一种具有位置检测功能的电梯导轨系统及位置检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种具有位置检测功能的电梯导轨系统及位置检测方法，该系统包括：电梯导轨、电梯导靴、光栅位移传感器和电梯主控系统；光栅位移传感器包括标尺光栅、指示光栅、包括光源和透镜的光路系统和包括光敏元件和驱动电路的测量系统；标尺光栅安装在导轨中，每根导轨首尾两端设有参考标记；电梯运行过程中，标尺光栅和指示光栅产生相对位移，在光源和透镜的作用下形成明暗相间的条纹；光敏元件将明暗相间的条纹转换成正弦变换的电信号，驱动电路将电信号放大和整形后得到正弦波或方波；电梯主控系统根据驱动电路的输出信号计算运行的距离，得出电梯运行中实时绝对位置。本发明专利技术在保存传统导轨性能的前提下，又能提供导靴实时绝对位置。靴实时绝对位置。靴实时绝对位置。

【技术实现步骤摘要】
一种具有位置检测功能的电梯导轨系统及位置检测方法


[0001]本专利技术涉及电梯测量
，具体涉及一种具有位置检测功能的电梯导轨系统及位置检测方法。

技术介绍

[0002]随着电梯的使用越来越广泛，电梯技术日新月异，电梯功能需求越来越多，因不同功能需求而增加的部件也越来越多，因此多功能电梯部件应运而生。
[0003]传统导轨及导靴只有引导轿厢在正常方向运动的功能，而传统位置检测器必须与隔磁板配合才能使用，隔磁板至少需要在每个服务楼层安装一个，且调试时为保障平层精度必须逐层调整隔磁板位置，增加安装调试的工作量，且因有大量高空作业，其安全风险加大。
[0004]传统电梯导靴(轿厢)的位置只能通过计算主机转动时钢丝绳运动的长度来确认，当钢丝绳出现拉伸时，轿厢的位置将会不准确，提升高度越高，钢丝绳拉伸量越大，其轿厢位置误差越大。

