CN111483894A - 基于建筑物和绳索摇摆的电梯系统控制 - Google Patents

基于建筑物和绳索摇摆的电梯系统控制 Download PDF

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Abstract

本发明涉及基于建筑物和绳索摇摆的电梯系统控制，具体而言说明性的示例性的电梯控制系统包括位于建筑物的井道内的多个摇摆传感器。摇摆传感器分别包括接触表面，该接触表面定位成当细长部件在井道中侧向地移动时，该接触表面被电梯的竖直地延伸的细长部件接触。摇摆传感器分别提供接触表面与细长部件之间的接触的指示。控制器接收建筑物移动的指示和来自摇摆传感器的指示。控制器基于指示而确定在井道中是否存在至少一种状况，并且，当存在至少一种状况时，实施对电梯移动控制的调整。

Description

基于建筑物和绳索摇摆的电梯系统控制
技术领域
电梯系统广泛用于将乘客运载于建筑物中的各种水平高度之间。各种因素对不同时间的电梯系统操作造成影响。例如，建筑物摇摆状况可能引入基于牵引的电梯系统的挂绳的侧向移动。已作出各种各样的提议，以按应该处理这样的摇摆状况的方式控制电梯系统。
背景技术
与先前的途径相关联的一个缺陷是，检测摇摆状况的传感器装置倾向于为昂贵的，并且提供有限的信息。与先前的途径相关联的另一个问题是，这些途径不太适合于处理在高层建筑物和超高层建筑物中由于作为额外的复杂化因素的过度的建筑物摇摆而可能存在的更明显并且潜在地可变的摇摆状况。
发明内容
说明性的示例性的电梯控制系统包括位于建筑物的井道内的多个摇摆传感器。摇摆传感器分别包括接触表面，该接触表面定位成当电梯的竖直地延伸的细长部件在井道中侧向地移动时，该接触表面被细长部件接触。摇摆传感器分别提供接触表面与细长部件之间的接触的指示。控制器接收建筑物移动的指示和来自摇摆传感器的指示。控制器基于指示而确定在井道中是否存在至少一种状况，并且，当存在至少一种状况时，实施对电梯移动控制的调整。
在具有先前的段落的电梯控制系统的一个或多个特征的示例性的实施例中，井道中的状况包括细长部件的不理想的摇摆量或模式。
在具有先前的段落中的任一个的电梯控制系统的一个或多个特征的示例性的实施例中，摇摆传感器沿着井道位于相应的所预先选择的竖直地点处；并且，控制器使用提供与细长部件接触的指示的关于摇摆传感器中的任一个的竖直地点的信息，以便确定是否存在至少一种状况。
在具有先前的段落中的任一个的电梯控制系统的一个或多个特征的示例性的实施例中，摇摆传感器的接触表面可相对于井道的壁部而移动，并且，来自每个摇摆传感器的指示包括接触表面响应于与细长部件接触的移动的指示。
在具有先前的段落中的任一个的电梯控制系统的一个或多个特征的示例性的实施例中，来自每个摇摆传感器的指示包括接触表面的移动的方向、接触表面的移动的量、接触表面的移动的速度、接触表面的加速度以及与接触表面的移动相关联的在接触表面上附带的(incident)力中的至少一个的指示。
在具有先前的段落中的任一个的电梯控制系统的一个或多个特征的示例性的实施例中，控制器确定从细长部件到相应的摇摆传感器的载荷转移的严重程度。
在具有先前的段落中的任一个的电梯控制系统的一个或多个特征的示例性的实施例中，摇摆传感器沿着井道位于相应的所预先选择的竖直地点处；控制器在竖直地点中的每个处确定载荷转移的严重程度；并且，控制器基于地点和载荷转移的严重程度而确定是否存在至少一种状况。
