KR20050029283A - 라디오 주파수 인식 장치(ｒｆｉｄ)를 채용한 엘리베이터 - Google Patents

Abstract

엘리베이터 안전 체인은 복수의 패시브 라디오 주파수 인식 장치(RFID)(15 내지 18, 22, 34 내지 36, 63)를 포함하며, 이들은 각각 승강구 도어 록, 상부 승강구 리미트, 하부 승강구 리미트, 과속 감지부, 카아 도어 록, 비상 정치 스위치 및 검사 스위치와 관련된다. RFID는 카아의 호출 버튼(34) 및/또는 홀 호출 버튼(14, 19)과 관련될 수 있다. 상기 RFID는 RFID의 응답 능력을 무력화시키는 주파수 결정 회로(40, 41) 내의 스위치(43, 44) 또는, 응답 주파수를 연결시키는 스위치(48)를 가질 수 있다. 상기 RFID는 인접한 자기 저항(51, 62, 71)의 존재 또는 부재에 따라 안전 또는 불안전 조건 또는 호출 요구를 감지할 수 있다.

Description

라디오 주파수 인식 장치(ＲＦＩＤ)를 채용한 엘리베이터{ELEVATOR EMPLOYING RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION DEVICES(RFIDs)}

본 발명은 엘리베이터의 모니터된 안전 관련 변수의 상태 또는 조건이 인터로게이트된(interrogated), 패시브(passive) RFID로부터의 무선 송신에 의해 통신되는 엘리베이터 안전 체인에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 문자적으로(literally) 모든 엘리베이터의 안전 체인은 일련의 스위치들을 포함하며, 이것은 전체 안전 체인이 폐쇄되도록, 반드시 (폐쇄)되어야하며, 그렇지 않을 경우 도전성 회로 또는, 엘리베이터는 작동되지 않는다. 종래에, 엘리베이터 안전 체인은 복수의 개별화된 스위치를 포함하였으며, 각각의 스위치들은 변수가 안전 조건에 있을 때, 회로의 쌍들 사이를 연결하고, 변수들이 더 이상 안전 조건에 있지 않을 때, 안전 체인에 있는 하나 이상의 회로로부터 연결 해제되는 이동식 접점을 갖는다. 안전 체인 내의 스위치들의 예는 승강구 도어 록 스위치, 엘리베이터 도어 스위치, 비상 정지 스위치, 캡(cab) 상부의 검사 스위치, 상부와 하부 승강구 리미트 스위치 및 과속 스위치이다. 다양한 스위치들이 배선에 의해 서로 연결되며, 이것은 배선 및 도관의 크기 및 위치에 대한 지방 정부의 규정을 따라야 한다. 또한, 일단 건축물에 안전 체인이 제공되도록 배선되어지면, 매립된 배선 때문에, 건축물의 구성 또는 토지에 대한 건축물의 설계를 변경하기 어려워진다. 엘리베이터 및 승강구 도어 록 스위치들은 도어에 장착되어야만 하므로, 경우에 따라 캡 또는 건축물 중 어느 하나에 가요성 배선에 의해 연결된다.

상기한 것 및 하드하게 배선된(hard-wired) 개별 스위치 안전 체인의 결점을 극복하기 위한, 엘리베이터 시스템용 무선 안전 체인이 2001년 7월 5일자로 출원된 미국 특허 제09/899,400호에 개시된다. 여기서, 엘리베이터 안전에 관한 각각의 변수는 모니터된 변수들이 불안정해질 때, 센서의 조건이 송수신기를 스위치 오프(off)시키도록, 송수신기와 같은 무선 통신 수단과 관련된 센서들을 갖는다. 엘리베이터 제어기에 관한 마스터 송수신기가 제1 송수신기에 신호를 전송하고, 이후, 이것은 다음 송수신기에 전송된다. 이것은 안전 체인의 모든 무선 통신 수단을 통해 전송될 수는 없고, 임의의 변수가 불안전한 조건에 있을 때마다 마스터 송수신기로 되돌아갈 수 없으므로, 제어기는 불안정한 조건이 있음을 알려올 수 있다. 송수신기용 전원은 건축물의 전력선에 의해 공급될 수 있거나, 패시브 배터리 또는 엘리베이터 카아(car) 상에 배치된 충전 회로와 같은 유도식 커플링에 의해 충전되는 배터리 시스템에 의해 공급된다. 하드 배선식 전원의 사용은 전력용으로 공급된 배선들이 안전 체인 스위치를 서로 연결시키는 배선으로서는 불편하다는 점에서, 무선 시스템의 이점을 가로막게 된다. 배터리에 의한 작동은 너무 많은 유지 보수, 경비 및 환경적 갈등을 요구한다. 유도 커플링식 충전 시스템은 복잡하며 신뢰성이 낮다.

