CN110068356B - 门绝对位置检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种门绝对位置检测装置，感应片板设置在轿厢的一门板正上方；感应片板平行间隔分布有至少两个形状相同的金属感应片；处理器根据感应片板上的各个感应片同该门板之间的电容变化，获得当前门绝对位置。本发明公开的另一方案，门电机主导轮由门电机驱动带动轿厢的门板开闭；门电机副导轮与门电机主导轮同轴运转驱动定位感应板沿感应片板长度方向移动；感应片板布置在与定位感应板相对应的门机架上；门电机主导轮的轮径大于门电机副导轮的轮径；处理器根据感应片板上的各个感应片同定位感应板之间的电容变化，获得当前门绝对位置。本发明的门绝对位置检测装置，成本低，功耗低，寿命长，占用空间小。

Description

门绝对位置检测装置
技术领域
本发明涉及电梯控制技术，特别涉及一种门绝对位置检测装置。
背景技术
目前电梯门的位置检测是通过相对位置编码器与到位开关结合进行的。如果想省去到位开关，则编码器需采用绝对位置编码器。绝对位置编码器成本较高。
编码器技术较为成熟，比如一款性能较佳的1024线、转轴直径40mm的光编码器，其精度可达0.12mm。其成本一般在100元以上。到位开关主流有光电式和磁感式，单个成本一般也在20元以上。一台电梯门需用两个到位开关。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种门绝对位置检测装置，成本低，功耗低，寿命长，占用空间小。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种门绝对位置检测装置，其包括感应片板、处理器；
所述感应片板用于设置在轿厢的一门板正上方；
所述感应片板沿该门板开闭方向平行间隔分布有至少两个形状相同的金属感应片；
所述处理器，用于根据所述感应片板上的各个感应片同该门板之间的电容变化，获得当前门绝对位置。
较佳的，所述感应片板设置在轿厢门完全关闭时该门板的正上方或轿厢门完全打开时该门板的正上方。
较佳的，所述感应片板长度为该门板宽度的1/3到1。
较佳的，门绝对位置检测装置包括两个感应片板；
其中一个感应片板对应于轿厢门完全关闭时的一门板的关闭门缝端的正上方，另一个感应片板对应于轿厢门完全打开时的该门板的关闭门缝端的正上方。
较佳的，各感应片分别通过一放电开关电路接一放电电容；
各感应片分别通过一充电开关电路接充电电源；
所述处理器，用于控制接通或断开充电开关电路，并用于控制接通或断开放电开关电路；
所述处理器，首先控制一感应片的充电开关电路接通，对该感应片与门板之间的电容进行充电；该感应片与门板之间的电容充满电后，控制断开该充电开关电路，并接通相应放电开关电路，让该感应片与门板之间的电容对相应放电电容充电；待该感应片与门板之间的电容与相应放电电容的电平一致后，控制断开该放电开关电路，并再次控制该感应片的充电开关电路接通，对该感应片与门板之间的电容进行充电；......，如此反复，直到相应放电电容被充满电；记录该期间该感应片与门板之间的电容总的充满次数；
所述处理器，根据一时段各感应片与门板之间的电容总的充满次数，确定该时段各个感应片与门板之间的电容值。
较佳的，放电电容大于1uF。
为解决上述技术问题，本发明提供的另一种门绝对位置检测装置，其包括感应片板、处理器、门电机主导轮、门电机副导轮、定位感应板、副导轮传动带、主导轮传动带；
所述门电机主导轮由门电机驱动，通过主导轮传动带带动轿厢的门板开闭；
所述门电机副导轮与门电机主导轮同轴运转，通过副导轮传动带驱动定位感应板沿所述感应片板长度方向移动；
所述感应片板布置在与定位感应板相对应的门机架上；
当轿厢门板完全关闭时，所述定位感应板对应于感应片板一端；当轿厢门板完全打开时，所述定位感应板对应于感应片板的另一端；
所述门电机主导轮的轮径大于门电机副导轮的轮径；
所述感应片板沿长度方向平行间隔分布有至少两个形状相同的金属感应片；
所述处理器，用于根据所述感应片板上的各个感应片同该定位感应板之间的电容变化，获得当前门绝对位置。
较佳的，所述定位感应板通过定位感应板支架固定到所述副导轮传动带。
较佳的，各感应片分别通过一放电开关电路接一放电电容；
各感应片分别通过一充电开关电路接充电电源；
所述处理器，用于控制接通或断开充电开关电路，并用于控制接通或断开放电开关电路；
