本发明涉及电梯技术领域，特别是涉及一种带特殊保护段的轿厢绝对位置的检测系统及其安装方法。
背景技术：
在电梯运行安全需要，大部分电梯通过在井道两端均需要分别设置极限开关、终端开关及其信号传输电缆，在轿厢侧需要设置该开关的打板装置，用于保证电梯轿厢不会超过运行允许的行程范围，其中终端开关比极限开关更加靠近井道两端。当极限开关动作后，可防止电梯继续向两端方向运行，但允许电梯向井道中间方向运行，而终端开关动作后，禁止电梯继续运行。此技术的缺点是，部件比较多，安装维护不方便。
另外部分电梯通过在井道中由顶到底设置一根磁栅尺或光栅尺，在轿厢侧设置一个栅尺读码装置，用于检测轿厢的绝对位置，并通过设置极限位置及终端位置来保证电梯轿厢不会超过运行允许的行程范围。此技术，由于整根栅尺由顶到底是连续编码的，由于每一个电梯井道的尺寸都不同，在大批量的栅尺生产制造时一般不会针对每一个井道进行订制长度的生产，因此不能提前确定上下极限位置的编码，也就不能从物理上区分出极限位置及终端位置，只能通过现场井道实际位置学习的方式来记录极限及终端位置。因而导致如果要提前确定上下极限位置编码的话，则在栅尺的生产制造环节会带来极大的不便；如果不提前确定上下极限位置编码，则必须进行现场学习，否则系统在井道位置学习之前无法实现限制电梯行程范围的安全功能。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种带特殊保护段的轿厢绝对位置的检测系统及其安装方法，能够识别轿厢的极限位置及终端位置，保障轿厢运行的安全性，同时可不需要根据客户井道的尺寸来严格地控制栅尺的实际制造长度尺寸，有利于栅尺在制造厂的生产和在现场的安装调整。
其技术方案如下：
一方面，本发明提供一种带特殊保护段的轿厢绝对位置的检测系统，包括：沿竖向布置于井道内的栅尺，所述栅尺设有沿所述栅尺的长度方向并列布置的一列第一类标识及一列第二类标识，所述第一类标识与所述第二类标识配合形成轿厢绝对位置信息，所述栅尺包括上极限编码区域、下极限编码区域、对接所述上极限编码区域的上终端编码区域、以及对接所述下极限编码区域的的下终端编码区域，所述第一类标识包括设置于所述上极限编码区域及所述下极限编码区域的多个通孔单元及多个第一实体单元、以及设置于所述上终端编码区域及所述下终端编码区域的第二实体单元，所有所述通孔单元和所有所述第一实体单元沿所述栅尺的长度方向依次交替排列，所述第二类标识包括设置于所述上极限编码区域及所述下极限编码区域的图案单元、以及设置于所述上终端编码区域及所述下终端编码区域的第三实体单元；检测装置，所述检测装置固定于轿厢上、并设有沿竖向布置的至少三个第一传感器以及至少一个第二传感器，所述第一传感器用于识别所述第一类标识，所述第二传感器用于识别所述第二类标识；及与所述检测装置通信连接的控制器，所述控制器能够根据所述第一传感器及所述第二传感器反馈的检测信息、计算得出所述轿厢的绝对位置信息。
当电梯运行，轿厢带动检测系统沿栅尺作井道中的垂直运动，第一传感器采集栅尺上第一类标识的信息，第二传感器采集栅尺上第二类标识的信息，第一传感器和第二传感器将采集的信息发送至控制器，控制器对接收到的信息进行分析、计算和存储，并分析出检测装置经过的栅尺对应的二进制编码，从而分辨出检测装置位于栅尺中的绝对位置，从而准确得出轿厢位于井道中的绝对位置，无需多次校正，简化电梯轿厢位置的检测技术；特别地，控制器通过第一传感器识别通孔单元及第一实体单元及第二传感器来识别图案单元来判断该轿厢处于极限位置，便于进行相应极限位置的控制；控制器通过第一传感器识别通孔单元及第二实体单元及第二传感器来识别第三单元来判断该轿厢处于终端位置，便于控制器控制相关部件进行强制制动，禁止电梯继续运行；该识别轿厢的极限位置及终端位置的方式，利用轿厢绝对位置的检查系统，便于安装维护。同时利用上述栅尺结构，使栅尺的上极限位区域以及上端的终端位区域需按上述的特殊形状标记形式来制造；而栅尺的下极限位区域以及下端的终端位区域可不按上述的特殊形状标记的形式来制造，继续以正常位置编码段的编码方式进行制造，直至出厂至工程现场栅尺安装完成后，再在现场根据实际井道及轿厢的相应位置，由安装人员使用不透光的材料来遮挡栅尺的下极限位区域及下端的终端位区域即可；进而可不需要根据客户井道的尺寸来严格地控制栅尺的实际制造长度尺寸，有利于栅尺在制造厂的生产和在现场的安装调整。
