电梯系统的制作方法

本发明涉及电梯系统。

背景技术：

de102014220966a1公开了一种电梯系统，其中，类似于链斗式电梯，多个电梯轿厢在循环模式下周期性地操作。和传统式链斗式电梯不同，每一个轿厢独立于其他轿厢得以驱动并且因此能够独立于其他轿厢停靠在任何的任意停靠点处。设置转移装置以便使轿厢从竖直行进方向转移为水平行进方向，从而能够使轿厢以这种方式在不同的电梯井道之间移动。因此，电梯轿厢能够在跨越两个电梯井道的平面以及将两个电梯井道相连接的横向井道中移动。在这种电梯系统的情形中，目前利用随行电缆无法实现电梯轿厢和中央电梯控制器之间的数据联系。数据连接可以存在于无线传输平台中。然而，这里，对安全性、可靠性和速度提出了高要求。

具体地，与速度或紧急刹车指令相关的安全性相关数据信号需要可靠快速的数据传输。在这种情形下，已经证明，由于钢筋混凝土部件、金属轿厢和金属轨道，因此电梯井道中的传输路径不能通过简单的wlan热点足够可靠地保持。

另一个期望的要求是能够使用免许可频带，然而由于所述频带的其他使用，因此还要同时避免来自周围区域的干扰因素。

技术实现要素：

本发明的目的是提供用于上述类型的电梯系统的轿厢和电梯控制单元之间的合适的数据连接。本发明的目的通过权利要求1所述的电梯系统实现；优选的设计来自从属权利要求和说明书。

电梯系统包括：至少一个导轨；至少一个电梯轿厢、特别是多个电梯轿厢，其能够沿着导轨在行进方向上移动；轿厢控制单元，其安装在电梯轿厢上；和中央控制单元，其通过至少一个无线通信系统连接到轿厢控制单元。至少一个无线通信系统包括安装在电梯井道中的开槽波导导体装置。

具体地，这种开槽波导导体装置包括至少一个开槽波导和至少一个轿厢天线。具体地，开槽波导包括用于引导电磁波的腔体，该腔体沿着行进方向延伸，其中，腔体由布置为平行于行进方向的侧壁界定。轿厢天线安装在电梯轿厢上，这本质上是指轿厢天线与电梯轿厢一起在井道中移动。具体地，开槽波导包括用于部分地接收轿厢天线的通道开口，该通道开口平行于行进方向延伸。当轿厢移动时，通道开口由于平行于行进方向延伸，所以无论轿厢在井道中的移动与否均使得轿厢天线能够伸入腔体中。在de3505469a1中大体上描述了这种开槽波导。

使用开槽波导的优势在于由于不易发生失效而引起的数据传输的可靠性。通过其腔体，开槽波导为电磁波提供限定的分散区域；所述分散区域由侧壁界定，使得电磁波根本不会离开腔体或只是离开腔体的电磁波可忽略。同样，相关频谱内的电磁(干扰)波几乎不能进入腔体并引起干扰。尽管如此，仍然通过通道确保了轿厢天线的移动性。由于空间界定和屏蔽同时与轿厢天线的移动性的充分支持相结合，所以开槽波导装置的使用为通用电梯系统提供了最佳数据传输概念。

优选地，中央控制单元通过至少两个无线通信系统连接到轿厢控制单元，其中，两个无线通信系统彼此分离地实现。由于使用两个无线通信系统导致产生了冗余。

在这种情形下，可以通过空间分离实现通信系统的分离。在空间分离的情形下，用于两个通信系统的轿厢天线、井道天线和空中接口的空间位置在空间上彼此隔开地实现。在开槽波导的情形下，腔体的位置由空中接口的位置界定。

作为其替换例，通信系统的分离可以通过使用彼此不同的频率来实现。在这方面，两个通信系统的空中接口可以延伸通过相同的开槽波导；在这种情形下，两个通信系统使用不同的频率进行数据传输。具体地，在这种情形下，每个通信系统还可以包括分离的轿厢天线和/或分离的井道天线，然而，其用于相同的腔体中。具体地，在这种情形下，每个轿厢天线具有与其相关联的作为通信系统的部件的轿厢侧发送/接收控制器，并且具体地，在这种情形下，每个井道天线具有与其相关联的作为通信系统的部件的井道侧发送/接收控制器。

