专利名称：电梯位置确定的制作方法
技术领域：
本发明一般地说涉及电梯系统，更具体地说涉及电梯电梯车厢位置确定。
为了正确操作一个电梯系统，该电梯系统必需在任何时候知道该现有电梯车厢位置。因此，通常使用电梯定位器件来监控电梯车厢位置。然而，在发生一种电力耗损或硬件系统复位之后，一个电梯控制系统可能不保留该现有电梯车厢位置。举例而言，如果使用一个轴端编码盘作为位置信息，在电力耗损后，该轴端编码盘可能提供相对位置的运动，但是，如果轴转动的总转数已经消失时，便无法提供绝对位置信息。如果安装以楼面测平传感器时，该测平传感器能够确定该电梯车厢是否与楼面齐平；但该楼面测平传感器不可能确定其在该起升通道中与哪一层楼面齐平。
已经知道有一个在发生电力耗损后确定电梯车厢位置的方法，该方法称之为止点位置恢复运行。在一种止点位置运行中，将该电梯移动到该起升通道的一个端部，并在该端部启动一个起始开关，然后便可以知道该电梯车厢位置。然则，这个方法存在一个问题，当在操作过程当中，发生电力耗损时，一个电梯车厢在恢复其正常操作之前，仅需要恢复其位置到在最接近的楼面，诸如到消防员专用操作楼面。再者，这种方法对于耸高的建筑物来说可能并不适宜，因为在止点位置恢复运行过程当中，为了避免超越一个限制开关和避免撞击缓冲器，就需要该电梯车厢以比较低的运行速度运动。
另一个已知的方法中，在发生电力下降的过程中，须保持各个必需的电路和定位器件的电力。一般说来，这个方法要求能将电力的耗损检测和将该电梯车厢的瞬时位置识别，并将之存储在非易失性存储器中。因此，当电力恢复后，一个电梯系统控制器能从该非易失性存储器存取数据，以便精确地确定该现有电梯车厢位置。这个方法需要对之提供辅助电源，该电源例如可取电池形式或为通过存储的电容性能量。这些零部件不但昂贵和笨重，而且在使用电池时还需要保养和例行定期更换。
另一个方法包括使用多个带有编码的楼面编号的磁性件，该磁性件放置在每个电梯平台门槛以便标示该楼面的编号。可通过利用精确定位该磁性件以便对该磁性件进行编码，使得在该起升通道的某个特定区域内是否出现该磁性件成为某个楼面编号的指示性标志。另一方面，该磁性件的诸如其长度等的物理特性也可以用作标示该楼面编号的标志。在该电梯车厢上安装一个能响应该磁性件的传感器。然而，这个方法需要大量的磁性件，且需精确地量度该磁性件和/或精确地在该起升通道的每个电梯平台门槛处放置该磁性件。
因此，完全需要提供一种能避免上述缺陷的用以进行电梯位置确定的系统和方法。
本发明的一个目的在于，提供一种改进的电梯位置确定系统和方法，该系统和方法对安装在起升通道内的电梯车厢提供改进的位置检测。
本发明的另一个目的在于，提供一种电梯位置确定系统和方法，该系统和方法不受电力损耗或硬件系统复位误差的支配。
本发明的又另一个目的在于，提供一种电梯位置确定系统和方法，该系统和方法不要求与该电梯发生接触。
本发明的又再另一个目的在于，提供一种电梯位置确定系统和方法，该系统和方法的安装和保养费用极为廉宜。
根据本发明，实施本发明的原理的一种用以确定安装在起升通道的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，其包括一个用以发射一种询问信号的无线电收发两用机，该收发两用机安装在该电梯车厢上；一个用以响应该询问信号而提供辨识信号的发射机答应器，该发射机答应器安装在电梯起升通道中，该电梯位置确定系统响应该辨识信号以便确定该电梯车厢位置。
本发明通过提供一种电梯位置确定系统和方法，提供对安装在起升通道内的电梯车厢改进的检测的优点，该系统和方法允许该收发两用机在电力耗损后询问该发射机答应器，并在没有损失位置信息的情况下，确定该电梯位置。由于使用廉价的发射机答应器的结果，因该发射机答应器除采用由无线电收发两用机发射的询问信号提供的电力之外并不需要采用其他的电源，因此，本发明也提供一种安装和保养费用廉宜的电梯位置确定系统和方法。
