電梯測速定位方法及裝置的製作方法

2023-12-11 03:41:32

專利名稱：電梯測速定位方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於運動物體的測速及定位技術領域，涉及一種對移動物體的運行速度的 測量、對移動物體的位置確定方法及裝置，尤其是一種對電梯進行測速定位的方法及裝置。
背景技術：
為了保證電梯系統的安全可靠運行，需要對電梯的運行速度和位置(事實上是電 梯轎廂的運行速度和位置)進行準確測量、控制和確定。目前，對於電梯的測速一般在曳引 機上安裝旋轉編碼器來完成，其只能用於測量電梯的速度，而不能對電梯轎廂的位置進行 準確確定。而且，由於曳引機上的鋼纜是用於牽引電梯轎廂運動的曳引鋼纜，在曳引機的 旋轉下牽引電梯轎廂做升降運動，其要牽引的負荷是電梯轎廂的及其載荷之和，其張力受 其牽引負荷和電梯轎廂運動狀態等因素的影響，尤其是電梯轎廂運動過程中的加速度等原 因，該曳引鋼纜的張力是變化的，甚至在不同時刻不相同。曳引鋼纜在受力情況下會發生 形變——長度被拉伸，張力的變化導致其形變量也是變化的，加大了測速的誤差。由於曳引 鋼纜與曳引機之間採用摩擦力傳動，容易引起打滑，加上曳引鋼纜受力的變化，打滑現象也 更為明顯、且不確定，進一步加大了測速誤差。該旋轉編碼器也只能用於電梯轎廂的速度測 量，而不能對電梯轎廂進行定位。同時，為了實現電梯轎廂的位置確定(定位)——包括平層及樓層確定，則採用一 套複雜的機電結構來完成，即在每層的平層位置區域均安裝傳感器，通過每層樓的傳感器 來確定電梯轎廂的位置，採用此種方式製造成本高，安裝工藝複雜，安裝、調試時間長。

發明內容
針對上述不足，本發明所要解決的技術問題在於提供一種便於安裝使用，準確度 高的測定移動物體運行速度的方法和裝置。尤其是一種同時具有對移動物體進行準確測速、定位的方法和裝置。進一步地，提供一種對電梯轎廂的運動速度和所處位置進行確定的方法和裝置。為了上述目的，本發明採用的技術方案包括所述的方法具體包括步驟(1)在移動物體上固定連接同步機構，所述同步機構與所述移動物體同步運動，所 述同步機構在沿運動方向上的形變量不受移動物體運動狀態和載荷的影響；(2)所述同步機構連接旋轉編碼器，驅動旋轉編碼器轉動，將移動物體的運動轉換 為旋轉編碼器的同步轉動；(3)通過旋轉編碼器的轉動狀態確定移動物體的運動速度和位置。具體地，所述步驟(3)包括，對旋轉編碼器轉動產生的脈衝信號進行計數形成計數信息；通過單位時間內計數信息的變化量，確定旋轉編碼器的轉動速度，並確定移動物 體的運動速度；
設定一個參考位置，通過記錄移動物體從參考位置運動到當前位置計數信息的變 化量，確定移動物體相對於參考位置的位置。所述步驟(3)進一步包括，當移動物體處於參考位置時，將計數信息清零；和/或預先記錄移動物體從參考位置到達至少一個指定位置時對應的脈衝信號數量；在 移動物體運動過程中，如果計數信息與所述對應的脈衝信號數量相同，則確定移動物體處 於所述指定位置。本發明所述的裝置包括數據處理器、旋轉編碼器、固定連接在移動物體上並與移動物體做同步運動的同 步機構；所述同步機構沿運動方向上的形變量不受移動物體運動狀態和載荷的影響；所述 同步機構連接旋轉編碼器並驅動旋轉編碼器同步轉動；所述數據處理器與所述旋轉編碼器 連接，根據所述旋轉編碼器的轉動狀態確定移動物體的速度和位置。