CN113860100B - 一种电梯轿厢绝对位置的测量方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯轿厢绝对位置的测量方法和装置。本发明将传感器固定安装在电梯轿厢外侧面，并且也将多个磁铁组沿电梯轿厢运动方向间隔地固定安装在轿厢导轨上；根据多个磁铁组在轿厢导轨上的位置，确定多个磁铁组的绝对坐标；再对多个磁铁组进行编码，获得多个磁铁组对应的编码；利用传感器的测量杆接收多个磁铁组的反射回波信号，根据多个磁铁组的编码对多个磁铁组对应的反射回波信号进行判定，确定有效磁铁组；将有效磁铁组中的一个磁铁的绝对坐标减去该磁铁的反射回波信号示值，获得电梯轿厢的当前绝对位置。本发明利用磁铁组的编码和传感器的反射回波信号对电梯轿厢的绝对位置进行测量，明显提高了电梯轿厢的位置精确度。

Description

一种电梯轿厢绝对位置的测量方法和装置

技术领域

本发明涉及电梯检测技术领域一种电梯轿厢位置的测量方法和装置，尤其涉及一种电梯轿厢绝对位置的测量方法和装置。

背景技术

电梯作为人们生活中上下楼宇的交通工具，其安全性十分重要，电梯的控制系统必须准确检测轿厢的绝对位置，目前，在电梯行业内，检测轿厢绝对位置的方法主要是用光电开关检测位置，在每个楼层布置多个光电开关感应器，用于轿厢运动控制，但由于存在光电灵敏度及本身原理问题，控制精准度不高。

发明内容

本发明的目的是克服背景技术领域的不足，提供了一种电梯轿厢绝对位置的测量方法和装置。

本发明技术方案如下：

一、一种电梯轿厢绝对位置的测量方法

方法包括以下步骤：

1)将传感器固定安装在电梯轿厢外侧面，其中传感器的测量杆竖直安装并向电梯轿厢运动方向延伸，并且也将多个磁铁组沿电梯轿厢运动方向间隔地固定安装在轿厢导轨上；

2)根据多个磁铁组沿电梯轿厢运动方向安装在轿厢导轨上的位置，确定多个磁铁组的绝对坐标；再对多个磁铁组进行编码，获得多个磁铁组对应的编码，每个磁铁组的编码唯一；

3)利用传感器的测量杆接收多个磁铁组的反射回波信号，根据多个磁铁组的编码对多个磁铁组对应的反射回波信号进行判定，确定有效磁铁组；

4)将有效磁铁组中的一个磁铁的绝对坐标减去该磁铁的反射回波信号示值，获得电梯轿厢的当前绝对位置。

所述步骤2)中，当磁铁组为一个磁铁构成时，各个相邻两个磁铁组之间的间隔均不相同，将相邻两个磁铁组之间的间隔作为前一个磁铁组的编码，剩余的一个磁铁组的编码记为0或者负数；

当磁铁组为二个磁铁间隔布置构成时，每个磁铁组中两个磁铁之间的间隔作为当前磁铁组的编码；

当磁铁组为三个及以上的磁铁间隔布置构成时，每个磁铁组中各个相邻的磁铁之间在电梯轿厢运动方向上的间距作为当前磁铁组的编码，每个磁铁组在电梯轿厢运动方向上的总长度相同。

所述步骤3)中，当磁铁组为三个及以上的磁铁间隔布置构成时，根据多个磁铁组的编码以及磁铁组的总长度对多个磁铁组对应的反射回波信号进行判定，将每个反射回波信号中各个相邻波峰之间的间隔之和满足磁铁组的总长度和并且各个相邻波峰之间的间隔与该磁铁组的编码所表示的间隔相同，则该磁铁组为有效磁铁组。

所述步骤1)中测量杆同时测量至少两个磁铁组，获得两个磁铁组的反射回波信号。

二、一种电梯轿厢绝对位置的测量装置

测量装置包括传感器固定安装在电梯轿厢外侧面，其中传感器的测量杆竖直安装并向电梯轿厢运动方向延伸，多个磁铁组沿电梯轿厢运动方向间隔地固定安装在轿厢导轨上，每个磁铁组均由一个或二个或者三个及以上的磁铁构成，多个磁铁组中磁铁个数相同。

