CN109941859A - 电梯轿厢绝对位置的测量方法及其测量系统 - Google Patents

电梯轿厢绝对位置的测量方法及其测量系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电梯轿厢绝对位置的测量方法及其测量系统，该方法包括如下步骤：采用激光测距装置获取电梯轿厢在井道中的绝对位置数据；采用第一毫米波测距装置获取所述电梯轿厢的上端与参照物之间的第一相对位置数据；采用第二毫米波测距装置获取所述电梯轿厢的下端与所述参照物之间的第二相对位置数据；电梯控制系统获取所述绝对位置数据、所述第一相对位置数据以及所述第二相对位置数据并进行合并计算，得到所述电梯轿厢的绝对位置信息。电梯控制系统对电梯轿厢当前所处井道内的绝对位置与相对位置数据进行综合计算，利于消除单个数据存在的精度偏差、井道内障碍物遮挡等问题，从而大大提升电梯轿厢绝对位置信息的检测结果的准确性与精度。

Description

电梯轿厢绝对位置的测量方法及其测量系统
技术领域
本发明涉及电梯检测技术领域，特别是涉及一种电梯轿厢绝对位置的测量方法及其测量系统。
背景技术
电梯行业中，获取电梯轿厢的绝对位置信息，是电梯控制技术中的重要一环。当前，一般采用接触式测距技术来获取轿厢绝对位置信息，然而由于常用的接触式测距系统，必须在井道内安装一个带位置编码功能的装置，例如磁栅尺、光栅尺等，通过轿厢上预设的传感器读取位置编码信息，才能获取轿厢绝对位置信息。该接触式测距系统的结构庞杂，使用及维护成本高。
发明内容
基于此，有必要提供一种电梯轿厢绝对位置的测量方法，能够实现电梯轿厢绝对位置信息的准确检测，并降低测量系统的成本；此外，还提供一种电梯轿厢绝对位置的测量系统，结构组成简单，利于降低测量成本，同时保证检测结果精度高。
其技术方案如下：
一方面，本申请提供一种电梯轿厢绝对位置的测量方法，其包括如下步骤：
采用激光测距装置获取电梯轿厢在井道中的绝对位置数据；
采用第一毫米波测距装置获取所述电梯轿厢的上端与参照物之间的第一相对位置数据；
采用第二毫米波测距装置获取所述电梯轿厢的下端与所述参照物之间的第二相对位置数据；
电梯控制系统获取所述绝对位置数据、所述第一相对位置数据、所述第二相对位置数据及电梯轿厢高度数据进行合并计算，得到所述电梯轿厢的绝对位置信息。
在上述测量方法中，通过激光测距装置测得电梯轿厢在井道中的绝对位置数据并传输给电梯控制系统，通过第一毫米波测距装置测量电梯轿厢的上端与预设在井道内的参照物之间的第一相对位置数据，并将该第一相对位置数据传输给电梯控制系统，同时通过第二毫米波测距装置测量电梯轿厢的下端与预设在井道内的参照物之间的第二相对位置数据，使得电梯控制系统能够对电梯轿厢当前所处井道内的绝对位置与相对位置数据进行综合计算，利于消除单个数据存在的精度偏差、井道内障碍物遮挡等各种问题，从而大大提升电梯轿厢绝对位置信息的检测结果的准确性与精度；此外，采用该测量方法还能够简化测量系统的结构组成，从而降低测量系统的使用与维护成本。
下面对本申请的技术方案作进一步的说明：
在其中一个实施例中，所述第一毫米波测距装置测得所述电梯轿厢与上方最近的所述参照物(第n+1层)底端的距离为R1，所述第二毫米波测距装置测得所述电梯轿厢与下方最近的所述参照物(第n层)顶端的距离为R2，所述第一毫米波测距装置与所述第二毫米波测距装置之间的距离为R3，所述电梯轿厢的高度为R4；
设定第n层参照物顶端与设置于所述井道顶部的所述激光测距装置的垂直距离为L1n，第n层参照物底端与设置于所述井道顶部的所述激光测距装置的垂直距离为L2n，并有L1n>L2n；
第n层参照物顶端与设置于所述井道顶部的所述激光测距装置的垂直距离L1n大于第n+1层参照物顶端与设置于所述井道顶部的所述激光测距装置的垂直距离L1n+1；
