專利名稱：包含無線電通訊的電梯轎廂定位系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及電梯系統(tǒng)，更具體地，本發(fā)明涉及一種用來確定一個或多個電梯系統(tǒng)部件的位置的定位系統(tǒng)。
背景技術：
電梯系統(tǒng)例如通常包括一個在建筑內(nèi)的各個?？课恢没虿煌瑢又g在電梯井內(nèi)移動的電梯轎廂。取決于特定情況的需要，一個控制器使機械運行，將電梯轎廂移動到電梯井中想要到達的位置。將電梯轎廂精確地移動到停靠位置要求確定位置信息。而且，還需要能夠在任何時候，在不必移動電梯轎廂以進行確定的情況下，確定電梯轎廂在電梯井中的位置。
目前已經(jīng)提出或實施了許多確定電梯轎廂位置的布置。大多數(shù)這樣的系統(tǒng)都具有缺點，即它們是昂貴的。另外，許多這種系統(tǒng)沒有在系統(tǒng)的整個使用壽命中提供希望的精確性水平。任何要求定期維護或維修的系統(tǒng)都引起了進一步附加的不想出現(xiàn)的成本。與已知系統(tǒng)相關的另一個困難在于它們要求一種專門的電梯井或者相對廣泛的電梯井中的裝備。
一個示例的系統(tǒng)采用了連接在電梯馬達、調速器或一個或多個滑輪上的編碼器，這種布置由于相關部件的滑動或機械磨損并不總是能夠提供想要達到的精確性。此外，基于編碼器的系統(tǒng)要求相對復雜的調整算法以補償編碼器讀數(shù)和電梯轎廂應該停靠到位的調整區(qū)的實際位置之間的差別。某些這類系統(tǒng)的另一個缺點是，在電源斷電的情況下，不可能立刻確定電梯轎廂在電梯井中的位置。
其它的系統(tǒng)在電梯井中使用葉片或其它的標志器。這種裝置引入了另外的部件、成本、材料和勞力，而不見得提供了想要的精確性水平。
雖然本領域的技術人員總是想方設法地進行改進，但還是會有其它的問題要克服。例如，以前采用無線信號傳送來檢測位置的嘗試遭受了精確性、更新率不足、和不想出現(xiàn)的高成本問題的困擾。存在一種對可靠、經(jīng)濟、精確和有效系統(tǒng)的需求，用來確定電梯轎廂在電梯井中的位置。本發(fā)明以獨特的方式滿足了這個需求，并且避免了現(xiàn)有技術中的缺點和不足。

發(fā)明內(nèi)容
總體來講，本發(fā)明是一種無線通訊布置，用來確定電梯轎廂在電梯井中的位置。第一通訊裝置部分支承在電梯轎廂上，第二通訊裝置部分支承在電梯井中的選定位置。在大多數(shù)情況下，許多第二通訊部分沿電梯井有計劃地布置在關鍵位置上。指示通訊部分之間的距離的無線通訊提供有關電梯轎廂在電梯井中位置的信息。
在根據(jù)本發(fā)明設計的一個示例系統(tǒng)中，第一通訊部分包括支承在電梯轎廂上的第一收發(fā)機，該第一收發(fā)機產(chǎn)生觸發(fā)信號，第二通訊部分包括支承在相對于電梯井的選定的已知位置上的第二收發(fā)機。該第二收發(fā)機響應所述觸發(fā)信號產(chǎn)生定位信號，第一收發(fā)機接收該定位信號。一個控制器根據(jù)接收到的定位信號的特性確定電梯轎廂在電梯井中的位置。
在一個實施例中，觸發(fā)信號是射頻信號，而定位信號是超聲波信號。在一個實施例中，由第一收發(fā)機接收到超聲波信號所用的時間就是用來確定電梯轎廂在電梯井中的位置的特性。第一和第二收發(fā)機之間的距離以及超聲波定位信號的已知特性提供了超聲波信號接收時間選擇與電梯轎廂位置之間的關系。
在一個實施例中，第一收發(fā)機部分與位于遠處的進行位置確定的控制器進行無線通訊。在另一個實施例中，第一收發(fā)機通過硬線連接到進行編程以進行位置確定的控制器上。
在一個實施例中，沿著電梯井的每個?？课恢枚加幸粋€門框支承對應的第二收發(fā)機。有利地，第二收發(fā)機可以在被送到建筑物所在地之前安裝到門框上。通過這種方式，第二收發(fā)機相對于電梯井的位置可以更加經(jīng)濟和精確地進行控制。
從下列目前優(yōu)選的實施例的詳細說明中，本發(fā)明的各種特征與優(yōu)勢對于本領域的技術人員將顯得很清楚。伴隨詳細說明的附圖可如下進行簡短描述。


圖1示意地表示出包含依據(jù)本發(fā)明設計的定位裝置的電梯系統(tǒng)；以及圖2示意地表示出在根據(jù)本發(fā)明設計的示例系統(tǒng)中的兩個通訊部分以及這兩者之間的無線通訊。
具體實施例方式
圖1示意地顯示了一個電梯系統(tǒng)20，其中電梯轎廂22以傳統(tǒng)方式在電梯井24中移動。正如已知的情況那樣，電梯轎廂22優(yōu)選地移動到各個?？课恢?6、29和30，例如在一個建筑的不同層之間運輸乘客或貨物。
