电梯和电梯信号的传输方法与流程

本发明涉及电梯和电梯信号的传输方法。

背景技术：

现有技术中，电梯对一个井道配置单一轿厢，使该单一轿厢升降。由于井道被单一轿厢占据，因此井道的利用率比较低，运行效率低。因此，为了提高电梯的运输能力，正在摸索实现在井道中配置多个轿厢来运行的多轿厢电梯。

在多轿厢电梯的一个方式中，在井道内设置多个使轿厢升降的通道(lane)。已知如下构成的多轿厢电梯：为了在井道内扩大轿厢的移动范围，使升降方向的移动与水平方向的移动组合，使轿厢能够在通道间移动。通过这样的结构，在多个轿厢中某些轿厢升降时，其他轿厢在井道内的其他通道中升降，因此轿厢移动的自由度增加，能够提高利用率和运行效率。这样的技术例如记载于日本特开2006－111408号公报中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－111408号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

电梯需要用于在设置于轿厢与轿厢外的控制装置之间传输各种信号的传输路径。作为传输路径，一般多利用将被称为尾绳(tailcord)或者随行电缆(travellingcable)的多根电缆束紧在一起的部件，连接轿厢与控制装置。然而，在多轿厢结构中使用尾绳等的情况下，可能会干扰其他轿厢。

因此，考虑将各种信号变换为数字信号等来进行无线传输。为了在轿厢与轿厢外进行无线传输，考虑在井道内沿轿厢的移动方向配置天线。作为上述情况的一个例子，存在与井道平行地设置漏泄同轴电缆(lcx)的结构。

还考虑在前述的多轿厢电梯中，在多个通道分别设置天线，不过在这样的情况下，天线的结构变得尺寸大且复杂。

本发明的目的在于提供解决上述问题且以简单的结构能够提高可靠性的电梯和电梯信号的传输方法。

用于解决技术问题的技术方案

为解决上述目，本发明包括：使轿厢在第一通道和第二通道中上升或下降的移动机构；使轿厢在所述第一通道与所述第二通道之间移动的联接机构；安装于所述轿厢的无线终端；和天线，其沿着所述第一通道和所述第二通道配置，使得在所述第一通道中移动的轿厢的无线终端和在所述第二通道中移动的轿厢的无线终端能够共用而收发信号。

优选地，举其一例的电梯包括：设置在一个井道内的上升专用通道和下降专用通道；和分别与所述上升专用通道和所述下降专用通道的上端和下端连接的联接通路，多个轿厢在所述上升专用通道、下降专用通道和连接通路中循环，具有在所述多个轿厢与控制装置之间至少对控制用信号进行无线传输的机构，所述无线传输的机构包括分别设置于所述多个轿厢的无线终端、与所述控制装置连接的无线终端、和与连接于所述控制装置的无线终端连接的天线，所述天线设置在所述井道内的壁面，使得设置于在所述上升专用通道中行进的所述轿厢的无线终端与设置于在所述下降专用通道中行进的所述轿厢的无线终端的水平面上的距离之差小于规定的容许值。