進一步地，所述移動物體為電梯轎廂，所述同步機構為鋼纜，所述鋼纜與電梯轎廂 連接並與電梯轎廂同步運動；所述鋼纜在電梯轎廂的運動方向上的形變量不受電梯轎廂運 動狀態和載荷的影響；所述旋轉編碼器包括光柵編碼盤、光柵傳感器；所述鋼纜驅動光柵編碼盤同步轉 動，並在光柵傳感器上產生脈衝信號；所述數據處理設備包括鑑相器、計數器、時鐘、運算器；所述鑑相器連接在所述光 柵傳感器和計數器之間，所述計數器、時鐘與所述運算器連接，鑑相器對脈衝信號進行鑑相 確定光柵編碼盤的轉動方向；所述計數器在電梯轎廂處於設定的參考位置開始對脈衝信號進行計數生成計數 信息，運算器根據計數信息和時鐘在對應時間產生的計時信息確定電梯轎廂的運動速度； 根據計數器的計數信息確定電梯轎廂相對於參照位置的位置變化量。進一步地，所述裝置包括參考位置檢測器，以及所述數據處理器進一步包括一個 與所述參考位置檢測器連接，並在所述參考位置檢測器的驅動下產生清零脈衝的清零脈衝 發生器，所述計數器與所述清零脈衝發生器連接，並在清零脈衝的驅動下將所述計數器中 的計數信息清零。具體地，所述參考位置檢測器包括，一對相對設置並成為一個整體的產生紅外信 號的紅外發射管、接收紅外信號的紅外接收管，以及一個隨電梯轎廂一起運動的遮光隔板， 所述遮光隔板在電梯轎廂處於參考位置時剛好處於所述紅外發射管、紅外接收管之間，使 所述紅外接收管不能接收紅外信號；所述紅外接收管與所述清零脈衝發生器連接，當紅外 接收管沒有接收到紅外信號時，驅動清零脈衝發生器產生清零脈衝。所述裝置進一步包括一個記錄電梯轎廂處於至少一個樓層時對應的脈衝信號數 值的存儲器，如果計數器中的當前計數信息等於存儲器中的數值，則電梯轎廂到達所述樓 層。優選地，所述鋼纜為電梯系統中，與電梯轎廂同步運動的限速器鋼纜；所述旋轉編碼器的光柵編碼盤直接安裝在限速器上，在限速器鋼纜的驅動下與限 速器同步轉動；或，所述旋轉編碼器進一步包括一個傳動滑輪，所述光柵編碼盤與所述傳動滑輪同軸心固定連接，並能繞軸心同步轉動，所述限速器鋼纜繞過傳動滑輪，通過傳動滑輪驅動光柵 編碼盤轉動。所述裝置進一步包括一條同步鋼纜，所述旋轉編碼器進一步包括一個傳動滑輪， 所述光柵編碼盤與所述傳動滑輪同軸心固定連接，並能繞軸心同步轉動；所述同步鋼纜繞 過分別設置在電梯系統頂部和底部的傳動滑輪、張緊輪，並將兩個端頭固定連接到電梯轎 廂上，形成閉合的環形結構。本發明採用技術成熟的旋轉編碼器和數據處理器結合進行移動物體的測速定位， 技術實現方便，而且便於實施。通過獨立設置的同步鋼纜或限速器鋼纜來驅動旋轉編碼器， 由於所述同步鋼纜和限速鋼纜與電梯轎廂同步運動，其張力恆定，不會受電梯轎廂運行速 度、加速度以及載荷的影響而發生形變，減小了測速定位的誤差，從而保證了速度測量和定 位的準確性。同時通過在一個確定的樓層設置參考位置檢測器，對計數器進行清零，以消除 誤差的累積，增加了定位的準確性。由於本發明可以採用附加的方式安裝在現行的電梯系 統中，並不會影響電梯系統原有的所有結構部件的工作，即可實現用於第三方監測電梯運 行狀態，也可作為電梯系統的組成部分，用於控制電梯系統的工作。



圖1本發明的邏輯結構示意圖；圖2提供了一種旋轉編碼器的結構；圖3旋轉編碼器的第一種安裝方式的示意圖；圖4旋轉編碼器的第二種安裝方式的示意圖；圖5旋轉編碼器的第三種安裝方式的示意圖；圖6參考位置檢測器的結構簡圖。圖中，1.旋轉編碼器(其包括，11.光柵編碼盤，12.傳動滑輪，13.光柵傳感器， 14.安裝支架)，2.數據處理器(其包括，21.計數器，22.運算器，23.時鐘，24.清零脈衝發 送器，25.鑑相器)，3.參考位置檢測器(其包括，31.紅外發射管，32.紅外接收管，33.遮 光隔板)，4.數據輸出埠，5.鋼纜張緊輪，51.鋼纜頂張緊輪，52.鋼纜底張緊輪，6.鋼纜， 61.同步鋼纜，62.限速器鋼纜，7.限速器，71.張緊輪，8.電梯轎廂。
