改進的電梯再平衡控制的制作方法
【專利摘要】一種用于使電梯轎廂地板與樓梯平臺地板再平衡的系統包括：負載重量傳感器，所述負載重量傳感器用于在樓梯平臺地板處感測電梯轎廂的負載重量；以及再平衡控制器，所述再平衡控制器可操作地連接到所述負載重量傳感器以便基于所述負載重量和所述樓梯平臺地板處所述有效剛度的估計值來計算針對所述電梯轎廂的校正速度。機器可操作地連接到帶有反饋和前饋控制的所述再平衡控制器和所述電梯轎廂以便將所述校正速度施加到所述電梯轎廂，由此減少所述電梯轎廂與所述樓梯平臺地板之間的不匹配。
【專利說明】改進的電梯再平衡控制
[0001 ] 背景
[0002]本文所公開的主題涉及電梯系統。更具體地，本主題公開涉及使電梯系統的電梯轎廂再平衡的系統和方法的改進。
[0003]在乘客裝卸期間保持電梯轎廂與樓梯平臺地板之間的小步長失配是電梯操作的一個目標。如果失配較大，這對進入或離開電梯轎廂的乘客造成呈姅倒危險形式的安全問題并且可使坐輪椅乘客的進入復雜化或受到限制。電梯轎廂由受拉構件(例如，帶或繩)支撐和驅動。特別是在高層建筑系統中，由于受拉構件的彈性，最小化轎廂與樓梯平臺地坎之間的失配誤差是困難的，所述受拉構件的彈性當與高層建筑系統中受拉構件的增加的長度結合時導致電梯轎廂與樓梯平臺地板之間的更大失配。另外，在大容量電梯(可運送大量乘客的電梯)中，轎廂中負載的變化率可能較高，如果再平衡控制不能快速地作出反應并且正確地補償此類位置誤差，那么這可能產生大的失配誤差。此外，當電梯制動器被釋放時，驅動受拉構件的機器和其相關的驅動和控制系統表現出有效的扭力彈簧運動，從而進一步增加了失配。
[0004]為了減輕失配，通常要測量垂度(電梯與樓梯平臺地坎之間的差值)。隨后通過機器和其相關的驅動和控制系統將校正速度經由帶或繩施加到電梯轎廂以便使用反饋控制將電梯轎廂地板移動成與樓梯平臺地板對準。這個過程是迭代的，因為所施加的校正速度可能使垂度校正過度或校正不足，并且受低頻電梯轎廂回跳抑制。此外，在重復的測量和校正期間經常存在系統響應的延遲。
[0005]簡述
[0006]在一個實施方案中，一種使電梯轎廂地板與樓梯平臺地板再平衡的方法包括在樓梯平臺地板處感測電梯轎廂的負載重量以及基于電梯轎廂的負載重量計算針對電梯轎廂的校正速度。將校正速度(即前饋控制)添加到用于電梯轎廂的機器、驅動和控制系統中的常規反饋信號，由此改進電梯轎廂與樓梯平臺地板之間的位置失配的減少量。
[0007]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，利用電梯系統的已知機械剛度或電剛度中的一個或多個來計算校正速度。
[0008]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，將機械剛度和/或電剛度編程到計算機中并且在計算機處利用其與負載重量一起來計算校正速度。
[0009]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，機械剛度和/或電剛度是動態地確定的。
[0010]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，所述方法包括將校正速度傳輸到電梯系統的驅動和控制系統以及以所述校正速度驅動電梯機器。
[0011]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，當電梯轎廂的負載重量改變時重復計算校正速度和施加校正速度。
[0012]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，負載重量是在電梯轎廂處感測的。
[0013]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，負載重量是在電梯剛度的受拉構件的固定端處感測的。
