ES2682528A1 - Sistema de detección de espacio en ascensores - Google Patents

Abstract

Sistema de detección de espacio en ascensores. El sistema consiste en colocar varios sensores de ultrasonidos en el techo de la cabina del ascensor, apuntando hacia el suelo. La decisión de parar la tomará teniendo en cuenta: - La media aritmética de los valores obtenidos por cada sensor. - La comparación de esta media aritmética con cada uno de los valores dados por cada sensor. - La desviación de la media aritmética con respecto al valor de referencia. Cuando el ascensor está vacío, los sensores toman medidas, se realiza una media aritmética de los valores tomados por los sensores y se calcula un valor de referencia, a medida que va entrando gente en el ascensor, la media aritmética de las medidas tomadas por los sensores va disminuyendo, con este sistema, además de considerar este valor, habría que compararlo con cada uno de los valores tomados por cada sensor. Este sistema también podría usarse con otro tipo de detectores de espacio.

Description

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DESCRIPCIÓN

Sistema de detección de espacio en ascensores.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema que evita que un ascensor (elevador) en el que no queda ningún espacio libre siga parando en los pisos en los que alguien ha pulsado el botón y pretende subir o bajar. Nos referimos al llenado espacial, no por peso.

Antecedentes de la invención

Aunque ya existe el dispositivo del control de peso en el ascensor y los sistemas que se vienen utilizando desde hace años en rascacielos, tales como ascensores que sólo paran en plantas pares o impares, o aquellos que van de 20 en 20 plantas, lo que ya es un ahorro de tiempo, el sistema que se plantea, es un paso más en reducir los tiempos muertos de los usuarios de los ascensores de edificios altos (viviendas, oficinas, hoteles, edificios públicos...), hospitales...; con este sistema se ahorraría un tiempo vital que no está contemplado en los sistemas desarrollados a día de hoy como el de lleno por peso.

Con los sistemas existentes en la actualidad, si, por ejemplo, pulsas en la planta 22, el ascensor hace la parada aunque espacialmente no pueda entrar ni una sola persona, porque no detecta que haya sobrepeso de gente, bien sea porque hoy en día la gente es más delgada y no detecta esa sobrecarga, o, el espacio sea igualmente nulo debido al llenado del ascensor por cajas, carritos de bebe, minusválidos etc. También existen recientemente, sistemas informáticos inteligentes que detectan, las horas puntas en determinadas plantas enviando automáticamente los ascensores a dichas ubicaciones. Esto no ocurriría con este nuevo sistema, que detectaría que, en el ascensor no cabe una sola persona más y enviaría una señal al ascensor para que no pare en las plantas demandadas, ahorrando así tiempo a las personas que van dentro del ascensor y a las que están esperando en las plantas de los edificios además del propio hall de éste, con su debido ahorro, debido al menor consumo de energía.

En las pérdidas de tiempo que se explica más adelante, ya estaban implantados estos sistemas (alta ocupación por peso) y los más modernos (sistemas informáticos inteligentes).

El tiempo que se pierde, en los rascacielos (+100m de altura), esperando un ascensor, que en horas puntas, viene sistemáticamente lleno, es infinito.

Algunas empresas ocupan varias plantas de un mismo edificio y sus empleados deben desplazarse en ascensor, lo que les hace perder un tiempo valioso, tanto a nivel profesional como personal. Para un trabajador que desarrolla su actividad en un rascacielos, podríamos valorarlo en 25 horas por año, 3 días de trabajo (salario que pierden las empresas).

En un edificio de unas 50 plantas hay unos 5000 trabajadores que pasan a diario y unos 15 ascensores, con este sistema se conseguiría un gran ahorro de tiempo, energía y dinero (salarios de los trabajadores).

En este tipo de edificio, contemplando que cada trabajador pierde 25 horas al año x 5000 trabajadores = 14 años de pérdida de tiempo por edificio cada año en los vestíbulos esperando el ascensor, así las empresas pierden unos 3.750.000 dólares por el tiempo perdido de sus asalariados, basándonos en un salario medio de 30 usd/hora.

