CN109879129B - 绳缆摆动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种不增加传感器的个数，且能够检测绳缆各个方向的横摆大小程度的绳缆摆动检测装置，其结构包括区域传感器(52)，其被设置在轿厢(26)和对重(28)的升降路径外，测量存在于含有其设置位置的水平面的物体相对于设置位置的方向和距离，并输出该方向和距离作为位置信息；检测机构，其由区域传感器输出的位置信息，检测悬挂轿厢(26)的主绳部分(24A)或者从轿厢(26)处垂下的补偿绳部分(32A)的一者的绳缆部分在水平面内的位置坐标；算出装置，其由被检测机构检测的绳缆部分的位置坐标，算出在该绳缆部分在横摆时，该横摆在水平面上的振幅。

Description

绳缆摆动检测装置

技术领域

本发明涉及绳缆摆动检测装置，特别涉及检测因地震等引发设置了电梯的建筑物摇晃而导致的主绳或补偿绳摆动的绳缆摆动检测装置。

背景技术

近年来，随着建筑物高层化的发展，因地震或强风引发的建筑物晃动而导致的主绳等的摆动已成为绳传动式电梯的一个问题。

在大多数设置在高层建筑上的绳传动电梯中，机房被设置在比轿厢井道的最顶部更靠上的位置，驱动轿厢的曳引机被设置在该机房内。构成曳引机的绳轮上挂有主绳，主绳的一端侧连接轿厢，另一端侧连接对重，轿厢和对重分别通过主绳悬挂。另外，在轿厢和对重之间垂下有补偿绳，补偿绳的最下端挂有补偿轮。

并且，通过利用发动机使上述绳轮正转或者反转，轿厢在沿铅直方向铺设的一对用于轿厢的导轨的引导下升降。

在该结构的电梯中，例如，建筑物因为长周期地震动而晃动，从建筑物最上部吊下轿厢的主绳或者从轿厢处垂下的补偿绳(以下，在本发明欲解决的问题一栏中，将主绳和补偿绳统称为“绳缆”)与建筑物的摇动几乎同向地在水平方向上摆动(以下，将该水平方向的绳缆的摆动称为“横摆”)。

以往通过设置在建筑物上的长周期振动感知器来感应该建筑物的摇动程度，从而推测横摆的大小。根据该横摆的大小程度，实施电梯管制运转，暂时性地停止电梯的运行。但是，根据建筑物的摇动程度而掌握的横摆的大小终究是推测，实际上，人们认为在有些情况下横摆的程度不需要暂时关停电梯。在这种情况下，由于无谓地停止电梯运行，将招致为使用者提供的服务品质的下降。

对此，专利文献1公开了直接检测绳缆的横摆大小是否超过了某个阈值的绳缆摆动检测装置。

专利文献1的绳缆摆动检测装置具有由一组投光器和受光器组成的传感器。将该传感器作为第一绳缆横向振动传感器12，在专利文献1的第[0028]段和第[0029]段中，记载了以下技术方案：

“图4是表示图1的第一绳缆横向振动传感器12的第一实施例的俯视图。在该实施例中，第一绳缆横向振动传感器12包括投射检测光20的投光器21，和接受检测光20的受光器22。投光器21和受光器22被配置在从正上方看的轿厢7的宽度方向(附图的Y轴方向)的两侧。检测光20以与轿厢7的宽度方向平行且水平地被投射。

当主绳6在轿厢7的前后方向(附图的X轴方向)的横向振动的振幅达到预先设定的振幅阈值时，检测光20被隔断。即，该实施例根据主绳6的横向振动，断续地输出ON/OFF信号。在设定上述两个振幅阈值的情况下，以从主绳6到检测光20的不同的距离，配置两组投光器21和受光器22”。

根据专利文献1的绳缆摆动检测装置，能够检测主绳6在X轴方向上的两个阶段的横摆的大小程度。

另外，专利文献1的图5中作为第二实施例公开了将投光器21和受光器22配置在轿厢7的前后方向(附图的X轴方向)的两侧的例子。

因此，根据专利文献1的图4、图5及其相关记载，通过专利文献1的绳缆摆动检测装置能够分别检测轿厢7在前后方向(附图4的X轴方向)和宽度方向(附图5的Y轴方向)上摆动的主绳6的两个阶段的横摆大小程度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-156298号公报(特许第5791645号)；

专利文献2：日本特开2006-124102号公报(特许第4773704号)。

发明内容

本发明欲解决的问题

但是，如上所述，由于绳缆的摆动方向与建筑物的晃动方向几乎相同，因此绳缆的摆动方向并不局限于轿厢的宽度方向和前后方向。因此，如果使用专利文献1的传感器(一组投光器和受光器)来检测上述方向以外的绳缆的横摆，则需要更多的传感器。

另外，为了优先保障使用者的安全且不致使服务品质的下降，目前有这样一种需求，即根据绳缆的横摆的大小(地震等的规模)来详细地设定管制运转的级别。为了详细地设置管制运转的级别，必须以多于2个阶段的多个阶段来检测绳缆横摆大小的程度。但是如果采用专利文献1的传感器来应对这一问题，则需要更多的传感器。

