CN1684895A - 包含无线电通讯的电梯轿厢定位系统 - Google Patents

Abstract

一种电梯系统(20)，其包括无线通讯部分(40、42a－42c)，该无线电通讯部分相互通讯以给出电梯井(24)中电梯轿厢(22)的位置信息。在一个实施例中，第一通讯部分(40)支承在电梯轿厢(22)上，它产生一触发信号，该触发信号由第二通讯部分(42a－42c)在沿着电梯井(24)的选定位置上来接收。第二通讯部分(42a－42c)产生超声波信号，其由第一通讯部分(40)接收。接收到的定位信号特性，例如触发信号与接收到定位信号之间的时间选择，给出了关于电梯轿厢在电梯井中的位置信息。

Description

包含无线电通讯的电梯轿厢定位系统

技术领域

本发明一般涉及电梯系统，更具体地，本发明涉及一种用来确定一个或多个电梯系统部件的位置的定位系统。

背景技术

电梯系统例如通常包括一个在建筑内的各个停靠位置或不同层之间在电梯井内移动的电梯轿厢。取决于特定情况的需要，一个控制器使机械运行，将电梯轿厢移动到电梯井中想要到达的位置。将电梯轿厢精确地移动到停靠位置要求确定位置信息。而且，还需要能够在任何时候，在不必移动电梯轿厢以进行确定的情况下，确定电梯轿厢在电梯井中的位置。

目前已经提出或实施了许多确定电梯轿厢位置的布置。大多数这样的系统都具有缺点，即它们是昂贵的。另外，许多这种系统没有在系统的整个使用寿命中提供希望的精确性水平。任何要求定期维护或维修的系统都引起了进一步附加的不想出现的成本。与已知系统相关的另一个困难在于它们要求一种专门的电梯井或者相对广泛的电梯井中的装备。

一个示例的系统采用了连接在电梯马达、调速器或一个或多个滑轮上的编码器，这种布置由于相关部件的滑动或机械磨损并不总是能够提供想要达到的精确性。此外，基于编码器的系统要求相对复杂的调整算法以补偿编码器读数和电梯轿厢应该停靠到位的调整区的实际位置之间的差别。某些这类系统的另一个缺点是，在电源断电的情况下，不可能立刻确定电梯轿厢在电梯井中的位置。

其它的系统在电梯井中使用叶片或其它的标志器。这种装置引入了另外的部件、成本、材料和劳力，而不见得提供了想要的精确性水平。

虽然本领域的技术人员总是想方设法地进行改进，但还是会有其它的问题要克服。例如，以前采用无线信号传送来检测位置的尝试遭受了精确性、更新率不足、和不想出现的高成本问题的困扰。存在一种对可靠、经济、精确和有效系统的需求，用来确定电梯轿厢在电梯井中的位置。本发明以独特的方式满足了这个需求，并且避免了现有技术中的缺点和不足。

发明内容

总体来讲，本发明是一种无线通讯布置，用来确定电梯轿厢在电梯井中的位置。第一通讯装置部分支承在电梯轿厢上，第二通讯装置部分支承在电梯井中的选定位置。在大多数情况下，许多第二通讯部分沿电梯井有计划地布置在关键位置上。指示通讯部分之间的距离的无线通讯提供有关电梯轿厢在电梯井中位置的信息。

在根据本发明设计的一个示例系统中，第一通讯部分包括支承在电梯轿厢上的第一收发机，该第一收发机产生触发信号，第二通讯部分包括支承在相对于电梯井的选定的已知位置上的第二收发机。该第二收发机响应所述触发信号产生定位信号，第一收发机接收该定位信号。一个控制器根据接收到的定位信号的特性确定电梯轿厢在电梯井中的位置。

在一个实施例中，触发信号是射频信号，而定位信号是超声波信号。在一个实施例中，由第一收发机接收到超声波信号所用的时间就是用来确定电梯轿厢在电梯井中的位置的特性。第一和第二收发机之间的距离以及超声波定位信号的已知特性提供了超声波信号接收时间选择与电梯轿厢位置之间的关系。

