CN201852847U - 移动物体的测速定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种移动物体的测速定位装置，其特征在于包括，数据处理器、旋转编码器、固定连接在移动物体上并与移动物体做同步运动的同步机构；所述同步机构沿运动方向上的形变量不受移动物体运动状态和载荷的影响；所述同步机构穿过旋转编码器并驱动旋转编码器同步转动；能根据所述旋转编码器的转动状态，并确定移动物体的速度和位置的数据处理器与所述旋转编码器连接。本实用新型采用技术成熟的旋转编码器和数据处理器结合进行移动物体的测速定位，技术实现方便，而且便于实施。

Description

移动物体的测速定位装置

技术领域

本实用新型属于运动物体的测速及定位技术领域，涉及一种对移动物体的运行速度的测量、对移动物体的位置确定装置，尤其是一种对电梯进行测速定位的装置。

背景技术

为了保证电梯系统的安全可靠运行，需要对电梯的运行速度和位置(事实上是电梯轿厢的运行速度和位置)进行准确测量、控制和确定。目前，对于电梯的测速一般在曳引机上安装旋转编码器来完成，其只能用于测量电梯的速度，而不能对电梯轿厢的位置进行准确确定。而且，由于曳引机上的钢缆是用于牵引电梯轿厢运动的曳引钢缆，在曳引机的旋转下牵引电梯轿厢做升降运动，其要牵引的负荷是电梯轿厢的及其载荷之和，其张力受其牵引负荷和电梯轿厢运动状态等因素的影响，尤其是电梯轿厢运动过程中的加速度等原因，该曳引钢缆的张力是变化的，甚至在不同时刻不相同。曳引钢缆在受力情况下会发生形变——长度被拉伸，张力的变化导致其形变量也是变化的，加大了测速的误差。由于曳引钢缆与曳引机之间采用摩擦力传动，容易引起打滑，加上曳引钢缆受力的变化，打滑现象也更为明显、且不确定，进一步加大了测速误差。该旋转编码器也只能用于电梯轿厢的速度测量，而不能对电梯轿厢进行定位。

同时，为了实现电梯轿厢的位置确定(定位)——包括平层及楼层确定，则采用一套复杂的机电结构来完成，即在每层的平层位置区域均安装传感器，通过每层楼的传感器来确定电梯轿厢的位置，采用此种方式制造成本高，安装工艺复杂，安装、调试时间长。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种便于安装使用，准确度高的测定移动物体运行速度的装置。

尤其是一种同时具有对移动物体进行准确测速、定位的装置。

进一步地，提供一种对电梯轿厢的运动速度和所处位置进行确定的方法和装置。

为了上述目的，本实用新型采用的技术方案包括：

数据处理器、旋转编码器、固定连接在移动物体上并与移动物体做同步运动的同步机构；所述同步机构沿运动方向上的形变量不受移动物体运动状态和载荷的影响；所述同步机构穿过旋转编码器并驱动旋转编码器同步转动；能根据所述旋转编码器的转动状态，并确定移动物体的速度和位置的数据处理器与所述旋转编码器连接。

具体地，所述同步机构为刚性结构。

具体地，所述移动物体为电梯轿厢，所述同步机构为钢缆，所述钢缆与电梯轿厢连接并与电梯轿厢同步运动；所述钢缆在电梯轿厢的运动方向上的形变量不受电梯轿厢运动状态和载荷的影响；

所述旋转编码器包括光栅编码盘、光栅传感器；所述钢缆驱动光栅编码盘同步转动，并在光栅传感器上产生脉冲信号；

所述数据处理设备包括计数器、时钟、运算器；所述光栅传感器和计数器连接，所述计数器、时钟与所述运算器连接；

所述计数器在电梯轿厢处于设定的参考位置开始对脉冲信号进行计数生成计数信息，运算器根据计数信息和时钟在对应时间产生的计时信息确定电梯轿厢的运动速率；根据计数器的计数信息确定电梯轿厢相对于参照位置的位置变化量。