优选地，每一个通信系统包括安装在开槽波导中的至少一个井道天线和安装在轿厢上并且伸入开槽波导中的两个轿厢天线，其中，当沿着行进方向观察时，通信系统的两个轿厢天线一前一后地布置。由于轿厢天线在行进方向上一前一后地布置，因此可以避免轿厢天线同时移动到死点。这种死点可以在一前一后地布置的两个开槽波导之间的过渡部处产生。在轿厢仅在一个方向上行进的传统电梯系统的情形下，当然可以避免这种过渡部；在轿厢改变行进方向的电梯系统的情形下，可以提供与可旋转轨道段同步旋转的可旋转开槽波导。在可旋转开槽波导和固定开槽波导之间不可避免地存在过渡部。原则上，井道天线可以与开槽波导的至少一个壁部一体地实现。

当在行进方向上观察时，第一通信系统的两个轿厢天线相对于第二通信系统的两个轿厢天线布置为使得，在每种情形下，四个轿厢天线在不同的时间点到达在两个开槽波导之间的、在行进方向上一前一后地布置的过渡部。由此可以产生数据传输的高水平的失效安全性，这通过示例性实施例更详细地解释。

具体地，本发明适用于这样的电梯系统的情形，该电梯系统包括：

-至少一个第一导轨，其定向在第一方向、特别是竖直方向上，

-至少一个第二导轨，其定向在第二方向、特别是水平方向上，

-至少一个井道，导轨中的至少一个相对于该至少一个井道固定地保持；

-至少一个轨道段，其能够相对于井道旋转并且能够在第一方向上的定向和第二方向上的定向之间转换，

-至少一个电梯轿厢，其能够通过支架沿着导轨移动并且能够通过可旋转轨道段在不同的导轨之间转换。

过渡部(在该处，无线通信系统的质量或可靠性可能下降)具体地形成在导轨和可旋转轨道段之间的接口处。由于本发明，能够改进中央控制单元和轿厢控制单元之间的数据传输的可靠性。具体地，在这种电梯系统的情形下，电梯轿厢在以背包式方式安装的导轨上被引导和/或以无绳方式被驱动。

优选地，基于ieee802.11、特别是在2.4ghz、5ghz和/或60ghz的频率范围内的wlan在开槽波导中用于无线数据传输。

在进一步的改进中，开槽波导的侧壁可以集成在导轨中以用于引导电梯轿厢。

附图说明

参照附图更详细地解释本发明，附图中的每一者如下：

图1示出根据本发明的电梯系统的一部分的示意性立体图；

图2示出根据图1的电梯系统的数据传输元件的部件的示意性立体图；

图3示出第一设计中根据图1的电梯系统的数据传输结构的细节的示意性俯视图；

图4示出根据图1的电梯系统的数据传输元件的功能模块图的示意图；

图5示出第一配置中根据图1的电梯系统的天线的运动图的示意图；

图6示出第二配置中根据图1的电梯系统的天线的运动图的示意图；

图7示出第二设计中根据图1的电梯系统的数据传输结构的细节的示意性俯视图；

图8示出第三设计中根据图1的电梯系统的数据传输结构的细节的示意性俯视图；

图9示出第四设计中根据图1的电梯系统的数据传输结构的细节的示意性俯视图。

具体实施方式

图1示出根据本发明的电梯系统1的部件。电梯系统1包括多个导轨2，多个电梯轿厢10能够通过背包式支承装置沿着导轨被引导。导轨2v在第一方向上竖直地定向并且使得被引导的电梯轿厢10能够在不同的楼层之间移动。多个导轨在所述竖直方向上布置在相邻的井道20中。