在一个实施例中，第一收发机部分与位于远处的进行位置确定的控制器进行无线通讯。在另一个实施例中，第一收发机通过硬线连接到进行编程以进行位置确定的控制器上。

在一个实施例中，沿着电梯井的每个停靠位置都有一个门框支承对应的第二收发机。有利地，第二收发机可以在被送到建筑物所在地之前安装到门框上。通过这种方式，第二收发机相对于电梯井的位置可以更加经济和精确地进行控制。

从下列目前优选的实施例的详细说明中，本发明的各种特征与优势对于本领域的技术人员将显得很清楚。伴随详细说明的附图可如下进行简短描述。

附图说明

图1示意地表示出包含依据本发明设计的定位装置的电梯系统；以及

图2示意地表示出在根据本发明设计的示例系统中的两个通讯部分以及这两者之间的无线通讯。

具体实施方式

图1示意地显示了一个电梯系统20，其中电梯轿厢22以传统方式在电梯井24中移动。正如已知的情况那样，电梯轿厢22优选地移动到各个停靠位置26、29和30，例如在一个建筑的不同层之间运输乘客或货物。

控制器32控制一个机器(未示出)，该机器使电梯轿厢22在电梯井24中进行所希望的移动。电梯轿厢22使用已知的部件(未示出)以已知方式支承在电梯井24中。

控制器32基于由第一无线通讯部分40收集的信息确定电梯轿厢22在电梯井24中的位置，该第一无线通讯部分40支撑(或安装)为与电梯轿厢22一起移动。这里说明的实施例示意性地显示了安装在该电梯轿厢上的通讯部分40。也可以采用其它位置，例如在相关支架上或者支承电梯轿厢的结构件上。

多个第二通讯部分42支承在沿电梯井24的选定位置上以提供电梯轿厢的位置信息，如下文所述。在说明的实施例中，每个第二通讯部分42支承在包括已知部件的门框36上。本发明系统的一个优点在于第二通讯部分42在运送到安装电梯系统20的建筑物所在地之前，可以安装到预先做好的各门框中。通过以这种方式预先安装第二通讯部分42，可以实现许多系统的经济实惠。例如，本发明的布置不要求对在电梯系统安装地点的电梯井或者专门安装装置的任何修改。第一通讯部分40可以预先安装在电梯轿厢上，而第二通讯部分42可以预先安装在门框上。

在说明的实施例中，第一通讯部分40与电梯轿厢22上的轿厢上的模块44相关联。在图1中示意地显示了连接件46，用来表示电源连接、通讯连接或同时表示这两者。在一个实施例中，第一通讯部分40硬连线到模块44上以接收电能。在一个实施例中，指示电梯轿厢位置的信号的通讯还通过一个硬连线连接完成。在另一个实施例中，第一通讯部分40与轿厢上的模块44之间的通讯为无线通讯。

轿厢上的模块44通过传统的电线布置48进行连接，用来与控制器32进行通讯。除了电梯轿厢22上的电子设备与控制器32之间的传统通讯外，本发明系统还为控制器32提供了电梯轿厢位置信息，该位置信息收集自通讯部分40和42之间的通讯。

图2示意地说明了在根据本发明设计的系统中的一个示例通讯策略。第一通讯部分40包括一个具有发射机部分50的收发机。在一个实施例中，发射机部分50产生发送到第二通讯部分42的射频通讯信号52。

在说明的实施例中，射频信号52具有第一部分54，它由第二通讯部分42的发电机(或能量发生器)部分56来接收。该发电机部分56优选包括接收射频信号并将其转化为可用能量的已知部件。在其它的实施例中，第二通讯部分42由电池、建筑物电源(硬连线的)、或者这些已知电源的组合提供能源。

