CN112320516A - 识别电梯轿厢停靠楼层和速度的装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种识别电梯轿厢停靠楼层和速度的装置，包括设置在电梯系统中的电梯导向装置上的被感应装置；设置在电梯轿厢上能够感应所述被感应装置的感应器、信号处理模块、存储器、信号比较器、传输模块。通过本发明的装置，能够准确识别出电梯轿厢停靠的楼层以及运行的速度，给予控制室实时控制监控和乘客及时了解电梯情况，相对于现有技术来说，可以节省掉变频器的速度反馈编码器，不会出现钢丝绳滑移导致测速不准的现象，同时可以节省掉井道内的平层开关，安装简便快捷。测量精度高。

Description

识别电梯轿厢停靠楼层和速度的装置及方法
技术领域
本发明涉及电梯技术领域，特别是涉及识别电梯轿厢停靠楼层和速度的装置以及使用该装置的方法。
背景技术
现有技术对电梯轿厢停靠的楼层和运行速度的测量方法和装置大部分依赖对曳引机转速和转动圈数的计算及井道内的平层开关实现轿厢的楼层停靠及运行速度的测量，过多依赖编码器电子技术。同时使用编码器测速同样存在弊端，如出现曳引机钢丝绳滑移，则会导致测速不准的现象。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，如何准确自动识别电梯轿厢当前停靠的楼层和运行速度，同时避免现有技术采取的曳引机转动测量方法中出现的曳引机钢丝绳滑移导致测速不准和轿厢停层不稳的现象。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种识别电梯桥箱停靠楼层和速度方法和装置，通过在电梯导向装置本体上设置连续且相同形状的被感应装置及各楼层停靠位置设置不同形状排列组合的被感应装置、在轿厢上设置与被感应装置进行非接触扫描感应的感应器，经过处理形成轿厢的运行速度波形及楼层信号特征码，通过特征码的比对识别楼层，通过运行速度信号的计算得到轿厢的运行速度。代替现有技术的曳引机速度反馈编码器和平层开关，消除曳引机钢丝绳滑移积累误差，达到准确识别轿厢停层及速度的目的。
为了达到上述目的，本发明提供了一种识别电梯轿厢停靠楼层和速度的装置，包括：设置在电梯系统中的电梯导向装置上的被感应装置；设置在电梯轿厢上能够感应所述被感应装置的感应器，感应出所述被感应装置处于不同楼层形成的特定信号，并输出具有轿厢运行速度信息的波形及具有楼层信号的波形段；信号处理模块，实时接收并处理来自所述感应器传输的信号，计算轿厢当前速度，同时与先期存储的楼层波形数据库比较；存储器，存储有经过信号处理器处理形成的不同楼层的信号波形段的数据；信号比较器，接收来自处理模块处理形成的当前轿厢所处楼层信号波形段信息，并与存储器所存储的不同楼层的信号波形段进行比较匹配，通过不同波形段信号对比识别出电梯轿厢所处楼层；传输模块，接收信号比较器通过不同波形段信号对比识别出的当前轿厢所处楼层和处理器计算出的电梯实时速度信号，进行模数转化并放大传输给电梯控制系统。
进一步地，被感应装置为在电梯导向装置本体上设置有相同宽度且连续的凹槽或槽孔或者是附贴在导向装置本体上的设有相同宽度且连续的凹槽或槽孔的钢条，仅在各楼层平层位置设置不同宽度类型、数量且排列顺序唯一的凹槽或槽孔，感应器为磁阻感应器，感应凹槽或槽孔导致的磁场变化，传输给信号处理模块，形成轿厢运行速度波形及不同楼层信号波形段作为不同楼层的特有唯一波形段，并由存储器作为楼层波形数据存储，以备比较器调用。