发明效果

根据本发明，在与安装在轿厢的无线终端的通信中，能够以简单的结构进行稳定的通信。

附图说明

图1是lcx的天线功能的说明图。

图2是表示本发明第一实施例的电梯的整体结构的图。

图3是表示本发明第一实施例的控制装置的结构的图。

图4是本发明第一实施例的信号传输格式的说明图。

图5是本发明第一实施例的天线的平面设置条件的说明图。

图6是本发明第一实施例的天线的平面设置条件的说明图。

图7是本发明第一实施例的天线的平面设置条件的说明图。

图8是本发明第一实施例的lcx的设置范围的说明图。

图9是本发明第一实施例的电磁波的发射角度的说明图。

图10是表示本发明第二实施例的电梯的整体结构的图。

图11是表示本发明第二实施例的控制装置的结构的图。

图12是本发明第二实施例的信号传输格式的说明图。

图13是表示本发明第三实施例的电梯的整体结构的图。

图14是本发明第三实施例的天线的平面设置条件的说明图。

具体实施方式

下面，使用附图对实施例进行说明。

【实施例1】

作为本发明的第一实施例，给出了在循环型多轿厢电梯中，使用lcx来进行轿厢与控制装置间的通信的情况下的结构例。

首先，使用图2和图3，对从正面(层站方向)和侧面观察本实施例的电梯时的整体结构进行说明。

在图2中，电梯1包括一个以上的井道2和设置于井道2外部的机械室10。

在井道2内部的上端和下端设置有滑轮5(对用于将它们固定在井道2的结构部件类省略了图示。对于下述的结构要素也相同)。滑轮5上分别绕有一组环状的驱动带4，驱动带4与轿厢3a、3b紧固在一起。此外，与一组驱动带紧固的轿厢的数量在本实施例中无需限制为2个。

驱动带4构成为例如包含磁性体。作为驱动单元12，能够使用例如线性电机等对驱动带4施加起到引导作用的推力。驱动带4由驱动装置12对其施加推力，在卷绕于滑轮5的同时进行旋转。随之，与驱动带4紧固的轿厢3a、3b在井道内升降。为了达到分开向上层移动的乘客和向下层移动的乘客，使运行顺畅的目的，以原则性地使轿厢只向一个方向转动的方式，利用控制装置11对驱动装置12进行控制。由此，在井道2内，将上升用的通道与下降用的通道分开。

到达上升用通道的上端和下降用通道的下端的轿厢与驱动带4一起一边绕滑轮5卷绕，一边向另一方向的通道移动，升降方向反转。

在机械室10设置有控制装置11。图3表示控制装置11的详细结构。控制装置11包括运行控制部110、驱动控制部111、安全电路112。另外，与应用方式相配合，有时设有组管理部113和监视/管制部114。运行控制部110根据来自层站的呼叫、来自轿厢内的乘客指定的目的地或者来自后述的组管理部113的调度指令，决定轿厢3a、3b的移动目标楼层和去往该移动目标楼层的目标速度，向驱动控制部111发送用于获取所述目标速度的推力指令。一边监视轿厢3a、3b的位置和速度一边即时更新所述目标速度和推力指令。另外，在轿厢3a、3b到达目标楼层时，根据乘降电梯的动作，向驱动控制部111发送轿厢的开关门指令等。

驱动控制部111通过信号线和供电线与驱动装置12连接，按照来自运行控制部110的推力指令向驱动带4施加推力，因此生成向驱动装置12输出的电力。另外，按照开关门指令，生成该轿厢的门的开关速度和目标转矩。

安全电路112是以为了确保乘客和运行安全而监视轿厢3a、3b内外和井道2内外(包含机械室10)的状态和控制装置11是否正常，判断可否运行的方式构成的电路或软件。当检测到在安全的运行中存在障碍的状态时，执行包含停止轿厢3a、3b和限制运行动作等的规定的安全动作。

组管理部113是以高效且舒适地运输乘客为目的而设置，进行与其他多个电梯1联动的控制。例如，根据来自各层层站的呼叫状态，以使乘客的等待时间极小的方式调整去往各层的轿厢的调度，将该结果作为调度指令发送到各电梯的运行控制部110。

监视/管制部114收集电梯1的运行状态和各装置是否正常等的维护、保全信息，经由通信线(未图示)发送到控制中心等。另外，在发生灾害或者故障等的紧急情况时，与运行控制部110合作执行基于来自控制中心的指令的管制运转，或者通过维护人员的操作，转移到用于维护、检查作业的特殊的运转模式。

此外，在实际的设计中，有时控制装置11和以上说明的运行控制部110～监视管制部114的一部分或者全部设置在机械室10的外部，例如井道2的内部，轿厢3a、3b，或者其他地方，并不会妨碍本发明的实施(后面的实施例相同)。

在前述的运行控制部110、驱动控制部111、安全电路112的动作所需的信号和信息中，关于轿厢3a、3b的部分(后述)分别被发送到传输控制部120。传输控制部120从轿厢3a、3b获取所述信号和信息，并且管理用于向轿厢3a、3b发送的收发顺序和此时的数据格式。

无线接入点21通过信号线与传输控制部120连接，还通过信号线与设置于井道2的lcx22连接。即，为了连接无线接入点21与轿厢3a、3b的无线终端30a、30b，使用在井道内与轿厢3a、3b的移动方向平行地设置的漏泄同轴电缆(lcx/leakycoaxialcable)。