第n层参照物底端与设置于所述井道顶部的所述激光测距装置的垂直距离L2n大于第n+1层参照物底端与设置于所述井道顶部的所述激光测距装置的垂直距离L2n+1；
第n层参照物顶端与第n+1层参照物底端的距离为ΔL3n＝L1n-L2n+1，第n层参照物顶端与第n+2层参照物底端的距离为ΔL4n＝L1n-L2n+2。
在其中一个实施例中，当所述激光测距装置测得所述电梯轿厢顶端与所述井道顶部的距离为L，且精度不大于50mm时，若有
L2n+1+50<L<L1n-R4-50
则表明所述电梯轿厢处于第n层厅门与第n+1层厅门之间的位置；此时所述电梯轿厢在所述井道内的绝对位置信息L’＝L2n+1+(R1+ΔL3n-R2-R3)/2。
在其中一个实施例中，当所述激光测距装置测得所述电梯轿厢顶端与所述井道顶部的距离为L，且精度不大于50mm时，若有
L1n-R4-50<L<L2n+50
则表明所述电梯轿厢处于第n层厅门附近的位置；此时所述电梯轿厢在所述井道内的绝对位置信息L’＝L2n+1+(R1+ΔL4n-R2-R3)/2。
在其中一个实施例中，若存在R1+R2+R3<L1n-L2n+1-0.1或者R1+R2+R3>L1n-L2n+1+0.1，则表明两个所述毫米波测距装置或所述激光测距装置的数据采集出现异常。
在其中一个实施例中，当所述激光测距装置测得所述电梯轿厢与所述井道顶部的距离为L，且精度不大于50mm时，若有
L>L11-50
则表明所述电梯轿厢处于下端站厅门附近的位置；此时所述第一毫米波测距装置测得所述电梯轿厢与上方最近层门(第2层)底端的距离为R1，所述电梯轿厢的下端已无其它厅门；所述电梯轿厢在所述井道内的绝对位置信息L’＝L22+R1。
在其中一个实施例中，当所述激光测距装置测得所述电梯轿厢顶端与所述井道顶部(第m层)的距离为L，且精度不大于50mm时，若有
L<L2m-50
则表明所述电梯轿厢处于上端站厅门附近的位置；此时所述第二毫米波测距装置测得所述电梯轿厢与下方最近层门(第m-1层)顶端的距离为R2，所述电梯轿厢的上端已无其它厅门；所述电梯轿厢在所述井道内的绝对位置信息L’＝L1m-1+R2。
在其中一个实施例中，所述绝对位置数据的精度为厘米级别，所述第一相对位置数据和所述第二相对位置数据的精度为毫米级别。
在其中一个实施例中，所述激光测距装置的测量范围为0m～600m，所述毫米波测距装置的测量范围为0m～20m。
另一方面，本申请还提供一种电梯轿厢绝对位置的测量系统，其包括井道、电梯控制系统、电梯轿厢、激光测距装置、两个毫米波测距装置和凸出设置于厅门上的参照物，所述电梯轿厢能够上下移动的安装在所述电梯井道内，所述激光测距装置设置于所述井道顶部并与所述电梯控制系统通信连接，其中一个所述毫米波测距装置设置于所述电梯轿厢的上端并与所述电梯控制系统通信连接，另一个所述毫米波测距装置设置于所述电梯轿厢的下端并与所述电梯控制系统通信连接。该系统的结构组成简单，利于降低测量成本，同时保证检测结果精度高。
附图说明
图1为本发明一实施例所述的电梯系统的结构示意图；
图2为图1中电梯轿厢处于上下两个参照物之间的状态结构图；
图3为本发明一实施例所述的电梯轿厢绝对位置的测量方法的步骤流程图。
附图标记说明：
10、井道，20、电梯控制系统，30、电梯轿厢，40、激光测距装置，50、毫米波测距装置，60、参照物。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
如图1和图2所示，为本申请一实施例展示的电梯轿厢30绝对位置的测量系统，其包括井道10、电梯控制系统20、电梯轿厢30、激光测距装置40、两个毫米波测距装置50和凸出设置于厅门上的参照物60。其中，所述电梯轿厢30通过曳引机构和对重机构安装在所述电梯井道10内并能够上下移动的，便于用户乘梯使用。所述激光测距装置40设置于所述井道10顶部并与所述电梯控制系统20通信连接，主要用于测量电梯轿厢30顶端与井道10顶部之间的距离，即获取电梯轿厢30的绝对位置数据。其测量方法为：激光测距装置40射出光线，光线碰到电梯轿厢30的外壁上便返回至激光测距装置40；激光测距装置40将光线往返耗时传输给电梯控制系统20，通过与传输速度乘积计算，便可计算出距离值。