进一步地，被感应装置为在电梯导向装置本体上设置有相同宽度且连续的齿形或者是附贴在导向装置本体上设有相同宽度且连续齿条，仅在各楼层平层位置设置不同宽度类型、数量且排列顺序唯一的齿形，感应器为磁阻感应器，感应齿形变化导致的磁场变化，传输给信号处理模块，形成轿厢运行速度波形及不同楼层信号波形段作为不同楼层的特有唯一波形段，并由存储器作为楼层波形数据存储，以备比较器调用。
进一步地，被感应装置为在电梯导向装置本体上设置有相同宽度且连续的磁极，仅在各楼层平层位置设置不同宽度类型且排列顺序唯一的磁极，感应器为磁阻感应器，感应磁极变化产生的磁场变化，传输给信号处理模块，形成轿厢运行速度波形及不同楼层信号波形段作为不同楼层的特有唯一波形段，并由存储器作为楼层波形数据存储，以备比较器调用。
进一步地，对于具有不同楼层数量的电梯系统，被感应的凹槽或者槽孔宽度或者齿宽或者条码宽度或强度的数量类型为n，则可以进行的不同楼层顺序排列组合数为-1*2*3---*n，即可以进行最多n！楼层数量的电梯系统中电梯桥箱停靠楼层数量的识别。
例如，对于具有6层的电梯系统，凹槽或者槽孔宽度、齿宽或者磁极宽度强度不同的数量类型应该为3。
再比如，对于具有24层的电梯系统，凹槽或者槽孔宽度、齿宽或磁极宽度强度不同的数量类型应该为4。
再比如，对于具有720层的电梯系统，凹槽或者槽孔宽度、齿宽或者磁极宽度强度不同的数量类型为6。
进一步地，被感应装置材料的热膨胀系数与导向装置相同。本发明中所述的导向装置，可以是传统的T型导轨、U型导轨，可以是铺设直线电机定子的导向装置，也可以是为直线电机动子导向的导向装置。在直线电机的电梯系统中，电机经过时，为电机导向的装置温升会很高，而被感应装置材料的热膨胀系数与导向装置相同，可以保证被感应装置在导向装置上固定牢靠。
进一步地，感应器还包括巨磁电阻(GMR)，用来记录电梯运行时位置信息。
巨磁电阻(GMR)在电梯失电情况下能记录下轿厢最后的位置信息，并且在不通电的情况下持续保存该位置信息，因此在电梯重新通电后，电梯控制系统可以直接获得轿厢的位置信息。此外该位置信息也可以通过救援系统提供给救援人员，使救援人员获得轿厢的具体位置，缩短救援时间。
本发明还公开了一种识别电梯轿厢停靠楼层和速度的方法，包括以下步骤：步骤一、在电梯系统中的电梯导向装置上设置被感应装置；步骤二、在电梯轿厢上设置能够感应所述被感应装置的感应器，并输出具有轿厢运行速度信息的波形及具有楼层信号的波形段；步骤三、所述感应器通过有线或者无线方式连接信号处理模块；步骤四、信号处理模块实时接收并处理来自所述感应器传输的信号，计算轿厢当前速度，同时与先期存储的楼层波形数据库比较，通过不同波形段信号对比识别出电梯轿厢所处楼层。经信号传输模块传输给电梯控制系统。
通过本发明方法和装置，能够准确识别出电梯轿厢停靠的楼层以及运行的速度，给予控制室实时控制监控和乘客及时了解电梯情况，相对于现有技术来说，可以节省掉变频器的速度反馈编码器，不会出现钢丝绳滑移导致测速不准的现象，同时可以节省掉井道内的平层开关，安装简便快捷，测量精度高。
被感应装置设置在导向装置上可以利用导向装置的强度，有效防止被感应装置受环境温湿度以及外力导致的变形。