카아 및 각각의 층에 대한 이러한 분석은 호출 버튼에서도 적용 가능하다.

도1은 본 발명의 엘리베이터 승강구 및 기계실의 간략화된 전방 사시도이다.

도2는 본 발명에 따른 엘리베이터 카아의 간략화된 전방 사시도이다.

도3 내지 도7은 본 발명에서 실시될 수 있는 회로를 동조하는 패시브 송수신기의 간략화된 개략 도면이다.

도8은 안전과 관련된 구조 요소에 인접할 때, 본 발명의 패시브 송수신기가 동조되는 방법을 도시하는 승강구 도어 록의 부분 측면 사시도이다.

도9는 안전과 관련된 구조 요소에 인접할 때, 본 발명의 패시브 송수신기가 동조 해제되는 방법을 도시한 간략화된 엘리베이터 리미트들의 부분 측면 사시도이다.

본 발명의 목적은 패시브하며, 불안전한 조건을 감지하는 것이 관련된 송수신기에 일체화될 수 있으며, 향상된 유연성을 제공하고, 저가이며, 유지보수가 적고, 저 비용으로 업그레이드가 용이한, 하드한 배선의 전원 및 배터리에 의존하지 않는 구성 요소를 갖는 안전 체인을 포함하는 것이다. 다른 목적은 엘리베이터 서비스 호출의 향상된 통신과, 엘리베이터 서비스 호출의 일체화된 무선 송신과, 엘리베이터 서비스 호출의 단순한 패시브 통신의 제공을 포함하는 것이다.

본 발명에 따라, 엘리베이터 안전 체인에 의해 모니터 되는 다양한 조건들 및 호출 버튼에 관한 송수신기는, 예로써, 패시브 라디오 주파수 인식 장치(RFID)를 포함한다. 또한, 본 발명에 따라, 불안전한 엘리베이터 조건에서 개방되는 스위치는 관련된 패시브 송수신기에 직접 연결되거나 또는 합체될 수 있다. 또한, 본 발명에 따라, 불안전한 조건을 감지하는 것은 패시브 송수신기의 일체화된 부분일 수 있으며, 그 예는 대응하는 엘리베이터 변수의 안전 또는 불안전 조건을 통신하도록 패시브 송수신기의 주파수 결정 회로를 동조하거나 또는 동조 해제하기 위한 (도어 요소와 같은) 엘리베이터의 인접한 구조 부분을 사용하는 것이다.

잘 공지된 바와 같이, RFID는 전자기 에너지가 수신되어 전력이 공급되며, 그 고유 주파수의 신호에만 또는, 공통 주파수이지만 개별적인 RFID의 고유한 어드레스 코드를 갖는 신호에만 응답할 수 있다. 따라서, RFID는 어드레스를 포함하고 이 경우, 안전 체인 또는 호출 버튼과 관련된 변수의 조건을 포함하는 신호를 전송함으로써 응답할 수 있다. 어드레스가 부적절하다면, RFID의 주파수는 응답원(source of the response)을 식별할 수 있다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부 도면에 도시된 바와 같은 그 예시적인 실시예에 대한 상세한 설명을 참조로 명백하게 이해될 수 있다.