本发明的其他特征、方面和优点通过下面的说明，附上的权利要求书和附图，将会对本发明有更好的理解。
图1为采用本发明的优先实施例的电梯系统；图2为实施本发明的原理一种电梯位置确定系统的功能方块示意图；图3为实施本发明的原理一种电梯位置确定系统的方块示意图；图4为实施本发明的原理一种电梯位置确定系统的功能方块示意图；实施本发明的原理一种电梯位置确定系统的功能方块示意图。参照图1，所示为一种采用本发明的一种电梯位置确定设备的优先实施例的电梯系统10。该电梯系统10安装在具有多层楼面的建筑物内。该建筑物包括一个具有多层电梯平台14的起升通道12，该多层电梯平台与该多层楼面向对应。在该起升通道12中安装以一个电梯车厢16，使得该电梯车厢16可沿一个垂直地安装在该起升通道12内的电梯导轨18运行。在一个机房22内安装一个电梯控制器20，该控制器20对该电梯系统10进行监测并通过系统控制。该电梯控制器20对一个动力设备提供一种控制信号。该动力设备响应该控制信号而提供移动安装在该起升通道12内的电梯车厢16的一种手段。在一个实施例中，该动力设备包括一个驱动马达26、一个驱动滑轮28、一个配重30和起升钢索32。该驱动马达26可驱动地与该驱动滑轮28相关联，使得该驱动马达26的转动输出能传送到该驱动滑轮28上。该驱动马达26的转动输出通过导向在围绕该驱动滑轮28的该起升钢索32传输到该电梯车厢16；该电梯车厢16绑系在该起升钢索32的一端，而该起升钢索32的另一端则绑系该配重30。一条运行电缆34用以在电梯控制器20和该电梯车厢16的电气设备之间提供电气连接。当然，应当理解到，本发明可以与其他的电梯系统结合起来使用，其中，该电梯系统包括液压马达或线性马达系统。
参照图1和2，所示为一个用以确定安装在该起升通道12的一个电梯车厢16的位置的电梯位置确定系统，该电梯位置确定系统实施本发明的原理，该电梯位置确定系统包括一个无线电收发两用机36和一个发射机答应器38。
该发射机答应器38响应一个询问信号42而提供一个辨识信号40(示于图3中)。该发射机答应器38为一种无源器件，其没有内部能源。相反，该发射机答应器38依赖由该无线电收发两用机36发射的射频询问信号42作为一种能源。更具体地说，该询问信号42由该发射机答应器38的电路接收，使得该发射机答应器38能利用询问信号42并将之用于其所发射的辨识信号40，而该辨识信号40则为用以辨识该发射机答应器38的数字编码信号。在一个优先的实施例中，每个发射机答应器38具有一个独特的辨识信号40，该辨识信号40的辨识范围约为1米。
作为集成技术的一种成果，有可能制成一种小型的发射机答应器38，该发射机答应器38包括一个发射机答应器天线，其尺寸为长31毫米而直径3.6毫米。然而也可以生产具有不同尺寸和形状的发射机答应器。在一个优先的实施例中，该发射机答应器38安装在该起升通道12中毗邻各个电梯平台14处，下文将对之作详细叙述。
如上所述，该无线电收发两用机36提供用以激励该发射机答应器38的询问信号42。如下所述，该无线电收发两用机36还响应该发射机答应器38发射的辨识信号40，以便该无线电收发两用机36将该辨识信号40直接传输到该电梯控制器20或传输到一个解码组件44。在一个优先的实施例中，将该无线电收发两用机36安装在该电梯车厢16上，使得该无线电收发两用机36与该起升通道12中的该电梯车厢16一起运行。
该发射机答应器和该无线电收发两用机的一个优先的实例为得克萨斯仪器公司生产的以TIRIS商标出售的那种发射机答应器和无线电收发两用机。因此，该射频发射机答应器和该无线电收发两用机本身为已知的。然而，本发明的发明人相信，将这种技术适配于电梯技术将实质性地改进电梯车厢位置测量机构。
