专利名称：电梯舱门辅助定位系统的制作方法
该申请跟序号为(OT-2661)和(OT-2680)在同一日申请的共同拥有的共同未决申请相关。
本发明涉及电梯舱门系统，尤其涉及其定位系统。
在普通的电梯系统中电梯舱门藉助于由旋转直流马达驱动的机械组件选择性地开、闭。单个定位系统一般用来确定舱门的位置与速度。该定位系统通常为一无速度反馈的开环系统，包括多个限位开关。该旋转直流马达一般并不要求更高级的定位系统，因为电梯舱门的速度不会超过由所施加的电压与特定马达的电特性所确定的某一预设的恒定值。
某些现代电梯舱门系统包括一个带闭环速度控制系统的旋转交流马达。这些系统包括一个跟旋转马达耦合用以确定电梯舱门速度和位置的编码器。这种定位系统对于交流马达驱动系统仍然是可以接受的，因为在施加于马达的电压频率或电流跟电梯舱门速度之间存在着紧密的相互关系。因为在马达的电动速度跟电梯舱门的机械速度之间有着直接的关系。所以电梯舱门不会超过某一速度。
在采用线性马达来选择性地开、闭电梯舱门的电梯舱门系统中，在马达初级线圈和次级线圈之间存在着较大的磁性气隙，它导致“滑差”，即在施加于马达的电压频率或电流跟电梯舱门速度之间的一种差异。因此，电梯舱门速度不能由识别施加的电压频率或电流来确定。这样，需要一个定位系统来避免电梯舱门的超过运动。
然而，上述普通的定位系统对于线性马达是不够的。如果速度反馈被丢失了或中断了，就不可能在失灵的定位系统和发生故障的门之间进行鉴别。若控制器判定这些门是由于阻塞而发生故障的，则会对门增加力量以克服这种阻塞。然而，若由于定位系统的故障而反馈实际上被丢失了，则为克服所假设的阻塞而施加的任何过多的力会导致舱门速度大于所希望的值。
本发明的目的是提供一种由线性感应马达所驱动的可靠的电梯舱门定位系统。
按照本发明，用于在电梯系统中选择性地开、闭电梯舱门的电梯舱门系统，除了包括一主定位系统外还包括一辅助定位系统以确保即使在主定位系统发生故障时电梯舱门仍正确进行。该辅助定位系统包括一个配置于横梁支架上的传感器壳体，三个传感器自该壳体上凸出来，面对在舱门吊架内形成的多个开口。装于单个壳体中的三个传感器，与舱门吊架内的独特的开口型式相结合，并采用求积逻辑电路(quadraturelogic)，能检测电梯舱门的全闭、全开和中间位置及其移动方向。
本发明的一个优点为该辅助定位装置对主定位系统进行重校。
本发明的另一优点为该辅助定位装置不依赖于主系统而确定舱门是全闭或全开。
按照在附图中所示的本发明的示例性实施例的下面详细描述，本发明的上述和其它的优点会变得更加明显。
图1为电梯舱门系统的简略透视图；图2为图1舱门系统的切开的简略透视图；图3为图2舱门系统的放大、切开的简略透视图，包括本发明的一个辅助定位装置；图4为图3辅助定位装置的第一和第二传感器的信号输出；图5为图3辅助定位装置的第一、第二和第三传感器的信号输出。
参照图1，选择性地开、闭电梯舱门12、14的电梯舱门系统10包括一个支承第一和第二舱门吊架18、20的横梁支架16，第一和第二电梯舱门12、14各自自第一和第二舱门吊架18、20上吊挂下来。驱动电梯舱门12、14的线性马达包括一个连于横梁支架16的马达次级线圈22和一对各自连于舱门吊架18、20上的马达初级线圈24。每一舱门吊架18、20分别以外侧缘25、26和内侧缘27、28为界。
参照图2，一初级定位和同步装置包括一个固定在横梁支架16一头的惰转滑轮和一个固定在横梁支架另一头的编码器滑轮34。一相关缆索36穿过两滑轮32、34，构成一个具有上环路部38和下环路部42的封闭环路。相关缆索36的下部42是连续的，藉第一联结装置44固定连结在第一舱门吊架18上。相关缆索36的上部38包括缆索的两个端头46、48，每端藉第二联结装置50连结于第二舱门吊架20上。缆索36两端46、48跟第二联结装置50的连结是可调的，以提供缆索张力的周期校正。
滑轮32、34包括跟缆索接触的高摩擦聚合物槽。就本发明来说，高摩擦聚合物最有效的品种为氨基甲酸乙酯。
该主定位与同步装置30还包括一个跟编码器滑轮34耦联的旋转编码器60，它藉助于一安装法兰66固定于横梁支架16。
参照图3，辅助定位装置70包括一个固定连结于一横梁支架16的传感器壳体72，第一、二、三传感器74、76、78自该处凸出来，并面向舱门吊架18。每一传感器包含一中心和一直径。