도1에서, 엘리베이터 시스템의 승강구(11)는 각각의 층에서 하나의 세트(12, 13)가 되는 복수의 승강구 도어(12, 13)를 포함한다. 각각의 세트는 대응하는 승강구 도어 록과 연계된, RFID와 같은 패시브 전송기(15)를 갖는다. 도어 록의 조건은 안전 체인의 일부이며, 소정의 승강구 도어가 록킹되지 않았으면, 엘리베이터 안전 체인은 고장날 수 있다. 또한, 각각의 층은 관련된 송수신기(14)를 갖는 홀 승강 호출 버튼(up hall call button) 또는, 관련된 송수신기(19)를 갖는 하강 홀 호출 버튼(down hall call button)을 갖거나 또는, 모두를 갖는다. 또한, 승강구는 그 내부에 상부 리미트 스위치에 관련된 복수의 송수신기(16) 및 하부 리미트 스위치에 관련된 복수의 송수신기(17, 18)를 갖는다. 상기 예에서, 엘리베이터 시스템의 기계실(20)에서는, 엘리베이터 과속 검출기가 대응하는 패시브 전송기(22)를 가질 수 있다. 송수신기(23)는 엘리베이터 카아 제어기(24)와 통신하도록 배선되며, 엘리베이터 시스템 내에서, 다른 송수신기 및 패시브 전송기와 통신한다. 예로써, 송수신기(26)는 대응하는 하나의 패시브 전송기(15)에 의해 반영된 바와 같이, 각각의 관련된 도어 록의 상태를 연속적으로 인터로게이트 하도록 고유 주파수 또는 고유 어드레스 코드 상으로 신호를 송신하여, 세 번째로 낮은 층에 대한 승강구 도어의 조건을 인터로게이트할 수 있다. 유사하게, 송수신기(26)는 하부 리미트 스위치에 관련된 패시브 전송기(17, 18)와 인터로게이트 할 수 있다. 송수신기(27)는 상부의 세 개 층의 승강구 도어 록과 관련된 패시브 전송기(15)를 인터로게이트 할 수 있고, 상부 리미트의 조건 표시를 제공하도록 패시브 전송기(16)와 인터로게이트 할 수 있다. 이후, 송수신기(23)는 승강구에서 다양한 패시브 전송기의 응답을 표시하는 송수신기(26, 27)로부터의 통신을 수신할 수 있다. 또한, 송수신기(23)는 과속 센서와 관련된 조건을 결정하도록 패시브 전송기(22)를 인터로게이트 할 수 있다. 건축물의 층수에 따라, 송수신기(26, 27)와 같은 부가적인 송수신기가 승강구 내의 전체 송수신기(15)의 범위 내에 있도록 제공될 수 있다.

도2에서, 엘리베이터 카아(30)는 한 쌍의 도어(30, 32) 및 카아 도어 록 스위치와 관련된 RFID(33)를 갖는다. 또한, 엘리베이터 카아(30)는 관련된 RFID(34)를 갖는 복수의 카아 호출 버튼과, 관련된 RFID(35)를 갖는 비상 정지 스위치를 갖는다. 또한, 공지된 바와 같이, 캡의 상부에 검사 스위치가 있으며, 이 경우, 이와 관련된 RFID(36)가 있다. RFID(33 내지 36)는 임의의 수신기(23, 26)에 의해 인터로게이트 될 수 있다. 안전 체인 내에서 모니터되는 엘리베이터 내의 다른 조건들이 있으나, 이들은 간략성을 위해 도시되지 않는다.

RFID는 다양한 방식으로 엘리베이터의 안전 관련 변수 조건을 반영하도록 배치될 수 있다. 가장 간단한 것들이 도3 및 도4에 도시되고, 여기서, 캐패시터(40) 및 인덕터(41)를 포함하는 주파수 결정 RF 루프는 스위치(43, 도3)에 의해 개방되거나 스위치(44, 도4)에 의해 단락된다. 이러한 배치 중 어느 하나는 RFID가 아무런 응답을 제공하지 않도록 할 수 있다. 반면, 도5에 도시된 바와 같이, RFID는 안전한 조건을 표시하는 것 및 불안전한 조건을 표시하는 것의 두 개의 상이한 응답을 만들도록 할 수 있다. 여기서, 부가적인 캐패시터(47)는 스위치(48)와 일렬로 있으며, 이 둘은 캐패시터(40) 및 인덕터(41)에 나란하게 된다. 조건이 안전할 때, 캐패시터(47)는 회로 내에 있게되어, RFID가 제1 주파수에서 응답하도록 한다. 그러나, 조건이 불안전해지면, 스위치(48)는 개방되고 캐패시터(47)는 더 이상 회로 내에 있지 않고, 이후 RFID는 불안전한 조건을 표시하는 상이한 주파수에서 응답할 수 있다. 이러한 타입의 이중 응답을 사용하는 것은 스위치가 개방된 것을 표시하는 것을 제공하지 않아 고장난 것을 제공할 수 없는 일련의 스위치 안전 체인과는 대조적으로, 제어기가 불안전한 조건을 감지한 특정 RFID를 인식하도록 한다. 도3 내지 도5의 실시예에서, 스위치는 모니터된 조건에 대응하도록 배치되어야 하며, RFID는 그 인접한 곳으로 즉각적으로 위치되어야 하고, 스위치 및 배선은 주파수 결정 루프에 수신된다.

