专利名称：具有轿厢和检测其位置的装置的电梯设备和对其控制的方法
技术领域：
本发明涉及一种具有轿厢和检测轿厢位置的装置的电梯设备和对这种电梯设备控制的方法。
背景技术：
已知对电梯设备的轿厢位置加以确定，以便根据该信息导出控制信号，由电梯控制装置对控制信号继续加以应用。在德国实用新型DE9210996U1中披露了一种具有磁带和用于阅读磁带的磁头的对轿厢位置进行检测的装置。磁带具有磁代码和沿轿厢的整个运行路径延伸。固定在轿厢上的磁头采用无接触的方式对代码进行读出。根据读出的代码确定出轿厢位置。
在WO3011733A1中披露了这种装置的进一步设计，该文件披露的内容构成本发明最接近的现有技术。根据该专利文件的教导，磁带的代码有多个顺序设置的代码标记。所述代码标记被磁化成南极或北极。多个连续的代码标记构成一个代码字。代码字又作为具有二进制伪随机编码的代码标记图形成列设置。因此每个代码字表示绝对的轿厢位置。
为实现对代码标记磁场的扫描，WO3011733A1中披露的装置具有一个带有多个传感器的传感装置，所述传感器可实现对多个代码标记的同时扫描。传感器将磁场的不同的极性转换成相应的二进制信息。对南极取位置“0”和对北极取位置“1”。由装置的一个分析器对该二进制信息进行分析，和处理成电梯控制装置可以理解的绝对位置数据，和由控制装置作为控制信号加以应用。为实现代码标记磁场的检测，绝对轿厢位置的分辨率等于代码标记的长度，即为4mm。
WO03011733A1另外提出有关对长度为3mm的小长度的传感器的应用的教导，所述传感器设置在两个并列的轨迹上，使两个传感器沿运行长度上相互错位一半极距(λ/2)。采用对传感器的这种设置方式实现了当其中的一列传感器对两个代码标记(极)之间的范围内的一个位置进行检测时，另一列传感器正好分别在一个代码标记上方的最佳读取范围内。在每次读取时保证始终对位置识别的相应的在读取时刻位于代码标记上方的所述最佳读取范围内的传感器的传感器列进行分析。
WO03011733A1披露的装置的缺点是其一在于，必须对传感器在代码标记的上方以+/-1mm的非常高的精确度垂直于运行方向定心被导向，以便使传感器始终在与代码标记轨迹的允许的侧偏移的范围内移动，所述允许的侧偏移范围由代码标记的磁场可读取极限决定。其中要注意一点的是，下面也被称作信号强度的磁场强度在在代码标记侧边缘的方向上将减弱。
这种装置的另外的缺点是，在代码标记上方的磁场强度在法向上迅速减弱和传感器因此必须定位在代码标记上方为3mm的很小的间隔位置处。为实现电梯设备充分高的安全性和充分的可靠性，必须付出很大的代价在代码标记图形上方对传感装置进行导向。实现此点是昂贵的。特别是在为10m/秒非常高的轿厢速度时，将伴随付出更大的代价。
发明内容
本发明的目的在于提出一种电梯设备，所述电梯设备具有轿厢和用于检测轿厢位置的装置，本发明的目的还在于提出一种控制这种电梯设备的方法，其中付出很小的代价用传感装置可实现对代码标记图形精确的扫描，特别是为实现传感装置对应于代码标记的导向付出很小的代价，而不会对轿厢位置检测的安全性和可靠性造成不利的影响。
实现本发明目的的技术方案在于电梯设备具有至少一部轿厢和至少一个检测轿厢位置的装置。所述装置具有一个代码标记图形和传感装置。所述代码标记图形沿轿厢运行路径长度设置和由多个设置在唯一一条轨迹上的代码标记构成。传感装置设置在轿厢上和传感装置利用传感器对代码标记无接触地进行扫描。传感装置包含至少两个传感器组，每个传感器组分别具有多个传感器，传感器组对代码标记相互独立地进行冗余扫描。所述“冗余扫描”系指在正常工作状态下和在轿厢的每个容许的位置至少一个传感器组的传感器将与轿厢的实际位置相应的完整的信息输送给分析器。
一种用于控制电梯设备的方法，所述电梯设备具有至少一部轿厢和至少一个检测轿厢位置的装置，其中代码标记图形沿轿厢运行路径设置，代码标记图形由多个设置在唯一一条轨迹上的代码标记构成，由设置在轿厢上的传感装置对代码标记图形进行扫描，由分析器根据传感装置的信号求出轿厢位置，代码标记图形被至少两个组合成传感装置的垂直于代码标记轨迹相互间隔的传感器组扫描，其中每个传感器组利用多个传感器对代码标记图形进行扫描，所述传感器设置在至少一个平行于代码标记的轨迹伸展的传感器轨迹上，在垂直于代码标记的轨迹测出的传感装置的位置与其对应于代码标记的轨迹定心的位置的偏差没有超过最大值的情况下，至少两个传感器组中的一个传感器组的传感器提供有关轿厢的实际位置的完整的信息。
