NL2002849C2 - Elektronisch regelsysteem voor het horizontaal houden van een stoel of platform van een traplift. - Google Patents

Description

P88360NL00

Titel: Elektronisch regelsysteem voor het horizontaal houden van een stoel of platform van een traplift.

De uitvinding betreft een elektronisch regelsysteem waarmee een stoel of een platform van een traplift tijdens een rit over een rail met één of meerdere bochten met behulp van het signaal van een hellingssensor effectief in een horizontale stand wordt gehouden.

5

De huidige stand van de techniek is dat besturingen van trapliftsystemen van diverse elektronische methoden gebruik maken om de stoel of platform van een tijdens het transport langs de rail, waarin zich meerdere bochten met variërende hellingen kunnen bevinden, in een horizontale stand te 10 houden. Een bekende methode (A) is de gebruikmaking van de in een geheugen opgeslagen gewenste hoek van de stoel ten opzichte van de wagen, gerelateerd aan de diverse posities van de wagen op de rail (EP 0 738 232 BI).

15 Een andere bekende methode (B) is het meten van de helling van de wagen ten opzichte van de richting van de zwaartekracht, waarbij de gemeten hoek tussen de horizontaal te houden stoel en de wagen gemeten en gecompenseerd wordt met de gemeten variërende hellingshoek van de wagen tijdens het rijden over de rail 20 (EP 1 037 846 Bl).

Bij een andere methode (C) wordt gebruik gemaakt van een stijve arm met een inerte massa rond het draaipunt van de stoel aan de wagen. Als de helling van de stoel wijzigt, verandert het signaal van het rekstrookje op de 25 stijve arm (EP 0 961 749 Bl).

2

Bij de genoemde elektronische systemen volgens de huidige stand der techniek zijn de volgende bezwaren aanwezig: 1. Bij methode (A) moet voor elke rail een elektronische tabel worden 5 gegenereerd waarin de stoelhoeken ten opzichte van de wagen als functie van de positie op de rail staan. Indien de helling van een stuk rail anders is dan oorspronkelijk tijdens het ontwerp bedoeld, blijft er een permanente fout in de stand van de stoel over. Correctie hiervan is een bron van ongewenste extra kosten.

10 2. Bij methode (B) is een groot nadeel dat de hellingssensor op de wagen tussen -75° en +75° kan wijzigen. Vooral bij het toepassen van halfgeleider hellingssensoren, waarbij het uitgangssignaal een sinusvormige relatie heeft met de hellingshoek, wordt, naast de spanningsverandering per graad hoekverdraaiing, de signaal-15 ruisverhouding bij grotere hoeken steeds ongunstiger.

3. Bij methode (C) zijn meerdere sensoren en een speciale precies te monteren inerte massa nodig om de invloed van de beweging van de wagen over de rail zó te compenseren dat de stoelpositie hier minimale hinder van ondervindt. Dit leidt tot hogere kosten van de traplift als 20 geheel.

De uitvinding geeft een oplossing voor de hiervoor genoemde bezwaren door de discriminatie van signaalveranderingen in het tijdsdomein die niet ontstaan kunnen zijn door de hoekverandering van de wagen in een 25 verticaal vlak. Daardoor kan ongewenste respons op verstoringen zoals versnellingen van de wagen, schokken van de stoel en trillingen in de rail elektronisch sterk worden onderdrukt of voorkomen. Uitgangspunt is het gegeven, dat bij een bepaalde snelheid van de wagen over de rail, de gemeten hoekverandering per sample-interval of per tijdseenheid zich 30 binnen bepaalde limieten zal bevinden, waarbij de genoemde limieten 3 afhankelijk zijn de rijsnelheid van de wagen over de rails, de straal van de bocht van de rail in een verticaal vlak en de rotatiesnelheid van de stoel of platform ten opzichte van de wagen.