鉴于以上问题，本发明的目的在于提供不增加传感器的个数，且能够检测绳缆各个方向的横摆大小程度的绳缆摆动检测装置。

解决上述问题的手段

为了解决上述问题，本发明涉及的绳缆摆动检测装置具有下述结构：轿厢和对重通过主绳悬挂，且在上述轿厢和上述对重之间垂下有补偿绳，补偿绳的最下端挂有补偿轮，上述轿厢和上述对重在井道内沿相反方向升降，上述检测装置的特征在于包括：区域传感器，其被设置在上述轿厢和上述对重的升降路径外，测量存在于含有其设置位置的水平面的井道内的物体相对于上述设置位置的方向和距离，并输出该方向和距离作为位置信息；检测机构，其由上述区域传感器输出的位置信息，检测悬挂上述轿厢的主绳部分或者从上述轿厢处垂下的补偿绳部分的任一者的绳缆部分在水平面内的位置坐标；算出装置，其由被上述检测机构检测的上述绳缆部分的上述位置坐标，算出在该绳缆部分在横摆时，该横摆在上述水平面上的振幅。

另外，其特征还在于，上述检测机构通过从基于上述区域传感器输出的上述物体的位置信息而确定的该物体在上述水平面内的位置坐标内排除属于假定坐标区域外的位置坐标，检测上述绳缆部分在上述水平面内的位置坐标，其中，上述假定坐标区域假定在上述水平面中仅存在上述绳缆部分。

在这种情况下，其特征还在于，上述检测机构根据上述轿厢的升降位置而切换上述假定坐标区域的范围。

进一步地，其特征还在于，上述轿厢的下端部垂下有随行电缆，在上述轿厢位于比上述设置位置更下方的位置时，上述检测机构将上述假定坐标区域作为第一假定坐标区域；当上述轿厢位于比上述设置位置更上方的位置时，上述检测机构将上述假定坐标区域作为第二假定坐标区域，第二假定坐标区域为从上述第一假定坐标区域中除去假定存在上述随行电缆的区域。

另外，其特征还在于，上述轿厢的下端部垂下有随行电缆，上述检测机构含有假定坐标区域存储部，其存储假定俯视下上述水平面中仅存在上述绳缆部分和上述随行电缆的假定坐标区域；无用坐标排除部，其中，上述无用坐标排除部参照上述假定坐标区域存储部，从基于上述区域传感器输出的上述物体的位置信息确定的该物体在上述水平面内的位置坐标内，当上述轿厢位于上述设置位置更下方的位置时，通过排除属于上述假定坐标区域外的位置坐标，检测上述绳缆部分在上述水平面内的位置坐标，当上述轿厢位于上述设置位置更上方的位置时，通过进一步排除属于上述假定坐标区域内最大物体的位置坐标，检测上述绳缆部分在上述水平面内的位置坐标。

其特征还在于，上述区域传感器是三维的区域传感器，进一步，测量存在于包括所述水平面的上下方向的空间内的所述物体相对于所述设置位置的方向和距离，并输出该方向和距离作为位置信息，上述检测机构进一步从上述区域传感器输出的位置信息检测出上述绳缆部分在上述空间的位置坐标，还进一步包括倾斜异常判断装置，其从基于上述检测机构检测出的上述绳缆部分在上述空间的位置坐标，判断该绳缆部分的对铅直方向的倾斜是否有异常。

发明效果

根据上述结构构成的本发明涉及的绳缆摆动检测装置，由区域传感器作为位置信息输出存在于含有其设置位置的水平面的井道内的物体相对于上述设置位置的方向和距离。根据该位置信息检测悬挂轿厢的主绳部分和从轿厢处垂下的补偿绳部分的任意一者的绳缆部分在上述水平面的位置坐标。根据检测的上述绳缆部分的上述位置坐标，算出在该绳缆部分横摆时该横摆在上述水平面的振幅。

因此，根据该绳缆摆动检测装置，通过一台区域传感器(即不用增加传感器的数量)，能够检测上述绳缆部分的任意方向的振幅(绳缆任意方向的横摆的大小)。

附图说明

图1是表示第一实施例涉及的具有绳缆摆动检测装置的电梯的概略结构的图；

图2是表示上述电梯的各种绳缆的悬挂方法(Roping)的一例；

图3是用于说明构成主绳组的多条主绳的排列的一例的概念图；

图4是表示在作为上述绳缆摆动检测装置的构成元件的区域传感器上部附近截断的井道的俯视图；

图5的(a)是控制电路单元的功能框图，(b)是绳缆摆动量检测部的详细功能框图；

图6的(a)是描绘上述区域传感器一次扫描所检测物体的坐标的图，(b)是表示通过上述控制电路单元的无用坐标排除部，从(a)所示的坐标中排除无用坐标的结果的图；

图7是表示指定时间(该指定时间内的多次扫描)监控图6(b)所示多个坐标中的特定的一个坐标的结果的图；

图8是用于说明上述实施例的变形例中假定坐标区域的图；

图9的(a)是表示第二实施例的作为绳缆摆动检测装置的构成要素的区域传感器上部附近截断的井道的俯视图，(b)是描绘在该区域传感器的一次扫描中在假定坐标区域内被检测到的物体的坐标的图；

图10是第二实施例的控制电路单元的功能框图；

图11是第三实施例的控制电路单元的功能框图；

图12是以xyz正交坐标轴下，从y轴方向看第三实施例的三维的区域传感器的一次扫描检测的物体的坐标内，输入至控制电路单元的倾斜算出部的坐标的图。

具体实施方式

以下参照附图对本发明涉及的绳缆摆动检测装置的实施例进行说明。

<第一实施例>

图1是从乘坐地点(图未示)一侧看的第一实施例的容纳电梯10的井道12内的主视图(图1中没有出现区域传感器52)，电梯10具有作为绳缆摆动检测装置的构成要素的区域传感器52。图2是电梯10的右视图。

