专利名称：:电梯轿厢定位确定系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种用于确定移动物体的位置的系统和方法，更具体地，涉及一种用于确定电梯轿厢位置的系统和方法。
背景技术：
：业内已广泛使用一种称为PVT位置逼近技术的技术来确定电梯轿厢的位置。PVT技术使用与安装在井道中的固定位置处的桥板(vane)相关的机器编码器(也称为主速度换能器或者PVT)信息。由于绳伸长、滑动等原因，基于PVT的逼近系统可能具有误差，从而，确定轿厢在快速区中的位置成为了特殊的挑战。在检测到快速区末端处的门区桥板时，可以校正轿厢位置。然而，快速区越长，便越难将基于PVT的位置反馈与基于桥板的位置反馈结合在一起。为提供更平滑的过渡，在快速区中安装了附加的桥板，从而增加了安装成本。电梯安全规程要求为牵引式电梯提供端站停止装置，如正常端站停止装置(NTSD)、紧急端站限速装置(ETSLD)、紧急端站停止装置(ETSD)，以及最终端站停止装置。ETSLD用于具有冲程得到减小的缓冲器(strokebuffer)的电梯，而ETSD用于具有全冲程缓冲器的电梯。这些装置使用轿厢位置和井道的顶部和底部附近的速度信息来(1)使轿厢发生受控的减速，并停止在端站层处或其附近(NTSD)，或(2)通过去掉驱动电机和制动器的电源而产生紧急停止(ETSD和ETSLD以及最终端站停止装置)。如以下所述，规程还要求正常控制系统、NTSD以及ETSD之间相互独立。ETSLD的运行必须完全独立于NTSD的运行。ETSLD的轿厢速度感测装置必须独立于正常速度控制系统。ETSD必须独立于NTSD和正常速度控制系统而工作。现有系统的主要缺陷是由安装在不同轨道上的多个传感器和桥板(用于NTSD、ETSD和车门区)以及机器速度编码器上的附加通道导致的相对较高的安装成本。
发明内容因此，本发明的目标是提供一种改进的电梯轿厢位置确定系统和方法。前述目标可通过本发明的电梯轿厢位置确定系统和方法而实现。根据本发明，确定移动物体的位置(如电梯轿厢在电梯井中的位置)的方法包括以下步骤将超前传感器和滞后传感器安装到移动物体，并使超前传感器和滞后传感器间隔某一偏移距离；沿移动物体的路径安装多个相互间隔的位置指示器；在传感器经过这些相互间隔的位置指示器时，将来自超前传感器和滞后传感器的表示物体位置的信号发送到控制器；以及用通过上述传感器之一感测的位置和偏移距离建立的校正因子来填补从另一个传感器收集的信号中的间断。根据本发明，用于移动物体的位置确定系统包括安装到移动物体上的超前传感器和滞后传感器，且所述超前传感器和滞后传感器间隔某一偏移距离。所述系统还包括沿移动物体的路径安装的多个相互间隔的位置指示器；在上述传感器经过上述相互间隔的位置指示器时接收来自超前传感器和滞后传感器的表示移动物体位置的信号的装置；以及用由传感器之一感测的位置和偏移距离建立的校正因子来填补从另一个传感器收集的信号中的间断的装置。在本发明的另一个方面中，所述系统可包括使用从PVT信号得出的校正因子来填补通过所述两个传感器收集的信号中的间断的装置。在以下的详细描述和附图中给出了本发明的电梯轿厢位置确定系统的其他细节、其他目标和优点，在附图中，类似的附图标记表示类似的元件。图1是根据本发明的电梯轿厢位置确定系统的示意图；图2示出了双传感器配置的传感器反馈，其中，在任何时间处至少有一个传感器读电梯轿厢位置信息；图3示出了包含间断中的合成位置的图2中的传感器反馈；图4显示了双传感器配置的替代性实施例的传感器反馈；图5示出了包含间断中的合成位置的图4中的传感器反馈；以及图6示出了电梯轿厢位置确定系统的替代性实施例。具体实施方式现在参考附图，图1示出了电梯轿厢位置确定系统10。系统10包括在电梯井道14中移动的电梯轿厢12。轿厢12具有安装在其顶部的第一传感器16和安装在其底部的第二传感器18。传感器16和18相互偏移距离D。取决于轿厢12的移动，传感器16和18之一将成为超前传感器(移动方向上的第一传感器)，且另一个传感器将成为滞后传感器(移动方向上的第二传感器)。尽管将传感器16和18描述成安装到轿厢的顶部和底部，但是，如果需要，也可以将它们安装在其他位置，只要它们相互对齐并相互偏移一定距离。传感器16和18各自与控制器20通信。控制器20可以是业内公知的任何合适的处理器。系统10也包括多个相互间隔的位置指示器22。如果需要，可通过多个安装托架(mountingbracket)26将各位置指示器22安装到层站门支柱(doorstrut)24或门槛。将位置指示器安装到层站门支柱或门槛的一个优点是指示器22的位置可以随建筑物沉降而改变，从而总能提供关于层站位置的真实指示。