本发明的优点在于大大提高了安全性和可靠性，传感装置在正常的工作状态下和在轿厢的每个可靠的位置的情况下将有关轿厢的实际位置的正确的信息输出给分析器和随之提供给电梯控制装置。
根据本发明的特别优选的实施方式，传感器组垂直于轨迹方向相互具有一个相应的间隔U。因此实现了在代码标记的信号强度特性给定的请况下可以容许传感装置和代码标记轨迹之间的尽可能大的侧偏移以及代码标记与传感器之间的尽可能大的间隔，这是因为传感器组相互独立地对代码标记的磁场进行检测的缘故，其中即使在传感装置出现垂直于运行方向对应于代码标记轨迹较大的偏移时，至少两个传感器组中的一个传感器组始终在代码标记信号强度的有利的范围内。另外，因此可以将垂直于运行方向测出的代码标记的宽度保持在较小的程度，此点针对代码标记的有限的安装空间以及其制造方法和制作成本而言是非常有益的。
最好选取的两个传感器组之间的间隔应使在垂直于代码标记的轨迹测出的传感装置的实际位置与其对应于代码标记的轨迹定心的位置的偏移不超过代码标记的宽度的25％，优选30％的情况下，至少两个传感器组中的一个传感器组的传感器可以提供有关轿厢的实际位置的完整的信息。
最好选取的两个传感器组之间的间隔应使在垂直于代码标记的轨迹测出的传感装置的位置与其对应于代码标记的最佳位置的偏移不超过代码标记的宽度的10％，优选15％的情况下，两个传感器组中的每个传感器组可以对与轿厢实际位置相应的完整的代码字扫描，即可以提供有关实际轿厢位置的完整的信息。
根据本发明的一种有益的实施方式，分别属于一个传感器组87、88的传感器85、85’设置在两个平行于代码标记83轨迹伸展的传感器轨迹87.1、87.1’、88.1、88.1’上。该实施方式的优点是，也可以采用那些其机壳尺寸不容许设置在一条唯一的轨迹上的传感器。
根据本发明一特别优选的实施方式，分别属于一个传感器组的传感器设置在唯一一条平行于代码标记的轨迹伸展的传感器轨迹上。在对代码标记采用唯一一条轨迹和对每个传感器组的传感器采用唯一一条轨迹时，实现了在具有高的信号强度的范围内对代码标记进行有效和无损耗的扫描。其中考虑到给定的代码标记的信号强度一方面将向代码标记的边缘减弱，和另一方面给定的代码标记的信号强度将随着与代码标记的表面的间隔的增大而减弱。采用这种方式实现的有效和无损耗的扫描的代码标记的高的信号强度结合对两个垂直轨迹方向相互间隔的完整的传感器组的应用，将导致实现尽可能大的置信范围，即实现对应于代码标记的传感器大的可能的位置范围，在所述范围内传感器对具有充分大的传感器信号的代码标记进行安全和可靠的扫描。因此可以对置信范围有针对性地进行设计，即对代码标记和传感器之间的间隔以及传感装置对应于代码标记轨迹的侧偏移的相互独立的容许范围最佳化。采取推荐的措施可以减少为传感装置对应于代码标记图形进行导向所付出的代价，而不会对轿厢的位置识别的安全性和可靠性造成不利的影响和随之对电梯设备的安全性和可靠性造成不利的影响。
最好对传感器信号进行处理的分析器的设计应在两个传感器组由于传感器装置的位置与其对应于代码标记的轨迹的最佳位置的偏差输出不同的信息时，其可以将不同的信息组合成一个表示轿厢1的有效实际位置的信息。
最好分析器的设计应使当有关特定时域的或在特定轿厢运行次数期间接收到的信号出现相互偏差时，其对被两个传感器组接收的信号进行比较和存储或显示。
通过采用代码标记的长度λ＞5mm的方式可以实现代码标记和传感装置的传感器之间的有利的最大允许间隔。
最好对传感器在代码标记上方进行导向，使传感器与代码标记之间的最大间隔不得超过代码标记宽度的100％。
下面将对照附图1至10B中所示的实施例对本发明做进一步说明。图中示出图1示意示出具有轿厢和检测轿厢位置的装置的电梯设备；图2示意示出根据WO03011733A1中披露的现有技术采用传感装置和代码标记图形检测轿厢位置的装置的部分结构；图3为WO03011733A1中披露的采用传感装置和代码标记图形检测轿厢位置的装置的侧视图；图4为WO03011733A1中披露的采用传感装置和代码标记图形检测轿厢位置的装置的剖视图；图5示意示本发明第一实施方式的采用传感装置和代码标记图形检测轿厢位置的装置的部分结构；图6为图5示出的本发明的第一实施方式的采用传感装置和代码标记图形检测轿厢位置的装置的侧视图；图7A为图5示出的本发明的第一实施方式的采用传感装置和代码标记图形检测轿厢位置的装置的剖视图，其中两个双轨迹的传感器组定心设置在代码标记轨迹上方；图7B为图5示出的本发明的第一实施方式的采用传感装置和代码标记图形检测轿厢位置的装置的剖视图，其中两个传感器组沿代码标记轨迹偏移设置；图8示意示本发明第二实施方式的采用传感装置和代码标记图形检测轿厢位置的装置的部分结构；图9为图8示出的本发明的第二实施方式的采用传感装置和代码标记图形检测轿厢位置的装置的侧视图；图10A为图8示出的本发明的第二实施方式的采用传感装置和代码标记图形检测轿厢位置的装置的剖视图，其中两个单轨迹的传感器组在代码标记轨迹上方定心设置；图10B为图8示出的本发明的第二实施方式的采用传感装置和代码标记图形检测轿厢位置的装置的剖视图，其中两个单轨迹的传感器组在代码标记轨迹上方偏移设置。
