EP4658596A1 - Messsystem zur erfassung der absoluten position einer aufzugskabine in einem aufzugsschacht - Google Patents

Messsystem zur erfassung der absoluten position einer aufzugskabine in einem aufzugsschacht

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Publication number
EP4658596A1
EP4658596A1 EP24701695.9A EP24701695A EP4658596A1 EP 4658596 A1 EP4658596 A1 EP 4658596A1 EP 24701695 A EP24701695 A EP 24701695A EP 4658596 A1 EP4658596 A1 EP 4658596A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
measuring system
tape
elevator
optical sensor
optical element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24701695.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bertrand CARLIER
Eric Birrer
Michail CHATZIMICHAILIDIS
Vanessa LANG
Rainer KRIESCH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inventio AG
Original Assignee
Inventio AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inventio AG filed Critical Inventio AG
Publication of EP4658596A1 publication Critical patent/EP4658596A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
    • B66B1/00—Control systems of elevators in general
    • B66B1/34—Details, e.g. call counting devices, data transmission from car to control system, devices giving information to the control system
    • B66B1/3492—Position or motion detectors or driving means for the detector

Definitions

  • Measuring system for detecting the absolute position of an elevator car in an elevator shaft
  • the invention relates to a measuring system for detecting the absolute position of an elevator car in an elevator shaft.
  • the absolute position of the elevator car can be determined using a magnetized tape arranged in the elevator shaft, which is provided with absolute position information.
  • This absolute position information is continuously read out by sensor electronics.
  • the magnetization of the tape consists, for example, of a defined sequence of magnetic north and south poles that form a binary code.
  • This binary code can be evaluated using Hall sensors or MR sensors in order to provide the desired position information.
  • EP 1412274 B1 discloses an elevator system with a measuring system for determining the absolute car position.
  • This elevator system has a length measuring system for determining a car position of an elevator car that can be moved along at least one guide rail.
  • This length measuring system includes a code mark pattern attached parallel to the direction of travel next to the elevator car, a code reading device attached to the elevator car for contactless scanning of the code mark pattern and an evaluation unit for evaluating scanned code patterns.
  • n consecutive code marks of the code mark pattern form a code word. Code words in an n-digit pseudo-random sequence of different code words are clearly arranged. The code words form a single-track code mark pattern.
  • a scanned code word represents an absolute cabin position.
  • the code mark pattern is coded in Manchester coding, so that a code mark change takes place after every second code mark at the latest.
  • the code reading device has at least two sensors that are offset by half a code length mark in the direction of travel, so that a first sensor generates a scanning signal when a code mark change is detected, which can be used to control a second sensor for detecting the code word.
  • the object of the invention is to provide a measuring system for detecting the absolute position of an elevator car in an elevator shaft, in which the sensitivity of the sensor used to read the code on the tape is reduced with respect to contamination of the tape and also with respect to damage to the code on the tape.
  • Patent claims 13 to 15 relate to an elevator system which has such a measuring system.
  • a measuring system with the features specified in claim 1 has the following components:
  • optical element designed to image a longitudinal section of the strip onto the linear optical sensor, wherein the optical element is aspherical, in order to image the strip in its longitudinal direction in a spatially resolved manner onto the linear optical sensor, and in order to image at least two partial regions of the strip located at the same longitudinal position of the strip and spaced apart from one another in the transverse direction in an overlapping manner onto the linear optical sensor.
  • bars of the barcode which are also referred to as barcode elements, run in the transverse direction of the tape, and the optical element is configured to image transversely spaced partial areas of an imaged barcode in an overlapping manner onto the linear optical sensor.
  • the tape is designed to be mounted vertically in the elevator shaft in its longitudinal direction. This makes it possible to determine the absolute (vertical) position of the elevator car in the elevator shaft by means of a barcode read from the tape during movement of an elevator car in the elevator shaft by means of a
  • the bars of the barcode preferably extend horizontally.
  • the barcode elements form a barcode encoding a vertical position along the tape.
  • the barcode can be formed analogously to the code mark pattern known from EP 1412274 B1, whereby, for example, the south poles described in EP 1412274 B1 are shown as black bars and the north poles as white areas.
  • the carrier material for the tape can be, for example, a metal, a textile tape or even a PET tape based on polyester or polypropylene.
  • Such tapes are described, for example, in US 4,750,592 A or US 4,433,756 A.
  • the optical element is aspherical and is intended to focus at least two points of the strip located at the same longitudinal position of the strip and spaced apart from one another in the transverse direction onto the same sensor pixel of the linear optical sensor.
  • the linear optical sensor can in particular have a resolution of a plurality of pixels in the longitudinal direction and of one pixel in the transverse direction.
  • the optical element is a lens
  • the lens comprises two differently focusing partial lenses.
