專(zhuān)利名稱(chēng):包含無(wú)線電通訊的電梯轎廂定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明一般涉及電梯系統(tǒng),更具體地,本發(fā)明涉及一種用來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)電梯系統(tǒng)部件的位置的定位系統(tǒng)。
背景技術(shù):
電梯系統(tǒng)例如通常包括一個(gè)在建筑內(nèi)的各個(gè)??课恢没虿煌瑢又g在電梯井內(nèi)移動(dòng)的電梯轎廂。取決于特定情況的需要,一個(gè)控制器使機(jī)械運(yùn)行,將電梯轎廂移動(dòng)到電梯井中想要到達(dá)的位置。將電梯轎廂精確地移動(dòng)到停靠位置要求確定位置信息。而且,還需要能夠在任何時(shí)候,在不必移動(dòng)電梯轎廂以進(jìn)行確定的情況下,確定電梯轎廂在電梯井中的位置。
目前已經(jīng)提出或?qū)嵤┝嗽S多確定電梯轎廂位置的布置。大多數(shù)這樣的系統(tǒng)都具有缺點(diǎn),即它們是昂貴的。另外,許多這種系統(tǒng)沒(méi)有在系統(tǒng)的整個(gè)使用壽命中提供希望的精確性水平。任何要求定期維護(hù)或維修的系統(tǒng)都引起了進(jìn)一步附加的不想出現(xiàn)的成本。與已知系統(tǒng)相關(guān)的另一個(gè)困難在于它們要求一種專(zhuān)門(mén)的電梯井或者相對(duì)廣泛的電梯井中的裝備。
一個(gè)示例的系統(tǒng)采用了連接在電梯馬達(dá)、調(diào)速器或一個(gè)或多個(gè)滑輪上的編碼器,這種布置由于相關(guān)部件的滑動(dòng)或機(jī)械磨損并不總是能夠提供想要達(dá)到的精確性。此外,基于編碼器的系統(tǒng)要求相對(duì)復(fù)雜的調(diào)整算法以補(bǔ)償編碼器讀數(shù)和電梯轎廂應(yīng)該停靠到位的調(diào)整區(qū)的實(shí)際位置之間的差別。某些這類(lèi)系統(tǒng)的另一個(gè)缺點(diǎn)是,在電源斷電的情況下,不可能立刻確定電梯轎廂在電梯井中的位置。
其它的系統(tǒng)在電梯井中使用葉片或其它的標(biāo)志器。這種裝置引入了另外的部件、成本、材料和勞力,而不見(jiàn)得提供了想要的精確性水平。
雖然本領(lǐng)域的技術(shù)人員總是想方設(shè)法地進(jìn)行改進(jìn),但還是會(huì)有其它的問(wèn)題要克服。例如,以前采用無(wú)線信號(hào)傳送來(lái)檢測(cè)位置的嘗試遭受了精確性、更新率不足、和不想出現(xiàn)的高成本問(wèn)題的困擾。存在一種對(duì)可靠、經(jīng)濟(jì)、精確和有效系統(tǒng)的需求,用來(lái)確定電梯轎廂在電梯井中的位置。本發(fā)明以獨(dú)特的方式滿足了這個(gè)需求,并且避免了現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)和不足。
發(fā)明內(nèi)容
總體來(lái)講,本發(fā)明是一種無(wú)線通訊布置,用來(lái)確定電梯轎廂在電梯井中的位置。第一通訊裝置部分支承在電梯轎廂上,第二通訊裝置部分支承在電梯井中的選定位置。在大多數(shù)情況下,許多第二通訊部分沿電梯井有計(jì)劃地布置在關(guān)鍵位置上。指示通訊部分之間的距離的無(wú)線通訊提供有關(guān)電梯轎廂在電梯井中位置的信息。
在根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的一個(gè)示例系統(tǒng)中,第一通訊部分包括支承在電梯轎廂上的第一收發(fā)機(jī),該第一收發(fā)機(jī)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào),第二通訊部分包括支承在相對(duì)于電梯井的選定的已知位置上的第二收發(fā)機(jī)。該第二收發(fā)機(jī)響應(yīng)所述觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生定位信號(hào),第一收發(fā)機(jī)接收該定位信號(hào)。一個(gè)控制器根據(jù)接收到的定位信號(hào)的特性確定電梯轎廂在電梯井中的位置。