在一个优先的实施例中，该辨识信号40直接对应于一个楼面编号。该辨识信号40包括一个楼面标志值，该标志值为最接近该发射机答应器38的楼面或电梯平台14的指示标志。这容许该无线电收发两用机36直接发射该辨识信号40到该电梯控制器20，使得该电梯系统10获得电梯位置信息。举例而言，安装在该起升通道12毗邻第一层楼面的该发射机答应器38的辨识信号40包括一个楼面标志值等于1的信号。因此，该电梯位置确定系统响应该辨识信号40便能确定该电梯车厢位置。该发射机答应器38最好为可编程的，使得在安装时该楼面标志值是可调整的。
另一方面，参照图3，该电梯位置确定系统包括一个解码组件44，该解码组件由一个微处理器46、一个存储器48和嵌入该存储器的程序编制组成。该无线电收发两用机36将该辨识信号40发射到该解码组件44，该解码组件44通过将该辨识信号40的值和存储器内的相应于建筑物内某个特定楼面的对照表中的值进行比较而对该辨识信号进行解码。当发现配对时，该微处理器46便能确定一层最邻近楼面或电梯平台14。因此，该解码组件44变换表示在建筑物内的具体楼面的存储器中存储的值，并将该辨识信号40与该值进行比较，从而能响应该辨识信号40而将该电梯车厢位置确定。在一个优先的实施例中，该发射机答应器38发射一个辨识信号40，该辨识信号40包含一个64比特代码，使得对该建筑物内每个楼面可提供以一个特定代码。举例而言，一个安装在起升通道12中毗邻第一层楼面的发射机答应器38的辨识信号40，其包括带有一个值的辨识信号40，该值等于存储在该存储器48中相应于该对照表中第一层楼面的一个值。换一句话说，该解码组件44交叉引用该辨识信号40以便对应于在其存储器48中的楼面编号，使得该电梯位置确定系统响应该辨识信号40而能确定该电梯车厢位置。
该解码组件44可属于在该电梯控制器20中的软件或可作为一个独立元件来实施。如果该解码组件44属于该控制器20时，该无线电收发两用机36直接向该控制器20发射该辨识信号40。如果该解码组件44为一个独立元件时，该无线电收发两用机36向该解码组件44发射该辨识信号40。其中，该解码组件44交叉引用带有存储在该存储器48各个值的该辨识信号40，并向该控制器20发射一个解码信号50。在一个实施例中，该解码信号50直接地对应于与该辨识信号40相应的楼面编号。举例而言，一个其值为1的解码信号50表示在该建筑物内的第一层楼面。
在每层楼面放置该发射机答应器38的另一个方法包括每个电梯车厢16安装多个发射机答应器38，以便提供多个带有依赖于该发射机答应器38的信号强度的分辨率的位置参照点。举例而言，对带有一个1米的辨识信号范围的发射机答应器38而言，可在每隔2米的距离间安装一个发射机答应器38。因此，在该电梯车厢16通过该起升通道12运行时，可在一个2米分辨率内确定其位置。在这个实施例中，与上文所述只能确定最邻近的楼面相反，该发射机答应器38提供一个辨识信号40，该辨识信号40直接对应于该发射机答应器38在该起升通道12内的绝对位置。
该辨识信号40包括一个位置标志值，该位置标志值为该发射机答应器38在该起升通道12内的绝对位置的指示标志。这容许该无线电收发两用机36直接向该控制器20发射该辨识信号40，从而对该电梯系统10提供电梯位置信息。举例而言，安装在该起升通道12内10米高处的该发射机答应器38的辨识信号40包括一个位置标志值等于10.0。因此，该电梯位置确定系统响应该辨识信号40而能确定该电梯车厢位置。该发射机答应器38最好为可编程，使得在安装时该楼面标志值是可调整的。
另一方面，如上文所述和图3所示，该电梯位置确定系统包括该解码组件44。在此实施例中，该无线电收发两用机36向该解码组件44发射该辨识信号40，该解码组件44将该辨识信号40的值和存储在该存储器48内的一个对照表中对应于该起升通道12的特定位置的值进行比较。当发现配对时，该微处理器46便能确定该发射机答应器38在该起升通道12中的位置。因此，该解码组件44将存储在存储器48内对应于在该起升通道12内的位置的值进行变换，并将该辨识信号40与该值进行比较，使得该电梯位置确定系统响应该辨识信号40而确定该电梯车厢位置。