在具有先前的段落中的任一个的电梯控制系统的一个或多个特征的示例性的实施例中，摇摆传感器各自包括辊(roller)，每个摇摆传感器的接触表面是辊上的表面，辊各自具有相对于相邻的井道壁部而以所选择的角取向的轴线，并且，辊分别被支撑成可响应于与细长部件接触而朝向相邻的井道壁部移动。
在具有先前的段落中的任一个的电梯控制系统的一个或多个特征的示例性的实施例中，井道包括多个壁部，并且，辊中的至少一个与多个壁部中的每个对准。
在具有先前的段落中的任一个的电梯控制系统的一个或多个特征的示例性的实施例中，控制器根据建筑物移动的指示而确定建筑物摇摆的量或模式，控制器确定来自摇摆传感器的细长部件摇摆的量或模式，并且，控制器基于建筑物摇摆和细长部件摇摆而确定是否存在至少一种状况。
在具有先前的段落中的任一个的电梯控制系统的一个或多个特征的示例性的实施例中，至少一种状况是多种预定状况中的一种，预定状况中的第一预定状况不同于预定状况中的第二预定状况，当存在预定状况中的第一预定状况时，控制器实施第一调整，并且，当存在预定状况中的第二预定状况时，控制器实施与第一调整不同的第二调整。
电梯系统的示例性的实施例包括电梯轿厢和先前的段落中的任一个的电梯控制系统。细长部件包括以下项中的至少一个：悬挂电梯轿厢的牵引绳索；悬挂电梯轿厢的牵引带；与电梯轿厢相关联的补偿绳索；以及与电梯轿厢相关联的行进缆索。
说明性的示例性的电梯控制方法包括：使用位于建筑物的井道内的多个摇摆传感器来检测电梯的竖直地延伸的细长部件的侧向移动；基于建筑物移动和所检测到的细长部件侧向移动的指示，确定在井道中是否存在至少一种状况；以及当存在至少一种状况时，实施对电梯移动控制的调整。
在具有先前的段落的方法的一个或多个特征的示例性的实施例中，井道中的状况包括细长部件的不理想的摇摆量或模式。
具有先前的段落中的任一个的方法的一个或多个特征的示例性的实施例包括：确定沿着井道的发生所检测到的侧向移动的竖直地点；和基于竖直地点而确定是否存在至少一种状况。
在具有先前的段落中的任一个的方法的一个或多个特征的示例性的实施例中，相应的摇摆传感器提供摇摆传感器对与细长部件接触的反应的指示。该指示包括摇摆传感器的移动的方向、摇摆传感器的移动的量、摇摆传感器的移动的速度、摇摆传感器的加速度以及在摇摆传感器上附带的力中的至少一个的指示。该方法还包括确定从细长部件到相应的摇摆传感器的载荷转移的严重程度。
具有先前的段落中的任一个的方法的一个或多个特征的示例性的实施例包括：在沿着井道的多个竖直地点中的每个处，确定载荷转移的严重程度；和基于地点和载荷转移的严重程度而确定是否存在至少一种状况。
具有先前的段落中的任一个的方法的一个或多个特征的示例性的实施例包括：根据建筑物移动的指示而确定建筑物摇摆的量或模式；确定来自摇摆传感器的细长部件摇摆的量或模式；以及基于建筑物摇摆和细长部件摇摆而确定是否存在至少一种状况。
在具有先前的段落中的任一个的方法的一个或多个特征的示例性的实施例中，至少一种状况是多种预定状况中的一种，并且，预定状况中的第一预定状况不同于预定状况中的第二预定状况。该方法还包括：当存在预定状况中的第一预定状况时，实施第一调整；和当存在预定状况中的第二预定状况时，实施与第一调整不同的第二调整。
电梯系统的示例性的实施例包括电梯轿厢和配置成实施先前的段落中的任一个的方法的控制器。细长部件包括以下项中的至少一个：悬挂电梯轿厢的牵引绳索；悬挂电梯轿厢的牵引带；与电梯轿厢相关联的补偿绳索；以及与电梯轿厢相关联的行进缆索。
示例性的实施例的各种特征和优点将从下文中的详述变得对本领域技术人员显而易见。详述所附的图能够如下地简略地描述。
附图说明
图1示意性地图示电梯系统的所选择的部分和建筑物摇摆。
