CN107207191A - 用于无绳电梯系统的位置确定 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电梯轿厢，所述电梯轿厢在电梯竖井(111)的行道(113、115、117)中行进。线性推进系统向所述轿厢(214)施加力。所述系统包括：第一部分(116)，所述第一部分安装在所述竖井的所述行道中；以及第二部分(118)，所述第二部分被安装至所述电梯轿厢，所述第二部分被配置为与所述第一部分共同作用以使得所述轿厢移动。轿厢状态传感器(360a‑c)安置在所述行道中，并且确定所述轿厢在所述行道内的状态空间矢量。在所述轿厢上被感测的元件(364)是由所述多个轿厢状态传感器在所述轿厢接近于所述相应轿厢状态传感器时所感测。控制系统(225)将电流施加于所述第一部分和所述第二部分中的至少一个，并且所述多个轿厢状态传感器与所述控制系统和所述线性推进系统通信以提供状态空间矢量数据。

Description

用于无绳电梯系统的位置确定

发明背景

本文中公开的主题大体上涉及电梯领域，并且更具体地，涉及具有轿厢状态传感器系统的多轿厢无绳电梯系统。

无绳电梯系统，也称自行电梯系统，用于其中有绳系统的绳索的质量超出限制并期望多个电梯轿厢在单个井道、电梯竖井或行道中行进的某些应用(例如，高层建筑物)。存在其中第一信道被指定为用于向上行进的电梯轿厢而第二行道被指定为用于向下行进的电梯轿厢的无绳电梯系统。在行道每端处的转移站用于在第一行道与第二行道之间水平移动轿厢。

发明概要

根据一个实施方案，提供一种电梯系统，所述电梯系统包括：电梯轿厢，所述电梯轿厢被配置为在电梯竖井的行道中行进；线性推进系统，所述线性推进系统被配置为向所述电梯轿厢施加力。所述线性推进系统包括：第一部分，所述第一部分安装在所述电梯竖井的所述行道中；以及第二部分，所述第二部分被安装至所述电梯轿厢，所述第二部分被配置为与所述第一部分共同作用以使得所述电梯轿厢移动。所述系统还包括：多个轿厢状态传感器，所述多个轿厢状态传感器安置在所述行道内，并且可操作以确定所述电梯轿厢在所述行道内的状态空间矢量；以及被感测的元件，所述被感测的元件安置在所述电梯轿厢上，其中所述多个轿厢状态传感器中的每个被配置为在所述电梯轿厢接近于所述相应轿厢状态传感器时检测所述被感测的元件。控制系统可操作以将电流施加于所述第一部分和所述第二部分中的至少一个，并且所述多个轿厢状态传感器与所述控制系统和所述线性推进系统通信以向其提供状态空间矢量数据。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代形式，另外实施方案可以包括，其中所述多个轿厢状态传感器中的每个传感器是IR/光学传输传感器、IR/光学反射传感器、磁性编码器、涡流传感器和霍尔效应传感器中的至少一个。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代形式，另外实施方案可以包括，其中所述多个轿厢状态传感器中的每个传感器是激光多普勒装置、CMOS/CCD相机和激光成像装置中的至少一个。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代形式，另外实施方案可以包括，其中所述多个轿厢状态传感器限定多个第一轿厢状态传感器，并且所述电梯轿厢是在第一行道中的第一电梯轿厢。所述系统还包括：第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在所述电梯竖井的第二行道中；以及多个第二轿厢状态传感器，所述多个第二轿厢状态传感器被配置为确定所述第二电梯轿厢的所述状态空间矢量。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代形式，另外实施方案可以包括，其中所述电梯轿厢是第一电梯轿厢，所述系统还包括：第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在所述电梯竖井的与所述第一电梯轿厢相同的行道中，其中所述多个轿厢状态传感器被配置为确定所述第一电梯轿厢和所述第二电梯轿厢各自的状态空间矢量。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代形式，另外实施方案可以包括，其中所述多个轿厢状态传感器还被配置为确定所述电梯轿厢的速度、加速度、磁角和移动方向中的至少一个。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代形式，另外实施方案可以包括，其中控制系统被配置为基于所述电梯轿厢与所述多个轿厢状态传感器中的一个或多个的接近度来确定所述电梯轿厢的所述状态空间矢量。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代形式，另外实施方案可以包括，其中所述多个轿厢状态传感器被硬接线至所述控制系统和所述推进系统中的至少一个。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代形式，另外实施方案可以包括，其中所述系统包括多个第一部分，并且所述多个第一部分中的每个具有至少一个相关的轿厢状态传感器。

