CN108313845B - 一种智能电梯系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能电梯系统，包括若干电梯井道、能够在电梯井道内运行的若干轿厢、总控系统、设置于轿厢上的轿厢控制器、为轿厢移动提供动力的动力系统、若干耦合机构，轿厢控制器和动力系统分别与总控系统连接；其中，轿厢底部设有车轮系统；电梯井道内设有传动装置，所述的轿厢通过与设置在传动装置上的耦合机构活动连接，并能够在动力系统的作用下运动至目的地。使用本发明的每个乘客都用户自己的专属轿厢，具有更好的使用体验感；基于本发明的结构，各轿厢都可以直达目的地，每个轿厢都相对独立运行，极大提高了运输效率。

Description

一种智能电梯系统

技术领域

本发明属于电梯领域，特别是一种智能电梯系统。

背景技术

当今社会，电梯已经成为了一种必不可少的室内交通系统，由于结构的限制，其主要使用了电梯群控系统(Elevator Group Control System)该系统是一个多目标复杂系统，具有随机性、多目标、不确定以及信息不完整的特点，这也严重影响了电梯的效率，因为各乘客所要达到的楼层不同且共乘一个轿厢4，一个从底层运行到顶层的乘客不得不在电梯中待很长时间。尽管各大生产商目前对电梯的群控方法有所改进，但是依然无法满足人们对于效率的要求，主要原因还是电梯结构限制了对于效率的追求。再者，垂直运行电梯和水平运行电梯是无法完成无缝对接的。这主要是电梯技术和结构的问题特别是结构问题，下面以直梯为例，直梯普遍采用曳引式结构，轿厢和対重通过曳引绳连接，曳引机只需要克服轿厢和対重的重力差做功即可，总之，轿厢是无法离开垂直井道的。自动人行道就是水平传输带，它也无法垂直运行。对于大型连体建筑物，如连通的写字楼A/B/C/D座，虽然内部连通，但是建筑物内的电梯只能送乘客至本楼内，不能跨楼层运输。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种智能电梯系统。

一种智能电梯系统，包括若干电梯井道、能够在电梯井道内运行的若干轿厢、总控系统、设置于轿厢上的轿厢控制器、为轿厢移动提供动力的动力系统、若干耦合机构，轿厢控制器和动力系统分别与总控系统连接；其中，轿厢底部设有车轮系统；电梯井道内设有传动装置，所述的轿厢通过与设置在传动装置上的耦合机构活动连接，并能够在动力系统的作用下运动至目的地。

进一步的，电梯井道包括纵向井道和横向井道，相连的纵向井道和横向井道至少有一个对接口，纵向井道和横向井道内均设有传动装置；

纵向井道包括上升井道和下降井道，横向井道包括前往井道和回复井道，其中，纵向井道内呈环状设置的传动装置两侧分别位于上升井道和下降井道中；横向井道内呈环状设置的传动装置两侧分别位于前往井道和回复井道中。

进一步的，当传动装置为缆绳时，动力系统为设置在耦合机构上的电梯垂直升降机；或者，动力系统为设置在电梯井道内的缆绳电动机系统，使得缆绳在缆绳电动机的驱动下运动。

进一步的，当传动装置为轨道时，动力系统为设置在耦合机构上的线性电机系统，并且轨道呈环状。

进一步的，车轮系统与轿厢控制器相连，使得轿厢控制器能够控制车轮系统的运动。

进一步的，电梯井道在可停的楼层设有楼层门，耦合机构设有能够识别楼层门的门区传感器，使得轿厢能够准确停在楼层门，门区传感器与总控系统相连。

进一步的，智能电梯系统还包括：横向运动机构，轿厢通过横向运动机构与耦合机构活动连接；

当横向运动机构为伸缩拉杆时，横向运动机构设置在轿厢上。

进一步的，轿厢控制器还连有人机接口，既目的地输入装置，人机接口并非传统意义上的一种接口，而是本领域中对人机交互装置的一种统称；轿厢控制器还连有移动终端。

进一步的，轿厢上设有卫星定位系统。

本发明具有以下有益效果：

1.本系统使用时轿厢通过耦合结构与传动装置活动连接，在总控系统的分配和控制下，各轿厢都可以直达目的地，每个轿厢都相对独立运行，极大提高了运输效率。

2.总控系统会根据每个乘客的需求进行使用的分配，这样每个乘客都用户自己的专属轿厢，相比多人共用一个轿厢具有更好的使用体验感。

3.传动装置采用缆绳或者轨道结构，系统整体结构简单，不需要使用对重等装置。

4.纵向街道和横向街道的设置使本发明不仅可以实现纵向的运输，还能够实现横向的运输。

5.传统电梯轿厢需要定制生产，而且需要在确定电梯井道等建筑物内部结构尺寸的情况下才能定制，生产过程费时费力，而本发明轿厢为单人轿厢，相对现有轿厢体型较小满足能够进入任意的电梯井道，生产时尺寸和结构标准，有利于大规模生产制造，也节约了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种电路结构原理图；