在一個(gè)實(shí)施例中,觸發(fā)信號(hào)是射頻信號(hào),而定位信號(hào)是超聲波信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中,由第一收發(fā)機(jī)接收到超聲波信號(hào)所用的時(shí)間就是用來(lái)確定電梯轎廂在電梯井中的位置的特性。第一和第二收發(fā)機(jī)之間的距離以及超聲波定位信號(hào)的已知特性提供了超聲波信號(hào)接收時(shí)間選擇與電梯轎廂位置之間的關(guān)系。
在一個(gè)實(shí)施例中,第一收發(fā)機(jī)部分與位于遠(yuǎn)處的進(jìn)行位置確定的控制器進(jìn)行無(wú)線通訊。在另一個(gè)實(shí)施例中,第一收發(fā)機(jī)通過(guò)硬線連接到進(jìn)行編程以進(jìn)行位置確定的控制器上。
在一個(gè)實(shí)施例中,沿著電梯井的每個(gè)停靠位置都有一個(gè)門(mén)框支承對(duì)應(yīng)的第二收發(fā)機(jī)。有利地,第二收發(fā)機(jī)可以在被送到建筑物所在地之前安裝到門(mén)框上。通過(guò)這種方式,第二收發(fā)機(jī)相對(duì)于電梯井的位置可以更加經(jīng)濟(jì)和精確地進(jìn)行控制。
從下列目前優(yōu)選的實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中,本發(fā)明的各種特征與優(yōu)勢(shì)對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯得很清楚。伴隨詳細(xì)說(shuō)明的附圖可如下進(jìn)行簡(jiǎn)短描述。
圖1示意地表示出包含依據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的定位裝置的電梯系統(tǒng);以及圖2示意地表示出在根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的示例系統(tǒng)中的兩個(gè)通訊部分以及這兩者之間的無(wú)線通訊。
具體實(shí)施例方式
圖1示意地顯示了一個(gè)電梯系統(tǒng)20,其中電梯轎廂22以傳統(tǒng)方式在電梯井24中移動(dòng)。正如已知的情況那樣,電梯轎廂22優(yōu)選地移動(dòng)到各個(gè)停靠位置26、29和30,例如在一個(gè)建筑的不同層之間運(yùn)輸乘客或貨物。
控制器32控制一個(gè)機(jī)器(未示出),該機(jī)器使電梯轎廂22在電梯井24中進(jìn)行所希望的移動(dòng)。電梯轎廂22使用已知的部件(未示出)以已知方式支承在電梯井24中。
控制器32基于由第一無(wú)線通訊部分40收集的信息確定電梯轎廂22在電梯井24中的位置,該第一無(wú)線通訊部分40支撐(或安裝)為與電梯轎廂22一起移動(dòng)。這里說(shuō)明的實(shí)施例示意性地顯示了安裝在該電梯轎廂上的通訊部分40。也可以采用其它位置,例如在相關(guān)支架上或者支承電梯轎廂的結(jié)構(gòu)件上。
多個(gè)第二通訊部分42支承在沿電梯井24的選定位置上以提供電梯轎廂的位置信息,如下文所述。在說(shuō)明的實(shí)施例中,每個(gè)第二通訊部分42支承在包括已知部件的門(mén)框36上。本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于第二通訊部分42在運(yùn)送到安裝電梯系統(tǒng)20的建筑物所在地之前,可以安裝到預(yù)先做好的各門(mén)框中。通過(guò)以這種方式預(yù)先安裝第二通訊部分42,可以實(shí)現(xiàn)許多系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。例如,本發(fā)明的布置不要求對(duì)在電梯系統(tǒng)安裝地點(diǎn)的電梯井或者專(zhuān)門(mén)安裝裝置的任何修改。第一通訊部分40可以預(yù)先安裝在電梯轎廂上,而第二通訊部分42可以預(yù)先安裝在門(mén)框上。