所述处理器，首先控制一感应片的充电开关电路接通，对该感应片与定位感应板之间的电容进行充电；该感应片与定位感应板之间的电容充满电后，控制断开该充电开关电路，并接通相应放电开关电路，让该感应片与定位感应板之间的电容对相应放电电容充电；待该感应片与定位感应板之间的电容与相应放电电容的电平一致后，控制断开该放电开关电路，并再次控制该感应片的充电开关电路接通，对该感应片与定位感应板之间的电容进行充电；......，如此反复，直到相应放电电容被充满电；记录该期间该感应片与定位感应板之间的电容总的充满次数；
所述处理器，根据一时段各感应片与定位感应板之间的电容总的充满次数，确定该时段各个感应片与定位感应板之间的电容值。
较佳的，感应片为M型、>型或斜条型。
较佳的，所述感应片板还包括绝缘层和屏蔽层；
所述至少两个形状相同的感应片平行间隔附着在所述绝缘层的一面；
所述屏蔽层为金属材质；
所述屏蔽层包裹着所述绝缘层，并在感应片附着区域开口。
较佳的，所述绝缘层的材质是塑料，所述感应片是金属板材。
较佳的，所述绝缘层的材质是印刷线路板的基板，采用印刷线路板上的铜箔作为感应片。
本发明的门绝对位置检测装置，通过检测每个感应片10同门板2之间的电容变化，再通过简单的估算，即可获得门的当前绝对位置。关于如何检测每个感应片同门板2之间的电容值，属于现有技术，公开的算法有很多种。实施例一的门绝对位置检测装置，对比相对门位置检测可省去到位开关，成本低；采用电容式传感方式，无常导通光电管，故待机功耗极低；同样因为无光电管等易损耗部件，寿命也较长；感应片板1仅占用空间在40cm*2cm*2cm左右的门板上方闲置空间，占用空间小。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面对本发明所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的门绝对位置检测装置的原理示意图；
图2是本发明的门绝对位置检测装置一实施例轿厢门完全打开时的结构示意图；
图3是本发明的门绝对位置检测装置一实施例轿厢门完全关闭时的结构示意图；
图4是本发明的门绝对位置检测装置一实施例采用两个感应片板示意图；
图5是本发明的门绝对位置检测装置一实施例当门板运动到某一位置时的检测结果示意图；
图6是本发明的门绝对位置检测装置另一实施例的结构示意图；
图7是本发明的门绝对位置检测装置的感应片板剖视图；
图8是感应片板上的感应片为M型示意图；
图9是感应片板上的感应片为>型示意图；
图10是感应片板上的感应片为斜条型示意图。
附图标记说明：
1：感应片板；10：感应片；11：绝缘层；12：屏蔽层；2：门板；20：门电机主导轮；21：门电机副导轮；22：定位感应板；23：定位感应板支架；24：副导传动带；25：主导轮传动带。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1、图2、图3所示，门绝对位置检测装置包括感应片板1、处理器；
所述感应片板1用于设置在轿厢的一门板2正上方；
所述感应片板1沿该门板2开闭方向平行间隔分布有至少两个形状相同的金属感应片10；
所述处理器，用于根据所述感应片板1上的各个感应片10同该门板2之间的电容变化，获得当前门绝对位置。
较佳的，所述感应片板1设置在轿厢门完全关闭时该门板2的正上方或轿厢门完全打开时该门板2的正上方。
较佳的，所述感应片板1长度为该门板2宽度的1/3到1。
实施例一的门绝对位置检测装置，通过检测每个感应片10同门板2之间的电容变化，再通过简单的估算，即可获得门的当前绝对位置。关于如何检测每个感应片同门板2之间的电容值，属于现有技术，公开的算法有很多种。实施例一的门绝对位置检测装置，对比相对门位置检测可省去到位开关，成本低；采用电容式传感方式，无常导通光电管，故待机功耗极低；同样因为无光电管等易损耗部件，寿命也较长；感应片板1仅占用空间在40cm*2cm*2cm左右的门板上方闲置空间，占用空间小。
实施例二
基于实施例一，如图4所示，门绝对位置检测装置包括两个感应片板1a，1b；
其中一个感应片板对应于轿厢门完全关闭时的一门板2的关闭门缝端的正上方，另一个感应片板1b对应于轿厢门完全打开时的该门板2的关闭门缝端的正上方。
实施例二的门绝对位置检测装置，通过两条感应片板1a，1b分别检测轿厢门打开或关闭时的门绝对位置，提高了装置整体检测精度。
实施例三
基于实施例一的门绝对位置检测装置，各感应片10分别通过一放电开关电路接一放电电容C2；