如图1和2所示，电梯10是采用了曳引方式作为驱动方法的绳传动式电梯。在比井道12最上部更靠上的建筑物14部分处设有机房16。机房16内设置有曳引机18和导向轮20。构成曳引机18的绳轮22和导向轮20上被多根主绳卷绕。将该多根主绳称为“主绳组24”(另外，在图1中没有记载主绳组24的正确根数)。

在主绳组24的一个端部连接有轿厢26，另一端部连接有对重28，轿厢26和对重28通过主绳组24以曳引的形式被悬挂。

在轿厢26和对重28之间垂下有多根补偿绳，该多根补偿绳的最下端挂有补偿轮30。将该多根补偿绳称为“补偿绳组32”。在本例中，构成主绳组24的主绳的根数和构成补偿绳组32的补偿绳的根数相同(在本例中为8根)。主绳和补偿绳的直径一般为10mm～20mm。另外，构成主绳组24的主绳的根数和构成补偿绳组32的补偿绳的根数可以不受上述根数的限制，根据电梯的规格任意选择。

随行电缆34从轿厢26的下端部垂下，随行电缆34的与轿厢26相反侧的端部连接于电缆连接箱(图未示)，电缆连接箱设置在井道12的上下方向的中间的侧壁处。即随行电缆34在轿厢26的下端部和上述电缆连接箱之间呈细长的U字形地悬挂。随行电缆34为在轿厢26和后述的控制面板44之间传输电力/信号的线缆，是配合轿厢26的移动而升降的线缆。随行电缆34一般采用扁平电缆，例如厚度为15mm、宽度为100mm左右。

在井道12内，一对用于轿厢的导轨36、38和一对用于对重的导轨40、42沿上下方向铺设(在图1和2中没有示出，参照图4)。

具有上述结构的电梯10中，通过图中未示的曳引机马达使绳轮22正转或者反转，卷绕在绳轮22上的主绳组24行进，悬挂在主绳组24上的轿厢26和对重28相互沿相反的方向升降。与此同时，在轿厢26和对重28之间垂下的补偿绳组32在补偿轮30上折回行进。并且随着轿厢26的升降，呈U字形悬挂的随行电缆34的下端部也沿上下方向位移。

机房16设置有电源单元和控制面板44，电源单元(图未示)向在曳引机18或轿厢26处设置的各种装置(图未示)供给电力，控制面板44具有控制这些装置的控制电路单元46(图5)。

控制电路单元46具有ROM和RAM连接到CPU(均未示出)的配置。上述CPU一方面通过执行存储在上述ROM中的各种控制程序，综合地控制曳引机18等，实现平滑的轿厢升降动作等通常运转；另一方面当发生地震等情况时，实现用于保护乘客安全的管制运转。

在此如图2所示，在主绳组24中，将悬挂轿厢26的部分称为轿厢侧主绳部分24A，悬挂对重28的部分称为对重侧主绳部分24B。另外，在补偿绳组32中，将从轿厢26处垂下的部分(轿厢26和绳轮30之间的补偿绳组32部分)称为轿厢侧补偿绳部分32A，从对重28处垂下的部分(对重28和绳轮30之间的补偿绳组32部分)称为对重侧补偿绳部分32B。按照上述定义，在主绳组24中的由轿厢侧主绳部24A和对重侧主绳部24B占据的长度(范围)，以及在补偿绳组32中的由轿厢侧补偿绳部分32A和对重侧补偿绳部分32B占据的长度(范围)根据轿厢26和对重28的升降位置而伸缩(变化)。

参照图3，说明关于构成主绳组24的多根(在本例中为8根)主绳M1～M8的排列。图3是表示绳轮22和轿厢26之间的主绳组24部分，即轿厢侧主绳部分24A的概念图。

图3(a)的上图是从正面看绳轮22和轿厢侧主绳部分24A的一部分的图，图3(a)的下图是从上面看轿厢26的图。图3(a)的下图是表示在俯视时构成主绳组24的主绳M1～M8相对轿厢26的连接位置和主绳M1～M8的对应关系的图。图3(b)是从左侧看绳轮22、轿厢侧主绳部分24A，以及轿厢26的一部分的图。

如图3(a)的上图所示，8根主绳M1～M8按照这样的顺序沿水平方向(绳轮22的轴心方向)等间隔地卷绕在绳轮22上。如图3(a)的下图所示，主绳M1～M8的下端部奇数根的主绳M1、M3、M5、M7和偶数根的主绳M2、M4、M6、M8分为两列，连接轿厢26。

以这种方式分配为两列的原因在于：当以一列连接时，受到将主绳M1～M8的端部连接至轿厢26的固定金属件(钩环杆)的尺寸(外径)的影响，使得比绳轮22处的主绳M1～M8的间隔更大，难以有效利用轿厢26的上方的有限空间。

轿厢26连接位置处的主绳M1、M3、M5、M7的间隔，以及主绳M2、M4、M6、M8的间隔都是等间距，主绳M1～M8的水平方向的间隔也是等间距。因此，从绳轮22到轿厢26的主绳组24部分(轿厢侧主绳部分24A)的主绳M1、M3、M5、M7，主绳M2、M4、M6、M8，以及主绳M1～M8的水平方向的间距在上下任意位置都为等间距。

