼此分开的方式设定的多个基准位置处。在本实施方式1中，为了检测轿厢2停靠于层站地面4的位置的状态而设置了识别板10，与各楼层对应的位置被设为基准位置。并且，在图1中，仅例示出设置于某个楼层的1个识别板10。
在轿厢2的下部设有用于检测配置于各楼层的识别板10的传感器(检测器)20。来自传感器20的信号被送往对电梯的运行进行控制的控制装置30。在控制装置30中设有信号处理部31，该信号处理部31通过对来自传感器20的信号进行处理而确定轿厢2的位置。控制装置30根据由信号处理部31确定出的轿厢2的位置来控制电梯的运行。
本实施方式1中的轿厢位置检测装置构成为具有传感器20、信号处理部31和多个识别板10。接下来，对本实施方式1中的轿厢位置检测装置的各结构要素详细地进行说明。
图2是用于说明本发明的实施方式1中的轿厢位置检测装置的详细结构的图。识别板10构成为带有缝隙11的金属板，设置于各楼层的停层位置处的井道构造物1a上，该识别板10没有在井道的整个长度上设置。而且，设于识别板10的缝隙11被排列成：通过将缝隙11的有无作为传感器20检测出的基于电压值的ON/OFF信号(接通/断开信号)进行读取而再现M序列码(M-sequence code)。另外，在本实施方式1中设为，设置于各楼层的识别板10全部由相同的缝隙图案构成，都再现相同的M序列码。
传感器20构成为具有多个线圈21，提取由于线圈21和识别板10的交流磁响应(ACmagnetic response)而在线圈21中产生的电压(振幅电压)。并且，信号处理部31对与识别板10内的缝隙11的有无对应的振幅电压的增减进行阈值处理，由此进行H/L判定。并且，信号处理部31根据多个线圈21各自的H/L判定结果取得码串。
并且，信号处理部31对伴随轿厢2在井道1内上升或下降而使得识别板10与传感器20的相对位置发生的变化、根据缝隙图案而依次变化的特定的码串进行检测。并且，信号处理部31在检测出特定的码串时，对检测出的各个码串进行识别，由此能够检测缝隙有无的边界位置。
此外，信号处理部31在未检测到特定的码串的情况下，判断为误输入，可以不进行之后的处理。即，信号处理部31仅在检测到基于缝隙图案的特定的码串时进行位置检测，由此能够防止来自井道构造物等的信号导致的误检测。
并且，信号处理部31在检测到与门区对应的码串以及与再平层区对应的码串的情况下，能够根据检测结果开启(ON)门区输出、再平层区输出，对控制装置30通知停层状态。
接下来，使用图3、图4对用于生成作为特定的码串的M序列码的、识别板10和传感器20的具体结构进行说明。图3是示出本发明的实施方式1中的识别板10和具有多个线圈21的传感器20的具体布局的图。此外，图4是用于说明本发明的实施方式1中的与缝隙图案对应的M序列码与门区、再平层区之间的对应关系的图。
首先，对线圈21和缝隙11的数量、尺寸进行说明。当设再平层区为amm、门区为bmm(其中，a＜b)时，各个缝隙11的长度m为a、b的公约数。
此外，为了根据b/m比特的伪随机数(M序列)进行位置确定，需要从M序列中读取满足下式(1)的p比特以上的数据。
2p-1≧b/m+(p-1)×2 (1)
即，如图4所示，为了在与门区相当的b/m比特以及其两侧的(p-1)比特合起来得到的码串中不产生重复的p比特的码，在与作为M序列的周期的2p-1的关系中需要满足上式(1)的不等式。
另一方面，构成传感器20的多个线圈21构成为p个。并且，各线圈间的间距与缝隙11的长度m相同，各线圈的长度c为c≦m。
根据以下的递推式(2)生成M序列。
M(n)＝M(n-p)XOR M(n-q)(p＞q) (2)
初始值：M(1)、M(2)、…M(p)
在此，XOR意味着“异或”(Exclusive OR)。