优选地，所述光栅传感器由沿光栅编码盘切向排列的两对红外传感器构成，并产生两对相位不同的脉冲信号；

所述数据处理设备进一步包括对两对脉冲信号进行鉴相确定光栅编码盘的转动方向的鉴相器，所述鉴相器连接在所述光栅传感器和计数器之间；

所述计数器为带方向的加减计数器。

优选地，所述钢缆在电梯轿厢的运动方向上的张力恒定。

进一步地，所述装置包括参考位置检测器，以及所述数据处理器进一步包括一个与所述参考位置检测器连接，并在所述参考位置检测器的驱动下产生清零脉冲的清零脉冲发生器，所述计数器与所述清零脉冲发生器连接，并在清零脉冲的驱动下将所述计数器中的计数信息清零。

优选地，所述参考位置检测器包括，一对相对设置并成为一个整体的产生红外信号的红外发射管、接收红外信号的红外接收管，以及一个随电梯轿厢一起运动的遮光隔板，所述遮光隔板在电梯轿厢处于参考位置时刚好处于所述红外发射管、红外接收管之间，使所述红外接收管不能接收红外信号；所述红外接收管与所述清零脉冲发生器连接，当红外接收管没有接收到红外信号时，驱动清零脉冲发生器产生清零脉冲。

进一步地，所述装置包括一个记录电梯轿厢处于至少一个楼层时对应的脉冲信号数值的存储器，如果计数器中的当前计数信息等于存储器中的数值，则电梯轿厢到达所述楼层。

优选地，所述钢缆为电梯系统中，与电梯轿厢同步运动的限速器钢缆；

所述旋转编码器的光栅编码盘直接安装在限速器上，在限速器钢缆的驱动下与限速器同步转动；或，

所述旋转编码器进一步包括一个传动滑轮，所述光栅编码盘与所述传动滑轮同轴心固定连接，并能绕轴心同步转动，所述限速器钢缆绕过传动滑轮，通过传动滑轮驱动光栅编码盘转动。

进一步地，所述装置包括一条同步钢缆，所述旋转编码器进一步包括一个传动滑轮，所述光栅编码盘与所述传动滑轮同轴心固定连接，并能绕轴心同步转动；所述同步钢缆绕过分别设置在电梯系统顶部和底部的传动滑轮、张紧轮，并将两个端头固定连接到电梯轿厢上，形成闭合的环形结构。

本实用新型采用技术成熟的旋转编码器和数据处理器结合进行移动物体的测速定位，技术实现方便，而且便于实施。通过独立设置的同步钢缆或限速器钢缆来驱动旋转编码器，由于所述同步钢缆和限速钢缆与电梯轿厢同步运动，其张力恒定，不会受电梯轿厢运行速度、加速度以及载荷的影响而发生形变，减小了测速定位的误差，从而保证了速度测量和定位的准确性。同时通过在一个确定的楼层设置参考位置检测器，对计数器进行清零，以消除误差的累积，增加了定位的准确性。由于本实用新型可以采用附加的方式安装在现行的电梯系统中，并不会影响电梯系统原有的所有结构部件的工作，即可实现用于第三方监测电梯运行状态，也可作为电梯系统的组成部分，用于控制电梯系统的工作。

附图说明

图1本实用新型的逻辑结构示意图；

图2提供了一种旋转编码器的结构；

图3旋转编码器的第一种安装方式的示意图；

图4旋转编码器的第二种安装方式的示意图；

图5旋转编码器的第三种安装方式的示意图；

图6参考位置检测器的结构简图。

图中，1.旋转编码器(其包括，11.光栅编码盘，12.传动滑轮，13.光栅传感器，14.安装支架)，2.数据处理器(其包括，21.计数器，22.运算器，23.时钟，24.清零脉冲发送器，25.鉴相器)，3.参考位置检测器(其包括，31.红外发射管，32.红外接收管，33.遮光隔板)，4.数据输出端口，5.钢缆张紧轮，51.钢缆顶张紧轮，52.钢缆底张紧轮，6.钢缆，61.同步钢缆，62.限速器钢缆，7.限速器，71.张紧轮，8.电梯轿厢。