具体实施例方式
图1示意示出本发明的电梯设备10。轿厢1和对重2悬挂在大楼40的竖井4内的至少一根承载缆索3上。承载缆索4绕过换向轮5运行并通过主动轮6.1被驱动装置6.2驱动。换向轮5、主动轮6.1和驱动装置6.2设置在单独的机房4’内，但它们也可以直接设置在竖井4内。通过主动轮6的左旋或右旋轿厢1沿运行路径在运行方向y或逆运行方向y运行和为大楼40的楼层40.1至40.7提供服务。
检测轿厢位置的装置8具有带有代码标记的代码标记图形80、传感装置81和分析器82。代码标记图形80具有以基准点为基准的轿厢1在竖井4内的绝对位置的数字代码。代码标记图形80沿轿厢1的整个运行路径位置固定地设置在竖井4内。代码标记图形80也可以任意地敷设在在竖井4内，但也可以固定在电梯设备10的竖井壁或导轨上。传感装置81和分析器82设置在轿厢1上。传感装置81与轿厢1一起运行和对代码标记图形的代码标记无接触地扫描。为此传感装置81以距离代码标记图形很小的间隔被导向。传感装置81通过安装件被垂直于运行路径固定在轿厢1上。如图1所示，传感装置81被固定在轿厢顶部，当然也可以将传感装置81固定在轿厢1的侧面或底部。传感装置81将扫描的信息传递给分析器82。分析器82将扫描信息转换成电梯控制装置11可以理解的绝对位置数据。通过拖曳电缆9该绝对位置数据被传递给电梯控制装置11。电梯控制装置11采用该绝对位置数据用于多种用途。例如该绝对位置数据用于对采取延迟措施和加速措施等轿厢1的运行曲线进行控制。而且所述绝对位置数据还用于竖井端减速、用于竖井端限制的监视、用于楼层识别、用于轿厢1在楼层40.1至40.7中的精确的定位和当然也用于对轿厢1速度的测量。
基于对本发明的理解，专业人员当然也可以用诸如液压驱动装置等其它的驱动方式实现其它的电梯设备不具有对重的电梯，以及可以向电梯控制装置无线传递位置数据。
图2至10B示出采用代码标记图形80和传感装置81对轿厢位置进行检测的装置8的部件的结构。所述传感装置81具有多个传感器85、85’，所述传感器安装在图中用虚线示出的传感器机箱81.1内。
图2示出根据现有技术WO03011733A1的用于检测轿厢位置的装置8的实施方式。图中示意示出位置固定的设置在竖井内在轿厢1的运行方向上定向的具有代码标记83的代码图形80、具有安装在传感器机壳81.1内的对代码标记图形80进行扫描的传感器85、85’的传感装置80以及分析器82。传感装置81具有唯一一个分两个传感器列86和86’设置的传感器组，其中每个传感器列86、86’具有n个长度为LS1的传感器85或85’。在本例中每列中分别示出13个传感器。可以根据运行距离、所需的路径分辨率和必要时的其它条件对传感器的数量n进行任意选择。传感器之间的间隔等于代码标记83的长度λ1，或等于一半代码标记长度λ1/2。
代码标记图形80由可磁化带的段构成，其中所述段在朝向传感器的方向上形成南极或北极，所述南极或北极作为位值“0”或位值“1”被传感器检测。南极和北极的顺序与伪随机编码的位序列相符，因而保证了在传感装置每移动一个代码标记长度出现一个新的n位(在此为13位)序列，在整个运行路径的长度该位序列仅出现一次，所述n位序列被传感装置的n个连续的传感器检测和由分析器82赋予一个明确的轿厢1位置。
传感装置81的两个分别具有配属的传感器85、85’的传感器列86和86’相互在运行方向(y方向)错位半个极距，即错位代码标记83的一半长度λ1。因此可以实现在每个可能的轿厢位置其中的一个传感器列的传感器在代码标记中间的上方的范围内和分别明确地对南极和北极进行检测。在每个位置读取周期之前，分析器82确定出具有在代码标记83的变化的磁极之间的过零点附近的传感器的两个传感器列中的某个传感器列和然后对另一个传感器列的传感器值进行读取。
由于在代码标记相对较小的长度λ1内没有足够的位置容纳两个分别具有给定的长度LS1的传感器，所以传感器85和85’设置在两个平行的传感器列86和86’内。