응답의 다른 형태가 도7에 도시된다. 여기서, 캐패시터(40) 및 인덕터(41)는 RFID가 도6에 도시된 바와 같은 자기 저항을 갖는 구조물(51)에 인접하였을 때 하나의 조건을 표시할 수 있으나, 도7에 도시된 바와 같이 인접한 자기 저항이 없을 때는 상이한 주파수를 가질 수 있다. 이는 안전한 조건으로서 자기 저항(51)의 존재를 감지하거나 또는, 불안전한 조건으로서 자기 저항(51)의 존재를 감지하는데 사용될 수 있다. 이러한 것의 첫 번째는 그 일부가 도8에 도시된, 승강구 도어 스위치와 관련하여 도시된다. 여기서, 록 쇠판(53)(록킹 립)이 도어의 헤더(54)에 체결된다. 록킹 부재(55)는 승강구 도어(56) 상에 배치된다. 도8에 도시된 바와 같이, 립(59)이 쇠판(53)을 결합할 때, [일반적으로, 도어 록이 결합된 것을 표시하도록, 승강구 도어 록 스위치 상의 두 개의 단자들 사이를 평시(normally) 연결하는] 접점부(62)는 도6에 도시된 바와 같이, 주파수 결정 루프의 동조를 제공하고, 안전을 표시하는 응답을 제공하도록, 연계된 RFID(63)에 인접할 수 있다. 그러나, 상기 부분(62)이 RFID(63)에 즉각적으로 인접하지 않으면, 도7에 도시된 상황이 될 수 있으며, 응답이 없게되거나 불안전한 조건을 표시할 수 있다.

도9에 도시된 바와 같이, 반대의 상황이 얻어질 수 있다. 여기서, 하부 리미트 스위치(17, 18)는 브라켓(68)에 의해 레일(67)로 장착되어진 프레임(66) 상에 배치된 것으로 도시된다. 공지된 캠(71)이 브라켓(72)에 의해, 공지된 바와 같은 엘리베이터 플랫폼의 메인 수직 프레임을 포함하는 선틀(74, stile)로 배치된다. 도시된 바와 같이, 엘리베이터는 승강구의 바닥부에 근접되면, 캠(71)은 스위치(17)에 인접될 수 있어, 도6에 도시된 바와 같이 주파수 결정 회로를 동조 해제하거나 또는, RFID(17)로부터 아무런 응답이 없게 하거나 또는, 사용된 프로토콜에 따라서는 불안전한 조건을 표시하는 응답을 준다. 명백하게, 엘리베이터가 승강구 내에서 하부로 이동할 때, 캠(71)은 RFID(18) 중 부가적인 하나에 인접될 수 있어서, 승강구의 엘리베이터 카아의 위치로 인한 연속적인 불안전 조건의 표시를 제공한다. 따라서, 자기 저항에 의한 주파수 결정 회로의 변경은 저항의 존재가 안전한 조건(도8)을 표시하거나, 불안전한 조건(도9)을 표시하는 것으로 활용될 수 있다.