所述每个磁铁组均由一个磁铁构成，具体为：

每个磁铁组均由一个磁铁构成，相邻两个磁铁之间在电梯轿厢运动方向上的间距作为组间编码，各个相邻两个磁铁之间的间距均不同。

所述每个磁铁组均由二个磁铁构成，具体为：

每个磁铁组均由二个磁铁间隔布置构成，每个磁铁组中二个磁铁之间的间距作为组内编码，各个磁铁组中二个磁铁之间的间距均不同，并且各个相邻磁铁组之间的间距均大于各个磁铁组中二个磁铁之间的间距。

所述每个磁铁组均由三个及以上的磁铁构成，具体为：

每个磁铁组由三个及以上的磁铁间隔布置构成，每个磁铁组在电梯轿厢运动方向上的总长度相同，并且多个磁铁组之间的间隔没有限制，每个磁铁组中各个相邻的磁铁之间在电梯轿厢运动方向上的间距作为当前磁铁组的组内编码，各个磁铁组的组内编码均不相同。

所述传感器的测量杆至少同时覆盖两个磁铁组。

所述传感器与各个磁铁组之间均非接触设置。

本发明的有益效果如下：

本发明通过传感器和磁铁组的设置，利用磁铁组的编码和传感器的反射回波信号对电梯轿厢的绝对位置进行测量，对传感器和磁铁组自身的要求不高，但是明显提高了电梯轿厢的位置精确度。

本发明中传感器完成一个完整行程内的行走后，可得知整个电梯轿厢行程内所有磁铁组的编码对应的绝对位置，所有磁铁组的绝对位置不受行走方向和掉电影响。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的装置示意图；

图3为磁铁组为3个磁铁构成的结构示意图；

图4为磁铁组为3个磁铁构成时的电梯轿厢的测量示意图；

图5为磁铁组为3个磁铁构成时，电梯轿厢在第一运动位置时，传感器接收到的反射回波信号示意图。

图6为磁铁组为3个磁铁构成时，电梯轿厢在第二运动位置时，传感器接收到的反射回波信号示意图。

图7为磁铁组为1个磁铁构成时的电梯轿厢的测量示意图；

图8为磁铁组为1个磁铁构成时，电梯轿厢在第一运动位置时，传感器接收到的反射回波信号示意图。

图9为磁铁组为1个磁铁构成时，电梯轿厢在第二运动位置时，传感器接收到的反射回波信号示意图。

图10为磁铁组为2个磁铁构成的结构示意图；

图11为磁铁组为2个磁铁构成时的电梯轿厢的测量示意图；

图12为磁铁组为2个磁铁构成时，电梯轿厢在第一运动位置时，传感器接收到的反射回波信号示意图。

图13为磁铁组为2个磁铁构成时，电梯轿厢在第二运动位置时，传感器接收到的反射回波信号示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明：

如图1所示，本发明包括以下步骤：

1)将非接触型位移传感器固定安装在电梯轿厢外侧面，其中传感器的测量杆竖直安装并向电梯轿厢运动方向延伸，并且也将多个磁铁组沿电梯轿厢运动方向间隔地固定安装在轿厢导轨上；传感器的测量杆同时测量至少两个磁铁组，获得两个磁铁组的反射回波信号。

2)根据多个磁铁组沿电梯轿厢运动方向安装在轿厢导轨上的位置，确定多个磁铁组以及每个磁铁组中各个磁铁的的绝对坐标；再对多个磁铁组进行编码，获得多个磁铁组对应的编码，每个磁铁组的编码唯一；

步骤2)中，当磁铁组为一个磁铁构成时，各个相邻两个磁铁组之间的间隔均不相同，将相邻两个磁铁组之间的间隔作为前一个磁铁组的编码，剩余的一个磁铁组的编码记为0或者负数，方便识别，即各个磁铁组的编码唯一；

当磁铁组为二个磁铁间隔布置构成时，每个磁铁组中两个磁铁之间的间隔作为当前磁铁组的编码；

当磁铁组为三个及以上的磁铁间隔布置构成时，每个磁铁组中各个相邻的磁铁之间在电梯轿厢运动方向上的间距作为当前磁铁组的编码，每个磁铁组在电梯轿厢运动方向上的总长度相同。

3)利用传感器的测量杆接收多个磁铁组的反射回波信号，根据多个磁铁组的编码对多个磁铁组对应的反射回波信号进行判定，确定有效磁铁组；

步骤3)中，当磁铁组为一个磁铁构成时，根据多个磁铁组的编码对多个磁铁组对应的反射回波信号进行判定，每个反射回波信号中有唯一的波峰，波峰的编码所对应的磁铁组为有效磁铁组；