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En esos mismos edificios donde están ubicadas distintas empresas, los repartos de sobres y mercancías representan todo un ejercicio de logística todos los días. Tanto para el repartidor de una empresa de courier que ocupa todo el ascensor con varias cajas como para las personas que acuden a sus puestos de trabajo y no han podido acceder al ascensor.

En edificios residenciales de unas 40 plantas contando unas 800 personas por edificio, cada persona pierde 16 horas al año. Por edificio, el tiempo puede llegar a los 533 días de espera. Esto sin contar el ahorro energético que supondría por edificio, tanto para el bien común de la ciudad como de la comunidad reflejándose en una factura más económica.

Más de 1.000.000 de personas diariamente se ven afectadas por esto en una ciudad como New York. Es absolutamente extrapolable a otras grandes urbes del mundo.

En estos datos, el tiempo está calculado, empezando a contar desde que para el ascensor que no se puede usar debido a la alta ocupación, hasta la llegada al que se puede acceder, divido a la mitad, es decir, la estimación de la pérdida de tiempo es aún mayor que la expuesta. Si nos enfocamos en los hoteles, en horas concretas, también podemos computar el tiempo que se pierde. En hoteles de ciudad, cuando se acude por negocios o trabajo, en horario temprano de mañanas, quién no ha tenido que esperar por más de un ascensor ya que al parar en su planta, ya venía repleto de gente desde más arriba y contemplaba con enojo cómo tenía que esperar otro momento para bajar a desayunar o salir para ponerse en camino de la actividad que tuviese programada. En cuanto a los hoteles vacacionales, los horarios de desayuno y cena también son fuente de frustración a la hora de coger el ascensor. En hospitales, también resulta fuente de desesperación contemplar cómo el ascensor está lleno y no se puede subir ni bajar y los ocupantes que ya están en él, también observan esas paradas inútiles de planta en planta, con una mezcla de incomprensión y enfado. Aunque la parte más importante a considerar, en este ámbito hospitalario, sería el tiempo valioso que puede salvar una vida o mejorar un pronóstico para una prueba si el personal acude con más rapidez. Aunque ya existen ascensores especiales para las camillas y el personal, no siempre eso funciona correctamente.

Descripción de la invención

El sistema consiste en evitar que un ascensor en el que no queda ningún espacio libre siga parando en los pisos en los que alguien ha pulsado el botón y pretende subir o bajar. Nos referimos al llenado espacial, no por peso.

Obviamente, el sistema es de mayor utilidad en aquellos edificios de mayor altura, ya sean particulares (viviendas), públicos (oficinas, juzgados), hoteles, bancos, hospitales...

Existe una clara ventaja para el propio ascensor y su fabricante, ya que prolongaría el tiempo y uso en la vida del mismo, al reducirse totalmente las paradas innecesarias y para las propias comunidades donde se instale este sistema, derivando este ahorro energético en una reducción del coste en la factura de la luz.

En consecuencia, esto se traduce en un ahorro energético que resulta beneficioso para la empresa fabricante de ascensores, a nivel de costes y para la sociedad en general, en aras de una mayor sostenibilidad. El ahorro energético es, sin duda, importante pero un futuro más sostenible debe ser también nuestra preocupación. En cuanto al ahorro del tiempo para los usuarios, la ventaja es total.

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El sistema propuesto calcularía la densidad de ocupación del ascensor basándose en la capacidad de detección de objetos y medición de distancias de los sensores a los objetos y a la envolvente del ascensor.

Se va a explicar el funcionamiento del sistema mediante sensores de ultrasonido, ya que cada vez es mayor su uso en aplicaciones no industriales como la detección de objetos, los sensores de aparcamiento o los UAVs. Su uso fuera de la industria ha ido incrementándose debido a diversos factores entre los que pueden destacar su bajo coste y su cada vez más alta fiabilidad. El desarrollo de sensores cada vez más fiables, con mayor tolerancia al ruido y a la temperatura y mayor precisión, está propiciando una tendencia al cambio. Además, los dispositivos cada vez son más robustos haciendo que éstos puedan usarse incluso en las condiciones más adversas.

