CN108275529A - 电梯位置检测装置及平层控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电梯位置检测装置，包括相互通讯连接的检测装置和操作器；所述检测装置包括三轴惯性传感器、数据处理器、接口电路；所述三轴惯性传感器包括三轴加速度计、三轴陀螺仪；三轴加速度计用于检测电梯运行时轿厢的加速度，三轴陀螺仪用于检测电梯运行时轿厢的角速度；所述数据处理器与三轴惯性传感器、接口电路连接；数据处理器接收三轴惯性传感器的电梯运行三维数据，计算得出电梯轿厢当前绝对位置和运行速度，并通过接口电路传输给电梯主控制器；所述接口电路用于数据处理器与电梯主控制器，数据处理器与操作器之间的通讯。本发明使电梯平层更精确，安装调试简洁方便。

Description

电梯位置检测装置及平层控制方法

技术领域

本发明涉及电梯检测技术领域，尤其是一种电梯位置检测装置。

背景技术

近年，随着城市化建设的步伐加快，越来越多的高层建筑拔地而起。作为垂直交通工具的电梯也伴随着高层建筑的增多而应用量逐渐增大，所以电梯的舒适性、安全性、可靠性越来越被大家所重视。

电梯的舒适性、安全性、可靠性主要表现在电梯运行时加减速的控制、平层的精准、可靠等方面。目前，电梯一般是靠平层开关与检测磁条或隔板配合及磁栅尺、光栅尺等检测装置来实现平层，但是上述平层装置还存在以下不足：

第一，电梯平层开关需要先安装好开关，再逐层安装检测磁条或隔板。调试电梯时需要逐层调整检测磁条或隔板的位置来调整较好的平层位置，安装调试步骤繁琐，效率极其地下，浪费大量的时间及人力。同时，磁栅尺、光栅尺在安装时需要将其从电梯导轨顶部垂直并拉紧安装至电梯导轨底部，不仅安装比较繁琐，而且在经年累月的应用下存在磁栅尺、光栅尺断裂的可能。

第二，磁感应式平层开关的检测磁条及磁栅尺的磁栅存在着退磁造成检测距离发生变化或位置丢失的可能，会造成电梯平层不准或不能平层。

第三，光电式平层开关的发射装置和接收装置及光栅尺的堵头和光栅存在着不耐油污、不耐灰尘的缺点。电梯井道内的环境恶劣，若光电式开关的发射装置或接收装置及光栅尺的堵头或光栅被油污、灰尘等不透明物体覆盖，则会失去作用，从而出现电梯不能平层、电梯关人等故障。

因此，本领域急需一种耐受使用环境、安装调试简洁方便、运行可靠的电梯位置检测装置以保证电梯的正常运行，降低故障发生概率，确保乘客的生命安全。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种电梯位置检测装置，能够实时检测电梯的绝对位置并反馈给电梯主控器，让电梯主控器及时响应加减速度位置使电梯的启动和停止更舒适、平层更精确；同时，安装调试简洁方便，且对使用的环境不敏感。本发明采用的技术方案是：

一种电梯位置检测装置，包括相互通讯连接的检测装置和操作器；其主要改进之处在于，

所述检测装置包括三轴惯性传感器、数据处理器、接口电路；所述三轴惯性传感器包括三轴加速度计、三轴陀螺仪；

三轴加速度计用于检测电梯运行时轿厢的加速度，三轴陀螺仪用于检测电梯运行时轿厢的角速度；

所述数据处理器与三轴惯性传感器、接口电路连接；数据处理器接收三轴惯性传感器的电梯运行三维数据，计算得出电梯轿厢当前绝对位置和运行速度，并通过接口电路传输给电梯主控制器；

所述接口电路用于数据处理器与电梯主控制器，数据处理器与操作器之间的通讯。

进一步地，数据处理器中设有存储单元，用于记录操作器所设置的楼层信息、参考基准点，通过操作器学习的电梯平层时的绝对位置，以及数据处理器计算出的电梯轿厢当前绝对位置。

进一步地，所述数据处理器具有掉电检测及掉电存储的功能或具有相同功能的外围电路。

进一步地，检测装置与电梯主控制器之间的通讯方式包括RS422、RS485或CAN总线。

进一步地，检测装置与操作器之间的通讯方式包括RS422、RS485或CAN总线。

进一步地，检测装置水平或垂直安装在轿厢上，与轿厢同步运动。

进一步地，操作器的上方设有至少一个屏幕显示电梯轿厢的运行速度和绝对位置。

基于上述电梯位置检测装置，本发明还提出一种电梯平层控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，通过操作器控制电梯，将电梯轿厢开至任一层的电梯平层时绝对位置，记录该层的电梯平层时绝对位置设置为参考基准点；

