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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Planung einer Modernisierung einer Aufzugsanlage.
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Alte Aufzugsanlagen werden nach mehreren Betriebsjahren, z.B. 20-40 Jahren, modernisiert. Insbesondere wird der alte Motor (im Folgenden „der erste Motor“) durch einen neuen effizienteren Motor (im Folgenden „der zweite Motor“) ersetzt. Auch die Kabine wird ersetzt oder die Kabine erhält zumindest ein zeitgemäßeres Aussehen.
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Die Gesamtarchitektur der Aufzugsanlage bleibt unberührt. Das bedeutet insbesondere, dass die Position der Schienen und die Position der Seile unberührt bleiben. Die Seile selbst werden durch neue ersetzt.
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In den meisten Fällen ist kein zweiter Motor verfügbar, dessen Außenform vollständig zur Außenform des ersten Motors passt. Die Installation des zweiten Motors birgt also immer das Risiko, dass der zweite Motor nicht in den verfügbaren Bauraum (nachfolgend „Motorbereich“ genannt) passt, was bei der Installation des neuen Motors zu Problemen vor Ort führt.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Probleme, die sich aus dem Austausch eines alten ersten Motors durch einen anderen neuen zweiten Motor ergeben, besser zu lösen. Die Erfindung wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst; Ausführungsformen sind Gegenstand der Teilansprüche.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine virtuelle Darstellung mit den realen Geräten ausgerichtet. Zum Ausrichten wird die Achse der Seile verwendet. Dazu werden innerhalb der Augmented-Reality-Vorrichtung virtuelle Achsen bereitgestellt, die mit der realen Seilachse in Ausrichtung gebracht werden. Durch die Ausrichtung der virtuellen Seilachse auf die reale Welt können die anderen virtuellen Darstellungen auf die reale Welt ausgerichtet werden. Die virtuelle Seilachse kann durch verschiedene Komponenten einer Antriebsanordnung definiert werden, insbesondere durch Scheiben, die klar definieren, in welcher Position sich die Seile befinden.
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Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert, die Figuren zeigen,:
- eine Seitenansicht einer Aufzugsanlage vor der Modernisierung;
- eine Seitenansicht der Aufzugsanlage von 1 während der Modernisierung;
- eine Seitenansicht einer Aufzugsanlage von 1 nach der Modernisierung;
- eine Augmented-Reality-Vorrichtung in einem ersten Planungsschritt;
- die Augmented-Reality-Vorrichtung von 4 in einem zweiten Planungsschritt;
- die Augmented-Reality-Vorrichtung von 4 in einem dritten Planungsschritt.
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1 zeigt eine Seitenansicht einer Aufzugsanlage 10. Die Aufzugsanlage 10 umfasst eine Kabine 11 und ein Gegengewicht 12, die in einem Schacht 14 angeordnet sind. Die Kabine 11 und das Gegengewicht 12 sind an einem Seil 13 aufgehängt. Das Seil 13 kann ein Stahlseil, ein Verbundgurt oder ein anderes geeignetes Seil sein. In einem Motorraum 20 befindet sich ein erster Motor 15, der das Seil 13 antreibt, so dass das Gegengewicht 12 und die Kabine 11 in dem Schacht 14 selektiv auf und ab bewegt werden. Das Seil 13 ist um eine Antriebsscheibe 16 und eine Umlenkscheibe 17 gewickelt. Die Kabine 11 und das Gegengewicht 12 werden von Rollen entlang von Schienen geführt, die in den Abbildungen nicht dargestellt sind.
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Das Seil 13 ist innerhalb des Schachts 14 entlang einer ersten Seilachse R1 und einer zweiten Seilachse R2 positioniert. Die erste Seilachse R1 ist definiert durch die Position der Treibscheibe 16, die Position der Kabine 11 in dem Schacht 14 und die Position einer ersten Seilbefestigung 18 in der Kabine 11. Die zweite Seilachse R2 ist definiert durch die Position der Umlenkrolle 17, die Position des Gegengewichts 12 im Schacht 14 und die Position einer zweiten Seilbefestigung 19 am Gegengewicht 12. Die beiden Seilachsen R1, R2 definieren eine Seilebene P.