另外，对重侧主绳部分24B的主绳M1～M8的排列形态也与上述轿厢侧主绳部分24A基本相同(图8)。另外，关于构成补偿绳组32的多根(在本例中为8根)的补偿绳C1～C8，其仅区别于折返位置是在绳轮22还是在补偿轮30(即仅上下方向相反)，轿厢侧补偿绳部分32A、对重侧补偿绳部分32B的多根绳缆的排列，如图8、图4分别所示，基本上分别与轿厢侧主绳部分24A、对重侧主绳部分24B相同。

当设置了具有上述结构的电梯10的建筑物14因长周期的地震或强风而摇动时，主绳组24或对重绳组32沿与建筑物14几乎相同的方向横摆。在这种情况下，为了实现配合横摆的程度的管制运转，设置了用于检测横摆振幅程度的绳缆摆动检测装置。

如图2所示，作为该绳缆摆动检测装置的构成要素的区域传感器52被设置在井道12的上下方向的中央的侧壁处。在此，如图4所示，在本例中井道12是被四个侧壁54包围的空间，当有必要区分该四个侧壁54时，在标记“54”上加上字母A、B、C、D。区域传感器52被设置在乘坐地点(图未示)一侧的侧壁54A处。另外，如图2和图4所示，区域传感器52被设置在轿厢26和对重28的升降路径外。

区域传感器52测量存在于含有其设置位置的水平面的井道12内的物体(通常为多个)的相对于该设置位置的方向和距离，并输出该方向和距离作为二维的位置信息；上述二维的位置信息为极坐标的形式。

例如，区域传感器52是公知的二维的激光距离传感器(Laser Range Scanner)，按照指定角度间距(例如0.125度)射出激光来扇形地扫描上述水平面，测量射出的激光到每个物体之间往返的时间，通过换算成距离的光飞行时间测距法(Time of Flight)测量从区域传感器52的设置位置到物体之间的距离。示例性地，每次扫描的时间(扫描时间)是25毫秒。如图4所示，区域传感器52的扫描角度α的大小接近180度，含有区域传感器52的设置位置的水平面的井道12几乎全域都是扫描范围。

适当参照图4～图7，说明检测因长周期地震或强风引起的横摆的轿厢侧主绳部分24A和轿厢侧补偿绳部分32A在上述水平面上的振幅的方法。

来自区域传感器52的上述二维位置信息被输入至控制电路单元46的绳缆摆动量检测部50(如图5(a)所示)。控制电路单元46除了绳缆摆动量检测部50以外，还含有运转控制部48。运转控制部48如上所述，控制各种装置以实现上述通常运转或上述管制运转。

通过绳缆摆动量检测部50的图5(b)所示的坐标转换部502，将极坐标形式的二维位置信息转换为正交坐标(xy正交坐标)。

例如，该正交坐标是以区域传感器52(图6(a)中未示)的设置位置作为原点的图6(a)所示的xy正交坐标。

在图6(a)中，轿厢侧主绳部分24A和对重侧补偿绳部分32B进入区域传感器52的扫描范围的状态(图4所示的状态)下，描绘一次扫描检测的物体的坐标。

在图6(a)中，对应被绘制坐标的物体的符号用括号表示(关于图6(b)、图9(b)、图12也一样)。

根据上述区域传感器52的检测原理的理解，在第一物体被检测出的情况下，从区域传感器52看来，隐藏在第一物体背后的第二物体(或者一部分)无法被检测出。例如，侧壁54B的一部分没有被检测出是因为从区域传感器52看来，该部分隐藏在导轨36的背后，补偿绳C1～C8没有被检测出是因为补偿绳C1～C8隐藏在主绳M1～M8的背后。

在此，图6(a)记载的坐标内的必要的坐标毋庸置疑是挂在轿厢侧主绳部分24A的主绳M1～M8的坐标，其他物体的坐标会妨碍确定该主绳M1～M8。另外，在轿厢26位于比区域传感器52更上方的位置的情况下，必要的检测对象是挂在轿厢侧补偿绳部分32A的补偿绳C1～C8。

于是，考虑在轿厢侧主绳部分24A，以及轿厢侧补偿绳部分32A处生成的横摆的假定范围，在区域传感器52的扫描面(水平面)中，预先设定假定仅存在轿厢侧主绳部分24A，以及轿厢侧补偿绳部分32A的假定坐标区域R1(在图6中的点划线包围的区域)。如图6(a)所示，在本例中，假定坐标区域R1通过4点P1～P4的坐标(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)、(X4，Y4)划定。该P1～P4的上述坐标的一组“作为R1的划定信息”存储在绳缆摆动量检测部50的假定坐标区域存储部506(图5(b))内。

如上所述，从区域传感器52输出的二维位置信息被输入至坐标转换部502，并在坐标转换部502处从极坐标转换为正交坐标。转换后的坐标(正交坐标)从坐标转换部502输出，被输入到无用坐标排除部504。

无用坐标排除部504参照存储在假定坐标区域存储部506内的上述R1划定信息，从坐标转换部502的坐标内仅输出属于假定坐标区域R1内的坐标，输出的该坐标被输入至振幅算出部508。换而言之，无用坐标排除部504从坐标转换部502的坐标内排除属于假定坐标区域R1外的坐标并输出，被输出的该坐标被输入至振幅算出部508。

图6(b)是将输入至振幅算出部508的上述坐标描绘在上述正交坐标上的图。如图6(b)所示，输入至振幅算出部508的坐标是针对假定坐标区域R1内存在的物体，即仅针对主绳M1～M8。

在此，在因长周期地震或强风引起的建筑物14摇晃而导致轿厢侧主绳部分24A发生横摆的情况下，构成轿厢侧主绳部分24A的主绳M1～M8分别独立横摆，但在没有障碍物的情况下基本按照相同的行动横摆。即维持图4所示的排列不变地横摆。