除了上述或下述的特征中的一个或多个之外，或者作为替代，另外实施方案可以包括，其中所述第一部分包括一个或多个电机分段，并且所述第二包括一个或多个永磁体。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代形式，另外实施方案可以包括，其还包括电梯轿厢指示器，其中所述多个轿厢状态传感器中的每个被配置为基于所述电梯轿厢指示器来检测所述电梯轿厢的身份。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代形式，另外实施方案可以包括，其中所述多个轿厢状态传感器被配置为基于速度测量、加速度测量和磁角测量中的至少一个来确定所述电梯轿厢在所述行道内的所述状态空间矢量。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，另外实施方案可以包括，其中所述状态空间矢量是所述电梯轿厢的物理位置。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代形式，另外实施方案可以包括，其还包括：梯轿厢指示器，所述电梯轿厢指示器被配置在所述电梯轿厢上；以及至少一个附加的传感器，所述至少一个附加的传感器被配置为基于所述电梯轿厢指示器来检测所述电梯轿厢的身份。

根据另一实施方案，提供一种方法，其中所述方法包括：利用多个轿厢状态传感器中的至少一个和被感测的元件来测量第一电梯轿厢在电梯竖井的第一行道中的状态空间矢量，所述多个轿厢状态传感器安置在所述第一行道内，所述被感测的元件安置在所述电梯轿厢上；将所述第一电梯轿厢的所述状态空间矢量传送给控制系统；以及基于所述第一电梯轿厢的所述测量到的状态空间矢量来控制所述第一电梯轿厢的速度、移动方向和加速度中的至少一个。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代形式，另外实施方案可以包括：利用所述多个轿厢状态传感器中的至少一个来测量第二电梯轿厢在所述电梯竖井的所述第一行道中的状态空间矢量；将所述第二电梯轿厢的所述状态空间矢量传送给所述控制系统；以及基于所述第二电梯轿厢的所述测量到的状态空间矢量来控制所述第二电梯轿厢的速度、移动方向和加速度中的至少一个。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代形式，另外实施方案可以包括：利用多个第二轿厢状态传感器中的至少一个来测量第二电梯轿厢在所述电梯竖井的第二行道中的状态空间矢量；将所述第二电梯轿厢的所述状态空间矢量传送给所述控制系统；以及基于所述第二电梯轿厢的所述测量到的状态空间矢量来控制所述第二电梯轿厢的所述速度、移动方向和加速度中的至少一个。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代形式，另外实施方案可以包括：利用多个轿厢状态传感器中的至少一个来确定所述第一电梯轿厢的身份；以及将所述第一电梯轿厢的所述身份传送给所述控制系统。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代形式，另外实施方案可以包括：基于所述测量到的状态空间矢量信息来计算所述第一电梯轿厢的所述速度、移动方向、磁角和加速度中的至少一个。

除了上述特征中的一个或多个之外，或者作为替代，另外实施方案可以包括，其中所述方法由多轿厢无绳电梯系统的控制系统执行。

本发明的技术特征包括提供在多轿厢无绳电梯系统的井道、电梯数据或行道内提供轿厢状态感测系统，使得多个电梯轿厢能够在单个行道内独立运行。本发明的另外技术特征包括将轿厢身份连同轿厢状态数据一起提供以使得可以知道具体或特定的轿厢状态。本发明的另外技术特征包括，提供用于感测系统的各种部件之间的有线或无线连接的容量，以便提供在部件之间的稳健且较高的带宽通信。

附图简述

在本说明书结尾处的权利要求中具体指出并明确地要求保护被视为是本发明的主题。本发明的前述及其它特征和优点从以下结合附图而进行的详细描述中清楚，其中：

图1描绘了示例性实施方案中的多轿厢电梯系统；

图2描绘了示例性实施方案中的位于多轿厢电梯系统内的单个电梯轿厢的视图；

图3描绘了根据第一示例性实施方案的单个电梯轿厢和感测系统的视图；以及

图4描绘了根据第二示例性实施方案的单个电梯轿厢和感测系统的视图。

发明详述

图1描绘了可以与本发明的实施方案一起使用的示例性多轿厢无绳电梯系统100。电梯系统100包括电梯竖井111，电梯竖井具有多个行道113、115和117。虽然图1中示出了三个行道113、115、117，但是将会理解，本发明的各种实施方案和多轿厢无绳电梯系统的各种配置可以包括多于或少于图1中示出的三个行道的任何数量行道。在每个行道113、115、117中，多个电梯轿厢114可以在一个方向上(即，向上或向下)行进，或者单个行道内的多个轿厢可以被配置为在相反方向上移动。例如，在图1中，行道113和115中的电梯轿厢114向上行进，并且行道117中的电梯轿厢114向下行进。另外，如图1所示，一个或多个电梯轿厢114可以在单个行道113、115和117中行进。