此外，其中一个所述毫米波测距装置50设置于所述电梯轿厢30的上端并与所述电梯控制系统20通信连接，另一个所述毫米波测距装置50设置于所述电梯轿厢30的下端并与所述电梯控制系统20通信连接。具体地，两个毫米波测距装置50布设在电梯轿厢30的内部，位于电梯轿厢30的正前方上端的毫米波测距装置50可识别电梯轿厢30上部距离最近的参照物60(参照物60在井道10中凸出，且两个参照物60之间的距离一般不超过10米)；电梯轿厢30正前方下端的毫米波测距装置50可识别轿厢下部距离轿厢最近的参照物60。该系统的结构组成简单，利于降低测量成本，同时保证检测结果精度高。
可以理解的，参照物60的数量与建筑物的楼层数量适配，即在每一层的厅门位于井道10内一侧均安装一个参照物60。
此外，请继续参阅图3，本方案还保护一种采用上述测量系统工作的电梯轿厢30绝对位置的测量方法，其包括如下步骤：
S100：采用激光测距装置40获取电梯轿厢30在井道10中的绝对位置数据；
S200：采用第一毫米波测距装置50获取所述电梯轿厢30的上端与参照物60之间的第一相对位置数据；
S300：用第二毫米波测距装置50获取所述电梯轿厢30的下端与所述参照物60之间的第二相对位置数据；
S400：电梯控制系统20获取所述绝对位置数据、所述第一相对位置数据、所述第二相对位置数据及电梯轿厢高度数据进行合并计算，得到所述电梯轿厢30的绝对位置信息。
在上述测量方法中，通过激光测距装置40测得电梯轿厢30在井道10中的绝对位置数据并传输给电梯控制系统20，通过第一毫米波测距装置50测量电梯轿厢30的上端与预设在井道10内的参照物60之间的第一相对位置数据，并将该第一相对位置数据传输给电梯控制系统20，同时通过第二毫米波测距装置50测量电梯轿厢30的下端与预设在井道10内的参照物60之间的第二相对位置数据，使得电梯控制系统20能够对电梯轿厢30当前所处井道10内的绝对位置与相对位置数据进行综合计算，利于消除单个数据存在的精度偏差、井道10内障碍物遮挡等各种问题，从而大大提升电梯轿厢30绝对位置信息的检测结果的准确性与精度；此外，采用该测量方法还能够简化测量系统的结构组成，从而降低测量系统的使用与维护成本。
在上述实施例中，所述第一毫米波测距装置50测得所述电梯轿厢30与上方最近的所述参照物60(第n+1层)底端的距离为R1，所述第二毫米波测距装置50测得所述电梯轿厢30与下方最近的所述参照物60(第n层)顶端的距离为R2，所述第一毫米波测距装置50与所述第二毫米波测距装置50之间的距离为R3，所述电梯轿厢30的高度为R4。
设定第n层参照物60顶端与设置于所述井道10顶部的所述激光测距装置40的垂直距离为L1n，第n层参照物60底端与设置于所述井道10顶部的所述激光测距装置40的垂直距离为L2n，并有L1n>L2n。
第n层参照物60顶端与设置于所述井道10顶部的所述激光测距装置40的垂直距离L1n大于第n+1层参照物60顶端与设置于所述井道10顶部的所述激光测距装置40的垂直距离L1n+1；第n层参照物60底端与设置于所述井道10顶部的所述激光测距装置40的垂直距离L2n大于第n+1层参照物60底端与设置于所述井道10顶部的所述激光测距装置40的垂直距离L2n+1；
根据上述数量关系可得到：第n层参照物60顶端与第n+1层参照物60底端的距离为ΔL3n＝L1n-L2n+1，第n层参照物60顶端与第n+2层参照物60底端的距离为ΔL4n＝L1n-L2n+2。如此可首先定义出与电梯轿厢30最为接近的上下两个参照物60之间的距离数量关系，由此对后续计算得到电梯轿厢30在井道10内的绝对位置信息提供的数据支撑。