舱门吊架18包括多个在其中形成的开口80，它们与传感器74、76，78对齐。每个开口包括第一和第二垂直棱82、84。自一个开口的第一垂直棱82到相邻开口的第一垂直棱82的距离被设定为360°或相隔一个相位。每一开口80的长度，或每一开口的第一垂直棱82到第二垂直棱84的距离大约是180°(即半个相位)加一补偿调节。两开口之间的实心金属吊架的宽度或自一个开口的第二垂直棱84到相邻开口的第一垂直棱的距离大约为180°减去该补偿调节。该补偿调节大约等于每一传感器的直径。当仅仅部分跟金属接而不是当传感器的中心跨越开口的任一垂直棱时，因为传感器自高位到低位或自低位到高位的变化，该调节是需要的。
第一开口80跟舱门吊架18的外垂直棱25之间留有间隔，以限定一个全封闭的门区88。该全封闭的门区88宽到足以在舱门吊架18的外垂直棱25和第一开口80的第一垂直棱82之间安装三个传感器74，76，78。全开门区90被限定在邻近舱门吊架18的内棱27处。全开门区90包括一个凹口92，凹口扩展到三个传感器74，76，78的宽度。
第一和第二传感器74，76两中心间隔120°。第二、第三传感器76、78两中心也间隔120°。
在运行中，线性马达驱动电梯舱门12，14进入开、闭位置。当电梯舱门12、14沿相反方向运行时，主定位和同步装置30确保两扇门以同一速度同步运行。当两门开启或关闭时，相关缆索36同步拉动两扇门。因为在滑轮32、34的氨基甲酸乙酯槽和相关缆索36之间基本上无滑动存在，所以编码器60的读数是精确的。当舱门12、14在开、闭位置之间运行时，旋转编码器60产生递增的脉冲，它们指示舱门位置和方向的变化。编码器60向控制器箱(未示)发送信号，控制器箱判读从中获得舱门速度的位置与方向数据。
辅助定位装置70检验自主定位装置30获得的数据和信息。该辅助定位装置指示舱门12、14的全开、全关或中间位置与运行方向。第一和第二传感器72、74提供用以确定舱门的中间位置和运行方向的信号。来自第一和第二传感器72、74的信号被送到舱门控制器，并以软件进行分析。采用已知的求积逻辑方法来确定舱门的运行方向与中间位置。参照图4，高位表示该传感器检测到金属，低位表示该传感器检测到一个开口。例如，采用追踪舱门位置和其方向的求积逻辑电路，若第一传感器74为高位，而第二传感器76自高位变化到低位，则记录一个计数开口。
参照图5，采用第三传感器78，跟第一、二传感器74、76配合以确定电梯舱门的全关和全开位置。所采用的逻辑电路是这样的，若第一、第二、第三传感器是高位，则该舱门为全闭；否则如果第一、第二、第三传感器是低位，则该舱门为全开；此外，舱门既非全开、也非全关，而求积逻辑电路被用来根据第一、第二传感器的信号确定舱门的中间位置和方向。传感器之间的间隔和开口之间的间隔是这样选定的，仅当两舱门全关时，所有三个传感器检测到金属，显示高位，且面对全闭区88；当两门全开时，所有三个传感器检测到一个开口，显示低位，且面对全开区90的凹口92。在舱门所有中间位置上，三个传感器决不显示在同一位上。
本发明采用三个安装在单个传感器壳体内的独立的传感器来确定电梯舱门的中间位置和方向以及全开与全闭状态，为检验主定位装置的数据和信息提供了一种简单而较为廉价的方法。本发明的一个特性是仅采用三个传感器和独特的编码设计来确定电梯舱门的全开、全关及中间位置。此外，由于该辅助定位装置不受缆索滑动的影响，因此它被采用来校验主定位装置。
虽然，本发明的最佳模式实施例叙述了三个相互间隔120°的传感，然而，各传感器的相互间隔可自大于90°至小于180°的范围内变动。选择120°间隔是为了对传感器提供最大的允许极限，以防止所有三个传感器在电梯舱门的极限位置、即全开或全闭之间指示同一状态。每一开口之间的间隔也可改变，只要不出现所有三个传感器在电梯舱门的极限位置之间指示同一状态就行。
图1和2描绘具有开口的两个舱门吊架。仅要求一个舱门吊架具有开口，以便该辅助定位装置正确的工作，因为本发明的最佳模式实施例包括了确保两扇门同步运动的主定位和同步装置。然而，为便于制造，两个舱门吊架都被表示为具有开口。同样，开口的数目可以改变，取决于特定的应用场合和门的尺寸。传感器可安装在任一舱门吊架上。此外，传感器可配置在舱门吊架上，而许多开口可在横梁支架上形成。
在最佳模式实施例中的传感器是由俄亥俄州Twinsburg的Pepperl+Fuchs股份有限公司制造的电感近邻传感器(inductive proximitysensor)。然而，也能采用其它型式的传感器，诸如电容的或光电传感器(phototype sensor)。
