CN109484933B - 一种电梯轿厢位置和速度检测系统及其自检方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电梯技术领域，具体涉及一种电梯轿厢位置和速度检测系统及其自检方法，系统包括轿厢位于井道内，该检测系统包括沿竖向布置于井道内的栅尺、采集栅尺信息的检测装置、与检测装置电性连接的控制器，栅尺设有沿竖向连续交替布置的第一类标识和第二类标识，第一类标识形成位置编码信息，栅尺对应的位置编码信息均不重复；检测装置固定于轿厢上、并设有沿竖向布置的第一传感器和第二传感器。本发明通过第一传感器和第二传感器不重复的位置编码信息，从而分辨出检测装置位于栅尺中的绝对位置，从而准确得出轿厢位于井道中的绝对位置，检测精度高，降低检测成本。

Description

一种电梯轿厢位置和速度检测系统及其自检方法

技术领域

本发明涉及一种电梯技术领域，特别涉及一种电梯轿厢位置和速度检测系统及其自检方法.

背景技术

目前，电梯轿厢位置的常规检测方法是以主机侧旋转编码器的测量信号计算出曳引轮实际旋转的周长，从而折算出钢丝绳运动的距离及轿厢位置与速度，但由于电梯采用的是曳引拖动机械系统，也就是说曳引轮与钢丝绳间是采用摩擦传动连接方式，曳引轮与钢丝绳之间会存在滑移，并且因机械系统的重力变化、钢丝绳的湿度延展变化等原因，这些主机侧编码器方式折算得出的轿厢位置比较不准确，一般需要在井道内另外设置多个位置传感器不断校正轿厢真实位置，因此需要借助多种设备进行检测，检测技术复杂，且检测成本高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种电梯轿厢位置和速度检测系统，该系统能够简化电梯轿厢位置的检测技术，且检测精度高，降低检测成本。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电梯轿厢位置和速度检测系统，轿厢位于井道内，其特征在于，包括沿竖向布置于所述井道内的栅尺、采集所述栅尺信息的检测装置、与所述检测装置电性连接的控制器；

所述栅尺设有一列沿竖向布置的标识，所述标识包括沿所述栅尺的长度方向依次交替排列的第一类标识和第二类标识，所述第一类标识至少包括第一识别单元、第二识别单元、第三识别单元，所述第一识别单元、第二识别单元、第三识别单元沿所述栅尺的宽度方向的长度各不相同；所述第一类标识沿所述栅尺的长度方向的排列形成位置编码信息，所述位置编码信息在所述栅尺内不重复出现；

所述检测装置固定于所述轿厢上、并设有沿竖向布置的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器在竖向移动时可以交替检测到所述第一类标识和第二类标识。

与现有技术相比，本发明在电梯运行时，轿厢带动检测装置沿栅尺作井道中的垂直运动，第一传感器和第二传感器同时采集栅尺上的第一类标识和第二类标识，第一传感器和第二传感器将采集的信息发送至控制器，控制器对接收到的信息进行分析、计算和存储，并分析出检测装置经过的栅尺对应的位置编码。该检测系统可以分别通过第一传感器和第二传感器读取位置计算出轿厢的相对位置和速度。另外，通过判断第一传感器的波形超前所述第二传感器90°确定轿厢的上行，通过判断第一传感器波形延后所述第二传感器90°确定轿厢的下行。检测系统对位置编码进行检查，且栅尺对应的位置编码在单一方向运行中不重复，并分辨出检测装置位于栅尺中的绝对位置，从而准确得出轿厢位于井道中的绝对位置，无需多次校正，由于同时交替采用第一传感器和第二传感器读取第一类标识和第二类标识，所以检测系统可以快速校对确认，提高了传感器读取数据的可靠性，简化电梯轿厢位置的检测技术，且检测精度高，降低检测成本。