如图所示，在建筑物的可到达的顶楼上方是上部转移站130，上部转移站被配置为将水平运动施加于电梯轿厢114以使电梯轿厢114在行道113、115和117之间移动。应当理解，上部转移站130可以位于顶楼，而不是在顶楼上方。类似地，在建筑物的一楼下方是下部转移站132，下部转移站被配置为将水平运动施加于电梯轿厢114以使电梯轿厢114在行道113、115和117之间移动。应当理解，下部转移站132可以位于一楼，而不是在一楼下方。虽然图1中未示出，但是一个或多个中间转移站可以被配置为在下部转移站132和上部转移站130之间。中间转移站类似于上部转移站130和下部转移站132，并且被配置为将水平运动施加于位于相应的转移站处的电梯轿厢114，从而使得能够在电梯竖井111内的中间点从一个行道转移到另一行道。另外，虽然图1中未示出，但是电梯轿厢114被配置为在多个楼层140处停止以允许进入和离开电梯轿厢114。

使用推进系统(诸如线性永磁电机系统)在行道113、115、117内推进电梯轿厢114，推进系统具有主要固定部分或者说是第一部分116和次要移动部分或者说是第二部分118。第一部分116是固定部分，因为它安装到行道的一部分，并且第二部分118是移动部分，因为它安装于能够在行道内移动的电梯轿厢114上。

第一部分116包括安装在结构构件119上的绕组或线圈，并且可相对于电梯轿厢114安装在行道113、115和117的一侧或两侧上。具体地讲，第一部分116将位于行道113、115、117内，在不包括电梯厢门的墙壁或侧面上。

第二部分118包括永磁体，永磁体被安装到轿厢114的一侧或两侧，即，在与第一部分116相同的侧面上。第二部分118与第一部分116接合以在行道113、115、117内支撑和驱动电梯轿厢114。第一部分116被供应有来自一个或多个驱动单元120的驱动信号，以便通过线性永磁电机系统控制电梯轿厢114在它们相应行道中的移动。第二部分118与第一部分116可操作地连接并且与第一部分电磁操作成将由信号和电力驱动。被驱动的第二部分118使得电梯轿厢114能够沿着第一部分116移动，并且因此在行道113、115和117内移动。

本领域的技术人员将会了解，第一部分116和第二部分118并不限于这个实例。在替代实施方案中，第一部分116可以被配置为永磁体，并且第二部分118可以被配置为绕组或线圈。另外，本领域的技术人员将会了解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用其它类型推进。

第一部分116如图1所示是由多个电机分段122形成，其中每个分段与驱动单元120相关联。虽然并未示出，但是图1的中心行道115还包括了用于第一部分116在行道115内的每个分段的驱动单元。本领域的普通技术人员将会了解，虽然为系统的每个电机分段122提供了驱动单元120(一对一地)，但是在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用其它配置。另外，本领域的技术人员将会了解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以采用其它类型推进。例如，例如，磁性螺杆可以用于电梯轿厢的推进系统。因此，本公开的所描述和所示出的推进系统仅是出于示例性和说明性的目的而提供的，而不旨在作为限制。

现在转到图2，示出了包括在行道213中行进的电梯轿厢214的电梯系统200的视图。电梯系统200基本上类似于图1的电梯系统100，并且因此相似特征以数字“2”而非数字“1”开头。电梯轿厢214是由沿着行道213的长度延伸的一个或多个导轨224导向，其中导轨224可固定到结构构件219。为了容易说明，图2的视图仅示出了单个导轨224；然而，可能存在被定位在行道213内的任何数量导轨，并且它们可以例如定位于电梯轿厢214的相对侧上。电梯系统200采用如上所述线性推进系统，其中第一部分216包括多个电机分段222a、222b、222c、222d，这些电机分段各自具有一个或多个线圈226(即，相位绕组)。第一部分216可安装到导轨224，并入导轨224，或者可与结构构件219上的导轨224分开定位。第一部分216用作永磁同步线性电机的定子以向电梯轿厢214施加力。第二部分218如图2所示被安装到电梯轿厢214，并且包括一个或多个永磁体228的阵列，以便形成无绳电梯系统的线性推进系统的第二部分。电机分段222a、222b、222c、222d的线圈226可以一个或多个相位布置，如电机领域中所已知的，例如三个、六个等等。一个或多个第一部分216可以安装在行道213中，以便与安装到电梯轿厢214的永磁体228共同作用。虽然电梯轿厢214单侧仅示出为具有图2的实例的永磁体228，但是永磁体228可以定位在电梯轿厢214的两侧或更多侧上。另选实施方案可使用单个第一部分216/第二部分218配置或多个第一部分216/第二部分218配置。