具體實施例方式為了便於對發明的進一步理解，下面結合附圖對本發明的具體實施方式
做詳細的 說明。在以下實施例中，以將本發明應用到電梯系統中的電梯轎廂的測速定位進行描 述，當然本發明還可應用於其他移動物體的測速定位。圖1提供了本發明的邏輯結構示意圖，本發明包括，旋轉編碼器1，數據處理器2， 參考位置檢測器3，數據輸出埠 4。所述旋轉編碼器1、參考位置檢測器3、數據輸出埠 4都與數據處理器2連接，其中數據處理器2包括順次連接的清零脈衝發送器24，以及計數 器21、運算器22、時鐘23、25.鑑相器。具體地，旋轉編碼器1通過鑑相器25與計數器21連接，計數器21對旋轉編碼器1 採集到的信號進行計數，並把計數信息送到運算器22 ；時鐘23用於計時並把計時信息送到運算器22，運算器22對計數器21和時鐘23送來的信息(計算信息和計時信息)進行運算 處理，將處理結果送到數據輸出埠 4對外輸出。參考位置檢測器3與清零脈衝發生器24 連接，當參考位置檢測器3檢測到參考位置信息時驅動清零脈衝發生器24產生清零脈衝， 對計數器21中的計數信息清零，以消除誤差累計，增加測速定位的準確性。計數器21是帶 方向的加減計數器，經鑑相器25判讀，如果方向為正則由計數器21根據脈衝信號按連續整 數遞增計數，反向運動時，遞減(加負整數)計數。如圖2所示，旋轉編碼器1包括圓盤形的光柵編碼盤11，傳動滑輪12，光柵傳感器 13。光柵編碼盤11與傳動滑輪12固定連接，通過設在其中心的軸承固定在支架14上，光 柵編碼盤11與傳動滑輪12能繞軸承靈活地做同步旋轉。鋼纜6穿過傳動滑輪12的凹槽 中，當鋼纜6移動時，通過摩擦力驅動傳動滑輪12帶動光柵編碼盤11旋轉，在不打滑的情 況下，鋼纜6的移動速度、位置變化量，與傳動滑輪12轉動的線速度、轉過的弧長大小一致， 方向相關聯。把和傳動滑輪12同步旋轉(角速度、角位移均相同)的光柵編碼盤11的轉 動情況換算為傳動滑輪12的轉動情況即可得到鋼纜6的移動速度、位置變化量，當鋼纜6 與移動物體連接時，即可實現對移動物體的測速、定位。對於電梯轎廂，其是沿著固定路徑 做直線往返運動，採用將鋼纜6與電梯轎廂連接，即可實現對其進行測速、定位。為了避免 環境灰塵等幹擾源影響旋轉編碼器1的工作，在光柵編碼盤11外面封裝一個防塵外殼(圖 中未繪出)。為了加大鋼纜6與傳動滑輪12的摩擦力，以減小傳動過程中的打滑現象，降 低測量誤差，在圖2中，設置了一個鋼纜張緊輪5，所述鋼纜張緊輪5與傳動滑輪12在鋼纜 6所在方向上錯位設置，並使得鋼纜6分別同時繞過鋼纜張緊輪5與傳動滑輪12，使得鋼纜 6在鋼纜張緊輪5與傳動滑輪12之間部分與鋼纜6不在一條直線上，從而增大鋼纜6與傳 動滑輪12的壓力，並增大摩擦力，減少打滑。光柵編碼盤11由不透光的材料製成(通常採用鋁合金圓盤)由沿著其圓周均勻 設置的光柵孔構成，所述相鄰光柵孔邊沿間距與光柵孔沿光柵編碼盤11切線方向上的孔 徑相同，在光柵編碼盤11的光柵孔處安裝光柵傳感器13。