Una de las mayores ventajas de los ultrasonidos es su capacidad para reconocer una gran cantidad de materiales y superficies. Los sensores de ultrasonidos pueden detectar sólidos, líquidos e incluso polvo. El color no les afecta y las propiedades de la superficie no tienen tampoco ningún efecto en la fiabilidad de la detección. Éstas pueden ser rugosas, transparentes o brillantes y estar sucias, secas o húmedas.

Referente a los límites de exposición a ultrasonidos por vía aérea existen reglamentaciones o recomendaciones en varios países que pudieran tener ciertas similitudes. Ante lo extenso y poco operativo que resultaría el considerar algunas de estas recomendaciones por separado, parece lo más acertado el considerar para la práctica de las valoraciones un criterio provisional que aunara éstas, recogiéndose las pequeñas discrepancias existentes entre todas ellas. Según este criterio, para un tiempo de exposición de 8 h/día ó 40 h/semana, los niveles de presión acústica expresados en dB aconsejados para los diferentes centros de bandas de frecuencia de un tercio de octava. La frecuencia del sonido que emiten los sensores de ultrasonidos suele ser de 40 kHz con un ancho de banda de entre 1 kHz y 2 kHz y un nivel de sonido de unos 120 dB (un auricular común suele tener 100 dB). Teniendo esto en cuenta, y puesto que estos datos hacen referencia a un tiempo de exposición de 8 horas al día (mucho mayor que el tiempo que pasa una persona al día en un ascensor), podemos afirmar que el sistema es seguro para el ser humano.

Los sensores de ultrasonidos son capaces de detectar un objeto y de determinar su distancia al sensor sin necesidad de que exista contacto físico. Dependiendo del tipo de sensor, estas distancias pueden variar desde unos pocos centímetros hasta los 10 metros. El sensor emite pulsos ultrasónicos que se reflejan en el objeto. El eco generado es recibido de nuevo por el sensor y lo convierte en una señal eléctrica. A esto se le conoce como tiempo de propagación del sonido.

El sensor mide este tiempo transcurrido entre el pulso emitido y el eco recibido y calcula la distancia al objeto usando la velocidad del sonido. Esta distancia puede ser evaluada y mostrada de diferentes maneras, normalmente se convierte a un valor analógico de voltaje (por ejemplo, de 0 a 5V).

Esta distancia va a ser directamente proporcional a la señal eléctrica generada, por lo que, cuanto más lejos se encuentre el objeto, mayor será el voltaje de salida obtenido.

Este sistema de detección también podría ser usado con otro tipo de detectores de espacio, láser, infrarrojo etc.

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Descripción de los dibujos

FIGURA N°1 vista de un ascensor vacío en el cual se ha instalado este sistema con 6 sensores.

5 FIGURA N° 2 vista de un ascensor lleno en el cual se ha instalado este sistema con 6 sensores.

FIGURA N° 3 vista de un ascensor, en el cual, a pesar de que la media aritmética de los 6 10 sensores Vmed podría resultar menor que Vlim, haciendo que el ascensor no pare y sin, embargo, cabría más gente en el ascensor.

FIGURA N° 4, vista en planta de un ejemplo de un ascensor con capacidad para 8 personas y sus distintas posibilidades de lleno espacial que no implican forzosamente un lleno por carga 15 (peso).

Modo de realización preferente

El sistema consiste en colocar varios sensores en el techo de la cabina del ascensor, 20 apuntando hacia el suelo. El número de sensores variará dependiendo del tamaño del ascensor. La decisión de parar o continuar la tomará teniendo en cuenta:

- La media aritmética de los valores obtenidos por cada uno de los sensores.

25 - La comparación de esta media aritmética con cada uno de los valores dados por cada sensor.

- La desviación de la media aritmética con respecto al valor de fondo o referencia.

Lo explicamos mejor con un ejemplo representado en los dibujos que acompañan esta

30 descripción: un ascensor en el que hemos dispuesto 6 sensores (S1, S2, S3, S4, S5, S6). Durante el tiempo en el que el ascensor está vacío, los sensores toman medidas (Vosn con n = 1, 2, 3, 4, 5, 6), se realiza una media aritmética de los valores tomados por los 6 sensores y se calcula un valor de fondo o referencia, al que llamamos Vo.