[0014]在另一個實施方案中，一種用于使電梯轎廂地板與樓梯平臺地板再平衡的系統包括:負載重量傳感器，所述負載重量傳感器用于在樓梯平臺地板處感測電梯轎廂的負載重量；以及再平衡控制器，所述再平衡控制器可操作地連接到負載重量傳感器以便基于電梯轎廂的負載重量來計算針對電梯轎廂的校正速度。機器、驅動和控制系統可操作地連接到再平衡控制器和電梯轎廂以便將校正速度施加到電梯轎廂，由此減少電梯轎廂與樓梯平臺地板之間的失配。
[0015]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，利用電梯系統的已知機械剛度或電剛度中的一個或多個來在再平衡控制器處計算校正速度。
[0016]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，當電梯轎廂的負載重量改變時重復地計算和施加校正速度。
[0017]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，負載重量傳感器設置在電梯轎廂處。
[0018]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，負載重量傳感器設置在電梯的受拉構件的固定端處。
[0019]在又一個實施方案中，一種電梯系統包括定位在電梯井中并且可在電梯井的兩個或更多個樓梯平臺地板之間移動的電梯轎廂。受拉構件可操作地連接到電梯轎廂以便沿著電梯井懸停和/或驅動電梯轎廂。機器可操作地連接到受拉構件以便實現電梯轎廂沿著電梯井的移動。再平衡系統可操作地連接到機器并且包括負載重量傳感器，所述負載重量傳感器用于在兩個或更多個樓梯平臺地板中的一個樓梯平臺地板處感測電梯轎廂的負載重量。再平衡控制器可操作地連接到負載重量傳感器以便基于電梯轎廂的負載重量計算針對電梯轎廂的校正速度并且將校正速度傳輸到機器以使得在由機器施加時，校正速度減少電梯轎廂與樓梯平臺地板之間的位置失配。
[0020]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，利用電梯系統的已知機械剛度或電剛度中的一個或多個來在再平衡控制器處計算校正速度。
[0021]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，當電梯轎廂的負載重量改變時重復地計算和施加校正速度。
[0022]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，負載重量傳感器設置在電梯轎廂處。
[0023]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，負載重量傳感器設置在受拉構件的固定端處。
[0024]另外或可替代地，在這個或其他實施方案中，受拉構件是繩或帶中的一個。
[0025]附圖簡述
[0026]圖1A是具有1:1掛繩布置的示例性電梯系統的示意圖；
[0027]圖1B是具有不同掛繩布置的另一個示例性電梯系統的示意圖；
[0028]圖1C是具有懸臂布置的另一個示例性電梯系統的示意圖；
[0029]圖2是用于電梯系統的再平衡系統的示意圖。
[0030]詳細描述參考附圖通過實例來解釋本發明、連同優點和特征。
[0031]詳述
[0032 ]圖1A、圖1B和圖1C示出示例性牽引電梯系統1的示意圖。對于本發明的理解而言并不需要的電梯系統10的特征(諸如導軌、安全設施等等)在本文中未予討論。電梯系統10包括電梯轎廂12，所述電梯轎廂12利用一個或多個受拉構件16可操作地懸停或支撐在電梯井14中。受拉構件16可以是例如涂層鋼帶的繩。一個或多個受拉構件16與一個或多個繩輪18相互作用以途經電梯系統10的各種部件。一個或多個受拉構件16也可連接到對重裝置22，所述對重裝置22用于幫助平衡電梯系統10并減小在操作期間位于牽引繩輪24的兩側上的帶張力的差值。
