具有激光测距装置的电梯设备的制作方法

本发明涉及一种电梯设备。本发明尤其涉及对电梯轿厢在电梯设备中的当前位置的确定方案。

背景技术：

在电梯设备中，电梯轿厢沿着基本上竖直的行进路径移位，以便在不同高度位置之间运送处于电梯轿厢中的乘客和/或待运输的货物。在此，电梯轿厢借助驱动机移位。驱动机由电梯控制装置控制。

在电梯设备的运行期间，电梯设备的电梯轿厢的当前位置应始终以足够的精度获知。例如，电梯控制装置可能需要相应的位置信息，以便能够通过适当地操控驱动机将电梯轿厢精确地移动到期望的高度位置。例如，电梯轿厢应该能够移动到建筑物中的确定的楼层并且在那里能够被定位成，使得电梯轿厢的地面与楼层的地面齐平。

为了能够精确地测量电梯轿厢在电梯设备中的当前高度位置，已经开发了多种方案。

例如，已知电梯设备，在该电梯设备中，平行于电梯轿厢的行进路径，在多个高度位置上保存有关于各个高度位置的信息，使得该信息能够以机械的方式由与电梯轿厢一同引导的读取装置检测。

例如，磁带可以平行于电梯轿厢的行进路径、即例如在电梯竖井的壁上分布，并且可以在磁带上在每个位置上存储有编码，以便在读取编码时能够推导出关于相应高度的一一对应的或者说单一明确的信息。然而，这种方案需要将磁带平行于电梯轿厢的整个行进路径敷设，特别是在非常高的电梯设备的情况下，这会引起相当大的耗费。此外，通常必要的是，在电梯设备的投入运行之前，电梯设备必须首先“学习”存储在磁带上的位置信息。为此目的，电梯轿厢可以在所谓的学习行程中仔细地并且因此非常缓慢地沿着整个行进路径移位。在学习行程期间，可以学习对于电梯设备的后续操作可能很重要的位置信息，例如电梯轿厢应该停在楼层上的位置，或者行进路径的开始位置和结束位置。然而，进行这样的学习行程可能需要花费大量的时间和/或工作，特别是在较高的电梯设备的情况下。

替代地，提出可以借助于激光测距装置测量电梯轿厢的当前位置的方法。例如，de10126585a1描述了一种用于电梯的基于辐射的非接触式位置基准系统及其方法。

然而，现在已经认识到，通过激光测距装置确定电梯轿厢的位置通常在任何情况下都不够可靠和/或不够精确。

技术实现要素：

尤其需要一种电梯设备，在该电梯设备中能够以较高的可靠性和/或较高的精度确定电梯轿厢的当前位置。

这种需求可以通过根据独立权利要求的电梯设备来满足。有利的实施例在从属权利要求中限定并且在下面的说明书中说明。

根据本发明的一个方面，提出一种电梯设备，其具有电梯轿厢和激光测距装置。电梯轿厢可沿行进路径移位。行进路径朝向上方受上边界界定，朝向下方受下边界界定。激光测距装置被配置成，发射激光束并确定距激光束打到物体上的位置的距离。在此，激光测距装置被安装和配置在电梯轿厢上，使得在第一配置中激光束可以向上指向上边界并且在第二配置中激光束可以向下指向下边界。由此，在第一配置中可以确定距上边界的距离，而在第二配置中可以确定距下边界的距离。

本发明的实施方式的可能的特征和优点可以被视为基于以下介绍的构思和认知，包括但不限制本发明。

有时也称为激光测距仪的激光测距设备能够精确、快速且无接触地测量距离。为此，激光测距装置发出一个或多个激光束，然后检测被激光束照射到的物体反射回来或散射回来的光。然后可以由检测到的光推断出距物体的距离。

在此存在多种原理，用以能够推断物体与激光测距装置之间的距离。例如，激光束到达物体并返回到激光测距装置所需的传播时间可以实现对两个部件之间的距离的判断。可替换地，激光束的打到物体并再次导向返回激光测距装置的部分与同一激光束的沿已知长度的路径例如在激光测距装置内导向的部分之间的相移可以实现对激光测距装置与物体之间的距离的判断。作为其他替代方案，三角测量可用于测定距物体的距离。