图2示意性地图示示例性的摇摆传感器。
图3是摇摆传感器在井道内的示例性的布置的示意横截面水平视图。
图4是对基于建筑物摇摆状况的示例性的控制技术进行总结的流程图图解。
具体实施方式
在图1中示意性地图示电梯系统20的所选择的部分。电梯系统20包括位于建筑物26的井道24内的电梯轿厢22。取决于建筑物配置，井道24可以位于建筑物26内的各种各样的地点中。
示例性的电梯系统20是基于牵引的系统，其中，电梯轿厢22由牵引挂绳组件28悬挂，牵引挂绳组件28可以包括圆钢丝绳索或平带。未图示电梯系统的为本领域技术人员所知的其它方面(诸如，配重、补偿挂绳以及行进缆索)。牵引挂绳组件28的个别的绳索或带是电梯系统20的示例性的类型的竖直地延伸的细长部件。补偿挂绳和行进缆索(未图示)是细长部件的其它示例。出于讨论的目的，在下文中讨论牵引挂绳组件28的细长部件，并且，如本领域技术人员将意识到的，与那些细长部件有关的问题可以同样地适用于电梯系统20中的其它细长部件。
如在图1中示意性地示出的，建筑物26响应于环境状况(诸如，风或地震或建筑物中的不均匀的温度分布)而移动。当建筑物26是高层或超高层建筑物时，将很可能由于较少的刺激而发生这样的移动，并且，这样的移动典型地将包括较大的移动程度或移动量。所图示的示例性的系统包括建筑物传感器30，建筑物传感器30检测建筑物26的移动，并且提供包括移动的指示的输出。建筑物传感器输出可以包括关于移动量或移动程度的定量指示、定性指示(即，高于或低于阈值的至少一定程度的移动或所测量到的反应的指示)或定量指示和定性指示的组合。一些实施例中的建筑物传感器30包括振动传感器、加速度计或应变计。在其它实施例中，建筑物传感器30包括陀螺仪、摆、摄像机或红外成像装置。得益于本描述的本领域技术人员将能够针对其特定情形而选择适当的建筑物传感器装置。
在图1中所表示的情形下，建筑物26左右摇摆。当发生这种情况时，井道24也从在图1的中间的虚线上示出的居中或静止位置左右移动到分别在右边和左边示出的位置或取向。当井道24位于居中或静止位置中时，牵引挂绳组件28的细长部件典型地为竖直的，并且遵循无阻碍的移动路径。然而，当建筑物26和井道24如所图示地移动时，牵引挂绳组件28的细长部件远离实际竖直或设计取向而侧向地移动。在一些情况下，细长部件可以侧向地移动得远到足以接触井道24的壁部或井道24内的其它电梯系统构件。
所图示的示例性的系统20包括位于井道24内的摇摆传感器32。摇摆传感器32包括接触表面，该接触表面定位成如果细长部件充分地侧向地移动以进行这样的接触，则该接触表面被牵引挂绳组件28的细长部件接触。摇摆传感器32提供包括这样的接触的指示的输出。
控制器34从建筑物传感器30和摇摆传感器32接收指示。传感器30、32与控制器34之间的通信可以是无线的、基于线路的或为本地或全球整合型物联网通信网络的一部分。控制器34使用来自传感器30、32的指示来确定在井道24内是否存在使有必要调整对电梯轿厢的移动的控制的状况。例如，该状况可以包括细长部件在井道24内摇摆的量或模式，其应当通过调整电梯系统移动的控制而处理。另一种状况可以包括建筑物摇摆的量或模式。在所图示的示例中，控制器34有权使用关于多种预定的可能的状况的信息和与这样的状况对应的传感器指示，以便控制器34能够标识何时存在那些状况中的一种或多种。
控制器34还具有信息或编程，以便控制器34确定适当的对电梯轿厢移动控制的调整，以处理当前的(一种或多种)状况。例如，如果电梯轿厢22沿着井道24位于某些地点处，则一些摇摆频率将与挂绳组件28的细长部件的谐振频率对应。控制器34确定何时存在这样的摇摆状况，并且控制电梯轿厢22的移动，以避免位于如下的那些地点中：其可以被认为是临界区，因为，避免绳索或带以谐振频率摇摆为理想的。
