CN212245794U - 一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及建筑行业施工电梯自动控制领域，具体涉及一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置。本实用新型通过从所述施工电梯的地面参考点同时发送相同编码信息的超声波和激光；并于所述施工电梯的轿厢底部接收所述超声波和激光携带的编码信息，所述控制器记录接收到所述激光信号的时间t1以及接收到所述超声波信号的时间t2，并输出电梯轿厢的高度H。通过激光和超声波传输的时间差，来计算电梯和参考点的距离，进而达到电梯轿厢位置计算的目的，本实用新型的装置简单可靠，实施方便，设备成本低，且能得到精确的高度数据。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑行业施工电梯自动控制领域，特别是一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置。
背景技术
在电梯工程场景中，由于现场环境简陋没有商用电梯那套定位系统，基本是靠人工目视操作来完成楼层位置判断，随着自动化技改的需求越来越多，对电梯位置判断的需求越来越迫切。
商用电梯依靠每层楼安装的定为辅助装置，可以方便的定为，定位准确且成熟；但施工电梯在每层楼都去安装定位装置，不仅成本高，而且取点很不方便。
现在有基于无线电测距的方案.但由于通讯距离很近，电波速度极快，器件信号处理有固定有误差，导致测量数据误差很大误差在0.5米以上，在电梯环境不实用。进而需要提供一种安装简便，精确度高的定位装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术中的定位装置存在成本高以及误差大的问题，提供一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置。
一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置，包括控制器、超声波发送装置、激光发射装置、超声波接收装置以及激光接收装置；
所述超声波发送装置以及所述激光发射装置皆设置在地面参考点处，所述超声波接收装置以及所述激光接收装置设置在施工电梯轿厢处，所述地面参考点位于所述施工电梯运行下限处；
所述超声波发送装置发送带有编码信息的超声波信号，同时以及所述激光发射装置发送带有所述同时发送编码信息的激光信号相同的信号；所述超声波接收装置接收所述超声波信号，以及所述激光接收装置接收所述激光信号；
所述控制器和所述超声波发送装置、所述激光发射装置、所述超声波接收装置以及所述激光接收装置相连；
所述控制器记录接收到所述激光信号的时间t1以及接收到所述超声波信号的时间t2，根据Δt＝t2-t1输出时间差Δt，并根据公式H＝Δt×V，得到电梯轿厢的高度H，其中，
v1为超声波的传播速度，v2为激光的传播速度。本实用新型通过激光和超声波传输的时间差，来计算电梯和参考点的距离，从而达到电梯轿厢位置计算的目的，本实用新型的装置简单可靠，实施方便，设备成本低，且能得到精确的高度数据。
作为本实用新型的优选方案，还包括第二超声波发送装置、第二激光发射装置、第二超声波接收装置以及第二激光接收装置；
所述第二超声波发送装置、所述第二激光发射装置、所述第二超声波接收装置以及所述第二激光接收装置和所述控制器相连；
所述第二超声波发送装置以及所述第二激光发射装置设置在顶端参考点处，所述第二超声波接收装置以及所述第二激光接收装置设置在所述施工电梯轿厢处，所述顶端参考点位于所述施工电梯运行上限处；
所述第二超声波发送装置发送带有编码信息的第二超声波信号，同时所述第二激光发射装置发送带有所述编码信息的第二激光信号；所述第二超声波接收装置接收所述第二超声波信号，所述第二激光接收装置接收所述第二激光信号；
所述控制器记录接收到所述第二激光信号的时间t3以及接收到所述第二超声波信号的时间t4，根据Δt2＝t4-t3输出时间差Δt2，并根据公式H2＝L-Δt2×V，得到电梯轿厢的高度H2，其中L为所述顶端参考点到地面的高度。本实用新型通过增加一个参考点，采用两个参考点，即同时从电梯井的顶部和底部发送编码信息，相互弥补对方的盲区，避免了只设置一个参考点时，在电梯十分靠近参考点的时候，通讯时间小于了电路的反应时间，产生盲区，在盲区内，将无法准确判断激光通讯时间，采用两个参考点以达到全程定位避开盲区的作用。
作为本实用新型的优选方案，还包括一个温度模块，所述温度模块与所述控制器相连，用于检测实时温度，从而对超声波的传播速度v1进行修正。
作为本实用新型的优选方案，还包括一个显示模块，所述显示模块与所述控制器相连，用于显示当前楼层数；使电梯内的人员能更加迅速直观的获得楼层信息，极大的提高了本实用新型的实用性。
作为本实用新型的优选方案，所述显示模块采用LED显示屏。
作为本实用新型的优选方案，还包括一个通讯模块，所述通讯模块与所述控制器相连，用于向外部终端发送即时楼层数据，使外部管理人员能快速获得当前电梯的位置信息，极大的提高了本实用新型的实用性。