作为具体示例，当设a＝20mm、b＝300mm、m＝20mm(相当于a和b的最大公约数)时，a/m＝1，b/m＝15，作为满足上式(2)的p，求出p≧5。
但是，为了应对井道构造物导致的误检测，在根据多个线圈21的输出值生成的码串中，排除H或L为1个以下的M序列是恰当的。即，通过使作为p比特而提取的码串始终构成为H和L为2个以上，能够减少误检测的因素，因此，p设为p≧6。
这样在图4中总结出设p＝6时的具体的M序列码与再平层区、门区的位置关系。以该图4为例，在轿厢上升时，信号处理部31通过读取与n＝1～6相当的码串(0、0、1、0、0、1)而能够判断出已进入门区的情况，并且通过读取与n＝8～13相当的码串(1、1、0、1、1、1)而能够判断出已进入再平层区的情况。
同样地，在轿厢下降时，信号处理部31通过读取与n＝20～25相当的码串(1、0、1、0、1、0)而能够判断出已进入门区的情况，并且通过读取与n＝8～13相当的码串(1、1、0、1、1、1)而能够判断出已进入再平层区的情况。
图5是本发明的实施方式1的轿厢位置检测装置的概要图。图5中，例示出p＝6的情况，信号处理部31提取由于6个线圈21各自的交流磁响应而产生的电压(振幅电压)。并且，如上所述，信号处理部31通过对提取出的电压值进行阈值处理而生成码串，根据该码串来判断是否是门区、再平层区，并输出判断结果。
图6是示出由本发明的实施方式1的轿厢位置检测装置内的信号处理部31执行的一系列处理的流程图。首先，在步骤S601中，信号处理部31读取来自多个线圈21的输出值。接下来，在步骤S602中，信号处理部31通过阈值处理对各线圈的输出值进行H/L判定，生成码串。
接下来，在步骤S603中，信号处理部31判断生成的码串是否是与根据设置于识别板10上的缝隙图案生成的M序列码的一部分一致的特定的码串。然后，在步骤S603中，信号处理部31在判断为不是特定的码串的情况下，进入步骤S604，将门区和再平层区的输出设为L状态(未检出状态)，而结束一系列的处理。
另一方面，在步骤S603中，信号处理部31在判断为检测到特定的码串的情况下，进入步骤S605。然后，在步骤S605中，信号处理部31判断检测到的特定的码串是否与规定位于门区内的情况的码串中的任意码串一致。
然后，在步骤S605中，信号处理部31在判断为一致的情况下，进入步骤S606，将门区的输出设为H状态(检出状态)，而进入步骤S608。
另一方面，在步骤S605中，信号处理部31在判断为不一致的情况下，进入步骤S607，将门区的输出设为L状态(未检出状态)，而进入步骤S608。
接下来，在步骤S608中，信号处理部31判断检测到的特定的码串是否与规定位于再平层区内的情况的码串中的任意码串一致。
然后，在步骤S608中，信号处理部31在判断为一致的情况下，进入步骤S609，将再平层区的输出设为H状态(检出状态)，而结束一系列的处理。
另一方面，在步骤S608中，信号处理部31在判断为不一致的情况下，进入步骤S610，将再平层区的输出设为L状态(未检出状态)，而结束一系列的处理。
如上所述，根据实施方式1，使用形成有与M序列码相当的缝隙图案的识别板和多个线圈，对由于交流磁响应而产生的电压进行阈值处理，由此从M序列码中检测出与轿厢位置对应的码串。并且，通过对检测到的M序列码与规定门区或再平层区的码串进行比较而能够确定轿厢位置。其结果是，可以提供如下的轿厢位置检测装置，其能够防止对位于电梯井道内的构造物的误检测导致的可靠性降低且具有价格低廉的结构。
并且，以对于用于确定位置的码串排除H或L为1个以下的M序列的方式，确定形成于识别板上的缝隙图案以及构成传感器20的线圈21的数量，由此能够进一步增强防止井道构造物导致的误检测的效果。
实施方式2.