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In einer Ausführungsform kann der Maschinenbereich 20 ein separater Maschinenraum insbesondere über dem Schacht oder ein beliebiger Bereich innerhalb des Schachts 14 sein, in dem der erste Motor 15 untergebracht ist. In einer Ausführungsform kann der Motorbereich 20 am Boden des Schachts 14 oder auf halbem Weg innerhalb des Schachts 14 angeordnet sein.
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Die Aufzugsanlage von 1 wurde im Laufe der Jahre etwas altmodisch. In einem Modernisierungsverfahren soll daher der bisherige erste Motor 15 durch einen neuen zweiten Motor 15n ersetzt werden. In den meisten Fällen hat der neue zweite Motor 15n Außenmaße, die sich von den Außenmaßen des alten ersten Motors 15n unterscheiden. In einer nachteiligen Ausführungsform des Modernisierungsverfahrens können Schwierigkeiten auftreten, wenn der neue zweite Motor 15n wie in dargestellt im Motorraum 20 platziert werden soll. Aufgrund der unterschiedlichen Außenabmessungen kann der neue Motor mit den räumlichen Begrenzungen 21 im Motorbereich 20 kollidieren. Aufgrund der Situation in 2 kann der neue zweite Motor 15n daher nicht ohne zusätzlichen Aufwand im Motorbereich platziert werden.
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Mit dem Begriff „räumliche Begrenzung werden insbesondere alle Arten von strukturellen Hindernissen im Motorraum zusammengefasst, die eine freie Anordnung des Motors im Motorraum verhindern könnten. Als Beispiel kann eine räumliche Begrenzung 21 ein geneigtes Dach 21a, ein Dachbalken 21b, beliebige Seitenwände 21c, 21d (einschließlich einer Schachtseitenwand), ein Pfosten oder ein anderes Hindernis innerhalb des Motorbereichs 20 oder eine Begrenzung des Motorbereichs 20 sein. In der Ausführungsform von 2 kollidiert der neue Motor mit dem geneigten Dach 21b, wenn dieser sich in der Position des alten Motors befindet.
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zeigt eine mögliche Lösung des in dargestellten Problems. Hier ist der zweite Motor 15n weiter links angeordnet als der erste Motor 15, was dazu führen kann, dass die Treibscheibe 16 nicht auf die ehemalige erste Seilachse R1 ausgerichtet ist. Daher ist zwischen der Treibscheibe 16 und der Kabine 11 eine Umlenkscheibe 17 vorgesehen, um das Seil 13 mit der ersten Seilachse R1 auszurichten.
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Das oben genannte Problem ist bereits bekannt. Konventionell kommt es vor, dass die Kollision zwischen dem neuen zweiten Motor 15n und den räumlichen Begrenzungen 21 erst erkannt wurde, als der neue zweite Motor 15n in Wirklichkeit in den Motorbereich gebracht wurde. Alternativ wurde der Motorbereich 20 in einem aufwändigen Verfahren gemessen und das Messergebnis mit dem Platzbedarf des zweiten Motors verglichen.
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zeigt ein Augmented-Reality-Gerät 1, hier einen Tablet-PC, der im weiteren Verlauf der Planung eingesetzt wird. Auf dem Markt gibt es jedoch eine Vielzahl anderer Augmented-Reality-Geräte, die im Rahmen dieser Erfindung eingesetzt werden können. Die Augmented-Reality-Vorrichtung 1 umfasst eine Anzeige 2, auf der ein virtuelles Objekt angezeigt werden kann. Zur Erfassung optischer Informationen über das Sichtfeld sind eine oder mehrere Kameras 3 (auf der Rückseite - nur in dargestellt) und optional ein IR-Sensor vorgesehen. Zusätzlich kann die Augmented-Reality-Vorrichtung 1 einen 3D-Scanner umfassen. Weiterhin umfasst die Augmented-Reality-Vorrichtung 1 einen integrierten Computer oder ist mit einem externen Computer verbunden.
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Die Augmented-Reality-Vorrichtung 1 kann wie in den Figuren ein Tablet-Computer sein, der über die Kamera auf der Rückseite Bilder der realen Welt aufnimmt. In einer weiteren Ausführungsform kann die Augmented-Reality-Vorrichtung 1 eine digitale Brille sein, z.B. von Microsoft unter dem Namen „Hololens“ angeboten. Hier kann der Benutzer durch das Display direkt in die reale Welt blicken. Durch die Anzeige wird das virtuelle Objekt in das Sichtfeld projiziert, wenn der Benutzer die reale Situation fokussiert.