不难理解的，电梯正常运行时，电梯轿厢30是动态移动于井道10内的，这使得电梯轿厢30可以处于井道10内的任意位置。而在任意位置时，由于环境内的参照物60、地理形貌等均不相同，这就要求电梯轿厢30的任意绝对位置信息均能够计算获得，下面就提供了几种情况的电梯轿厢30的绝对位置信息的计算方法：
一实施例中，当所述激光测距装置40测得所述电梯轿厢30顶端与所述井道10顶部的距离为L，且精度不大于50mm时，若有
L2n+1+50<L<L1n-R4-50
则表明所述电梯轿厢30处于第n层厅门与第n+1层厅门之间的位置；此时所述电梯轿厢30在所述井道10内的绝对位置信息L’＝L2n+1+(R1+ΔL3n-R2-R3)/2。该方法适用于计算电梯轿厢30在井道10内的任意两层厅门支架的绝对位置信息，通用性好，计算结果准确性高。
另一实施例中，当所述激光测距装置40测得所述电梯轿厢30顶端与所述井道10顶部的距离为L，且精度不大于50mm时，若有
L1n-R4-50<L<L2n+50
则表明所述电梯轿厢30处于第n层厅门附近的位置；此时所述电梯轿厢30在所述井道10内的绝对位置信息L’＝L2n+1+(R1+ΔL4n-R2-R3)/2。该状态下电梯轿厢30接近平层位置，即可以计算获得电梯轿厢30在任意层厅门出的绝对位置信息。
但需要说明的是，在上述两种方案中，若存在R1+R2+R3<L1n-L2n+1-0.1或者R1+R2+R3>L1n-L2n+1+0.1中的任意一种情况时，则表明两个所述毫米波测距装置50或所述激光测距装置40的数据采集出现异常。因为此时的数量关系错误，表明测量数据出现偏差。
此外，当所述激光测距装置40测得所述电梯轿厢30与所述井道10顶部的距离为L，且精度不大于50mm时，若有
L>L11-50
则表明所述电梯轿厢30处于下端站厅门附近的位置；此时所述第一毫米波测距装置50测得所述电梯轿厢30与上方最近层门(第2层)底端的距离为R1，所述电梯轿厢30的下端已无其它厅门；所述电梯轿厢30在所述井道10内的绝对位置信息L’＝L22+R1。
最后，当所述激光测距装置40测得所述电梯轿厢30顶端与所述井道10顶部(第m层)的距离为L，且精度不大于50mm时，若有
L<L2m-50
则表明所述电梯轿厢30处于上端站厅门附近的位置；此时所述第二毫米波测距装置50测得所述电梯轿厢30与下方最近层门(第m-1层)顶端的距离为R2，所述电梯轿厢30的上端已无其它厅门；所述电梯轿厢30在所述井道10内的绝对位置信息L’＝L1m-1+R2。
在上述任一实施例中，所述绝对位置数据的精度为厘米级别，所述第一相对位置数据和所述第二相对位置数据的精度为毫米级别。因而可以综合两种数量级的测量结果数值，进一步提升准确性。
进一步地，所述激光测距装置40的测量范围为0m～600m，所述毫米波测距装置50的测量范围为0m～20m。使得本方法及系统能够适用绝大多数种类的电梯及其运行场合，提升适用范围。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电梯轿厢绝对位置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
采用激光测距装置获取电梯轿厢在井道中的绝对位置数据；
采用第一毫米波测距装置获取所述电梯轿厢的上端与参照物之间的第一相对位置数据；
采用第二毫米波测距装置获取所述电梯轿厢的下端与所述参照物之间的第二相对位置数据；
电梯控制系统获取所述绝对位置数据、所述第一相对位置数据、所述第二相对位置数据及电梯轿厢高度数据进行合并计算，得到所述电梯轿厢的绝对位置信息。
2.根据权利要求1所述的电梯轿厢绝对位置的测量方法，其特征在于，所述第一毫米波测距装置测得所述电梯轿厢与上方最近的所述参照物(第n+1层)底端的距离为R1，所述第二毫米波测距装置测得所述电梯轿厢与下方最近的所述参照物(第n层)顶端的距离为R2，所述第一毫米波测距装置与所述第二毫米波测距装置之间的距离为R3，所述电梯轿厢的高度为R4；