下面进一步对技术方案进行说明：
在其中一个实施例中，至少三个所述第一传感器沿竖直方向间隔设置，且所有所述第一传感器进行识别时，不会同时都识别到所述通孔单元或所述第一实体单元。
在其中一个实施例中，所述图案单元包括设置于所述上极限编码区域的全通孔单元及设置于所述下极限编码区域的全实体单元；或所述图案单元包括设置于所述上极限编码区域的全实体单元及设置于所述下极限编码区域的全通孔单元。
在其中一个实施例中，所述第一传感器及所述第二传感器均为光电传感器；
当所述第一传感器检测到所述通孔单元时，发送第一识别信号；当所述第一传感器检测到所述第一实体单元及所述第二实体单元时，发送第二识别信号
当所述第二传感器检测到所述图案单元，发送第三识别信号；当所述第二传感器检测到所述第三实体单元，发送第四识别信号。
在其中一个实施例中，当所述控制器在预设的时间范围内均连续接受收到所述第二传感器发送所述第三识别信号、及交替接受到所述第一传感器发送的所述第一识别信号及所述第二识别信号，则判断该轿厢处于上极限位置或下极限位置。
在其中一个实施例中，当所述控制器在预设的时间范围内均连续接受收到所述第二传感器发送所述第四识别信号、且连续接受到所述第一传感器发送的所述第二识别信号，则判断该轿厢处于上终端位置或下终端位置。
在其中一个实施例中，所述第一传感器为三个，分别为a1、a2、a3，所述第二传感器为b1；所述检测装置的光束相位差为：a1与a2差90°，a2与a3差135°，a1与b1差135°，其中，第一类标识的通孔单元的通孔高度hmm＝180°，h＞0。
在其中一个实施例中，所述第一类标识还包括设置于所述正常编码区域的多个第一识别单元及多个第二识别单元，所有所述第一识别单元和所有所述第二识别单元沿所述栅尺的长度方向依次交替排列形成二进制编码信息，所述第二类标识包括设置于所述正常表面区域的多个第三识别单元及多个第四识别单元，所有所述第三识别单元和所有所述第四识别单元沿所述栅尺的长度方向依次交替排列、形成基于所述二进制编码信息结合曼彻斯特码编码规则的混合编码信息，所述混合编码信息在所述栅尺内不重复出现。
在其中一个实施例中，每一个所述第一识别单元均对应一个所述第三识别单元及一个所述第四识别单元，每一个所述第二识别单元均对应一个所述第三识别单元及一个所述第四识别单元；从所述第三识别单元翻转为所述第四识别单元对应二进制数据中的“a”，从所述第四识别单元翻转为所述第三识别单元对应二进制数据中的“b”，并由预定义位数的二进制的“a”或“b”信息组成不重复的二进制数据编码。
在其中一个实施例中，设定在t时间内，所述第一传感器检测到的所述第一类标识个数为n，则所述轿厢的相对位移s＝c×n，所述轿厢的速度v＝s/t，所述轿厢的绝对位置l＝|m×(c×b)-m×(c×b)|，其中c为所述第一识别单元和第二识别单元沿竖向的总长度，b为所述二进制编码信息对应的二进制编码位数加1，m为所述第一传感器当前读出的所述二进制编码信息对应的十进制编码，m为所述第一传感器读出所述轿厢位于所述井道最低位置时读出的所述二进制编码信息对应的十进制编码。
另一方面，本发明还提供一种检测系统的安装方法，基于上述的检测系统，包括如下步骤：
(1)、根据预设生产要求，制造包含上安装部、上终端编码区域、上极限编码区域、正常编码区域的栅尺尺板，所述栅尺尺板设有沿其长度方向并列布置的一列第一类标识及一列第二类标识；
(2)、将所述栅尺尺板的上端固定于井道上部，通过调节所述上安装部的安装位置，使所述上终端编码区域位于井道预定区域，此时，所述上极限编码区域以及所述正常编码区域也被定位，再将所述栅尺尺板的下端固定于井道下端；
(3)、根据实际井道真实位置、并通过遮蔽通孔或开设通孔的形式形成下极限编码区域以及下终端编码区域，完成所述栅尺尺板的安装及调整，获得栅尺；
(4)、将检测装置固定于轿厢上、并沿竖向布置的至少三个第一传感器以及至少一个第二传感器，所述第一传感器用于识别所述第一类标识，所述第二传感器用于识别所述第二类标识；