或者，可以将位置指示器22安装在电梯轿厢的导轨上。位置指示器22可包括业内公知的任何合适的位置指示器或智能桥板。例如，位置指示器22可以由编码打孔带的各离散部分组成。在这种情况下，传感器16和18可以包括将指示器22中的打孔图案转换成唯一的绝对位置的光学传感器。或者，位置指示器22可以由编码轨道部分之类的智能桥板组成，其中，各个部分位于各个层站中的一个层站处。各编码轨道部分可包含一系列相互间隔期望距离(如0.25m)的标记。各编码轨道部分之间可间隔一定间距，该间距小于传感器16和18之间的距离D。在采用编码轨道部分的系统中，传感器16和18可以为照相机。可以用数字为编码轨道部分编码，各个数字指明了井道中的位置。这些数字可表示任何使得电梯控制能以唯一的、非重复的方式确定轿厢在井道中的准确位置的值。可以以业内公知的任何合适方式对控制器20进行编程，以获取从传感器16和18接收的信息，并生成电梯轿厢位置信号。在美国专利6435315中示出了使用如本文所述的编码轨道部分的位置参考系统，此处通过引用将该文献包含于本文之中。或者，位置指示器22可以是由多个相互间隔的磁条形成的智能桥板，其中，各磁条具有绝对位置磁轨和递增位置磁轨。各磁条上的绝对位置磁轨可包括多个排列成单个的、独特的和非重复图案的大小不同的磁体。例如，可存在交替的、形成不同图案的小磁体和大磁体。各磁条上的递增位置磁轨可包括多个等间距的磁体。这类系统中的传感器16和18可以是磁传感器，它们将它们的输出提供给控制器20。各传感器16和18可包括业内公知的任何合适的磁阻传感器和/或霍尔效应传感器阵列(如SikoGmbH制造的磁阻传感器)，用于检测和测量由形成绝对位置磁轨中的图案的磁体和形成递增位置传感器磁轨的磁体生成的磁场强度。如前所述，位置指示器22之间的间距小于传感器16和18之间的距离D。在运行中，各传感器16和18检测绝对位置磁轨的特定图案的独特磁场特征。以这种方式，控制器得知了轿厢在井道内的位置。这些传感器也检测了由形成递增位置磁轨的磁体生成的磁场，并由此确定了电梯轿厢的速度。如果需要，根据本发明的系统10′可以具有如上所述的安装到导轨34而非层站门支柱或门槛的磁条、智能桥板、位置指示器22。当安装在这样的位置时，位置指示器22不再跟踪建筑物沉降。因此，如图6所示，可以将第三传感器50安装在轿厢12上，并可在各个层站处固定地安装传感器目标52。可以将第三传感器50的输出提供给控制器20。在本发明的第一个实施例中，两个传感器16和18成一直线安装在轿厢12上。智能桥板位置指示器22如图1所示安装。将传感器16和18以及位置指示器22设置成使得任何时刻至少有一个传感器读取至少一个位置指示器的一部分。图2示出了来自各传感器16和18的提供给控制器20的位置反馈。从图2可以看出，当超前传感器(传感器1)从一个位置指示器22转至下一个指示器时，当其处于位置指示器22之间的空隙中时，不存在从该传感器发来的位置反馈信号。然而，通过滞后传感器(传感器2)提供了位置反馈，因该传感器仍然在读位置指示器。类似地，当滞后传感器(传感器2)从一个位置指示器22转至下一个指示器时，当其处于位置指示器22之间的空隙中时，不存在从该传感器发来的位置反馈信号。然而，通过超前传感器(传感器1)提供了位置反馈，因该传感器仍然在读位置指示器。如图3所示，对控制器20进行编程，以填补传感器1和传感器2的信号中的间断部分40和42。在存在传感器1的信号和间断40的情况下，通过应用来自传感器2的位置反馈信号加偏移距离所得的校正因子实现了以上这一点。在存在传感器2的信号和间断42的情况下，这是通过应用来自传感器1的位置反馈信号减偏移距离所得的校正因子完成的。可使用任何合适的算法对控制器20进行编程，以使其成为从传感器16和18收集信号的装置以及填充从传感器16和18收集的位置信号中的间断的装置。采用以上方法和系统的结果是，可以在任何时间点处确定电梯轿厢12的绝对井道位置。在本发明的可替换实施例中，如上所述，将两个传感器16和18成直线地安装在电梯轿厢上。然而，在这种情况下，位置指示器22仅安装在层站处而非安装在快速区中。这类配置中的位置指示器可以更短，从而节省了安装成本。在该实施例中，在井道中的各个位置处，传感器16和18可能均偏离了位置指示器，因此，不能向控制器20提供位置信号。从而，可以对控制器20进行编程，以在没有信号的时间段内使用PVT(主速度换能器)反馈技术来估计各传感器的位置(从而轿厢的位置)。在该技术中，使用了光学编码器。该光学编码器每周期通常产生1024个脉冲。控制器20对这些脉冲进行计数并估计行进的距离，并由此估计电梯轿厢12在井道中的位置。在图4和图5中示出了这一点，其中，在图中以虚线示出了PVT校正因子。