作为优选，所述第一类标识和所述第二类标识在所述栅尺的长度方向上紧邻设置，所述第一类标识和所述第二类标识沿所述栅尺的长度方向上的长度为固定比例。

作为优选，所述第一传感器识别所述第一类标识时，所述第二传感器识别所述第二类标识；所述第一传感器识别所述第二类标识同时，所述第二传感器识别所述第一类标识。

作为优选，所述第一识别单元对应的数据“A”，所述第二识别单元对应的数据“B”，其由预定义位数的“A”或“B”组成不重复的位置数据编码；所述第三识别单元为分界符。

作为优选，所述第一识别单元、第二识别单元、第三识别单元沿所述栅尺的宽度方向的长度为单位长度的倍数。

作为优选，其特征在于，所述第二类标识是沿所述栅尺的宽度方向的长度为零的间隔符。

作为优选，其特征在于，M行所述第一类标识组成所述轿厢的位置编码，所述位置编码的数量为K＝(N-1)^(M-1)，N为不同长度的单元的种类。

作为优选，所述栅尺总长度H＝K×c×M，其中c为所述一个第一类标沿所述栅尺的长度方向的长度与一个所述第二类标识沿所述栅尺的长度方向的长度的和。。

作为优选，设定在t时间内，所述第一传感器检测到的所述第一类标识个数为n，则所述轿厢的相对位移s＝C×n，所述轿厢的速度v＝s/t，所述轿厢的绝对位置L＝|E×(C×M)-e×(C×M)|，其中C为一个所述第一类标识和一个所述第二类标识沿所述栅尺的宽度方向的长度的和，E为所述第一传感器当前读出的所述位置编码信息对应的十进制编码，e为所述第一传感器读出所述轿厢位于所述井道最低位置时读出的所述位置编码信息对应的十进制编码。

本发明还提供一种电梯轿厢位置和速度检测系统的自检方法，至少包括三种方式，该自检方法通过至少其中一种方式进行自检；第一种方式：所述第一传感器检测到所述第一类标识和第二类标识的数量的和为z1，所述第二传感器检测到的所述第一类标识和第二类标识的数量为z2，若z1与z2不同，控制器发出警报信号；第二种方式：所述第一传感器与第二传感器同时处于识别第一类标识或第二类标识状态时，控制器发出警报信号；第三种方式：若相邻两个位置编码信息对应的位置编码没有按预定的排序出现时，控制器发出警报信号。

本发明通过设置电梯自检方法，使电梯运行时，系统更安全稳定可靠。

附图说明

现结合附图与具体实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例电梯轿厢位置和速度检测系统的结构示意图；

图2是本发明实施例电梯轿厢位置和速度检测系统的工作原理图。

其中：

10.轿厢，20.井道，30.栅尺，310.第一类标识，311.第一识别单元，312.第二识别单元，313.第三识别单元，320.第二类标识，40.检测装置，410.第一传感器，420.第二传感器，50.控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本发明提供一种电梯轿厢10位置和速度检测系统，轿厢10位于井道20内，包括沿竖向布置于所述井道20内的栅尺30、采集所述栅尺30信息的检测装置40、与所述检测装置40电性连接的控制器50；

所述栅尺30设有一列沿竖向布置的标识，所述标识包括沿所述栅尺30的长度方向依次交替排列的第一类标识310和第二类标识320，所述第一类标识310至少包括第一识别单元311、第二识别单元312、第三识别单元313，所述第一识别单元311、第二识别单元312、第三识别单元313沿所述栅尺30的宽度方向的长度各不相同，所述第一类标识310沿所述栅尺30的长度方向的排列位置编码信息，所述二进制位置编码信息在所述栅尺30内不重复出现；所述检测装置40固定于所述轿厢10上、并设有沿竖向布置的第一传感器410和第二传感器420，第一传感器410和第二传感器420在竖向移动时交替检测到所述第一类标识和第二类标识。

与现有技术相比，本发明在电梯运行时，轿厢10带动检测装置40沿栅尺30作井道20中的垂直运动，第一传感器410采集和第二传感器420同时采集栅尺30上的第一类标识310的信息和第二类标识320的信息，第一传感器410和第二传感器420将采集的信息发送至控制器50，控制器50对接收到的信息进行分析、计算和存储，并分析出检测装置40经过的栅尺30对应的位置编码。该检测系统通过第一传感器410和第二传感器420读取位置计算出轿厢10的相对位置和速度，通过判断第一传感器410超前所述第二传感器90°确定轿厢的上行，通过判断第一传感器延后所述第二传感器90°确定轿厢的下行。检测系统对位置编码进行检查，且栅尺30对应的位置编码在单一方向运行中不重复，并分辨出检测装置40位于栅尺30中的绝对位置从而准确得出轿厢10位于井道20中的绝对位置，由于同时采用第一传感器410和第二传感器420交替读取第一类标识310和第二类标识320，所以检测系统可以快速校对确认，无需多次校正，简化电梯轿厢10位置的检测技术，且检测精度高，降低检测成本。