具体实施方式

为了便于对实用新型的进一步理解，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在以下实施例中，以将本实用新型应用到电梯系统中的电梯轿厢的测速定位进行描述，当然本实用新型还可应用于其他移动物体的测速定位。

图1提供了本实用新型的逻辑结构示意图，本实用新型包括，旋转编码器1，数据处理器2，参考位置检测器3，数据输出端口4。所述旋转编码器1、参考位置检测器3、数据输出端口4都与数据处理器2连接，其中数据处理器2包括顺次连接的清零脉冲发送器24，以及计数器21、运算器22、时钟23、25.鉴相器。

具体地，旋转编码器1通过鉴相器25与计数器21连接，计数器21对旋转编码器1采集到的信号进行计数，并把计数信息送到运算器22；时钟23用于计时并把计时信息送到运算器22，运算器22对计数器21和时钟23送来的信息(计算信息和计时信息)进行运算处理，将处理结果送到数据输出端口4对外输出。参考位置检测器3与清零脉冲发生器24连接，当参考位置检测器3检测到参考位置信息时驱动清零脉冲发生器24产生清零脉冲，对计数器21中的计数信息清零，以消除误差累计，增加测速定位的准确性。计数器21是带方向的加减计数器，经鉴相器25判读，如果方向为正则由计数器21根据脉冲信号按连续整数递增计数，反向运动时，递减(加负整数)计数。

如图2所示，旋转编码器1包括圆盘形的光栅编码盘11，传动滑轮12，光栅传感器13。光栅编码盘11与传动滑轮12固定连接，通过设在其中心的轴承固定在支架14上，光栅编码盘11与传动滑轮12能绕轴承灵活地做同步旋转。钢缆6穿过传动滑轮12的凹槽中，当钢缆6移动时，通过摩擦力驱动传动滑轮12带动光栅编码盘11旋转，在不打滑的情况下，钢缆6的移动速度、位置变化量，与传动滑轮12转动的线速度、转过的弧长大小一致，方向相关联。把和传动滑轮12同步旋转(角速度、角位移均相同)的光栅编码盘11的转动情况换算为传动滑轮12的转动情况即可得到钢缆6的移动速度、位置变化量，当钢缆6与移动物体连接时，即可实现对移动物体的测速、定位。对于电梯轿厢，其是沿着固定路径做直线往返运动，采用将钢缆6与电梯轿厢连接，即可实现对其进行测速、定位。为了避免环境灰尘等干扰源影响旋转编码器1的工作，在光栅编码盘11外面封装一个防尘外壳(图中未绘出)。为了加大钢缆6与传动滑轮12的摩擦力，以减小传动过程中的打滑现象，降低测量误差，在图2中，设置了一个钢缆张紧轮5，所述钢缆张紧轮5与传动滑轮12在钢缆6所在方向上错位设置，并使得钢缆6分别同时绕过钢缆张紧轮5与传动滑轮12，使得钢缆6在钢缆张紧轮5与传动滑轮12之间部分与钢缆6不在一条直线上，从而增大钢缆6与传动滑轮12的压力，并增大摩擦力，减少打滑。

光栅编码盘11由不透光的材料制成(通常采用铝合金圆盘)由沿着其圆周均匀设置的光栅孔构成，所述相邻光栅孔边沿间距与光栅孔沿光栅编码盘11切线方向上的孔径相同，在光栅编码盘11的光栅孔处安装光栅传感器13。当光栅编码盘11旋转时，由于光栅孔透光，而相邻光栅孔间不透光，因此在红外传感器上产生脉冲信号，该脉冲信号的变化快慢即表明了其旋转的快慢，变化的数目即表明了角位移，从而可以通过该脉冲信号的变化检测到光栅编码盘11的旋转角速度大小和角位移，根据光栅编码盘11、传动滑轮12、钢缆6三者之间的关系，就可以确定钢缆6的移动速率和位置移动量，如果钢缆6与移动物体连接，即可判断移动物体的移动速率和位置移动量。具体计算原理和规则在后续部分进行详细描述。