作为本实用新型的优选方案，所述通讯模块是蓝牙通讯或WiFi无线通信。
作为本实用新型的优选方案，所述控制器采用STM32F767IIT6单片机。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型通过激光和超声波传输的时间差，来计算电梯和参考点的距离，从而达到电梯轿厢位置计算的目的，本实用新型的装置简单可靠，实施方便，设备成本低，且能得到精确的高度数据。
2、本实用新型通过增加一个参考点，采用两个参考点，即同时从电梯井的顶部和底部发送编码信息，相互弥补对方的盲区，避免了只设置一个参考点时，在电梯十分靠近参考点的时候，通讯时间小于了电路的反应时间，产生盲区，在盲区内，将无法准确判断激光通讯时间，采用两个参考点以达到全程定位避开盲区的作用。
3、本实用新型通过增加温度模块，用于检测实时温度，从而对超声波的传播速度进行修正，进而提高本实用新型的精确度。
4、本实用新型通过增加显示模块，使电梯内的人员能更加迅速直观的获得楼层信息，极大的提高了本实用新型的实用性。
5、本实用新型通过增加通讯模块，使外部管理人员能快速获得当前电梯的位置信息，极大的提高了本实用新型的实用性。
附图说明
图1是本实用新型实施例1所述的一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置的结构示意图。
图2是本实用新型实施例1所述的一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置的差动比例电路示意图。
图3是本实用新型实施例2所述的一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1所示，一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置，包括控制器、超声波发送装置、激光发射装置、超声波接收装置以及激光接收装置。所述控制器和所述超声波发送装置、所述激光发射装置、所述超声波接收装置以及所述激光接收装置相连；所述超声波发送装置以及所述激光发射装置设置在所述施工电梯的地面参考点；所述超声波接收装置以及所述激光接收装置设置在所述施工电梯的轿厢底部，所述地面参考点位于所述施工电梯运行下限处。
所述超声波发送装置以及所述激光发射装置同时发送编码信息相同的信号；所述超声波接收装置以及所述激光接收装置接收所述信号，所述控制器记录接收到所述激光信号的时间t1以及接收到所述超声波信号的时间t2，并将接收编码信息相同的信号的时间差Δt发送至所述控制器，所述控制器接收接收时间差Δt并输出电梯实时高度H。由于激光传递速度v2(30万千米每/秒)和声波传递速度v1(0.34千米/秒)有很大差异，所以可以根据公式H＝Δt×V在控制器很容易的计算出发送点和接收点的距离H，即电梯轿厢的高度H，其中，
如图2所示，所述控制器包括一个差动比例电路，所述输入A处输入t1，所述输入B处输入t2，同时调整所述
的值，使其等于参数V，根据
以及H＝V*(t2-t1)则可另输出C输出电梯轿厢的高度H。
同时，由于电波速度非常快，所以在精度要求不高时，可以忽略电波传递时间，近似的处理为：
这样可以减少计算量，并减低硬件成本。
实施例2
如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例采用了两个参考点，额外设置了第二超声波发送装置、第二激光发射装置、第二超声波接收装置以及第二激光接收装置。所述第二超声波发送装置、所述第二激光发射装置、所述第二超声波接收装置以及所述第二激光接收装置和所述控制器相连；顶端参考点位于所述施工电梯运行上限处。
所述控制器记录接收到所述激光信号的时间t3以及接收到所述超声波信号的时间t4，得到两者的时间差Δt2，并根据公式L＝Δt2×V，得到电梯距离顶端参考点的实时距离L，用顶端参考点的高度减去L即为此时电梯的实时高度H2。
额外设置的所述第二超声波发送装置以及所述第二激光发射装置设置在所述电梯井的顶部，其对应的所述第二超声波接收装置以及所述第二激光接收装置设置在所述施工电梯轿厢的顶部。当轿厢接近顶端参考点的时候，此时采用设置在地面的参考点；当轿厢接近地面参考点的时候，此时采用设置在顶端参考点的参考点；以此来避免电梯十分靠近参考点的时候，通讯时间小于了电路的反应时间，产生盲区。其中，所述控制器还包括两个差动电路，用于计算此时电梯的实时高度H2。
实施例3
本实施例与实施例1或实施例2的区别在于，本实施例在基于实施例1或实施例2的基础上增添了温度模块。
所述温度模块用于实时监测环境温度，并将所述环境温度发送至所述控制器，由所述控制器根据v1＝331+0.6T(m/s)调整v1的值。所述电阻R4为可变电阻器，所述通过调整电阻R4的阻值来对所述参数V进行修正。
实施例4
本实施例与实施例3的区别在于，本实施例在基于实施例4的基础上增添了显示模块以及通讯模块。