水平导轨2h布置在两个竖直导轨2v之间，电梯轿厢10能够通过背包式支承装置沿着水平导轨2h被引导。所述水平导轨2h在第二方向上水平地定向并且使得电梯轿厢10能够在楼层内移动。此外，水平导轨2h将两个竖直导轨2v连接在一起。因此，第二导轨2h还用于使电梯轿厢10在两个竖直导轨之间切换，以实施例如现代链斗式操作。

在每一个情形下，电梯轿厢10能够经由可旋转轨道段3从一个导轨切换到其他导轨。所有轨道2、3至少间接地安装在井道壁20中。在wo2015/144781a1和德国专利申请102016211997.4和102015218025.5中相应地描述了这种电梯系统。

与轿厢一起沿着轨道2移动的轿厢控制单元11安装在每一个轿厢10上。所述轿厢控制单元11与电梯系统1的中央控制单元21数据连接。由于在这种电梯系统的情形中不能使用随行电缆，因此必须以其他方式实现数据传输。已经证明，滑动触点易受磨损使得在轿厢控制单元11和中央控制单元21之间使用无线数据传输。以下参照图2至图4更详细地描述无线数据传输的可行性。

数据通过开槽波导装置4无线地进行传输。所述开槽波导装置4包括两个分离的通信系统l、r，通信系统能够彼此独立地以及由此冗余地实施无线数据传输。由于两个通信系统l、r设计为基本相同，因此以下仅描述第一通信系统l；只要没有相反的规定，该描述就同样适用于第二通信系统r。当在行进方向f上观察时，第二通信系统r布置为平行于第一通信系统l。

第一通信系统l包括多个开槽波导22l1、22l2，该开槽波导在行进方向f上一前一后地布置。为此，在图中示意性地示出每个通信系统l、r的两个开槽波导22l1、22l2。开槽波导22l1、22l2同样地实现，使得下文描述表示所有其他开槽波导的一个开槽波导22并且省略角标l、r。开槽波导22固定地安装在井道壁20上并且包括平行于行进方向f延伸的多个壁26。通过壁26形成平行于行进方向f延伸的腔体25。开槽波导22包括井道天线28，该井道天线装配为将电磁辐射耦合到腔体25中或接收来自腔体25的电磁辐射。井道天线28以线装方式连接到中央控制单元21。电磁辐射是用于无线数据传输的载体介质。壁26由屏蔽材料形成。对于开槽波导22的设计和合适波长的选择，可以参考关于作为用于电磁波的波导的开槽波导相关文献。

电磁波基本上能够很好地分散在腔体25中，同时电磁波几乎不穿透壁26。因此，开槽波导22也适用于非常安全的无线数据传输，这是由于在腔体25中传输的信号被保护以防止未经授权的拦截并且来自开槽波导22外部的信号难以被操控。在这种情形下，开槽波导的横截面不限于图中所示的横截面，相反，可以想到多个矩形或圆形横截面。

壁26实现了平行于行进方向f延伸的槽24，轿厢天线12通过该槽24部分地引入腔体25中。每个轿厢天线12安装在电梯轿厢10上并因此在操作中与电梯轿厢10一起在行进方向f上移动。槽24平行于行进方向f的定向使得轿厢天线12总是能够伸入腔体25中。轿厢天线12装配成将电磁辐射耦合到腔体25中或接收来自腔体25的电磁辐射，并且因此与相关联的井道天线28通信联系。轿厢天线12以线装方式连接到安装在电梯轿厢10上的轿厢控制单元11。

然而，各个井道天线28l1、28l2、28r1、28r2与各个轿厢天线12l1、12l2、12r1、12r2之间的通信联系仅能够在相应的轿厢天线12伸入被开槽波导22l或22r(其分配有相应的井道天线28l或28r)中时被充分地保持。

在通用电梯系统1的情形下，开槽波导22不会不可避免地延伸超出电梯井道的整个高度。两个连续的开槽波导22l1、22l2或22r1、22r2之间的、特别是在固定导轨2和可旋转轨道段3之间的接口区域中的过渡部是不可避免的，这是因为相关联的开槽波导在其位于可旋转轨道段上时被保持为可旋转以与可旋转轨道段一起旋转。相应的轿厢天线和井道天线28之间的通信联系不可避免地在两个开槽波导22l1和22l2或22r1和22r2之间的过渡部23l或23r处中断。