已经提出的是，使用激光测距装置来测量电梯设备内的距离。例如，可以将激光测距装置定位在电梯设备的电梯轿厢上或电梯设备的电梯竖井内的基准位置处，以便随后能够利用激光测距装置测量电梯轿厢与基准点之间的当前距离。例如，安装在电梯轿厢的顶部上的激光测距装置可用于测量距电梯竖井的顶部的当前距离。可替换地，可以使用安装在电梯轿厢地面下方的激光测距装置来测量距电梯竖井的底坑中的地面的当前距离。原则上，距离也可以在相反方向上测量，即测量从电梯竖井的顶部或电梯竖井的底坑到电梯轿厢的距离。

然而，现在已经认识到，在确定情况下，在这种借助激光测距装置进行的电梯轿厢当前位置的确定中可能存在干扰。例如，在电梯竖井的一部分内产生烟雾会导致用于距离测量的激光束被部分或完全地吸收，从而使位置确定失真或甚至不能实现。

因此提出改进电梯设备，使得在可以借助激光测距装置确定电梯轿厢的当前位置的情况下，引入一定的冗余，进而在进行位置确定时降低出错或故障的风险。

为此提出在电梯设备中仅设置单个激光测距装置并且将其安装在电梯轿厢上。在此，激光测距装置应该特别是在如下的位置上安装在电梯轿厢上，并配置成，使得由该激光测距装置发射的用于距离测量的激光束能够向上指向到电梯轿厢的行进路径的上边界，并且向下指向电梯轿厢的行进路径的下边界。换句话说，安装在电梯轿厢上的激光测距装置应该能够引导其激光束，必要时引导经过电梯轿厢，向上到达电梯轿厢的行进路径的上端，向下到达电梯轿厢的行进路径的下端。由此，在第一配置中确定到上边界的距离，在第二配置中确定到下边界的距离。行进路径的上边界可以是例如电梯竖井的顶部。可替换地，上边界可由在顶部下方伸入电梯竖井中的部件来限定。以类似的方式，行进路径的下边界可以是电梯竖井的底坑的区域中的地面，或者可替换地，行进路径的下边界可以由那里伸入电梯竖井中的物体来限定。因此，上边界和下边界是激光束打到其上并且激光测距装置可以测量与之的距离的物体。

由于电梯设备内的尺寸，特别是相应于电梯轿厢的行进路径的尺寸通常是预先已知的，因此可以基于对激光测距装置与行进路径上边界处的基准点之间距离的测量以及基于对激光测距装置与行进路径下边界处的基准点之间距离的测量而推断出电梯轿厢的当前位置。

因此，位置确定方案获得期望的冗余。仅损害两种距离测量之一的故障、例如电梯竖井内局部产生烟雾因此不再危及电梯轿厢位置的总体确定。

根据一种实施方式，激光测距装置可以具有反射镜，该反射镜可以至少在第一反射镜位置和第二反射镜位置之间移位，以便在第一配置中将激光束指向第一反射镜位置，以及在第二配置中将光束指向第二反射镜位置。

换句话说，可以在激光测距装置中设置反射镜，借助该反射镜，使在激光测距装置中产生的激光束可以在不同的配置中沿不同的方向偏转。在此，反射镜可以在至少两个反射镜位置之间移位。在第一反射镜位置中，根据上述第一配置，激光束被向上指向电梯轿厢的行进路径的上边界。相应地，在第二反射镜位置中，根据第二配置，激光束被向下指向行进路径的下边界。

使用反射镜来偏转激光束的方案在技术上很容易实现，并且可以在两种配置之间快速和/或精确地转换。

根据一种具体的实施方式，反射镜可围绕水平的旋转轴线旋转，以便在第一反射镜位置和第二反射镜位置之间移位。

换句话说，为了在不同方向上偏转激光束的反射镜，移位可以以反射镜旋转的形式发生。在此，反射镜可以具有较小的反射面，该反射面仅需要对应于要被偏转的激光束的面积或者略大于该面积。反射面可以是平坦的。这种小和/或平坦的反光镜可以在不同方向上轻松且高精度地定向，从而偏转激光束。例如，这样的反射镜可以借助电流计驱动器偏转。总的来说，由激光测距装置产生的激光束因此可以通过可旋转的反射镜快速且精确地偏转并且因此从第一配置变为第二配置，反之也可以。