  • a first partial lens can be arranged to image a first of the partial areas of the band onto the linear optical sensor and a second partial lens can be arranged to image a second of the partial areas of the band onto the linear optical sensor in an overlapping manner with the first partial area.
  • the lens is molded in one piece.
  • the lens is aspherical but symmetrical with respect to a plane of symmetry running in the longitudinal direction of the strip and perpendicular to a surface of the strip and optionally also symmetrical with respect to a further plane of symmetry running in the transverse direction of the strip and perpendicular to a surface of the strip.
  • the optical element images the tape more sharply in the longitudinal direction than in the transverse direction onto the linear optical sensor.
  • the spatial resolution of the read barcode is increased more in the longitudinal direction of the tape than in the transverse direction of the tape. This also increases the reading reliability of the read code.
  • the optical element is rigidly connected to the linear optical sensor to form a sensor unit. This reduces the space required by the sensor unit.
  • the sensor unit is movable relative to the belt in the longitudinal direction.
  • the measuring system has a housing which has a slot on each of two opposite sides of the housing for guiding the tape through the housing.
  • a reading area of the tape located between the two slots can be guided through an interior of the housing.
  • the sensor unit can be arranged inside the housing in order to image the longitudinal section of the tape located inside the housing.
  • the housing and the tape can be movable relative to one another in the longitudinal direction, and the optical element and the linear optical sensor can be fixedly mounted in the housing.
  • the belt is fixed vertically in an elevator shaft.
  • the linear optical sensor and the optical element are fixed to a passenger car of the elevator system.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the measuring system of an elevator installation, which is designed to detect the absolute position of an elevator car not shown in Figure 1, and
  • FIG. 2 shows an embodiment of an elevator system which has such a measuring system.
  • Figure 1 shows an embodiment of the measuring system of an elevator system.
  • This measuring system is designed to detect the absolute position of an elevator car, not shown in Figure 1.
  • the measuring system shown in Figure 1 includes a tape 1 encoded with a barcode, which has barcode elements 2.
  • This tape is intended to be mounted vertically in its longitudinal direction 15 in an elevator shaft.
  • the barcode elements 2 form a barcode encoding a vertical position along the tape.
  • Figure 1 also shows a first reading area 3, a second reading area 4 and a tape center line 5. In the dotted areas above and below the center line 5, further barcode elements are provided on the tape.
  • the measuring system shown in Figure 1 also has an optical element 6, 7, 8 and a linear optical sensor 9.
  • the optical element 6, 7, 8 is a special lens which is designed to image a longitudinal section of the coded tape in a spatially resolved manner onto the linear sensor 9 and to image at least two at the same longitudinal position of the tape located and spaced apart from each other in the transverse direction 16 are to be imaged in an overlapping manner on the linear optical sensor 9.
  • the linear optical sensor 9 is a 1-D CMOS sensor.
  • the optical element 6, 7, 8 is attached to a circuit board 10 using fastening means 11 and 12.
  • the linear sensor 9 is also attached to the circuit board 10 using fastening means 13.
  • the reference number 14 designates the width of the strip 1, the reference number 15 the longitudinal direction of the strip and the reference number 16 the transverse direction of the strip.
  • the barcode-encoded tape 1 is, for example, attached to a guide rail running in the vertical direction 15, which in turn is arranged on a wall in the elevator shaft of the elevator system.
  • an elevator car attached to support means moves up or down the elevator shaft to let passengers get in or out at stopping positions on the floors of the elevator shaft.
  • the elevator system has the measuring system for detecting the absolute position of the elevator car.
  • the optical element 6, 7, 8 and the linear optical sensor 9 are attached to an outside of the elevator car.
  • the circuit board 10 is attached to the components 6, 7, 8 and 9 on a carrier which is firmly connected to the elevator car and is transported up and down in the elevator shaft together with the elevator car.
  • the above-mentioned components are moved past in the immediate vicinity of the coded tape 1 permanently mounted in the elevator shaft, so that during this movement of the elevator car, the absolute position of the elevator car can be continuously determined.
  • the barcode on the tape is read and the desired absolute position of the elevator car is determined from this.
  • the aspherically designed special lens 6 is aligned in such a way that two different reading areas 3 and 4 are formed on the barcode present on the tape 1. Each of these two reading areas is designed to detect a part of the same barcode.
  • the above-mentioned alignment of the special lens 6 is illustrated in Figure 1 by different parts 7 and 8 of the special lens, with the first part 7 of the special lens 6 being shown in Figure 1 slightly offset in the direction of the tape 1 and the second part 8 of the special lens 6 being shown slightly offset in a direction away from the tape 1.
  • the barcode signals read in the two reading areas 3 and 4 which correspond to two points on the tape located at the same longitudinal position of the tape and spaced apart from each other in the transverse direction, are focused on the same sensor pixel of the linear optical sensor 9.
  • the read barcode is widened compared to the prior art.