當光柵編碼盤11旋轉時，由於光 柵孔透光，而相鄰光柵孔間不透光，因此在紅外傳感器上產生脈衝信號，該脈衝信號的變化 快慢即表明了其旋轉的快慢，變化的數目即表明了角位移，從而可以通過該脈衝信號的變 化檢測到光柵編碼盤11的旋轉角速度大小和角位移，根據光柵編碼盤11、傳動滑輪12、鋼 纜6三者之間的關係，就可以確定鋼纜6的移動速率和位置移動量，如果鋼纜6與移動物體 連接，即可判斷移動物體的移動速率和位置移動量。具體計算原理和規則在後續部分進行 詳細描述。所述光柵傳感器13由兩對紅外傳感器構成，所述兩對紅外傳感器沿光柵編碼盤 11切線方向設置，兩對紅外傳感器的中心點間距滿足D :D (1/4+ N)d ；式中，N =非負整數；d為相鄰光柵孔中心間距，也即一個光柵孔周期距離。通過所述設置，可以實現對光柵編碼盤11旋轉方向進行檢測，具體原理是，由於 兩對紅外傳感器的上述間距，使得兩對紅外傳感器輸出的兩路脈衝信號相位呈正交編碼關 系，當光柵編碼盤11正向旋轉時，兩個紅外傳感器輸出的脈衝信號相位差是小於180度，相 反光柵編碼盤反向旋轉時紅外傳感器輸出脈衝相位差是大於180度小於360度。通過鑑相器25檢測兩對紅外傳感器輸出脈衝信號的相位差，即可判斷光柵編碼器11的旋轉方向，也 即可判斷鋼纜6的移動方向。如果鋼纜6與移動物體連接，即可判斷移動物體的移動方向， 鑑相器25把鑑相後的確定一路脈衝信號送到計數器21進行計數，如果方向為正則由計數 器21，計數器21根據脈衝信號按連續整數遞增計數，反向運動時，遞減(加負整數)計數， 可以對電梯轎廂相對與參考位置的距離長度(位置變化量)對應的脈衝信號數量進行準確 計數。。當然如果採用一對紅外傳感器也可以構成光柵傳感器13，只是此時無法檢測與鋼 纜6連接的移動物體的移動方向。在後續的描述中，將以用於電梯系統的具體實施方式
來 描述，電梯轎廂即為移動物體。為了避免因鋼纜6長度變化引起的測速定位誤差，要求鋼纜6的長度不受電梯轎 廂載荷及運行狀態的影響，避免長度拉伸造成的檢測誤差，可以通過使用剛性強的結構、受 力形變極小的材料或保持鋼纜6的張力恆定等均可實現。在具體應用中，採用將鋼纜6的 預張力適中，且恆定不變即可，這種方式實現方便，簡單。當然所述鋼纜6也可以是和移動 物體固定連接、與移動物體同步移動的其他同步機構，例如鏈條、剛性杆等。所述光柵傳感器13與數據處理器2連接，光柵傳感器13將光柵編碼盤11旋轉產 生的脈衝信號送到數據處理器2，計算出鋼纜6的移動速度以及總的位置移動量，從而確定 移動物體的移動速度和位置移動量，如果有確定的參考位置，即可確定移動物體的具體位 置。結合圖1、2所示，將鋼纜6固定連接到電梯轎廂上，電梯轎廂的運行速度檢測是由 數據處理器2中的計數器21、時鐘23、運算器22配合完成，通過在一定時間內對旋轉編碼 器1輸出的脈衝信號進行計數(時鐘23計時、計數器21計數)，並運算器22計算得出移 動物體的運行速度(包括運行速率和方向)。與電梯轎廂同步運行的鋼纜6帶動光柵編碼 盤11轉動，光柵傳感器13將鋼纜6的直線往復運動轉換為旋轉編碼器1產生的帶方向信 息的同步脈衝信號，直線位移與脈衝信號數量保持嚴格並確定的線性比例關係。脈衝信號 經數據處理器2計數後，將其換算為電梯轎廂的位置和電梯轎廂的速度，並可以輸出到相 關裝置，可以作為檢測電梯運行速度和平層信息。由於鋼纜6長度恆定(長度不受電梯轎廂運動狀態和載荷影響)以保證即電梯轎 廂的位置移動量會按比例的傳達到光柵傳感器速率=脈衝信號數量X單位脈衝信號長度/計數時間脈衝信號數量是由計數器21計數得到，即為計數器21輸出的計數信息(計數器 21中的數值)；計數時間是由時鐘23輸出的計時信息；定義單位脈衝信號長度=每個脈衝所對應的電梯運行長度=傳動滑輪周長/光 柵編碼盤的光柵孔數。