CN113173469A - 电梯系统与轿厢位置检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电梯系统的绳索滑轮(2)，该绳索滑轮是自由旋转的滑轮(2)，电梯系统的起重绳索可以绕该自由旋转滑轮(2)被引导。所述自由滑轮将被安装到电梯轿厢的轿厢吊索(1)，其中滑轮(2)包括用于测量滑轮的旋转运动的编码器。运动数据被传输到控制器，该控制器将运动数据转换为轿厢在井道中的位置数据，同时从安装在井道中的识别标记中收集进一步的位置数据。至少，绳索滑轮的运动数据根据来自识别标记的位置数据进行校准。由此，可以准确而有效地确定轿厢在井道中的位置。

Description

电梯系统与轿厢位置检测方法

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，并且特别地涉及一种输出电梯轿厢的位置数据的定位系统。

背景技术

一种电梯系统，包括沿多个层站之间的井道行进的至少一个电梯轿厢。为了允许电梯系统的安全操作，必须可靠地确定电梯轿厢在井道内的当前位置。例如，为了将电梯轿厢定位在层站处而在相应的层站和电梯轿厢的地板之间没有明显的台阶的情况下，需要高精度地确定电梯轿厢在井道内的当前位置。这样的台阶将对进入和离开电梯轿厢的乘客构成陷阱危险。

因此，传统上，电梯设置有安装在电梯轿厢上的簧片开关，而永磁体沿着井道中的行进路径设置。这些磁体的位置使得当轿厢到达电梯井道中的特定位置时，簧片开关可以对相邻的磁体做出反应。这样的特定位置例如是当轿厢地板与层站地板齐平时的电梯层站位置。另外，安全开关或机械坡道设置在选定的位置，例如在电梯竖井的末端附近，以确定电梯轿厢在竖井中允许移动的极限。

在现有技术中，从文献EP3366627A1中已知利用电子监控装置来监控电梯轿厢在电梯竖井中的位置，电子监控装置包括位置传感器，位置传感器可以是轿厢的加速度传感器或位置传感器开关，位置传感器开关与沿着井道壁安装的标记相互作用。

电机控制是确定轿厢位置的另一个示例方案。关于电机部件的位置信息对于控制电机本身是有用的，但是对于确定响应于电机的操作而移动的其他部件的位置也是有用的。例如，在JP2014510959中公开了这种解决方案。

这些解决方案的问题尤其是，由于机械开关易于磨损，它们可能不可靠。此外，当前的解决方案需要大量的安装和维护工作，因为永磁体在井道中的位置可能会意外改变，或者需要手动调整。

此外，在对电梯设备进行现代化或预防性维护的情况下，只需要更换一些部件，在很多情况下甚至不需要更换电动机，因此电动机控制根本不是预防性维护的解决方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种电梯系统和评估电梯系统中的电梯轿厢的位置的方法，其允许以良好的精度可靠地确定电梯轿厢在井道内的当前位置，同时该定位系统节省了投资成本。

通过本发明，引入了一种用于测量电梯轿厢的位置的新型测量设备。这种新的测量装置是如权利要求1所述的绳索滑轮。相对于根据从属权利要求所引用的便利实施例，对绳索滑轮进行了修改。此外，根据权利要求5所述的电梯系统，其包括所述绳索滑轮。至少包括权利要求6中阐明的方法。同样，优选实施例分别是从属权利要求的主题。

首先参考本发明的绳索滑轮，该绳索滑轮用作位置测量装置，该位置测量装置配置为传输用于测量或计算电梯轿厢在电梯井道内的绝对线性位置数据的数据。所述绳索滑轮是自由旋转的滑轮，电梯系统的起重绳索将绕该自由旋转滑轮被引导以将绳索偏转到特定方向。根据一个便利实施例，绳索滑轮可以安装到电梯的轿厢上，使得一旦轿厢在竖井中移动，滑轮就随着该移动同步旋转。作为替代，滑轮可以是安装在竖井中的固定滑轮。

属于滑轮的编码器检测滑轮的旋转运动，并将旋转数据发送到控制器。根据旋转测量值，控制器可以在考虑滑轮直径的情况下计算出绳索通过滑轮的距离，并且控制器还可以计算滑轮旋转的速度。此外，在对这些速度数据进行积分时，也可以通过积分对滚动长度进行数学验证。通过滑轮的滚动长度，可以计算出轿厢的移动长度，从而可以确定轿厢在竖井中的位置。