除了借助优选单独的反射镜偏转激光束的可行方案之外，还存在有针对性地改变这种激光束的方向的其他可行方案。例如，诸如单个或多个光学透镜、单个或多个光栅或这些光学部件与彼此或与一个或多个反射镜的组合的其他光学系统可用于偏转激光束。

此外，还可以设想的是，使用反射镜来偏转激光束，但不是通过在第一反射镜位置和第二反射镜位置之间旋转来移位反射镜，而是通过不同类型的移位来实现。例如，反射镜可以具有在不同定向平面中取向的多个反射镜面，以便随后可以以平移的方式移位反射镜，以便根据需要将这些反射镜面之一移位到激光束的光路中，从而将激光束按照第一种配置还是第二种配置取向。

根据本发明的一种实施方式，激光测距装置也可以配置成，使得激光束按照第三配置可以指向行进路径旁边的侧向边界，由此，在第三配置中可以确定与侧向边界的距离。

换言之，激光测距装置除了能够选择性地向上或向下指引激光束外，还能够将激光束侧向引导至位于电梯轿厢行进路径旁边的侧向边界。

换句话说，除了第一配置和第二配置，在第一配置和第二配置中，激光束基本上沿竖直方向取向，激光测距装置可以调整出第三配置，其中，激光束朝向于该竖直方向指向侧面，即例如在水平方向上取向。由此在第三配置中，测量距侧向边界的距离。在该第三配置中，如将在下面更详细地解释地，激光测距装置可以用于在电梯设备中执行除了确定电梯轿厢的当前位置之外的其他任务。

因此，侧向边界也是所述激光束打到的并且激光测距装置可以测量与之的距离的对象。

根据一种具体的实施方式，激光测距装置的反射镜可以移位到第三反射镜位置，以便在第三配置中将激光束指向第三反射镜位置。

换句话说，在第一配置或第二配置中激光测距装置利用其使激光束取向的上面已经提到的反射镜或者必要时另一反射镜可以在激光测距装置中被定位和配置成，使得激光束在所谓的第三反射镜位置中，按照第三配置、即侧向于竖直方向，特别优选水平地对准。

在此，上面已经说明的优点也适合通过借助反射镜使激光束偏转来实现。此外，可以特别有利地使用相同的反射镜，以便能够在第一配置和第二配置以及第三配置中使激光束对准。

特别地，根据具体的实施方式，反射镜能够定位和配置成，使得反射镜在第三反射镜位置不使激光束偏转。

换句话说，反射镜及其相对于激光束的空间结构可以设计成，使得反射镜可以移位到第三反射镜位置，在第三反射镜位置中，反射镜不影响激光束或至少不偏转激光束。例如，反射镜能够在第三反射镜位置定位和/或定向成，激光束不打到其反射表面。特别地，在第三反射镜位置中，反射镜能够以其反射面平行于激光束地定向。

激光测距装置的可选特性不仅能够确定电梯轿厢沿其行进路径的竖向位置，而且能够测量沿侧向、优选水平方向的距离，这能够用于各种目的。

例如，根据一种实施方式，电梯设备可以具有多个在沿着行进路径在不同高度处侧向布置地在行进路径旁边的侧向的边界标记。

换句话说，电梯轿厢可以沿其移动的行进路径的旁边侧向地移动，可以存在在此称为边界标记的物体，激光测距装置的在侧向方向上对准的激光束可以打到在该物体上，从而激光测距装置因此可以参照其自身位置或间接地参照电梯轿厢的行进路径来测量其侧向距离。

边界标记可用于标记电梯设备中确定的局部表现的特性。

例如，可以使用边界标记来标记在电梯设备的正常操作期间电梯轿厢的行进路径应在何处、即在哪个高度位置受到界定，即电梯轿厢除了在维护工作之外，不应移动超出何种高度位置。