所述步骤3)中，当磁铁组为二个磁铁间隔布置构成时，根据多个磁铁组的编码对多个磁铁组对应的反射回波信号进行判定，每个反射回波信号中有两个波峰的编码，两个波峰所对应的磁铁组为有效磁铁组；

步骤3)中，当磁铁组为三个及以上的磁铁间隔布置构成时，根据多个磁铁组的编码以及磁铁组的总长度对多个磁铁组对应的反射回波信号进行判定，将每个反射回波信号中各个相邻波峰之间的间隔之和满足磁铁组的总长度和并且各个相邻波峰之间的间隔与该磁铁组的编码所表示的间隔相同，则该磁铁组为有效磁铁组。

4)将有效磁铁组中的一个磁铁的绝对坐标减去该磁铁的反射回波信号示值，获得电梯轿厢的当前绝对位置，可实现长量程位移(理论上量程无限)的测量。

如图2所示，测量装置包括非接触型位移传感器固定安装在电梯轿厢外侧面，其中传感器的测量杆竖直安装并向电梯轿厢运动方向延伸，多个磁铁组沿电梯轿厢运动方向间隔地固定安装在轿厢导轨上，传感器的测量杆至少同时覆盖两个磁铁组，同时测量至少两个磁铁组，获得两个磁铁组的反射回波信号。传感器与各个磁铁组之间均非接触设置，不存在磨损。每个磁铁组均由一个或二个或者三个及以上的磁铁构成，多个磁铁组中磁铁个数相同，根据磁铁组中磁铁的个数，将多个磁铁组的组内间距设置或者组间间距设置分别记为组间编码或组内编码，将组间编码或组内编码作为磁铁组的编码，每个磁铁组的编码唯一。电梯轿厢运动时，传感器同步运动，传感器的测量杆接收磁铁组的反射回波信号，基于磁铁组的编码和反射回波信号用于实现电梯轿厢绝对位置的测量。

每个磁铁组均由一个磁铁构成，具体为：

每个磁铁组均由一个磁铁构成，相邻两个磁铁之间在电梯轿厢运动方向上的间距作为组间编码，各个相邻两个磁铁之间的间距均不同，即每个间距唯一。

每个磁铁组均由二个磁铁构成，具体为：

每个磁铁组均由二个磁铁间隔布置构成，每个磁铁组中二个磁铁之间的间距作为组内编码，各个磁铁组中二个磁铁之间的间距均不同，即每个磁铁组的组内编码均不同，并且各个相邻磁铁组之间的间距均大于各个磁铁组中二个磁铁之间的间距，并且有较大差距。

每个磁铁组均由三个及以上的磁铁构成，具体为：

每个磁铁组由三个及以上的磁铁间隔布置构成，每个磁铁组在电梯轿厢运动方向上的总长度(即每个磁铁组最上和最下的两个磁铁之间的距离)相同，并且多个磁铁组之间的间隔没有限制，每个磁铁组中各个相邻的磁铁之间在电梯轿厢运动方向上的间距作为当前磁铁组的组内编码，各个磁铁组的组内编码均不相同，即各个磁铁组中所有相邻的磁铁之间的间距完全不相同。具体实施中，3个磁铁构成一个磁铁组。

本发明的具体实施例如下：

每个磁铁组均由三个磁铁构成时，如图3所示，图中MC1、MC2、MC3分别为第一磁铁组、第二磁铁组和第三磁铁组，组间安装间隔无严格要求，可根据现场情况灵活安装，安装后进行各个磁铁组的绝对位置的校准。MC11-MC12与MC12-MC13的间隔不同且唯一，本实施例中各个磁铁组中间隔的和都为100，作为校验用。

如图4所示，MC1组内编码为6040，MC2组内编码为5842，MC3组内编码为5644。将装置的绝对坐标零点为MC11的基准安装位置，S1为电梯轿厢的第一运动位置，S2为电梯轿厢的第二运动位置。

电梯运动至S1位置时(距离绝对坐标零点-30)，可完整接收到MC1和MC2的所有磁铁的反射回波信号，如图5所示。第一个反射回波信号组内的三个波峰间距分别为60和40,之和为100，满足有效磁铁组的条件，本实施例中判定该组反射回波信号中的第一个波峰为有效波峰(相对测量值，即反射回波信号示值为30)。此组反射回波信号对应编码为6040的磁铁组，该磁铁组的实际安装为0(初始给定)，实际测量输出为：0-30＝-30，得知编码6040与5842实际安装位置相差1000。