图2是本发明的另一种电路结构原理图；

图3是实施例的结构示意图。

图4是实施例中公开的缆绳结构示意图。

图5是实施例中公开的上行高峰运行的分布图。

图6是本发明的横向井道运行框图。

其中，1-传动装置、2-耦合机构、3-楼层门、4-轿厢、5-电梯井道、6-折返处。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例一

如图1至图3所示的种智能电梯系统，包括若干电梯井道5、能够在电梯井道5内运行的若干轿厢4、总控系统、设置于轿厢4上的轿厢控制器、为轿厢4移动提供动力的动力系统，轿厢控制器和动力系统分别与总控系统连接；其中，轿厢4底部设有车轮系统；电梯井道5内设有传动装置1，所述的轿厢4能够活动连接于传动装置1并运动至各楼层。

电梯井道5包括纵向井道和横向井道，相连的纵向井道和横向井道至少有一个对接口，纵向井道和横向井道内均设有传动装置1。纵向井道包括上升井道和下降井道，横向井道包括前往井道和回复井道，其中，纵向井道内呈环状设置的传动装置1两侧分别位于上升井道和下降井道中；横向井道内呈环状设置的传动装置1两侧分别位于前往井道和回复井道中。

本实施例中，电梯井道5通常设置在建筑物内或表面，建筑物每一层都设有与电梯井道5连通的电梯门。轿厢控制器能够将当前唯一用户的目的地信息发送给总控系统，总控系统负责整个智能电梯系统的运行并根据各个轿厢控制器发送的信息进行资源优化分配。本发明最大的特点在于轿厢4并非固定于电梯井道5内，在需要时，一个井道内可以放更多的轿厢4，在不使用时可以取下，且同一电梯井道5内可以同时存在多个轿厢4同时运行，做到相互之间不干扰、不影响，极大地提升了效率。同时，在未进入电梯井道5前为了取用轿厢4更方便，轿厢4底部设有车轮系统，车轮系统即可以由轿厢控制器/总控制器控制，也可以采用平衡车的车轮系统的结构，由用户个人自控行驶。

本发明在使用时，首先，用户任取一个轿厢4，通过人机接口输入目的地信息(如楼层，房间号等)由轿厢控制器发送给总控系统，总控系统根据各个用户的目的地信息对各轿厢4的使用进行排序优化，优选的，垂直方向上用户目的地最远的总是顺序优先，各轿厢4接收总控系统的排序优化结果，并依此结果进入并活动连接纵向井道，轿厢4在动力系统的作用下运动至目的地，然后轿厢4脱离井道，完成。优选的，轿厢4所在位置由总控系统实时监控，在达到目的地时，总控系统下达指令，进而使轿厢4脱离井道。

在本发明的一些实施例中，电梯井道5包括相通的上升井道和下降井道，上述两井道可以同时按照上述的工作流程运行，提高运输效率。

在本发明的一些实施例中，总控系统、轿厢控制器本质为计算机/微型计算机/计算机组。

下面结合图5，对本发明在上行高峰时运行运行方案进行说明。假设一座40可停层的建筑物，有8个电梯井道5，分别为a-h井道，每一层都设有楼层门，将楼层分成共8个层区，每个层区由5个相邻的楼层组成，并且所属的8个电梯井道5都能通过/达到上述任意一个层区，且没有两个层区具有重复的楼层。智能电梯系统运行时，总控系统根据目的派梯分配，先响应目的地在A区(即35层～40层)的召唤，轿厢4可以根据分配进入其中一个电梯井道5，当去A区的轿厢4都出发后，目的地为B区(31层～35层)的轿厢4马上响应召唤，各轿厢4进入电梯井道5，前往目的地......以此类推，直到响应H区(1层-5层)的召唤。这时，最先出发前往A层区的用户已达到目的地，轿厢4所对接传动装置1的部分可以通过顶端折返回底端(1楼)，依此方式继续运行。运行过程中，每个轿厢4每个循环只停一次，所以大大减少了往返一周运行时间。一个电梯井道5内的轿厢4像流水线一样，依次开往目的地，由此可见本系统运行的高效。换句话说，一个井道多个单人轿厢4为分区运行和目的派梯创造了新环境，分区运行和目的派梯在新环境下发挥了更大的效率。

