CN102344063A - 电梯轿厢绝对位置的检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电梯轿厢绝对位置的检测系统，其包括轿厢、限速器、位置检测电路板、电梯主控板及增量式编码器，所述增量式编码器安装于与所述限速器轮边接触的滚轮轴上。本发明电梯轿厢绝对位置的检测系统能够准确计算出电梯轿厢的移动距离，从而计算出电梯轿厢的绝对位置，且检测限速器速度，实现电梯超速保护，确保电梯运行的安全性，且成本低。

Description

电梯轿厢绝对位置的检测系统

技术领域

本发明涉及电梯领域，尤其是指一种电梯轿厢绝对位置的检测系统。

背景技术

目前电梯行业中，在电梯急停或电梯断电后，检测电梯轿厢绝对位置的方法主要有以下两种：

1、主电机曳引轮增量式编码器测量方法。该方法为在主电机曳引轮的转轴上安装增量式编码器，同时检测电机的转速及轿厢的位置，此方法存在以下不足：

a.电梯运行的加减速都在主电机曳引轮上发生，速度的变化、对重侧和轿厢两边的重量偏差大，使得主电机曳引轮与钢丝绳的打滑不能忽视，需要经常校正。

b.电梯在快车运行中遇到故障急停时，主电机抱闸释放，曳引轮急停，由于轿厢质量大惯性大，钢丝绳跟曳引轮发生打滑，而此时主机曳引轮已被抱闸抱死，增量式编码器无法检测轿厢的打滑距离，不能确定轿厢的准确位置。

c.电梯急停打滑距离无法检测，即故障后轿厢位置不能确认，则需要自救运行到基站校正位置后，电梯才能恢复正常释放被困乘客。而现在的建筑物的楼层越来越高，若电梯在高层出现故障急停，以检修速度(15m/min)返回基站校正的时间长。

d.电梯断电后，主电机曳引轮上的增量式编码器掉电，此时若盘车移动轿厢的位置，则不能测量轿厢的准确位置。

2、限速器安装绝对式编码器系统，该方法是利用限速器钢丝绳与轿厢的硬连接，轿厢的移动距离等于限速器的转动距离，在限速器上安装一个绝对式编码器，直接限速器的转动距离。其优点是可以检测轿厢在急停时的打滑距离，也可以在停电后，检测轿厢的位置。但是，其也存在缺点：

a.限速器钢丝绳的张紧只是靠垂吊与底坑的约40KG～80KG的重物维持，钢丝绳的长度会慢慢拉长，使测量精度受到了限制。

b.绝对式编码器的成本高，限制了此轿厢位置确认系统的应用。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种电梯轿厢绝对位置的检测系统，其能够克服现有技术的缺陷，在电梯急停或掉电时，能够准确的确认电梯轿厢的位置。

本发明是这样实现的：

一种电梯轿厢绝对位置的检测系统，其包括轿厢、限速器、位置检测电路板、电梯主控板及增量式编码器，所述增量式编码器安装于与所述限速器轮边接触的滚轮轴上。

优选的是，其还包括有滚轮，所述滚轮与所述限速器的轮边接触，使所述限速器的转动距离等于所述滚轮的转动距离。

优选的是，其还包括有差分信号转换模块，所述增量式编码器的A、B、Z三相分别与所述差分信号转换模块连接，且所述差分信号转换模块设置于所述位置检测电路板上；

其中，所述差分信号转换模块将所述增量式编码器输出的双脉冲信号转换为单脉冲信号，以获得所述增量式编码器输出的脉冲信号的数量N。

优选的是，所述差分信号转换模块为差分信号接收芯片。

优选的是，所述位置检测电路板设有计算单元，所述差分信号转换模块与所述计算单元连接，所述计算单元根据S＝(NC)/R计算出所述限速器的转动距离；

其中，C＝πD，D为所述限速器的直径，R为所述增量式编码器的分辨率。

优选的是，其还包括有电池装置，所述电池装置与所述位置检测电路板连接。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明电梯轿厢绝对位置的检测系统能够准确计算出电梯轿厢的移动距离，从而计算出电梯轿厢的绝对位置，且检测限速器速度，实现电梯超速保护，确保电梯运行的安全性，且成本低。

附图说明

图1为本发明电梯轿厢绝对位置的检测系统的结构示意图；

图2为本发明电梯轿厢绝对位置的检测系统运行时的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：

如图1所示，本发明电梯轿厢绝对位置的检测系统，包括导向轮1、主机曳引轮2、轿厢侧反绳轮8、轿厢9及对重10，限速器3、滚轮4、增量式编码器12、位置检测电路板5、电梯主控板6及限位器张紧装置11。其中，绳索依次通过所述对重10、导向轮1、主机曳引轮2及所述轿厢侧反绳轮8，绳索通过所述轿厢侧反绳轮8将所述轿厢9吊起，并将所述对重10及所述轿厢9分别活动地固定于所述导向轮1及所述主机曳引轮2的两侧。其中，所述限位器3、所述限位器张紧装置11及所述轿厢9之间的连接关系已属于现有技术，本发明在此不再赘述。

在本发明中，所述主机曳引轮2的转轴上安装有增量式编码器(图未示出)，与所述限速器3接触的滚轮4转轴上亦安装有增量式编码器12。

所述电梯轿厢绝对位置检测系统的滚轮4与所述限速器3的轮边接触，因此，所述限速器3的转动距离等于所述滚轮的转动距离。

所述增量式编码器12为了增强其输出的脉冲信号的抗干扰能力，输出差分信号A+，A-，B+，B-，Z+，Z-，而所述位置检测电路板5需要获得所述增量式编码器12输出的脉冲数量，以获得所述增量式编码器12的旋转角度。所述电梯轿厢绝对位置的检测系统还包括差分信号转换模块，所述增量式编码器4的A、B、Z三相分别与所述位置检测电路板5上的差分信号转换模块连接。以所述增量式编码器12的A相为例，A相输出A+、A-，以A-为基准电压输出，所述位置检测电路板5一般以地0V为基准电压，所述位置检测电路板5为了检测所述增量式编码器12的A相的输出脉冲数量，必须使用差分信号接收芯片将A+，A-转换为以地为基准电压的单脉冲信号，因此，单脉冲信号的数量即为所述增量式编码器4输出的脉冲信号的数量N。