电梯运动至S2位置(距离绝对坐标零点60)时，可接收到MC1中第三个磁铁的反射回波信号(相对测量值，即反射回波信号示值为40)和MC2的所有磁铁的反射回波信号，如图6所示。第一组反射回波信号内仅有一个示值为40的反射回波信号，判定为无效磁铁组；第二组反射回波信号内的三个波峰间距分别为58和42，且之和为100，满足有效磁铁组的条件，本实施例中判定该组反射回波信号中的第一个波峰为有效波峰，反射回波信号示值为940。此组反射回波信号对应编码为5842的磁铁组，由S1位置时可得知该磁铁组的实际安装为1000，实际测量输出为：1000-940＝60。

每个磁铁组均由一个磁铁构成时，如图7所示，图中MC1、MC2、MC3、MC4分别为第一磁铁组、第二磁铁组、第三磁铁组、第四磁铁组，MC1-MC2与MC2-MC3与MC3-MC4的间隔不同且唯一，S1为电梯轿厢的第一运动位置，S2为电梯轿厢的第二运动位置。

电梯运动至S1位置时(距离绝对坐标零点-30)，可接收到MC1-MC3的所有磁铁的反射回波信号，如图8所示。第一个反射回波信号和第二个反射回波信号的间距为700，本实施例中判定该组反射回波信号中的第一个波峰为有效波峰(相对测量值，即反射回波信号示值为30)。此组反射回波信号对应编码为700，该磁铁组的实际安装为0(初始给定)，实际测量输出为：0-30＝-30，得知编码700与358实际安装位置相差700。

电梯运动至S2位置(距离绝对坐标零点660)时，可接收到MC2-MC4的反射回波信号(相对测量值，即反射回波信号示值为40),如图9所示。此时第一个反射回波信号和第二个反射回波信号的间距为358，判定该组反射回波信号中的第一个波峰为有效波峰，反射回波信号示值为40。此组反射回波信号对应编码为358的磁铁组，由S1位置可知编码358该磁铁组的实际安装位置为700，实际测量输出为：700-40＝660。

每个磁铁组均由二个磁环构成时，如图10所示，图中MC1、MC2、MC3分别为第一磁铁组、第二磁铁组、第三磁铁组，MC11和MC12间的间距跟MC21和MC22间的间距不同，且保持整个测量范围内的唯一，且磁铁组之间间距与磁铁组内两个磁铁之间的间距有较大差距时，可实施此实例，如图11所示，MC1组内编码为100，MC2组内编码为108，MC3组内编码为106。将装置的绝对坐标零点为MC11的基准安装位置，S1为电梯轿厢的第一运动位置，S2为电梯轿厢的第二运动位置。

电梯运动至S1位置时(距离绝对坐标零点-30)，可完整接收到MC1和MC2的所有磁铁的反射回波信号，如图12所示。第一个反射回波信号组内的两个波峰间距为100(判定为有效)，第二个反射回波信号组内的两个波峰间距为108(由于前一个有效，此信号组判定为无效)，本实施例中判定第一组反射回波信号中的第一个波峰为有效波峰(相对测量值，即反射回波信号示值为30)。此组反射回波信号对应编码为100的磁铁组，该磁铁组的实际安装为0(初始给定)，实际测量输出为：0-30＝-30，另外可得知编码108与100实际安装位置相差1000。

电梯运动至S2位置(距离绝对坐标零点60)时，可接收到MC1中第二个磁铁的反射回波信号(相对测量值，即反射回波信号示值为40)和MC2的所有磁铁的反射回波信号，如图13所示。第一组反射回波信号内仅有一个示值为40的反射回波信号，判定为无效磁铁组；第二组反射回波信号内的两个波峰间距为108，判定为有效磁铁组，本实施例中判定该组反射回波信号中的第一个波峰为有效波峰，反射回波信号示值为940。此组反射回波信号对应编码为108的磁铁组，由S1位置时可得知该磁铁组的实际安装为1000，实际测量输出为：1000-940＝60。