下高峰正好相反，耦合机构2都在最顶端，同样，第一个耦合机构2首先响应最远的召唤，接上带有乘客的轿厢4，驶向最低端，然后返回顶端。

实施例二

本实施例基于实施例一和实施例二做进一步说明。

如图3所示，当传动装置1为缆绳时，动力系统为设置在耦合机构2上的电梯垂直升降机。所谓的电梯垂直升降机并非物流等行业中常见的垂直升降机，而是电梯领域中的一种运动装置，其能够与缆绳耦合活动连接，并在沿缆绳方向运动，电梯垂直升降机被广泛应用于太空电梯研究领域。将所述的电梯垂直升降机设置在轿厢4上，其即为动力系统，在其带动下轿厢4在电梯井道5(包括纵向井道和横向井道)内运行。由于采用电梯垂直升降机，所以本发明不需采用曳引式结构(轿厢4和対重通过曳引绳连接，曳引机只需要克服轿厢4和対重的重力差做功)。电梯垂直升降机可以主动驱动，沿着缆绳延伸方向移动，同时，它将与可以水平移动的轿厢4进行自动耦合或对接，从而带着轿厢4在井道中运行。电梯垂直升降机在井道中做环形运行，这将允许多个轿厢4在一个井道中运行。

对于垂直升降机的控制既可以是在总控系统分配完成该轿厢4的运行方案后，发送给轿厢控制器，再由轿厢控制器控制垂直升降机的工作。

在本发明的另一些实施例中，如图4所示，动力系统为设置在电梯井道5内的缆绳电动机系统，使得缆绳在缆绳电动机的驱动下运动。此种情况下，轿厢4本身没有动力，仅是与缆绳连接，而缆绳能够在电动机等动力系统的驱动下运动，将轿厢4带至目标楼层，总控系统总能得知轿厢4当前的状态，当到达目标楼层后轿厢控制器使轿厢4脱离缆绳。本实施例中，将轿厢4与缆绳耦合的装置可采用任何现有技术中的耦合机构2，如电动锁扣、电动挂钩等等，对于本领域技术人员能够了解的连接机构，本实施例中不再详细说明。

本实施例中，纵向井道包括上升井道和下降井道，横向井道包括前往井道和回复井道，缆绳呈环状设置，其中，纵向井道内的缆绳两侧分别位于上升井道和下降井道中；横向井道内的缆绳两侧分别位于前往井道和回复井道中。上述结构保证了轿厢4朝各个方向运行时基于相对独立的传动系统，保证了最高的运输效率。

本实施例中，垂直升降机还建筑物每层均设有与耦合机构2位置对应的横向运动机构，使得轿厢4能够由垂直升降机系统运动至横向运动机构，并且横向运动机构由总控系统控制。为了提高效率、保证使用安全，电梯井道5包括横向运动机构所在的横向井道、由上升井道和下降井道组成的纵向井道。横向运动机构可采用现有装置，如自动人行道系统等等，均可应用并实现本发明效果，在此不详细说明。

本实施例中的使用方法如下：

首先，用户任取一个轿厢4，通过人机接口输入目的地信息(如楼层，房间号等)由轿厢控制器发送给总控系统，总控系统根据各个用户的目的地信息对发出请求的各轿厢4的使用进行排序优化，优选的，用户目的地最远的总是顺序优先，各轿厢4接收总控系统的排序优化结果，并按顺序与耦合机构2对接，在垂直升降机构的电动机系统的驱动下各轿厢4分别运动至目的地所在楼层，然后轿厢4脱离耦合机构2进入横向运动机构，在总控系统的驱动下横向运动直至目的地，作业完成。优选的，轿厢4所在位置由总控系统实时监控，在达到目的地时，进而使轿厢4脱离耦合机构2。

实施例三

本实施例基于实施例一和实施例二做进一步说明。

本实施例中，当传动装置1为轨道时，动力系统为线性电机系统。

本实施例中，对接口设有旋转对接轨道，使得旋转对接轨道通过旋转与纵向井道和横向井道的其中一个对接。当轿厢4的横/纵运行方向改变时，轿厢4先接入旋转对接轨道一端，然后旋转对接轨道转动另一端对应改变方向后所行驶的轨道，轿厢4驶入该轨道，完成方向的转换。