在图2的实例中，描绘四个电机分段222a、222b、222c、222d。电机分段222a、222b、222c、222d中的每个具有相应的或相关的驱动器220a、220b、220c、220d。系统控制器225经由驱动器220a、220b、220c、220d向电机分段222a、222b、222c、222d提供了驱动信号，用于控制电梯轿厢214运动。系统控制器225可使用微处理器来实现，微处理器执行存储在存储介质上的计算机程序进行本文中描述的操作。或者，系统控制器225可以硬件(例如，ASIC、FPGA)或硬件/软件的组合来实现。系统控制器225也可以是电梯控制系统的一部分。系统控制器225可以包括用于为第一部分216供电的功率电路(例如，逆变器或驱动器)。虽然描绘的是单个系统控制器225，但是本领域的普通技术人员将会理解，可以使用多个系统控制器。例如，可提供单个系统控制器以跨相对短的距离而控制一组电机分段操作，并且在一些实施方案中，可为每个驱动单元或成组驱动单元提供单个系统控制器，其中系统控制器彼此通信。

在一些示例性实施方案中，如图2所示，电梯轿厢214包括具有一个或多个收发器238和处理器或者说是CPU 234的机载控制器256。机载控制器256和系统控制器225共同形成控制系统，其中计算处理可以在机载控制器256和系统控制器225之间移位。在一些示例性实施方案中，机载控制器256的处理器234被配置为监测一个或多个传感器并且经由收发器238来与一个或多个系统控制器225通信。在一些示例性实施方案中，为了确保可靠通信，电梯轿厢214可以包括被配置为用于通信的冗余的至少两个收发器238。收发器238可以被设置为在不同频率或通信信道上操作，以最小化干扰并且在电梯轿厢214与一个或多个系统控制器225之间提供全双工通信。在图2的实例中，机载控制器256与负载传感器252对接以检测制动器236上的电梯负载。制动器236可与结构构件219、导轨224或行道213中的其它结构接合。虽然图2的实例仅描绘了单个负载传感器252和制动器236，电梯轿厢214可以包括多个负载传感器252和制动器236。

为了驱动电梯轿厢214，一个或多个电机分段222a、222b、222c、222d可以被配置为在任何给定的时间点上重叠电梯轿厢214的第二部分218。在图2的实例中，电机分段222d部分地重叠于第二部分218(例如，约33％重叠)，电机分段222c完全地重叠于第二部分218(100％重叠)，并且电机分段222d部分地重叠于第二部分218(例如，约66％重叠)。在电机分段222a与第二部分218之间没有所描绘的重叠。在一些实施方案中，控制系统(系统控制器225和机载控制器256)可操作以将电流施加于与第二部分218重叠的电机分段222b、222c、222d中的至少一个。在基于负载传感器252经由收发器238接收来自机载控制器256的数据时，系统控制器225可以控制驱动单元220a、220b、220c、220d中的一个或多个上的电流。电流可通过注入恒定电流向电梯轿厢214施加向上推力239，从而在行道213内推进电梯轿厢214。由线性推进系统产生的推力部分地取决于第一部分216与第二部分218之间的重叠的量。当第一部分216与第二部分218存在最大重叠时，获得峰值推力。

在传统旋转驱动无绳电梯系统中，电梯轿厢位置可以通过旋转编码器或类似的装置来准确地确定，旋转编码器或类似的装置测量转子或卷轴的旋转并且可以基于部署的绳索的数量/长度确定轿厢位置。然而，无绳电梯系统无法使用旋转编码器和旋转电机，因为没有使用绳索或转子。另外，由于多个轿厢可位于单个行道内，因此在行道顶部处的单个传感器是不可行的(参见例如图1)。

现在转到图3，示出了本发明的感测系统的第一示例性实施方案的示意图。电梯系统300包括如以上关于图1和图2讨论的特征，并且因此类似特征分别以“3”而非“1”或“2”开头。轿厢314是位于行道313内，并且被配置为根据由驱动单元320a、320b、320c和/或系统控制器提供的控制信号在向上方向或向下方向上移动，如以上关于图2所述。每个驱动单元320a、320b、320c可操作地连接到第一部分316的相关电机分段322a、322b、322c。虽然并未示出，但是轿厢314将会包括第二部分(参见元件118、218)，第二部分将会实现轿厢314在行道313内的推进和驱动。

