CN111170102A

CN111170102A - 用于监测电梯系统的方法和装置

Info

Publication number: CN111170102A
Application number: CN201911099748.0A
Authority: CN
Inventors: D.O.帕尔克; T.P.维特恰克; C.D.博格利
Original assignee: Otis Elevator Co
Current assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 2018-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2020-05-19
Anticipated expiration: 2039-11-12
Also published as: EP3650389A1; CN111170102B; US20200148506A1; EP3650389B1

Abstract

本发明涉及用于监测电梯系统的方法和装置，具体而言配置成用于监测电梯系统(2)的至少一个构件(6、12)的移动的监测装置(20、22)包括加速度传感器(24)和控制器(26)。加速度传感器(24)配置成用于检测至少一个构件(6、12)的加速度(g、g’)，并且提供对应的加速度信号(28、30)。控制器(26)配置成用于确定所检测的加速度信号(28、30)中的具有正号或负号的峰(28a、28b、30a、30b)；确定所检测的峰(28a、28b、30a、30b)的符号；以及当检测到具有相同符号的加速度信号(28、30)的两个随后的峰时，确定至少一个构件(6、12)的移动方向已改变。

Description

用于监测电梯系统的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于监测电梯系统(特别地，用于监测电梯系统的构件的线性移动)的方法和装置。

背景技术

电梯系统典型地包括：至少一个电梯轿厢，其在多个层站之间沿着井道移动；和驱动器单元，其配置成用于驱动电梯轿厢。电梯系统通常进一步包括层站处和/或电梯轿厢处的电梯门，以便允许乘客在电梯轿厢与层站中的一个之间转移。

将为有益的是，能够通过监测电梯系统的构件中的至少一个(诸如，电梯门中的至少一个和/或电梯轿厢)的移动而保持对电梯系统的操作的跟踪。通过监测电梯系统的至少一个构件的移动而收集的信息例如可以用于检测磨损和/或预测即将发生的对电梯系统的维护动作。该信息特别地可以用于实现“预测性维护”(即，用于基于电梯系统的实际操作而使电梯系统的维护优化)。

因而，期望容易地并且以低成本可靠地监测电梯系统的至少一个构件的操作。

发明内容

根据本发明的示范性实施例，确定电梯系统的线性地移动的构件的方向的改变的方法包括：检测构件的平行于其随时间推移的线性移动的方向的加速度，并且提供对应的加速度信号；确定具有所检测的加速度信号的正号或负号的峰；确定峰的符号，并且，当检测到具有相同符号的两个随后的峰(即，在带有相同符号的两个峰中间不存在具有不同(相反)符号的峰)时，确定构件的移动方向已改变。

根据本发明的示范性实施例，监测装置(其配置成用于监测电梯系统的至少一个线性地移动的构件的移动)包括加速度传感器和控制器。加速度传感器配置成用于检测至少一个构件的平行于其线性移动的方向的加速度，并且用于提供对应的加速度信号。控制器配置成用于确定所检测的加速度信号的峰(其可以具有正号或负号)。控制器进一步配置成用于确定峰的符号，并且用于当检测到具有相同符号的两个随后的峰(即，在带有相同符号的两个峰中间不存在具有不同(相反)符号的峰)时，确定至少一个构件的移动方向已改变。

根据本发明的示范性实施例的监测装置和方法允许自主地确定电梯系统的构件的移动方向已改变。可以自主地(即，未得到来自其它装置的支持)采用根据本发明的示范性实施例的监测装置和/或方法。特别地，不需要从预定义的初始状态开始监测或从电梯系统和/或额外的传感器接收额外的信息。

因而，本发明的示范性实施例提供用于监测电梯系统的线性地移动的构件的操作(特别地，其移动)的可靠监测装置和可靠方法，这可以按低成本容易地实现。由于根据本发明的示范性实施例的监测装置自主地操作，因而不需要重新设计现有的电梯系统。结果，根据本发明的示范性实施例的监测装置可以容易地添加到现有的电梯系统。

在下文中陈述许多任选特征。这些特征可以在特定实施例中单独地或与其它特征中的任一个组合而实现。

该方法可以包括：检测具有相同符号的两个随后的峰中间的基本上为零的加速度的时段；和将所述时段内的时间点设置为至少一个构件的速度的零点。这虑及容易地并且可靠地设置至少一个构件的速度的零点。