所述光栅传感器13由两对红外传感器构成，所述两对红外传感器沿光栅编码盘11切线方向设置，两对红外传感器的中心点间距满足D：

$D=(\frac{1}{4}+N)d;$

式中，N＝非负整数；d为相邻光栅孔中心间距，也即一个光栅孔周期距离。

通过所述设置，可以实现对光栅编码盘11旋转方向进行检测，具体原理是，由于两对红外传感器的上述间距，使得两对红外传感器输出的两路脉冲信号相位呈正交编码关系，当光栅编码盘11正向旋转时，两个红外传感器输出的脉冲信号相位差是小于180度，相反光栅编码盘反向旋转时红外传感器输出脉冲相位差是大于180度小于360度。通过鉴相器25检测两对红外传感器输出脉冲信号的相位差，即可判断光栅编码器11的旋转方向，也即可判断钢缆6的移动方向。如果钢缆6与移动物体连接，即可判断移动物体的移动方向，鉴相器25把鉴相后的确定一路脉冲信号送到计数器21进行计数，如果方向为正则由计数器21，计数器21根据脉冲信号按连续整数递增计数，反向运动时，递减(加负整数)计数，可以对电梯轿厢相对与参考位置的距离长度(位置变化量)对应的脉冲信号数量进行准确计数。。当然如果采用一对红外传感器也可以构成光栅传感器13，只是此时无法检测与钢缆6连接的移动物体的移动方向。在后续的描述中，将以用于电梯系统的具体实施方式来描述，电梯轿厢即为移动物体。

为了避免因钢缆6长度变化引起的测速定位误差，要求钢缆6的长度不受电梯轿厢载荷及运行状态的影响，避免长度拉伸造成的检测误差，可以通过使用刚性强的结构、受力形变极小的材料或保持钢缆6的张力恒定等均可实现。在具体应用中，采用将钢缆6的预张力适中，且恒定不变即可，这种方式实现方便，简单。当然所述钢缆6也可以是和移动物体固定连接、与移动物体同步移动的其他同步机构，例如链条、刚性杆等。

所述光栅传感器13与数据处理器2连接，光栅传感器13将光栅编码盘11旋转产生的脉冲信号送到数据处理器2，计算出钢缆6的移动速度以及总的位置移动量，从而确定移动物体的移动速度和位置移动量，如果有确定的参考位置，即可确定移动物体的具体位置。

结合图1、2所示，将钢缆6固定连接到电梯轿厢上，电梯轿厢的运行速度检测是由数据处理器2中的计数器21、时钟23、运算器22配合完成，通过在一定时间内对旋转编码器1输出的脉冲信号进行计数(时钟23计时、计数器21计数)，并运算器22计算得出移动物体的运行速度(包括运行速率和方向)。与电梯轿厢同步运行的钢缆6带动光栅编码盘11转动，光栅传感器13将钢缆6的直线往复运动转换为旋转编码器1产生的带方向信息的同步脉冲信号，直线位移与脉冲信号数量保持严格并确定的线性比例关系。脉冲信号经数据处理器2计数后，将其换算为电梯轿厢的位置和电梯轿厢的速度，并可以输出到相关装置，可以作为检测电梯运行速度和平层信息。

由于钢缆6长度恒定(长度不受电梯轿厢运动状态和载荷影响)以保证即电梯轿厢的位置移动量会按比例的传达到光栅传感器：

速率＝脉冲信号数量×单位脉冲信号长度/计数时间

脉冲信号数量是由计数器21计数得到，即为计数器21输出的计数信息(计数器21中的数值)；

计数时间是由时钟23输出的计时信息；

定义：单位脉冲信号长度＝每个脉冲所对应的电梯运行长度＝传动滑轮周长/光栅编码盘的光栅孔数。

例如：脉冲信号数量＝3000，计数时间＝1秒，传动滑轮周长＝0.2米，光栅编码盘的孔数＝400，速率v＝3000×0.2/(1×400)＝1.5(米/秒)