通过使用这一创新，可以通过灵活，成本有效且坚固的设计在电梯竖井中实现准确的轿厢位置测量。

根据便利实施例，编码器是磁性编码器。在这种情况下，绳索滑轮包括磁性带或磁性环，该磁性带或磁性环安装在滑轮的旋转架上，而磁性读取器固定安装在例如滑轮的框架部分中或在滑轮所安装的梁上。因此，编码器可以通过读取通过的磁性带来追踪滑轮的旋转。磁性带采用一种方式编码，以便能够逐渐识别滑轮架的周长。根据确定滑轮的旋转位置所需的精度来设置此识别的分辨率。

编码器的其他替代解决方案是任何其他合适的旋转编码器，例如光学编码器、电容编码器或霍尔效应编码器。也可以在滑轮的旋转方向上对绳索滑轮的金属表面进行磨齿(嵌齿)，然后使用一个或多个感应式接近传感器测量该磨齿。关于显示滑轮侧上的齿的解决方案，优选通过铸造来形成图案。当滑轮旋转时，所述齿穿过感应式接近传感器，从而引起脉动传感器信号，该信号指示电梯轿厢的移动。

如上所述让滑轮超过轿厢位置确定的概念是基于滑轮的定位数据可以与布置在井道壁上的标记同步，以例如识别层站门区域。考虑这些标记有助于确定电梯轿厢在竖井内的当前位置，因为每次当电梯轿厢经过竖井中的这些标记之一时，由滑轮传输的数据就可以相互关联。根据一个示例，标记可以分别位于每个层站处。编码器和标记的这种组合实现了轿厢在两个标记之间移动期间可以知道轿厢的位置，而重新校准会获得校正(如果需要)，以在经过绝对标记位置时调整位置数据。

作为一种标记，可以有门区域磁体。这些是安装在层站门区域上的指示条带。它们提供大约20到30厘米的垂直测量范围。在这种情况下，电梯轿厢配备有读取器设备，读取器设备从磁体分别读取电梯轿厢相对于层站的线性位置。电梯轿厢在层站外部的位置可以通过编码器进行测量，其中，所述测量信息与门区域磁体聚焦/同步。

为了传输编码器的数据，电梯轿厢设置有安全总线节点，该安全总线节点通过数据总线(安全总线)连接到电气安全控制器，该数据总线与拖曳电缆一起被引导。编码器的读取器连接到总线节点，以便将编码器的移动数据传输到安全控制器。因此，位置测量装置(包括上面阐明的部件)被设计为与电子安全控制器的高安全等级相匹配，例如符合标准EN81-20；IEC 61508的安全完整性等级3(SIL3)。

根据便利实施例，有两个或两个以上的绳索滑轮，它们同时提供用于确定轿厢位置的数据。从而，可以对所有编码器的数据进行相互比较，以增加设备安全级别的可靠性。在便利实施例中，有安装到单个电梯轿厢的两个绳索滑轮。这两个绳索滑轮都分别将其测量数据输出到安全控制器，其中，将数据相互比较，并与识别标记的信号相关联。如果在两个滑轮之间检测到故障情况，则可以启动自诊断方法，该方法检查两个绳索滑轮是否确实以相同的速度运行。通过这种自我诊断，可以进一步评估在绳索滑轮上是否存在异常的绳索滑移，或者可能存在绳索滑轮轴承断裂。还可以将来自滑轮定位系统的数据与来自电机转速编码器的数据进行交叉校验。这样的分析使得能够检测例如断裂的绳索或非典型的绳索滑移。所述分析还可以导致确定从层站平面的任何意外的轿厢移动，或检测由于绳索的柔韧性而导致的轿厢弹跳。