图2和图3示意性地示出示例性的摇摆传感器32的特征。在此示例中，摇摆传感器32包括位于井道24的壁部的附近的缓冲器36。缓冲器36各自包括面向井道24的内部的接触表面。万一在缓冲器36与细长部件之间发生接触，则缓冲器36为细长部件提供一定程度的缓冲或保护。缓冲器36还保护细长部件免于接触井道壁部。缓冲器36可以设计为圆柱形或几乎圆柱形的辊，以使细长部件与缓冲器的接触表面之间的潜在的剪切滑动减到最低限度。在一些实施例中，缓冲器36包括实际上不存在抵抗旋转的阻力的惰辊。
示例性的缓冲器36包括如下的辊：其如此定位，以便每个辊的旋转轴线A平行于井道24的相邻的壁部。支撑结构38将缓冲器36远离井道24的壁部而定位。在所图示的示例中，支撑结构38允许缓冲器36响应于与细长部件接触而朝向相邻的井道壁部一定程度地移动。摇摆传感器32通过指示这样的移动的方向、这样的移动的量、这样的移动的速度、这样的移动的期间的加速度以及与这样的移动相关联的力中的至少一个而提供这样的移动的指示。在一些实施例中，控制器34确定这样的移动的这样的特征中的一个或多个。
在一些实施例中，缓冲器36未相对于井道壁部而移动，而是响应于与细长部件接触而偏转或变形。在那些实施例中，摇摆传感器32配置成基于作为结果的偏转或变形而提供这样的接触的指示。
摇摆传感器32的一个方面是，摇摆传感器32沿着井道24分别位于所预先选择的和已知的竖直地点处。控制器34确定每个摇摆传感器32的将与细长部件接触的反应Rij和该反应的地点。在此示例中，i与建筑物中的竖直位置或地点对应，并且，j与反应的取向对应。反应基于由摇摆传感器32提供的移动、偏转、载荷或以上项的组合的指示。基于那些反应及其相应的地点，控制器34确定从(一个或多个)细长部件到摇摆传感器32的载荷转移的严重程度。该载荷转移信息对于控制器34用以确定如何调整对电梯轿厢22的移动的控制是有用的。
在图4的流程图图解40中，总结由控制器34实施的示例性的控制策略。在42，建筑物传感器30检测建筑物26的移动。建筑物传感器30分别提供建筑物26的位于与建筑物传感器30地点对应的地点中的部分的移动的指示。在44，摇摆传感器32检测(一个或多个)细长部件的侧向移动。控制器34从建筑物传感器30和摇摆传感器32接收指示，并且，在46，基于所检测到的建筑物移动和所检测到的细长部件侧向移动，确定在井道24中是否存在至少一种状况。
在一些实施例中在46确定是否存在至少一种状况基于可被控制器34利用的关于与一组传感器指示对应的建筑物或细长部件移动的已知或预期的特性的信息。例如，控制器34被编程或以其它方式配置成对传感器指示与建筑物26或电梯系统20的细长部件的移动之间的可量化的相关性进行分析。
一些示例性的控制器34的实施例利用关于根据所建立的结构分析方法以及建筑物26和电梯系统20的已知的特征或特性而开发的理论预测的信息。其它实施例包括基于来自传感器30和32的直接测量以及这样的测量与实际的建筑物或细长部件移动的所量化的相关性的经验预测。一些实施例包括用于使所测量或检测到的移动与作为结果的在井道24内的状况相关的机器学习途径。一些实施例包括上文中所注意到的分析途径(例如，基于预测性的结构分析方法)、经验途径(例如，基于直接测量)以及基于机器学习的途径中的任何两种或更多种的组合。得益于本描述的本领域技术人员将能够针对其特定实施方案而选择适当的途径。