在具体实现时，由于移动物体的运动具有方向性(二维方向)，所述方向性可以通过由两对红外传感器构成的光栅传感器13来实现。

当电梯运行方向改变时，数据处理器2会立刻重新计算方向改变后电梯的瞬时速度。

电梯轿厢位置的确定(定位)也是由数据处理器2中的计数器21、时钟23、运算器22配合完成。计数器21对电梯轿厢从参考位置开始计数(参考位置时计数器为0)，当电梯轿厢在某一位置时，根据计数器21中当前的计数信息——计数数值，即可计算出电梯轿厢相对于参考位置的位置移动量，即可得到其当前位置，实现定位。具体运算如下：位置移动量＝当前对应的计数数值×单位脉冲信号长度。计数器21是带方向的加减计数器，当电梯轿厢正向运动时，两个红外传感器输出的脉冲信号相位差是小于180度，相反运动时光栅编码盘反向旋转时红外传感器输出脉冲相位差是大于180度小于360度，鉴相器25把鉴相后的确定一路脉冲信号送到计数器21进行计数，如果方向为正则由计数器21根据脉冲信号按连续整数递增计数，反向运动时，递减(加负整数)计数，可以对电梯轿厢相对与参考位置的距离长度(位置变化量)对应的脉冲信号数量进行准确计数。

在实际应用中，电梯轿厢定位是为了保证电梯轿厢能准确平层。在具体电梯轿厢平层应用中，进一步包括一个存储器(在图中未示出)，所述存储器与与运算器22连接，计数器21对电梯轿厢从底楼开始到顶楼，电梯轿厢到达每层楼停止时，运算器22取出计数器21的当前计数数值，并记录到存储器中，以后运算器22用这些固定的数值检测电梯轿厢到达每层楼时是否平层。存储器可以设置在数据处理器2中，或者作为一个独立设备设置，并与数据处理器2中的运算器22连接。

同样在计算速率时，由于对于电梯轿厢的运行情况比较特殊，可以采用预先计算并在存储器中记录单个单位脉冲信号长度，然后根据转过单位脉冲长度(即脉冲信号的计数信息——计数数值变化1)所需的时间，即

只要计数器21中的计数信息变化1即可得到当前的电梯轿厢运行速率。

由于传动滑轮12与钢缆6是利用摩擦传动方式，会因打滑引起误差，为了监测并校正打滑误差，尤其是消除误差累积，需要对计数器21进行清零操作，采用当电梯轿厢到达某个参考位置时，对计数器21中的计数信息进行实时修正，以避免累积误差。

具体实施方式通过在参考位置设置参考位置检测器3来实现，图6提供了一种参考位置检测器的结构示意图。结合图1所示，所述参考位置检测器3包括，红外发射管31、红外接收管32、遮光隔板33，所述红外接收管32与数据处理器2的清零脉冲发生器24连接。将红外发射管31、红外接送管32相对固定设置，可以将遮光隔板33设置在电梯轿厢或钢缆6上，而将红外发射管31、红外接收管32安装在一个位置作为参考位置，所述参考位置可以是任意位置，优先地，采用当电梯轿厢在底层时，使得遮光隔板33刚好处于红外发射管31、红外接收管32之间。或者将上述遮光隔板33安装在平层位置，而与红外发射管31、红外接收管32安装在电梯轿厢或钢缆6上。当电梯运行到参考位置时，遮光隔板33置于红外发射管31、红外接收管32之间，使得红外接收管32没有接收到红外信号，驱动清零脉冲发生器24产生清零脉冲，将计数器21中记录的数值归零，计数器21从参考位置开始重新计数，从而消除原有误差，避免误差累积，从而增加测速定位的准确形。优选地，将参考位置检测器3的红外发射管31、红外接收管32固定安装在电梯系统顶部(这样离电梯机房近，便于安装维护)，在钢缆6上安装遮光隔板33，并使得电梯轿厢位于底层时，遮光隔板33位于红外发射管31、红外接收管32之间。由于遮光隔板33上没有任何电路，也不是活动部件，通过这种方式可以减少故障率，也便于维护。在下述实施例中，均是将遮光隔板33安装在钢缆上，为了简化描述，没有分别进行相应的说明。