所述显示模块采用LED显示屏，用于即时显示当前楼层信息，方便电梯内人员快速确定当前位置；所述通讯模块采用蓝牙通讯或WiFi通讯，使外部管理人员能即时获取当前电梯的位置信息，增强了本实用新型的实用性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置，其特征在于：包括控制器、超声波发送装置、激光发射装置、超声波接收装置以及激光接收装置；
所述超声波发送装置以及所述激光发射装置设置在地面参考点处，所述超声波接收装置以及所述激光接收装置皆设置在施工电梯轿厢处，所述地面参考点位于所述施工电梯运行下限处；
所述超声波发送装置发送带有编码信息的超声波信号，同时所述激光发射装置发送带有所述编码信息的激光信号；所述超声波接收装置接收所述超声波信号，所述激光接收装置接收所述激光信号；
所述控制器和所述超声波发送装置、所述激光发射装置、所述超声波接收装置以及所述激光接收装置相连；
所述控制器记录接收到所述激光信号的时间t1以及接收到所述超声波信号的时间t2，根据Δt＝t2-t1输出时间差Δt，并根据公式H＝Δt×V，得到电梯轿厢的高度H，其中，
v1为超声波的传播速度，v2为激光的传播速度。
2.根据权利要求1所述的一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置，其特征在于：还包括第二超声波发送装置、第二激光发射装置、第二超声波接收装置以及第二激光接收装置；
所述第二超声波发送装置、所述第二激光发射装置、所述第二超声波接收装置以及所述第二激光接收装置和所述控制器相连；
所述第二超声波发送装置以及所述第二激光发射装置设置在顶端参考点处，所述第二超声波接收装置以及所述第二激光接收装置设置在所述施工电梯轿厢处，所述顶端参考点位于所述施工电梯运行上限处；
所述第二超声波发送装置发送带有编码信息的第二超声波信号，同时所述第二激光发射装置发送带有所述编码信息的第二激光信号；所述第二超声波接收装置接收所述第二超声波信号，所述第二激光接收装置接收所述第二激光信号；
所述控制器记录接收到所述第二激光信号的时间t3以及接收到所述第二超声波信号的时间t4，根据Δt2＝t4-t3输出时间差Δt2，并根据公式H2＝L-Δt2×V，得到电梯轿厢的高度H2，其中L为所述顶端参考点到地面的高度。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置，其特征在于：还包括一个温度模块，所述温度模块与所述控制器相连，用于检测实时温度，从而对超声波的传播速度进行修正。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置，其特征在于：还包括一个显示模块，所述显示模块与所述控制器相连，用于显示当前楼层数。
5.根据权利要求4所述的一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置，其特征在于：所述显示模块采用LED显示屏。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置，其特征在于：还包括一个通讯模块，所述通讯模块与所述控制器相连，用于向外部终端发送即时楼层数据。
7.根据权利要求6所述的一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置，其特征在于：所述通讯模块是蓝牙通讯或WiFi无线通信。
8.根据权利要求1或2所述的一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置，其特征在于：所述控制器采用STM32F767IIT6单片机。
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| CN202020839445.XU CN212245794U (zh) | 2020-05-19 | 2020-05-19 | 一种基于超声波和激光组合的施工电梯楼层定位装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114348810A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-04-15 | 日立楼宇技术（广州）有限公司 | 一种识别电梯厅外楼层的方法、系统、装置及存储介质 |
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2020
- 2020-05-19 CN CN202020839445.XU patent/CN212245794U/zh active Active
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| CN114348810B (zh) * | 2021-12-06 | 2023-09-26 | 日立楼宇技术（广州）有限公司 | 一种识别电梯厅外楼层的方法、系统、装置及存储介质 |
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