在已设置这样的零点之后，相应的构件的当前速度可以通过对相继地检测的加速度在时间上进行积分而确定。因而，在已设置零点之后，可以容易地并且可靠地监测构件的速度。

在本情境下，“基本上为零的加速度”将被理解为对应于具有低于给定极限的绝对值的加速度信号。所述极限设置成用于排除加速度信号中所包括的噪声的影响。技术人员理解如何在相应的配置内设置适当的极限(“噪声阈值”)。所述极限与加速度信号的峰的高度相比通常是低的。

构件的位置的改变可以通过对根据加速度信号确定的速度在时间上进行积分(即，通过对加速度信号在时间上进行两次积分)而确定。

如果一旦在已设置速度的零点之后，确定所监测的构件的位置(例如，电梯轿厢在井道内的位置)，则构件的当前位置就可以根据所述所确定的位置和所计算的位置改变而确定。用于确定构件的位置的器件(诸如，位置开关和/或位置传感器)为技术人员所知。

监测装置的加速度传感器可以配置成用于沿竖直方向检测加速度。特别地，所监测的构件可以是通常沿竖直方向加速的电梯轿厢。

监测装置的加速度传感器可以配置成用于沿水平方向检测加速度。特别地，所监测的构件可以是配置成用于沿水平方向移动的电梯门面板。在包括水平地移动的电梯轿厢的电梯系统中，所监测的构件也可以是水平地移动的电梯轿厢。

该方法可以包括基于所检测的加速度信号(例如，通过对至少一个所监测的构件的移动(方向改变)的次数进行计数)而检测电梯系统的磨损和/或即将发生的故障。特别地，该方法可以包括预测电梯系统的必要的维护。这允许不对电梯系统的安全性和/或操作可靠性作出妥协，就降低用于维持电梯系统的成本。

监测装置可以是包括其自身的电源的自主式监测装置。电源可以包括电池和/或能量采集装置。

备选地或另外，监测装置可以配置成用于无线数据传输。

给监测装置提供其自身的电源和/或将监测装置配置成用于无线数据传输避免使电缆伸展到监测装置并且使电缆从监测装置伸展的需要。这大大地促进监测装置的安装和维护。

附图说明

在下文中，关于附图更详细地描述本发明的示范性实施例：

图1示意性地描绘可以采用根据本发明的示范性实施例的监测装置的电梯系统。

图2描绘根据本发明的示范性实施例的监测装置的示意图。

图3图示指示电梯轿厢的加速度作为时间的函数的加速度信号的示例。

图4图示指示电梯门面板的加速度作为时间的函数的加速度信号的示例。

参考符号列表

2 电梯系统

3 张力部件

4 井道

5 驱动器单元

6 电梯轿厢

7a 层站控制面板

7b 电梯轿厢控制面板

8 层站

10 电梯控制件

11 层站门

12 电梯门面板

13 电梯轿厢门

14 轿厢引导部件

15 配重引导部件

20、22 监测装置

24 加速度传感器

26 控制器

28、30 加速度信号

28a、30a 加速度信号的正峰

28b、30b 加速度信号的负峰

32 信号线

34 电源

36 接收器

g 电梯轿厢的加速度

g’ 门面板的加速度

t 时间

T 具有相同符号的两个相继的峰之间的时段。

具体实施方式

图1示意性地描绘电梯系统2，其中，可以采用根据本发明的示范性实施例的监测装置20、22。

电梯系统2包括电梯轿厢6，电梯轿厢6可移动地布置于在多个层站8之间延伸的井道4内。电梯轿厢6特别地可沿着多个轿厢引导部件14(诸如，导轨)移动，轿厢引导部件14沿着井道4的竖直方向延伸。在图1中，描绘所述轿厢引导部件14中的仅一个。

虽然在图1中描绘仅一个电梯轿厢6，但技术人员将理解，本发明的示范性实施例可以包括具有在一个或多个井道4中移动的多个电梯轿厢6的电梯系统2。

借助于张力部件3来可移动地悬挂电梯轿厢6。张力部件3(例如，绳或带)连接到驱动器单元5，驱动器单元5配置成用于驱动张力部件3，以便使电梯轿厢6沿着井道4的高度在位于不同楼层上的多个层站8之间移动。

每个层站8设有层站门11，并且，电梯轿厢6设有对应的电梯轿厢门13，以便当电梯轿厢6定位于相应的层站8处时，允许乘客在层站8与电梯轿厢6的内部之间转移。层站门11和电梯轿厢门13中的每个分别可以设有至少一个可移动的电梯门面板12。