在本发明的一些实施例中，电梯井道5内设有轨道，轿厢4与轨道活动连接，动力系统为线性电机系统，线性电机系统现已用于磁悬浮运输系统中。一般马达的构造是中间一根带有“转子”可以转动的轴，四周则是“定子”，装了线圈通电后即可产生磁场。所谓线性马达就是将马达沿轴线方向切开后予以展开，使马达的回转运动变为直线运动，故称之为线性马达。线性马达因定子与转子装设位置之不同分为线性感应马达与线性同步马达。本实施例所公开的轿厢4运动也利用了所谓磁浮运输系统，具体的，其利用磁力相吸或相斥的原理，使轿厢4浮离轨道，此磁力的来源可分为“常电导磁石”或“超导磁石”。本实施例轿厢4与轨道活动连接但不解除轨道，不但用户使用方便，而且阻力更小，整个系统运行所需的能耗更低。

实施例四

对于上述的实施例一至四任意一项技术方案，本发明做进步一说明。

为了取用轿厢4方便，轿厢控制器还连有移动终端，能够通过总控系统与手机实现连接。实际使用中，用户不必走到轿厢4处，可以在远处发送请求，轿厢控制器收到后自动按规划路径找到用户。用户目的地信息(如楼层等)，也可以经由人机接口自带的显示屏来显示。

在本发明的另一些实施例中，可以将移动终端与总控系统建立联系，具体可以为：通过移动终端获取当前轿厢4的唯一标号信息，常见的可以采用手机扫描二维码的方式，然后移动终端直接向总控系统发送请求，总控系统再根据请求控制当前轿厢4。

对于轿厢4自动找寻用户具有多种方案，例如，在轿厢4和用户移动终端都安装有卫星定位系统，轿厢控制器所受到的请求包含用户的位置信息且内部包含建筑物地图信息，根据上述信息轿厢控制器进行路径规划，并驱动车轮系统行驶寻找用户。优选的，通过现有的室内三维定位方法，可以仅指定与用户处于同一楼层的轿厢4寻找用户。优选的，在水平井道的出入口处摄像头，可以采用特征点识别获取乘客的密度情况反馈给总控制系统，总控制系统可以安排轿厢4到出入口去接送乘客。

本发明的另一些实施例中，电梯井道5在可停的楼层设有楼层门，耦合机构2设有能够识别楼层门的门区传感器，使得轿厢4能够准确停在楼层门，门区传感器与总控系统相连。所述的门区传感器已经广泛应用于电梯领域，其具体结构不再详细说明。

本实施例还包括横向运动机构，轿厢4通过横向运动机构与耦合机构2活动连接。横向运动机构作为轿厢4与耦合机构2对接的辅助装置，其目的就是实现轿厢4和耦合机构2的对接。要想实现轿厢4和耦合机构2对接，横向运动机构可以采用如下两种结构中的一种或两种：

①上对接结构，即耦合机构2与轿厢4顶部对接，具体的，耦合机构2装有门区传感器，可以精准平层，使其在垂直方向上与轿厢4顶部所设置的伸缩连杆对齐；水平方向上，轿厢4在进入侯梯区域时，自动同厅门对齐(厅门本身和耦合机构2是水平对齐的)，因此，轿厢4和耦合机构2是对齐的。当耦合机构2平层后，首先通过总控系统命令厅门打开，然后控制轿厢4上的伸缩连杆伸长，当伸缩连杆伸长至与耦合机构2对应的位置后，耦合机构2将其锁住。然后，通过控制系统命令轿厢4收缩连杆，连杆的收缩使轿厢4完全进入电梯井道5。

②下对接，耦合机构2与轿厢4底部对接，具体的，耦合机构2装有门区传感器，可以精准平层，使其在垂直方向上与轿厢4底部对齐；水平方向上，轿厢4在进入侯梯区域时，自动同厅门对齐(厅门本身和耦合机构2是水平对齐的)，因此，轿厢4和耦合机构2是对齐的。当耦合机构2平层后，耦合机构2上方的平台将与厅门地坎平齐。通过控制系统命令厅门打开，两块上、下布置的厅门板向井道内翻转打开，其中，下厅门板完全打开后将搭上耦合机构2上方的平台，从而形成空中桥，这时，控制系统通知轿厢4驱动轿底的轮子通过空中桥驶到耦合机构2上方的平台上。当轿厢4到位后，平台预制的装置将轿厢4轮锁住。厅门关闭后(撤掉空中桥)，耦合机构2将推着装有轿厢4的平台驶向目的地。