现在参考图4和图5，因传感器在轿厢12上的设置方式、传感器16(传感器1)在井道位置上领先传感器18(传感器2)和行进方向等原因，假定轿厢向上行进。在运行起始时，将滞后传感器(传感器2)指定为位置控制的主装置。随着轿厢开始运动，滞后传感器(传感器2)离开位置指示器22，并且一定时间过后，当两个传感器均偏离桥板时，使用上述PVT反馈技术和通过控制器20来估计轿厢位置。随着轿厢靠近目的地楼层，超前传感器(传感器1)开始读该层处的位置指示器。此时，传感器2比传感器1距目的地楼层更远(相距与两个传感器16和18之间距离相等的距离)，由控制器20执行了第一位置校正。该第一位置校正是对校正因子的应用，该校正因子基于由超前传感器(传感器1)生成的位置反馈信号和从PVT得出的位置反馈之差。当作为位置控制的主装置的滞后传感器(传感器2)开始读目的地楼层处的位置指示器时，控制器20执行第二位置校正。第二位置校正是对校正因子的应用，该校正因子基于由滞后传感器(传感器2)生成的位置反馈信号和从PVT得出的位置反馈之差。该方法利用两个传感器16和18之间的间距来执行两种位置校正。超前传感器充当位置前瞻装置的角色，允许早期位置校正，而滞后传感器则用于第二位置校正和楼层的水准测量。该方法也实现了在基于PVT的轿厢估计和基于位置指示器或智能桥板的轿厢位置之间的更平滑的过渡。这消除了在井道中设置附加桥板的需要。可以用本文所示的系统来实现NTSD和ETSD/ETSLD功能。这是因为，传感器16和18提供了实现NTSD和ETSD/ETSLD功能所需的所有信息。在图2至图5所示的实施例中，不管行进方向如何，传感器16可用于NTSD，而传感器18可用于ETSD。优选地，端站区中的编码轨道部分(智能桥板)的长度使得传感器16和18能够在该区中同时读取编码轨道部分(当电梯轿厢处于该区中时)。在这种情况下，可以用通过传感器16产生的位置和从传感器16的位置信息中得出的速度来执行NTSD，并可以使用传感器18和从传感器18的位置信息中得出的速度来执行ETSD。可通过控制器20得出用于NTSD和ETSD的速度信息。表I总结了现有技术和本发明提出的实施方式之间的主要差别。表I并且，在图2至图5所示的实施例中，取决于行进方向，与NTSD和ETSD功能关联的传感器(例如，超前传感器用于NTSD，而滞后传感器用于ETSD)轮流发挥作用。从而，根据行进方向，可以从传感器16或18确定用于NTSD功能的位置信息，并且，可以从传感器16或传感器18生成的位置信息得出速度。根据行进方向，可以从传感器16或18确定用于ETSD功能的位置信息，并且，可以从传感器16或传感器18生成的位置信息得出速度。可通过控制器20得出用于NTSD和ETSD的速度。本文所示的位置确定方法具有很多优点，这些优点包括大幅度节省安装成本；双传感器冗余，这消除了对各个独立的用于NTSD、ETSD的装置和独立的速度检查的需求；免除了在因建筑物瞬时断电而导致丢失绝对位置的情况下进行的校正；在检测到过度的建筑物沉降时自动的楼层表(floortable)调整；以及各种位置反馈之间的更为平滑的过渡(从基于PVT的轿厢位置至基于位置指示器的绝对位置)。尽管以电梯系统移动通过井道为背景描述了本发明的位置确定系统，但是，也可以将该位置确定系统用于其他环境来确定多种类型的移动物体的位置。例如，所述移动物体可以是车辆(如沿轨道行进的火车、汽车)。显然，根据本发明提出了一种电梯轿厢位置确定系统，该系统完全满足之前陈述的目标、手段和优点。尽管通过特定实施例描述了本发明，但是，在阅读前述的描述后，本领域技术人员可以容易地得出其他备选实施例、修改和变体。因此，希望包括这些落在附录的权利要求的宽广范围内的备选实施例、修改和变体。权利要求1.一种用于确定移动物体的位置的方法，包括以下步骤将超前传感器和滞后传感器安装到所述移动物体，并使所述超前传感器和所述滞后传感器间隔某一偏移距离；沿所述移动物体的路径安装多个相互间隔的位置指示器；当所述传感器经过所述相互间隔的位置指示器时，将表示物体位置的信号从所述超前传感器和所述滞后传感器发送到控制器；以及使用根据所述传感器之一感测的所述位置和所述偏移距离建立的校正因子来填补从所述传感器中的另一传感器收集的所述信号中的任何间断。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述填补步骤包括用通过所述滞后传感器感测的所述位置加所述偏移距离来填补通过所述超前传感器收集的所述信号中的任何间断。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述填补步骤包括用通过所述超前传感器感测的所述位置减所述偏移距离来填补通过所述滞后传感器收集的所述信号中的任何间断。