然后将电梯轿厢逐层停靠找平后，通过操作器设置各层楼层信息、各层的电梯平层时绝对位置；完成电梯平层学习；

步骤S2，操作器的设置传输至检测装置的数据处理器，并进一步把各层楼层信息、参考基准点、各层的电梯平层时绝对位置发送给电梯主控制器；

步骤S3，通过检测装置检测电梯轿厢的当前绝对位置与运行速度，并反馈给电梯主控制器；

步骤S4，电梯主控制器根据电梯目标楼层，实时计算轿厢当前绝对位置与目标楼层对应的电梯平层时绝对位置的距离，并根据该距离完成电梯的加减速控制及精确平层。

本发明的优点在于：本发明能够实时检测电梯在井道内的绝对位置，代替电梯的平层开关、检测磁条、隔板或光栅尺、磁栅尺进行电梯预减速位置、平层位置及楼层的检测，从而解决了平层开关、磁栅尺及光栅尺的使用环境限制和安全隐患问题；具有可靠性高、对使用的环境不敏感、易于安装调试等优点，可安全可靠的取代传统的电梯位置检测装置。

附图说明

图1为本发明的检测装置原理示意图。

图2a、图2b、图2c为本发明的操作器调试使用示意图。

图3为本发明的一实施应用示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明提供的一种电梯位置检测装置，包括相互通讯连接的检测装置1和操作器2，检测装置1的原理如图1所示，包括三轴惯性传感器3、数据处理器4、接口电路5；

三轴惯性传感器3包括三轴加速度计31和三轴陀螺仪32，所述三轴加速度计31用于检测电梯运行时轿厢的加速度，所述三轴陀螺仪32用于检测电梯运行时轿厢的角速度，三轴惯性传感器3将获得的电梯运行三维数据发送至数据处理器4；通过三轴陀螺仪32与三轴加速度计31的共同配合，可以精确的计算出电梯轿厢倾斜运动时其轿厢地面相对于垂直位移的位移分量，从而防止电梯轿厢倾斜时造成的平层位置不精确；

数据处理器4将接收到的三轴惯性传感器3所检测的电梯运行时的轿厢加速度和角速度与电梯的运行时间进行解算，计算出轿厢的当前绝对位置与运行速度；

数据处理器4计算出的轿厢的当前绝对位置及运行速度数据实时通过接口电路5以RS422、RS485、CAN总线等方式传输给电梯主控制器，从而电梯的主控器可以实时判断轿厢的当前绝对位置及运行速度；电梯主控制器实时通过检测装置1检测电梯轿厢的当前绝对位置与运行速度，即可针对呼梯、启动、停止等指令，在相应的绝对位置发出加减速、平层等命令，使得电梯的平层更加精确、运行更加平稳；

数据处理器4计算出的轿厢的运行速度可以实时反馈给电梯主控制器，再与曳引机编码器的数据互为校正可以使得电梯的运行速度更加精确，运行更加平稳；

数据处理器4中设有EEPROM，用于记录操作器2所设置的楼层信息、参考基准点，通过操作器2学习的平层时绝对位置，以及数据处理器计算出的电梯轿厢当前绝对位置；

进一步地，数据处理器具有掉电检测、掉电存储功能；系统掉电时，数据处理器将掉电前的当前绝对位置数据存储在EEPROM中，系统上电时直接读取EEPROM存储的掉电时的绝对位置数据及楼层设置数据并通过接口电路发送至电梯主控器，通过与参考基准点和楼层设置数据的对比，使电梯主控器迅速判定当前电梯的准确位置及楼层信息；

操作器2如图2a～2c所示,操作器2是在电梯安装调试时用来设置检测装置1的参考基准点及楼层的平层位置，通过有线通讯电缆经由接口电路5将设置的参数传输至数据处理器3并保存；同时，检测装置1将操作器2设置的电梯平层时的绝对位置及楼层数据通过接口电路5发送给电梯主控制器；