在操作中，驱动单元320a、320b、320c可以分别激励第一部分316的相关电机分段322a、322b、322c，以便在行道313内向上推进一个或多个电梯轿厢314。或者，第一部分316的电机分段322a、322b、322c可作为再生制动器来操作，以便控制电梯轿厢314在行道313中的下降并且将电流提供给驱动单元320a、320b、320c以例如为连接到驱动单元320a、320b、320c的电气系统充电。

驱动单元320a、320b、320c被连接到行道313的结构构件319和/或保持在其上或附近。另外，第一部分316的驱动单元322a、322b、322c被连接到行道313的结构构件319和/或保持在其上或附近。虽然示出的是与第一部分316的相应电机分段322a、322b、322c分开的驱动单元320a、320b、320c，但是本领域的技术人员将会了解，部件可以被配置为单个整体单元或其子组合。为了在电梯系统300内提供准确位置数据和控制，提供第二系统。

位于结构构件319上的可为感测系统的一个或多个传感器360a、360b、360c。如图所示，传感器360a、360b、360c在行道213的与相应侧向相邻驱动单元320a、320b、320c和第一部分316的电机分段322a、322b、322c相对的那侧上。然而，这并不是限制性的实例，而是为了容易解释而示出的，并且本领域的技术人员将会了解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用其它配置。另外，虽然在图3中被示出为单个行道213，但是本领域的技术人员将会了解，任何数量行道都可采用如本文所述的感测系统和配置，并且每个行道可以包含多个传感器，诸如传感器阵列或系列。例如，图1的每个行道113、115和117可以被配置为具有图3的感测系统，并且可以跨越行道113、115和117的整个长度。

传感器360a、360b、360c被配置为与相邻的(即，在建筑物内的相同垂直位置处，或者在行道313内的垂直位置处)传感器的相应驱动单元320a、320b、320c进行电和数字通信。例如，如图3所示，在图像顶部处的驱动单元320a被配置为与在图像顶部处的传感器360a通信。类似地，驱动单元320b被配置为与传感器360b通信，并且驱动单元320c被配置为与传感器360c通信。因此，所提出的配置是在行道313内的相同层级处的侧向通信。然而，本领域的技术人员将会了解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以采用其它配置。例如，单个驱动单元可与多于一个的传感器通信，或者反之亦然。驱动单元与传感器之间的通信(并且反之亦然)可以通过任何已知方式(诸如有线连接、无线连接等等)进行。选择可以基于电梯系统300和/或感测系统的需要和设计。例如，为了提供高的带宽，并且因此提供在部件之间的非常快速而有效的通信，可以优选有线连接。

电梯轿厢状态传感器360a、360b、360c系列或阵列被固定到沿着行道313的固定点并且被附接到结构构件319。轿厢状态传感器360a、360b、360c被配置为感测或确定电梯轿厢314通过相应的轿厢状态传感器360a、360b、360c时的电梯轿厢状态，诸如电梯轿厢314的位置、速度和/或加速度。因此，电梯轿厢314在行道313内的位置可基于由轿厢状态传感器360a、360b、360c感测的位置来确定。因此，在一些实施方案中，轿厢状态传感器始终是活动的，并且控制系统基于特定电梯轿厢和/或轿厢状态传感器位置来选择使用哪些传感器进行状态确定。在替代实施方案中，轿厢状态传感器可基于与轿厢的接近度而变得活动，并且因此系统可基于行道313内的活动传感器来确定轿厢状态，例如，在电梯轿厢接近于传感器时被激活的轿厢状态传感器。另外，在一些实施方案中，始终活动的轿厢状态传感器可以被配置为帮助识别和/或定位不受控制的电梯轿厢。

根据本发明的实施方案的轿厢状态传感器可以是被配置为测量或确定状态空间矢量的传感器，状态空间矢量可以是位置、速度、加速度、电机磁角、移动方向等等。当状态空间矢量是位置时，轿厢状态传感器可以直接确定电梯轿厢的物理定位或位置。在其它实施方案中，轿厢状态传感器可以被配置为感测或确定电梯轿厢速度，并且可以从此信息推导位置和/或加速度。在其它实施方案中，轿厢状态传感器可以被配置为检测用于电机控制的电机磁角，并且可以从此确定轿厢位置、速度和/或加速度。然而，在所有实施方案中，轿厢状态传感器被配置为通过推导直接或间接地确定一个或多个电梯轿厢的至少物理定位或位置。此外，在一些实施方案中，可使用轿厢状态传感器来推导用于电机控制反馈的电机磁角或其它特性。