图3为图2所示的代码标记图形80和定位在代码标记图形80上方的现有技术的装置8的传感装置81的视角为A2的侧视放大图。从图中可以看出设置在载体84上的磁化的代码标记83，所述代码标记83根据WO03011733A1具有为4mm的较小的长度λ1。由于相邻的北极和南极之间的间隔较小，所以磁场将相互影响，因此只能在代码标记上方的较小的高度上才能实现被传感器作为明确的信号识别出的磁场强度。在代码标记轨迹的方向上可以识别的磁场强度的极限范围作为抛物线形的曲线Δ1示出，该极限范围也被称作置信范围的极限，所述置信范围囊括所有对应于代码标记的传感器的可能的位置，在该范围传感器可以以充分强的传感器信号安全和可靠地扫描。所以在所述的现有技术中安装在传感器机壳81.1内的传感器85、85’必须以如下方式被导向，在轿厢运行期间其与代码标记83的间隔β1max不得大于3mm，此点导致必须为传感装置和代码标记80之间的导向付出很大的代价。
图4为对根据现有技术的代码标记83和设置在代码标记83上方的传感装置图2中III-III向剖视图。图中可以看到两个分别具有有效传感面850和850’的安装在传感器机壳81.1内的传感器85和85’。所示出的垂直于代码标记的传感器可以明确识别出的磁场强度的极限曲线Δ1(横向的置信范围)表明代码标记的磁场强度在代码标记的侧边缘也明显地减弱。图4中明确地示出，在传感装置81与大约10mm宽的代码标记图形80之间出现较小的侧偏移Δx(在x向上大约1mm)的情况下，其中的一个有效传感器面850、850’会偏离可以识别的磁场强度的范围，因而将造成不能对轿厢1位置进行正确的读取。同样只能采用对传感装置81对应于代码标记图形80的高级导向才能避免此类问题的出现。
图5示出本发明用于检测轿厢位置的装置的第一实施方式。图中同样示出位置固定的设置在电梯竖井内的具有长度为λ2的代码标记83的单轨迹代码标记图形80、具有多个安装在传感器机壳81.1内的对代码标记图形80扫描的传感器85、85’，以及分析器82。根据本发明，传感装置81包含两个复合传感器组87和88，所述传感器组分别具有两个传感器列87.1、87.1’或88.1、88.1’，每个传感器列包括多个传感器85或85’。传感器85’分别在运行方向上对应于传感器85错位半个代码标记83长度λ2/2设置。两个复合传感器组87、88的每一个基本具有与上述现有技术的传感器组相同的功能。两个传感器组87、88对代码标记83进行冗余扫描，即在传感器85、85’的有效传感器面850、850’位于代码标记上方的可以识别的磁场强度的极限范围内，每个传感器组相互独立地可以对有关轿厢1的实际位置的完整的信息进行采集和提供给分析器。
另外在图5中所示的实施方式中代码标记83的长度λ2与根据现有技术的代码标记的长度相比，从大约4mm延长到5-10mm。
图6为图5所示的本发明的第一实施方式的装置8的代码标记图形80和设置在代码标记图形80上方的传感装置81的侧视放大图(视角A5)。
从图中可以看出与现有技术相比加长的代码标记83，所述代码标记的长度λ2至少为5mm，优选6-10mm。尽管同样存在相邻的南极和北极之间的相互影响，但由于代码标记的长度较大，因而在其中间形成磁场，所述磁场的可以检测出的极限可以达到在代码标记上方明显较大的高度，通常高度为10mm和大于10mm。因此在电梯工作时在有效传感面850、850’与代码标记83之间的间隔可以从大约1mm到大于5mm的最大间隔β2max内变化。最好传感装置81在代码标记83上方以如下方式被导向，传感器85、85’与代码标记83之间的最大间隔不得超过代码标记83的宽度δ的75％。
图7A为图5所示的本发明的第一实施方式的代码标记图形80的代码标记83和设置在代码标记上方的传感装置81剖视图(图5VII-VII向)。在该剖视图中示出四个安装在传感器机壳81.1中的具有有效传感面850、850’的传感器85、85’。传感面与代码标记之间的间隔与现有技术的装置相比增大约50％，即从大约4mm增大到大约6mm。两个中间靠左侧的传感器85、85’属于传感器组87和两个中间靠右侧的传感器85、85’属于传感器组88，其中两个传感器组垂直于代码标记轨迹(x向)相互间隔距离U。在图7A所示的传感器机壳81.1的所在的位置的情况下，传感器的所有有效传感面850、850’在由曲线Δ2示意示出的传感器可以明确识别的磁场场强的极限范围(横向上的置信范围)内。两个传感器组87和88中的每一个传感器组可以在对应于代码标记83轨迹定心的位置上的情况下检测到有关轿厢1实际位置的完整的编码的信息和传递给分析器。出于与结合图2所述的理由相同，分别属于两个传感器组87和88的传感器85和85’在运行方向上相互错位半个代码标记长度λ2/2设置和在本实施方式中分别设置在每个传感器组87、88的两个传感器列87.1、87.1’或88.1、88.1’中。由于在这种实施方式中代码标记83的长度λ2与传感器的长度LS2的比不容许对传感器85和85’分别成一列设置，所以选择了这种设置方式。