在說(shuō)明的實(shí)施例中,第一通訊部分40與電梯轎廂22上的轎廂上的模塊44相關(guān)聯(lián)。在圖1中示意地顯示了連接件46,用來(lái)表示電源連接、通訊連接或同時(shí)表示這兩者。在一個(gè)實(shí)施例中,第一通訊部分40硬連線到模塊44上以接收電能。在一個(gè)實(shí)施例中,指示電梯轎廂位置的信號(hào)的通訊還通過(guò)一個(gè)硬連線連接完成。在另一個(gè)實(shí)施例中,第一通訊部分40與轎廂上的模塊44之間的通訊為無(wú)線通訊。
轎廂上的模塊44通過(guò)傳統(tǒng)的電線布置48進(jìn)行連接,用來(lái)與控制器32進(jìn)行通訊。除了電梯轎廂22上的電子設(shè)備與控制器32之間的傳統(tǒng)通訊外,本發(fā)明系統(tǒng)還為控制器32提供了電梯轎廂位置信息,該位置信息收集自通訊部分40和42之間的通訊。
圖2示意地說(shuō)明了在根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中的一個(gè)示例通訊策略。第一通訊部分40包括一個(gè)具有發(fā)射機(jī)部分50的收發(fā)機(jī)。在一個(gè)實(shí)施例中,發(fā)射機(jī)部分50產(chǎn)生發(fā)送到第二通訊部分42的射頻通訊信號(hào)52。
在說(shuō)明的實(shí)施例中,射頻信號(hào)52具有第一部分54,它由第二通訊部分42的發(fā)電機(jī)(或能量發(fā)生器)部分56來(lái)接收。該發(fā)電機(jī)部分56優(yōu)選包括接收射頻信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為可用能量的已知部件。在其它的實(shí)施例中,第二通訊部分42由電池、建筑物電源(硬連線的)、或者這些已知電源的組合提供能源。
射頻信號(hào)52的第二部分是一個(gè)觸發(fā)信號(hào)58,該觸發(fā)信號(hào)58由觸發(fā)器部分60來(lái)接收。發(fā)射機(jī)部分50產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)58,從而使處在電梯轎廂22的選定范圍內(nèi)的第二通訊部分42響應(yīng)觸發(fā)信號(hào)58產(chǎn)生一個(gè)定位信號(hào)。通過(guò)這種方式,本發(fā)明系統(tǒng)的示例實(shí)施方式將來(lái)自第二通訊部分42的能量消耗和信號(hào)產(chǎn)生限制到僅在電梯轎廂22選定附近的那些,這使示例布置更加有效。
基于觸發(fā)信號(hào)58,觸發(fā)器部分60優(yōu)選使第二通訊部分42的發(fā)射機(jī)部分62產(chǎn)生一個(gè)定位信號(hào)64,該定位信號(hào)64由第一通訊部分40的接收機(jī)部分66來(lái)接收。在說(shuō)明的實(shí)施例中,每個(gè)第二通訊部分42都具有一個(gè)唯一的識(shí)別器,并且定位信號(hào)64優(yōu)選包括對(duì)應(yīng)于發(fā)送信號(hào)的部件的識(shí)別的信息。參考圖1,例如,第二通訊部分42A具有不同于與42B或42C相關(guān)的識(shí)別器。優(yōu)選選擇足夠大的一套識(shí)別器以確保唯一性。
在根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)施例系統(tǒng)中,發(fā)射機(jī)部分62響應(yīng)每個(gè)觸發(fā)信號(hào)發(fā)送多路定位信號(hào)。在這個(gè)實(shí)施例中,對(duì)定位信號(hào)進(jìn)行組合以確定位置。這種布置具有增加信-噪比、定位精確性或同時(shí)增強(qiáng)兩種特性的優(yōu)點(diǎn)。