在图2的示例中，当在行进方向f上行进时，轿厢天线12l1作为轿厢天线的第一部分到达过渡部23。因此，经由第一通信系统l，在第一通信系统l的井道天线28l1、28l2与轿厢天线12l1、12l2之间始终存在通信联系，通信系统l包括每个电梯轿厢10的两个轿厢天线12l1、12l2。第一通信系统l的轿厢天线12l1、12l2布置为使得在每种情形下，至少一个轿厢天线未布置在过渡部23处。因此，当第一轿厢天线11l1到达过渡部23l时，第二轿厢天线11l2布置得距过渡部23l足够远并且与井道天线28l2安全地通信联系。因此，总是能够维持每个通信系统l的一个无缝的(在时间意义上)无线数据连接。

因此，两个轿厢天线12l1、12l2在通信系统l内冗余地操作，以补偿在过渡部23l处通信联系中的不可避免的中断。然而，当其中一个天线通过过渡部时，所述冗余总是起作用。然而，在所述时刻，不再有任何冗余可用于补偿有源天线的失效。因为第二天线由此在通信系统内用于补偿天线的失效(作为操作的一部分，其不可避免地发生)，所以每个通信系统提供的第二天线不提供任何可行的冗余。第二通信系统r现在用于此目的。

原则上，第二通信系统r完全如先前针对第一通信系统l所描述的那样操作。所述两个通信系统l、r的使用由此产生两个无缝运行的通信系统l、r的冗余。可以在两个通信系统l、r中的一个已经正常运行时，确保相关联的电梯轿厢10的操作。

作为对比：在目前的应用情形下，当第一通信系统l的天线行进越过过渡部23时，仅由于切换到第二通信系统r，因此没有提供足够可靠的选项来实现通信联系的损失的桥接。所述方案当然在技术上是可行的，但仅仅以冗余为代价提供无缝性。在这方面，第二通信系统r将不可避免地必须参与以维持无缝数据传输。如果两个通信系统l、r中的一个发生故障，则将不再确保无缝性。因此，缺乏冗余。

因此，根据本发明，为了产生无缝和冗余的无线数据连接，提供了两个通信系统l、r，每个通信系统的每个电梯轿厢10包括在行进方向f上偏移地布置的两个轿厢天线12。当然，轿厢天线之间的距离必须不能等于两个过渡部之间的距离。

参照图2，通过图5描述了轿厢天线12的优选空间布置。图5提供了轿厢天线12的空间和时间图。为每个轿厢天线12记录空间和时间线。这开始于起始z位置处t＝0，其对于每个轿厢天线12是固定的，zl1(t＝0)、zr1(t＝0)、zl2(t＝0)、zr2(t＝0)并且也可以在图2看出。当从上方观察时，轿厢天线12的顺序如下：

1.第一通信系统l的第一轿厢天线12l1；

2.第二通信系统r的第一轿厢天线12r1；

3.第一通信系统l的第二轿厢天线12l2；

.第二通信系统r的第二轿厢天线12r2；

其中，zl1(t＝0)>zr1(t＝0)>zl2(t＝0)，zr2(t＝0)。

过渡部23l、23r在两个通信系统l、r上的相同的z位置处。相应地，每一个天线在以下时间点处到达过渡部：

1.第一通信系统l的第一轿厢天线12l1在时间tl1处到达过渡部；

2.第二通信系统r的第一轿厢天线12r1在时间tr1处到达过渡部；

3.第一通信系统l的第二轿厢天线12l2在时间tl2处到达过渡部；

4.第二通信系统r的第二轿厢天线12r2在时间tr2处到达过渡部；

其中，tl1<tr1<tl2<tr2。

在这种情形下，有利的是，第一通信系统l的轿厢天线12l1、12l2和第二通信系统r的轿厢天线12r1、12r2总是在不同的时间点到达相应的过渡部23l、23r。以这种方式再次显著增加了失效安全性。尽管每个通信系统l、r使用两个轿厢天线12，但是当在行进越过过渡部时，数据传输的至少短期失效的风险不被认为是可忽略的。如果数据传输的这种短期失效同时在两个通信系统l、r中发生，这将会成为问题。由于两个通信系统的天线现在从未同时达到过渡部，所以同时发生失效的风险再次显著降低为现在可以忽略不计的风险。