各感应片10分别通过一充电开关电路接充电电源；
所述处理器，用于控制接通或断开充电开关电路，并用于控制接通或断开放电开关电路。
所述处理器，首先控制一感应片10的充电开关电路接通，对该感应片10与门板2之间的电容C1进行充电；该感应片10与门板2之间的电压大于设定值(电容C1充满电)后，控制断开该充电开关电路，并接通相应放电开关电路，让该感应片10与门板2之间的电容C1对相应放电电容C2充电；待该感应片10与门板2之间的电容C1与相应放电电容C2的电平一致后，控制断该开放电开关电路，并再次控制该感应片10的充电开关电路接通，对该感应片10与门板2之间的电容C1进行充电；......，如此反复，直到相应放电电容C2被充满电；记录该期间该感应片10与门板2之间的电容C1总的充满次数N；
所述处理器，根据一时段各感应片10与门板2之间的电容C1总的充满次数N，确定该时段各个感应片10与门板2之间的电容值。
较佳的，放电电容C2大于1uF。
实施例三的门绝对位置检测装置，门板2在不同的绝对位置，则会改变感应片10与门板2之间的电容C1的电容值，从而使一感应片10总的充电次数N发生变化，进而即可检测出每个感应片10与门板2之间的电容值。当门板2运动到某一位置时的检测结果示意可参考图5。
实施例四
如图1、图6所示，门绝对位置检测装置包括感应片板1、处理器、门电机主导轮20、门电机副导轮21、定位感应板22、副导轮传动带24、主导轮传动带25；
所述门电机主导轮20由门电机驱动，通过主导轮传动带25带动轿厢的门板2开闭；
所述门电机副导轮21与门电机主导轮20同轴运转，通过副导轮传动带24驱动定位感应板22沿所述感应片板1长度方向移动；
所述感应片1板布置在与定位感应板22相对应的门机架上；
当轿厢门板2完全关闭时，所述定位感应板22对应于感应片板1一端；当轿厢门板2完全打开时，所述定位感应板22对应于感应片板1的另一端；
所述门电机主导轮20的轮径r1大于门电机副导轮21的轮径r2；
所述感应片板1沿长度方向平行间隔分布有至少两个形状相同的金属感应片10；
所述处理器，用于根据所述感应片板1上的各个感应片10同该定位感应板22之间的电容变化，获得当前门绝对位置。
较佳的，所述定位感应板22通过定位感应板支架23固定到所述副导轮传动带24。
实施例四的门绝对位置检测装置，通过检测每个感应片10同定位感应板22之间的电容变化，再通过简单的估算，即可获得门的当前绝对位置。关于如何检测每个感应片同定位感应板22之间的电容值，属于现有技术，公开的算法有很多种。实施例一的门绝对位置检测装置，对比相对门位置检测可省去到位开关，成本低；采用电容式传感方式，无常导通光电管，故待机功耗极低；同样因为无光电管等易损耗部件，寿命也较长；感应片板1仅占用空间在40cm*2cm*2cm左右的门板上方闲置空间，占用空间小。而且，实施例四的门绝对位置检测装置，门电机主导轮20与副导轮21的存在轮径差，当门板2移动的距离为d1时，定位感应板22移动的距离为d2，则d1：d2＝r1：r2。当r1>r2时，d1>d2，减小了与门板2同时移动的定位感应板22的位移距离，从而可以减小感应片板1长度，这样一方面可以减小外界干扰引起数据漂移，另一方面可以精简尺寸降低成本。
实施例五
基于实施例四的门绝对位置检测装置，各感应片10分别通过一放电开关电路接一放电电容C2；
各感应片10分别通过一充电开关电路接充电电源；
所述处理器，用于控制接通或断开充电开关电路，并用于控制接通或断开放电开关电路。
所述处理器，首先控制一感应片10的充电开关电路接通，对该感应片10与定位感应板22之间的电容C1进行充电；该感应片10与定位感应板22之间的电压大于设定值(电容C1充满电)后，控制断开该充电开关电路，并接通相应放电开关电路，让该感应片10与定位感应板22之间的电容C1对相应放电电容C2充电；待该感应片10与定位感应板22之间的电容C1与相应放电电容C2的电平一致后，控制断该开放电开关电路，并再次控制该感应片10的充电开关电路接通，对该感应片10与定位感应板22之间的电容C1进行充电；......，如此反复，直到相应放电电容C2被充满电；记录该期间该感应片10与定位感应板22之间的电容C1总的充满次数N；
所述处理器，根据一时段各感应片10与定位感应板22之间的电容C1总的充满次数N，确定该时段各个感应片10与定位感应板22之间的电容值。
较佳的，放电电容C2大于1uF。