通过本发明的测量方法以及实现该测量方法的装置，能够准确识别出电梯轿厢停靠的楼层以及运行的速度，给予控制系统实时控制及监控，相对于现有技术来说，可以节省掉变频器的速度反馈编码器，不会出现钢丝绳滑移导致测速不准的现象，同时可以节省掉井道内的平层开关，安装简便快捷，测量精度高。
附图说明
图1为本发明的电梯轿厢停靠楼层和速度的方法逻辑步骤框图。
图2为本发明的电梯轿厢停靠楼层和速度的方法及其装置中的被感应装置设计实施例1。
图3为本发明的电梯轿厢停靠楼层和速度的方法及其装置中的被感应装置对于6层楼的布置示意图。
图4为本发明的电梯轿厢停靠楼层和速度的方法及其装置中的被感应装置设计实施例2。
图5为本发明的电梯轿厢停靠楼层和速度的方法及其装置中的被感应装置设计实施例2齿宽不同示意图。
图6为本发明的电梯轿厢停靠楼层和速度的方法及其装置对于不同楼层波形不同对比示意图。
附图标记说明
01 感应器 02 被感应装置
2-1 宽槽口 2-2 中槽口
2-3 窄槽口 03 电梯导向装置
04 电梯轿厢
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。
参阅图2-5所示，本发明的识别电梯轿厢停靠楼层和速度的装置，包括：设置在电梯系统中的电梯导向装置上的被感应装置；设置在电梯轿厢上能够感应所述被感应装置的感应器，感应出所述被感应装置处于不同楼层形成的特定信号，并输出具有轿厢运行速度信息的波形及具有楼层信号的波形段；信号处理模块，实时接收并处理来自所述感应器传输的信号，计算轿厢当前速度，同时与先期存储的楼层波形数据库比较；存储器，存储有经过信号处理器处理形成的不同楼层的信号波形段的数据；信号比较器，接收来自处理模块处理形成的当前轿厢所处楼层信号波形段信息，并与存储器所存储的不同楼层的信号波形段进行比较匹配，通过不同波形段信号对比识别出电梯轿厢所处楼层；传输模块，接收信号比较器通过不同波形段信号对比识别出的当前轿厢所处楼层和处理器计算出的电梯实时速度信号，进行模数转化并放大传输给电梯控制系统。
参阅图2、图3所示，被感应装置为在电梯导向装置本体上设置不同宽度的凹槽或槽孔02或者是附贴在导向装置本体上的设有不同宽度凹槽或槽孔的钢条，每层凹槽或槽孔不同宽度类型数量相同，但不同宽度类型凹槽或槽孔的排列顺序在每层平层位置均不同并唯一，如图3所示，具有宽槽孔2-1、中槽孔2-2和窄槽孔2-3三种不同宽度槽孔，感应器为磁阻感应器，感应这三种不同宽度凹槽或槽孔导致的磁场变化，传输给信号处理模块，形成不同楼层信号波形段作为不同楼层的特有唯一波形段，示意如图6所示，并由存储器作为楼层波形数据存储，以备比较器调用。
优选地，感应装置为在电梯导向装置本体上形成不同齿宽的齿形或者是附贴在导向装置本体上设有不同齿宽的齿条，每层不同齿宽种类相同，但不同种类齿宽排列顺序在每层平层位置均不同并唯一，感应器为磁阻感应器，感应所述不同齿宽导致的磁场变化，传输给信号处理模块，形成不同楼层信号波形段作为不同楼层的特有唯一波形段，并由存储器作为楼层波形数据存储，以备比较器调用。
当然，我们可以考虑被感应装置为在电梯导向装置本体上设置具有不同宽度或强度条码的磁条，磁条条码可以考虑由在非磁性材料载体上涂刷强磁性涂层形成，每层不同宽度或强度条码类型数量相同，但不同宽度或强度条码排列顺序在每层平层位置均不同并唯一，所述感应器为磁阻感应器，感应所述不同宽度或强度条码产生的磁场变化，传输给信号处理模块，形成不同楼层信号波形段作为不同楼层的特有唯一波形段，并由存储器作为楼层波形数据存储，以备比较器调用。