现参照图4，另一个方法中包括多个提供多频辨识信号的发射机答应器。举例而言，两个无线电收发两用机52、54毗邻地安装在该电梯车厢16上，使得每个无线电收发两用机52、54能响应不同频率的辨识信号。第一个无线电收发两用机52能响应以第一频率发射的第一辨识信号56，而第二无线电收发两用机54能响应以第二频率发射的第二辨识信号58。发射该第一辨识信号56的第一发射机答应器60安装在该起升通道12毗邻发射第二辨识信号58的第二发射机答应器62、63。在这种机构中，位置分辨率是依赖于该发射机答应器60、62和63的辨识信号强度而定。举例而言，对带有1米辨识信号范围的发射机答应器60、62来说，该发射机答应器60、62可以安装成彼此相隔1米的距离。这种机构规定，一个发射机答应器60发射该第一辨识信号56而一个发射机答应器62发射该第二辨识信号58的最大值，在任何瞬时时间可由该无线电收发两用机52、54检测。举例而言，如示于图4中，该无线电收发两用机52能响应发射第一辨识信号56的发射机答应器60，而该无线电收发两用机54则能响应发射第二辨识信号58的发射机答应器62。每个辨识信号56、58具有对应于其相关的发射机答应器60、62的位置的一个位置标志值。该第一无线电收发两用机52不能响应该发射机答应器63，因为该发射机答应器63以第二频率发射该辨识信号。该第二无线电收发两用机54不能响应该发射机答应器63，因为该第二无线电收发两用机54与该发射机答应器63之间的距离大于该辨识信号范围。因此这实施例提供更高的位置分辨率，该更高的位置分辨率则通过容许将提供不同频率的发射机答应器以叠置的方式安装在该起升通道12内而实现。为了额外提高分辨率，可使用带有不同频率的附加辨识信号。在此机构中，可由一个或所有无线电收发两用机提供该询问信号。举例而言，在一个实施例中，只有该第一无线电收发两用机52发射该询问信号，而该第二无线电收发两用机54由一个能响应该第二辨识信号58的无线电接收机代替。该无线电接收机除不发射该询问信号外是完全等效于该第二无线电收发两用机54。因此，该无线电接收机不包含与发射该询问信号相关的电路。
参照图5，另一个方法包括一个安装在该无线电收发两用机36上的定向天线64。该定向天线64或者也可以安装在该发射机答应器38上。在一个优先的实施例中，该定向天线64为一种椭圆形天线；或另一可供选择，采用一种抛物面天线作为该定向天线64。该定向天线64设计成并在尺寸上制成使得该定向天线的方向性容许只向该最邻近的发射机答应器66发射该询问信号42。这种机构和尺寸大小，在结合本发明目前的说明书的叙述来考虑时，对于本领域的普通技术人员来说，应当说是显而易见的，因而不拟对之再详细地讨论。因此，如在图5中所示的安装在该起升通道12中的电梯车厢16的位置，只有一个发射机答应器66响应该无线电收发两用机的询问信号42而发射其辨识信号40。其余的发射机答应器38不在该询问信号42的范围之内，因而不向该无线电收发两用机36发射辨识信号40。这个方法容许该发射机答应器以彼此之间在最接近的方式安装在该起升通道12内；这种安装方式又反过来提供更高的位置分辨率。该发射机答应器的分隔距离则在一个给定功率下由该定向天线的定向性确定。
定向天线64的使用还提供更高的位置精确度，这是由于该定向天线的定向性的缘故，结果使该无线电收发两用机检测该发射机答应器38的检测范围减小。因此，如上所述，每个楼面上可放置一个发射机答应器38，并用作一个标志以指示该电梯车厢16是否与一个特定的电梯平台齐平。
在不脱离本发明的精神和范畴的情况下，本领域的普通技术人员可对上述说明的本发明作出各种变化。
权利要求
1.一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，所述电梯位置确定系统包括一个安装在所述电梯车厢上的无线电收发两用机，所述无线电收发两用机发射一个询问信号；一个安装在所述起升通道内的发射机答应器，所述发射机答应器响应所述询问信号而提供一个辨识信号；其特征在于，所述电梯位置确定系统响应所述辨识信号而确定所述电梯车厢位置。
