CN110615331A - 用于电梯的位置参考装置 - Google Patents

Abstract

一种用于电梯的位置参考装置包含部署在井道内层站处电梯轿厢的停止位置的磁体、用于通过在磁传感器的垂直方向上布置的多个点检测磁体的磁场强度的安装在电梯轿厢上的磁传感器、以及用于确定磁体的垂直中心的处理装置。

Description

用于电梯的位置参考装置

技术领域

本发明一般涉及用于检测在电梯轿厢平台与层站的楼层之间的平层偏差的电梯装置。更具体地说，本发明涉及用于再平层电梯轿厢的位置参考装置。

背景技术

通常，使用在曳引轮处的编码器来确定在电梯系统中电梯轿厢的位置。然而，在高层建筑物中，因为诸如钢丝索或平带的受拉构件由于其弹性而往往表现得像弹簧，所以在电梯轿厢到达层站时编码器可能不能准确地检测到轿厢位置。为帮助对轿厢停止位置的更准确的检测，可在电梯系统中提供诸如光射线开关或磁开关的位置参考装置。

光射线开关一般包含安装在电梯轿厢的一部分上的光传感器和安装在井道内每个层站处电梯轿厢的每个停止位置的多个叶片（vane）。类似地，磁开关一般包含安装在电梯轿厢的一部分上的磁传感器和安装在井道内每个层站处电梯轿厢的每个停止位置的多个磁体。光射线开关和磁开关二者配置成在电梯轿厢停止在层站时检测在电梯轿厢平台与层站的楼层之间的对齐。

然而，由于两种开关只能检测在电梯轿厢平台与层站的楼层之间超过给定值的平层偏差的存在或不存在，因此，这些开关不能获得指示电梯轿厢在层站处的实际地点的准确信息，特别是在电梯停止期间乘客在层站进出时。当电梯系统被安装在高层建筑物中时，在电梯平台与层站的楼层之间由于负载重量的变化而产生的平层偏差可通过极长的受拉构件的弹簧作用被放大。此外，每个磁传感器或叶片应在井道内精确地点被仔细安装，以便检测此类平层偏差，这将使安装过程是耗时的。

另外，在使用磁开关的情况下，由于在每个层站部署的磁体与在电梯轿厢上提供的磁传感器之间存在水平距离，因此有必要在一定程度上增大磁体，以便磁通量达到到磁传感器的距离。在该情况下，由于磁通量可相对于平层表面在垂直向上和向下方向上扩展，因此，准确度下降，并且存在电梯轿厢的停止位置可向上或向下偏斜的可能性，这可造成大的位置误差或楼层平层偏差。

因此，存在对能够及时准确地检测电梯轿厢的位置的改进位置参考装置的需要，特别是在乘客在层站进出时。

发明内容

根据本发明的一个方面，公开了一种用于电梯的位置参考装置。所述位置参考装置包括：部署在井道内层站处电梯轿厢的停止位置的磁体；安装在所述电梯轿厢上的磁传感器，用于通过在所述磁传感器的垂直方向上布置的多个点检测所述磁体的磁场强度；以及处理装置，用于确定所述磁体的垂直中心。

在一些实施例中，所述处理装置包含用于存储指示在所述层站所述电梯轿厢的所述停止位置的参考位置的存储器。

在一些实施例中，在电梯轿厢平台与相应层站的楼层之间无平层偏差的条件下测量所述参考位置。

根据本发明的另一个方面，公开了一种电梯系统。所述电梯系统包括：配置成在井道内垂直向上和向下移动的电梯轿厢；用于在所述井道内移动所述电梯轿厢的升降机；部署在所述井道内层站处所述电梯轿厢的停止位置的磁体；安装在所述电梯轿厢上的磁传感器，用于通过在所述磁传感器中布置的多个点检测所述磁体的磁场强度；用于基于所述磁传感器，确定在所述电梯轿厢平台与所述层站的楼层之间的平层偏差的处理装置；以及用于基于所述平层偏差，执行所述电梯轿厢的再平层操作的电梯控制器。