在轿厢3a、3b的上部分别安装有无线终端30a、30b。无线终端30a、30b通过各个信号线分别与安装在轿厢3a、3b的装置组(未图示)连接。所述装置组收集例如目的楼层按钮的操作状态、门的开关状态、轿厢当前的位置等信号和信息，利用从无线终端30a、30b经由lcx22、无线接入点21的无线通信技术向传输控制部120进行传输。另外，从传输控制部120将例如轿厢门的开关指令、当前楼层的显示信息等的信号和信息，利用从无线接入点21经由lcx22、无线终端30a、30b的无线通信技术向所述装置组传输。

在信号传输中应用的通信技术，可以按照关于传输对象的信号的主要条件即传输容量和传输延迟等任意地进行选择。例如，ieee802.11系列的所谓无线lan、920mhz频带的小功率无线通信技术等可作为候选。lcx22选择与在所选的通信技术中使用的频率相匹配的lcx。

无线接入点21与无线终端30a、30b之间的信号传输可以使用相同的频率或者频带，或者也可以根据需要分配各不相同的频率或频带。

传输控制部120在根据上述条件选择的通信技术的通信线路上使用例如图4所示的格式来传输信号。

信号传输格式200包括标头201、轿厢id202、序列号203、传输状态标记204、信号数据部205和错误检测/纠错码206。

标头201是用于从其他无线通信信号中识别电梯的信号传输的特定的值，不过也可以以后述的无线通信技术所具有的标头代替。

轿厢id202是用于在收发顺序中区分轿厢3a、轿厢3b和控制盘11的标识符。

序列号203和传输状态标记204是管理信号传输的状态的信息，分别用于检测信号数据的缺失和重复、向对方通知错误等。

信号数据部205是被传输的信号的主体，以数字信号的形式存储有开关的闭合/断开(on/off)状态、传感器的检测值、对促动器的输出指令值、对显示装置的输出值等。

错误检测/纠错码206是在接收侧的轿厢或控制盘中，为检测或修正接收到的信号数据的错误而使用的用于确认的值。作为错误检测/纠错码，可以任意地采用crc、海明码、卷积码或其他现有技术及它们的组合。但是，需要根据传输对象信号的比特数、传输路径的比特误码率、所需的可靠性等来选择所述标记的参数。

接着，对lcx22的配置进行说明。图5是从上方观察井道2的内部的状态下的平面图。本实施例虽未图示，不过各层的层站仅正面开口。

驱动带4由轿厢紧固部6紧固在轿厢3a、3b各自的对角，分别卷绕在偏移配置的滑轮5上。

在轿厢3a、3b的上部，如上所述设置有无线终端30a、30b。在本实施例中，无线终端设置于轿厢的背面侧端部。这是为了通过尽可能靠近lcx22设置，从而抑制取决于间隔距离的电磁波的衰减。实际上，还可以考虑设置在轿厢的其他装置的配置，在信号传输无障碍的范围内任意地决定。但是，为了抑制电磁波的衰减量的不均，希望使各轿厢的无线终端的安装位置一致。因此，最希望lcx22以距无线终端30a、30b的设置位置等距离的方式设置。作为第二希望的方式，按顺序说明lcx22相对无线终端30a、30b的设置位置。

lcx22在井道2的内部沿着轿厢的行进方向、即铅直方向设置。此时，需要以满足关于信号传输的速度和可靠性的规格值的方式决定水平面内的设置位置。下面说明其步骤。

首先，对井道内的lcx22的大致设置位置进行探讨。lcx22具有与普通的同轴电缆类似的结构，如图1所示，用绝缘体102、外部导体103包围金属线或者管状的内部导体101，进而用未图示的树脂壳包围。在同轴电缆的外部导体103设置有被称为狭缝104的开口部。当输入lcx22的电信号向内部传播时，其一部分以电磁波的形式从狭缝104向外部空间发射，从而作为天线发挥功能。如图9所示，向外部空间发射的电磁波相对于在电缆内的传播方向，成取决于狭缝的形状、配置和电磁波的频率的一定的角度θ。

lcx22向外部发射的信号的强度由其与在lcx内传播的信号的强度之比(耦合损失)表示。该值根据产品设计的不同而不同，不过典型地为在距电缆1.5m的间隔距离处为-50～-70db左右。另外，已知从lcx22发射的电磁波的强度大致与距lcx的间隔距离成反比地衰减，距电缆的间隔距离每翻一倍，接收功率约降低3db。