2.如权利要求1所述一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，其特征在于，所述辨识信号包括一个位置标志值，该位置标志值为在所述起升通道内的所述发射机答应器的一个位置的指示标志。
3.如权利要求1所述一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，其特征在于，所述发射机答应器安装在所述电梯起升通道邻近一个电梯平台处。
4.如权利要求3所述一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，其特征在于，所述辨识信号包括一个楼面标志值，所述楼面标志值为在所述起升通道内的所述楼面的指示标志。
5.如权利要求1所述一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，其特征在于，所述电梯位置确定系统还包括一个安装在所述无线电收发两用机上的定向天线。
6.如权利要求1所述一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，其特征在于，所述电梯位置确定系统还包括一个安装在所述发射机答应器上的定向天线。
7.一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，所述电梯位置确定系统包括一个安装在所述电梯车厢上的无线电收发两用机，所述无线电收发两用机发射一个询问信号；一个安装在所述起升通道内的发射机答应器，所述发射机答应器响应所述询问信号而提供一个辨识信号；一个用以接收所述辨识信号并对所述辨识信号进行解码的解码组件；其特征在于，所述电梯位置确定系统响应所述辨识信号而确定所述电梯车厢位置。
8.如权利要求7所述一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，其特征在于，所述解码组件通过将所述辨识信号的一个值与存储在一个存储器的对照表中相应于一个建筑物内的特定楼面的值进行比较而将所述辨识信号进行解码。
9.如权利要求7所述一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，其特征在于，所述辨识信号包括一个位置标志值，该位置标志值为在所述起升通道内的所述发射机答应器的一个位置的指示标志。
10.如权利要求7所述一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，其特征在于，所述发射机答应器安装在所述电梯起升通道邻近一个电梯平台处。
11.如权利要求7所述一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，其特征在于，所述辨识信号包括一个楼面标志值，所述楼面标志值为在所述起升通道内的所述楼面的指示标志。
12.如权利要求7所述一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，其特征在于，所述电梯位置确定系统还包括一个安装在所述无线电收发两用机上的定向天线。
13.如权利要求7所述一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，其特征在于，所述电梯位置确定系统还包括一个安装在所述发射机答应器上的定向天线。