图7B示出图7A的横向剖视图，其中传感装置81垂直于运行方向对应于代码标记图形80轨迹偏移Δx。在图中所示的偏移代码标记的宽度δ30％以上时，传感器组88的传感器85、85’的传感面在由曲线Δ2表示的传感器可以识别的磁场场强的极限范围内和因此不再起作用。但传感器组87的传感器85、85’的传感面仍一直在所述的极限范围内和可以使传感装置和本发明的整个装置即使在所示的出现极端偏移的情况下仍能实现完整的功能。
分析器82将在所示的情况下两个传感器组提供的不同的信息合成为一个表示轿厢1的有效实际位置的信息。从图中很容易了解到采用图中所示的传感器的设置方式将大大减少对将传感器单元81对应于代码标记图形80进行导向的导向系统的要求。
图8示出本发明用于检测轿厢位置的装置的第二实施方式。图中同样示出位置固定的设置在电梯竖井内的具有长度为λ3的代码标记83的单轨迹代码标记图形80、具有多个安装在传感器机壳81.1内的对代码标记图形80扫描的传感器85、85’的传感装置81，以及分析器82。根据本发明，传感装置81包含两个复合传感器组87和88。两个传感器组中的每一组包括传感器85和对应于传感器85在运行方向上分别错位半个代码标记长度λ3/2的传感器85’，其中在本实施方式中所有分别属于一个传感器组87、88的传感器85和85’设置在唯一一个传感器轨迹87.1、88.1上。由于代码标记83长度λ3和传感器长度LS3的比容许传感器85和85’的成一列设置，因而这种设置方式在此情况下是允许的。
两个复合传感器组87、88的每一个基本具有与上述现有技术的传感器组相同的功能和只要传感器85、85’的有效传感面850、850’在代码标记上方的可以识别的磁场场强的极限范围内，即可以采集到轿厢1的实际位置的完整的信息。在此所述的本发明的实施方式中，代码标记83的长度λ3与根据现有技术的代码标记的长度相比，从大约4mm延长到6-10mm。
图9为图8所示的本发明的第二实施方式的装置8的代码标记图形80和设置在代码标记图形80上方的传感装置81的视角为A8的侧视放大图。从图中可以看出与现有技术相比加长的代码标记83，所述代码标记的长度λ3至少为6mm，优选为7-10mm。尽管同样存在相邻的南极和北极之间的相互影响，但由于代码标记的长度较大，因而在其中间形成磁场，所述磁场的可以检测出的极限(曲线Λ3)可以达到在代码标记上方明显较大的高度，通常高度大于10mm。因此在电梯工作时在有效传感面850、850’与代码标记83之间的间隔可以从大约1mm到最大间隔β3max变化。其中可以有效地实现直至代码标记的宽度δ的100％的最大间隔β3max。
从图9还可以看出，在代码标记83的长度λ3和传感器85、85’的长度LS3的比例的情况下可以将分别属于一个传感器组87、88的传感器85和85’在唯一一个传感器列和以足够大的间隔组合在传感器机壳81.1内。
图10A为图8所示的本发明的第二实施方式的代码标记图形80的代码标记83和设置在代码标记上方的传感装置81的VV-VV向的剖视图。在该剖视图中示出两个安装在传感器机壳81.1中的具有有效传感面850、850’传感器85、85’。在中间靠左侧的传感器85、85’属于传感器组87和在中间靠右侧的传感器85、85’属于传感器组88，其中两个传感器组垂直于代码标记轨迹(x向)相互间隔距离U。在图10A所示的在代码标记83的轨迹上方定心的传感器机壳81.1的情况下，传感器的所有有效传感面850、850’在由曲线Δ3示意示出的传感器可以明确识别的垂直于代码标记轨迹的磁场场强的极限范围(横向上的置信范围)内。
在此所述的实施方式中，出于结合图2所述的理由相同的理由，分别属于两个传感器组87和88的传感器85和85’在运行方向y上相互偏移半个代码标记长度λ3/2设置和每个传感器组87、88分别设置在唯一一个传感器列87.1或88.1中。由于在这种实施方式中代码标记83的长度λ3与传感器的长度LS3的比容许每个传感器组87、88的传感器85和85’分别成一列设置，所以可以实现这种设置方式。在本实施方式中通过传感器的这种设置，垂直于运行方向测出的外面的传感器的有效传感面850、850’之间的间隔大大小于图5至7B中所示的装置。此点可以实现传感有效面850、850’与代码标记83之间更大的间隔。