目前優(yōu)選的實(shí)施例包括作為發(fā)射機(jī)部分62的超聲波發(fā)射機(jī)。相應(yīng)的,定位信號(hào)64是一個(gè)超聲波信號(hào),該信號(hào)在電梯井中以已知的速度傳播?;谟|發(fā)信號(hào)58和由接收機(jī)66接收到定位信號(hào)之間的時(shí)間選擇,可以確定第一通訊部分40相對(duì)于適當(dāng)?shù)牡诙ㄓ嵅糠?2的位置。位置信息還提供了電梯轎廂22在電梯井中的位置,因?yàn)樵陔娞蒉I廂22上的第一通訊部分40的位置相對(duì)于電梯轎廂的結(jié)構(gòu)是已知的。在一個(gè)實(shí)施例中,附加的系統(tǒng)參數(shù),例如電梯轎廂速度和本地溫度等從定位信號(hào)64估計(jì)出來(lái),以改進(jìn)已確定的電梯轎廂位置的精確性。
超聲波是優(yōu)選的,因?yàn)閾?jù)認(rèn)為超聲波能提供最精確的位置確定。其它的電磁能類(lèi)型的例子也可以用于根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中,例如射頻信號(hào)、微波信號(hào)、紅外信號(hào)、紫外光或可見(jiàn)光傳輸信號(hào)等。受益于本說(shuō)明書(shū)的本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠選擇對(duì)他們的特定場(chǎng)合進(jìn)行最佳工作的信號(hào)和調(diào)制策略的類(lèi)型。
隨著電梯轎廂22在電梯井中移動(dòng)或者保持靜止,位置信息可根據(jù)需要由控制器32進(jìn)行連續(xù)確定。
在一個(gè)實(shí)施例中,一第二通訊部分42與沿著電梯井的每次停靠相關(guān)。通過(guò)這種方式將第二通訊部分的隔開(kāi)在第二通訊部分之間提供了大約3.5米的距離。這產(chǎn)生了一定的優(yōu)勢(shì),例如限制了超聲波發(fā)射機(jī)62的能量消耗。因?yàn)樵谌魏谓o定的時(shí)間只觸發(fā)幾個(gè)第二通訊部分42,所以超聲波之間的干擾量得到了減少。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于與超聲波傳輸相關(guān)的延時(shí)被減少,而在一個(gè)實(shí)施例系統(tǒng)中其小于10毫秒。而且,因?yàn)檠訒r(shí)(與通訊部分40和42之間的距離相關(guān))變得較小,所以隨著電梯轎廂22接近每個(gè)調(diào)整區(qū)(即,停靠區(qū)),可實(shí)現(xiàn)更高的位置更新率。在根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的系統(tǒng)中,將第二通訊部分42有計(jì)劃地布置在沿電梯井的關(guān)鍵位置使分辨率能在1毫米的范圍內(nèi)。例如,一個(gè)可以便宜地購(gòu)得的1/340毫秒分辨率計(jì)時(shí)器使本發(fā)明系統(tǒng)能夠很精確地計(jì)算波傳播的距離,從而很精確地計(jì)算電梯轎廂的位置。
本發(fā)明的顯著優(yōu)勢(shì)包括不要求對(duì)電梯井或設(shè)備裝置進(jìn)行修改。本發(fā)明的布置可用于任何不同類(lèi)型的電梯系統(tǒng)。本發(fā)明的無(wú)線通訊布置在整個(gè)電梯井中進(jìn)一步提供了更好的精確性、在電梯轎廂接近停靠位置時(shí)的更高的位置更新率,以及根據(jù)需要向控制器連續(xù)提供電梯轎廂的位置信息。
一旦安裝好門(mén)框36,并且所有其它的部件都操作,那么電梯轎廂22可以隨控制器32在了解模式的情況下在電梯井中運(yùn)行,從而可以檢驗(yàn)每個(gè)第二通訊部分42的位置和識(shí)別。在單一了解模式完成后,控制器32隨后能夠根據(jù)所要求的進(jìn)行多次位置確定,以實(shí)現(xiàn)希望的電梯系統(tǒng)操作。
上面的說(shuō)明在本質(zhì)上是示例性的而不是限制性的。對(duì)于本發(fā)明公開(kāi)的實(shí)施例的變更和修改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯得很明白,并且其不會(huì)偏離本發(fā)明的宗旨。給予本發(fā)明的法律保護(hù)的范圍只能通過(guò)考慮下列權(quán)利要求進(jìn)行確定。
權(quán)利要求