在一些实施例中，在打开电梯门时执行所述再平层操作。

在一些实施例中，所述处理装置存储用于每个层站的参考位置，所述参考位置是在所述电梯轿厢平台与相应层站的所述楼层之间无平层偏差的条件下被测量。

在一些实施例中，所述磁体是磁体带。

在一些实施例中，所述磁传感器包括在垂直方向上以预确定的间隔布置的多个传感器。

在一些实施例中，所述传感器是霍尔传感器。

根据本发明还有的另一个方面，公开了一种电梯系统的再平层操作的方法。所述方法包括以下步骤：在层站电梯轿厢的停止位置提供磁体；在所述电梯轿厢停止在所述层站时通过在所述电梯轿厢上在垂直方向上布置的多个点检测所述磁体的磁场强度；基于在所述多个点的每个检测到的所述磁场强度，计算所述磁体的垂直中心；在打开电梯门时确定在所述磁体的所述计算的垂直中心与参考位置之间的平层偏差；以及基于所述平层偏差，将所述电梯轿厢移动成与所述层站的楼层对齐。

在一些实施例中，在所述电梯轿厢平台与相应层站的所述楼层之间无平层偏差的条件下为每个层站确定所述参考位置。

在一些实施例中，在所述电梯系统安装时为每个层站确定和存储所述参考位置。

在一些实施例中，将所述电梯轿厢移动成与所述层站的所述楼层对齐的所述步骤包含：比较所述平层偏差的绝对值和第一阈值；以及如果所述平层偏差的所述绝对值超过所述第一阈值，则将所述电梯轿厢移动成与所述层站的所述楼层对齐。

在一些实施例中，将所述电梯轿厢移动成与所述层站的所述楼层对齐的所述步骤包含移动所述电梯轿厢，使得所述平层偏差的所述绝对值被降低到低于比所述第一阈值更小的第二阈值。

在一些实施例中，所述磁体是带有粘合剂的磁体带。

在一些实施例中，检测所述磁体的磁场强度的所述步骤由在所述磁传感器的垂直方向上以预确定的间隔布置的多个霍尔传感器进行。

在一些实施例中，计算所述磁体的垂直中心的所述步骤是基于在所述多个霍尔传感器的每个检测到的所述磁场强度来进行的。

从下面的描述和能够如下被简要描述的附图，本公开的这些和其它方面将变得更加容易明白。

附图说明

图1是示出包含根据本发明的位置参考装置的电梯系统的一种可能布置的示意图。

图2A是示意侧视图，其示出其中磁传感器被安装在电梯轿厢的下侧，并且磁体被布置在井道中每个层站处的对应位置中的布置。

图2B是示意侧视图，其示出其中磁传感器被安装在电梯轿厢的上侧，并且磁体被布置在井道中每个层站处的对应位置中的布置。

图3是根据本发明的磁传感器的一示范配置的示意图。

图4是在电梯系统安装时用于设置位置参考装置的默认位置的示范操作的流程图。

图5是由根据本发明的位置参考装置执行的示范再平层操作的流程图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的一个实施例的电梯系统1的各种组件的图形表示。电梯系统1包含配置成在井道3内垂直向上和向下移动的电梯轿厢2。电梯系统1也包含通过例如钢丝索或平带的多个受拉构件5（其沿着连接到升降机7的曳引轮6卷绕）可操作地连接到电梯轿厢2的配重4。曳引轮6具有用于测量曳引轮6的移动以检测在井道3内电梯轿厢2的位置的编码器8。编码器8被连接到电梯控制器9以便基于来自编码器8的信息，使用升降机控制电梯轿厢2的移动。控制器9一般被提供在在建筑物的顶部楼层上方的机房中或者提供在建筑物中布置在任何具体地点的操作控制面板中。

使用编码器8直接确定的井道3中电梯轿厢2的位置可被利用以便在电梯轿厢2到达层站时将电梯轿厢2移动成与层站10的楼层对齐。然而，当电梯系统1被安装在高层建筑物中时，因为受拉构件5由于其弹性而往往表现得像弹簧，所以存在编码器8不能及时准确地检测到轿厢位置的可能性。这在电梯轿厢2停止在层站的同时乘客在层站进出时的情况下，可导致在电梯轿厢平台11与层站10的楼层之间进一步的平层偏差。