射频信号52的第二部分是一个触发信号58，该触发信号58由触发器部分60来接收。发射机部分50产生触发信号58，从而使处在电梯轿厢22的选定范围内的第二通讯部分42响应触发信号58产生一个定位信号。通过这种方式，本发明系统的示例实施方式将来自第二通讯部分42的能量消耗和信号产生限制到仅在电梯轿厢22选定附近的那些，这使示例布置更加有效。

基于触发信号58，触发器部分60优选使第二通讯部分42的发射机部分62产生一个定位信号64，该定位信号64由第一通讯部分40的接收机部分66来接收。在说明的实施例中，每个第二通讯部分42都具有一个唯一的识别器，并且定位信号64优选包括对应于发送信号的部件的识别的信息。参考图1，例如，第二通讯部分42A具有不同于与42B或42C相关的识别器。优选选择足够大的一套识别器以确保唯一性。

在根据本发明设计的一个实施例系统中，发射机部分62响应每个触发信号发送多路定位信号。在这个实施例中，对定位信号进行组合以确定位置。这种布置具有增加信-噪比、定位精确性或同时增强两种特性的优点。

目前优选的实施例包括作为发射机部分62的超声波发射机。相应的，定位信号64是一个超声波信号，该信号在电梯井中以已知的速度传播。基于触发信号58和由接收机66接收到定位信号之间的时间选择，可以确定第一通讯部分40相对于适当的第二通讯部分42的位置。位置信息还提供了电梯轿厢22在电梯井中的位置，因为在电梯轿厢22上的第一通讯部分40的位置相对于电梯轿厢的结构是已知的。在一个实施例中，附加的系统参数，例如电梯轿厢速度和本地温度等从定位信号64估计出来，以改进已确定的电梯轿厢位置的精确性。

超声波是优选的，因为据认为超声波能提供最精确的位置确定。其它的电磁能类型的例子也可以用于根据本发明设计的系统中，例如射频信号、微波信号、红外信号、紫外光或可见光传输信号等。受益于本说明书的本领域的技术人员将能够选择对他们的特定场合进行最佳工作的信号和调制策略的类型。

随着电梯轿厢22在电梯井中移动或者保持静止，位置信息可根据需要由控制器32进行连续确定。

在一个实施例中，一第二通讯部分42与沿着电梯井的每次停靠相关。通过这种方式将第二通讯部分的隔开在第二通讯部分之间提供了大约3.5米的距离。这产生了一定的优势，例如限制了超声波发射机62的能量消耗。因为在任何给定的时间只触发几个第二通讯部分42，所以超声波之间的干扰量得到了减少。另一个优点在于与超声波传输相关的延时被减少，而在一个实施例系统中其小于10毫秒。而且，因为延时(与通讯部分40和42之间的距离相关)变得较小，所以随着电梯轿厢22接近每个调整区(即，停靠区)，可实现更高的位置更新率。在根据本发明设计的系统中，将第二通讯部分42有计划地布置在沿电梯井的关键位置使分辨率能在1毫米的范围内。例如，一个可以便宜地购得的1/340毫秒分辨率计时器使本发明系统能够很精确地计算波传播的距离，从而很精确地计算电梯轿厢的位置。

本发明的显著优势包括不要求对电梯井或设备装置进行修改。本发明的布置可用于任何不同类型的电梯系统。本发明的无线通讯布置在整个电梯井中进一步提供了更好的精确性、在电梯轿厢接近停靠位置时的更高的位置更新率，以及根据需要向控制器连续提供电梯轿厢的位置信息。

一旦安装好门框36，并且所有其它的部件都操作，那么电梯轿厢22可以随控制器32在了解模式的情况下在电梯井中运行，从而可以检验每个第二通讯部分42的位置和识别。在单一了解模式完成后，控制器32随后能够根据所要求的进行多次位置确定，以实现希望的电梯系统操作。

上面的说明在本质上是示例性的而不是限制性的。对于本发明公开的实施例的变更和修改对于本领域的技术人员将显得很明白，并且其不会偏离本发明的宗旨。给予本发明的法律保护的范围只能通过考虑下列权利要求进行确定。