[0033]牽引繩輪24由機器26驅動。牽引繩輪24通過機器26的移動驅動、移動和/或推進(通過牽引)途經牽引繩輪24的一個或多個受拉構件16。
[0034]在一些實施方案中，電梯系統10可使用兩個或更多個受拉構件16以用于懸停和/或驅動電梯轎廂12。另外，電梯系統1可具有各種構型，使得一個或多個受拉構件16的兩側接合一個或多個繩輪18(諸如圖1A、圖1B或圖1C中的示例性電梯系統所示)或一個或多個受拉構件16的僅一側接合一個或多個繩輪18。此外，電梯系統10可具有由電梯井14中的同一個電梯結構框架支撐的多個電梯轎廂12，所述多個電梯轎廂12諸如呈雙層或三層構型或其他多層系統。
[0035]圖1A提供1:1掛繩布置，其中一個或多個受拉構件16端接在轎廂12和對重裝置22處。圖1B和圖1C提供不同的掛繩布置。具體地，圖1B和圖1C示出轎廂12和/或對重裝置22可具有在其上接合一個或多個受拉構件16的一個或多個繩輪18，并且一個或多個受拉構件16可端接在別處，通常端接于電梯井14內的結構(諸如對于無機器間電梯系統)或機器間內的結構(對于利用機器間的電梯系統)。布置中使用的繩輪18的數量決定特定繩比率(例如，圖1B和圖1C中所示的2:1繩比率或不同的比率)。圖1C還提供懸臂型電梯。本發明可用于除了圖1A、圖1B和圖1C中所示示例性類型以外的電梯系統。
[0036]現在參考圖2，示出再平衡系統的示意圖。如圖所示，電梯轎廂12通過受拉構件16支撐在電梯井14中。受拉構件16連接到機器26，所述機器26固定在電梯井14中。電梯井14包括許多樓梯平臺地板36，電梯轎廂12可沿著其行程停止在所述許多樓梯平臺地板36處。再平衡控制器(例如，計算機38)通過驅動控制系統40可操作地連接到電梯系統10，所述驅動控制系統40控制機器26的操作。
[0037]當電梯轎廂12停止在所選擇的樓梯平臺地板36處時，計算機38從負載重量傳感器44接收負載稱重信號，所述負載重量傳感器44例如位于電梯轎廂12處或受拉構件16的固定端處。在多層電梯系統中，可能存在來自每個樓梯平臺地板36的多個負載重量傳感器信號，所述多個負載重量傳感器信號被組合并且饋送到計算機38中。計算機38使用負載稱重信號連同關于電梯系統10的機械和電剛度數據46來計算輸出到驅動控制系統40的校正速度48。剛度數據46是從已知的受拉構件16結構、從相關驅動控制系統40的機械順從性和電順從性等應得出的機器26有效旋轉剛度以及樓梯平臺地板位置導出的，并且可將所述剛度數據46編程到計算機38中，或者可替代地對其進行動態地評估或估計。驅動控制系統40有效電剛度可根據其控制部件(諸如電機速度編碼器)和其反饋控制邏輯(諸如積分和比例增益的伺服設置)來估計。發現負載稱重信號通常非常純凈、不含電子噪聲，并且是所需要的轎廂12位置校正的良好前瞻性指示。當乘客進入和離開電梯轎廂12時，負載稱重信號改變，并且輸出到驅動控制系統40的校正速度48發生改變以動態地校正電梯轎廂12位置，由此防止姅倒危險，并且所述動態地校正電梯轎廂12位置不需要來自電梯轎廂的位置反饋由此提高了系統響應的敏捷度。
[0038]盡管僅結合有限數量的實施方案對本發明進行了詳細描述，但應易于理解，本發明不限于此類公開的實施方案。相反，可對本發明進行修改，以并入以上未描述但與本發明精神和范圍相稱的任何數量的變化、改變、替代或等同布置。另外，盡管已描述了本發明的各種實施方案，但應理解，本發明的方面可僅包括所述實施方案中的一些。因此，不應認為本發明受限于前面的描述，而是僅受限于所附的權利要求書的范圍。
【主權項】