为能获得指示电梯轿厢2在层站的实际地点的准确信息，电梯系统1进一步包含根据本发明的位置参考装置12。如图1中所示出的，位置参考装置12包含安装在电梯轿厢2上的磁传感器13和安装在井道3内相应层站处电梯轿厢2的每个停止位置的磁体14。磁传感器13和磁体14被相对于彼此布置，使得在当电梯轿厢2停止在层站时电梯轿厢平台11与层站10的楼层对齐时，在电梯轿厢2上的磁传感器13与在井道3中的磁体14对齐。应理解的是，任何类型的磁体能够被用于本发明。优选的是，带有粘合剂的磁性带可被用作磁体14，因为此类磁性带易于附连到井道壁。

图2A和2B示出根据本发明的位置参考装置12的示范布置。图2A示出其中磁传感器13被安装在电梯轿厢2的下侧，并且磁体14被布置在电梯轿厢2的每个停止位置处井道3中的对应位置中的布置。相反，图2B示出其中磁传感器13被安装在电梯轿厢2的上侧，并且磁体14被布置在电梯轿厢2的每个停止位置处井道3中的对应位置中的布置。然而，应理解的是，磁传感器13和磁体14可被布置在各种地点中，假如磁传感器13能够检测在电梯轿厢2到达层站时电梯轿厢平台11与层站10的楼层的对齐。

再次参照图1，位置参考装置12进一步包含连接到磁传感器13的处理装置15，以便将信息传送到电梯控制器9，从而及时地指示在电梯轿厢平台11与层站10的楼层之间的平层偏差。如下面将详细描述的，传送到控制器9的信息可被利用来进行取决于有乘客在电梯上时电梯轿厢2的负载重量中的变化的电梯轿厢2的再平层操作。

图3示出磁传感器13的配置的示意图，并且示出在电梯轿厢2停止在层站时在磁传感器13与磁体14之间的位置关系。磁传感器13包含在垂直方向上以预确定的间隔布置的多个霍尔传感器16。如图3中所示出的，在磁通量17通过每个霍尔传感器16时，由于电磁感应，生成了电压。通过检测与在每个霍尔传感器16的磁场强度成比例的电压，能够以高精度检测磁体14的磁场分布17。处理装置15执行算术处理以准确地检测对应于磁场分布17的最高峰值的磁体14的垂直中心位置18。

处理装置15包含存储器用来存储在每个层站处相对于磁传感器13的垂直中心位置19，磁体14的垂直中心位置18，以作为指示在相应层站电梯轿厢2的停止位置的默认位置。默认位置可以基于在每个层站处磁体传感器13和磁体14的垂直中心位置18与19之间的垂直距离20来被存储。每个层站处的默认位置可在电梯轿厢平台11与层站10的相应楼层对齐的条件下电梯系统1的安装时被确定。换而言之，默认位置指示在电梯轿厢平台11与层站10的楼层之间无平层偏差的情况下在每个层站的电梯轿厢2的停止位置。如下面将详细描述的，默认位置被用作用于测量在电梯轿厢平台11与层站10的楼层之间平层偏差的参考位置。

在图3中，虽然在磁传感器13中示出了九个霍尔传感器16，但在垂直方向上可布置任何数量的霍尔传感器16。然而，在相邻的两个传感器16之间的间隔变得更小时，能够更准确地测量电梯轿厢平台11与默认位置的位移。应注意的是，能够使用诸如线圈传感器的任何类型的传感器来代替霍尔传感器16。也应注意的是，磁传感器13在垂直方向上越大，它具有的检测的可允许范围就越大。

在下面，将参照图4和5描述使用根据本发明的位置参考装置12的电梯轿厢2的再平层操作的方法。

图4是在电梯系统1安装时用于设置默认位置的示范操作的流程图。过程在步骤101开始，其中在此示例中的磁体或磁性带14和磁传感器13被安装在如例如在图2A和2B中所示出的预确定的位置。在步骤102，磁传感器13和磁性带14相对于彼此被调整，使得在电梯轿厢2上的磁传感器13与在井道3中在电梯轿厢的相应停止位置的磁性带14对齐。应注意的是，尽管精确调整对于常规位置参考装置是必需的，但不要求磁性带位置的精确调整，因为精确的默认位置在随后的步骤中由位置参考装置12自动设置。在步骤103，为电梯轿厢平台11与层站10的楼层的楼层平层调整来进行试运行。在这里，进行平层以将电梯轿厢平台11移动成与层站10的楼层对齐。随后，在步骤104，检查在磁传感器13的垂直中心位置19与磁性带14的垂直中心位置18之间的平层偏差以查看它是否是可接受的。如果为否，则流程返回到步骤102以重新调整磁性带14的位置。