实施方案一：

利用电梯系统的限速器钢缆62带动旋转编码器1的光栅编码盘11转动，并通过光栅传感器13采集脉冲信号，提供给数据处理器2实现测速定位，同时参考位置检测器3与数据处理器2连接，本方案安装方便，实施成本低廉。

图3提供了该方案的一种实施例示意图，在本实施例中。旋转编码器1安装在电梯系统的限速器钢缆62(即代替图2中的钢缆6)的任一位置，通过限速器钢缆62来驱动旋转编码器1的工作，旋转编码器1通过支架14固定在电梯系统的上，如电梯系统的支架或电梯井壁上。由于限速器钢缆62是由一根分别绕过电梯系统顶部的限速器7和设置电梯系统底部的张紧轮71，并将其两个端头分别固定在电梯轿厢8的超速应急制动控制机构上，在正常情况下，限速器7和张紧轮71均属于定滑轮，限速器钢缆62随电梯轿厢8同步运动，不承载电梯轿厢8的载荷，其张力恒定，不受电梯轿厢8载荷和运动状态的影响，因此保证了通过限速器钢缆62实现对电梯轿厢8的测速定位的准确性，减少了误差。安装时，将传动滑轮12压在限速器钢缆62上，并通过钢缆张紧轮5将限速器钢缆62进一步张紧，增大限速器钢缆62与传动滑轮12的压力，增加二者间的摩擦力，减少打滑，提高测速定位的准确性。

实施方案二：

在电梯系统中独立安装的同步钢缆61带动旋转编码器1的光栅编码盘11转动，并通过光栅传感器13采集脉冲信号，提供给数据处理器2实现测速定位，同时参考位置检测器3与数据处理器2连接。本实施方式不依附于原有电梯系统，独立性强，并且在电梯轿厢8的任何运动状态(包括正常状态和超速状态)都能准确进行测速定位。

图4提供了一种该实施方案的实施例，在电梯系统顶部水平固定安装两个钢缆顶张紧轮51，旋转编码器1安装在两个钢缆顶张紧轮51之间，并且钢缆顶张紧轮51和传动滑轮12在同一竖直平面内，优选地，钢缆顶张紧轮51和传动滑轮12轴心在同一水平面。对应地，在电梯系统底部，与钢缆顶张紧轮51和传动滑轮12的同一竖直平面内固定安装一个或安装两个钢缆底张紧轮52。同步钢缆61绕过钢缆底张紧轮52、钢缆顶张紧轮51以及传动滑轮12，并连接到电梯轿厢8，并随电梯轿厢8同步运动。同步钢缆61在两个钢缆顶张紧轮51的作用下，与传动滑轮12的摩擦力大，减少打滑现象的发生，提高测速定位的准确性。

实行方案三：

参照图5所示，将旋转编码器1中主体部分光栅编码盘12、光栅传感器13直接安装在限速器7的转动轴上，此时限速器7即作为传动滑轮12，光栅编码盘12与限速器7同步转动，并通过光栅传感器13采集脉冲信号，提供给数据处理器2。本实施方案结构简单。

在上述实施例中，传动滑轮12，钢缆张紧5，钢缆顶张紧轮51，钢缆底张紧轮52，限速器7，张紧轮71都是定滑轮结构，对绕过其的钢缆、同步钢缆或限速器钢缆都只起改变方向的作用，当然也包括对其进行张紧，增大钢缆、同步钢缆或限速钢缆与其的摩擦力。

上述实施例以电梯轿厢为例描述了对移动物体的测速、定位方法和系统，但是所述的移动物体并不局限于电梯轿厢，可以包括其他沿直线或曲线运动的物体。在所述的各个实施例中，相关结构并不局限于对应的实施例，还可以将各个实施例的相关部分进行互换、组合以形成新的实施例等，都属于本实用新型的保护范围。