例如脈衝信號數量=3000，計數時間=1秒，傳動滑輪周長=0. 2米，光柵編碼 盤的孔數=400，速率 v = 3000X0. 2/(1X400) = 1. 5(米/秒)在具體實現時，由於移動物體的運動具有方向性(二維方向)，所述方向性可以通 過由兩對紅外傳感器構成的光柵傳感器13來實現。當電梯運行方向改變時，數據處理器2會立刻重新計算方向改變後電梯的瞬時速度。
電梯轎廂位置的確定(定位)也是由數據處理器2中的計數器21、時鐘23、運算 器22配合完成。計數器21對電梯轎廂從參考位置開始計數(參考位置時計數器為0)，當 電梯轎廂在某一位置時，根據計數器21中當前的計數信息一一計數數值，即可計算出電梯 轎廂相對於參考位置的位置移動量，即可得到其當前位置，實現定位。具體運算如下位置 移動量=當前對應的計數數值X單位脈衝信號長度。計數器21是帶方向的加減計數器， 當電梯轎廂正向運動時，兩個紅外傳感器輸出的脈衝信號相位差是小於180度，相反運動 時光柵編碼盤反向旋轉時紅外傳感器輸出脈衝相位差是大於180度小於360度，鑑相器25 把鑑相後的確定一路脈衝信號送到計數器21進行計數，如果方向為正則由計數器21根據 脈衝信號按連續整數遞增計數，反向運動時，遞減(加負整數)計數，可以對電梯轎廂相對 與參考位置的距離長度(位置變化量)對應的脈衝信號數量進行準確計數。在實際應用中，電梯轎廂定位是為了保證電梯轎廂能準確平層。在具體電梯轎廂 平層應用中，進一步包括一個存儲器(在圖中未示出)，所述存儲器與與運算器22連接，計 數器21對電梯轎廂從底樓開始到頂樓，電梯轎廂到達每層樓停止時，運算器22取出計數器 21的當前計數數值，並記錄到存儲器中，以後運算器22用這些固定的數值檢測電梯轎廂到 達每層樓時是否平層。存儲器可以設置在數據處理器2中，或者作為一個獨立設備設置，並 與數據處理器2中的運算器22連接。同樣在計算速率時，由於對於電梯轎廂的運行情況比較特殊，可以採用預先計算 並在存儲器中記錄單個單位脈衝信號長度，然後根據轉過單位脈衝長度(即脈衝信號的計
數信息一一計數數值變化1)所需的時間，即一七__mm^m_只要
當前速率=單位脈衝長度所需的時間「
計數器21中的計數信息變化1即可得到當前的電梯轎廂運行速率。由於傳動滑輪12與鋼纜6是利用摩擦傳動方式，會因打滑引起誤差，為了監測並 校正打滑誤差，尤其是消除誤差累積，需要對計數器21進行清零操作，採用當電梯轎廂到 達某個參考位置時，對計數器21中的計數信息進行實時修正，以避免累積誤差。
具體實施方式
通過在參考位置設置參考位置檢測器3來實現，圖6提供了一種參 考位置檢測器的結構示意圖。結合圖1所示，所述參考位置檢測器3包括，紅外發射管31、 紅外接收管32、遮光隔板33，所述紅外接收管32與數據處理器2的清零脈衝發生器24連 接。將紅外發射管31、紅外接送管32相對固定設置在電梯系統的電梯井道上，可以將遮光 隔板33設置在電梯轎廂或鋼纜6上，而將紅外發射管31、紅外接收管32安裝在一個位置， 所述位置為電梯轎廂處於參考位置時，所述遮光隔板33處於紅外發射管31、紅外接收管32 之間，所述參考位置可以是任意位置，優先地，採用當電梯轎廂在底層時作為參考位置。或 者將上述遮光隔板33與紅外發射管31、紅外接收管32對換安裝。