在本优选实施例中，所述差分信号转换模块为差分信号接收芯片。

所述位置检测电路板5设有计算单元，所述差分信号转换模块与所述计算单元连接，所述计算单元根据S＝(NC)/R计算出所述限速器的转动距离；其中，C＝πD，D为所述限速器3的直径，R为所述增量式编码器的分辨率，用户可根据自身需要选择不同的分辨率，分辨率越高最后得到的电梯轿厢的移动的精度越高。所述轿厢9与所述限速器3为硬连接，所述轿厢9的位移等于所述限速器3的转动距离。假设，所述增量式编码器12安装在直径D＝80mm的与所述限速器3轮边接触的滚轮4轴上，所述限速器3的转动距离等于滚轮4的转动距离。

最后，再根据现有判断电梯轿厢上升或下降的方法，得出电梯轿厢是上升还是下降，判断电梯轿厢是上升或下降的方法已属于现有技术，本发明在此不再赘述；另外，位置检测电路板5将检测到的位置数据传送到电梯主控板6，并根据此数据计算出限速器3的转动距离(即轿厢的移动距离)得出电梯轿厢9的具体位置。

为了避免在电梯掉电的同时，所述增量式编码器12、位置检测电路板5也掉电，所述电梯轿厢的绝对位置的检测系统还包括有电池装置7，所述电池装置7与所述位置检测电路板5连接。在本优选实施例中，所述电池装置7优选为锂电池。

为了确保所述增量式编码器12检测的位置数据的准确性，使用了三种校正：

第一种：使用增量式编码器12的Z相对脉冲校验。当所述增量式编码器12旋转一圈时，增量式编码器12的Z相会输出一个脉冲，将增量式编码器4的分辨率R与增量式编码器12旋转一圈输出的脉冲数量对比，可以判断编码器脉冲是否丢失，进行校正。

第二种：电梯轿厢9在端站时，所述电梯主控板6对所述位置检测电路板5的位置数据进行校正，消除滚轮4与限速器3打滑的误差累积；其中，所述位置数据包括：增量式编码器的11位单圈旋转角度脉冲数据；13位的增量式编码器旋转圈数数据。以分辨率R的增量式编码器12为512为例，512*4(此处的4即为对AB相的上升沿、下降沿检测的4倍频)，在没有误差的情况下，分辨率为：512*4＝2¹¹＝2048。电梯轿厢在上行时，位置数据计数器加，电梯轿厢在下行时，位置数据计数器减。在端站时，将所述位置检测电路板5的位置数据作为0点开始计数。

第三种：在电梯轿厢运行时，所述电梯主控板6将电梯轿厢的层高数据与位置检测电路板5的位置数据进行对比，若两者的偏差超过允许值，则所述电梯轿厢9返回端站进行位置校正。如图2所示，此处，所述层高表数据是指电梯在层高运行时，将主机曳引轮2上的增量式编码器脉冲数据，转换成轿厢位置数据，记录下来的楼层高度数据。在层高运行时，记录主机曳引轮2上的增量式编码器和限速器3上的增量式编码器12，在离开底层的隔磁板时的位置数据分别为X₁、X₂，在进入顶层隔磁板时的位置数据Y₁、Y₂，计算得到主机曳引轮2的增量式编码器的转动距离(mm)与限速器3的增量式编码器12的脉冲数据比A＝(Y₂-X₂)/(Y₁-X₁)，假设限速器上的增量式编码器检测到的位置数据为S₁，则轿厢实时位置S₂＝S₁×A。

以上仅为本发明的具体实施例，并不以此限定本发明的保护范围；在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电梯轿厢绝对位置的检测系统，其包括轿厢、限速器、位置检测电路板及电梯主控板，其特征在于，其还包括有增量式编码器，所述增量式编码器安装于与所述限速器轮边接触的滚轮轴上。

2.如权利要求1所述的电梯轿厢绝对位置的检测系统，其特征在于，其还包括有滚轮，所述滚轮与所述限速器的轮边接触，使所述限速器的转动距离等于所述滚轮的转动距离。

3.如权利要求2所述的电梯轿厢绝对位置的检测系统，其特征在于，其还包括有差分信号转换模块，所述增量式编码器的A、B、Z三相分别与所述差分信号转换模块连接，且所述差分信号转换模块设置于所述位置检测电路板上；

其中，所述差分信号转换模块将所述增量式编码器输出的双脉冲信号转换为单脉冲信号，以获得所述增量式编码器输出的脉冲信号的数量N。

4.如权利要求3所述的电梯轿厢绝对位置的检测系统，其特征在于，所述差分信号转换模块为差分信号接收芯片。

5.如权利要求2所述的电梯轿厢绝对位置的检测系统，其特征在于，所述位置检测电路板设有计算单元，所述差分信号转换模块与所述计算单元连接，所述计算单元根据S＝(NC)/R计算出所述限速器的转动距离；

其中，C＝πD，D为所述限速器的直径，R为所述增量式编码器的分辨率。

6.如权利要求1所述的电梯轿厢绝对位置的检测系统，其特征在于，其还包括有电池装置，所述电池装置与所述位置检测电路板连接。

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