如上讨论，轿厢状态传感器360a、360b、360c被配置为与驱动单元320a、320b、320c通信。在一些实施方案中，轿厢状态传感器360a、360b、360c还可以或替代地与更大控制系统或控制器和/或计算机化系统(诸如上述系统控制器325或更大中央控制系统)通信，以便控制无绳电梯系统。轿厢状态传感器360a、360b、360c的阵列被配置为使得电梯系统300能够连续确定轿厢314相对于行道313的位置，这可以呈轿厢位置数据形式。轿厢位置数据可以是增量的，使得当轿厢314进入新轿厢状态传感器的感测区域时，可检测到增量改变，即，在行道313内从第一轿厢状态传感器360a垂直移动到下一轿厢状态传感器360b。每个轿厢状态传感器360a、360b、360c的感测区域可以被限定为基本上接近于和/或邻近于相应的传感器的物理位置的物理空间。在一些实施方案中，轿厢状态传感器可以被配置为始终是活动的，并且在其它实施方案中，轿厢状态传感器可以被配置为仅在电梯轿厢存在于传感器的感测范围或区域中时是活动的，如传感器的领域中所已知的。

当感测时，个别轿厢状态传感器360a、360b、360c可基于轿厢314的移动来开始增量位置计数。由于轿厢状态传感器360a、360b、360c在行道313内的位置是绝对已知位置，因此传感器的测量可以确定轿厢314的确切位置。另外，由于轿厢314相对于轿厢状态传感器360a、360b、360c的位置可以是增量的，即，随时间改变的，电梯系统300可以基于轿厢314相对于特定的轿厢状态传感器360a、360b、360c的位置的增量改变来确定速度和/或加速度/减速度。

或者，在一些实施方案中，电梯轿厢314的位置可以被确定为绝对位置。例如，比起依赖相对于传感器的位置的增量改变，传感器可以确定轿厢314的确切位置。在这个实例中，电梯轿厢位置的数据点可以提供与在行道313内的位置相关联的唯一值。以此方式，轿厢状态传感器360a、360b、360c的位置都是绝对已知的，并且轿厢314的位置相对于每个轿厢状态传感器360a、360b、360c是绝对的。

另外，在一些实施方案中，轿厢314可以被配置有识别机构362，使得轿厢状态传感器360a、360b、360c可以识别感测区域中存在的特定轿厢314。因此，不仅电梯系统300可以确定在行道313中的轿厢314的位置、速度、方向和加速度，而且电梯系统300还可确定哪个特定轿厢314位于特定位置、在哪种速度下行进、在哪个方向上和特定轿厢314的加速度。在某些替代实施方案中，如本领域的技术人员将了解，除了轿厢状态传感器360a、360b、360c之外或作为其替代，识别机构362可与为此目的而配置的附加的传感器共同作用。例如，可采用RFID芯片和传感器配置来确定哪个特定电梯轿厢正被系统感测。

为了测量和/或感测电梯轿厢312部分，在一些实施方案中，例如如图3所示，位置感测系统可以使用被感测的元件364。被感测的元件364可以用作基线、引线、参考，并且可以被配置为标度、离散目标和/或可由轿厢状态传感器360a、360b、360c感测或登记的某些其它类型标记/装置。在此类实施方案中，可采用各种技术来通过感测或登记标度364或其部分而感测出轿厢314的存在和位置。例如，此类技术可以包括但不限于IR/光学透射、IR/光学反射、磁性编码器、涡流传感器、霍尔效应传感器等等。标度364可以提供增量测量，其中标度364的每个框或标记可以指示轿厢314上的特定位置，并且因此轿厢状态传感器360a、360b、360c可以确定轿厢314的移动(向上或向下)，并且另外速度、方向、加速度和/或减速度可以被计算出。当电梯轿厢314首先通过或进入传感器的感测区域时，标度364可以使得能够确定绝对位置。然后，所继续进行的监测和/或测量可以提供增量测量，使得可以在轿厢314在具体的传感器前面或附近时进行增量正交波分析。

标度364可以被配置为带或其它形式标记，它们被配置为将由轿厢状态传感器360a、360b、360c读取、感测、登记和/或检测。例如，标度364可由轿厢314上的带或其它标记(诸如油漆、油墨、染料、物理结构等等)形成，以便提供由轿厢状态传感器360a、360b、360c感测、检测或采用的对比色、形状、指示符等等。这些实例仅为了示例性和说明性的目的而提供，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用其它类型的标记或标度。