호출 버튼은 RFID의 주파수 결정 회로(도3 내지 도5)에 합체된, 승객이 작동하는 버튼 스위치를 가질 수 있거나, 저항(도6 및 도7)를 갖는 승객 변위식 부재를 가질 수 있다. 소정의 호출이 레지스터 되었을 때, 버튼의 라이트(light)를 갖는 시스템에서, 통상적으로 라이트는 건물 전력선으로 배선될 수 있으며, RFID는 RFID로 전송된 확인 신호 호출에 응답하는 견고한 상태의 스위치를 통해 전력선을 연결할 수 있다. 인터로게이션은 200 msec 내지 500 msec 만큼 짧은 버튼의 작동에 충분에 일치할 수 있는 5 Hz 또는 10 Hz 정도의 반복적인 주파수가 되어야 한다.

Claims (16)

1. 승강구 도어 록, 카아 도어 록, 상부 리미트, 하부 리미트, 비상 정지 스위치, 검사 스위치 및 과속 센서 중 적어도 하나의 엘리베이터의 복수의 안전 관련 변수들의 조건을 모니터하기 위한 엘리베이터 안전 체인에 있어서,

   하나 이상의 송수신기(23, 26, 27)는 인터로게이션 신호를 전송하고, 상기 인터로게이션 신호에 대한 응답을 수신하며,

   하나 이상의 패시브 라디오 주파수 인식 장치(RFID)(22, 33, 35, 36)는 상기 변수 중 하나와 대응하도록 연계되며, 상기 RFID의 주파수 결정 회로(40, 41, 43, 44, 47, 48)는 대응하는 변수의 조건이 안전할 때, 안전 조건을 표시하는 하나의 송수신기로부터의 인터로게이션 신호에 대한 전송된 응답을 제공하는 능력을 제공하고, 대응하는 변수의 조건이 불안전할 때 안전 조건의 표시를 제공하지 않는 능력을 제공하는 능력을 갖도록 대응하는 변수와 관련되는 것을 특징으로 하는 안전 체인.
2. 제1항에 있어서, 상기 RFID는 대응하는 조건의 응답에 대해 개방 및 폐쇄되는 스위치(44, 48)를 포함하며, 상기 스위치는 주파수 결정이 대응하는 변수의 조건이 안전하다는 것을 지시하는 위치에 있을 때, 안전 조건을 표시하는 전송된 응답이 되도록, 상기 RFID의 주파수 결정 회로(40, 41)와 연계되는 것을 특징으로 하는 안전 체인.
3. 제2항에 있어서, 상기 스위치(43, 48)는 상기 주파수 결정 회로의 주파수 결정 소자(40, 41, 47)와 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 안전 체인.
4. 제2항에 있어서, 상기 스위치(44)는 주파수 결정 회로의 주파수 결정 소자(40, 41)와 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 안전 체인.
5. 제2항에 있어서, 부가적인 주파수 결정 요소(47)를 더 포함하며, 상기 스위치(48)는 상기 부가적인 주파수 결정 소자를 상기 주파수 결정 회로에 연결하는 것을 특징으로 하는 안전 체인.
6. 제1항에 있어서, 상기 주파수 결정 회로(40, 41)는 RFID에 인접한 자기 저항을 갖는 구조물에 응답할 수 있으며,

   자기 저항을 갖는 구조물(51, 71)을 더 포함하고, 그 위치는 대응하는 변수의 조건을 표시하며, 상기 변수의 안전 또는 불안전 조건은 상기 주파수 결정 회로의 주파수를 변경시키는 방식으로 상기 RFID에 바로 인접하는 구조물의 유무에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 안전 체인.
7. 제6항에 있어서, 상기 RFID(17)에 인접한 구조물(71)의 존재는 안전 조건을 표시하는 것을 특징으로 하는 안전 체인.
8. 제6항에 있어서, 상기 RFID(18)에 인접한 자기 저항을 갖는 구조물(71)의 부재는 불안전 조건을 표시하는 것을 특징으로 하는 안전 체인.
9. 하나 이상의 카아 호출 버튼 및 홀 호출 버튼을 모니터하기 위한 엘리베이터 호출 시스템에 있어서,