虽然就特定的实施例图示并说明了本发明，然而，精通本技术领域的普通人们应当理解，可以对本发明作出种种修改而并不脱离本发明的精神和保护范围。例如，本发明的辅助定位装置可和不同型式的主定位装置一起工作。而且，对于某些应用场合，本发明的辅助定位装置可被用作单一的定位装置。此外，本发明的辅助定位装置可在任何型式的电梯舱门系统内实施，包括由其它型式马达驱动的舱门系统。同样，本发明的辅助定位装置可和任何型式的电梯舱门结构一起工作，包括单个滑动电梯舱门。
权利要求
1.一种电梯系统内电梯舱的舱门定位装置，包括多个配置在所述电梯舱上的传感器，所述多个传感器相互间隔，每个所述传感器发送一个信号；用以吊挂所述电梯舱门的舱门吊架，所述舱门吊架具有面对所述多个传感器的多个开口；用以判读所述信号以确定所述电梯舱门全闭、全开及中间位置与方向的装置。
2.按权利要求1所述的定位装置，其特征在于所述多个传感器包括一个第一传感器，一个第二传感器和一个第三传感器。
3.按权利要求2所述的定位装置，其特征在于所述第一、第二、第三传感器安装在一个传感器壳体内，从该壳体凸出，所述传感器壳体固定连接于一个横梁支架，所述横梁支架连接于所述电梯舱。
4.按权利要求2所述的定位装置，其特征在于所述第一、第二、第三传感器确定所述电梯舱门的全开和全闭位置，所述第一和第二传感器确定所述电梯舱门的中间位置与方向。
5.按权利要求2所述的定位装置，其特征在于每个所述开口具有一条第一垂直棱和一条第二垂直棱，自所述一个开口的第一垂直棱到相邻开口的第一垂直棱的距离大约等于一个全相位或360°，每一所述开口大致延伸半个相位或180°，所述第一和第二传感器大约间隔120°，所述第二和第三传感器大约间隔120°。
6.按权利要求2所述的定位装置，其特征在于所述舱门吊架具有一个第一垂直棱和一个第二垂直棱；在所述第一垂直棱和第一所述开口之间限定一个全闭门区；在最后一个所述开口和所述第二垂直棱之间限定一个全开门区，所述全开门区有一凹口。
7.按照权利要求6所述的定位装置，其特征在于所述全闭门区和全开门区的宽度扩展到适于安装跨越其间的所述第一、第二和第三传感器。
8.按权利要求7所述的定位装置，其特征在于所述多个传感器借助各所述开口和所述凹口间歇地检测所述舱门吊架，所述多个传感器发送所述信号，当检测到所述舱门吊架时，信号为高位，当检测到一个所述开口或所述凹口时，信号为低位。
9.按权利要求8所述的定位装置，其特征在于所述第一、第二、第三传感器是这样间隔的，当所述电梯舱门处于全闭位置时，所有所述传感器具有高位，当所述电梯舱门处于全开位置时，所述传感器具有低位，当所述电梯舱门处于中间位置时，所述来自第一、二传感器的信号确定所述电梯舱门的中间位置和方向。
10.一种用以开、闭电梯系统中舱门的电梯舱门操作系统，其特征在于一个具有多个在所述电梯舱门内形成的开口的定位装置，所述定位装置具有一个第一传感器，一个第二传感器和一个第三传感器，它们面对所述多个开口，所述第一、第二和第三传感器彼此间隔，并被固定在所述电梯舱上，每一所述开口是这样间隔的，当所述舱门开、闭时，所述第一、第二和第三传感器确定所述电梯舱门的全开、全闭和中间位置与方向。
11.一种电梯系统中电梯舱门的定位装置，包括一个配置在所述电梯舱门上且具有第一信号的第一传感器；一个跟所述第一传感器间隔且具有第二信号的第二传感器；一个跟所述第二传感器间隔且具有第二信号的第三传感器；一个固定在所述电梯舱上的横梁支架，所述横梁支架具有多个面对所述多个传感器的开口；一个包含若干指令的控制器，这些指令用以分析所述第一和第二信号以确定所述电梯舱门的中间位与方向，并用以分析所述第一、第二和第三信号以确定所述电梯舱门的全闭和全开位置。
12.按权利要求11所述的电梯舱门定位装置，其特征在于所述第一、第二和第三传感器以及所述多个开口是这样间隔的，当所述第一、第二和第三传感器检测到所述横梁支架时，所述电梯舱门处于全闭位置，当所述第一、第二和第三传感器检测到开口时，所述电梯舱门处于全开位置，另外，所述来自第一和第二传感器的信号确定所述电梯舱门的中间位置与方向。
全文摘要
电梯舱门的辅助定位装置包括三个跟多个在舱门吊架内形成的开口对齐配置的传感器。在各传感器之间独特的间隔跟舱门吊架内的各开口之间独特的间相配合,便能确定电梯舱门的全闭、全开及中间位置与方向。
文档编号B66B13/14GK1184770SQ9712246
公开日1998年6月17日 申请日期1997年11月6日 优先权日1996年11月7日
发明者G·汤普森, R·N·法戈, D·K·根茨列尔, B·穆尔阿赫, 小·J·P·托韦, M·J·特蕾西 申请人:奥蒂斯电梯公司