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Im Allgemeinen wird die Augmented-Reality-Vorrichtung 1 so angepasst, dass die Anzeige 2 ein virtuelles Objekt anzeigen kann. Zusätzlich ist die Augmented-Reality-Vorrichtung 1 angepasst, um eine Darstellung der realen Welt zu präsentieren. Die Darstellung kann in einer Ausführungsform vorliegen, indem man einfach einen Blick auf die reale Realität durch z.B. eine Brille oder durch ein Head-up-Display erlaubt; das Head-up-Display oder die Brille kann die oben genannte Anzeige umfassen (z.B. wie in den Hololens). In einer weiteren Ausführungsform kann die Darstellung auch durch die Anzeige eines aufgezeichneten Bildes auf dem Display erfolgen, insbesondere eines Bildes, das gleichzeitig von der Kamera 3 aufgenommen wird. Insbesondere die Darstellung und das virtuelle Objekt befinden sich beide in einem gemeinsamen Sichtfeld des Benutzers.
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Dadurch entsteht eine Augmented-Reality-Situation, in der der Nutzer den Eindruck gewinnt, dass ein Objekt virtuell in den erfassten Bereich der Umgebung gebracht wird. Der erfasste Bereich ist insbesondere der Motorbereich 20; das virtuelle Objekt ist insbesondere eine virtuelle Darstellung 15nv des zweiten Motors 15n.
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In 4 wird die Augmented-Reality-Vorrichtung 1 in der Situation verwendet, wie in 3 dargestellt. Innerhalb der Augmented-Reality-Vorrichtung 1 existiert ein dreidimensionales Modell des Motorbereichs, das räumliche Informationen über die räumlichen Begrenzungen 20 umfasst. Ein digitales 3D-Modell der zumindest Teile oder Zubehörteile des zweiten Motors 15n wird in die Augmented-Reality-Vorrichtung 1 geladen und auf der Anzeige 2 als virtuelle Darstellung 15nv angezeigt. Die Position des virtuellen Motors 15nv ist jedoch zunächst beliebig, bezogen auf die gewünschte Position im Motorbereich 20.
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Das 3D-Modell 15nv umfasst zusätzliche Daten zum Aufbau einer virtuellen Treibscheibe 16nv. Die virtuelle Treibscheibe 16nv definiert eine erste virtuelle Seilachse Rav und eine zweite virtuelle Seilachse Rbv. Um die virtuelle Darstellung 15nv in der Augmented-Reality-Umgebung zu positionieren, wird eine erste virtuelle Seilachse Rav mit der ersten Seilachse R1 des alten Motors 15 ausgerichtet.
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Allerdings muss die virtuelle Darstellung 15nv keine sehr genaue und detaillierte sein. Für die Zwecke der Erfindung kann es ausreichend sein, dass die Position der Seilachse innerhalb der virtuellen Darstellung deutlich wird. So umfasst die virtuelle Darstellung in einer Minimalkonfiguration lediglich eine Anzeige der Position und Ausrichtung mindestens einer virtuellen Seilachse Rav oder Rbv.
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Diese Ausrichtung der virtuellen Seilachse kann automatisch erfolgen; hier bringt der Computer die erste virtuelle Seilachse Rav automatisch in Ausrichtung mit einer der Seilachsen R1, R2 des alten Motors 15; in einer optionalen Ausführungsform und bewegt damit auch den kompletten virtuellen neuen Motor. In einer anderen Ausführungsform oder zusätzlich kann ein Benutzer die erste virtuelle Seilachse Rav bewegen, bis sie mit einer der Seilachsen R1, R2 des alten Motors 15 ausgerichtet ist. In den Figuren ist die Ausrichtung lediglich als Verschiebung entlang einer Querbewegung dargestellt. Es ist zu verstehen, dass der virtuelle neue Motor auch in einer Drehbewegung gekippt werden kann, so dass eine virtuelle Seilebene der virtuellen Darstellung auf die Seilebene P des ersten Motors ausgerichtet ist.