Twee of meerdere van de op deze manier na elk sample-interval verkregen 5 waarden, worden voor het bepalen van een gemiddelde waarde gebruikt. De nieuwe gemiddelde waarde die na elk sample-interval beschikbaar is wordt na verdere elektronische bewerking gebruikt om de motor van het platform of de stoel aan te sturen.

10 Aan de hand van een figuur wordt het principe van het elektronisch regelsysteem toegelicht en worden uitgevonden toepassingen verklaard.

Figuur 1 toont het blokschema van het elektronische regelsysteem volgens deze uitvinding.

15

Het elektronische regelsysteem heeft als doel een stoel of platform van een traplift, binnen een bepaalde maximaal acceptabele hoekafwijking, tijdens een rit langs de rail in een horizontale stand te houden. Volgens de methode van deze uitvinding wordt dit bereikt door gebruik te maken van de kennis 20 dat de hoekverandering per tijdseenheid die een wagen tijdens de rit langs een rail met bochten ondervindt nooit meer kan zijn dan veroorzaakt kan worden bij een rit van de wagen door een bocht met de kortst mogelijke straal van het betreffende railsegment in een verticaal vlak, en dit bij de maximaal haalbare snelheid van de wagen in de genoemde bocht.

25 De hellingssensor (103) wordt binnen het kader van deze uitvinding ergens geplaatst op het mechanische gedeelte dat star met de genoemde stoel of platform gekoppeld is.

De hellingssensor (103) die voor het testen van het concept volgens deze 30 uitvinding gebruikt is geeft bij een horizontale stand in het midden van het 4 dynamische gebied een uitgangsspanning van ongeveer +2,5V. Een hoekverdraaiing van 1° rond dit punt geeft een spanningsverandering van circa 35mV.

5 Bij trapliften kan de richting wagen tot ongeveer 20° per seconde in een verticaal vlak wijzigen. Dit betekent dat de hoogste te verwachten frequentiecomponent tengevolge van deze beweging slechts 360 graden per 18 seconden of 1/18 Hz bedraagt. Alle signaalcomponenten van een hellingssensor die hoger in het frequentiespectrum liggen moeten als 10 stoorsignalen worden opgevat.

Trapliftfabrikanten moeten zich er wel van bewust zijn dat genoemde waarde van 20° per seconde bij rails met slechts minimale richtingsveranderingen in het verticale vlak niet ongelimiteerd verkleind 15 mag worden. De respons op schommelen van de stoel door toedoen van de gebruiker zou dan onvoldoende kunnen zijn, waardoor te grote hoekfouten kunnen ontstaan.

Echter, het elimineren van deze genoemde stoorsignalen met behulp van 20 analoge of digitale filtertechnieken veroorzaakt grote vertragingen waardoor een respons onaanvaardbaar laat komt, waardoor een bij toepassing van een PID-regelaar grote afwijkingen ten opzichte van de gewenste horizontale stand van de stoel of het platform zullen ontstaan. Het D-deel in de regellus kan niet effectief gebruikt worden omdat vooral bij een wat hogere 25 versterkingsfactor de respons op stoorpulsen zover toeneemt dat er heftige oscillaties gaan optreden.

Ook het P-deel in de regellus veroorzaakt bij toenemende versterking al snel oscillaties door het versterken van stoorsignalen.

30 5

In het elektronisch regelsysteem (1) volgens deze uitvinding wordt het signaal van de hellingssensor (103) met behulp van een AD-converter elke sampleperiode Ts vergeleken met een referentiewaarde (101) die overeenkomt met de waarde die de hellingssensor (103) af zou geven als de 5 genoemde stoel of platform zonder beïnvloedingen zoals versnellingen en trillingen in de gewenste horizontale stand zou staan. Het op de aftrekschakeling (102) verkregen verschilsignaal tussen het genoemde signaal van de hellingssensor (103) en de genoemde referentiewaarde (101) is een maat voor de helling ten opzichte van een horizontaal vlak en wordt 10 in dit document het tiltsignaal genoemd.