优选的，所述第一识别单元311、第二识别单元312、第三识别单元313沿所述栅尺30的宽度方向的长度为单位长度的倍数，所述第二类标识320是长度为零的间隔符。

M行所述第一类标识310组成所述轿厢10的位置编码，所述位置编码的数量为K＝(N-1)^(M-1)，N为不同长度的单元的种类。

通过该检测系统测量轿厢10的位置和速度时，所述栅尺总长度H＝K×c×M；设定在t时间内，所述第一传感器检测到的所述第一类标识个数为n，则所述轿厢的相对位移s＝C×n，所述轿厢的速度v＝s/t，所述轿厢的绝对位置L＝|E×(C×M)-e×(C×M)|，其中C和c为一个所述第一类标沿所述栅尺的长度方向的长度与一个所述第二类标识沿所述栅尺的长度方向的长度的和，E为所述第一传感器当前读出的所述位置编码信息对应的十进制编码，e为所述第一传感器读出所述轿厢位于所述井道最低位置时读出的所述位置编码信息对应的十进制编码。

在本实施例中，轿厢10做上下运动时，传感器检测到第一类标识310产生的位置编码信息以及分隔符信息直接发送至控制器50，由于栅尺30对应的位置编码不重复，控制器50则分析出检测装置40位于栅尺30中的绝对位置，即可得到轿厢10位于井道20中的绝对位置。第一类标识310还可以根据实际需要设置三个以上不同长度的识别单元。

如图2所示，本实例中采用了3种识别单元，即第一类标识310包涵3种宽度(N＝3)的识别单元(第一识别单元311、第二识别单元312、第三识别单元313)，其中一种是分界符(第三识别单元313)，因此有效数据只有2种(第一识别单元311、第二识别单元312)，所以本实例数据构成的是二进制数据的位置编码；所述第一类标识310沿所述栅尺30的长度方向的排列形成M行二进制位置编码信息，例如，本实例M＝10，所以所述二进制位置编码信息共有(3-1)^(10-1)＝512组编码在所述栅尺30内不重复出现；本实例中第一类标识和第二类标识长度均是10mm，所以栅尺总长度为512×(10+10)×10＝102.4(米)。

当，第一类标识310包涵11种识别单元时，即第一类标识310包涵11种不同宽度的识别单元(N＝11)，其中一种是分界符，因此有效数据有10种，所以此实例数据构成的是十进制数据的位置编码；所述第一类标识310沿所述栅尺30的长度方向的排列形成M行十进制位置编码信息，此实例中M＝5，所以所述二进制位置编码信息共有(11-1)^(5-1)＝10000组编码在所述栅尺30内不重复出现；本实例中第一类标识和第二类标识长度均是10mm，所以栅尺总长度为10000×(10+10)×5＝1000(米)。

如图2所示，所述第一类标识310和所述第二类标识320在所述栅尺30的长度方向上交替连续布置，所述第一类标识310和所述第二类标识320沿所述栅尺30的长度方向上的长度为固定比例。

如图2所示，所述第一识别单元311对应的数据“A”，所述第二识别单元312对应的数据“B”，其由预定义位数的“A”或“B”组成不重复的位置编码。例如：所述第一识别单元311对应的二进制编码字符为为0，所述第二识别单元312对应的二进制编码字符为1。所述第三识别单元313为分界符，且第三识别单元313对应的分界符为半位符，则本实施例的一个栅尺30对应的位置编码字符由1和0组合而成。

在本实施例中，第一类标识310的标示信息为不同长度的色斑反射检测方式，第二类标识320为相邻两个第一类标识310之间的空白表面，即没有任何长度信息、没有任何图案信息或其他标示信息，第一类标识310的标示信息还可以根据实际需要设置为磁开关方式或开孔透光等其他图案检测方式。

如图1和图2所示，检测装置40设有的第一传感器410和第二传感器420，第一传感器410与第二传感器420并排布置。检测装置40还可以根据实际需要在设置至一个以上第一传感器410和至少一个第二传感器420。

在本实施例中，第一传感器410和第二传感器420均为光电传感器，第一传感器410和第二传感器420还可以根据实际需要设置为其他形式的传感器，并与栅尺30信息匹配。

所述第一传感器410识别所述第一类标识310时，所述第二传感器420识别所述第二类标识320；所述第一传感器410识别所述第二类标识320同时，所述第二传感器420识别所述第一类标识310。即所述第一传感器410和所述第二传感器420交替识别识第一类标识310和第二类标识320。

在本实施例中，通过将第一传感器410和第二传感器420用于识别第一类标识310和第二类标识320，通过判断第一传感器波形超前所述第二传感器90°确定轿厢的上行，通过判断第一传感器波形延后所述第二传感器90°确定轿厢的下行。