當電梯轎廂運行到參考位 置時，遮光隔板33置於紅外發射管31、紅外接收管32之間，使得紅外接收管32沒有接收到 紅外信號，驅動清零脈衝發生器24產生清零脈衝，將計數器21中記錄的數值(計數信息) 歸零，計數器21從參考位置開始重新計數，從而消除原有誤差，避免誤差累積，從而增加測 速定位的準確形。優選地，將參考位置檢測器3的紅外發射管31、紅外接收管32固定安裝 在電梯系統頂部(這樣離電梯機房近，便於安裝維護)，在鋼纜6上安裝遮光隔板33，並使 得電梯轎廂位於底層時，遮光隔板33位於紅外發射管31、紅外接收管32之間。由於遮光隔 板33上沒有任何電路，也不是活動部件，通過這種方式可以減少故障率，也便於維護。在下述實施例中，均是將遮光隔板33安裝在鋼纜上，為了簡化描述，沒有分別進行相應的說明。實施方案一利用電梯系統的限速器鋼纜62帶動旋轉編碼器1的光柵編碼盤11轉動，並通過 光柵傳感器13採集脈衝信號，提供給數據處理器2實現測速定位，同時參考位置檢測器3 與數據處理器2連接，本方案安裝方便，實施成本低廉。圖3提供了該方案的一種實施例示意圖，在本實施例中。旋轉編碼器1安裝在電 梯系統的限速器鋼纜62 (即代替圖2中的鋼纜6)的任一位置，通過限速器鋼纜62來驅動 旋轉編碼器1的工作，旋轉編碼器1通過支架14固定在電梯系統的上，如電梯系統的支架 或電梯井壁上。由於限速器鋼纜62是由一根分別繞過電梯系統頂部的限速器7和設置電 梯系統底部的張緊輪71，並將其兩個端頭分別固定在電梯轎廂8的超速應急制動控制機構 上，在正常情況下，限速器7和張緊輪71均屬於定滑輪，限速器鋼纜62隨電梯轎廂8同步 運動，不承載電梯轎廂8的載荷，其張力恆定，不受電梯轎廂8載荷和運動狀態的影響，因此 保證了通過限速器鋼纜62實現對電梯轎廂8的測速定位的準確性，減少了誤差。安裝時， 將傳動滑輪12壓在限速器鋼纜62上，並通過鋼纜張緊輪5將限速器鋼纜62進一步張緊， 增大限速器鋼纜62與傳動滑輪12的壓力，增加二者間的摩擦力，減少打滑，提高測速定位 的準確性。實施方案二 在電梯系統中獨立安裝的同步鋼纜61帶動旋轉編碼器1的光柵編碼盤11轉動， 並通過光柵傳感器13採集脈衝信號，提供給數據處理器2實現測速定位，同時參考位置檢 測器3與數據處理器2連接。本實施方式不依附於原有電梯系統，獨立性強，並且在電梯轎 廂8的任何運動狀態(包括正常狀態和超速狀態)都能準確進行測速定位。圖4提供了一種該實施方案的實施例，在電梯系統頂部水平固定安裝兩個鋼纜頂 張緊輪51，旋轉編碼器1安裝在兩個鋼纜頂張緊輪51之間，並且鋼纜頂張緊輪51和傳動滑 輪12在同一豎直平面內，優選地，鋼纜頂張緊輪51和傳動滑輪12軸心在同一水平面。對 應地，在電梯系統底部，與鋼纜頂張緊輪51和傳動滑輪12的同一豎直平面內固定安裝一個 或安裝兩個鋼纜底張緊輪52。同步鋼纜61繞過鋼纜底張緊輪52、鋼纜頂張緊輪51以及傳 動滑輪12，並連接到電梯轎廂8，並隨電梯轎廂8同步運動。同步鋼纜61在兩個鋼纜頂張 緊輪51的作用下，與傳動滑輪12的摩擦力大，減少打滑現象的發生，提高測速定位的準確 性。當然也可不需要頂張緊輪51，將同步鋼纜61直接繞在傳動滑輪12和底張緊輪52上， 並將同步鋼纜61的兩個端頭固定在電梯轎廂8上。實行方案三參照圖5所示，將旋轉編碼器1中主體部分光柵編碼盤12、光柵傳感器13直接安 裝在限速器7的轉動軸上，此時限速器7即作為傳動滑輪12，光柵編碼盤12與限速器7同 步轉動，並通過光柵傳感器13採集脈衝信號，提供給數據處理器2。