1.一種用于確定電梯轎廂(22)在電梯井(24)中的位置的系統(tǒng),它包括第一收發(fā)機(jī)(40),其支承為與電梯轎廂一起移動(dòng),其產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)(58);第二收發(fā)機(jī)(42),支承在相對(duì)于電梯井的選定位置上,第二收發(fā)機(jī)響應(yīng)所述觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生定位信號(hào)(64),第一收發(fā)機(jī)接收所述定位信號(hào);和控制器(32),其基于接收到的定位信號(hào)的特性確定電梯轎廂在電梯井中的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述觸發(fā)信號(hào)(58)是射頻信號(hào),而所述定位信號(hào)(64)是超聲波信號(hào),且其中用來(lái)確定位置的所述定位信號(hào)的特性是所述定位信號(hào)在第一收發(fā)機(jī)和第二收發(fā)機(jī)之間傳播的時(shí)間。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述第一收發(fā)機(jī)(40)包括發(fā)射機(jī)部分(50),所述發(fā)射機(jī)部分(50)產(chǎn)生所述觸發(fā)信號(hào)(58)和激勵(lì)信號(hào)(54),所述激勵(lì)信號(hào)(54)由所述第二收發(fā)機(jī)(42)接收,所述第二收發(fā)機(jī)利用用來(lái)產(chǎn)生電能的激勵(lì)信號(hào)(54)來(lái)產(chǎn)生所述定位信號(hào)(64)。
4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于,所述觸發(fā)信號(hào)(50)和所述激勵(lì)信號(hào)(54)包括若干同時(shí)發(fā)射的射頻信號(hào),并且一個(gè)緊接著另一個(gè)進(jìn)行調(diào)制。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,其包括多個(gè)第二收發(fā)機(jī)(42A、42B、42C),并且其中每個(gè)第二收發(fā)機(jī)都具有唯一的識(shí)別器,其中所述定位信號(hào)(69)包括對(duì)應(yīng)于所述識(shí)別器的信息,所述控制器(32)在確定電梯轎廂(22)的位置時(shí)使用該識(shí)別器信息。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng),其特征在于,在所述電梯井(24)中的了解通過(guò)期間,所述控制器(32)了解每個(gè)第二收發(fā)機(jī)(42A、42B、42C)的識(shí)別。
7.一種電梯系統(tǒng)(20),它包括電梯轎廂(22),其適用于在電梯井(24)中移動(dòng);第一無(wú)線通訊部分(40),其支承為與所述電梯轎廂一起移動(dòng);多個(gè)第二無(wú)線通訊部分(42),其支承在相對(duì)于所述電梯井的選定位置上,所述第一無(wú)線通訊部分(40)和第二無(wú)線通訊部分(42)相互間傳輸無(wú)線信號(hào)(52,64);和控制器(32),其使用關(guān)于所述通訊部分之間的無(wú)線通訊的信息確定所述電梯轎廂在所述電梯井中的位置。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng),其特征在于,其包括多個(gè)適合于沿所述電梯井支承的門(mén)框(36),并且其中所述第二通無(wú)線訊部分(42)中的至少一個(gè)支承在每個(gè)所述門(mén)框上。
9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng),其特征在于,所述第一無(wú)線通訊部分(40)包括發(fā)出射頻觸發(fā)信號(hào)(58)的收發(fā)機(jī)(50,66),和其中所述第二無(wú)線通訊部分(42)響應(yīng)所述觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生定位信號(hào)(64)。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng),其特征在于,所述定位信號(hào)(64)包括超聲波信號(hào)。