对于具有不同楼层数量的电梯系统，凹槽或者槽孔宽度或者所述齿宽或者所述条码宽度或强度的数量类型为n，所可以进行的不同楼层顺序排列组合数为1x2x3x---xn，即可以进行最多n！楼层数量的电梯系统中电梯桥箱停靠楼层数量的识别。具体如图3 所示，于具有6层的电梯系统，所述凹槽或者槽孔宽度、所述齿宽、所述条码宽度强度不同的数量类型为3，如图所示分别为宽槽孔2-1、中槽孔2-2和窄槽孔2-3三种不同宽度槽孔，这三种类型的槽孔排列组合数量有3x2x1＝6，就是说每层排列不同且唯一，3 种不同宽度的槽孔可以满足6层及6层以下电梯的被感应装置使用，只要不同层被感应部位的组合不同即可。
以此类推，凹槽或者槽孔宽度、齿宽或者条码宽度强度不同的数量类型为4的被感应部位的设计，可以满足最多为24层电梯被感应装置的布置；凹槽或者槽孔宽度、齿宽或者条码宽度强度不同的数量类型为6的，可以满足最多为720层电梯被感应装置的布置，因此这种被感应装置不同楼层使用不同组合是很容易实现的。
参阅图1所示，本发明还涉及一种识别电梯轿厢停靠楼层和速度的方法，包括以下步骤：步骤一、在电梯系统中的电梯导向装置上设置被感应装置；步骤二、在电梯轿厢上设置能够感应所述被感应装置的感应器，并输出具有轿厢运行速度信息的波形及具有楼层信号的波形段；步骤三、所述感应器通过有线或者无线方式连接信号处理模块；步骤四、信号处理模块实时接收并处理来自所述感应器传输的信号，计算轿厢当前速度，同时与先期存储的楼层波形数据库比较，通过不同波形段信号对比识别出电梯轿厢所处楼层。经信号传输模块传输给电梯控制系统。
具体地，由于波形每个周期之间的距离是确定的，可以通过如下公式来识别电梯运行速度：
v＝s×f
其中S为各个齿、槽或孔之间的距离，f为磁场波形变化的频率，v为电梯的实时速度。
参阅图2、3，被感应装置为在电梯导向装置本体上设置不同宽度的凹槽或槽孔或者是附贴在导向装置本体上的设有不同宽度凹槽或槽孔的钢条，为了减少槽孔或者凹槽被灰尘覆盖或者堵塞，影响感应信号，被感应装置上可以考虑设置有防尘外壳，每层所述凹槽或槽孔不同宽度类型数量相同，但不同宽度类型凹槽或槽孔的排列顺序在每层均不同并唯一，所述感应器为磁阻感应器，感应所述不同宽度凹槽或槽孔导致的磁场变化，传输给信号处理模块，形成不同楼层信号波形段作为不同楼层的特有唯一波形段，并由存储器作为楼层波形数据存储，以备比较器调用。
参阅图4、5，被感应装置为在电梯导向装置本体上设置不同齿宽的齿形或者是附贴在导向装置本体上的设有不同齿宽齿条，每层所述不同齿宽类型数量相同，但不同齿宽排列顺序在每层均不同并唯一，感应器为磁阻感应器，感应所述不同齿宽导致的磁场变化，传输给信号处理模块，形成不同楼层信号波形段作为不同楼层的特有唯一波形段，并由存储器作为楼层波形数据存储，以备比较器调用。
当然，根据本领域的常识，还可以考虑被感应装置为在电梯导向装置本体上设置具有不同宽度或强度条码，磁条条码可以考虑由在非磁性材料载体上涂刷强磁性涂层形成，每层所述不同宽度或强度条码类型数量相同，但不同宽度或强度条码排列顺序在每层均不同并唯一，所述感应器为磁阻感应器，感应所述不同宽度或强度条码产生的磁场变化，传输给信号处理模块，形成不同楼层信号波形段作为不同楼层的特有唯一波形段，并由存储器作为楼层波形数据存储，以备比较器调用。