如果在电梯轿厢平台11与层站10的楼层之间的平层偏差是可接受的，则流程继续到步骤105，其中测量在磁传感器13和磁性带14的垂直中心位置18与19之间的垂直距离20（如图3中所示出的），并且在处理装置15中将相对于磁传感器13的垂直中心位置19，磁体14的垂直中心位置18存储为指示在层站电梯轿厢2的停止位置的默认位置。随后，在步骤106，处理装置15进行检查以查看是否为所有楼层获得默认位置。如果为否，则过程继续到步骤107以重复该过程。如果在步骤106为所有楼层确定和存储了默认位置，则过程继续到结束操作。

图5是图示了使用根据本发明的位置参考装置12的电梯轿厢2的再平层操作的流程图。此算法在电梯系统1的正常操作期间被持续进行。过程在步骤201开始，其中控制器9进行检查以查看电梯轿厢2是否停止在层站。如果电梯轿厢2到达层站，则流程继续到步骤202以检查电梯门是否在层站打开。如果在步骤202，控制器9检测到电梯门被打开，则流程继续到步骤203，其中控制器9在乘客在层站进出时经由处理装置15监视在电梯轿厢平台11与层站10的楼层之间的平层偏差，并且检查平层偏差的绝对值是否超过第一阈值。

例如，当乘客在层站进入电梯轿厢2时，受拉构件5可由于其弹性而拉伸，并且因此电梯轿厢平台11可下降。另一方面，当乘客在层站退出电梯轿厢2时，受拉构件5可收缩，并且电梯轿厢平台11可上升。处理装置15测量由于电梯轿厢2的负载重量中的变化而引起的与默认位置的平层偏差值，并且将该值作为在层站电梯轿厢2的实际地点值发送到控制器9。在203，控制器9比较平层偏差的绝对值和第一阈值以确定再平层操作是否是必需的。

如果平层偏差超过第一阈值，则流程继续到步骤204，其中控制器9检查电梯轿厢平台11与层站10的楼层的偏斜方向，以查看电梯轿厢2是向上还是向下偏斜，随后继续到步骤206，其中控制器9驱动升降机7以修正平层偏差，即将电梯轿厢平台11移动成与层站10的楼层对齐。在步骤206，控制器9通过比较在修正后的平层偏差的绝对值和小于第一阈值的第二阈值，确定平层偏差现在是否在可接受的范围内。如果修正的平层偏差值低于第二阈值，则流程继续到步骤207以结束此过程。可持续重复进行此过程，直至在步骤201关闭电梯门。

因此，电梯轿厢2能够在电梯轿厢停止期间被保持与层站10的楼层对齐，而不管电梯轿厢2的负载重量中的变化。在一个示例中，第一阈值是10毫米，并且第二阈值是3毫米。然而，可定义任何阈值以便避免在电梯轿厢平台11与层站10的楼层之间的不安全平层偏差，但第一阈值应大于第二阈值。

根据本发明，能够及时准确地检测电梯系统1中电梯轿厢2的实际位置，并且能够通过不昂贵的简单配置，执行电梯轿厢2的再平层操作。

此外，当在电梯系统1安装后调整电梯轿厢位置时，来自磁体14的磁场的垂直中心位置18通过霍尔传感器16的垂直阵列检测，使得电梯轿厢平台11的对齐位置被关联到磁体14的垂直中心位置18。因此，对于磁体14的安装，不要求如在常规磁传感器或光传感器叶片情况中那样的精确调整。这使得大幅降低耗时过程是可能的。

另外，诸如磁性带的磁体14被放置于在相应层站电梯轿厢2的每个停止位置。因此，即使建筑物的每个楼层的高度随年代而变化，通过本发明的配置也能够长期精确地执行再平层操作。本发明的位置参考装置也对于现有电梯系统是可改造的。