因此，振幅算出部508根据主绳M1～M8中的一主绳的位移，算出轿厢侧主绳部分24A整体在扫描面(水平面)上的振幅。

具体而言，例如，根据如图6(b)所示的主绳(M1)的位移计算出该振幅。另外，主绳M1的位移通过对应主绳M1的坐标内朝向图6(b)的纸面最左端的坐标(Xm1，Ym1)而确定。该坐标被确定为对应主绳M1～M8的坐标内的X坐标值最小的坐标。以下将用于算出轿厢侧主绳部分24A整体的振幅的坐标(Xm1，Ym1)称为“特定坐标”。

振幅算出部508在区域传感器52的每次扫描时，按照指定时间(持续多次扫描)监控从无用坐标排除部504输出的坐标中的特定坐标(Xm1，Ym1)。例如，该指定时间是假定横摆的最大周期(例如10秒)。以下将该指定时间成为“观测时间”。

一次监控的结果表示在图7上。如图7所示，在一次监控中多个特定坐标(Xm1，Ym1)呈直线的列(以下称该列为“坐标列”)。振幅算出部508提取位于该坐标列两端的坐标(Xe1，Ye1)、(Xe2，Ye2)，计算这两点间的距离SX。SX被当做一次监控的观测时间内产生的最大振幅SX。

振幅算出部508向摆动等级判断部510输出SX。摆动等级判断部510基于从振幅算出部508输入的SX，判断横摆大小的等级。

摆动等级判断部510按照以下方式比较振幅SX和事先确定的振幅基准值S1、S2、S3、S4(S1<S2<S3<S4)，来判断振幅SX对应摆动等级L0(无需管制运转级)、L1(特低级)、L2(低级)、L3(高级)、L4(极高级)中的哪一项。

SX<S1→L0

S1≦SX<S2→L1

S2≦SX<S3→L2

S3≦SX<S4→L3

S4≦SX→L4。

摆动等级判断部510向运转控制部48输出判断结果的摆动等级(L0、L1、L2、L3、L4的任一者)。

运转控制部48根据从摆动等级判断部510输入的摆动等级而实施管制运转。在此省略每个等级不同的管制运转的内容。

在第一实施例中，绳缆摆动检测装置56由区域传感器52、控制面板44的绳缆摆动量检测部50构成(图5)，如上述所说明的，根据绳缆摆动检测装置56，从区域传感器52输出从存在于含有其设置位置的水平面的物体相对于该设置位置的方向和距离作为二维的位置信息。根据该二维的位置信息检测悬挂轿厢26的主绳部分24A和从轿厢26处垂下的补偿绳部分32A的任意一者的绳缆部分在上述水平面的位置坐标，根据检测的上述绳缆部分的上述位置坐标，算出在该绳缆部分横摆时该横摆在上述水平面的振幅。

因此，根据该绳缆摆动检测装置56，通过一台区域传感器52(即不用增加传感器的数量)，就能够检测上述绳缆部分的任意方向的振幅(绳缆任意方向的横摆的大小)。

(变形例)

上述实施例举例说明了因为轿厢26位于比区域传感器52更下方的位置(图2、图4)，轿厢侧主绳部分24A存在于区域传感器52的扫描面的假定坐标区域R1内的情况。对此，在轿厢26位于比区域传感器52更上方的位置的情况下，区域传感器52的假定坐标区域R1除了轿厢侧补偿绳部分32A之外还存在随行线缆34(图8：另外，在图8中不记入假定坐标区域R1)。也就是说，在俯视下，假定坐标区域R1是假定在区域传感器52的扫描面(水平面)中仅存在轿厢侧主绳部分24A、轿厢侧补偿绳部分32A、以及从轿厢26垂下的随行电缆34的坐标范围。

因此，在轿厢26位于比区域传感器52更上方的位置的情况下，有必要在从坐标转换部502输出的坐标中排除对应随行电缆34的坐标。为此，变形例在假定坐标区域R1(图4)内将随行电缆34可能存在的范围从假定坐标区域R1中排除，将图8所示的假定坐标区域R2预先设定为第二假定坐标区域。如图8所示，在本例中，假定坐标区域R2通过6个点P1～P3、P5～P7的坐标(X1，Y1)、(X2，Y2)、(X3，Y3)、(X5，Y5)、(X6，Y6)、(X7，Y7)划定。也就是说，将P4、P5、P6、P7、P4依次连接的线段包围的方形区域是在假定坐标区域R1(图4)内的随行电缆34可能存在的范围(将该方形区域称为“随行电缆排除区域”)。

该P1～P3、P5～P7的坐标的一组作为“R2的划定信息”存储在绳缆摆动量检测部50的假定坐标区域存储部506(图5(b))内。

表示在井道12上下方向的轿厢26的现在位置的信息(以下称为“升降位置信息”)被从运转控制部48输出至无用坐标排除部504。

无用坐标排除部504参照从运转控制部48输出的所述升降位置信息，根据轿厢26位于区域传感器52的设置位置的上方还是下方，在上述R1划定信息和上述R2划定信息之中切换参照划定信息。

也就是说，当轿厢26位于比区域传感器52的设置位置更下方的位置时，无用坐标排除部504参照存储在假定坐标区域存储部506内的R1划定信息，仅将从坐标转换部502的坐标内属于假定坐标区域R1内的坐标输出至输入振幅算出部508。另一方面，当轿厢26位于比区域传感器52的设置位置更上方的位置时，无用坐标排除部504参照存储在假定坐标区域存储部506内的R2划定信息，仅输出从坐标转换部502的坐标内属于假定坐标区域R2内的坐标输出至输入振幅算出部508。