  • the sensitivity of the linear sensor 9 to contamination of the coded tape and also to damage to the code on the coded tape is reduced. This leads to a more reliable determination of the position of the elevator car in the elevator shaft and also enables, for example, an improved reaction when safety-relevant problems occur in the elevator shaft, for example when the elevator car passes an upper or lower stop position in the elevator shaft.
  • the use of the special lens 6, which has two interconnected, differently focusing partial lenses 7 and 8, made it possible to divide a barcode on the tape into two different reading areas and to map the barcode signals determined in these different reading areas onto one another by means of a linear sensor 9.
  • This special lens 6, which consists of two differently focusing partial lenses 7 and 8, can be a component that is cast in one piece.
  • said special lens 6 is symmetrical with respect to a plane of symmetry extending in the longitudinal direction of the strip and perpendicular to a surface of the strip.
  • the special lens images the tape onto the linear optical sensor 9 more sharply in the longitudinal direction 15 than in the transverse direction 16. This corresponds to an improved spatial resolution of the read barcode in the longitudinal direction of the tape. This in turn improves the reading reliability of the barcode and enables an increase in the accuracy with which an elevator car can be stopped at a desired height position.
  • This superimposed image of the barcode signals read in the three or more reading areas results in a greater widening of the read barcode compared to the state of the art.
  • This greater widening of the read barcodes and the image of the wider barcode on the linear sensor further reduces the sensitivity of the linear sensor to contamination of the coded tape and also to damage to the code on the coded tape.
  • a further embodiment of the invention consists in rigidly connecting the optical element 6, 7, 8 to the linear optical sensor 9 to form a sensor unit. This reduces the space required by the sensor unit, which can be moved together with the elevator car in the elevator shaft relative to the belt.
  • the measuring system has a housing 17 which has a slot 18 and 19 on two opposite sides of the housing for passing the tape 1 through the housing, wherein the housing 17 and the tape 1 are movable relative to one another in the longitudinal direction 15 of the tape and wherein the optical element 6, 7, 8 and the linear optical sensor 9 are fixedly mounted in the housing 17.
  • the tape 1 is fixed vertically in an elevator shaft 21.
  • This facilitates the reading of a barcode from the tape 1 using a measuring system which is fastened in the housing 17 on an outside of a moving elevator car 20 and increases the recognition reliability of the read barcode. This in turn increases the accuracy of the detection of the absolute position of the elevator car 20 in the elevator shaft 21.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Indicating And Signalling Devices For Elevators (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messsystem zur Erfassung der absoluten Position einer Aufzugskabine in einem Aufzugsschacht. Dieses Messsystem weist auf: - ein Band mit einer Längsrichtung und einer quer zur Längsrichtung verlaufenden Querrichtung, wobei das Band in Querrichtung verlaufende Barcode-Elemente aufweist, - einen linearen optischen Sensor, und - ein optisches Element, welches dazu eingerichtet ist, um einen Längsabschnitt des Bandes auf den linearen optischen Sensor abzubilden, wobei das optische Element asphärisch ist, um das Band in seiner Längsrichtung ortsaufgelöst auf den linearen optischen Sensor abzubilden, und um mindestens zwei auf gleicher Längsposition des Bandes befindliche und voneinander in Querrichtung beabstandete Teilbereiche des Bandes einander überlappend auf den linearen optischen Sensor abzubilden. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Aufzugsanlage, die ein derartiges Messsystem aufweist.

Description

Messsystem zur Erfassung der absoluten Position einer Aufzugskabine in einem Aufzugsschacht
Die Erfindung betrifft ein Messsystem zur Erfassung der absoluten Position einer Aufzugskabine in einem Aufzugsschacht.
Bei Aufzugsanlagen besteht die Notwendigkeit, die absolute Position einer Aufzugskabine exakt zu erfassen, um eine gewünschte Position der Aufzugskabine im Aufzugsschacht genau anfahren zu können und um gegebene Sicherheitsanforderungen erfüllen zu können. Beispielsweise muss sichergestellt sein, dass die Aufzugskabine das oberste und unterste Stockwerk eines Gebäudes nicht überfahren kann, und/oder dass eine vorgegebene Höchstgeschwindigkeit der Aufzugskabine nicht überschritten wird.
Bei derartigen Aufzugsanlagen kann die absolute Position der Aufzugskabine unter Verwendung eines im Aufzugsschacht angeordneten magnetisierten Bandes ermittelt werden, welches mit einer absoluten Positionsinformation versehen ist. Diese absolute Positionsinformation wird von einer Sensorelektronik kontinuierlich ausgelesen. Die Magnetisierung des Bandes besteht beispielsweise aus einer definierten Abfolge von magnetischen Nord- und Südpolen, die einen Binärcode bilden. Dieser Binärcode kann unter Verwendung von Hallsensoren oder MR-Sensoren ausgewertet werden, um eine jeweils gewünschte Positionsinformation bereitzustellen.