现在转到图4，示出了本发明的感测系统的第二示例性实施方案的示意图。电梯系统400包括如以上关于图1-3讨论的特征，并且因此类似特征分别以“4”而非“1”、“2”或“3”开头。电梯系统400基本上类似于图3的电梯系统300，其中主要差异在于省略标度364。在这个实施方案中，轿厢414充当被感测的特征，并且轿厢状态传感器460a、460b、460c可以被配置为包括以下技术中的一个或多个：例如，激光多普勒、CMOS/CCD相机和激光成像系统。本领域的技术人员将会了解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以采用其它类型的传感器。在这些示例性实施方案中，传感器可以在不需要标度或其它机构/装置(即，没有图3的标度364)的情况下确定轿厢何时进入感测区域。

有利地，根据本发明的各种实施方案，提供对多轿厢无绳电梯系统内的电梯轿厢的物理位置的准确感测。另外，由本发明的传感器收集的信息可以用于控制整个无绳电梯系统，诸如用户、技术人员、自动化控制系统等等可以知道特定电梯轿厢的精确物理位置。因此，可以提供有效的轿厢输送和控制，使得总体系统效率提高。另外，有利地，除了轿厢位置之外，本文中提供的感测系统还能够对轿厢速度、方向和加速度进行准确的测量和监测。

另外，有利地，本发明的实施方案提供使得电梯系统或其用户能够主动而精确地控制多轿厢无绳电梯系统中的轿厢。

此外，有利地，本文中公开的传感器与多轿厢无绳电梯系统的控制部分和驱动部分之间的硬接线的通信链路使得能够在系统内进行非常快速而有效地控制和定时，几乎没有时延，并且具有非常高可靠性。

虽然仅结合了有限数量的实施方案来详细地描述了本发明，但是应当易于理解，本发明不限于此类所公开的实施方案。相反，可修改本发明，以便并入在此未作描述、但是与本发明的精神和范围相符的任何数量变化、更改、替换或等效布置。另外，虽然已描述了本发明的各种实施方案，但是将要理解，本发明的方面可仅包括所述实施方案和/或特征中的一些。

例如，虽然在本文中描述的是单个电梯轿厢被描述为具有随附的传感器和控制器，但是本领域的技术人员将会了解，本文中提供的传感器和系统可以用于跟踪任何数量轿厢，并且可唯一地跟踪每个轿厢。另外，在一些替代实施方案中，多轿厢无绳电梯系统中的每个轿厢可以具有与之相关联的专用控制和驱动系统。在此类实施方案中，如本文所述的感测阵列可以与每个控制/驱动系统相关联，或者可采用控制器以使得单个感测阵列用于辅助对多个电梯轿厢的控制和监测，这些电梯轿厢各自受差分系统的控制和驱动。

因此，本发明不视为受前述描述的限制，而是仅受随附权利要求的范围的限制。

Claims (20)

1.一种电梯系统，所述电梯系统包括：

电梯轿厢，所述电梯轿厢被配置为在电梯竖井的行道中行进；

线性推进系统，所述线性推进系统被配置为向所述电梯轿厢施加力，所述线性推进系统包括：

第一部分，所述第一部分安装在所述电梯竖井的所述行道中；以及

第二部分，所述第二部分被安装至所述电梯轿厢，所述第二部分被配置为与所述第一部分共同作用以使得所述电梯轿厢移动；

多个轿厢状态传感器，所述多个轿厢状态传感器安置在所述行道内，并且可操作以确定所述电梯轿厢在所述行道内的状态空间矢量；

被感测的元件，所述被感测的元件安置在所述电梯轿厢上，其中所述多个轿厢状态传感器中的每个被配置为在所述电梯轿厢接近于所述相应轿厢状态传感器时检测所述被感测的元件；以及

控制系统，所述控制系统可操作以将电流施加于所述第一部分和所述第二部分中的至少一个，

其中所述多个轿厢状态传感器与所述控制系统和所述线性推进系统通信以向其提供状态空间矢量数据。

2.如权利要求1所述的电梯系统，其中所述多个轿厢状态传感器中的每个传感器是IR/光学传输传感器、IR/光学反射传感器、磁性编码器、涡流传感器和霍尔效应传感器中的至少一个。