11.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng),其特征在于,所述第一通訊部分(40)產(chǎn)生射頻激勵(lì)信號(hào)(54),該射頻激勵(lì)信號(hào)(54)被第二通訊部分(42)中的一個(gè)發(fā)電機(jī)部分(56)接收,該發(fā)電機(jī)部分(56)基于所述激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生電能以發(fā)射定位信號(hào)(64)。
12.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng),其特征在于,每個(gè)所述第二無(wú)線通訊部分(42)具有唯一的識(shí)別器,并且其中所述定位信號(hào)(64)包括對(duì)應(yīng)于識(shí)別器的信息。
13.一種在電梯系統(tǒng)(20)中確定電梯轎廂(22)在電梯井(24)中的位置的方法,所述電梯系統(tǒng)(20)具有第一無(wú)線通訊部分(40),其支承為與所述電梯轎廂一起移動(dòng),以及至少一個(gè)第二無(wú)線通訊部分(42),其位于相對(duì)于電梯井的選定位置,所述方法包括下列步驟利用所述第一無(wú)線通訊部分(40)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)(58);利用所述第二通訊部分(42)響應(yīng)所述觸發(fā)信號(hào)產(chǎn)生定位信號(hào)(64);和基于所述第一通訊部分(40)所接收的所述定位信號(hào)(64)的特性,確定所述電梯轎廂(22)在電梯井(24)中的位置。
14.如權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,其包括用射頻信號(hào)作為所述觸發(fā)信號(hào)(58)以及用超聲波信號(hào)作為所述定位信號(hào)(64)。
15.如權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,其包括使唯一的識(shí)別器與多個(gè)第二通訊部分(42)中的每一個(gè)相關(guān)聯(lián),并且包括帶有所述定位信號(hào)(64)的識(shí)別器信息。
16.如權(quán)利要求13所述的方法,其特征在于,其包括使用所述第一通訊部分(40)產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)(54),并且在第二通訊部分(42)將所述激勵(lì)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,以產(chǎn)生所述定位信號(hào)(64)。
全文摘要
一種電梯系統(tǒng)(20),其包括無(wú)線通訊部分(40、42a-42c),該無(wú)線電通訊部分相互通訊以給出電梯井(24)中電梯轎廂(22)的位置信息。在一個(gè)實(shí)施例中,第一通訊部分(40)支承在電梯轎廂(22)上,它產(chǎn)生一觸發(fā)信號(hào),該觸發(fā)信號(hào)由第二通訊部分(42a-42c)在沿著電梯井(24)的選定位置上來(lái)接收。第二通訊部分(42a-42c)產(chǎn)生超聲波信號(hào),其由第一通訊部分(40)接收。接收到的定位信號(hào)特性,例如觸發(fā)信號(hào)與接收到定位信號(hào)之間的時(shí)間選擇,給出了關(guān)于電梯轎廂在電梯井中的位置信息。
文檔編號(hào)B66B1/50GK1684895SQ02829729
公開(kāi)日2005年10月19日 申請(qǐng)日期2002年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月8日
發(fā)明者J·-H·歐, A·M·芬, P·-Y·彭 申請(qǐng)人:奧蒂斯電梯公司