14.一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，所述电梯位置确定系统包括一个安装在所述电梯车厢上的第一无线电收发两用机，所述第一无线电收发两用机响应一个第一辨识信号；一个安装在所述电梯车厢上的第二无线电收发两用机，所述第二无线电收发两用机响应一个第二辨识信号；一个安装在所述起升通道内的第一发射机答应器，所述第一发射机答应器响应由至少所述两无线电收发两用机之一提供的一个询问信号而提供所述第一辨识信号；一个安装在所述起升通道内的第二发射机答应器，所述第二发射机答应器响应由至少所述两无线电收发两用机之一提供的所述询问信号而提供所述第二辨识信号；其特征在于，所述第一辨识信号和所述第二辨识信号分别以第一频率和第二频率发射，且所述电梯位置确定系统响应所述第一辨识信号和所述第二辨识信号而确定所述电梯车厢位置。
15.如权利要求14所述一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，其特征在于，所述第一辨识信号和第二辨识信号包括一个位置标志值，该位置标志值为在所述起升通道内的所述发射机答应器的一个位置的指示标志。
16.一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，所述电梯位置确定系统包括一个安装在所述电梯车厢上的第一无线电收发两用机，所述第一无线电收发两用机响应一个第一辨识信号；一个安装在所述电梯车厢上的无线电接收机，所述无线电接收机响应一个第二辨识信号；一个安装在所述起升通道内的第一发射机答应器，所述第一发射机答应器响应由至少所述无线电收发两用机提供的一个询问信号而提供所述第一辨识信号；一个安装在所述起升通道内的第二发射机答应器，所述第二发射机答应器响应由至少所述无线电收发两用机提供的所述询问信号而提供所述第二辨识信号；其特征在于，所述第一辨识信号和所述第二辨识信号分别以第一频率和第二频率发射，且所述电梯位置确定系统响应所述第一辨识信号和所述第二辨识信号而确定所述电梯车厢位置。
17.如权利要求16所述一种用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，其特征在于，所述第一辨识信号和第二辨识信号包括一个位置标志值，该位置标志值为在所述起升通道内的所述发射机答应器的一个位置的指示标志。
18.一种安装在一个具有多层楼面的建筑物内的电梯系统，所述建筑物具有一个带有多层电梯平台的起升通道，所述电梯平台对应于所述楼面，所述电梯系统包括一个安装在所述起升通道以供在其内运动的电梯车厢；一个用以对所述电梯系统提供系统控制并用以提供一个控制信号的电梯控制器；一个用以向在所述起升通道内的所述电梯车厢提供运动动力的动力设备，所述动力设备响应所述控制信号而运行；一个安装在所述电梯车厢上的无线电收发两用机，所述无线电收发两用机发射一个询问信号；一个安装在所述起升通道内的发射机答应器，所述发射机答应器响应所述询问信号而提供一个辨识信号；其特征在于，所述电梯位置确定系统响应所述辨识信号而确定所述电梯车厢位置。
19.一种确定安装在一个起升通道内的电梯车厢的位置的方法，该方法包括下述步骤通过一个安装在所述电梯车厢上的无线电收发两用机发射一个询问信号；通过一个安装在所述起升通道内的发射机答应器接收所述询问信号；通过所述发射机答应器响应所述询问信号而发射一个辨识信号；通过所述无线电收发两用机接收所述辨识信号；响应所述辨识信号而确定所述电梯车厢的位置。
20.如权利要求19所述一种确定安装在一个起升通道内的电梯车厢的位置的方法，其特征在于一，还包括在所述确定步骤之前，先对所述辨识信号进行解码的步骤。
全文摘要
用以确定安装在一个电梯起升通道内的一个电梯车厢的位置的电梯位置确定系统，所述电梯位置确定系统包括一个安装在所述电梯车厢上的无线电收发两用机，所述无线电收发两用机发射一个询问信号；一个安装在所述起升通道内的发射机答应器，所述发射机答应器响应所述询问信号而提供一个辨识信号；其中，所述电梯位置确定系统响应所述辨识信号而确定所述电梯车厢位置。
文档编号B66B1/50GK1146969SQ9610997
公开日1997年4月9日 申请日期1996年7月30日 优先权日1995年7月31日
发明者小·P·J·库曼, A·M·芬因 申请人:奥蒂斯电梯公司