本實施方案結構簡單。在上述實施例中，傳動滑輪12，鋼纜張緊5，鋼纜頂張緊輪51，鋼纜底張緊輪52，限 速器7，張緊輪71都是定滑輪結構，對繞過其的鋼纜、同步鋼纜或限速器鋼纜都只起改變方 向的作用，當然也包括對其進行張緊，增大鋼纜、同步鋼纜或限速鋼纜與其的摩擦力。上述實施例以電梯轎廂為例描述了對移動物體的測速、定位方法和系統，但是所 述的移動物體並不局限於電梯轎廂，可以包括其他沿直線或曲線運動的物體。在所述的各個實施例中，相關結構並不局限於對應的實施例，還可以將各個實施例的相關部分進行互 換、組合以形成新的實施例等，都屬於本發明的保護範圍。 當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，即 使對各個步驟的執行順序進行了改變，都屬於本發明的保護範圍。熟悉本領域的技術人員 可根據本發明做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附 的權利要求的保護範圍。
權利要求
一種移動物體的測速定位方法，其特徵在於包括，(1)在移動物體上固定連接同步機構，所述同步機構與所述移動物體同步運動，所述同步機構在沿運動方向上的形變量不受移動物體運動狀態和載荷的影響；(2)所述同步機構連接旋轉編碼器，驅動旋轉編碼器轉動，將移動物體的運動轉換為旋轉編碼器的同步轉動；(3)通過旋轉編碼器的轉動狀態確定移動物體的運動速度和位置。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟(3)包括，對旋轉編碼器轉動產生的脈衝信號進行計數形成計數信息；通過單位時間內計數信息的變化量，確定旋轉編碼器的轉動速度，並確定移動物體的 運動速度；設定一個參考位置，通過記錄移動物體從參考位置運動到當前位置計數信息的變化 量，確定移動物體相對於參考位置的位置。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述步驟(3)進一步包括，當移動物體處於參考位置時，將計數信息清零；和/或預先記錄移動物體從參考位置到達至少一個指定位置時對應的脈衝信號數量；在移動 物體運動過程中，如果計數信息與所述對應的脈衝信號數量相同，則確定移動物體處於所 述指定位置。
4.一種移動物體的測速定位裝置，對運動的移動物體進行測速定位，其特徵在於包括， 數據處理器、旋轉編碼器、固定連接在移動物體上並與移動物體做同步運動的同步機構；所 述同步機構沿運動方向上的形變量不受移動物體運動狀態和載荷的影響；所述同步機構連 接旋轉編碼器並驅動旋轉編碼器同步轉動；所述數據處理器與所述旋轉編碼器連接，根據 所述旋轉編碼器的轉動狀態確定移動物體的速度和位置。
5.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於，所述移動物體為電梯轎廂，所述同步機構為鋼纜，所述鋼纜與電梯轎廂連接並與電梯 轎廂同步運動；所述鋼纜在電梯轎廂的運動方向上的形變量不受電梯轎廂運動狀態和載荷 的影響；所述旋轉編碼器包括光柵編碼盤、光柵傳感器；所述鋼纜驅動光柵編碼盤同步轉動，並 在光柵傳感器上產生脈衝信號；所述數據處理設備包括鑑相器、計數器、時鐘、運算器；所述鑑相器連接在所述光柵傳 感器和計數器之間，所述計數器、時鐘與所述運算器連接，鑑相器對脈衝信號進行鑑相確定 光柵編碼盤的轉動方向；所述計數器在電梯轎廂處於設定的參考位置開始對脈衝信號進行計數生成計數信息， 運算器根據計數信息和時鐘在對應時間產生的計時信息確定電梯轎廂的運動速度；根據計 數器的計數信息確定電梯轎廂相對於參照位置的位置變化量。