在传感器机壳81.1对应于代码标记83的轨迹定中心的位置的情况下，两个传感器组87和88中的每一组可以检测出有关轿厢1的实际位置的完整的编码信息和传递给分析器。
图10B示出图1A的横向剖视图，其中传感装置81垂直于运行方向对应于代码标记图形80的轨迹偏移Δx。在图中所示的偏移代码标记的宽度δ30％以上的极端情况时，传感器组88的传感器85、85’的传感面850、850’在由曲线Δ3表示的传感器可以识别的磁场场强的极限范围外和因此不再起作用。但传感器组87的传感器85、85’的传感面仍一直在所述的极限范围内和可以使传感装置和因此本发明的整个装置即使在所示的出现极端偏移的情况下仍能实现完整的功能。
分析器82在所示的情况下将两个传感器组提供的不同的信息合成为一个表示轿厢1的有效实际位置的信息。
从图中很容易了解到采用图中所示的传感器的设置方式将可以对传感面与代码标记的最大允许距离与允许的传感装置对应于代码标记的轨迹的偏移之间的最佳关系和将大大减少对将传感器单元81对应于代码标记图形80进行导向的导向系统的要求。
关于代码标记图形代码标记图形80由多个设置在载体84上的代码标记83构成。最好代码标记具有高的矫顽磁场强度。载体84例如是具有1mm载体厚和10mm载体宽的钢带。代码标记83例如由塑料带分段构成，所述塑料带含有可磁化的颗粒。标记厚度例如为1mm和标记宽度为δ＝10mm。代码标记83以相同的间隔顺序设置在载体84纵向y上并构成长度相同的矩形分段。纵向y与图1所示的运行方向y相符。代码标记83被磁化为南极或北极。最好代码标记83被磁化到饱和程度。在采用铁作为代码标记的磁性材料时饱和磁化度为2.4T。代码标记具有一个给定的信号强度，例如用+/-10mT的特定的磁化制作代码标记。南极形成负的磁场和北极形成正定向的磁场。基于对本发明的理解，当然也可以采用具有较宽的或较窄的标记宽度，以及较厚的或较薄的标记厚度的不同尺寸的代码标记图形。除了采用铁作为代码标记的磁性材料外，也可以采用任意的其它的经工业验证的和费用低廉的磁性材料，例如铷、钐等稀土，或磁性合金或氧化的材料或聚合磁铁等。
关于标记尺寸在用于检测轿厢位置的装置8的实施方式中代码标记图形80的区别在于，图2所示的现有技术的实施方式的标记长度λ1＝4mm，而在图5、6、7所示的本发明的进一步设计和在图8、9、10所示的本发明的实施方式中λ2＞5mm(优选6mm或7mm)。因此在本发明的进一步设计和在本发明的实施方式中，代码标记83长于现有技术的代码标记83。
关于传感装置传感装置81用多个相互间隔相同设置的传感器85、85’在纵向y上对代码标记83的磁场进行扫描。在检测轿厢位置的装置8的三个实施方式中采用的传感器85、85’就机械尺寸和灵敏度而言是相同的。最好采用费用低廉和便于控制和读取的霍尔传感器作为传感器。传感器85、85’构成宽侧为3mm和窄侧为2mm的长度相同的矩形段。例如传感器85、85’是被支撑的传感器，其中支座对其宽侧和窄侧进行限定和固有的传感面850、850’具有明显较小的尺寸，例如为1mm2。在采用的霍尔传感器中，传感面850、850’通常设置在传感器内部的中间。传感器85、85’通过传感面850、850’对作为传感信号的代码标记83的磁场进行检测。代码标记83的信号强度越高，则传感器85、85’的传感信号越大。霍尔传感器的典型的灵敏度为150V/T。传感器85、85’针对检测出的作为模拟电压的代码标记的磁场输出二进制信息。传感器对南极输出一个位值“0”和对北极输出一个位值“1”。基于对本发明的理解，专业人员也可以采用诸如线圈等其它的磁敏传感器。专业人员也可以采用具有较宽或较窄的宽侧，以及较宽或较窄的窄侧的其它尺寸的传感器。而且专业人员也可以采用较灵敏的或不太灵敏的霍尔传感器。