实施例五的门绝对位置检测装置，门板2在不同的绝对位置，则会改变感应片10与定位感应板22之间的电容C1的电容值，从而使一感应片10总的充电次数N发生变化，进而即可检测出每个感应片10与定位感应板22之间的电容值。
实施例六
基于实施例一到五的任一门绝对位置检测装置，如图7所示，感应片板1还包括绝缘层11和屏蔽层12；
所述至少两个形状相同的感应片10平行间隔附着在所述绝缘层11的一面；
所述屏蔽层12为金属材质；
所述屏蔽层12包裹着所述绝缘层11，并在感应片10附着区域开口。
较佳的，所述绝缘层11的材质可以是塑料等不导电的介质，所述感应片10可以是金属板材。
较佳的，所述绝缘层的材质可以是印刷线路板的基板，采用印刷线路板上的铜箔作为感应片。
较佳的，如图8所示，感应片10为M型。
较佳的，如图9所示，感应片10为>型。
较佳的，如图10所示，感应片10为斜条型。
实施例六的门绝对位置检测装置，屏蔽层12是一层包裹在绝缘层11外，只留出感应片10附着区域开口不包裹，使得感应片10尽可能减少电磁干扰的金属层。实施例六的门绝对位置检测装置，成本主要由感应片10、绝缘层11与屏蔽层12的采购制造加工成本以及处理器(功能简单的MCU)组成，当感应片层总长度为60cm时，处理器可以提供4096点的分辨率，其精度为0.14mm，与主流光编码器基本一致。而该装置的相较编码器高精度的生产加工要求，该装置的要求较低，所以成本也得以控制，预计该装置总成本在60元以内。
以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种门绝对位置检测装置，其特征在于，包括感应片板、处理器、门电机主导轮、门电机副导轮、定位感应板、副导轮传动带、主导轮传动带；
所述门电机主导轮由门电机驱动，通过主导轮传动带带动轿厢的门板开闭；
所述门电机副导轮与门电机主导轮同轴运转，通过副导轮传动带驱动定位感应板沿所述感应片板长度方向移动；
所述感应片板布置在与定位感应板相对应的门机架上；
当轿厢门板完全关闭时，所述定位感应板对应于感应片板一端；当轿厢门板完全打开时，所述定位感应板对应于感应片板的另一端；
所述门电机主导轮的轮径大于门电机副导轮的轮径；
所述感应片板沿长度方向平行间隔分布有至少两个形状相同的金属感应片；
所述处理器，用于根据所述感应片板上的各个感应片同该定位感应板之间的电容变化，获得当前门绝对位置。
2.根据权利要求1所述的门绝对位置检测装置，其特征在于，
所述定位感应板通过定位感应板支架固定到所述副导轮传动带。
3.根据权利要求1所述的门绝对位置检测装置，其特征在于，
各感应片分别通过一放电开关电路接一放电电容；
各感应片分别通过一充电开关电路接充电电源；
所述处理器，用于控制接通或断开充电开关电路，并用于控制接通或断开放电开关电路；
所述处理器，首先控制一感应片的充电开关电路接通，对该感应片与定位感应板之间的电容进行充电；该感应片与定位感应板之间的电容充满电后，控制断开该充电开关电路，并接通相应放电开关电路，让该感应片与定位感应板之间的电容对相应放电电容充电；待该感应片与定位感应板之间的电容与相应放电电容的电平一致后，控制断开该放电开关电路，并再次控制该感应片的充电开关电路接通，对该感应片与定位感应板之间的电容进行充电；......，如此反复，直到相应放电电容被充满电；记录该期间该感应片与定位感应板之间的电容总的充满次数；
所述处理器，根据一时段各感应片与定位感应板之间的电容总的充满次数，确定该时段各个感应片与定位感应板之间的电容值。
4.根据权利要求3所述的门绝对位置检测装置，其特征在于，
所述放电电容大于1uF。
5.根据权利要求1到4任一项所述的门绝对位置检测装置，其特征在于，
感应片为M型、>型或斜条型。
6.根据权利要求1到4任一项所述的门绝对位置检测装置，其特征在于，
所述感应片板还包括绝缘层和屏蔽层；
所述至少两个形状相同的感应片平行间隔附着在所述绝缘层的一面；
所述屏蔽层为金属材质；
所述屏蔽层包裹着所述绝缘层，并在感应片附着区域开口。
7.根据权利要求6所述的门绝对位置检测装置，其特征在于，
所述绝缘层的材质是塑料，所述感应片是金属板材。
8.根据权利要求6所述的门绝对位置检测装置，其特征在于，
所述绝缘层的材质是印刷线路板的基板，采用印刷线路板上的铜箔作为感应片。
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