操作器2的上方两个屏幕显示电梯轿厢的运行速度和绝对位置，绝对位置数据可以精确到1mm，运行速度可以精确到0.01m/s。中间屏幕显示电梯的备选设置信息；

如图2b，选择参考基准点设置功能，可以将电梯轿厢当前位置设置为参考基准点；

如图2c所示，选择电梯平层学习设置功能，即可开始电梯的平层位置（即电梯平层时的绝对位置）学习及记录；

选择主从机设置功能即可将本装置设置为检测主机或检测从机；

选择误差自诊断功能即可对本装置设置参考基准点的误差诊断及校正；

图3示出了本实施例公开的一种电梯位置检测装置的安装及调试方式，所述电梯位置检测装置的检测装置1水平安装在轿厢7的顶部，所述检测装置1通过有线通讯电缆与操作器2连接；

本发明提出的电梯平层控制方法，包括以下步骤：

步骤S1，通过操作器控制电梯，将电梯轿厢开至任一层的电梯平层时绝对位置，记录该层的电梯平层时绝对位置设置为参考基准点；参考基准点通常设为底层的电梯平层时绝对位置；参考基准点用于轿厢相对位移的计算，从而可以得到轿厢运行时的当前绝对位置；

然后将电梯轿厢逐层停靠找平后，通过操作器设置各层楼层信息（比如第2层、第3层……）、各层的电梯平层时绝对位置；便可完成电梯平层学习；

步骤S2，操作器的设置传输至检测装置的数据处理器，并进一步把各层楼层信息、参考基准点、各层的电梯平层时绝对位置发送给电梯主控制器；

步骤S3，通过检测装置检测电梯轿厢的当前绝对位置与运行速度，并反馈给电梯主控制器；

步骤S4，电梯主控制器根据电梯目标楼层，实时计算轿厢当前绝对位置与目标楼层对应的电梯平层时绝对位置的距离，并根据该距离完成电梯的加减速控制及精确平层。比如该距离小于某个较小的设定阈值时控制电梯轿厢减速，该距离趋于0时进行制动。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种电梯位置检测装置，包括相互通讯连接的检测装置和操作器；其特征在于，

所述检测装置包括三轴惯性传感器、数据处理器、接口电路；所述三轴惯性传感器包括三轴加速度计、三轴陀螺仪；

三轴加速度计用于检测电梯运行时轿厢的加速度，三轴陀螺仪用于检测电梯运行时轿厢的角速度；

所述数据处理器与三轴惯性传感器、接口电路连接；数据处理器接收三轴惯性传感器的电梯运行三维数据，计算得出电梯轿厢当前绝对位置和运行速度，并通过接口电路传输给电梯主控制器；

所述接口电路用于数据处理器与电梯主控制器，数据处理器与操作器之间的通讯。

2.如权利要求1所述的电梯位置检测装置，其特征在于，

数据处理器中设有存储单元，用于记录操作器所设置的楼层信息、参考基准点，通过操作器学习的电梯平层时的绝对位置，以及数据处理器计算出的电梯轿厢当前绝对位置。

3.如权利要求1所述的电梯位置检测装置，其特征在于，

所述数据处理器具有掉电检测及掉电存储的功能或具有相同功能的外围电路。

4.如权利要求1所述的电梯位置检测装置，其特征在于，

检测装置与电梯主控制器之间的通讯方式包括RS422、RS485或CAN总线。

5.如权利要求1所述的电梯位置检测装置，其特征在于，

检测装置与操作器之间的通讯方式包括RS422、RS485或CAN总线。

6.如权利要求1所述的电梯位置检测装置，其特征在于，

检测装置水平或垂直安装在轿厢上，与轿厢同步运动。

7.如权利要求1所述的电梯位置检测装置，其特征在于，

操作器的上方设有至少一个屏幕显示电梯轿厢的运行速度和绝对位置。

8.一种电梯平层控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，通过操作器控制电梯，将电梯轿厢开至任一层的电梯平层时绝对位置，记录该层的电梯平层时绝对位置设置为参考基准点；

然后将电梯轿厢逐层停靠找平后，通过操作器设置各层楼层信息、各层的电梯平层时绝对位置；完成电梯平层学习；

步骤S2，操作器的设置传输至检测装置的数据处理器，并进一步把各层楼层信息、参考基准点、各层的电梯平层时绝对位置发送给电梯主控制器；

步骤S3，通过检测装置检测电梯轿厢的当前绝对位置与运行速度，并反馈给电梯主控制器；

步骤S4，电梯主控制器根据电梯目标楼层，实时计算轿厢当前绝对位置与目标楼层对应的电梯平层时绝对位置的距离，并根据该距离完成电梯的加减速控制及精确平层。

9.如权利要求8所述的电梯平层控制方法，其特征在于，

参考基准点设为底层的电梯平层时绝对位置。