技术实现思路

[0005]为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本专利技术提供一种具有位置检测功能的电梯导轨系统及位置检测方法，在保存传统导轨性能的前提下，又可以提供导靴实时绝对位置。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术提供一种具有位置检测功能的电梯导轨系统，包括：电梯导轨、电梯导靴、光栅位移传感器和电梯主控系统；
[0008]所述光栅位移传感器包括标尺光栅、指示光栅、光路系统和测量系统；
[0009]所述标尺光栅安装在导轨中，用于检测导靴物理位置，每根导轨首尾两端设有参考标记；
[0010]所述指示光栅、光路系统和测量系统安装在导靴中；
[0011]所述指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间形成一个角度，并且两个光栅尺刻面相对平行；
[0012]所述光路系统包括光源和透镜，所述测量系统包括光敏元件和驱动电路；
[0013]在电梯运行过程中，所述标尺光栅和指示光栅产生相对位移，在光路系统的光源和透镜的作用下形成明暗相间的条纹；
[0014]所述光敏元件用于将明暗相间的条纹转换成正弦变换的电信号，所述驱动电路用于将电信号放大和整形后，得到正弦波或方波；
[0015]所述电梯主控系统用于根据驱动电路的输出信号计算运行的距离，得出电梯运行中实时绝对位置。
[0016]作为优选的技术方案，每根导轨两侧工作面镶嵌整条标尺光栅。
[0017]本专利技术还提供一种电梯绝对位置检测方法，设有上述具有位置检测功能的电梯导
轨系统，包括下述步骤：
[0018]标记电梯的绝对零位，并将导靴的初始位置设置在电梯的绝对零位；
[0019]确定参考标记绝对位置：电梯检修运行，每到达一个导轨参考标记时记录导靴的绝对位置，并储存在电梯主控系统中；
[0020]确定电梯开门平层绝对位置：电梯检修运行，当电梯运行到轿门地坎与厅门地坎平齐时记录导靴的绝对位置，并储存在电梯主控系统中；
[0021]确定极限开关位置、电梯主控制发出强迫停梯指令的位置，以及电梯主控制分别发出一级、二级、三级强迫减速指令的位置；
[0022]确定电梯运行中导靴的位置。
[0023]作为优选的技术方案，所述确定电梯运行中导靴的位置，所述电梯主控制分别发出一级、二级、三级强迫减速指令的位置，轿厢在顶层平层时位置为Dnn，轿厢在底层平层时位置为D1，具体计算步骤为：
[0024]一级、二级、三级强迫减速指令的位置分别表示为：Sj1(Xj1)、Sj2(Xj2)、Sj3(Xj3)，轿厢在顶层平层时位置为Dnn，轿厢在底层平层时位置为D1；
[0025]当电梯载重及速度选定后，Dnn分别与Sjj、Sj、Sj1、Sj2以及Sj3的距离Lsjj(Lxjj)、Lsj(Lxj)、Lsj1(Lxj1)、Lsj2(Lxj2)以及Lsj3(Lxj3)分别表示为：
[0026]Sjj＝Dnn+Lsjj，Sj＝Dnn+Lsj，Sj1＝Dnn-Lsj1，Sj2＝Dnn-Lsj2，Sj3＝Dnn-Lsj3；
[0027]D1分别与Xjj、Xj、Xj1、Xj2以及Xj3的距离Lxjj、LLxj、LLxj1、LLxj分别表示为：
[0028]Xjj＝Dnn+Lxjj，Xj＝Dnn+Lxj，Xj1＝Dnn-Lxj1，Xj2＝Dnn-Lxj2，Xj3＝Dnn-Lxj3。
[0029]作为优选的技术方案，所述确定电梯运行中导靴的位置，具体步骤包括：
[0030]电梯运行在同段导轨：
[0031]电梯上行时，Sn＝S(n-1)+Mn*W/θ+Mn
’
*W1；
[0032]电梯下行时，Sn＝S(n-1)-Mn*W/θ-Mn
’
*W1；
[0033]S(n-1)为运行启动时的导靴绝对位置，Mn为从S(n-1)运行到Sn中产生的莫尔条纹数量，Mn
’
为S(n-1)到Sn之间的导轨拼接数，W为光栅的栅距，θ为标尺光栅和指示光栅刻线的夹角，B为莫尔条纹间距。
[0034]作为优选的技术方案，所述确定电梯运行中导靴的位置，具体步骤包括：
[0035]电梯上行时，Sn＝Ln+(n
’
)*W/θ+aW0；
[0036]电梯下行时，Sn＝Ln-(n
’
)*W/θ-aW0；
[0037]Ln表示运行时最后经过的标记位的绝对位置，n
’
表示经过最后标记位后还产生的莫尔条纹数量，a表示经过Ln后还经过的导轨拼接数，W为光栅的栅距，θ为标尺光栅和指示光栅刻线的夹角。
[0038]作为优选的技术方案，所述确定电梯运行中导靴的位置，包括下述情况：