所公开的示例性的实施例对检测摇摆状况和控制电梯系统移动加以改进的一种方式是，其使关于建筑物移动和细长部件移动的信息组合，以便确定在井道中存在什么状况。由于建筑物移动和细长部件移动能够在这样的移动的不同组合下以不同方式促成井道中的作为结果的状况，因而所图示的系统提供优于电梯移动控制的更大程度的通用性和准确性。
优于先前的摇摆检测布置的另一种改进基于沿着井道定位的多个摇摆传感器32。摇摆传感器32可以策略性地放置于如下的位置处：在还提供最明显的载荷转移的指示的同时，预期最明显的细长部件的侧向移动，以保护电梯系统的构件。
所图示的实施例还提供评估建筑物完整性和对于电梯系统的结构构件的任何潜在改变的能力。
与所公开的示例性的实施例一致的电梯系统控制提供基于井道内的状况的特性的更具体并且有效的对电梯的位置、移动或两者的控制。这样的对建筑物移动和细长部件移动的特定特性的响应改进维持电梯系统构件的期望的状况并且达到期望的电梯系统性能的能力。
前文中的描述本质上是示范性的，而不是限制性的。对所公开的示例的变型和修改可能变得对本领域技术人员显而易见，这些变型和修改不一定背离本发明的实质。对本发明赋予的法律保护的范围能够仅仅通过研究下文中的权利要求书而确定。

Claims (20)

1.一种电梯控制系统，包括：
多个摇摆传感器，其位于建筑物的井道内，所述摇摆传感器分别包括接触表面，所述接触表面定位成当电梯的竖直地延伸的细长部件在所述井道中侧向地移动时，所述接触表面被所述细长部件接触，所述摇摆传感器分别提供所述接触表面与所述细长部件之间的接触的指示；以及
控制器，其接收建筑物移动的指示和来自所述摇摆传感器的所述指示，所述控制器基于所述指示而确定在所述井道中是否存在至少一种状况，当存在所述至少一种状况时，所述控制器实施对电梯移动控制的调整。
2.根据权利要求1所述的电梯控制系统，其中，所述井道中的所述状况包括所述细长部件的不理想的摇摆量或模式。
3.根据权利要求1所述的电梯控制系统，其中，
所述摇摆传感器沿着所述井道位于相应的所预先选择的竖直地点处；以及
所述控制器使用提供与所述细长部件接触的指示的关于所述摇摆传感器中的任一个的所述竖直地点的信息，以便确定是否存在所述至少一种状况。
4.根据权利要求1所述的电梯控制系统，其中，
所述摇摆传感器的所述接触表面可相对于所述井道的壁部而移动；以及
来自每个摇摆传感器的所述指示包括所述接触表面的响应于与所述细长部件接触的移动的指示。
5.根据权利要求4所述的电梯控制系统，其中，来自每个摇摆传感器的所述指示包括以下项中的至少一个的指示：
所述接触表面的移动的方向，
所述接触表面的移动的量，
所述接触表面的移动的速度，
所述接触表面的加速度，以及
与所述接触表面的所述移动相关联的在所述接触表面上附带的力。
6.根据权利要求5所述的电梯控制系统，其中，所述控制器确定从所述细长部件到所述相应的摇摆传感器的载荷转移的严重程度。
7.根据权利要求6所述的电梯控制系统，其中，
所述摇摆传感器沿着所述井道位于相应的所预先选择的竖直地点处；
所述控制器在所述竖直地点中的每个处确定所述载荷转移的所述严重程度；以及
所述控制器基于所述地点和所述载荷转移的严重程度而确定是否存在所述至少一种状况。
8.根据权利要求1所述的电梯控制系统，其中，
所述摇摆传感器各自包括辊；
每个摇摆传感器的所述接触表面是所述辊上的表面；
所述辊各自具有相对于相邻的井道壁部而以所选择的角取向的轴线；以及
所述辊分别被支撑成可响应于与所述细长部件接触而朝向所述相邻的井道壁部移动。
9.根据权利要求8所述的电梯控制系统，其中，
所述井道包括多个壁部；以及