图1中所示出的示范性实施例使用1:1挂绳来悬挂电梯轿厢6。然而，技术人员容易理解，挂绳的类型并非对于本发明而为至关重要的，并且，同样地可以使用不同种类的挂绳(例如，2:1挂绳或4:1挂绳)。

电梯系统2进一步包括配重21，配重21与电梯轿厢6相反地附接到张力部件3，并且，沿着至少一个配重引导部件15相对于电梯轿厢6而同时地并且沿相反方向移动。技术人员将理解，本发明可以类似地适用于不包括配重21的电梯系统2。

张力部件3可以是绳(例如，钢芯)或带。张力部件3可以是无涂层的，或可以具有例如呈聚合物护套的形式的涂层。在特定实施例中，张力部件3可以是包括多个聚合物涂层式钢帘线(未示出)的带。电梯系统2可以具有包括用于驱动张力部件3的牵引滑轮的牵引驱动器。

在图中未示出的备选配置中，电梯系统2可以是不带张力部件 3的电梯系统2，其包括例如液压驱动器或线性驱动器。电梯系统2可以具有机房(未示出)，或电梯系统2可以是无机房的电梯系统2。

驱动器单元5由电梯控制件10控制，以便使电梯轿厢6沿着井道4在不同层站8之间移动。

对电梯控制件10的输入可以经由层站控制面板7a(其在每个层站8上设于靠近层站门11)和/或经由电梯轿厢控制面板7b(其设于电梯轿厢6的内侧)来提供。

层站控制面板7a和电梯轿厢控制面板7b可以借助于未在图1中描绘的电线(特别地通过电总线)或借助于无线数据连接来连接到电梯控制件10。

为了监测电梯系统2的操作，特别地，为了监测电梯轿厢6的移动或监测电梯门面板12中的一个的移动，电梯系统2可以设有至少一个监测装置20、22。

监测装置20、22特别地可以分别附接到电梯轿厢、附接到电梯轿厢门13的电梯门面板12和/或附接到层站门11的电梯门面板12。

图2描绘根据本发明的示范性实施例的监测装置20、22的示意图。

监测装置20、22包括加速度传感器24，加速度传感器24配置成用于检测电梯系统2的至少一个构件6、12的加速度g、g’，并且配置成用于提供对应的加速度信号28、30，加速度信号28、30指示所检测的加速度g、g’作为时间t的函数(参见图3和图4)。带有期望特性的加速度传感器24在本领域中为已知的。如先前已讨论的，由加速度传感器24监测的构件6、12可以是电梯轿厢6或电梯门面板12。加速度传感器24特别地配置成用于检测构件6、12的加速度，构件6、12的加速度取向成平行于构件6、12的通常移动方向(即，在电梯轿厢6的情况下，平行于竖直方向，并且，在电梯门面板12的情况下，平行于水平方向)。

在图3和图4中，分别标绘仅示出由加速度传感器24提供的加速度信号28、30的那些特性(其在本发明的情境下是相关的)的简化示例。

图3图示表示电梯轿厢6的加速度g作为时间t的函数的加速度信号28的示例，并且，图4图示表示电梯门面板12的加速度g’作为时间t的函数的加速度信号30的示例。

如能够从图3和图4看到的，每个加速度信号28、30分别包括多个正峰28a、30a和多个负峰28b、30b。

监测装置20、22进一步包括控制器26(参见图2)，控制器26配置成用于接收由加速度传感器24提供的加速度信号28、30。控制器26配置成用于标识所检测的加速度信号28、30中的峰28a、28b、30a、30b，并且特别地配置成用于确定所述峰28a、28b、30a、30b的符号。控制器26可以与电梯控制器10相同和/或可以是单独的。在一个实施例中，控制器26可以与加速度传感器24搭配。在一个实施例中，控制器26可以位于电梯2设施处的其它位置。在一个实施例中，控制器26可以远程地定位和/或位于云中。

控制器26可以实现为电子硬件电路和/或实现为运行适当的软件程序的微处理器。

如在图3中示范性地描绘的，表示电梯轿厢6的加速度g的加速度信号28随着时间t推移(即，在图3中从左到右)而包括正峰28a，其后接两个相继的负峰28b，按此顺序，这两个负峰28b后接第二正峰28a、另一负峰28b以及第三正峰28a。