虽然已参照具有1:1挂绳布置的配置的电梯系统1描述了本发明，但应理解的是，本发明的位置参考装置1可被应用于具有任何挂绳布置的电梯系统。

尽管已参照如附图中图示的示范实施例具体示出和描述了本发明，但本领域技术人员将认识到，在不脱离如随附权利要求中所公开的本发明的精神和范围的情况下，可进行各种修改。

Claims (17)

1.一种用于电梯的位置参考装置，包括：

部署在井道内层站处电梯轿厢的停止位置的磁体；

安装在所述电梯轿厢上的磁传感器，用于通过在所述磁传感器的垂直方向上布置的多个点检测所述磁体的磁场强度；以及

处理装置，用于确定所述磁体的垂直中心。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述处理装置包含用于存储指示在所述层站所述电梯轿厢的所述停止位置的参考位置的存储器。

3.如权利要求2所述的装置，其中在电梯轿厢平台与相应层站的楼层之间无平层偏差的条件下测量所述参考位置。

4.一种电梯系统，包括：

配置成在井道内垂直向上和向下移动的电梯轿厢；

用于在所述井道内移动所述电梯轿厢的升降机；

部署在所述井道内层站处所述电梯轿厢的停止位置的磁体；

安装在所述电梯轿厢上的磁传感器，用于通过在所述磁传感器中布置的多个点检测所述磁体的磁场强度；

用于基于所述磁传感器，确定在所述电梯轿厢平台与所述层站的楼层之间的平层偏差的处理装置；以及

用于基于所述平层偏差，执行所述电梯轿厢的再平层操作的电梯控制器。

5.如权利要求4所述的电梯系统，其中在打开电梯门时执行所述再平层操作。

6.如权利要求4所述的电梯系统，其中所述处理装置存储用于每个层站的参考位置，所述参考位置是在所述电梯轿厢平台与相应层站的所述楼层之间无平层偏差的条件下被测量。

7.如权利要求4所述的电梯系统，其中所述磁体是磁体带。

8.如权利要求4所述的电梯系统，其中所述磁传感器包括在垂直方向上以预确定的间隔布置的多个传感器。

9.如权利要求8所述的电梯系统，其中所述多个传感器是霍尔传感器。

10.一种电梯系统的再平层操作的方法，包括以下步骤：

在层站电梯轿厢的停止位置提供磁体；

在所述电梯轿厢停止在所述层站时通过在所述电梯轿厢上在垂直方向上布置的多个点检测所述磁体的磁场强度；

基于在所述多个点的每个检测到的所述磁场强度，计算所述磁体的垂直中心；

在打开电梯门时确定在所述磁体的所述计算的垂直中心与参考位置之间的平层偏差；以及

基于所述平层偏差，将所述电梯轿厢移动成与所述层站的楼层对齐。

11.如权利要求10所述的方法，其中在所述电梯轿厢平台与相应层站的所述楼层之间无平层偏差的条件下为每个层站确定所述参考位置。

12.如权利要求11所述的方法，其中在所述电梯系统安装时为每个层站确定和存储所述参考位置。

13. 如权利要求10所述的方法，其中将所述电梯轿厢移动成与所述层站的所述楼层对齐的所述步骤包含：

比较所述平层偏差的绝对值和第一阈值；以及

如果所述平层偏差的所述绝对值超过所述第一阈值，则将所述电梯轿厢移动成与所述层站的所述楼层对齐。

14.如权利要求13所述的方法，其中将所述电梯轿厢移动成与所述层站的所述楼层对齐的所述步骤包含移动所述电梯轿厢，使得所述平层偏差的所述绝对值被降低到低于比所述第一阈值更小的第二阈值。

15.如权利要求10所述的方法，其中所述磁体是带有粘合剂的磁体带。

16.如权利要求10所述的方法，其中检测所述磁体的磁场强度的所述步骤由在所述磁传感器的垂直方向上以预确定的间隔布置的多个霍尔传感器进行。

17.如权利要求16所述的方法，其中计算所述磁体的垂直中心的所述步骤是基于在所述多个霍尔传感器的每个检测到的所述磁场强度来进行的。