(5)、将控制器与所述检测装置通信连接，使所述控制器能够根据所述第一传感器及所述第二传感器反馈的检测信息、计算得出所述轿厢的绝对位置信息。
上述安装方法使用时，可以先制造包含上安装部、上终端编码区域、上极限编码区域、正常编码区域的栅尺尺板，所述栅尺尺板设有沿其长度方向并列布置的一列第一类标识及一列第二类标识；而栅尺的下极限位区域以及下端的终端位区域可不按上述的特殊形状标记的形式来制造，继续以正常位置编码段的编码方式或为全实体进行制造，直至出厂至工程现场栅尺安装完成后，再在现场根据实际井道及轿厢的相应位置，由安装人员使用不透光的材料来遮挡栅尺的的通孔形成下极限位区域及下端的终端位区域，或通过在实体单元内进行挖孔形成下极限位区域及下端的终端位区域；进而可不需要根据客户井道的尺寸来严格地控制栅尺的实际制造长度尺寸，有利于栅尺在制造厂的生产和在现场的安装调整。
附图说明
图1是本发明一个实施例中的带特殊保护段的轿厢绝对位置的检测系统的结构示意图；
图2是图1中栅尺结构的放大示意图；
图3是图1中检测装置的布置示意图；
图4是本发明一个实施例中的带特殊保护段的轿厢绝对位置的检测系统的工作原理图。
附图标记说明：
10、轿厢，20、井道，30、栅尺，31、正常编码区域，32、上极限编码区域，33、下极限编码区域，34、上终端编码区域，35、下终端编码区域，36、安装部，310、第一类标识，311、第一识别单元，312、第二识别单元，313、通孔单元，314、第一实体单元，315、第二实体单元，320、第二类标识，321、第三识别单元，322、第四识别单元，323、全通孔单元，324、全实体单元，325、第三实体单元，40、检测装置，42、光束，410、第一传感器，420、第二传感器，50、控制器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
本发明中“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
如图1至图3所示，本实施例中带特殊保护段的轿厢绝对位置的检测系统，包括：沿竖向布置于井道内的栅尺30，栅尺30设有沿栅尺30的长度方向并列布置的一列第一类标识310及一列第二类标识320，第一类标识310与第二类标识320配合形成轿厢绝对位置信息，栅尺30包括上极限编码区域32、下极限编码区域33、对接上极限编码区域32的上终端编码区域34、以及对接下极限编码区域33的的下终端编码区域35，第一类标识310包括设置于上极限编码区域32及下极限编码区域33的多个通孔单元313及多个第一实体单元314、以及设置于上终端编码区域34及下终端编码区域35的第二实体单元315，所有通孔单元313和所有第一实体单元314沿栅尺30的长度方向依次交替排列，第二类标识320包括设置于上极限编码区域及下极限编码区域的图案单元、以及设置于上终端编码区域34及下终端编码区域35的第三实体单元325；检测装置40，检测装置40固定于轿厢上、并设有沿竖向布置的至少三个第一传感器410以及至少一个第二传感器420，第一传感器410用于识别第一类标识310，第二传感器420用于识别第二类标识320；及与检测装置40通信连接的控制器50，控制器50能够根据第一传感器410及第二传感器420反馈的检测信息、计算得出轿厢的绝对位置信息。
当电梯运行，轿厢带动检测系统沿栅尺30作井道中的垂直运动，第一传感器410采集栅尺30上第一类标识310的信息，第二传感器420采集栅尺30上第二类标识320的信息，第一传感器410和第二传感器420将采集的信息发送至控制器50，控制器50对接收到的信息进行分析、计算和存储，并分析出检测装置40经过的栅尺30对应的二进制编码，从而分辨出检测装置40位于栅尺30中的绝对位置，从而准确得出轿厢位于井道中的绝对位置，无需多次校正，简化电梯轿厢位置的检测技术；特别地，控制器50通过第一传感器410识别通孔单元313及第一实体单元314及第二传感器420来识别图案单元来判断该轿厢处于极限位置，便于进行相应极限位置的控制；控制器50通过第一传感器410识别通孔单元313及第二实体单元315及第二传感器420来识别第三单元来判断该轿厢处于终端位置，便于控制器50控制相关部件进行强制制动，禁止电梯继续运行；该识别轿厢的极限位置及终端位置的方式，利用轿厢绝对位置的检查系统，便于安装维护。