关于编码代码标记图形80具有二进制伪随机编码。二进制伪随机编码是一个无间隙的前后顺序设置的序列，其中n位值为“0”或“1”。在每移动二进制伪随机编码的一位值时将产生具有位值‘0’或‘1’的新的n位序列。顺序设置的n位值序列被称作代码字。例如采用具有13位的序列的代码字。通过对十三个顺序的代码标记图形80的代码标记83的同时的扫描将明确和不会出现代码字重复地对十三位序列读出。用于读出代码字的传感装置81包括13个传感器85、85’。基于对本发明的理解，专业人员当然也可以实现具有长度或长或短的代码字和因此具有或多或少的传感器的传感装置。而且也可以实现所谓的曼彻斯特编码，其中在每个南极代码标记后面增加一个反相的北极代码标记和反之亦如此。最迟在每第二个代码标记后面出现磁场的强制过零点特别用于应用插入装置，所述插入装置可实现位置测量的较高的分辨率。针对插入装置将附加的传感器结合到传感装置中。就本发明而言，插入方法并不重要。伪随机编码与所述的曼彻斯特编码的结合将导致传感装置的传感器必须以一间隔设置，所述间隔等于两倍的代码标记长度2λ。
关于置信范围用代码标记上方的弯曲的箭头示出磁场。代码标记83的信号强度在代码标记83的中间最大和在代码标记83的边缘逐渐减弱。而且代码标记83的信号强度从在代码标记83上方的一定间隔开始减弱。在代码标记83上方的一具有充分强的的磁场的范围内代码标记83被传感装置81安全和可靠地扫描，该范围被称作置信范围。由代码标记83的信号强度、代码标记83的尺寸以及传感器85、85’的灵敏度决定置信范围。传感器85、85’的传感面850、850’必须具有例如+/-1mm的容限在置信范围内，以便可以输出有效信息。曲线Λ1对根据图2、3、4所示的现有技术的用于检测轿厢位置的装置8的纵向y上的置信范围进行限定。曲线Λ2、Λ3对根据图5-10B所示的本发明的实施方式的用于检测轿厢位置的装置8的纵向y上的置信范围进行限定。
在根据现有技术(图2、3、4)所示的实施方式中，代码标记83的长度λ1小于图5-10B所示的本发明实施方式中的λ2、λ3。所以曲线Λ1的高度低于曲线Λ2、Λ3的高度。根据图2、3、4所示的现有技术的较短的代码标记83造成有效信号强度较低和因此置信范围较低。根据图2、3、4所示的具有短的标记长度λ1＝4mm的代码标记83的信号强度的损耗很高，以致传感器85、85’必须设置在代码标记83上方仅3mm的很小的间隔的位置处。由于传感面850、850’必须具有+/-1mm的容限设置在置信范围内，因此根据图2、3、4所示的传感器85、85’的设置受到信号强度的限制。
与上述不同，在图5-10B所示的本发明的实施方式中，标记长度λ2、λ3大于5mm，优选为6-10mm，因此可以避免在较大的置信范围内出现代码标记83的信号强度的损耗。该大的置信范围可以实现传感器85不设置在被信号强度限定的间隔内，而是设置在一个在代码标记83上方的被导向付出的代价确定的间隔内。因此传感器85、85’设置在代码标记83上方的大于6mm的间隔内。但标记长度的进一步增长不会促使置信范围的进一步增大。
从图4、7A、10A可以看出，还必须注意垂直于代码标记的轨迹的置信范围，所述置信范围的高度随着与代码标记83的边缘距离的减小而降低。在所述的图4、7A、10A中该置信范围在横向上分别用曲线Λ1或Λ2、Λ3表示，所述曲线标示出传感器可以明确识别的磁场场强的极限范围。
基于对本发明的理解，专业人员当然也可以实现其它的代码标记图形和相应结构的传感装置。例如可以采用两个以上的平行设置的传感器组结合到传感装置中，以便可以进一步增大传感装置和代码标记图形之间的容许的偏移。
也可以联想到采用用于表示长度编码的其它物理原理。例如代码标记可以具有不同的介电常数，所述介电常数被一个检测电容效应的传感装置读出。而且也可以采用反射式的代码标记图形，其中分别根据各个代码标记的取值由一个对反射光线检测的传感装置检测出或多或少的光线。
权利要求
1.一种电梯设备(10)，具有至少一部轿厢(1)和至少一个检测轿厢位置的装置(8)，所述装置(8)具有一个代码标记图形(80)、传感装置(81)和对传感装置的信号进行分析的分析器(82)，所述代码标记图形(80)沿轿厢(1)运行路径设置，代码标记图形(80)由多个设置在唯一一条轨迹上代码标记(83)构成，所述传感装置(81)安装在轿厢(1)上和传感装置(81)利用传感器(85)对代码标记(83)无接触地进行扫描，其特征在于，传感装置(81)包含至少两个传感器组(87、88)，每个传感器组分别具有多个传感器(85、85’)，传感器组(87、88)对代码标记进行冗余扫描。
2.按照权利要求1所述的电梯设备(10)，其特征在于，传感器组(87、88)垂直于代码标记(83)轨迹相互间隔一个距离U。