像这样，无用坐标排除部504和假定坐标区域存储部506起到了作为根据区域传感器52输出的二维位置信息，检测在含有轿厢侧主绳部分24A和轿厢侧补偿绳部分32A的任一绳缆部分的区域传感器52的设置位置的水平面上的位置坐标的检测机构的功能。

另外，在轿厢26位于比区域传感器52的设置位置更上方的位置的情况下，轿厢侧补偿绳部分32A的横摆较大时，为了算出轿厢侧补偿绳部分32A整体的振幅，特定的一个补偿绳(例如补偿绳C1)有可能进入上述随行电缆排除区域。在这种情况下，可能会出现进入中的补偿绳C1的坐标被无用坐标排除部504所排除，从而不向振幅算出部508输入。这样一来，与上述实施例相同的手法无法得到补偿绳C1的振幅。

于是，假定这样的情况，也可以通过以下方法算出补偿绳C1的振幅。即，算出半振幅，再通过将该半振幅乘以2来获得全振幅。

为此，首先，在轿厢侧补偿绳部分32A中没有发生横摆的状态下预先检测补偿绳C1，并存储其特定坐标的坐标值(将该坐标值称为“中央值”)。

然后，当发生横摆并且获得与图7中所示的相同监控结果(但是，无法获得随行电缆排除区域内的坐标)时，在坐标列的两端的坐标中，从距离随行电缆排除区域较远的坐标的坐标值和中央值，来算出半振幅。接着通过将算出的半振幅加倍，设定为补偿绳C1的振幅和轿厢侧补偿绳部分32A的振幅。

<第二实施例>

在轿厢26位于比区域传感器52更上方的位置的情况下，由于在假定坐标区域R1内存在随行电缆34，因此在第一实施例的上述变形例中，设定从假定坐标区域R1中排除了假定存在随行电缆34的区域(随行电缆排除区域)的假定坐标区域R2，如上所述，在振幅算出部508中从算出振幅的对象坐标中排除对应随行电缆34的坐标。

对此，第二实施例中，在轿厢26位于比区域传感器52更上方的位置的情况下，可能存在于假定坐标区域R1内的物体，即，为了从轿厢侧补偿绳部分32A和随行电缆34中排除随行电缆34的坐标，利用了补偿绳C1～C8的各自的尺寸(直径)和随行电缆的尺寸(宽度)的差异。

如在图9(a)所示，第二实施例为了检测随行电缆34的宽度，区域传感器52被设置在存在于与随行电缆34的宽度方向正交的方向上的侧壁54B。

第二实施例除了在区域传感器52的设置位置和无用坐标排除部1504中的一部分处理不同以外，基本上与第一实施例及其变形例相同。因此，在第二实施例中，对与第一实施例及其变形例中实质相同的组成部分由与第一实施例中相同的标记表示，并且仅根据需要才对其说明，下文以不同的部分为中心进行说明。

第二实施例设定了与第一实施例相同的假定坐标区域R1。但是，由于采用了以区域传感器52的设置位置为原点的xy正交坐标系，所以划定假定坐标区域R1的4个点P8～P11在俯视井道12时各自的位置分别与P1～P4(图6)相同，但是其坐标(X8，Y8)、(X9，Y9)、(X10，Y10)和(X11，Y11)的值则与第一实施例的4个点P1到P4的坐标值不同。

在第二实施例中，该P8～P11的上述坐标的一组作为“R1的划定信息”存储在绳缆摆动量检测部50的假定坐标区域存储部1506(图10)内。

在第二实施例中，在图9(b)上表示从坐标转换部502输出的物体的坐标中，在无用坐标排除部1504中排除了属于假定坐标区域R1以外的坐标的结果。

在图9(b)中，没有检测出补偿绳C4、C6、C8是因为从区域传感器52看来，这些补偿绳隐藏在补偿绳C1、C3、C5的背后。

无用坐标排除部1504根据其连续性将图9(b)所示的多个坐标分组，每个组看做一个物体。

然后，无用坐标排除部1504计算属于每个组的一系列坐标(连续坐标)内的两端坐标之间的距离，并将该距离作为该物体的大小。在本例中可以得到补偿绳C1、C2、C3、C5、C7的尺寸(相当于各自的直径)，以及随行电缆34的尺寸(相当于宽度)。

无用坐标排除单元1504，在排除了所得尺寸的最大物体(组)的坐标后，输出剩余坐标，输出的坐标被输入到振幅算出部508。

如上所述，而随行电缆34的宽度为100mm，而补偿绳C1、C2、C3、C5和C7的直径是约

左右。因此，两者可以通过其尺寸(直径和宽度)来识别，因此无用坐标排除部1504排除随行电缆34的坐标，仅向振幅算出部508输出补偿绳C1、C2、C3、C5、C7的坐标。

在此，因长周期地震或强风引起的建筑物14摇晃，导致轿厢侧主绳部分32A发生横摆的情况下，与主绳M1～M8一样，构成轿厢侧补偿绳部分32A的补偿绳C1～C8分别独立横摆，但在没有障碍物的情况下基本按照相同的行动横摆。即，维持图9(a)所示的排列不变地横摆。