3.如前述权利要求中任一项所述的电梯系统，其中所述多个轿厢状态传感器中的每个传感器是激光多普勒装置、CMOS/CCD相机和激光成像装置中的至少一个。

4.如前述权利要求中任一项所述的电梯系统，其中所述多个轿厢状态传感器限定多个第一轿厢状态传感器，并且所述电梯轿厢是在第一行道中的第一电梯轿厢，所述系统还包括：

第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在所述电梯竖井的第二行道中；以及

多个第二轿厢状态传感器，所述多个第二轿厢状态传感器被配置为确定所述第二电梯轿厢的所述状态空间矢量。

5.如前述权利要求中任一项所述的电梯系统，其中所述电梯轿厢是第一电梯轿厢，所述系统还包括：第二电梯轿厢，所述第二电梯轿厢安置在所述电梯竖井的与所述第一电梯轿厢相同的行道中，其中所述多个轿厢状态传感器被配置为确定所述第一电梯轿厢和所述第二电梯轿厢各自的状态空间矢量。

6.如前述权利要求中任一项所述的电梯系统，其中所述多个轿厢状态传感器还被配置为确定所述电梯轿厢的速度、加速度、磁角和移动方向中的至少一个。

7.如前述权利要求中任一项所述的电梯系统，其中控制系统被配置为基于所述电梯轿厢与所述多个轿厢状态传感器中的一个或多个的接近度来确定所述电梯轿厢的所述状态空间矢量。

8.如前述权利要求中任一项所述的电梯系统，其中所述多个轿厢状态传感器被硬接线至所述控制系统和所述推进系统中的至少一个。

9.如前述权利要求中任一项所述的电梯系统，其中所述系统包括多个第一部分，并且所述多个第一部分中的每个具有至少一个相关的轿厢状态传感器。

10.如前述权利要求中任一项所述的电梯系统，其中所述第一部分包括一个或多个电机分段，并且所述第二包括一个或多个永磁体。

11.如前述权利要求中任一项所述的电梯系统，其还包括电梯轿厢指示器，其中所述多个轿厢状态传感器中的每个被配置为基于所述电梯轿厢指示器来检测所述电梯轿厢的身份。

12.如前述权利要求中任一项所述的电梯系统，其中所述多个轿厢状态传感器被配置为基于速度测量、加速度测量和磁角测量中的至少一个来确定所述电梯轿厢在所述行道内的所述状态空间矢量。

13.如前述权利要求中任一项所述的电梯系统，其中所述状态空间矢量是所述电梯轿厢的物理位置。

14.如前述权利要求中任一项所述的电梯系统，其还包括：

电梯轿厢指示器，所述电梯轿厢指示器被配置在所述电梯轿厢上；以及

至少一个附加的传感器，所述至少一个附加的传感器被配置为基于所述电梯轿厢指示器来检测所述电梯轿厢的身份。

15.一种方法，包括：

利用多个轿厢状态传感器中的至少一个和被感测的元件来测量第一电梯轿厢在电梯竖井的第一行道中的状态空间矢量，所述多个轿厢状态传感器安置在所述第一行道内，所述被感测的元件安置在所述电梯轿厢上；

将所述第一电梯轿厢的所述状态空间矢量传送给控制系统；以及

基于所述第一电梯轿厢的所述测量到的状态空间矢量来控制所述第一电梯轿厢的速度、移动方向和加速度中的至少一个。

16.如权利要求15所述的方法，其还包括：

利用所述多个轿厢状态传感器中的至少一个来测量第二电梯轿厢在所述电梯竖井的所述第一行道中的状态空间矢量；

将所述第二电梯轿厢的所述状态空间矢量传送给所述控制系统；以及

基于所述第二电梯轿厢的所述测量到的状态空间矢量来控制所述第二电梯轿厢的速度、移动方向和加速度中的至少一个。

17.如权利要求15-16中任一项所述的方法，其还包括：

利用多个第二轿厢状态传感器中的至少一个来测量第二电梯轿厢在所述电梯竖井的第二行道中的状态空间矢量；

将所述第二电梯轿厢的所述状态空间矢量传送给所述控制系统；以及

基于所述第二电梯轿厢的所述测量到的状态空间矢量来控制所述第二电梯轿厢的所述速度、移动方向和加速度中的至少一个。

18.如权利要求15-17中任一项所述的方法，其还包括：

利用多个轿厢状态传感器中的至少一个来确定所述第一电梯轿厢的身份；以及

将所述第一电梯轿厢的所述身份传送给所述控制系统。

19.如权利要求15-18中任一项所述的方法，其还包括：基于所述测量到的状态空间矢量信息来计算所述第一电梯轿厢的所述速度、移动方向、磁角和加速度中的至少一个。

20.如权利要求15-19中任一项所述的方法，其中所述方法由多轿厢无绳电梯系统的控制系统执行。