由于过渡部的z位置彼此不同，所以也可以实现所述优点，如图6中的示意图所示。作为示例，轿厢天线布置在电梯轿厢10上，使得起始z位置实现以下特征：

zl1(t＝0)＝zr1(t＝0)>zl2(t＝0)＝zr2(t＝0)。

因此，两个通信系统l、r的两个第一轿厢天线22l1、22r1布置在相同的高度。因此，两个通信系统l、r的两个第二轿厢天线22l2、22r2也布置在相同的高度。然而，为了在不同的时间点到达各个过渡部，过渡部23l、23r布置在不同的z位置z23l、z23r处。

同样在所述变型的情形下，轿厢天线12在时间tl1<tr1<tl2<tr2到达相应的过渡部23l、23r。

图4示出无线数据传输的框图。数据从中央控制单元21传输到轿厢控制单元11，反之亦然，其中，中央控制单元21相对于井道20固定安装。在这种情形下，开槽波导与井道侧数据加倍器292相关联，该井道侧数据加倍器将数据转发到两个通信系统l、r。

第一通信系统l包括连接到井道天线28l2的井道侧发送/接收控制器31l2。所述井道天线28l2将信号无线地辐射到两个轿厢天线12l1、12l2，该两个轿厢天线与第一通信系统l相关联并且将所接收的信号转发到第一通信系统r的轿厢侧发送/接收控制器32l。所接收的数据从发送/接收控制器32l发送到轿厢侧数据加倍器30。

第二通信系统r包括连接到井道天线28r2的井道侧发送/接收控制器31r2。所述井道天线28l2将信号无线地辐射到两个轿厢天线12r1、12r2，该两个轿厢天线与第二通信系统l相关联并且将所接收的信号转发到第二通信系统r的轿厢侧发送/接收控制器32r。所接收的数据从发送/接收控制器32r发送到轿厢侧数据加倍器30。

在正常情形下，轿厢侧数据加倍器30接收来自两个发送/接收控制器32l、32r的相同的数据并将其一次转发到轿厢控制单元11。如果在一个通信系统上的通信传输中存在故障，则轿厢侧数据加倍器30仅接收要发送的数据一次。在这种情形下，轿厢侧数据加倍器30还将所接收的数据转发到轿厢控制单元11，因此保持不受通信故障的影响。

以上描述类似地应用于从轿厢控制单元11到中央控制单元21的数据的反向传输，

-轿厢侧数据加倍器30的功能与井道侧数据加倍器29的功能交换，

-轿厢侧发送/接收控制器32的功能与井道侧发送/接收控制器31的功能交换，

-轿厢天线12的功能与井道天线28的功能交换。

具体地，冗余实现提供了，在每种情形下，为每个通信系统l、r提供了分离的井道侧发送/接收控制器31和轿厢侧发送/接收控制器32并且在每种情形下，为每个通信系统l、r提供分离的井道侧发送/接收控制器31和轿厢侧发送/接收控制器32。分离的开槽波导22不是绝对必要的，如通过图9再次解释的那样。

图7至图9示出了之前示出的通信系统l、r的变型，以上描述继续适用于该变型；以下描述说明本质区别。

两个开槽波导22l、22r总是一起布置在图7至9的变型中的共同壳体中。

在根据图7的变型中，提供了将两个腔体25l、25r彼此分离的分隔壁27。分隔壁27基本上平行于行进方向f延伸并且大致平行于轿厢天线12l、12r的定向。分隔壁27由屏蔽材料形成，使得电磁波很大程度上无法离开各个腔体25。在这种情形下，每个开槽波导22l、22r包括分离的槽12l、12r，在每种情形下，仅第一通信系统l的轿厢天线22l或(仅“或”)仅第二通信系统r的轿厢天线12r突出于该槽。