3.按照权利要求1或2所述的电梯设备(10)，其特征在于，对传感器组(87、88)垂直于代码标记(83)轨迹相互间隔的距离U的选择应在垂直于代码标记(83)测出的传感装置(81)的实际位置与其对应于代码标记(83)定心的位置的偏差没有超过代码标记(83)的宽度(δ)的25％，优选30％的值的情况下，至少两个传感器组(87、88)中的一个传感器组的传感器(85、85’)可以提供有关轿厢(1)的实际位置的完整的信息。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的电梯设备(10)，其特征在于，对传感器组(87、88)垂直于代码标记(83)轨迹相互间隔的距离U的选择应在垂直于代码标记(83)测出的传感装置(81)的实际位置与其对应于代码标记(83)定心的位置的偏差没有超过代码标记(83)的宽度(δ)的10％，优选15％的值的情况下，两个传感器组(87、88)的传感器可以提供有关轿厢(1)的实际位置的完整的信息。
5.按照权利要求1至4中任一项所述的电梯设备(10)，其特征在于，分别属于一个传感器组(87、88)的传感器(85、85’)设置在两个平行于代码标记(83)轨迹伸展的传感器轨迹(87.1、87.1’、88.1、88.1’)上。
6.按照权利要求1至5中任一项所述的电梯设备(10)，其特征在于，分别属于一个传感器组(87、88)的传感(85、85’)设置在唯一一个平行于代码标记(83)轨迹伸展的传感器轨迹(87.1、88.1)上。
7.按照权利要求1至6中任一项所述的电梯设备(10)，其特征在于，对传感器信号处理的分析器(82)的设计应使在两个传感器组(87、88)由于传感装置(81)的实际位置对应于代码标记轨迹定心的位置出现偏差而提供不同的信息时，不同的信息被组合成一个表示轿厢(1)的有效实际位置的信息。
8.按照权利要求1至7中任一项所述的电梯设备(10)，其特征在于，对传感器(85、85’)的信号进行处理的分析器(82)的设计应使当有关特定时域的或在特定轿厢运行次数期间接收到的信号出现相互偏差时，其对被两个传感器组接收的信号进行比较和存储或显示。
9.按照权利要求1至8中任一项所述的电梯设备(10)，其特征在于，代码标记图形(80)具有多个标记长度λ＞5mm的代码标记(83)。
10.按照权利要求1至9中任一项所述的电梯设备(10)，其特征在于，对传感器在代码标记上方进行的导向，应使传感器(85、85’)与代码标记(83)之间的最大间隔不得超过代码标记宽度(δ)的100％。
11.一种用于控制电梯设备(10)的方法，所述电梯设备具有至少一部轿厢(1)和至少一个检测轿厢位置的装置(8)，代码标记图形(80)沿轿厢(1)运行路径设置，代码标记图形(80)由多个设置在唯一一条轨迹上的代码标记(83)构成，由设置在轿厢(1)上的传感装置(81)对代码标记图形(80)进行扫描，由分析器(82)根据传感装置(81)的信号求出轿厢位置，其特征在于，代码标记图形(80)被至少两个组合成传感装置(81)的垂直于代码标记轨迹相互间隔的传感器组(87、88)扫描，每个传感器组(87、88)利用多个传感器(85、85’)对代码标记图形(80)进行扫描，所述传感器(85、85’)设置在至少一个平行于代码标记(83)的轨迹伸展的传感器轨迹(87.1、87.1’、88.1、88.1’)上，在垂直于代码标记的轨迹测出的传感装置(81)的位置与其对应于代码标记(83)轨迹定心的位置的偏差没有超过最大值(Ax)的情况下，至少两个传感器组(87、88)中的一个传感器组的传感器(85、85’)提供有关轿厢(1)的实际位置的完整的信息。
全文摘要
本发明涉及一种电梯设备(10)，具有至少一部轿厢(1)和至少一个检测轿厢位置的装置(8)，以及涉及一种用于控制这种电梯设备(10)的方法。所述装置(8)具有一个代码标记图形(80)和传感装置(81)。所述代码标记图形(80)沿轿厢(1)运行路径设置，代码标记图形(80)由多个代码标记(83)构成。所述传感装置(81)设置在轿厢(1)上和利用传感器(85、85’)对代码标记(83)无接触地进行扫描。代码标记(83)设置在唯一一条轨迹上和传感装置(81)包含至少两个垂直于代码标记(83)的轨迹相互间隔的传感器组(87、88)，即使在传感装置(81)与代码标记(83)轨迹之间出现侧偏移的情况下，也能实现对代码标记(83)的读取。
文档编号B66B5/00GK1733585SQ200510091408
公开日2006年2月15日 申请日期2005年8月10日 优先权日2004年8月12日
发明者昂里科·马尔谢斯 申请人:因温特奥股份公司