Aus der EP 1412274 B1 ist eine Aufzugsanlage mit einem Messsystem zur Ermittlung der absoluten Kabinenposition bekannt. Diese Aufzugsanlage weist ein Längenmesssystem zur Ermittlung einer Kabinenposition einer entlang mindestens einer Führungsschiene verfahrbaren Aufzugskabine auf. Bei diesem Längenmesssystem sind ein parallel zur Verfahrrichtung neben der Aufzugskabine angebrachtes Codemarkenmuster, eine an der Aufzugskabine angebrachte Codelesevorrichtung zum berührungslosen Abtasten des Codemarkenmusters und eine Auswerteeinheit zum Auswerten abgetasteter Codemuster vorgesehen. Dabei bilden n aufeinanderfolgende Codemarken des Codemarkenmusters ein Codewort. Codewörter in einer n-stelligen Pseudozufallsfolge verschiedener Codewörter sind eindeutig angeordnet. Die Codewörter bilden ein einspuriges Codemarkenmuster. Ein abgetastetes Codewort stellt eine absolute Kabinenposition dar. Das Codemarkenmuster ist in Manchester-Codierung codiert, so dass spätestens nach jeder zweiten Codemarke ein Codemarkenwechsel stattfindet. Die Codelesevorrichtung verfügt über mindestens zwei Sensoren, die in Verfahrrichtung um eine halbe Codelängenmarke versetzt angeordnet sind, so dass ein erster Sensor bei Detektion eines Codemarkenwechsels ein Abtastsignal erzeugt, mit dem ein zweiter Sensor für das Erfassen des Codeworts ansteuerbar ist.
Des Weiteren ist es bereits bekannt, einen 1 -D CMOS Sensor zur Erkennung von Barcodemustern zu verwenden. Ein in der Praxis auftretendes Problem besteht darin, dass der genannte Sensor beim Lesen des Barcodebildes ein großes Verhältnis von Höhe (2800 pm) zu Breite (62 pm) aufweist. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass beim Lesen des Barcodes nur ein sehr kleiner Bereich der Breite des Barcodes erfasst wird. Dies hat zur Folge, dass der Sensor sehr empfindlich ist gegenüber einer Verschmutzung oder einer Beschädigung des Codes.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Messsystem zur Erfassung der absoluten Position einer Aufzugskabine in einem Aufzugsschacht anzugeben, bei welchem die Empfindlichkeit des zum Lesen des Codes auf dem Band verwendeten Sensors gegenüber einer Verschmutzung des Bandes und auch gegenüber einer Beschädigung des Codes auf dem Band reduziert ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Messsystem mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen 2 bis 12 angegeben. Die Patentansprüche 13 bis 15 haben eine Aufzugsanlage zum Gegenstand, die ein solches Messsystem aufweist.
Ein Messsystem mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen weist folgende Bauteile auf:
- ein Band mit einer Längsrichtung und einer quer zur Längsrichtung verlaufenden Querrichtung, wobei das Band in Querrichtung verlaufende Barcode-Elemente aufweist,
- einen linearen optischen Sensor und
- ein optisches Element, wobei das optische Element dazu eingerichtet ist, um einen Längsabschnitt des Bandes auf den linearen optischen Sensor abzubilden, wobei das optische Element asphärisch ist, um das Band in seiner Längsrichtung ortsaufgelöst auf den linearen optischen Sensor abzubilden, und um mindestens zwei auf gleicher Längsposition des Bandes befindliche und voneinander in Querrichtung beabstandete Teilbereiche des Bandes einander überlappend auf den linearen optischen Sensor abzubilden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verlaufen Striche des Barcodes, welche auch als Barcode-Elemente bezeichnet werden, in Querrichtung des Bandes, und das optische Element ist eingerichtet, um in Querrichtung beabstandete Teilbereiche eines abgebildeten Striches des Barcodes einander überlappend auf den linearen optischen Sensor abzubilden.
Mittels eines derartigen Messsystems wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass beim Lesen eines Barcodes auf dem Band mehrere unterschiedliche, auf derselben Längsposition des Bandes befindliche Lesebereiche des Barcodes erfasst werden können und in einander überlagerter Form auf dem linearen optischen Sensor abgebildet werden können. Dadurch wird eine Verbreiterung des gelesenen Bereichs des Codes erreicht. Durch diese Verbreiterung wird die Empfindlichkeit des optischen Sensors gegenüber einer Verschmutzung des codierten Bandes und auch gegenüber einer Beschädigung des Codes auf dem codierten Band verringert.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Band dazu vorgesehen, um in seiner Längsrichtung vertikal im Aufzugsschacht angebracht zu werden. Dies ermöglicht es, einen vom Band abgelesenen Barcode während einer Bewegung einer im Aufzugsschacht bewegten Aufzugskabine eine Ermittlung der absoluten (vertikalen) Position der Aufzugskabine im Aufzugsschacht mittels einer an der Aufzugskabine angebrachten Sensorvorrichtung durchzuführen. Vorzugsweise erstrecken sich die Striche des Barcodes in horizontaler Richtung.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bilden die Barcode-Elemente einen eine Vertikalposition entlang des Bandes codierenden Barcode.