详细来说，当电梯轿厢开始在楼层运行时，当前轿厢的位置将输出到定位系统。只要存在轿厢沿竖井的移动，就存在转向滑轮的移动，其以其旋转逐渐偏移，并自动与轿厢的移动同步。基于在转向滑轮上的绳索滑移最小，可以通过利用转向滑轮的直径来准确计算轿厢的移动。但是，一旦绳索滑轮在其使用寿命期间出现一些磨损，这种磨损会影响其直径的值，可以对这种现象进行补偿，因为本发明的本质，由于安装在竖井中的一个或多个识别标记，可以存在在每个启动阶段从门的水平的轿厢位置值的归零或校准。这意味着通过相应地在安全控制器的存储器中调整绳索滑轮的直径值，可以校正从绳索滑轮输出的数据中的恒定偏差或误差。通过监视这些数据，可以监视转向滑轮的磨损，并响应于其触发维修需求。

总而言之，本发明显示出以下优点：

-与其他绝对定位系统相比，其仅需要短的安装时间；

-该系统还可以用于测量其他条件并监视相关数量；

-其他系统将在现场进行校准和测试，而该系统还已经可以在工厂进行测量；

-其显示了成本有效的设计；

-无需端到端的竖井长度测量系统；

-它可以实现高度精确的轿厢位置和运动测量；

-轿厢下方滑轮的位置受到良好保护；

-定位装置易于接近以维护和检查；

-此设计无竖井长度限制。

附图说明

在下文中，通过如图所示的实施例来阐明本发明。其中：

图1是根据本发明的安装有绳索滑轮的电梯轿厢的各部件的视图。

图2示出了根据本发明的绳索滑轮的细节；一个细节是平面图，而另一个细节是截面图。

具体实施方式

图1示出了电梯轿厢的吊索1。在其底部具有滑轮梁3，在滑轮梁3处安装有两个绳索滑轮2，通过绳索滑轮2引导用于悬挂轿厢的起重绳索(未示出)。这两个绳索滑轮2均设有编码器。因为存在分别带有编码器的两个绳索滑轮，所以对编码器信息进行相互比较，以增加用于确定轿厢在竖井内的位置的装置的安全等级的可靠性。

编码器最好是磁编码器，如图2所示。它包括安装在绳索滑轮2的架上的磁性带5。读取器6安装在滑轮梁3的孔中。

电梯轿厢设置有安全总线节点，该安全总线节点通过数据总线(即安全总线)连接到电气安全控制器，该数据总线包括在拖曳电缆内。读取器6连接到总线节点，以便将编码器的移动数据传输到安全控制器。

Claims (7)

1.一种电梯系统的绳索滑轮(2)，其是自由旋转的滑轮(2)，电梯系统的起重绳索可以绕所述自由旋转的滑轮(2)被引导，其中，所述自由滑轮可安装到电梯系统的电梯轿厢的轿厢吊索(1)，并且其中所述滑轮(2)包括用于测量滑轮的旋转运动的编码器。

2.根据权利要求1所述的绳索滑轮，

其特征在于，所述编码器是磁性编码器，所述绳索滑轮(2)包括安装在所述滑轮(2)的旋转架上的磁性带(5)，而所述编码器的磁性读取器(6)固定安装。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的绳索滑轮(2)，

其特征在于，所述磁性读取器(6)固定安装到滑轮框架或滑轮梁(3)。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的绳索滑轮(2)，

其特征在于，所述磁性编码器包括用于将其连接到总线节点的装置，从而能够将编码器的移动数据传输到安全控制器。

5.一种电梯系统，包括具有轿厢吊索(1)的电梯轿厢和用于检测电梯轿厢在具有多个层站的井道内的位置的定位装置，其中，所述电梯系统包括至少一个根据权利要求1至4中任一项所述的绳索滑轮(2)，

并且其中，所述绳索滑轮(2)安装到所述轿厢吊索(1)。

6.一种用于评估电梯系统的轿厢的位置的方法，其中，

-通过编码器来收集至少一个自由的根据权利要求1至4中的一项所述的绳索滑轮(2)的旋转运动数据，围绕自由滑轮引导电梯轿厢的起重绳索，

-所述运动数据被传输到控制器，控制器将运动数据转换为轿厢在井道中的位置数据，

-从安装在井道中的识别标记收集进一步的位置数据，并且

-所述绳索滑轮(2)的运动数据根据来自识别标记的位置数据进行校准。

7.根据权利要求6所述的方法，

其特征在于，当所述绳索滑轮的位置数据与识别标记的位置数据相比出现连续误差时，执行对存储在控制器的存储器中的所述绳索滑轮(2)的直径的值的校正。

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