当在信号的传输中使用无需许可的小功率的电磁波时，存在不能忽略取决于上述的间隔距离的衰减的情况。例如，如修订版802.11高速无线lan教科书(株式会社impressr&d初版)所记载的，给出了信号功率相对噪音功率每降低3db(约2倍)，误包率(per)变为10倍的实际测量结果。即，存在这样的情况：即使在相同环境下，根据作为天线的lcx22的配置的不同，信号传输的可靠性受到较大的影响。

另外，关于作为5ghz频带无线lan而为人所知的ieee802.11a，对通信速度的选项已分别设定最小接收灵敏度，当信号功率低于该最小灵敏度时，不能以该速度通信。例如，当以6mbps的速度通信时，需要-82dbm以上的接收功率，与之相对，当以12mbps的速度通信时，需要2倍强度即-79dbm以上的接收功率。

因此，在电梯的井道内利用无线进行信号传输时，为了在整个行程中确保足够的传输速度和可靠性，需要尽可能缩小在上行方向的轿厢与下行方向的轿厢中取决于间隔距离的衰减量的差异。需要根据这样的观点来决定lcx的设置位置。

此外，已知对于用于2点间通信的双极型或鞭型等普通天线的情况，发射的电磁波以与距天线的间隔距离的二次方乃至三次方成反比地衰减。因此，当利用无线进行的信号传输通过不为lcx的天线进行时，由于天线的配置不同，会发生在上行方向的轿厢与下行方向的轿厢中衰减量产生差异的情况。

从根据lcx的配置而在整个行程中确保与轿厢之间的无线信号传输的速度和可靠性的观点出发，要在上行方向的轿厢与下行方向的轿厢中使电磁波的强度平均化。

在图5所示的井道布局的情况下，能够设置lcx22的部位为井道的内壁26～28和轿厢3a、3b的中间区域29的任一者。在这些部位中，若将lcx22配置在侧面的内壁27，则在与轿厢3a、3b相同高度的近边，从lcx22观察，无线终端30a成为轿厢3b的影子(当lcx22位于相反侧的壁面时，无线终端30b成为轿厢3a的影子)，因此通过如图6所示的那样配置，能够确保不论轿厢3a、3b的位置如何都能看到。由于设置在侧面的内壁27时无线终端23b成为轿厢3a的影子，因此不采用设置在侧面的内壁27，而背面的内壁28设置lcx22。

当使用背面的内壁28时，没有障碍物的遮挡，并且无线终端30a与无线终端30b都与lcx22为相同方向，因此通过使无线终端侧的天线具有适当的方向性(例如90度。取决于无线终端与lcx的间隔距离)，能够不考虑轿厢的位置而进行稳定的信号传输。正面的内壁26是同样的情况，但是由于不将lcx22设置在层站的开口部，因此产生设置位置的限制。

另外，当使用中间区域29时也不存在由障碍物而导致的遮挡，不过无线终端30a与无线终端30b相对于lcx22的方向变得相反，因此需要在无线终端上安装关于水平面无方向性的天线(单极天线)，或者以通常向lcx22的方向发射电磁波的方式构成的方向性天线。前者向全部方向发射电磁波，因此有助于信号传输的功率成分较少，不能获得足够的可靠性。另外，后者需要与轿厢的位置匹配地使方向性变化的机构，无线终端产生复杂化、大型化的缺点。

接着，为了决定详细的设置位置，导出关于距无线终端30a、30b的水平方向的间隔距离的容许值。在图7中，将无线终端30a与无线终端30b的中间线50设为0[m]，将背面的内壁28的lcx22的设置位置设为x[m](将图右侧设为正方向)。另外，将从无线终端30a、30b的设置位置向背面侧的壁面28降下的垂线的位置分别设为x1[m]和x2(＝－x1)[m]，将两垂线的长度设为y[m]。