Tijdens elke sample-periode wordt de waarde van het tiltsignaal (102) omgezet in een fouthoeksignaal (104). Hiertoe wordt het tiltsignaal in de veranderingsbegrenzer (104) vergeleken met de tijdens het vorige sample-15 interval bepaalde waarde van de veranderingsbegrenzer (104) dat via de signaalbegrenzer (106) op de ingang van de veranderingsbegrenzer (104) beschikbaar is. Indien de absolute waarde van het verschil tussen het tiltsignaal (102) en de veranderingsbegrenzer (104) groter is dan de maximaal toegestane waarde (105), dan wordt de nieuwe waarde op de 20 uitgang van de veranderingsbegrenzer (104) beperkt tot de vorige waarde vermeerderd of verminderd met de maximaal toegestane waarde (105).

De maximaal te verwachten verandering van het tiltsignaal (102) tengevolge van het rijden in een scherpe bocht kan bij de genoemde 20° per seconde en een tiltsensor gevoeligheid van 35mV/° ongeveer 700mV per 25 seconde bedragen. Per sample-interval Ts van bijvoorbeeld 1/64 seconde is de maximaal te verwachten verandering van het tiltsignaal (102) 700mV / 64 = 10,9mV. Bij een elektronisch regelsysteem (1) volgens deze uitvinding kan ervoor gekozen worden om de maximaal te verwachten verandering per sample-interval vast op bijvoorbeeld 12mV te zetten. Bij een 12 bits analoog 30 naar digitaal conversie (ADC) en een 5000mV dynamisch gebied van de 6 ADC betekent een 12mV verandering een verandering van 12mV / 5000mV * 2Λ12 = 9 (afgeronde waarde van 9,83).

Een hoekfout (102) van 4° geeft een verandering van ongeveer 4 * 35mV -5 140mV ten opzichte van de genoemde 2500mV van de hellingssensor (103) die bij het testen van het concept volgens deze uitvinding toegepast is. In dit voorbeeld is dit een Tilt (102) met een waarde 140[mV] / 5000[mV] x 2Λ12 -114. De signaalbegrenzer (106) zorgt ervoor dat het fouthoeksignaal (104) begrensd wordt tot de genoemde waarden. Als deze waarde 114 wordt 10 gebruikt als de maximaal gewenste hoekfout die mag optreden, dan betekent dit dat uit de acht vertragingselementen (106 t/m 113) na 8 sample-intervallen door de sommator (114) en het dooropvolgend delen door 8 door de deler (115) een maximale gemiddelde waarde van 114 (of -114) kan ontstaan.

15

De overdrachtsfunctie (116) is zó opgebouwd dat de elektronische motorsturing (117) maximaal in de gewenste draairichting wordt aangestuurd bij een maximale gemiddelde waarde van 114 of -114.

Bij een gemiddelde waarde 0 op de uitgang van de deler (115), dus bij een 20 gemiddeld fouthoeksignaal van nul, zal via de overdrachtsfunctie (116) zal de elektronische motorsturing (117) niet worden aangestuurd, waardoor een eventuele resterende rotatiesnelheid van de motor zal afnemen.

De genoemde motorsturing (117) kan afhankelijk van de gewenste uitvoering gebruik maken van een sturing op basis van de spanning, de 25 stroom of het vermogen op, door of naar de motor.

Het draaien van de motor (118) zorgt via de mechanische overbrenging (119) voor de rotatie van de stoel of platform ten opzichte van de wagen. Tijdens het testen van het concept werden de beste resultaten behaald met een 30 lineaire overdrachtsfunctie (116). Dat de toepassing van een niet-lineaire 7 functie in blok 116 een verbetering van het gedrag mogelijk gemaakt wordt niet uitgesloten en maakt dan uitdrukkelijk deel uit van de geclaimde omvang van de uitvinding.