当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，即使对各个步骤的执行顺序进行了改变，都属于本实用新型的保护范围。熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种移动物体的测速定位装置，其特征在于包括，数据处理器、旋转编码器、固定连接在移动物体上并与移动物体做同步运动的同步机构；所述同步机构沿运动方向上的形变量不受移动物体运动状态和载荷的影响；所述同步机构穿过旋转编码器并驱动旋转编码器同步转动；能根据所述旋转编码器的转动状态，并确定移动物体的速度和位置的数据处理器与所述旋转编码器连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述同步机构为刚性结构。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述移动物体为电梯轿厢，所述同步机构为钢缆，所述钢缆与电梯轿厢连接并与电梯轿厢同步运动；所述钢缆在电梯轿厢的运动方向上的形变量不受电梯轿厢运动状态和载荷的影响；

所述旋转编码器包括光栅编码盘、光栅传感器；所述钢缆驱动光栅编码盘同步转动，并在光栅传感器上产生脉冲信号；

所述数据处理设备包括计数器、时钟、运算器；所述光栅传感器和计数器连接，所述计数器、时钟与所述运算器连接；

所述计数器在电梯轿厢处于设定的参考位置开始对脉冲信号进行计数生成计数信息，运算器根据计数信息和时钟在对应时间产生的计时信息确定电梯轿厢的运动速率；根据计数器的计数信息确定电梯轿厢相对于参照位置的位置变化量。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述光栅传感器由沿光栅编码盘切向排列的两对红外传感器构成，并产生两对相位不同的脉冲信号；

所述数据处理设备进一步包括对两对脉冲信号进行鉴相确定光栅编码盘的转动方向的鉴相器，所述鉴相器连接在所述光栅传感器和计数器之间；

所述计数器为带方向的加减计数器。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述钢缆在电梯轿厢的运动方向上的张力恒定。

6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，进一步包括参考位置检测器，以及所述数据处理器进一步包括一个与所述参考位置检测器连接，并在所述参考位置检测器的驱动下产生清零脉冲的清零脉冲发生器，所述计数器与所述清零脉冲发生器连接，并在清零脉冲的驱动下将所述计数器中的计数信息清零。

7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述参考位置检测器包括，一对相对设置并成为一个整体的产生红外信号的红外发射管、接收红外信号的红外接收管，以及一个随电梯轿厢一起运动的遮光隔板，所述遮光隔板在电梯轿厢处于参考位置时刚好处于所述红外发射管、红外接收管之间，使所述红外接收管不能接收红外信号；所述红外接收管与所述清零脉冲发生器连接，当红外接收管没有接收到红外信号时，驱动清零脉冲发生器产生清零脉冲。

8.如权利要求3所述的装置，其特征在于，进一步包括一个记录电梯轿厢处于至少一个楼层时对应的脉冲信号数值的存储器，如果计数器中的当前计数信息等于存储器中的数值，则电梯轿厢到达所述楼层。

9.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述钢缆为电梯系统中，与电梯轿厢同步运动的限速器钢缆；

所述旋转编码器的光栅编码盘直接安装在限速器上，在限速器钢缆的驱动下与限速器同步转动；或，

所述旋转编码器进一步包括一个传动滑轮，所述光栅编码盘与所述传动滑轮同轴心固定连接，并能绕轴心同步转动，所述限速器钢缆绕过传动滑轮，通过传动滑轮驱动光栅编码盘转动。

10.如权利要求5所述的装置，其特征在于，进一步包括一条同步钢缆，所述旋转编码器进一步包括一个传动滑轮，所述光栅编码盘与所述传动滑轮同轴心固定连接，并能绕轴心同步转动；所述同步钢缆绕过分别设置在电梯系统顶部和底部的传动滑轮、张紧轮，并将两个端头固定连接到电梯轿厢上，形成闭合的环形结构。

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