Der Barcode kann analog zu dem aus der EP 1412274 B1 bekannten Codemarkenmuster gebildet werden, wobei beispielsweise die in EP 1412274 B1 beschriebenen Südpole als schwarze Balken und die Nordpole als weisse Flächen abgebildet werden.
Als Trägermaterial für das Band kann beispielsweise ein Metall, ein textiles Band oder auch ein PET-Band basierend auf Polyester oder Polypropylen verwendet werden. Derartige Bänder sind beispielsweise in US 4,750,592 A oder US 4,433,756 A beschrieben.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das optische Element asphärisch ausgebildet und dazu vorgesehen, mindestens zwei auf derselben Längsposition des Bandes befindliche und voneinander in Querrichtung beabstandete Punkte des Bandes auf den gleichen Sensorpixel des linearen optischen Sensors zu fokussieren. Der lineare optische Sensor kann insbesondere eine Auflösung von einer Vielzahl von Pixeln in Längsrichtung und von einem Pixel in Querrichtung haben.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das optische Element eine Linse.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Linse zwei unterschiedlich fokussierende Teillinsen. Beispielsweise kann eine erste Teillinse angeordnet sein, um einen ersten der Teilbereiche des Bandes auf den linearen optischen Sensor abzubilden und eine zweite Teillinse angeordnet sein, um einen zweiten der Teilbereiche des Bandes überlappend mit dem ersten Teilbereich auf den linearen optischen Sensor abzubilden. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Linse einstückig gegossen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Linse zwar asphärisch, aber symmetrisch in Bezug auf eine in Längsrichtung des Bandes verlaufende und zu einer Oberfläche des Bandes senkrecht stehende Symmetrieebene und optional auch symmetrisch in Bezug auf eine in Querrichtung des Bandes verlaufende und zu einer Oberfläche des Bandes senkrecht stehende weitere Symmetrieebene.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bildet das optische Element das Band in Längsrichtung schärfer als in Querrichtung auf den linearen optischen Sensor ab. Dadurch wird die Ortsauflösung des gelesenen Barcodes in Längsrichtung des Bandes mehr als in Querrichtung des Bandes erhöht. Dies erhöht auch die Lesesicherheit des gelesenen Codes.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das optische Element mit dem linearen optischen Sensor starr zu einer Sensoreinheit verbunden. Dies reduziert den Platzbedarf der Sensoreinheit.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Sensoreinheit relativ zu dem Band in Längsrichtung bewegbar.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Messsystem ein Gehäuse auf, welches an zwei einander gegenüberliegenden Gehäuseseiten je einen Schlitz zum Durchführen des Bandes durch das Gehäuse aufweist. Auf diese Weise kann beispielsweise ein zwischen den beiden Schlitzen befindlicher Lesebereich des Bandes durch ein Inneres des Gehäuses geführt werden. Die Sensoreinheit kann im Inneren des Gehäuses angeordnet sein, um den im Inneren des Gehäuses befindlichen Längsabschnitt des Bandes abzubilden. Weiter kann das Gehäuse und das Band relativ zueinander in Längsrichtung bewegbar sein, und das optische Element und der lineare optische Sensor in dem Gehäuse fest angebracht sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Band vertikal in einem Aufzugsschacht fixiert. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind der lineare optische Sensor und das optische Element an einer Fahrgastkabine der Aufzugsanlage fixiert.
Die vorstehend genannten Ausführungsformen der Erfindung können sowohl einzeln als auch -sofern sie sich gegenseitig nicht ausschließen- gemeinsam verwendet werden.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt:
- Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für das Messsystem einer Aufzugsanlage, welches zur Erfassung der absoluten Position einer in der Figur 1 nicht dargestellten Aufzugskabine ausgebildet ist, und
- Figur 2 ein Ausführungsbeispiel für eine Aufzugsanlage, welche ein derartiges Messsystem aufweist.
Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für das Messsystem einer Aufzugsanlage. Dieses Messsystem ist zur Erfassung der absoluten Position einer in der Figur 1 nicht dargestellten Aufzugskabine ausgebildet. Zu dem in der Figur 1 gezeigten Messsystem gehören ein mit einem Barcode codiertes Band 1 , welches Barcode-Elemente 2 aufweist. Dieses Band ist dazu vorgesehen, um in seiner Längsrichtung 15 vertikal in einem Aufzugsschacht angebracht zu werden. Die Barcode-Elemente 2 bilden einen eine Vertikalposition entlang des Bandes codierenden Barcode. Des Weiteren sind in der Figur 1 ein erster Lesebereich 3, ein zweiter Lesebereich 4 und eine Bandmittellinie 5 veranschaulicht. In den punktierten Bereichen oberhalb und unterhalb der Mittellinie 5 sind auf dem Band weitere Barcode-Elemente vorgesehen. Ferner weist das in der Figur 1 gezeigte Messsystem ein optisches Element 6, 7, 8 und einen linearen optischen Sensor 9 auf. Das optische Element 6, 7, 8 ist eine Speziallinse, die dazu eingerichtet ist, um einen Längsabschnitt des codierten Bandes ortsaufgelöst auf den linearen Sensor 9 abzubilden und um mindestens zwei auf gleicher Längsposition des Bandes befindliche und voneinander in Querrichtung 16 beabstandete Lesebereiche des Bandes einander überlappend auf den linearen optischen Sensor 9 abzubilden. Bei dem linearen optischen Sensor 9 handelt es sich beim gezeigten Ausführungsbeispiel um einen 1 -D-CMOS Sensor.
Das optische Element 6, 7, 8 ist unter Verwendung von Befestigungsmitteln 11 und 12 auf einer Leiterplatte 10 befestigt. Der lineare Sensor 9 ist unter Verwendung von Befestigungsmitteln 13 ebenfalls auf der Leiterplatte 10 befestigt. Mit der Bezugszahl 14 ist die Breite des Bands 1 bezeichnet, mit der Bezugszahl 15 die Längsrichtung des Bands und mit der Bezugszahl 16 die Querrichtung des Bands.
Das mit einem Barcode codierte Band 1 ist beispielsweise an einer in Vertikalrichtung 15 verlaufenden Führungsschiene befestigt, die ihrerseits an einer Wand im Aufzugsschacht der Aufzugsanlage angeordnet ist. Im Betrieb der Aufzugsanlage fährt eine an Tragmitteln befestigte Aufzugskabine im Aufzugsschacht nach unten oder nach oben, um an Haltepositionen in den Stockwerken des Aufzugsschachtes Passagiere ein- oder aussteigen zu lassen. Um die genannten Haltepositionen im Aufzugsschacht exakt anfahren zu können, weist die Aufzugsanlage das Messsystem zur Erfassung der absoluten Position der Aufzugskabine auf. Bei dieser Ausführungsform sind das optische Element 6, 7, 8 und der lineare optische Sensor 9 an einer Außenseite der Aufzugskabine befestigt.
Die Leiterplatte 10 ist mit den Bauteilen 6, 7, 8 und 9 an einem Träger befestigt, der mit der Aufzugskabine fest verbunden ist und zusammen mit der Aufzugskabine im Aufzugsschacht nach oben und unten transportiert wird.
Bei diesem Transport werden die genannten Komponenten in unmittelbarer Nähe des fest im Aufzugsschacht montierten codierten Bands 1 vorbeibewegt, so dass während dieser Bewegung der Aufzugskabine eine fortlaufende Ermittlung der absoluten Position der Aufzugskabine erfolgen kann. Zu dieser Ermittlung der absoluten Position der Aufzugskabine wird der auf dem Band enthaltene Barcode gelesen und daraus die gewünschte absolute Position der Aufzugskabine ermittelt.
Dies geschieht wie folgt:
Die asphärisch ausgebildete Speziallinse 6 wird derart ausgerichtet, dass auf dem auf dem Band 1 vorhandenen Barcode zwei unterschiedliche Lesebereiche 3 und 4 gebildet werden. Jeder dieser beiden Lesebereiche ist zur Erfassung eines Teils desselben Barcodes ausgebildet. Die genannte Ausrichtung der Speziallinse 6 ist in der Figur 1 durch verschiedene Teile 7 und 8 der Speziallinse veranschaulicht, wobei in der Figur 1 der erste Teil 7 der Speziallinse 6 geringfügig in Richtung des Bandes 1 versetzt und der zweite Teil 8 der Speziallinse 6 geringfügig in einer Richtung vom Band 1 weg versetzt dargestellt ist.
Die in den beiden Lesebereichen 3 und 4 gelesenen Barcodesignale, die zwei auf derselben Längsposition des Bandes befindlichen und voneinander in Querrichtung beabstandeten Punkten des Bandes entsprechen, werden auf denselben Sensorpixel des linearen optischen Sensors 9 fokussiert.