同时利用上述栅尺30结构，使栅尺30的上极限位区域以及上端的终端位区域需按上述的特殊形状标记形式来制造；而栅尺30的下极限位区域以及下端的终端位区域可不按上述的特殊形状标记的形式来制造，继续以正常位置编码段的编码方式进行制造，直至出厂至工程现场栅尺30安装完成后，再在现场根据实际井道及轿厢的相应位置，由安装人员使用不透光的材料来遮挡栅尺30的下极限位区域及下端的终端位区域即可；进而可不需要根据客户井道的尺寸来严格地控制栅尺30的实际制造长度尺寸，有利于栅尺30在制造厂的生产和在现场的安装调整。
在上述实施例的基础上，如图3所示，至少三个第一传感器410沿竖直方向间隔设置，且所有第一传感器410进行识别时，不会同时都识别到通孔单元313或第一实体单元314。进而该控制器50接收到的第一传感器410的信号不会相同，便于分析计算获得该轿厢的绝对位置信息，使第一传感器410能够更加准确的识别通孔单元313及第一实体单元314的位置，方便自检。
在上述实施例的基础上，图案单元包括设置于上极限编码区域的全通孔单元323及设置于下极限编码区域的全实体单元324；或图案单元包括设置于上极限编码区域的全实体单元324及设置于下极限编码区域的全通孔单元323。进而可根据现场调试的实际需要进行遮蔽形成全实体单元324，方便现场施工。进一步的，第一传感器410及第二传感器420均为光电传感器；当第一传感器410检测到通孔单元313时，发送第一识别信号；当第一传感器410检测到第一实体单元314及第二实体单元315时，发送第二识别信号；当第二传感器420检测到图案单元，发送第三识别信号；当第二传感器420检测到第三实体单元325，发送第四识别信号；进而根据获得的不同检测信号来识别轿厢所处位置，及时进行相关极限位置或终端位置的控制操作，保障电梯轿厢的安全运行。具体的，当控制器50在预设的时间范围内均连续接受收到第二传感器420发送第三识别信号、及交替接受到第一传感器410发送的第一识别信号及第二识别信号，则判断该轿厢处于上极限位置或下极限位置；当控制器50在预设的时间范围内均连续接受收到第二传感器420发送第四识别信号、且连续接受到第一传感器410发送的第二识别信号，则判断该轿厢处于上终端位置或下终端位置。进而利用第一传感器410发送的第一识别信号结合第二传感器420发送的第三识别信号来判断该轿厢的极限位置，利用第一传感器410发送的第二识别信号结合第二传感器420发送的第四识别信号来判断该轿厢的终端位置，与现有检测技术相比，大大简化了检测部件，降低电梯成本，同时也便于后期安装维护。同时可以利用全通孔单元323及全实体单元324来区分上极限位置或下极限位置，检测编程操作简单，易于识别控制。
具体的，如图3所示，第一传感器410为三个，分别为a1、a2、a3，第二传感器420为b1；检测装置40的光束42相位差为：a1与a2之间差90°，a2与a3之间差135°，a1与b1之间差135°，其中，其中，第一类标识310的通孔单元313的通孔高度hmm＝180°，h＞0。如此设置可确保a1、a2、a3不会同时识别到正常编码区域的通孔单元或实体单元，并且有足够的余量防止误检测。需要说明的是，上述将距离定义为一个参考角度值，利用角度来计算传感器之间的距离，便于换算；如，h＝4mm＝180°，则90°＝2mm，135°＝3mm。