控制器32控制一個機器(未示出)，該機器使電梯轎廂22在電梯井24中進行所希望的移動。電梯轎廂22使用已知的部件(未示出)以已知方式支承在電梯井24中。
控制器32基于由第一無線通訊部分40收集的信息確定電梯轎廂22在電梯井24中的位置，該第一無線通訊部分40支撐(或安裝)為與電梯轎廂22一起移動。這里說明的實施例示意性地顯示了安裝在該電梯轎廂上的通訊部分40。也可以采用其它位置，例如在相關支架上或者支承電梯轎廂的結構件上。
多個第二通訊部分42支承在沿電梯井24的選定位置上以提供電梯轎廂的位置信息，如下文所述。在說明的實施例中，每個第二通訊部分42支承在包括已知部件的門框36上。本發(fā)明系統(tǒng)的一個優(yōu)點在于第二通訊部分42在運送到安裝電梯系統(tǒng)20的建筑物所在地之前，可以安裝到預先做好的各門框中。通過以這種方式預先安裝第二通訊部分42，可以實現(xiàn)許多系統(tǒng)的經(jīng)濟實惠。例如，本發(fā)明的布置不要求對在電梯系統(tǒng)安裝地點的電梯井或者專門安裝裝置的任何修改。第一通訊部分40可以預先安裝在電梯轎廂上，而第二通訊部分42可以預先安裝在門框上。
在說明的實施例中，第一通訊部分40與電梯轎廂22上的轎廂上的模塊44相關聯(lián)。在圖1中示意地顯示了連接件46，用來表示電源連接、通訊連接或同時表示這兩者。在一個實施例中，第一通訊部分40硬連線到模塊44上以接收電能。在一個實施例中，指示電梯轎廂位置的信號的通訊還通過一個硬連線連接完成。在另一個實施例中，第一通訊部分40與轎廂上的模塊44之間的通訊為無線通訊。
轎廂上的模塊44通過傳統(tǒng)的電線布置48進行連接，用來與控制器32進行通訊。除了電梯轎廂22上的電子設備與控制器32之間的傳統(tǒng)通訊外，本發(fā)明系統(tǒng)還為控制器32提供了電梯轎廂位置信息，該位置信息收集自通訊部分40和42之間的通訊。
圖2示意地說明了在根據(jù)本發(fā)明設計的系統(tǒng)中的一個示例通訊策略。第一通訊部分40包括一個具有發(fā)射機部分50的收發(fā)機。在一個實施例中，發(fā)射機部分50產(chǎn)生發(fā)送到第二通訊部分42的射頻通訊信號52。
在說明的實施例中，射頻信號52具有第一部分54，它由第二通訊部分42的發(fā)電機(或能量發(fā)生器)部分56來接收。該發(fā)電機部分56優(yōu)選包括接收射頻信號并將其轉化為可用能量的已知部件。在其它的實施例中，第二通訊部分42由電池、建筑物電源(硬連線的)、或者這些已知電源的組合提供能源。
射頻信號52的第二部分是一個觸發(fā)信號58，該觸發(fā)信號58由觸發(fā)器部分60來接收。發(fā)射機部分50產(chǎn)生觸發(fā)信號58，從而使處在電梯轎廂22的選定范圍內(nèi)的第二通訊部分42響應觸發(fā)信號58產(chǎn)生一個定位信號。通過這種方式，本發(fā)明系統(tǒng)的示例實施方式將來自第二通訊部分42的能量消耗和信號產(chǎn)生限制到僅在電梯轎廂22選定附近的那些，這使示例布置更加有效。
基于觸發(fā)信號58，觸發(fā)器部分60優(yōu)選使第二通訊部分42的發(fā)射機部分62產(chǎn)生一個定位信號64，該定位信號64由第一通訊部分40的接收機部分66來接收。在說明的實施例中，每個第二通訊部分42都具有一個唯一的識別器，并且定位信號64優(yōu)選包括對應于發(fā)送信號的部件的識別的信息。參考圖1，例如，第二通訊部分42A具有不同于與42B或42C相關的識別器。優(yōu)選選擇足夠大的一套識別器以確保唯一性。
在根據(jù)本發(fā)明設計的一個實施例系統(tǒng)中，發(fā)射機部分62響應每個觸發(fā)信號發(fā)送多路定位信號。在這個實施例中，對定位信號進行組合以確定位置。這種布置具有增加信-噪比、定位精確性或同時增強兩種特性的優(yōu)點。
目前優(yōu)選的實施例包括作為發(fā)射機部分62的超聲波發(fā)射機。相應的，定位信號64是一個超聲波信號，該信號在電梯井中以已知的速度傳播?；谟|發(fā)信號58和由接收機66接收到定位信號之間的時間選擇，可以確定第一通訊部分40相對于適當?shù)牡诙ㄓ嵅糠?2的位置。位置信息還提供了電梯轎廂22在電梯井中的位置，因為在電梯轎廂22上的第一通訊部分40的位置相對于電梯轎廂的結構是已知的。在一個實施例中，附加的系統(tǒng)參數(shù)，例如電梯轎廂速度和本地溫度等從定位信號64估計出來，以改進已確定的電梯轎廂位置的精確性。