Claims (16)

1.一种用于确定电梯轿厢(22)在电梯井(24)中的位置的系统，它包括：

第一收发机(40)，其支承为与电梯轿厢一起移动，其产生触发信号(58)；

第二收发机(42)，支承在相对于电梯井的选定位置上，第二收发机响应所述触发信号产生定位信号(64)，第一收发机接收所述定位信号；和

控制器(32)，其基于接收到的定位信号的特性确定电梯轿厢在电梯井中的位置。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述触发信号(58)是射频信号，而所述定位信号(64)是超声波信号，且其中用来确定位置的所述定位信号的特性是所述定位信号在第一收发机和第二收发机之间传播的时间。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一收发机(40)包括发射机部分(50)，所述发射机部分(50)产生所述触发信号(58)和激励信号(54)，所述激励信号(54)由所述第二收发机(42)接收，所述第二收发机利用用来产生电能的激励信号(54)来产生所述定位信号(64)。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述触发信号(50)和所述激励信号(54)包括若干同时发射的射频信号，并且一个紧接着另一个进行调制。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，其包括多个第二收发机(42A、42B、42C)，并且其中每个第二收发机都具有唯一的识别器，其中所述定位信号(69)包括对应于所述识别器的信息，所述控制器(32)在确定电梯轿厢(22)的位置时使用该识别器信息。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，在所述电梯井(24)中的了解通过期间，所述控制器(32)了解每个第二收发机(42A、42B、42C)的识别。

7.一种电梯系统(20)，它包括：

电梯轿厢(22)，其适用于在电梯井(24)中移动；

第一无线通讯部分(40)，其支承为与所述电梯轿厢一起移动；

多个第二无线通讯部分(42)，其支承在相对于所述电梯井的选定位置上，所述第一无线通讯部分(40)和第二无线通讯部分(42)相互间传输无线信号(52，64)；和

控制器(32)，其使用关于所述通讯部分之间的无线通讯的信息确定所述电梯轿厢在所述电梯井中的位置。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，其包括多个适合于沿所述电梯井支承的门框(36)，并且其中所述第二通无线讯部分(42)中的至少一个支承在每个所述门框上。

9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一无线通讯部分(40)包括发出射频触发信号(58)的收发机(50，66)，和其中所述第二无线通讯部分(42)响应所述触发信号产生定位信号(64)。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述定位信号(64)包括超声波信号。

11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第一通讯部分(40)产生射频激励信号(54)，该射频激励信号(54)被第二通讯部分(42)中的一个发电机部分(56)接收，该发电机部分(56)基于所述激励信号产生电能以发射定位信号(64)。

12.如权利要求9所述的系统，其特征在于，每个所述第二无线通讯部分(42)具有唯一的识别器，并且其中所述定位信号(64)包括对应于识别器的信息。

13.一种在电梯系统(20)中确定电梯轿厢(22)在电梯井(24)中的位置的方法，所述电梯系统(20)具有第一无线通讯部分(40)，其支承为与所述电梯轿厢一起移动，以及至少一个第二无线通讯部分(42)，其位于相对于电梯井的选定位置，所述方法包括下列步骤：

利用所述第一无线通讯部分(40)产生触发信号(58)；

利用所述第二通讯部分(42)响应所述触发信号产生定位信号(64)；和

基于所述第一通讯部分(40)所接收的所述定位信号(64)的特性，确定所述电梯轿厢(22)在电梯井(24)中的位置。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，其包括用射频信号作为所述触发信号(58)以及用超声波信号作为所述定位信号(64)。

15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，其包括使唯一的识别器与多个第二通讯部分(42)中的每一个相关联，并且包括带有所述定位信号(64)的识别器信息。

16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，其包括使用所述第一通讯部分(40)产生激励信号(54)，并且在第二通讯部分(42)将所述激励信号转变为电能，以产生所述定位信号(64)。