在本实施方式2中，对与前面的实施方式1相比进一步提高传感器20的检测S/N(detection S/N ratio)的线圈结构进行说明。
图7是本发明的实施方式2的轿厢位置检测装置的概要图。比较本实施方式2的该图7所示的结构与前面的实施方式1中的图5的结构可知，线圈的结构不同，下面以这一点为中心进行说明。另外，在图7中，为了使附图简化而仅示出1个信道的线圈，但是，实际上，这样的线圈并行地设置有p个。
如图7所示，本实施方式2的多个线圈21分别由一对差动型检测线圈21a和被一对差动型检测线圈21a夹着的励磁线圈21b构成。
当采用这样的线圈结构时，差动型检测线圈21a的输出能够仅拾取涡电流磁场。其结果是，信号处理部31能够在没有识别板10的位置或识别板10的缝隙11的位置处检测为没有差动型检测线圈21a的输出的状态，而仅在没有识别板10的缝隙11的位置处检测到差动型检测线圈21a的输出。
如上所述，根据实施方式2，通过采用由励磁线圈和差动型检测线圈构成的检测线圈，能够不拾取来自励磁线圈的励磁磁场。其结果是，能够提高识别板的非缝隙部的检测S/N。
另外，为了提高检测S/N，也可以是，在信号处理部中，除了检测线圈的输出振幅值以外还取入相位进行H/L判定。
实施方式3.
在本实施方式3中，对与前面的实施方式1相比能够降低成本的结构进行说明。
图8是本发明的实施方式3的轿厢位置检测装置的概要图。比较本实施方式3的该图8所示的结构与前面的实施方式1的图5的结构可知，线圈的结构不同，下面以这一点为中心进行说明。
如图8所示，本实施方式3的多个线圈21分别由1个励磁线圈21c和每个信道的检测线圈21d构成。
当采用这样的线圈结构时，能够削减励磁系统的部件数量。
另外，作为本实施方式3中的检测线圈，还可以采用在前面的实施方式2中说明的差动型检测线圈。此外，为了提高检测S/N，也可以是，在信号处理部中，除了检测线圈的输出振幅值以外还取入相位进行H/L判定。
实施方式4.
在本实施方式4中，关于与前面的实施方式1相比进一步提高传感器20的检测S/N的线圈结构，对与前面的实施方式2、3不同的结构进行说明。
图9是本发明的实施方式4的线圈形状的说明图。具体而言，本实施方式4中的线圈21具有8字形状。通过采用这样的结构，来自线圈21的励磁磁场和来自识别板10的涡电流磁场成为闭环。其结果是，通过成为闭环磁场，由此使得对检测不做贡献的漏磁场减少，信号处理部31能够提高检测S/N。
如上所述，根据实施方式4，通过采用由8字形状的检测线圈构成的传感器，能够产生闭环磁场，而能够提高识别板的非缝隙部的检测S/N。
另外，为了提高检测S/N，也可以是，在信号处理部中，除了检测线圈的输出振幅值以外还取入相位进行H/L判定。
实施方式5.