因此，振幅算出部508根据补偿绳C1～C8中的一补偿绳的位移，算出轿厢侧补偿绳部分32A整体在扫描面(水平面)上的振幅。

具体而言，例如，根据如图9(b)所示的补偿绳(C1)的位移计算出该振幅。另外，补偿绳C1的位移通过对应补偿绳C1的坐标内朝向图9(b)的纸面最左端的坐标(Xc1，Yc1)而确定。该坐标被确定为对应补偿绳C1、C2、C3、C5和C7的坐标中，Y坐标值最小的坐标。将坐标(Xc1，Yc1)作为特定坐标，算出轿厢侧补偿绳部分32A整体的振幅的程序与上述第一实施例相同，故省略该说明。

<第三实施例>

在第一实施例和第二实施例中，检测轿厢侧主绳部分24A或轿厢侧补偿绳部分32A在区域传感器52的设置位置附近发生横摆时的振幅。在第三实施例中，进一步地当上述横摆收敛至一定程度后，电梯再次开始运行之前，检测轿厢侧主绳部分24A或轿厢侧补偿绳部分32A的斜率。即使横摆已经收敛了，在该横摆持续期间，主绳M1～M8、补偿绳C1～C8仍有时会挂到井道12内的其他机器或者其他设备。此时，正常情况下，沿略铅直方向延伸的主绳M1～M8、补偿绳C1～C8中被挂到的绳缆会相对于该铅直方向产生异常的倾斜。因此，在第三实施例中，检测绳缆的斜率作为判断是否影响电梯重新开始运行的材料的一部分。

为此，在第三实施例中包括了三维区域传感器(三维的扫描仪)即区域传感器252，以取代二维区域传感器即区域传感器52。区域传感器252是公知的三维传感器。区域传感器252被设置在第一实施例的区域传感器52相同的位置(参照图2和图4)。

第三实施例除了区域传感器外，在坐标转换部、无用坐标排除部的一部分处理有所不同，以及具有倾斜算出部512、倾斜等级判断部514(图11)以外，基本与第一实施例和其变形例相同。因此，对于与第一实施例和其变形例实质上相同的组成部分，在第三实施例中赋予了与第一实施例相同的标记，并且仅根据需要才对其说明，下文以不同的部分为中心进行说明。

图11所示的第三实施例的区域传感器252测量从区域传感器252的设置位置到存在于含有第一实施例的区域传感器52的扫描面(水平面)的上下方向空间的物体的方向和距离，将该方向和距离作为三维的位置信息输出。上述三维的位置信息为球坐标的形式。

从区域传感器252输出的三维位置信息被输入至坐标转换部2502。输入的三维位置信息在坐标转换部2502处从球坐标转换为xyz正交坐标。该xyz正交坐标是以区域传感器252的设置位置为原点的坐标，含有该原点的xy平面(xy正交坐标)与第一实施例的xy正交坐标(图6和图7)相同。

无用坐标排除部2504与第一实施例的无用坐标排除部504(图5(b))相同，参照存储在假定坐标区域存储部506的上述R1划定信息，从上述正交坐标的物体的坐标(由坐标转换部2502输出的坐标的一部分)中，排除属于假定坐标区域R1以外的坐标。输出的该坐标被输入至振幅算出部508。振幅算出部508和摆动级别判断部510的处理与第一实施例相同，因此省略对其的说明。

在第三实施例中，无用坐标排除部2504参照上述R1划定信息，从坐标转换部2502输出的物体坐标(xyz正交坐标)中排除在俯视下(即从z轴方向看)该xy坐标为假定坐标区域R1以外的坐标，并输出。输出的该坐标(xyz正交坐标)被输入至倾斜算出部512。

图12是以xyz正交坐标轴下，从y轴方向看的区域传感器252的一次扫描所检测的物体的坐标中，被输入至倾斜算出部512的坐标的图。

图12(a)表示在轿厢侧主绳部分24A没有发生问题的状态(正常状态)。在这种情况下，主绳M1～M8分别沿略铅直方向延伸。

当主绳M1～M8的每一根都挂有井道12内的其他机器或其他设备，相对于铅直方向异常地倾斜时，该倾斜的主绳经常从多个未倾斜的其他主绳的集合中脱离(图12(b)和图12(c))。因此，倾斜算出部512提取在面向图12的纸面上在x轴方向上的最右侧的上下方向上连续的坐标(将该连续坐标称为“右侧边缘坐标”)和在最左侧的上下方向上连续的坐标(将该连续坐标称为“左侧边缘坐标”)。然后，算出右侧边缘坐标的连续方向和左侧边缘坐标的连续方向相对于铅直方向的斜率。在主绳M1～M8中，右侧边缘坐标的斜率是在最右侧检测到的主绳索的斜率，并且左侧边缘坐标的斜率是在最左侧检测到的主绳索的斜率。

在图12(a)的情况下，算出主绳M8的斜率作为右侧边缘坐标的斜率，算出主绳M1的斜率作为左侧边缘坐标的斜率。

倾斜算出部512输出算出的斜率(右侧边缘坐标的斜率和左侧边缘坐标的斜率)，被输出的该斜率输入至倾斜等级判断部514。

倾斜等级判断部514比较输入的斜率和预设的斜率基准值。当输入的斜率高于倾斜基准值时，倾斜等级判断部514向运转控制部48通知“斜率异常”，当输入的斜率在倾斜基准值内时，倾斜等级判断部514向运转控制部48通知“斜率正常”。即，倾斜算出部512和倾斜等级判断部514起到了判断轿厢侧主绳部分24A或轿厢侧补偿绳部分32A相对于铅直方向的斜率是否异常的异常判断装置516的功能。