替代地或附加地，可以使用边界标记来标记例如电梯竖井门沿行进路径设置在何处，即设置在何种高度位置。

可以设想各种其他可行方案，借助边界标记，例如可以在电梯设备的电梯竖井中标记局部状况，使得能够借助激光测距装置来识别局部状况。

在此，根据一种具体的实施方式，侧向的边界标记可以相对于电梯轿厢的行进路径以不同的水平的侧向间距布置。

换言之，可以沿着电梯轿厢的行进路径布置多个不同的边界标记，这些边界标记可以位于不同的高度位置上并且布置在距电梯轿厢的行进路径不同的水平距离处。例如，边界标记可以固定在电梯竖井的竖井壁上，并装设在离竖井壁不同的距离处。因此，边界标记可以特别是在它们的侧向距离方面不同并且因此标记电梯设备内的不同的局部表现的特性。

在此情况下，激光测距装置不仅可以用于识别不同的边界标记，还可以根据它们不同的侧向距离彼此区分开来，以便能够推导出例如关于由其标记的不同的局部特性。

例如，根据具体的实施方式，电梯设备可以在沿行进路径在不同高度位置上具有一个或多个电梯竖井门。在此，水平的侧向距离与位于高度位置上的电梯竖井门的数量相关联，侧向的边界标记中的一个侧向的边界标记以水平的侧向距离被布置在不同的高度位置中的一个高度位置上。

换言之，在电梯设备中，沿着电梯轿厢的行进路径在不同的高度位置处设置电梯竖井门。通过这些电梯竖井门可以敞开和关闭停在高度位置的电梯轿厢和与电梯竖井门相邻的楼层之间的通道。在许多情况下，每层仅有一个电梯竖井门。然而，也存在某些配置，在该配置中，为一个楼层、也就是说针对单个高度位置提供多个电梯竖井门，这些电梯竖井门应当以可选的方式实现例如从电梯轿厢进入楼层的不同区域。

在这样的设有多个可在相同高度上使用的电梯竖井门的电梯设备中，在此提出的侧向的边界标记可用于指示在确定的高度位置设置有多少电梯竖井门。例如，在仅提供单个电梯竖井门的高度位置处，那里的边界标记能够以与例如提供两个电梯竖井门的不同高度位置处不同的侧向距离布置。

在此，不同的侧向距离能够以一定程度彼此不同，使得这些侧向距离可以借助激光测距装置进行区分。换言之，侧向距离的差异应大于激光测距装置的测量精度。

借助可以由激光测距装置按照其第三配置测量的侧向距离，边界标记因此可以用于能够确定关于电梯竖井门局部存在的数量的信息。

根据另一具体实施方式，每个侧向的边界标记可具有上端和下端。上端和下端之间的区域可以标记区域，在该区域内电梯轿厢可以在电梯设备的操作期间进行水平高度补偿。

换言之，在竖直方向上测量的边界标记可以具有一定长度。在此，边界标记被布置和设定尺寸，使得其上端和下端各自标记一个区域的竖向边界，在电梯设备的运行期间，电梯轿厢可以在水平高度补偿的范围内在该区域中轻微移动，尽管此时电梯轿厢的门没有关闭。如果例如电梯轿厢中的负载突然变化，例如由于几个乘客上下梯，并且特别是由于保持电梯轿厢的承载机构的长度变化而使电梯轿厢的当前位置发生轻微变化时，则这种水平高度补偿会是必要和允许的。借助水平高度补偿，可以避免在电梯轿厢的地面与楼层内的相邻地面之间形成台阶。为了避免这种情况，尽管门是打开的，电梯轿厢也可以例外地并且违反在其他情况下适用的规定地稍微移位。

然而，特别是为了将乘客的风险降至最低，可以在其中进行高度调整的区域必须受到限制。通过这里提出的方案，可以借助边界标记，特别是借助这些边界标记的尺寸设定和定位方案来标记该区域，从而该区域可以通过能够由激光测距装置执行的对距这些边界标记中的一个边界标记的侧向距离的测量来检测。

在执行水平高度补偿期间，可在借助激光测距装置在其第一配置和/或第二配置中确定的位置信息可以足够准确以基于此位置信息将电梯轿厢移动到额定高度位置，例如使电梯轿厢的地面与相邻楼层的地面齐平。