[0039]导靴越过拼接处下侧导轨的参考标记，但未越过拼接处下侧导轨最末端，在电梯上行时，导靴绝对位置表示为：
[0040]S(n-1)+Mn*W/θ+(2*Mn
’-
2)*W0≤Sn≤S(n-1)+Mn*W/θ+(2*Mn
’-
1)*W0；
[0041]或者电梯下行时，导靴绝对位置表示为：
[0042]S(n-1)-Mn*W/θ-2*Mn
’
*W0≥Sn≥S(n-1)-Mn*W/θ-(2*Mn
’-
1)*W0；
[0043]导靴越过拼接处上侧导轨最末端，但未越过上侧导轨的参考标记；
[0044]电梯上行时，导靴绝对位置表示为：
[0045]S(n-1)+Mn*W/θ+(2*Mn-1)
’
*W0≤Sn≤S(n-1)+Mn*W/θ+2*Mn
’
*W0
[0046]或者电梯下行时，导靴绝对位置表示为：
[0047]S(n-1)-Mn*W/θ-(2*Mn
’
+1)*W0≥Sn≥S(n-1)-Mn*W/θ-2*Mn
’
*W0；
[0048]其中，S(n-1)为运行启动时的导靴绝对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有位置检测功能的电梯导轨系统，其特征在于，包括：电梯导轨、电梯导靴、光栅位移传感器和电梯主控系统；所述光栅位移传感器包括标尺光栅、指示光栅、光路系统和测量系统；所述标尺光栅安装在导轨中，用于检测导靴物理位置，每根导轨首尾两端设有参考标记；所述指示光栅、光路系统和测量系统安装在导靴中；所述指示光栅上的线纹和标尺光栅上的线纹之间形成一个角度，并且两个光栅尺刻面相对平行；所述光路系统包括光源和透镜，所述测量系统包括光敏元件和驱动电路；在电梯运行过程中，所述标尺光栅和指示光栅产生相对位移，在光路系统的光源和透镜的作用下形成明暗相间的条纹；所述光敏元件用于将明暗相间的条纹转换成正弦变换的电信号，所述驱动电路用于将电信号放大和整形后，得到正弦波或方波；所述电梯主控系统用于根据驱动电路的输出信号计算运行的距离，得出电梯运行中实时绝对位置。2.根据权利要求1所述的具有位置检测功能的电梯导轨系统，其特征在于，每根导轨两侧工作面镶嵌整条标尺光栅。3.一种电梯绝对位置检测方法，其特征在于，设有权利要求1或2所述的具有位置检测功能的电梯导轨系统，包括下述步骤：标记电梯的绝对零位，并将导靴的初始位置设置在电梯的绝对零位；确定参考标记绝对位置：电梯检修运行，每到达一个导轨参考标记时记录导靴的绝对位置，并储存在电梯主控系统中；确定电梯开门平层绝对位置：电梯检修运行，当电梯运行到轿门地坎与厅门地坎平齐时记录导靴的绝对位置，并储存在电梯主控系统中；确定极限开关位置、电梯主控制发出强迫停梯指令的位置，以及电梯主控制分别发出一级、二级、三级强迫减速指令的位置；确定电梯运行中导靴的位置。4.根据权利要求3所述的电梯绝对位置检测方法，其特征在于，所述确定电梯运行中导靴的位置，所述电梯主控制分别发出一级、二级、三级强迫减速指令的位置，轿厢在顶层平层时位置为Dnn，轿厢在底层平层时位置为D1，具体计算步骤为：一级、二级、三级强迫减速指令的位置分别表示为：Sj1(Xj1)、Sj2(Xj2)、Sj3(Xj3)，轿厢在顶层平层时位置为Dnn，轿厢在底层平层时位置为D1；当电梯载重及速度选定后，Dnn分别与Sjj、Sj、Sj1、Sj2以及Sj3的距离Lsjj(Lxjj)、Lsj(Lxj)、Lsj1(Lxj1)、Lsj2(Lxj2)以及Lsj3(Lxj3)分别表示为：Sjj＝Dnn+Lsjj，Sj＝Dnn+Lsj，Sj1＝Dnn-Lsj1，Sj2＝Dnn-Lsj2，Sj3＝Dnn-Lsj3；D1分别与Xjj、Xj、Xj1、Xj2以及Xj3的距离Lxjj、LLxj、LLxj1、LLxj分别表示为：Xjj＝Dnn+Lxjj，Xj＝Dnn+Lxj，Xj1＝Dnn-Lxj1，Xj2＝Dnn-Lxj2，Xj3＝Dnn-Lxj3。5.根据权利要求3所述的电梯绝对位置检测方法，其特征在于，所述确定电梯运行中导靴的位置，具体步骤包括：
电梯运行在同段导轨：电梯上行时，Sn＝S(n-1)+Mn*W/θ+Mn
’
*W1；电梯下行时，Sn＝S(n-1)-Mn*W/θ-Mn
’
*W1；S(n-1)为运行启动时的导靴绝对位置，Mn为从S(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜玉慧，周德颀，尹政，何志强，梁嘉俊，鲁辉，
申请(专利权)人：广州广日电梯工业有限公司，
类型：发明
国别省市：