所述辊中的至少一个与所述多个壁部中的每个对准。
10.根据权利要求1所述的电梯控制系统，其中，
所述控制器根据所述建筑物移动的指示而确定建筑物摇摆量或模式；
所述控制器根据所述摇摆传感器而确定细长部件摇摆量或模式；以及
所述控制器基于所述建筑物摇摆和所述细长部件摇摆而确定是否存在所述至少一种状况。
11.根据权利要求10所述的电梯控制系统，其中，
所述至少一种状况是多种预定状况中的一种；
所述预定状况中的第一预定状况不同于所述预定状况中的第二预定状况；
当存在所述预定状况中的所述第一预定状况时，所述控制器实施第一调整；以及
当存在所述预定状况中的所述第二预定状况时，所述控制器实施与所述第一调整不同的第二调整。
12.一种电梯系统，包括电梯轿厢和根据权利要求1所述的电梯控制系统，并且其中，所述细长部件包括以下项中的至少一个：悬挂所述电梯轿厢的牵引绳索；悬挂所述电梯轿厢的牵引带；与所述电梯轿厢相关联的补偿绳索；以及与所述电梯轿厢相关联的行进缆索。
13.一种电梯控制方法，所述方法包括：
使用位于所述建筑物的井道内的多个摇摆传感器来检测所述电梯的竖直地延伸的细长部件的侧向移动；
基于建筑物移动的指示和所述细长部件的所述所检测到的侧向移动，确定在所述井道中是否存在至少一种状况；以及
当存在所述至少一种状况时，实施对电梯移动控制的调整。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述井道中的所述状况包括所述细长部件的不理想的摇摆量或模式。
15.根据权利要求13所述的方法，包括：
确定沿着所述井道的发生所述所检测到的侧向移动的竖直地点；以及
基于所述竖直地点而确定是否存在所述至少一种状况。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，
所述相应的摇摆传感器提供所述摇摆传感器对与所述细长部件接触的反应的指示，所述指示包括以下项中的至少一个的指示：
所述摇摆传感器的移动的方向，
所述摇摆传感器的移动的量，
所述摇摆传感器的移动的速度，
所述摇摆传感器的加速度，以及
在所述摇摆传感器上附带的力；以及
所述方法包括确定从所述细长部件到所述相应的摇摆传感器的载荷转移的严重程度。
17.根据权利要求16所述的方法，包括：
在沿着所述井道的多个竖直地点中的每个处，确定所述载荷转移的所述严重程度；以及
基于所述地点和所述载荷转移的严重程度而确定是否存在所述至少一种状况。
18.根据权利要求13所述的方法，包括：
根据所述建筑物移动的指示而确定建筑物摇摆量或模式；
根据所述摇摆传感器而确定细长部件摇摆量或模式；以及
基于所述建筑物摇摆和所述细长部件摇摆而确定是否存在所述至少一种状况。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，
所述至少一种状况是多种预定状况中的一种；
所述预定状况中的第一预定状况不同于所述预定状况中的第二预定状况；以及
所述方法包括：
当存在所述预定状况中的所述第一预定状况时，实施第一调整；以及
当存在所述预定状况中的所述第二预定状况时，实施与所述第一调整不同的第二调整。
20.一种电梯系统，包括电梯轿厢和配置成实施根据权利要求13所述的方法的控制器，并且其中，所述细长部件包括以下项中的至少一个：悬挂所述电梯轿厢的牵引绳索；悬挂所述电梯轿厢的牵引带；与所述电梯轿厢相关联的补偿绳索；以及与所述电梯轿厢相关联的行进缆索。
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