需要指出的是，本发明的一些可能的特征和优点在此参照电梯设备的不同实施例、特别是设置在其中的激光测距装置来进行介绍。本领域技术人员认识到，能够以合适的方式组合、调整或替换这些特征，以获得本发明的其他实施方式。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例进行说明，附图和说明书均不应解释为对本发明的限制。

图1示出根据本发明实施例的电梯设备。

该图只是示意性的，并非按比例绘制。

具体实施方式

图1示出按照根据本发明的实施方式的电梯设备1。电梯设备1主要包括容纳在电梯竖井7内的电梯轿厢3和对重5。电梯轿厢3和对重5通过电梯竖井7内的带状承载机构9悬挂并且彼此相连。承载机构9可以由驱动机11移位。驱动机11由电梯控制装置15控制。由此，电梯轿厢3可以在电梯竖井7内沿着行进路径13竖直地移位。行进路径13朝向上方由用作上边界17的电梯竖井7的顶部界定，并且朝向下方由用作下边界19的底部界定。

为了能够确定电梯轿厢3在电梯竖井7内的当前位置，在电梯轿厢3上安装有激光测距装置21。

在所示示例中，激光测距装置21布置在电梯轿厢3的顶部23上。激光测距装置21具有发射激光束27的激光器25。激光测距装置21被设置为检测发射的激光束27打到物体上并由该物体反射回来或散射回来的部分，并由此确定到物体位置的距离。

然而，激光测距装置21没有设置成使得其激光器25将激光束27直接发射到上边界或下边界17、19并因此测量到这些边界17、19之一的距离。取而代之，激光测距装置21被设计成，使得在其中产生的激光束27一方面可以在第一配置中向上指向上边界17并且另一方面在第二配置中向下指向下边界19。因此，借助激光测距装置21，既可以测量距上边界17的距离，也可以测量距下边界19的距离。激光测距装置21进而还有与其关联的电梯轿厢3在电梯竖井7内的当前位置因此能够以两种方式确定，即冗余地确定。

为此，激光测距装置21例如具有反射镜29，借助该反射镜可以使由激光器25起初水平发射的激光束27竖直向上或竖直向下偏转。

在所示的示例中，反射镜29可以围绕旋转轴线31旋转，从而可以旋转到第一反射镜位置33’和第二反射镜位置33”，如在放大的局部视图中可以清楚看到的那样。在第一反射镜位置33’中，反射镜29相对于激光束27的原始传播方向、也就是在所示示例中相对于水平斜向地、即在示例中成45°角地布置，从而激光束27然后作为激光束27”被向上指向上边界17。另外，第二反射镜位置33”中，反射镜29(如虚线所示)相反地相对于激光束27的原始传播方向斜向地、在所示示例中成45°角地布置，使得激光束27然后激光束27”被向下指向下边界19。在此，激光测距装置21或其反射镜29被配置和定位成，激光束27”按照第二配置在电梯轿厢3旁边侧向地经过，也就是延伸穿过电梯轿厢3和电梯竖井7的侧壁39之间的空隙，以便能够然后达到下边界19。

作为补充，激光测距装置21按照第三配置被配置成，激光束27作为激光束27”’可以指向行进路径13旁边的侧向边界37。在所示示例中，反射镜29为此旋转到第三位置33”’(如在图1中的放大部分由点划线所示)。在该第三位置33”’中，反射镜29不偏转激光束27，因此所述激光束作为激光束27”’继续沿原始方向延伸，即在所示的示例中沿水平的方向延伸达到侧向边界37，也就是相对于电梯竖井7的侧面39横向地、特别是垂直地延伸。

在该第三配置中，可以借助激光测距装置39来测量侧向距离，也就是在水平方向上距侧壁39或距布置在侧壁39上的边界标记35的距离。由此，边界标记35构成侧向边界37并且在此可以提供电梯竖井7内的附加信息，这些信息对于电梯设备1的运行可能是重要的。