超聲波是優(yōu)選的，因為據(jù)認為超聲波能提供最精確的位置確定。其它的電磁能類型的例子也可以用于根據(jù)本發(fā)明設計的系統(tǒng)中，例如射頻信號、微波信號、紅外信號、紫外光或可見光傳輸信號等。受益于本說明書的本領域的技術人員將能夠選擇對他們的特定場合進行最佳工作的信號和調制策略的類型。
隨著電梯轎廂22在電梯井中移動或者保持靜止，位置信息可根據(jù)需要由控制器32進行連續(xù)確定。
在一個實施例中，一第二通訊部分42與沿著電梯井的每次停靠相關。通過這種方式將第二通訊部分的隔開在第二通訊部分之間提供了大約3.5米的距離。這產(chǎn)生了一定的優(yōu)勢，例如限制了超聲波發(fā)射機62的能量消耗。因為在任何給定的時間只觸發(fā)幾個第二通訊部分42，所以超聲波之間的干擾量得到了減少。另一個優(yōu)點在于與超聲波傳輸相關的延時被減少，而在一個實施例系統(tǒng)中其小于10毫秒。而且，因為延時(與通訊部分40和42之間的距離相關)變得較小，所以隨著電梯轎廂22接近每個調整區(qū)(即，?？繀^(qū))，可實現(xiàn)更高的位置更新率。在根據(jù)本發(fā)明設計的系統(tǒng)中，將第二通訊部分42有計劃地布置在沿電梯井的關鍵位置使分辨率能在1毫米的范圍內(nèi)。例如，一個可以便宜地購得的1/340毫秒分辨率計時器使本發(fā)明系統(tǒng)能夠很精確地計算波傳播的距離，從而很精確地計算電梯轎廂的位置。
本發(fā)明的顯著優(yōu)勢包括不要求對電梯井或設備裝置進行修改。本發(fā)明的布置可用于任何不同類型的電梯系統(tǒng)。本發(fā)明的無線通訊布置在整個電梯井中進一步提供了更好的精確性、在電梯轎廂接近?？课恢脮r的更高的位置更新率，以及根據(jù)需要向控制器連續(xù)提供電梯轎廂的位置信息。
一旦安裝好門框36，并且所有其它的部件都操作，那么電梯轎廂22可以隨控制器32在了解模式的情況下在電梯井中運行，從而可以檢驗每個第二通訊部分42的位置和識別。在單一了解模式完成后，控制器32隨后能夠根據(jù)所要求的進行多次位置確定，以實現(xiàn)希望的電梯系統(tǒng)操作。
上面的說明在本質上是示例性的而不是限制性的。對于本發(fā)明公開的實施例的變更和修改對于本領域的技術人員將顯得很明白，并且其不會偏離本發(fā)明的宗旨。給予本發(fā)明的法律保護的范圍只能通過考慮下列權利要求進行確定。
權利要求
1.一種用于確定電梯轎廂(22)在電梯井(24)中的位置的系統(tǒng)，它包括第一收發(fā)機(40)，其支承為與電梯轎廂一起移動，其產(chǎn)生觸發(fā)信號(58)；第二收發(fā)機(42)，支承在相對于電梯井的選定位置上，第二收發(fā)機響應所述觸發(fā)信號產(chǎn)生定位信號(64)，第一收發(fā)機接收所述定位信號；和控制器(32)，其基于接收到的定位信號的特性確定電梯轎廂在電梯井中的位置。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述觸發(fā)信號(58)是射頻信號，而所述定位信號(64)是超聲波信號，且其中用來確定位置的所述定位信號的特性是所述定位信號在第一收發(fā)機和第二收發(fā)機之間傳播的時間。
3.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一收發(fā)機(40)包括發(fā)射機部分(50)，所述發(fā)射機部分(50)產(chǎn)生所述觸發(fā)信號(58)和激勵信號(54)，所述激勵信號(54)由所述第二收發(fā)機(42)接收，所述第二收發(fā)機利用用來產(chǎn)生電能的激勵信號(54)來產(chǎn)生所述定位信號(64)。
4.如權利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述觸發(fā)信號(50)和所述激勵信號(54)包括若干同時發(fā)射的射頻信號，并且一個緊接著另一個進行調制。
5.如權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，其包括多個第二收發(fā)機(42A、42B、42C)，并且其中每個第二收發(fā)機都具有唯一的識別器，其中所述定位信號(69)包括對應于所述識別器的信息，所述控制器(32)在確定電梯轎廂(22)的位置時使用該識別器信息。