由于电梯轿厢6在图3中所描绘的时序的开始的移动状态是未知的，因而加速度g的第一正峰28a可以对应于使静止的电梯轿厢6加速以便向上移动。备选地，第一正峰28a可以对应于使向下移动的电梯轿厢6减速并且停止。

即，电梯轿厢6的移动状态(特别地，速度)不能仅仅根据单个峰28a、28b就明确地确定。

然而，在图3中所描绘的示例中，第一正峰28a后接两个相继的负峰28b，在其中间，加速度g为零。特别地，在两个相继的负峰28b中间，不存在具有相反(正)符号的峰28a。具有相同符号的相继的峰28a、28b的这样的图案指示电梯轿厢6已以具有相同符号(特别地，在图3中所描绘的示例中为负号)的加速度g相继地加速两次。

当电梯系统2被操作时，如图3中所图示的，生成导致两个相继的负峰28b的图案的电梯轿厢6的加速度g的序列的唯一情形是如下的情形：使向上移动的电梯轿厢6减速并且停止，由此生成第一负峰28b，并且然后使电梯轿厢6向下加速，以便开始向下移动，这生成第二负峰28b。

类似地，使起初向下移动的电梯轿厢6减速并停止并且然后使所述电梯轿厢6加速以向上移动将导致包括两个相继的正峰28a的信号(未示出)。

因而，加速度信号28(其包括具有相同符号的两个相继的峰28a、28b，而不带存在于两个相继的峰28a、28b中间的具有相反符号的峰28b、28a)指示电梯轿厢6的移动方向已被逆转，并且指示电梯轿厢6在两个相继的峰28a、28b中间的零加速度的时段T的期间不移动。

结果，具有相同符号的两个相继的峰28a、28b之间的时段T内的任何时间点P都可以用于设置电梯轿厢6的速度的零点。

从所述零点开始，电梯轿厢6的当前速度可以通过对所检测的加速度信号28在时间t上进行积分而确定。

如果电梯轿厢6的位置一旦例如借助于设于井道4内的预定义的位置处的位置开关(未示出)来确定，则电梯轿厢6的当前位置就可以通过对所确定的速度在时间t上进行积分(即，通过对所检测的加速度信号28在时间t上进行两次积分)而确定。

在电梯门面板12的情况下，速度的零点可以类似地确定。在此情况下，代替竖直加速度g而检测水平加速度g’。在层站门11或电梯轿厢门13已被完全打开(或关闭)并且然后移动以便再次被关闭(或打开)之后，电梯门面板12的移动方向被逆转。

监测装置20、22可以包括其自身的电源34(诸如，电池或能量采集装置)，以便允许不提供额外的布线，就将监测装置20、22安装于电梯轿厢6处。

为了避免对于额外的布线的需要，由控制器26提供的输出信号可以经由无线数据传输(诸如，WLAN、蓝牙®、光数据传输或类似技术)来发射，以便被设于井道4内或设成与井道4紧邻的适当的接收器36(参见图1)接收。

加速度传感器24可以与控制器26集成，形成紧凑的监测装置20、22。备选地，加速度传感器24可以与控制器26分开提供。

加速度信号28、30可以经由物理信号线32(参见图2)来从加速度传感器24传送到控制器26。备选地，为了避免对于物理信号线32的需要，加速度信号28、30可以采用无线数据传输技术(包括例如WLAN、蓝牙®、光数据传输或类似技术)来从加速度传感器24传送到控制器26。

本发明的示范性实施例允许监测装置20、22除了由加速度传感器24提供的加速度信号28、30之外，不接收另外的信息/输入信号，就自主地操作。根据本发明的示范性实施例，特别地，没必要使监测装置20、22初始化。作为替代，如先前已描述的，监测装置20、22将独自地与所监测的构件6、12的移动同步。这虑及监测装置20、22的容易并且快速的安装。

特别地，根据本发明的示范性实施例的监测装置20、22可以不重新设计电梯系统2就容易地安装。因此，特别地，根据本发明的示范性实施例的监测装置20、22可以额外稍加努力就添加到现有的电梯系统2。

虽然已参考示范性实施例而描述本发明，但本领域技术人员将理解，在不背离本发明的范围的情况下，可以作出各种改变，并且，等同物可以替代本发明的元件。另外，在不背离其基本范围的情况下，可以作出许多修改，以使特定情形或材料适应于本发明的教导。因此，旨在本发明不应当限于所公开的特定实施例，而是本发明包括属于从属权利要求的范围内的所有实施例。