上述的实施方法只是用来解释本发明，本发明的具体实施方法包括但不限于上述提到的方法，在本发明的权利要求范围内对本发明的任何修改都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电梯轿厢绝对位置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将传感器固定安装在电梯轿厢外侧面，其中传感器的测量杆竖直安装并向电梯轿厢运动方向延伸，并且也将多个磁铁组沿电梯轿厢运动方向间隔地固定安装在轿厢导轨上；

2)根据多个磁铁组沿电梯轿厢运动方向安装在轿厢导轨上的位置，确定多个磁铁组的绝对坐标；再对多个磁铁组进行编码，获得多个磁铁组对应的编码，每个磁铁组的编码唯一；

3)利用传感器的测量杆接收多个磁铁组的反射回波信号，根据多个磁铁组的编码对多个磁铁组对应的反射回波信号进行判定，确定有效磁铁组；

4)将有效磁铁组中的一个磁铁的绝对坐标减去该磁铁的反射回波信号示值，获得电梯轿厢的当前绝对位置。

2.根据权利要求1所述的一种电梯轿厢绝对位置的测量方法，其特征在于，所述步骤2)中，当磁铁组为一个磁铁构成时，各个相邻两个磁铁组之间的间隔均不相同，将相邻两个磁铁组之间的间隔作为前一个磁铁组的编码，剩余的一个磁铁组的编码记为0或者负数；

当磁铁组为二个磁铁间隔布置构成时，每个磁铁组中两个磁铁之间的间隔作为当前磁铁组的编码；

当磁铁组为三个及以上的磁铁间隔布置构成时，每个磁铁组中各个相邻的磁铁之间在电梯轿厢运动方向上的间距作为当前磁铁组的编码，每个磁铁组在电梯轿厢运动方向上的总长度相同。

3.根据权利要求1所述的一种电梯轿厢绝对位置的测量方法，其特征在于，

所述步骤3)中，当磁铁组为三个及以上的磁铁间隔布置构成时，根据多个磁铁组的编码以及磁铁组的总长度对多个磁铁组对应的反射回波信号进行判定，将每个反射回波信号中各个相邻波峰之间的间隔之和满足磁铁组的总长度和并且各个相邻波峰之间的间隔与该磁铁组的编码所表示的间隔相同，则该磁铁组为有效磁铁组。

4.根据权利要求1所述的一种电梯轿厢绝对位置的测量方法，其特征在于，

所述步骤1)中测量杆同时测量至少两个磁铁组，获得两个磁铁组的反射回波信号。

5.用于实施权利要求1-4任一所述测量方法的一种电梯轿厢绝对位置的测量装置，其特征在于：包括传感器固定安装在电梯轿厢外侧面，其中传感器的测量杆竖直安装并向电梯轿厢运动方向延伸，多个磁铁组沿电梯轿厢运动方向间隔地固定安装在轿厢导轨上，每个磁铁组均由一个或二个或者三个及以上的磁铁构成，多个磁铁组中磁铁个数相同。

6.根据权利要求5所述的一种电梯轿厢绝对位置的测量装置，其特征在于，所述每个磁铁组均由一个磁铁构成，具体为：

每个磁铁组均由一个磁铁构成，相邻两个磁铁之间在电梯轿厢运动方向上的间距作为组间编码，各个相邻两个磁铁之间的间距均不同。

7.根据权利要求5所述的一种电梯轿厢绝对位置的测量装置，其特征在于，所述每个磁铁组均由二个磁铁构成，具体为：

每个磁铁组均由二个磁铁间隔布置构成，每个磁铁组中二个磁铁之间的间距作为组内编码，各个磁铁组中二个磁铁之间的间距均不同，并且各个相邻磁铁组之间的间距均大于各个磁铁组中二个磁铁之间的间距。

8.根据权利要求5所述的一种电梯轿厢绝对位置的测量装置，其特征在于：所述每个磁铁组均由三个及以上的磁铁构成，具体为：

每个磁铁组由三个及以上的磁铁间隔布置构成，每个磁铁组在电梯轿厢运动方向上的总长度相同，并且多个磁铁组之间的间隔没有限制，每个磁铁组中各个相邻的磁铁之间在电梯轿厢运动方向上的间距作为当前磁铁组的组内编码，各个磁铁组的组内编码均不相同。

9.根据权利要求5所述的一种电梯轿厢绝对位置的测量装置，其特征在于：所述传感器的测量杆至少同时覆盖两个磁铁组。

10.根据权利要求5所述的一种电梯轿厢绝对位置的测量装置，其特征在于：所述传感器与各个磁铁组之间均非接触设置。

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