图12(b)表示了主绳M8异常地倾斜的例子，图12(c)表示了主绳M6异常地倾斜的例子。

当接到“斜率异常”的通知时，运转控制部48停止通常运转，直到维护工作人员完成修复工作为止。

当接到“斜率正常”的通知时，运转控制部48在没有检测出其他异常，或者根据需要维护工作人员的检测结束后的条件下，允许通常运转。

以上基于实施例说明了本发明涉及的绳缆摆动检测装置，但是不言自明，本发明并不受上述形态的限制，例如也可以采用以下形态。

(1)在第一实施例及其变形例和第二实施例中，将从区域传感器52输出的极坐标的二维位置信息坐标转换为xy正交坐标并算出振幅，但也可以不进行坐标转换，维持极坐标的形式算出振幅。另外，第三实施例也一样可以不进行坐标转换，直接适用区域传感器252输出的球坐标，算出振幅。

(2)在第一实施例及其变形例和第二实施例中，无用坐标排除部504向振幅算出部508输出在假定坐标区域R1内或者假定坐标区域R2内的全部坐标，但是也可以不受此限制，仅输出特定的坐标。因为振幅的算出只需要特定的坐标即可。

也就是说，可以输出特定坐标作为轿厢侧主绳部分24A、轿厢侧补偿绳部分32A的位置坐标的代表值。

产业上的可利用性

例如，本发明涉及的绳缆摆动检测装置可以适用于在设置在高层建筑物的长升降行程电梯中作为检测因长周期地震等引发的主绳或补偿绳的横摆的振幅程度的装置。

附图标记说明：

50 绳缆摆动量检测部

52、252 区域传感器

56 绳缆摆动检测装置。

Claims (4)

1.用于电梯的绳缆摆动检测装置，具有下述结构：轿厢和对重通过主绳悬挂，且在所述轿厢和所述对重之间垂下有补偿绳，所述补偿绳的最下端挂有补偿轮，所述轿厢和所述对重在井道内沿相反方向升降；一个所述井道内仅具有一个所述轿厢以及一个所述对重，所述检测装置的特征在于包括：

一台区域传感器，其被设置在所述轿厢和所述对重的升降路径外，测量存在于含有其设置位置的水平面的井道内的物体相对于所述设置位置的方向和距离，并输出该方向和距离作为位置信息；

检测机构，其由所述区域传感器输出的位置信息，检测悬挂所述轿厢的主绳部分或者从所述轿厢处垂下的补偿绳部分的任一者的绳缆部分在所述水平面内的位置坐标；

算出装置，其由被所述检测机构检测的所述绳缆部分的所述位置坐标，算出在该绳缆部分在横摆时，该横摆在所述水平面上的振幅；

所述检测机构通过从基于所述区域传感器输出的所述物体的位置信息而确定的该物体在所述水平面内的位置坐标内排除属于假定坐标区域外的位置坐标，检测所述绳缆部分在所述水平面内的位置坐标，其中，所述假定坐标区域假定在所述水平面中仅存在所述绳缆部分。

2.根据权利要求1所述的绳缆摆动检测装置，其特征在于：所述检测机构根据所述轿厢的升降位置而切换所述假定坐标区域的范围。

3.根据权利要求2所述的绳缆摆动检测装置，其特征在于：所述轿厢的下端部垂下有随行电缆，

在所述轿厢位于比所述设置位置更下方的位置时，所述检测机构将所述假定坐标区域作为第一假定坐标区域；当所述轿厢位于比所述设置位置更上方的位置时，所述检测机构将所述假定坐标区域作为第二假定坐标区域，第二假定坐标区域为从所述第一假定坐标区域中除去假定存在所述随行电缆的区域。

4.用于电梯的的绳缆摆动检测装置，具有下述结构：轿厢和对重通过主绳悬挂，且在所述轿厢和所述对重之间垂下有补偿绳，所述补偿绳的最下端挂有补偿轮，所述轿厢和所述对重在井道内沿相反方向升降；一个所述井道内仅具有一个所述轿厢以及一个所述对重，所述检测装置的特征在于包括：

一台区域传感器，其被设置在所述轿厢和所述对重的升降路径外，测量存在于含有其设置位置的水平面的井道内的物体相对于所述设置位置的方向和距离，并输出该方向和距离作为位置信息；

检测机构，其由所述区域传感器输出的位置信息，检测悬挂所述轿厢的主绳部分或者从所述轿厢处垂下的补偿绳部分的任一者的绳缆部分在所述水平面内的位置坐标；

算出装置，其由被所述检测机构检测的所述绳缆部分的所述位置坐标，算出在该绳缆部分在横摆时，该横摆在所述水平面上的振幅；

所述轿厢的下端部垂下有随行电缆，

所述检测机构含有

假定坐标区域存储部，其存储假定在俯视下所述水平面中仅存在所述绳缆部分和所述随行电缆的假定坐标区域；以及

无用坐标排除部，

其中，所述无用坐标排除部参照所述假定坐标区域存储部，从基于所述区域传感器输出的所述物体的位置信息确定的该物体在所述水平面内的位置坐标内，当所述轿厢位于所述设置位置更下方的位置时，通过排除属于所述假定坐标区域外的位置坐标，检测所述绳缆部分在所述水平面内的位置坐标，当所述轿厢位于所述设置位置更上方的位置时，通过进一步排除属于所述假定坐标区域内最大物体的位置坐标，检测所述绳缆部分在所述水平面内的位置坐标。

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