在本实施方式5中，对在井道的高度方向上的长度形成为m的1个缝隙(参照前面的图3)，对缝隙的形状想办法，从而抑制检测线圈的输出变动的情况进行说明。
图10是本发明的实施方式5中的缝隙形状的说明图。具体而言，关于形成为长度m的1个缝隙11，例示出以下的3种图案的缝隙形状。
图案A：通过将多个横长孔11a以等间隔间距沿纵向排列而形成1个缝隙11。
图案B：通过将多个竖长孔11b以等间隔间距沿横向排列而形成1个缝隙11。
图案C：通过将多个斜长孔11c以等间隔间距沿斜向排列而形成1个缝隙11。
通过将缝隙形状设成图案A～图案C而分别能够得到以下的效果。
图案A的效果：即使在Y方向(横向)上产生轿厢摆动，也能够将线圈的输出变动抑制得较小。另外，当轿厢2在X方向(纵向)上移动时，根据横长孔11a的有无输出会发生脉动，但是，只要孔的间隔相对于线圈21足够窄，就没什么问题。
图案B的效果：即使在X方向(纵向)上产生轿厢摆动，也能够将线圈的输出变动抑制得较小。另外，当轿厢2在Y方向(横向)上移动时，根据竖长孔11b的有无输出会发生脉动，但是，只要孔的间隔相对于线圈21足够窄，就没什么问题。
图案C的效果：能够得到图案A、图案B双方的效果。当轿厢2在X、Y方向上移动的情况下，线圈的输出变动不会偏向于X、Y方向地均等地产生，因此易于通过信号处理进行应对。
如上所述，根据实施方式5，通过将多个孔以等间距排列而构成用于检测1个比特的缝隙的形状，由此能够抑制相对于轿厢摆动的传感器输出变动。对于前面的实施方式1～4中的任意实施方式都可以应用这样的缝隙形状。

Claims (9)

1.一种轿厢位置检测装置，其用于进行使电梯的轿厢停靠在各楼层时的停靠位置检测，其中，所述轿厢位置检测装置具有：
识别板，其按照井道内的每个楼层设置，构成为在轿厢的升降方向上具有由多个缝隙构成的缝隙图案的金属板；
传感器，其设置于轿厢侧，具有由N个线圈构成的多个线圈，该线圈与所述缝隙图案的一部分对置而输出由于交流磁响应产生的电压值，生成与所述识别板的所述缝隙图案的一部分对应的输出值；以及
信号处理部，其对来自所述多个线圈的各个输出值进行阈值处理，由此提取与所述输出值对应的N比特码串，
所述识别板在特定区域中预先设置缝隙来形成所述缝隙图案，以使得根据与缝隙有无对应的ON/OFF信号生成M序列码，其中，所述特定区域是在所述升降方向上以等间隔分割得到的区域中的特定区域，
所述传感器的所述多个线圈以所述等间隔进行配置，当所述轿厢上升或下降时，所述传感器与所述缝隙图案的一部分对置而生成所述输出值，
所述信号处理部对所述输出值进行所述阈值处理而提取所述M序列码中的一部分作为所述N比特码串，在提取出的所述N比特码串与所述M序列码中的对应于门区位置的码串一致的情况下输出门区检出信号，在提取出的所述N比特码串与所述M序列码中的对应于再平层区位置的码串一致的情况下输出再平层区检出信号。
2.根据权利要求1所述的轿厢位置检测装置，其中，
所述识别板以使得在所述M序列码中不包含相同的N比特码串且从所述M序列码中提取的所有所述N比特码串分别包含2个以上1或0的比特的方式形成所述缝隙图案。
3.根据权利要求1所述的轿厢位置检测装置，其中，
所述传感器的所述多个线圈分别由励磁线圈和差动型检测线圈构成，输出由所述差动型检测线圈检测出的电压值。
4.根据权利要求2所述的轿厢位置检测装置，其中，
所述传感器的所述多个线圈分别由励磁线圈和差动型检测线圈构成，输出由所述差动型检测线圈检测出的电压值。
5.根据权利要求1所述的轿厢位置检测装置，其中，
所述传感器的所述多个线圈分别由输出所述电压值的多个检测线圈构成，并且构成为具有对所述多个检测线圈共同地设置的励磁线圈。
6.根据权利要求2所述的轿厢位置检测装置，其中，
所述传感器的所述多个线圈分别由输出所述电压值的多个检测线圈构成，并且构成为具有对所述多个检测线圈共同地设置的励磁线圈。
7.根据权利要求1～6中的任一项所述的轿厢位置检测装置，其中，
所述传感器的所述多个线圈分别构成为8字形状。
8.根据权利要求1～6中的任一项所述的轿厢位置检测装置，其中，
所述识别板的所述多个缝隙分别构成为包含多个横长孔、多个竖长孔和多个斜长孔中的任意一种。
9.根据权利要求7所述的轿厢位置检测装置，其中，
所述识别板的所述多个缝隙分别构成为包含多个横长孔、多个竖长孔和多个斜长孔中的任意一种。
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