   하나 이상의 송수신기(23, 26, 27)는 인터로게이션 신호를 전송하고 상기 인터로게이션 신호에 대한 응답을 수신하며,

   하나 이상의 패시브 라디오 주파수 인식 장치(RFID)(14, 19, 34)는 상기 호출 버튼 중 대응하는 하나와 연계되며, 상기 임의의 RFID의 주파수 결정 회로(40, 41, 43, 44, 47, 48)는 대응하는 버튼이 작동되었을 때, 버튼이 작동된다는 것을 표시하는 하나의 송수신기로부터의 인터로게이션 신호에 대한 전송된 응답을 제공하고, 대응하는 버튼이 작동되지 않았을 때, 버튼이 작동된다는 표시를 제공하지 않는 능력을 갖도록 대응하는 호출 버튼과 관련되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 호출 시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 RFID는 대응하는 버튼에 의해 작동되는 스위치(44, 48)를 포함하고, 상기 스위치는 주파수 결정이 스위치가 대응하는 버튼이 작동되는 것을 표시하는 위치에 있을 때, 호출 요청을 표시하는 전송된 응답이 되도록 상기 RFID의 주파수 결정 회로(40, 41, 47)와 연계된 것을 특징으로 하는 안전 체인.
11. 제10항에 있어서, 상기 스위치(43, 48)는 상기 주파수 결정 회로의 주파수 결정 소자(40, 41, 47)와 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 안전 체인.
12. 제10항에 있어서, 상기 스위치(44)는 주파수 결정 회로의 주파수 결정 소자(40, 41)와 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 안전 체인.
13. 제10항에 있어서, 부가적인 주파수 결정 소자(47)를 더 포함하며, 상기 스위치(48)는 부가적인 주파수 결정 소자를 주파수 결정 회로(40, 41)에 연결하는 것을 특징으로 하는 안전 체인.
14. 제9항에 있어서, 상기 주파수 결정 회로는 상기 RFID에 인접한 자기 저항을 갖는 구조물에 응답하며, 상기 주파수 결정 회로는,

    자기 저항을 갖는 구조물을 더 포함하고, 그 위치는 대응하는 버튼에 의해 결정되며, 상기 버튼의 작동 또는 비 작동 조건은 상기 주파수 결정 회로의 주파수를 변경하는 방식으로 상기 RFID에 바로 인접한 구조물의 유무에 의해 표시되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 안전 체인.
15. 제6항에 있어서, 상기 RFID에 인접한 상기 구조물(71)의 존재는 호출 요청을 표시하는 것을 특징으로 하는 안전 체인.
16. 승강구 도어 록, 카아 도어 록, 상부 리미트, 하부 리미트, 비상 정지 스위치, 검사 스위치 및 과속 센서 중 하나 이상을 포함하는 엘리베이터의 복수의 안전 관련 변수의 조건을 모니터하기 위한 안전 체인을 포함하고, 카아 호출 버튼 및 홀 호출 버튼 중 하나 이상을 모니터 하기 위한 엘리베이터 시스템에 있어서,

    하나 이상의 송수신기(23, 26, 27)는 인터로게이션 신호를 전송하고, 상기 인터로게이션 신호에 대한 응답을 수신하며,

    하나 이상의 패시브 라디오 주파수 인식 장치(안전 RFID)(22, 23, 35, 36)는 상기 변수 중 하나에 대응되도록 관련되며, 상기 임의의 안전 RFID의 주파수 결정 회로(40, 41, 43, 44, 47, 48)는 대응하는 변수의 조건이 안전할 때, 안전 조건을 표시하는 하나의 송수신기로부터의 인터로게이션 신호에 대한 전송된 응답을 제공하고, 대응하는 변수의 조건이 불안전할 때, 안전 조건의 표시를 제공하지 않도록 하는 능력을 갖도록 대응하는 변수와 관련되며,

    하나 이상의 패시브 라디오 주파수 인식 장치(호출 RFID)(14, 19, 34)는 상기 호출 버튼 중 하나에 대응되도록 관련되고, 상기 호출 RFID는 대응하는 버튼이 작동되었을 때, 버튼이 작동된 것을 표시하는 하나의 송수신기로부터의 인터로게이션 신호에 대한 전송된 응답을 제공하고, 대응하는 버튼이 작동되지 않았을 때, 버튼이 작동된다는 표시를 제공하지 않는 능력을 갖도록 대응하는 호출 버튼과 연계되는 것을 특징으로 하는 엘리베이터 시스템.