对于具有不同楼层数量的电梯系统，凹槽或者槽孔宽度或者所述齿宽或者所述条码宽度或强度的数量类型为n，所可以进行的不同楼层顺序排列组合数为1x2x3x---xn，即可以进行最多n！楼层数量的电梯系统中电梯桥箱停靠楼层数量的识别。具体如图3 所示，于具有6层的电梯系统，所述凹槽或者槽孔宽度、所述齿宽、所述条码宽度强度不同的数量类型为3，如图所示分别为宽槽孔2-1、中槽孔2-2和窄槽孔2-3三种不同宽度槽孔，这三种类型的槽孔排列组合数量有3x2x1＝6，就是说每层排列不同且唯一，3 种不同宽度的槽孔可以满足6层及6层以下电梯的被感应装置使用，只要不同层被感应部位的组合不同即可。
以此类推，凹槽或者槽孔宽度、齿宽或者条码宽度强度不同的数量类型为4的被感应部位的设计，可以满足最多为24层电梯被感应装置的布置；凹槽或者槽孔宽度、齿宽或者条码宽度强度不同的数量类型为6的，可以满足最多为720层电梯被感应装置的布置，因此这种被感应装置不同楼层使用不同组合是很容易实现的。
优选地，本发明中所述的导向装置，可以是传统的T型导轨、U型导轨，可以是铺设直线电机定子的导向装置，也可以是为直线电机动子导向的导向装置。在直线电机的电梯系统中，电机经过时，为电机导向的装置温升会很高，而被感应装置材料的热膨胀系数与导向装置相同，可以保证被感应装置在导向装置上固定牢靠。
被感应装置设置在导向装置上可以利用导向装置的强度，有效防止被感应装置受环境温湿度以及外力导致的变形。
感应器还包括巨磁电阻，用来记录电梯运行时位置信息。巨磁电阻(GMR)的电阻值随磁场变化而变化，在电梯失电情况下能记录下轿厢最后的位置信息，并且在不通电的情况下持续保存该位置信息，因此在电梯重新通电后，电梯控制系统可以直接获得轿厢的位置信息。此外该位置信息也可以通过救援系统提供给救援人员，使救援人员获得轿厢的具体位置，缩短救援时间。
结合上述具体实施例，进一步说明本发明提供的一种识别电梯桥箱停靠楼层和速度方法及其装置所达到的技术效果。通过本发明的测量方法以及实现该测量方法的装置，能够准确识别出电梯轿厢停靠的楼层以及运行的速度，给予控制室实时控制监控和乘客及时了解电梯情况，相对于现有技术来说，可以节省掉变频器的速度反馈编码器，不会出现钢丝绳滑移导致测速不准的现象，同时可以节省掉井道内的平层开关，安装简便快捷，测量精度高。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限定本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种识别电梯轿厢停靠楼层和速度的装置，其特征在于，包括：
设置在电梯系统中的电梯导向装置上的被感应装置；
设置在电梯轿厢上能够感应所述被感应装置的感应器，感应出所述被感应装置处于不同楼层形成的特定信号，并输出具有轿厢运行速度信息的波形及具有楼层信号的波形段；
信号处理模块，实时接收并处理来自所述感应器传输的信号，计算轿厢当前速度，同时与先期存储的楼层波形数据库比较；
存储器，存储有经过信号处理器处理形成的不同楼层的信号波形段的数据；
信号比较器，接收来自处理模块处理形成的当前轿厢所处楼层信号波形段信息，并与存储器所存储的不同楼层的信号波形段进行比较匹配，通过不同波形段信号对比识别出电梯轿厢所处楼层；
传输模块，接收信号比较器通过不同波形段信号对比识别出的当前轿厢所处楼层和处理器计算出的电梯实时速度信号，进行模数转化并放大传输给电梯控制系统。