此时，无线终端30a、30b与lcx22的间隔距离d1[m]和d2[m]分别为

d1＝sqrt((x－x1)²+y²)…(式1)

d2＝sqrt((x－x2)²+y²)…(式2)

(sqrt为平方根)。并且，若将无线接入点21的发送功率设为p0[dbm]，将lcx22的传输损失和间隔距离1.5m处的耦合损失分别设为lt[dbm]、lc[dbm]，则计算出无线终端30a、30b的设置位置处的接收功率p1[dbm]和p2[dbm]分别为

p1＝p0－lt－lc－log10(d1/1.5)…(式3)

p2＝p0－lt－lc－log10(d2/1.5)…(式4)

(log10为以10底的对数)。

并且，在接收功率为pr[dbm]时，从无线接入点21向无线终端30a、30b的信号传输的per为e0[-]的情况下，接收功率p1和p2的per分别能够使用上面所述的关系来导出：

e1＝e0×10＾((pr-p1)/3)…(式5)

e2＝e0×10＾((pr-p2)/3)…(式6)。

在对以上说明的各关系式的常数设定某些条件的例子中，使横轴为x、使纵轴为p1、p2和与它们对应的per来进行制图，得到的图表如图8所示。

如果由于作为电梯1要求的信号传输的可靠性而需要例如per为10＾-3以下，则能够导出需要使lcx22的设置位置x为e1和e2均是10＾-3以下的区域，即图8的阴影部分表示的范围。

另外，为了使无论轿厢3a、3b在行程的哪个地方，无线终端30a、30b都能够接收从lcx22发射的电磁波，对lcx22的铅直方向的设置范围也设定条件。具体而言，如图9所示，以如下方式设置lcx：在从lcx22的上端和下端以如上所述的电磁波的发射角度θ延长的线上，在轿厢3a、3b到达最高点和最低点时无线终端30a和无线终端30b处于其上。当然，也可以使lcx22的上端、下端比所述范围宽。

如上所述，通过在水平面上以距安装于上行方向、下行方向的轿厢的无线终端等距离的方式设置lcx22，能够使从lcx22发射的电磁波到达各无线终端的衰减量为相同程度，能够在轿厢的整个行程中确保在控制装置与各轿厢之间无线传输信号、信息时的速度和可靠性。

根据以上说明，在本实施例中，首先以满足关于无线传输的传输速度和可靠性的规格值的方式，决定设置在井道内的天线与设置在轿厢的无线终端的水平方向的距离的容许值。接着，决定所述天线在所述井道内的设置位置，使得所述轿厢在上升专用通道行进的情况与所述轿厢在下降专用通道行进的情况之差在所述计算的容许值以内。由此，能够使从所述天线向上行方向的轿厢和下行方向的轿厢发射的电磁波的强度之差为最小限度，能够在轿厢的整个行程中以稳定的速度和可靠性进行信号传输。

【实施例2】

作为本发明的第二实施例，下面说明在循环型多轿厢电梯中轿厢的数量增加时的结构。在下面给出的实施例中，说明其中与第一实施例不同的部分。因此省略了说明的部分与第一实施例相同。

图10表示第二实施例的电梯1的整体结构。基本的结构与第一实施例相同，不过在滑轮5上卷绕有3组驱动带4a～4c。轿厢3a和轿厢3d与驱动带4a紧固，轿厢3b和轿厢3e与驱动带4b紧固，轿厢3c和轿厢3f与驱动带4c紧固。驱动装置12以能够分别独立控制驱动带4a～4c的方式增设，从而能够使6个轿厢运行。

在图11中，为了能够使3组驱动带独立运行，也增设控制盘11的结构。具体而言，与各驱动带对应地设置运行控制部110a～110c、驱动控制部111a～111c、安全电路112a～112c。

此外，设置的驱动带在本实施例中不限于3组，可以根据作为电梯1要求的运输能力和其他条件任意地决定。

传输控制部120与第一实施例同样，构成为将上述各功能所参照、生成的信号和信息通过无线接入点21、lcx22、无线终端30a～30f在安装于轿厢3a～3f的装置组之间相互传输。这些信号传输可以使用全部相同的频率或者频带，或者也可以根据需要，按照轿厢、驱动带或者其他标准进行分割，分为各不相同的频率或者频带。在使用多个频率或者频带的情况下，可以全部频率或者频带共用一根lcx22，或者也可以设置多根lcx22，对多个lcx22分别分配一个以上的频率或者频带。