Claims

1.一种确定电梯系统(2)的线性地移动的构件(6、12)的方向的改变的方法，其中，所述方法包括：

检测所述构件(6、12)随时间推移的加速度(g、g’)，并且提供对应的加速度信号(28、30)；

确定所述所检测的加速度信号(28、30)中的具有正号或负号的峰(28a、28b、30a、30b)；

确定所述所确定的峰(28a、28b、30a、30b)的符号；以及

当检测到具有相同符号的两个随后的峰(28a、28b、30a、30b)时，确定所述构件(6、12)的移动方向已改变。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括：检测所述加速度(g、g’)的所述两个随后的峰(28a、28b、30a、30b)中间的基本上为零的加速度的时段(T)；和将所述时段(T)内的时间点(P)设置为所述至少一个构件(6、12)的速度的零点。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方法包括通过从所述零点开始对所述所检测的加速度信号(28、30)在时间上进行积分而确定所述构件(6、12)的速度。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述方法包括通过对所述所确定的速度在时间上进行积分而确定所述构件(6、12)的位置改变。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述构件(6、12)是电梯轿厢(6)，特别地是配置成用于沿竖直方向移动的电梯轿厢(6)。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述构件(6、12)是电梯门面板(12)，特别地是配置成用于沿水平方向移动的电梯轿厢(6)门面板(12)。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括基于所述所检测的加速度信号(28、30)而预测所述电梯系统(2)的必要的维护。

8.一种监测装置(20、22)，配置成用于监测电梯系统(2)的至少一个线性地移动的构件(6、12)的移动，其中，所述监测装置(20、22)包括：

加速度传感器(24)，其配置成用于检测所述至少一个构件(6、12)的加速度(g、g’)，并且提供对应的加速度信号(28、30)；以及

控制器(26)，其配置成用于确定所述所检测的加速度信号(28、30)中的具有正号或负号的峰(28a、28b、30a、30b)；确定所述所检测的峰(28a、28b、30a、30b)的符号；以及当检测到具有相同符号的两个随后的峰(28a、28b、30a、30b)时，确定所述至少一个构件(6、12)的所述移动方向已改变。

9.根据权利要求8所述的监测装置(20、22)，其中，所述控制器(26)配置成用于：检测所述加速度(g、g’)的所述两个随后的峰(28a、28b、30a、30b)中间的基本上为零的加速度的时段(T)；和将所述时段(T)内的时间点(P)设置为所述至少一个构件(6、12)的速度的零点。

10.根据权利要求8或9所述的监测装置(20、22)，其中，所述控制器(26)配置成用于通过从所述零点开始对所述所检测的加速度信号(28、30)在时间上进行积分而确定所述至少一个构件(6、12)的所述速度。

11.根据权利要求10所述的监测装置(20、22)，其中，所述控制器(26)配置成用于通过对所述所确定的速度在时间上进行积分而确定所述至少一个构件(6、12)的位置改变。

12.根据权利要求8至11中的任一项所述的监测装置(20、22)，其中，所述监测装置(20、22)是包括其自身的电源(34)的自主式监测装置(20、22)，和/或其中，所述监测装置(20、22)配置成用于无线数据传输。

13.一种电梯系统(2)，包括：

至少一个电梯轿厢(6)，其配置成用于在多个层站(8)之间沿着井道(4)行进；和

根据权利要求8至12中的任一项所述的至少一个监测装置(20、22)，其中，所述至少一个监测装置(20)的所述加速度传感器(24)配置成用于检测所述至少一个电梯轿厢(6)的加速度(g)，其中，所述加速度传感器(24)特别地附接到所述至少一个电梯轿厢(6)。

14.根据权利要求13所述的电梯系统(2)，包括带有至少一个可移动的电梯门面板(12)的至少一个电梯门(11，13)，其中，所述至少一个监测装置(22)的所述加速度传感器(24)配置成用于检测所述至少一个电梯门面板(12)的加速度(g’)，其中，所述加速度传感器(24)特别地附接到所述至少一个电梯门面板(12)。

15.根据权利要求13或14所述的电梯系统(2)，进一步包括维护预测器，所述维护预测器配置成用于基于关于由所述至少一个监测装置(20、22)提供的所述至少一个构件(6、12)的所述移动的信息而预测所述电梯系统(2)的必要的维护。