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Um eine gute Darstellung auf dem Display ohne Ablenkung zu ermöglichen, wird der virtuelle Motor während des Ausrichtvorgangs möglicherweise nicht angezeigt; nur die virtuellen Seilachsen sind sichtbar, und die Maschine kann erscheinen, sobald sich die virtuellen Seilachsen in ihrer endgültigen Position befinden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform wird eine Mischung aus manueller und automatischer Ausrichtung durchgeführt. In einem ersten Ausrichtungsschritt gibt der Anwender eine Benutzereingabe ab, um das 3D-Modell 15nv virtuell auf dem Display grob zu positionieren. Anschließend übernimmt der Computer in einem zweiten Ausrichtungsschritt eine der virtuellen Seilachsen Rav, Rbv mit einer der realen Seilachsen R1, R2 und richtet diese automatisch aus. Während des automatischen / zweiten Ausrichtungsschritts berechnet der Computer mehrere Möglichkeiten, bei denen die der virtuellen Seilachse Rav, Rbv mit einer der realen Seilachsen R1, R2 ausgerichtet ist. Der Computer wählt dann die spezifische Möglichkeit aus, die der Position am nächsten liegt, die vom Benutzer im ersten Ausrichtungsschritt ausgewählt wurde.
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In einem ersten Versuch (siehe 5) tritt ein analoges Ergebnis wie in der Situation von 2 auf; hier tritt eine virtuelle Kollision zwischen der Wand 21c (als räumliche Begrenzung) und der virtuellen Darstellung 15nv auf, die auch hier eine virtuelle Silhouette des neuen Motors umfasst. Diese virtuelle Kollision ist ein deutlicher Hinweis darauf, dass der reale neue Motor 15n in der gewählten Ausrichtung nicht in den realen Motorbereich 20 passt.
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In einem zweiten Versuch (siehe ) tritt wie in der Situation von ein analoges Ergebnis auf; hier wird eine virtuelle Kollision vermieden. Dabei wird die zweite virtuelle Seilachse Rbv mit der zweiten Seilachse R2 des alten Motors 15 ausgerichtet. Dies kann auch automatisch oder manuell erfolgen. Zur korrekten Führung des Seils 13 ist eine virtuelle Umlenkscheibe 17nv vorgesehen, die wie in dargestellt mit der ersten Seilachse ausgerichtet ist.
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Nach und während des Ausrichtungsschrittes kann eine Abstandskontrolle durchgeführt werden. Der Abstand zu einer räumlichen Begrenzung kann entweder durch eine visuelle Inspektion der virtuellen Maschine 15nv in der realen Welt und die Suche nach Punkten, an denen die virtuelle Maschine mit der räumlichen Begrenzung kollidiert, überprüft werden. Der Abstand kann automatisch überprüft werden, um zu überprüfen, ob das dreidimensionale Modell in der ausgerichteten Position mit einer beliebigen räumlichen Begrenzung kollidiert, die zuvor abgetastet werden kann. Der Vorteil der automatischen Prüfung besteht darin, dass der Anwender nicht von allen Seiten prüfen muss, dass es keine Kollisionen gibt, die hart sein könnten, da die alte Maschine die freie Bewegung im Bereich verhindern könnte.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Augmented-Reality-Gerät
- 2
- Display
- 3
- Kameras
- 10
- Aufzugsanlagen
- 11
- Kabinen
- 12
- Gegengewicht
- 13
- Seil
- 14
- Schacht
- 15
- erster alter Motor
- 15n
- zweiter neuer Motor
- nv
- virtuelle Darstellung
- 15nv
- virtuelle Darstellung des zweiten Motors
- 16
- Treibscheiben
- 16nv
- virtuelle Darstellung der Treibscheibe
- 17
- Umlenkscheibe
- 17nv
- virtuelle Darstellung der Umlenkscheibe
- 20
- Motorbereich
- 21
- räumliche Grenzen
- 22
- Seil
- R1
- erste Seilachse
- R2
- zweite Seilachse
- P-
- Ebene definiert durch die erste und zweite Seilachse
- Rav
- erste virtuelle Seilachse
- Rbv
- zweite virtuelle Seilachse
- Pv-
- Ebene definiert durch die erste und zweite virtuelle Seilachse