6.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，進一步包括參考位置檢測器，以及所述數據 處理器進一步包括一個與所述參考位置檢測器連接，並在所述參考位置檢測器的驅動下產 生清零脈衝的清零脈衝發生器，所述計數器與所述清零脈衝發生器連接，並在清零脈衝的 驅動下將所述計數器中的計數信息清零。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，所述參考位置檢測器包括，一對相對設置並 成為一個整體的產生紅外信號的紅外發射管、接收紅外信號的紅外接收管，以及一個隨電 梯轎廂一起運動的遮光隔板，所述遮光隔板在電梯轎廂處於參考位置時剛好處於所述紅外 發射管、紅外接收管之間，使所述紅外接收管不能接收紅外信號；所述紅外接收管與所述清 零脈衝發生器連接，當紅外接收管沒有接收到紅外信號時，驅動清零脈衝發生器產生清零 脈衝。
8.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，進一步包括一個記錄電梯轎廂處於至少一 個樓層時對應的脈衝信號數值的存儲器，如果計數器中的當前計數信息等於存儲器中的數 值，則電梯轎廂到達所述樓層。
9.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述鋼纜為電梯系統中，與電梯轎廂同步運 動的限速器鋼纜；所述旋轉編碼器的光柵編碼盤直接安裝在限速器上，在限速器鋼纜的驅動下與限速器 同步轉動；或，所述旋轉編碼器進一步包括一個傳動滑輪，所述光柵編碼盤與所述傳動滑輪同軸心固 定連接，並能繞軸心同步轉動，所述限速器鋼纜繞過傳動滑輪，通過傳動滑輪驅動光柵編碼 盤轉動。
10.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，進一步包括一條同步鋼纜，所述旋轉編碼 器進一步包括一個傳動滑輪，所述光柵編碼盤與所述傳動滑輪同軸心固定連接，並能繞軸 心同步轉動；所述同步鋼纜繞過分別設置在電梯系統頂部和底部的傳動滑輪、張緊輪，並將 兩個端頭固定連接到電梯轎廂上，形成閉合的環形結構。
全文摘要
本發明電梯測速定位方法及裝置，公開了一種對移動物體的運行速度的測量、對移動物體的位置確定方法及裝置，尤其是一種對電梯進行測速定位的方法及裝置。所述方法包括，在移動物體上固定連接同步機構，所述同步機構與所述移動物體同步運動，所述同步機構在沿運動方向上的形變量不受移動物體運動狀態和載荷的影響；所述同步機構連接旋轉編碼器，驅動旋轉編碼器轉動，將移動物體的運動轉換為旋轉編碼器的同步轉動；通過旋轉編碼器的轉動狀態確定移動物體的運動速度和位置。以及實現所述方法的裝置。本發明採用技術成熟的旋轉編碼器和數據處理器結合進行移動物體的測速定位，技術實現方便，而且便於實施。
文檔編號B66B5/00GK101875458SQ20101021883
公開日2010年11月3日 申請日期2010年7月7日 優先權日2010年7月7日
發明者蘭德平, 周國權, 巫小波, 楊新松 申請人:四川潤智興科技有限公司