设定第n层参照物顶端与设置于所述井道顶部的所述激光测距装置的垂直距离为L1n，第n层参照物底端与设置于所述井道顶部的所述激光测距装置的垂直距离为L2n，并有L1n>L2n；
第n层参照物顶端与设置于所述井道顶部的所述激光测距装置的垂直距离L1n大于第n+1层参照物顶端与设置于所述井道顶部的所述激光测距装置的垂直距离L1n+1；
第n层参照物底端与设置于所述井道顶部的所述激光测距装置的垂直距离L2n大于第n+1层参照物底端与设置于所述井道顶部的所述激光测距装置的垂直距离L2n+1；
第n层参照物顶端与第n+1层参照物底端的距离为ΔL3n＝L1n-L2n+1，第n层参照物顶端与第n+2层参照物底端的距离为ΔL4n＝L1n-L2n+2。
3.根据权利要求2所述的电梯轿厢绝对位置的测量方法，其特征在于，当所述激光测距装置测得所述电梯轿厢顶端与所述井道顶部的距离为L，且精度不大于50mm时，若有
L2n+1+50<L<L1n-R4-50
则表明所述电梯轿厢处于第n层厅门与第n+1层厅门之间的位置；此时所述电梯轿厢在所述井道内的绝对位置信息L’＝L2n+1+(R1+ΔL3n-R2-R3)/2。
4.根据权利要求2所述的电梯轿厢绝对位置的测量方法，其特征在于，当所述激光测距装置测得所述电梯轿厢顶端与所述井道顶部的距离为L，且精度不大于50mm时，若有
L1n-R4-50<L<L2n+50
则表明所述电梯轿厢处于第n层厅门附近的位置；此时所述电梯轿厢在所述井道内的绝对位置信息L’＝L2n+1+(R1+ΔL4n-R2-R3)/2。
5.根据权利要求3或4所述的电梯轿厢绝对位置的测量方法，其特征在于，若存在R1+R2+R3<L1n-L2n+1-0.1或者R1+R2+R3>L1n-L2n+1+0.1，则表明两个所述毫米波测距装置或所述激光测距装置的数据采集出现异常。
6.根据权利要求2所述的电梯轿厢绝对位置的测量方法，其特征在于，当所述激光测距装置测得所述电梯轿厢与所述井道顶部的距离为L，且精度不大于50mm时，若有
L>L11-50
则表明所述电梯轿厢处于下端站厅门附近的位置；此时所述第一毫米波测距装置测得所述电梯轿厢与上方最近层门(第2层)底端的距离为R1，所述电梯轿厢的下端已无其它厅门；所述电梯轿厢在所述井道内的绝对位置信息L’＝L22+R1。
7.根据权利要求2所述的电梯轿厢绝对位置的测量方法，其特征在于，当所述激光测距装置测得所述电梯轿厢顶端与所述井道顶部(第m层)的距离为L，且精度不大于50mm时，若有
L<L2m-50
则表明所述电梯轿厢处于上端站厅门附近的位置；此时所述第二毫米波测距装置测得所述电梯轿厢与下方最近层门(第m-1层)顶端的距离为R2，所述电梯轿厢的上端已无其它厅门；所述电梯轿厢在所述井道内的绝对位置信息L’＝L1m-1+R2。
8.根据权利要求1所述的电梯轿厢绝对位置的测量方法，其特征在于，所述绝对位置数据的精度为厘米级别，所述第一相对位置数据和所述第二相对位置数据的精度为毫米级别。
9.根据权利要求1所述的电梯轿厢绝对位置的测量方法，其特征在于，所述激光测距装置的测量范围为0m～600m，所述毫米波测距装置的测量范围为0m～20m。
10.一种电梯轿厢绝对位置的测量系统，其特征在于，包括井道、电梯控制系统、电梯轿厢、激光测距装置、两个毫米波测距装置和凸出设置于厅门上的参照物，所述电梯轿厢能够上下移动的安装在所述电梯井道内，所述激光测距装置设置于所述井道顶部并与所述电梯控制系统通信连接，其中一个所述毫米波测距装置设置于所述电梯轿厢的上端并与所述电梯控制系统通信连接，另一个所述毫米波测距装置设置于所述电梯轿厢的下端并与所述电梯控制系统通信连接。
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