本发明还提供一种电梯轿厢10位置和速度检测系统的自检方法，至少包括三种方式，该自检方法通过至少其中一种方式进行自检；第一种方式：所述第一传感器410检测到的所述第一类标识和第二类标识的数量的和为z1，所述第二传感器420检测到的所述第一类标识和第二类标识的数量为z2，若z1与z2不同，控制器50发出警报信号；第二种方式：所述第一传感器410与第二传感器420同时处于识别第一类标识310或第二类标识320状态时，控制器50发出警报信号；第三种方式：若相邻两个位置编码信息对应的位置编码不连续时，控制器50发出警报信号。

本发明通过设置电梯自检方法，使电梯运行时，系统更安全稳定可靠。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变动。

Claims (10)

1.一种电梯轿厢位置和速度检测系统，轿厢位于井道内，其特征在于，包括沿竖向布置于所述井道内的栅尺、采集所述栅尺信息的检测装置、与所述检测装置电性连接的控制器；

所述栅尺设有一列沿竖向布置的标识，所述标识包括沿所述栅尺的长度方向依次交替排列的第一类标识和第二类标识，所述第一类标识至少包括第一识别单元、第二识别单元、第三识别单元，所述第一识别单元、第二识别单元、第三识别单元沿所述栅尺的宽度方向的长度各不相同；所述第一类标识沿所述栅尺的长度方向的排列形成位置编码信息，所述位置编码信息在所述栅尺内不重复出现；

所述检测装置固定于所述轿厢上、并设有沿竖向布置的第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和第二传感器在竖向移动时交替检测到所述第一类标识和第二类标识。

2.根据权利要求1所述的一种电梯轿厢位置和速度检测系统，其特征在于，所述第一类标识和所述第二类标识沿所述栅尺的长度方向上的长度为固定比例。

3.根据权利要求1所述的一种电梯轿厢位置和速度检测系统，其特征在于，所述轿厢运动时，所述第一传感器识别所述第一类标识时，所述第二传感器识别所述第二类标识；所述第一传感器识别所述第二类标识同时，所述第二传感器识别所述第一类标识。

4.根据权利要求1所述的一种电梯轿厢位置和速度检测系统，其特征在于，所述第一识别单元对应的数据“A”，所述第二识别单元对应的数据“B”，其由预定义位数的“A”或“B”组成不重复的位置数据编码；所述第三识别单元为分界符。

5.根据权利要求1所述的一种电梯轿厢位置和速度检测系统，其特征在于，所述第一识别单元、第二识别单元、第三识别单元沿所述栅尺的宽度方向的长度为单位长度的倍数。

6.根据权利要求1所述的一种电梯轿厢位置和速度检测系统，其特征在于，所述第二类标识是沿所述栅尺的宽度方向的长度为零的间隔符。

7.根据权利要求1所述的一种电梯轿厢位置和速度检测系统，其特征在于，M行所述第一类标识组成所述轿厢的位置编码，所述位置编码的数量为K＝(N-1)^(M-1)，N为所述第一类标识中不同长度单元的种类。

8.根据权利要求7所述的一种电梯轿厢位置和速度检测系统，其特征在于，所述栅尺总长度H＝K×c×M，其中c为一个所述第一类标沿所述栅尺的长度方向的长度与一个所述第二类标识沿所述栅尺的长度方向的长度的和。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种电梯轿厢位置和速度检测系统，其特征在于，设定在t时间内，所述第一传感器检测到的所述第一类标识个数为n，则所述轿厢的相对位移s＝C×n，所述轿厢的速度v＝s/t，所述轿厢的绝对位置L＝|E×(C×M)-e×(C×M)|，

其中

C为所述一个第一类标沿所述栅尺的长度方向的长度与所述一个第二类标识沿所述栅尺的长度方向的长度的和，

E为所述第一传感器当前读出的所述位置编码信息对应的十进制编码，

e为所述第一传感器读出所述轿厢位于所述井道最低位置时读出的所述位置编码信息对应的十进制编码。

10.一种如权利要求1至8任一项所述的一种电梯轿厢位置和速度检测系统的自检方法，其特征在于，至少包括三种方式，所述电梯轿厢位置和速度检测系统通过至少一种方式进行自检；

第一种方式：所述第一传感器检测到的所述第一类标识和第二类标识的数量的和为z1，所述第二传感器检测到的所述第一类标识和第二类标识的数量为z2，若z1与z2不同，控制器发出警报信号；

第二种方式：所述第一传感器与第二传感器同时处于识别第一类标识或第二类标识状态时，控制器发出警报信号；

第三种方式：若相邻两个位置编码信息对应的位置编码没有按预定的排序出现时，控制器发出警报信号。

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