1.一種使電梯轎廂地板與樓梯平臺地板再平衡的方法，其包括: 感測電梯轎廂在樓梯平臺地板處的負載重量； 基于所述電梯轎廂的所述負載重量計算針對所述電梯轎廂的校正速度；以及將所述校正速度施加到所述電梯轎廂，由此減少所述電梯轎廂與所述樓梯平臺地板之間的失配。2.如權利要求1所述的方法，其還包括利用所述電梯系統的已知機械剛度或電剛度中的一個或多個來計算所述校正速度。3.如權利要求2所述的方法，其中所述機械剛度和/或電剛度被編程到計算機中并且在所述計算機處與所述負載重量一起被用來計算所述校正速度。4.如權利要求2或3所述的方法，其中所述機械剛度和/或所述電剛度是動態地確定的。5.如權利要求1-4中任一項所述的方法，其還包括: 將所述校正速度傳輸到所述電梯系統的驅動控制系統；以及 以所述校正速度驅動電梯機器。6.如權利要求1-5中任一項所述的方法，其還包括當所述電梯轎廂的所述負載重量改變時重復計算所述校正速度并且施加所述校正速度。7.如權利要求1-6中任一項所述的方法，其中所述負載重量是在所述電梯轎廂處感測的。8.如權利要求1-7中任一項所述的方法，其中所述負載重量是在所述電梯剛度的受拉構件的固定端處感測的。9.一種用于使電梯轎廂地板與樓梯平臺地板再平衡的系統，其包括: 負載重量傳感器，所述負載重量傳感器用于感測電梯轎廂在樓梯平臺地板處的負載重量； 再平衡控制器，所述再平衡控制器可操作地連接到所述負載重量傳感器以便基于所述電梯轎廂的所述負載重量來計算針對所述電梯轎廂的校正速度；以及 機器，所述機器可操作地連接到所述再平衡控制器和所述電梯轎廂以便將所述校正速度施加到所述電梯轎廂，由此減少所述電梯轎廂與所述樓梯平臺地板之間的失配。10.如權利要求9所述的系統，其還包括另外利用所述電梯系統的已知機械剛度或電剛度中的一個或多個來在所述再平衡控制器處計算所述校正速度。11.如權利要求9或10所述的系統，其中當所述電梯轎廂的所述負載重量改變時重復地計算和施加所述校正速度。12.如權利要求9-11中任一項所述的系統，其中所述負載重量傳感器設置在所述電梯轎廂處。13.如權利要求9-12中任一項所述的系統，其中所述負載重量傳感器設置在所述電梯的受拉構件的固定端處。14.一種電梯系統，其包括: 電梯轎廂，所述電梯轎廂設置在電梯井中并且可在所述電梯井的兩個或更多個樓梯平臺地板之間移動； 受拉構件，所述受拉構件可操作地連接到所述電梯轎廂以便沿著所述電梯井懸停和/或驅動所述電梯轎廂； 機器，所述機器可操作地連接到所述受拉構件以便實現所述電梯轎廂沿著所述電梯井的移動；以及 再平衡系統，所述再平衡系統可操作地連接到所述機器，所述再平衡系統包括: 負載重量傳感器，所述負載重量傳感器用于感測所述電梯轎廂在所述兩個或更多個樓梯平臺地板中的一個樓梯平臺地板處的負載重量;以及 再平衡控制器，所述再平衡控制器可操作地連接到所述負載重量傳感器以便基于所述電梯轎廂的所述負載重量來計算針對所述電梯轎廂的校正速度并且將所述校正速度傳輸到所述機器，以使得在由所述機器施加時，所述校正速度減少所述電梯轎廂與所述樓梯平臺地板之間的位置失配。15.如權利要求14所述的電梯系統，其還包括另外利用所述電梯系統的已知機械剛度或電剛度中的一個或多個來在所述再平衡控制器處計算所述校正速度。16.如權利要求14或15所述的電梯系統，其中當所述電梯轎廂的所述負載重量改變時重復地計算和施加所述校正速度。17.如權利要求14-16中任一項所述的電梯系統，其中所述負載重量傳感器設置在所述電梯轎廂處。18.如權利要求14-17中任一項所述的電梯系統，其中所述負載重量傳感器設置在所述受拉構件的固定端處。19.如權利要求14-18中任一項所述的電梯系統，其中所述受拉構件是繩或帶中的一個。
【文檔編號】B66B1/36GK106061877SQ201480075946
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年2月19日
【發明人】R.K.羅伯茨, Ys.權
【申請人】奧的斯電梯公司