即使当两个通信系统l、r部分地在所述设计中利用共用元件26、27时，通信系统l、r也通过腔体25l、25r之间的分隔壁27并且通过使用分离的井道天线28和轿厢天线12而分离。

在根据图8的变型中提供了将两个腔体25l、25r彼此分离的分隔壁27。分隔壁27基本上平行于行进方向f并且大部分横向于轿厢天线12l、12r的定向延伸。分隔壁27由屏蔽材料形成，使得电磁波很大程度上无法离开各个腔体25。

在这种情形下，第一槽24l布置在壳体壁中并且将周围区域连接到第一腔体25l。在这种情形下，第二槽24r布置在分隔壁27中并且将第一腔体25l连接到第二腔体25r。在这种情形下，第一通信系统l的轿厢天线12l通过第一槽24l伸入第一腔体25l中。第二通信系统r的轿厢天线12r也通过第一槽24l伸入第一腔体25l中，但是进一步穿过第二槽24r延伸到第二腔体25r中。因此，在第二通信系统r的轿厢天线12r与第一通信系统l的腔体25l中的电磁波之间不发生相互作用，第二通信系统r的轿厢天线12r包括在第二通信系统r的腔体25r区域中的屏蔽件17，其与同轴电缆的情形中的屏蔽件类似。

即使当两个通信系统在该设计中部分地使用共用元件26、27、24l时，通信系统l、r也通过腔体25l、25r之间的分隔壁27、分离的井道天线28和轿厢天线12的使用和这种轿厢天线12r的屏蔽件17而分离，无论其是否布置在相应的另一通信系统l的开槽波导25l的腔体25l的区域中。

根据图9的变型不提供将两个腔体彼此分离的分隔壁。而是，两个通信系统l、r划分一个共用腔体25。两个通信系统l、r的轿厢天线12l、12r穿过共用槽24伸入所述共用腔体25中并且在那里以预期的方式与那里的电磁波相互作用。两个通信系统l、r的井道天线28l、28r也被接收在所述共用腔体25中。

即使当两个通信系统在该设计中部分地使用共用元件22、25、26时，通信系统l、r也通过使用分离的井道天线28和轿厢天线12而分离。在这种情形下，第一通信系统l的井道天线28l和轿厢天线12l利用与第二通信系统r的井道天线28r和轿厢天线12r不同的频带。在这方面，由于两个通信系统l、r共同使用简单的机械元件并且所述元件因其鲁棒性而具有非常高水平的失效安全性，因此满足了冗余所需的可靠性。

在图8和图9中，两个通信系统l、r的轿厢天线12l、12r穿过共用槽24l或24突起。为了改进所述视图中的表现形式，这里并排示出了轿厢天线12l、12r。作为这种布置的替代方案，不同通信系统l、r的天线也可以在行进方向f上一前一后地布置。因此，槽24l、24可以以更窄的方式(也就是说在y方向上更小)实现，其特别地减少了槽24l、24处的电磁能量的耗散。

在未示出的进一步发展中，电梯系统包括另外的第三开槽波导装置。所述第三开槽波导装置包括第三开槽波导和至少一个紧固到电梯轿厢的天线。所述第三开槽波导装置用于传输与安全性不太相关的数据。例如，用于娱乐系统的操作的数据。这种数据允许临时缓冲，并且因此原则上应对几秒钟的数据传输的中断。在这方面，一个开槽波导和一个轿厢天线就足够了。

附图标记列表

1电梯系统

2导轨

3可旋转轨道段

4开槽波导装置

10电梯轿厢

11轿厢控制单元

12轿厢天线

17屏蔽件

20井道

21中央控制单元

22开槽波导

23过渡部

24槽

25腔体

26侧壁

27分隔壁

28井道天线

29井道侧数据加倍器

30轿厢侧数据加倍器

31井道侧传递/接收控制器

32轿厢侧传递/接收控制器

f行进方向

l、r分离的通信系统