当上、下同时对接时，一定以上对接或者下对接为主，另一个方向只是起到辅助作用。

实施例五

本发明的轿厢4包括：依次设置的厢顶、围壁、厢底，进而轿厢4内部形成空间。其中，厢顶上设有用于连接电梯轿厢4的活动连接装置，车轮系统位于厢底。轿厢控制器连有控制面板，方便用户操作。

值得一提的是，活动连接装置可采用现有任意种类的装置，具体根据电梯井道5内不同的传送装置(缆绳、轨道、垂直升降机等等)对应进行选择，如耦合连接装置、托举连接装置、卡接连接装置等均可，本实施例中不再详细说明。

本实施例中，车轮系统与轿厢控制器相连，使得轿厢控制器能够控制车轮系统的运动。

本发明另一些实施例中，如图6所示，横向井道也是独立空间，避免轿厢4与其它移动物体相撞。因此，在进入水平进到的地方可以设置屏蔽门。在屏蔽门处安装人机接口装置，乘客可以通过人机接口召唤轿厢4。水平运行模式依然采用环状运行，但是它不同于垂直方向，可以在任何折返处6折返，例如，屏蔽门处，轿厢4接到乘客就可以返回。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能电梯系统，其特征在于，包括若干电梯井道、能够在电梯井道内运行的若干轿厢、总控系统、设置于轿厢上的轿厢控制器、为轿厢移动提供动力的动力系统、若干耦合机构，轿厢控制器和动力系统分别与总控系统连接；其中，轿厢底部设有车轮系统；电梯井道内设有传动装置，所述的轿厢通过与设置在传动装置上的耦合机构活动连接，并能够在动力系统的作用下运动至目的地；

电梯井道包括纵向井道和横向井道，相连的纵向井道和横向井道至少有一个对接口，纵向井道和横向井道内均设有传动装置；所述横向井道为包含底层、顶层及中间层的多层设置；

纵向井道包括上升井道和下降井道，横向井道包括前往井道和回复井道，其中，纵向井道内呈环状设置的传动装置两侧分别位于上升井道和下降井道中；横向井道内呈环状设置的传动装置两侧分别位于前往井道和回复井道中；

各所述轿厢通过人机接口输入目的地信息，由所述轿厢控制器发送给所述总控系统，所述总控系统根据各所述目的地信息对各所述轿厢的使用进行排序，各所述轿厢接收所述总控系统的排序结果，依所述排序结果进入并活动连接纵向井道，并能够在动力系统的作用下运动至目的地，并脱离所述电梯井道；

其中，所述目的地信息包括楼层和/或房间号;

所述根据各所述目的地信息对各所述轿厢的使用进行排序，包括：利用在垂直方向上目的地更远则顺序优先的规则对各所述轿厢的使用进行排序；

各所述轿厢在所述横向井道内的水平运行模式采用环状运行，且可在任何折返处折返。

2.根据权利要求1所述的一种智能电梯系统，其特征在于，当传动装置为缆绳时，动力系统为设置在耦合机构上的电梯垂直升降机；或者，动力系统为设置在电梯井道内的缆绳电动机系统，使得缆绳在缆绳电动机的驱动下运动。

3.根据权利要求1所述的一种智能电梯系统，其特征在于，当传动装置为轨道时，动力系统为设置在耦合机构上的线性电机系统，并且轨道呈环状。

4.根据权利要求1所述的一种智能电梯系统，其特征在于，车轮系统与轿厢控制器相连，使得轿厢控制器能够控制车轮系统的运动。

5.根据权利要求1所述的一种智能电梯系统，其特征在于，电梯井道在可停的楼层设有楼层门，耦合机构设有能够识别楼层门的门区传感器，使得轿厢能够准确停在楼层门，门区传感器与总控系统相连。

6.根据权利要求5所述的一种智能电梯系统，其特征在于，智能电梯系统还包括：横向运动机构，轿厢通过横向运动机构与耦合机构活动连接；

当横向运动机构为伸缩拉杆时，横向运动机构设置在轿厢上。

7.根据权利要求1所述的一种智能电梯系统，其特征在于，轿厢控制器还连有能够输入目的地的人机接口。

8.根据权利要求1所述的一种智能电梯系统，其特征在于，轿厢控制器还连有移动终端。

9.根据权利要求1所述的一种智能电梯系统，其特征在于，轿厢上设有卫星定位系统。