5 Het gedrag van het elektronisch regelsysteem (1) kan ten koste van een aan de motor (118) gekoppelde encoder (120) verbeterd worden door het toerental van de motor (118), die een lineaire relatie heeft met de pulsfrequentie van de encoder (120), via een vaste relatie, door middel van een regelkring afhankelijk te maken van het genoemde fouthoeksignaal 10 (104).

Claims (4)

1. Een elektronisch regelsysteem voor het horizontaal houden van een stoel of platform van een traplift, die via een rail met minstens één bocht van een eerste naar een tweede niveau verplaatst kan worden, waarbij de genoemde stoel of platform door een motor wordt aangestuurd om deze 5 horizontaal te houden, waarbij het elektronisch regelsysteem van slechts een hellingssensor gebruikmaakt die star met de genoemde stoel of platform verbonden is en waarbij achtereenvolgend genomen samples van het signaal van de hellingssensor vergeleken worden met een referentiewaarde die overeenkomt met de waarde die de hellingssensor af zou geven als de 10 genoemde stoel of platform zonder beïnvloedingen zoals versnellingen en trillingen in de gewenste horizontale stand zou staan en waarbij het zo verkregen verschilsignaal tussen het genoemde signaal van de hellingssensor en de genoemde referentiewaarde door het elektronisch regelsysteem (1) wordt gebruikt met het kenmerk, dat het genoemde 15 verschilsignaal wordt omgezet in een fouthoeksignaal, waarbij veranderingen in het genoemde verschilsignaal die niet toe te rekenen zijn aan veranderingen die veroorzaakt zijn door de hoeksnelheid ten gevolge van het rijden over de rails worden gelimiteerd tot een te verwachten maximale waarde waardoor het fouthoeksignaal per genomen sample niet 20 meer dan met de genoemde te verwachten maximale waarde kan toe- of afnemen, waarna voor verdere onderdrukking van stoorsignalen van twee of meerdere opeenvolgende waarden van het fouthoeksignaal de gemiddelde waarde wordt bepaald, waarbij het aantal samples zo klein gehouden wordt dat de optredende tijdsvertraging acceptabel is, waarna het verkregen 25 fouthoeksignaal door verdere elektronische bewerking wordt gebruikt voor de aansturing van de motor, waar bij een door de trapliftfabrikant als maximum gekozen waarde van het fouthoeksignaal de motor in de betreffende richting maximaal wordt aangestuurd en bij een fouthoeksignaal van nul de motor niet wordt aangestuurd.

2. Een elektronisch systeem volgens conclusie 1, met het kenmerk, 5 dat in de genoemde aansturing van de motor van een stoel of platform gebruik wordt gemaakt van een elektronische motorsturing waardoor de spanning, de stroom of het vermogen op, door of naar de motor een grootte heeft die via een lineaire overdrachtsfunctie varieert tussen de waarde nul en de maximale waarden afhankelijk van de grootte van het verkregen 10 signaal, waarbij de minimale en maximale waarden van het signaal worden bepaald door limieten die overeenkomen met de verschilspanningen die optreden als een maximale fouthoek van een stoel of platform in een van de draairichtingen optreedt.

3. Een elektronisch systeem volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat in de aansturing van de motor van een stoel of platform gebruik wordt gemaakt van een elektronische motorsturing waardoor de spanning, stroom of vermogen op, door of naar de motor een grootte heeft die via een niet-lineaire overdrachtsfunctie varieert tussen de waarde nul en de maximale 20 waarden afhankelijk van de grootte van het verkregen signaal.

4. Een elektronisch systeem volgens één of meerdere van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in de aansturing van de motor van een stoel of platform gebruik wordt gemaakt de signalen van de aan de motor 25 gekoppelde encoder om het toerental van de motor via een regellus via een vaste relatie afhankelijk te maken van het genoemde fouthoeksignaal.