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A medida que va entrando gente en el ascensor, la media aritmética de las medidas tomadas por los sensores (Vmed) va disminuyendo, ya que la distancia que van a detectar los sensores ya no es la del techo al suelo (Vo), sino la del techo al cuerpo de una persona, la superficie de

40 una maleta, una caja, una silla de ruedas... Como resultado, la media aritmética de los 6 sensores comenzará a ser inferior a la del valor de referencia Vo. Cuando este valor sea menor que un valor Vlim, considerará que el ascensor está lleno y éste no parará.

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Pero puede darse el caso de que Vmed sea menor que Vlim y sin embargo el ascensor no esté completamente ocupado. Por ejemplo, un transportista cargando una pila de cajas hasta casi tocar el techo (Figura 3): la media aritmética de los 6 sensores Vmed podría resultar menor que Vlim, haciendo que el ascensor no pare y sin, embargo, cabría más gente en el ascensor. Para evitar esta situación, además de considerar la media aritmética de los 6 sensores, habría que compararla siempre con cada uno de los valores tomados por cada sensor, de tal manera que

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5 si Vmed difiere mucho de uno o varios Vsn o algún Vsn = Vo, se consideraría que el ascensor no está totalmente ocupado y se detendría.

Así, tanto en el caso de la Figura 2 como en la Figura 3, Vmed es menor que Vlim. Sin embargo, en la Figura 2, las medidas tomadas por cada sensor son muy similares entre sí (Vs1

10 ≈ Vs2 ≈ Vs3 ≈ Vs4 ≈ Vs5 ≈ Vs6) por lo que el ascensor continuará sin detenerse. Por el contrario, en la Figura 3, a pesar de que Vmed es también menor que Vlim, las medidas tomadas por los sensores 1, 3 y 5 (Vs1, Vs3, Vs5) son muy distintas a las de los sensores 2, 4, 6 y además Vs1 = Vs3 = Vs5 = Vo, por lo que el sistema detecta que existe algún hueco en el ascensor y éste se detendrá.

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Claims (5)

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   REIVINDICACIONES

   1. Procedimiento de decisión sobre la existencia de espacio libre en un ascensor y el correspondiente control de parada utilizando sensores de distancia techo-obstáculo, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

   a) Determinación de un valor preprogramado, Vlim. b) Medición por los sensores de distancia de las distancias desde el techo al suelo del

   ascensor, Vosn, cuando el ascensor está vacío. c) Cálculo de la media aritmética, Vo, de los valores Vosn. d) Medición por los sensores de distancia de las distancias desde el techo a los

   obstáculos, Vsn, cuando en el interior del ascensor hay uno o más obstáculos. e) Cálculo de la media aritmética, Vmed, de los valores Vsn. f) Si Vmed es mayor que Vlim, se considera que el ascensor está parcialmente lleno y

   podrá realizar paradas. g) Si Vmed es menor que Vlim, se considera que el ascensor está completamente lleno y no podrá realizar paradas.

2. 2.

   Procedimiento de decisión sobre la existencia de espacio libre en un ascensor y el correspondiente control de parada utilizando sensores de distancia techo-obstáculo, según la reivindicación 1, caracterizado porque si en la etapa g), al menos un valor de Vsn es igual a Vo, se considera que el ascensor está parcialmente lleno y podrá realizar paradas.

3. 3.

   Procedimiento de decisión sobre la existencia de espacio libre en un ascensor y el correspondiente control de parada utilizando sensores de distancia techo-obstáculo, según la reivindicación 2, caracterizado porque si en la etapa g), Vmed es mucho mayor que al menos uno de los valores Vsn, se considera que el ascensor está parcialmente lleno y podrá realizar paradas.

4. 4.

   Sistema de detección de espacio en ascensores, para la implementación del método descrito en las reivindicaciones 1 - 3, caracterizado porque consiste en una pluralidad de sensores de distancia situados en el techo del mencionado ascensor y un procesador que implementa las etapas del mencionado método.

5. 5.

   Sistema de detección de espacio en ascensores, según la reivindicación 4, caracterizado porque al menos uno de los sensores de distancia es un sensor de ultrasonidos.

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