Durch diese Fokussierung der in den beiden Lesebereichen 3 und 4 gelesenen Barcodesignale auf jeweils denselben Sensorpixel erfolgt im Vergleich zum Stand der Technik eine Verbreiterung des gelesenen Barcodes. Durch diese Verbreiterung des gelesenen Barcodes wird die Empfindlichkeit des linearen Sensors 9 gegenüber einer Verschmutzung des codierten Bands und auch gegenüber einer Beschädigung des Codes auf dem codierten Band reduziert. Dies führt zu einer zuverlässigeren Bestimmung der Position der Aufzugskabine im Aufzugsschacht und ermöglicht beispielsweise auch eine verbesserte Reaktion beim Auftreten von sicherheitsrelevanten Problemen im Aufzugsschacht, beispielsweise beim Überfahren einer oberen oder unteren Stoppposition der Aufzugskabine im Aufzugsschacht. Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde unter Verwendung der Speziallinse 6, die zwei miteinander verbundene, unterschiedlich fokussierende Teillinsen 7 und 8 aufweist, die Möglichkeit bereitgestellt, einen auf dem Band befindlichen Barcode in zwei unterschiedliche Lesebereiche zu unterteilen und die in diesen unterschiedlichen Lesebereichen ermittelten Barcodesignale mittels eines linearen Sensors 9 aufeinander abzubilden.
Bei dieser aus zwei unterschiedlich fokussierenden Teillinsen 7 und 8 bestehenden Speziallinse 6 kann es sich um ein Bauteil handeln, das einstückig gegossen ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die genannte Speziallinse 6 symmetrisch in Bezug auf eine in Längsrichtung des Bands verlaufende und zu einer Oberfläche des Bands senkrecht stehende Symmetrieebene.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bildet die Speziallinse das Band auf den linearen optischen Sensor 9 in Längsrichtung 15 schärfer ab als in Querrichtung 16. Dies entspricht einer verbesserten Ortsauflösung des gelesenen Barcodes in Längsrichtung des Bandes. Dies wiederum verbessert die Lesesicherheit des Barcodes und ermöglicht eine Erhöhung der Genauigkeit, mit welcher eine Aufzugskabine an einer jeweils gewünschten Höhenposition gestoppt werden kann.
Gemäß einem weiteren, nicht in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel kann unter Verwendung einer Speziallinse, die aus drei oder mehr miteinander verbundenen und unterschiedlich fokussierenden Teilen besteht, die Möglichkeit bereitgestellt werden, den auf dem Band befindlichen Barcode in drei oder mehr unterschiedliche Lesebereiche zu unterteilen und die in diesen unterschiedlichen Lesebereichen ermittelten Barcodesignale auf dasselbe Pixel des linearen Sensors abzubilden.
Durch diese überlagerte Abbildung der in den drei oder mehr Lesebereichen gelesenen Barcodesignale erfolgt im Vergleich zum Stand der Technik eine größere Verbreiterung des gelesenen Barcodes. Durch diese größere Verbreiterung des gelesenen Barcodes und die Abbildung des weiter verbreiterten Barcodes auf dem linearen Sensor wird die Empfindlichkeit des linearen Sensors gegenüber einer Verschmutzung des codierten Bandes und auch gegenüber einer Beschädigung des Codes auf dem codierten Band weiter reduziert. Dies führt in vielen Fällen zu einer weiter verbesserten Positionierung der Aufzugskabine an einer gewünschten Zielposition im Aufzugsschacht und ermöglicht auch eine weiter verbesserte Reaktion beim Auftreten von sicherheitsrelevanten Problemen im Aufzugsschacht, beispielsweise beim Überfahren einer oberen oder einer unteren Stoppposition der Aufzugskabine im Aufzugsschacht.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, das optische Element 6, 7, 8 mit dem linearen optischen Sensor 9 starr zu einer Sensoreinheit zu verbinden. Dies reduziert den Platzbedarf der zusammen mit der Aufzugskabine im Aufzugsschacht relativ zum Band bewegbaren Sensoreinheit.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Messsystem, wie es aus der Figur 2 ersichtlich ist, ein Gehäuse 17 auf, welches an zwei einander gegenüberliegenden Gehäuseseiten je einen Schlitz 18 bzw. 19 zum Durchführen des Bandes 1 durch das Gehäuse aufweist, wobei das Gehäuse 17 und das Band 1 relativ zueinander in Längsrichtung 15 des Bands bewegbar sind und wobei das optische Element 6, 7, 8 und der lineare optische Sensor 9 in dem Gehäuse 17 fest angebracht sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Band 1 vertikal in einem Aufzugsschacht 21 fixiert. Dies erleichtert das Ablesen eines Barcodes vom Band 1 unter Verwendung eines Messsystems, welches im Gehäuse 17 an einer Außenseite einer sich bewegenden Aufzugskabine 20 befestigt ist, und erhöht die Erkennungssicherheit des abgelesenen Barcodes. Dies wiederum erhöht die Genauigkeit der Erfassung der absoluten Position der Aufzugskabine 20 im Aufzugsschacht 21 . Bezugszeichenliste