在上述任一实施例的基础上，第一类标识310还包括设置于正常编码区域31的多个第一识别单元311及多个第二识别单元312，所有第一识别单元311和所有第二识别单元312沿栅尺30的长度方向依次交替排列形成二进制编码信息，第二类标识320包括设置于正常表面区域的多个第三识别单元321及多个第四识别单元322，所有第三识别单元321和所有第四识别单元322沿栅尺30的长度方向依次交替排列、形成基于二进制编码信息结合曼彻斯特码编码规则的混合编码信息，混合编码信息在栅尺30内不重复出现。进而利用第一识别单元311及第二识别单元312形成重复的、等比例的二进制编码，因此属于对称编码；利用第三识别单元321及第四识别单元322的混合编码，且曼彻斯特码采用“0”“1”的翻转规则分别表示二进制的“0”或“1”，所以曼彻斯特码本身也是一种对称编码；即，栅尺30整体由两列对称编码组成，所以栅尺30整体具有较好的机械对称性能；另外，经过采用曼彻斯特码编码规则处理过的混合编码可以实现同一栅尺30内不重复出现。因此，栅尺30同时实现了不重复绝对位置编码的记录以及栅尺30整体机械特性的对称性，提高了轿厢绝对位置检测的检测精度高。进一步的，每一个第一识别单元311均对应一个第三识别单元321及一个第四识别单元322，每一个第二识别单元312均对应一个第三识别单元321及一个第四识别单元322；从第三识别单元321翻转为第四识别单元322对应二进制数据中的“a”，从第四识别单元322翻转为第三识别单元321对应二进制数据中的“b”，并由预定义位数的二进制的“a”或“b”信息组成不重复的二进制数据编码。如可以设定从开孔“0”翻转为非开孔“1”的状态对应二进制数据“1”，从非开孔“1”翻转为开孔“0”的状态对应二进制数据“0”，此二进制数据就是一种预定曼彻斯特码和二进制码的混合编码信息，该混合编码信息使原来不对称的二进制数据实现了对称，进而可在栅尺30上设置两列对称的编码信息，通过两个编码信息来形成轿厢绝对位置信息。
进一步的，设定在t时间内，第一传感器410检测到的第一类标识310个数为n，则轿厢的相对位移s＝c×n，轿厢的速度v＝s/t，轿厢的绝对位置l＝|m×(c×b)-m×(c×b)|，其中c为第一识别单元311和第二识别单元312沿竖向的总长度，b为二进制编码信息对应的二进制编码位数加1，m为第一传感器410当前读出的二进制编码信息对应的十进制编码，m为第一传感器410读出轿厢位于井道最低位置时读出的二进制编码信息对应的十进制编码。
本实施例还提供一种检测系统的安装方法，基于上述的检测系统，包括如下步骤：
(1)、根据预设生产要求，制造包含上安装部、上终端编码区域、上极限编码区域、正常编码区域的栅尺尺板，所述栅尺尺板设有沿其长度方向并列布置的一列第一类标识及一列第二类标识；
(2)、将栅尺尺板的上端固定于井道上部，通过调节上安装部的安装位置，使上终端编码区域位于井道预定区域，此时，上极限编码区域以及正常编码区域也被定位，再将栅尺尺板的下端固定于井道下端；
(3)、根据实际井道真实位置、并通过遮蔽通孔或开设通孔的形式形成下极限编码区域以及下终端编码区域，完成栅尺尺板的安装及调整，获得栅尺；
(4)、将检测装置固定于轿厢上、并沿竖向布置的至少三个第一传感器以及至少一个第二传感器，所述第一传感器用于识别所述第一类标识，所述第二传感器用于识别所述第二类标识；
(5)、将控制器与所述检测装置通信连接，使所述控制器能够根据所述第一传感器及所述第二传感器反馈的检测信息、计算得出所述轿厢的绝对位置信息。
上述安装方法使用时，可以先制造包含上安装部、上终端编码区域、上极限编码区域、正常编码区域的栅尺尺板，所述栅尺尺板设有沿其长度方向并列布置的一列第一类标识及一列第二类标识；而栅尺的下极限位区域以及下端的终端位区域可不按上述的特殊形状标记的形式来制造，继续以正常位置编码段的编码方式或为全实体进行制造，直至出厂至工程现场栅尺安装完成后，再在现场根据实际井道及轿厢的相应位置，由安装人员使用不透光的材料来遮挡栅尺的的通孔形成下极限位区域及下端的终端位区域，或通过在实体单元内进行挖孔形成下极限位区域及下端的终端位区域；进而可不需要根据客户井道的尺寸来严格地控制栅尺的实际制造长度尺寸，有利于栅尺在制造厂的生产和在现场的安装调整。
本具体实施例中，该栅尺尺板的下端即下终端编码区域、下极限编码区域均采用正常编码区域的开通孔规律进行制造，再完成栅尺尺板的上端固定后，再根据实际井道的真实位置，采用不透光材料对多余的通孔进行遮蔽获得下极限编码区域以及下终端编码区域。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。