2.根据权利要求1所述的识别电梯轿厢停靠楼层和速度的装置，其特征在于，所述被感应装置为在电梯导向装置本体上设置有相同宽度且连续的凹槽或槽孔或者是附贴在导向装置本体上的设有相同宽度且连续的凹槽或槽孔的钢条，仅在各楼层平层位置设置不同宽度类型、数量且排列顺序唯一的凹槽或槽孔，所述感应器为磁阻感应器，感应凹槽或槽孔导致的磁场变化，传输给信号处理模块，形成轿厢运行速度波形及不同楼层信号波形段作为不同楼层的特有唯一波形段，并由存储器作为楼层波形数据存储，以备比较器调用。
3.根据权利要求2所述的识别电梯轿厢停靠楼层和速度的装置，其特征在于，对于具有不同楼层数量的电梯系统，所述凹槽或者槽孔宽度的数量类型为n，进行的不同楼层顺序排列组合数为1x2x3x---xn，能进行最多n！楼层数量的电梯系统中电梯桥箱停靠楼层数量的识别。
4.根据权利要求1所述的识别电梯轿厢停靠楼层和速度的装置，其特征在于，所述被感应装置为在电梯导向装置本体上设置有相同宽度且连续的齿形或者是附贴在导向装置本体上设有相同宽度且连续齿条，仅在各楼层平层位置设置不同宽度类型、数量且排列顺序唯一的齿形，感应器为磁阻感应器，感应齿形变化导致的磁场变化，传输给信号处理模块，形成轿厢运行速度波形及不同楼层信号波形段作为不同楼层的特有唯一波形段，并由存储器作为楼层波形数据存储，以备比较器调用。
5.根据权利要求4所述的识别电梯轿厢停靠楼层和速度的装置，其特征在于，对于具有不同楼层数量的电梯系统，所述齿宽数量类型为n，进行的不同楼层顺序排列组合数为1x2x3x---xn，能进行最多n！楼层数量的电梯系统中电梯桥箱停靠楼层数量的识别。
6.根据权利要求1所述的识别电梯轿厢停靠楼层和速度的装置，其特征在于，被感应装置为在电梯导向装置本体上设置有相同宽度且连续的磁极，仅在各楼层平层位置设置不同宽度类型且排列顺序唯一的磁极，感应器为磁阻感应器，感应磁极变化产生的磁场变化，传输给信号处理模块，形成轿厢运行速度波形及不同楼层信号波形段作为不同楼层的特有唯一波形段，并由存储器作为楼层波形数据存储，以备比较器调用。
7.根据权利要求6所述的识别电梯轿厢停靠楼层和速度的装置，其特征在于，对于具有不同楼层数量的电梯系统，所述齿宽数量类型为n，进行的不同楼层顺序排列组合数为1x2x3x---xn，能进行最多n！楼层数量的电梯系统中电梯桥箱停靠楼层数量的识别。
8.根据权利要求1所述的识别电梯轿厢停靠楼层和速度的装置，其特征在于，被感应装置材料的热膨胀系数与导向装置相同。
9.根据权利要求1所述的识别电梯桥箱停靠楼层和速度的装置，其特征在于，感应器还包括巨磁电阻，用来记录电梯运行时位置信息。
10.使用权利要求1-9中之一的装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、在电梯系统中的电梯导向装置上设置被感应装置；步骤二、在电梯轿厢上设置能够感应所述被感应装置的感应器，并输出具有轿厢运行速度信息的波形及具有楼层信号的波形段；步骤三、所述感应器通过有线或者无线方式连接信号处理模块；步骤四、信号处理模块实时接收并处理来自所述感应器传输的信号，计算轿厢当前速度，同时与先期存储的楼层波形数据库比较，通过不同波形段信号对比识别出电梯轿厢所处楼层。经信号传输模块传输给电梯控制系统。
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