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述安装步骤包括将所述传感器安装到电梯轿厢，且所述指示器步骤包括在相互间隔的层站处安装多个相互间隔的智能桥板。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述信号发送步骤包括将来自所述滞后传感器的所述信号作为主位置控制信号发送，且所述填补步骤包括在所述两个传感器均未感测到所述智能桥板之一时根据PVT反馈来确定轿厢位置。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述填补步骤还包括在所述超前传感器开始读目的地楼层处的桥板时执行第一位置校正，并在所述滞后传感器开始读所述目的地楼层处的桥板时执行第二位置校正。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一位置校正包括应用基于所述超前传感器生成的位置反馈信号和从所述PVT得出的位置反馈之差的校正因子，且其中所述第二位置校正包括应用基于所述滞后传感器生成的位置反馈信号和从所述PVT得出的位置反馈之差的校正因子。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述指示器安装步骤包括在导轨上安装多个智能桥板。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述指示器安装步骤包括将所述位置指示器安装到多个门槛，以跟踪建筑物沉降。10.根据权利要求1所述的方法，还包括使用来自所述超前传感器的所述物体位置表示信号和从所述超前传感器的物体位置表示信号得出的速度信号来执行NTSD，并使用来自所述滞后传感器的所述物体位置表示信号和从所述滞后传感器物体位置表示信号得出的速度信号来执行ETSD。11.根据权利要求10所述的方法，还包括以行进方向的函数的方式交替使所述超前传感器和所述滞后传感器之类的所述传感器发挥作用。12.一种用于移动物体的位置确定系统，包括安装到所述移动物体上的超前传感器和滞后传感器，所述超前传感器与所述滞后传感器间隔某一偏移距离；沿所述移动物体的路径的多个相互间隔的位置指示器；在所述传感器经过相互间隔的所述位置指示器时接收来自所述超前传感器和所述滞后传感器的表示所述移动物体位置的信号的装置；以及用根据来自所述传感器之一的所检测的所述位置和所述偏移距离建立的校正因子来填补从所述传感器中的另一传感器收集的所述信号中的任何间断。13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述填补装置包括用通过所述滞后传感器感测的所述位置加所述偏移距离来填补通过所述超前传感器收集的所述信号中的任何间断的装置，以及用通过所述超前传感器感测的所述位置减所述偏移距离来填补通过所述滞后传感器收集的所述信号中的任何间断的装置。14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述移动物体为电梯轿厢，且所述指示器为在相互间隔的各层站处安装的多个相互间隔的智能桥板。15.根据权利要求12所述的系统，其中，所述信号收集装置包括将来自所述滞后传感器的信号作为主位置控制信号的装置，且所述填补装置包括在所述两个传感器均未感测到所述智能桥板之一时根据PVT反馈来确定轿厢位置的装置。16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述填补装置还包括在所述超前传感器开始读目的地楼层处的桥板时执行第一位置校正的装置，以及在所述滞后传感器开始读所述目的地楼层处的桥板时执行第二位置校正的装置。17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述第一位置校正执行装置包括应用基于所述超前传感器生成的位置反馈信号和从所述PVT得出的位置反馈之差的校正因子的装置，且其中所述第二位置校正执行装置包括应用基于所述滞后传感器生成的位置反馈信号和从所述PVT得出的位置反馈之差的校正因子的装置。专利摘要一种电梯轿厢(12)位置确定方法，包括相互偏移某一距离的、提供输出信号的超前传感器(16)和滞后传感器(18)，其中，这些输出信号向控制器(20)提供了校正因子。文档编号B66B3/02GK1997580SQ20048004375公开日2007年7月11日申请日期2004年8月10日发明者V·扎哈里亚申请人:奥蒂斯电梯公司导出引文BiBTeX,EndNote,RefMan