6.如權利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，在所述電梯井(24)中的了解通過期間，所述控制器(32)了解每個第二收發(fā)機(42A、42B、42C)的識別。
7.一種電梯系統(tǒng)(20)，它包括電梯轎廂(22)，其適用于在電梯井(24)中移動；第一無線通訊部分(40)，其支承為與所述電梯轎廂一起移動；多個第二無線通訊部分(42)，其支承在相對于所述電梯井的選定位置上，所述第一無線通訊部分(40)和第二無線通訊部分(42)相互間傳輸無線信號(52，64)；和控制器(32)，其使用關于所述通訊部分之間的無線通訊的信息確定所述電梯轎廂在所述電梯井中的位置。
8.如權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，其包括多個適合于沿所述電梯井支承的門框(36)，并且其中所述第二通無線訊部分(42)中的至少一個支承在每個所述門框上。
9.如權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一無線通訊部分(40)包括發(fā)出射頻觸發(fā)信號(58)的收發(fā)機(50，66)，和其中所述第二無線通訊部分(42)響應所述觸發(fā)信號產(chǎn)生定位信號(64)。
10.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位信號(64)包括超聲波信號。
11.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一通訊部分(40)產(chǎn)生射頻激勵信號(54)，該射頻激勵信號(54)被第二通訊部分(42)中的一個發(fā)電機部分(56)接收，該發(fā)電機部分(56)基于所述激勵信號產(chǎn)生電能以發(fā)射定位信號(64)。
12.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，每個所述第二無線通訊部分(42)具有唯一的識別器，并且其中所述定位信號(64)包括對應于識別器的信息。
13.一種在電梯系統(tǒng)(20)中確定電梯轎廂(22)在電梯井(24)中的位置的方法，所述電梯系統(tǒng)(20)具有第一無線通訊部分(40)，其支承為與所述電梯轎廂一起移動，以及至少一個第二無線通訊部分(42)，其位于相對于電梯井的選定位置，所述方法包括下列步驟利用所述第一無線通訊部分(40)產(chǎn)生觸發(fā)信號(58)；利用所述第二通訊部分(42)響應所述觸發(fā)信號產(chǎn)生定位信號(64)；和基于所述第一通訊部分(40)所接收的所述定位信號(64)的特性，確定所述電梯轎廂(22)在電梯井(24)中的位置。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，其包括用射頻信號作為所述觸發(fā)信號(58)以及用超聲波信號作為所述定位信號(64)。
15.如權利要求13所述的方法，其特征在于，其包括使唯一的識別器與多個第二通訊部分(42)中的每一個相關聯(lián)，并且包括帶有所述定位信號(64)的識別器信息。
16.如權利要求13所述的方法，其特征在于，其包括使用所述第一通訊部分(40)產(chǎn)生激勵信號(54)，并且在第二通訊部分(42)將所述激勵信號轉變?yōu)殡娔埽援a(chǎn)生所述定位信號(64)。
全文摘要
一種電梯系統(tǒng)(20)，其包括無線通訊部分(40、42a－42c)，該無線電通訊部分相互通訊以給出電梯井(24)中電梯轎廂(22)的位置信息。在一個實施例中，第一通訊部分(40)支承在電梯轎廂(22)上，它產(chǎn)生一觸發(fā)信號，該觸發(fā)信號由第二通訊部分(42a－42c)在沿著電梯井(24)的選定位置上來接收。第二通訊部分(42a－42c)產(chǎn)生超聲波信號，其由第一通訊部分(40)接收。接收到的定位信號特性，例如觸發(fā)信號與接收到定位信號之間的時間選擇，給出了關于電梯轎廂在電梯井中的位置信息。
文檔編號B66B1/50GK1684895SQ02829729
公開日2005年10月19日 申請日期2002年10月8日 優(yōu)先權日2002年10月8日
發(fā)明者J·-H·歐, A·M·芬, P·-Y·彭 申請人:奧蒂斯電梯公司