作为在所述信号传输中使用的格式，例如采用图12所示的字段结构。除了增加环路id210的字段这一点之外，与使用在第一实施例中说明的相同的字段结构。环路id是表示进行信号传输的轿厢紧固于哪个驱动带的标识符。这是由于：如上所述，6个轿厢每2个紧固于3组驱动带上，因此以对应的驱动带为单位管理运行控制所需的轿厢的位置信息和轿厢内装置的状态、驱动指令等。

【实施例3】

由于lcx在整个长度方向上连续地发射电磁波，因此相同方向上的传输品质的变化较少，适用于将移动体作为对象的信号传输中。然而，在应用于电梯的情况下，需要沿着轿厢的整个移动范围设置，因此出现部件成本高、设置成本高的情况。

第三实施例以此为根据，对使用了普通天线的结构进行说明。本实施例中使用“普通天线”，作为相对前述的lcx，电磁波的发射部分比传输范围足够小，最多数m以下的天线的总称。具体而言，可以为双极天线、鞭状(rod/whip)天线、八木天线、抛物面天线或者上述天线的衍生型等，不过不限于此。

图13中表示使用普通天线构成信号传输系统的电梯1。使用驱动带4的轿厢的驱动系统、从控制盘11经无线接入点21和无线终端30a、30b的信号传输系统与图2所示的第一实施例相同。

本实施例的无线传输的机构为利用信号线与无线接入点连接的天线24，前述的普通天线使用上述天线。天线24沿着通道设置于垂直方向。在图13中，仅绘制有2个天线24，但是在应用于长行程的电梯的情况下，可以在铅直方向上设置3个以上的多个天线24，使得信号传输不中断。

从天线24发射的电磁波以间隔距离的二次方乃至三次方成反比地衰减，因此以使轿厢无论在哪个位置都为上述的最小接收灵敏度异常的方式选择天线24的间隔。另外，在从无线接入点21至最近的天线24以外，利用信号线将无线接入点21输出的电磁波或者生成该电磁波中使用的控制信号输入中继器25，在中继器25将所述电磁波直接放大，或者使用所述控制信号来生成电磁波以向该天线24供给。

图14表示井道2内的天线24的设置例。在对天线24进行设置时的水平位置与第一实施例相同，最希望以距无线终端30a、30b的设置位置等距离的方式设置。在实际的设置中，在对天线24进行设置时的水平位置与第一实施例相同，利用天线24与无线终端30a、30b的间隔距离计算接收功率，根据该接收功率导出各无线终端的per，以使其收敛在满足电梯1的可靠性条件的范围内进行决定。

在以上的说明中，需要注意：关于结构且没有特别需要注意的功能和机构可以由程序来实现，所述程序由如下装置执行：除了电气电路、电子电路、逻辑电路和内设有上述电路的集成电路之外，还有微控制器、处理器和与它们类似的运算装置，rom、ram、软盘、硬盘、ssd、存储卡、光盘和与它们类似的存储装置，总线、网络和与它们类似的通信装置，以及外围各种装置的组合，无论哪种实现方式都能够使本发明成立。

另外，本发明不限于上述的实施例，可以包含各种变形例。例如，上述的实施例是为了以更容易理解的方式对本发明进行了详细说明的内容，而且不限于必须具有说明的全部结构。另外，某一实施例的结构的一部分可以替换为另一实施例的结构，而且某一实施例的结构中可以增加另一实施例的结构。另外，各实施例的结构的一部分可以增加、删除、替换其他结构。

附图标记说明

1电梯

2井道

3轿厢

4驱动带

5滑轮

6轿厢紧固部

10机械室

11控制装置

12驱动装置

21无线接入点

22lcx(漏泄同轴电缆)

23无线终端

24天线

25中继装置

26～28井道内壁

29中间区域

50无线终端间的中间线(设置位置基准点)

110运行控制部

111驱动控制部

112安全电路

113组管理部

114监视/管制部

120传输控制部。