例如，可以在行进路径13在不同的高度位置处设置不同的边界标记35，以便在那里一定程度上表现电梯设备1的特性。

为此，边界标记35可以例如相对于电梯轿厢3的行进路径13布置在不同的水平的侧向距离处。换言之，例如边界标记35中的一个边界标记指向行进路径13的表面可以距离侧壁39进而距离行进路径13以不同于另一边界标记35的相同或类似取向的表面的距离布置。由于借助激光测距装置21可以测量不同的侧向距离，所以由此可以对能够由激光测距装置21读取的信息加以表现。

可替换地，不同数量的边界标记35可以在一个高度位置上相叠地布置。在此，在相邻的边界标记35之间可以保留空隙或缝隙。使用激光测距装置21，可以基于不同的侧向距离识别各个边界标记35和保留于其间的空隙，因此可以确定边界标记35的数量，从而也能够以这种方式对能够由激光测距装置21读取的信息加以表现。

例如，可以通过安装在电梯竖井7的侧壁39上的板来实现边界标记35。然后可以根据要表现的信息将这些板以距离侧壁39不同的距离来安装。电梯地或附加地，所述板可以具有不同数量的水平缝隙，或者多个金属板彼此相叠地布置，以便例如通过空隙或缝隙的数量再次以对于激光测距装置21可读的方式表现信息。

替代地或附加地，边界标记35或用于实现边界标记的板也可以具有设定轮廓的表面，行进路径13和设定轮廓的表面之间的侧向距离该设定轮廓的表面变化。通过改变设定轮廓的表面的类型，可以再次以对于激光测距装置21可读的方式表现信息。

例如，可以在电梯设备1中的不同高度位置处设置一个或多个电梯竖井门41。然后可以使用边界标记35来表现电梯竖井门41的各自在局部存在的数量。

边界标记35还可以有上端43和下端45。在此情况下，上端43和下端45之间的区域可以标记区域，在所述区域中，允许电梯轿厢在电梯设备运行期间在电梯控制装置15的控制下进行水平高度补偿。激光测距装置21可以例如基于那里变化的侧向距离来检测上端43和下端45。

激光测距装置21可以将由其测量的距离，特别是由其测量的侧向距离连续地或以短时间间隔传输到电梯控制装置15上。为此，可以在两个部件之间建立有线的或无线的数据通信47。

由激光测距装置21测量的距离既可以在电梯设备1的正常运行期间使用，也可以在学习阶段期间使用。

在正常运行期间，在第一配置和/或第二配置中测量的竖向距离可用于推断电梯轿厢3在电梯竖井7内的当前位置。此外，通过测量水平距离，即测量侧向距离，在第三配置中，可以读取例如借助边界标记35表现的信息。相应的信息可以被继续传输到电梯控制装置15并且在那里可以对其评估，以便相应地操控电梯设备1。

在电梯设备1正常运行之前的学习阶段，可以学习电梯设备1的特性。为此，电梯轿厢3连同其激光测距装置21可以沿着优选整个行进路径13移动通过电梯竖井7，并且在此可以记录例如由边界标记35表现的信息。

在这里提出的电梯设备1中，可以比传统电梯设备的情况更快捷地执行学习行程。这尤其可以归因于借助激光测距装置21，在学习行程开始之前已经可以确定到上边界17和下边界19的竖向距离，该竖向距离在学习过程中已经可以得到考虑。而在传统的电梯设备中，通常未事先已知行进路径13的上端和下端，而是必须在学习行程期间，才例如通过检测在电梯竖井内的相应高度位置上设置的标记来一并学习。因此，在传统的电梯设备中，需要以大幅度降低的速度执行学习行程，通常以仅0.3米/秒或更低的速度执行，这导致特别是在非常高的电梯设备的情况下，执行学习行程需要大量时间。利用这里介绍的电梯设备1，可以明显提高的速度执行学习行程，例如以电梯设备运行期间惯用的标称速度执行，由此，可以显著减少执行学习行程所需的时间。此外，当使用激光测距装置时，与使用磁带来确定电梯轿厢的位置相反，成本与电梯竖井的高度无关。

最后，需要指出，例如“具有”、“包括”等术语不排除任何其他元件或步骤，并且“一个”或“一”之类的术语不排除多个。此外，应该可能是，已经基准了上述实施例之一介绍的特征或步骤也可以与上述其他示例性实施的其他特征或步骤结合使用。