1 Band
2 Barcode-Element
3 Erster Lesebereich
4 Zweiter Lesebereich
5 Bandmittellinie
6 optische Linse; Speziallinse
7 Teil der optischen Linse
8 Teil der optischen Linse
9 linearer optischer Sensor
10 Leiterplatte
11 Befestigungsmittel
12 Befestigungsmittel
13 Befestigungsm ittel
14 Breite des Bandes
15 Längsrichtung des Bandes
16 Querrichtung des Bandes
17 Gehäuse des Messsystems
18 Schlitz im Gehäuse des Messsystems
19 Schlitz im Gehäuse des Messsystems
20 Aufzugskabine
21 Aufzugsschacht
22 Aufzugsanlage

Claims

Patentansprüche
1 . Messsystem zur Erfassung der absoluten Position einer Aufzugskabine in einem Aufzugschacht, das Messsystem aufweisend:
- ein Band (1 ) mit einer Längsrichtung (15) und einer quer zur Längsrichtung verlaufenden Querrichtung (16), wobei das Band in Querrichtung verlaufende Barcode-Elemente (2) aufweist,
- einen linearen optischen Sensor (9), und
- ein optisches Element (6, 7, 8), wobei das optische Element dazu eingerichtet ist, um einen Längsabschnitt des Bandes auf den linearen optischen Sensor (9) abzubilden, wobei das optische Element (6, 7, 8) asphärisch ist, um das Band in seiner Längsrichtung ortsaufgelöst auf den linearen optischen Sensor abzubilden, und um mindestens zwei auf gleicher Längsposition des Bandes befindliche und voneinander in Querrichtung (16) beabstandete Teilbereiche des Bandes einander überlappend auf den linearen optischen Sensor (9) abzubilden.
2. Messsystem nach Anspruch 1 , wobei die Barcode-Elemente durch Striche ausgebildet sind.
3. Messsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das optische Element eingerichtet ist, um in Querrichtung beabstandete Teilbereiche eines abgebildeten Striches beziehungsweise eines abgebildeten Barcode-Elementes des Barcodes einander überlappend auf den linearen optischen Sensor abzubilden.
4. Messsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das Band dazu vorgesehen ist, um in seiner Längsrichtung (15) vertikal im Aufzugsschacht angebracht zu werden.
5. Messsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Barcode-Elemente (2) einen eine Vertikalposition entlang des Bandes codierenden Barcode bilden.
6. Messsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das optische Element (6, 7, 8) dazu ausgebildet ist, mindestens zwei auf derselben Längsposition des Bandes befindliche und voneinander in Querrichtung (16) beabstandete Punkte des Bandes auf den gleichen Sensorpixel des linearen optischen Sensors (9) zu fokussieren.
7. Messsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das optische Element eine Linse ist.
8. Messsystem nach Anspruch 7, bei welchem die Linse zwei unterschiedlich fokussierende Teillinsen (7, 8) umfasst.
9. Messsystem nach Anspruch 6, bei welchem die Linse einstückig gegossen ist.
10. Messsystem nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei welchem die Linse symmetrisch in Bezug auf eine in Längsrichtung des Bandes verlaufende und zu einer Oberfläche des Bandes senkrecht stehende Symmetrieebene ist.
11 . Messsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das optische Element das Band in Längsrichtung (15) schärfer als in Querrichtung (16) auf den linearen optischen Sensor (9) abbildet.
12. Messsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem das optische Element (6, 7, 8) mit dem linearen optischen Sensor (9) starr zu einer Sensoreinheit verbunden ist.
13. Messsystem nach Anspruch 12, bei welchem die Sensoreinheit relativ zu dem Band in Längsrichtung (15) bewegbar ist.
14. Messsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches ein Gehäuse (17) aufweist, das Gehäuse (17) an zwei einander gegenüberliegenden Gehäuseseiten je einen Schlitz (18, 19) zum Durchführen des Bandes (1 ) durch das Gehäuse aufweist, das Gehäuse und das Band relativ zueinander in Längsrichtung (15) bewegbar sind und das optische Element (6, 7, 8) und der lineare optische Sensor (9) in dem Gehäuse fest angebracht sind.
15. Aufzugsanlage (22) mit einem Messsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
16. Aufzugsanlage nach Anspruch 15, bei welcher das Band (1 ) vertikal in einem Aufzugsschacht (21 ) fixiert ist.
17. Aufzugsanlage nach Anspruch 15 oder 16, bei welcher der lineare optische
Sensor (9) und das optische Element (6, 7, 8) in einem Gehäuse (17) des Messsystems angeordnet sind und das Gehäuse (17) des Messsystems an einer Aufzugskabine (20) der Aufzugsanlage befestigt ist und die Aufzugskabine (20) in einem Aufzugsschacht (21) in Vertikalrichtung (15) beweglich angeordnet ist.
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