阅读说明：本技术 使用振动确定电梯轿厢位点 (Determining elevator car position using vibration ) 是由 S.苏迪 于 2019-08-20 设计创作，主要内容包括：提供了用于确定电梯轿厢位点的方法和系统。方面包括通过处理器操作机器室传感器来收集与在电梯系统的机器室中的一个或多个组件相关联的振动数据,其中电梯系统包括电梯轿厢和井道,并且分析振动数据来确定电梯轿厢在井道中的位置。(Methods and systems for determining elevator car location are provided. Aspects include operating, by a processor, a machine room sensor to collect vibration data associated with one or more components in a machine room of an elevator system, wherein the elevator system includes an elevator car and a hoistway, and analyzing the vibration data to determine a position of the elevator car in the hoistway.)

使用振动确定电梯轿厢位点

技术领域

本文中公开的主题一般涉及电梯系统，并且更特别地涉及一种用于使用振动确定电梯系统中的电梯轿厢位点的系统。

背景技术

电梯系统通常用各种传感器进行操作，所述传感器被利用以确定电梯轿厢在井道内的位置。同时，能够收集传感器数据来预测维护需要和对操作状态的任何变化。从各种传感器收集的传感器数据当与电梯轿厢在井道内的位点产生联系时是最有用的。

发明内容

根据一个实施例，提供了一种系统。该系统包括耦合到存储器的控制器、加接（affix）到接近于电梯系统的机器的位点的传感器，其中电梯系统包括井道和电梯轿厢，并且其中控制器被配置成操作传感器来收集与机器的一个或多个组件相关联的振动数据并分析振动数据来确定电梯轿厢在井道中的位置。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，系统的进一步实施例可包括：加接到电梯轿厢的移动组件的接近度传感器，该传感器由控制器操作，以及加接到在电梯系统的井道内的位点的传感器。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，系统的进一步实施例可包括：传感器是被动致动器。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，系统的进一步实施例可包括：控制器被进一步配置成对电梯轿厢执行初始化操作，该初始化操作包括操作电梯轿厢以行进到在井道中的同步楼层，该同步楼层对应于致动器在井道中的位点，操作电梯轿厢以行进到在井道中的多个楼层中的每个楼层并通过机器室传感器收集振动数据，以及将振动数据存储在存储器中。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，系统的进一步实施例可包括：控制器被进一步配置成在电梯轿厢的初始化操作期间收集行进时间数据。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，系统的进一步实施例可包括：控制器被进一步配置成通过机器室传感器从机器室的组件收集同步数据，其中同步数据包括与电梯轿厢的操作相关联的振动数据，以及分析同步数据来确定电梯轿厢位于井道中的同步位点。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，系统的进一步实施例可包括：控制器被进一步配置成响应于确定电梯轿厢位于同步位点，操作电梯轿厢以行进到在井道中的多个楼层中的每个楼层并通过机器室传感器收集振动数据，以及将振动数据存储在存储器中。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，系统的进一步实施例可包括：控制器被进一步配置成至少基于确定电梯轿厢在井道中的位置，操作电梯操作传感器来收集与电梯轿厢相关联的电梯操作数据，以及将电梯操作数据与电梯轿厢的位置相关联。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，系统的进一步实施例可包括：控制器被进一步配置成将电梯操作数据传送到基于状态的维护系统。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，系统的进一步实施例可包括：确定电梯轿厢在井道中的位置包括将振动数据与存储在存储器中的振动数据进行比较来识别电梯轿厢在井道中的位置。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，系统的进一步实施例可包括：控制器被进一步配置成基于将振动数据与存储在存储器中的振动数据进行比较来生成在井道中的一个或多个楼层位点的置信度得分，其中确定电梯轿厢在井道中的位置至少部分地基于一个或多个楼层位点的置信度得分。

根据一个实施例，提供了一种方法。该方法包括通过处理器操作机器室传感器来收集与在电梯系统的机器室中的一个或多个组件相关联的振动数据，其中电梯系统包括电梯轿厢和井道，以及分析振动数据来确定电梯轿厢在井道中的位置。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，方法的进一步实施例可包括：其中电梯系统进一步包括加接到电梯轿厢的移动组件的接近度传感器以及加接到在电梯系统的井道内的位点的传感器。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，方法的进一步实施例可包括：对电梯轿厢执行初始化操作，该初始化操作包括操作电梯轿厢以行进到在井道中的同步楼层，该同步楼层对应于致动器在井道中的位点，操作电梯轿厢以行进到在井道中的多个楼层中的每个楼层并通过机器室传感器收集振动数据，以及将振动数据存储在存储器中。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，方法的进一步实施例可包括：在电梯轿厢的初始化操作期间收集行进时间数据。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，方法的进一步实施例可包括：通过机器室传感器从机器室的组件收集同步数据，其中同步数据包括与电梯轿厢的操作相关联的振动数据，以及分析同步数据来确定电梯轿厢位于井道中的同步位点。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，方法的进一步实施例可包括：响应于确定电梯轿厢位于同步位点，操作电梯轿厢以行进到在井道中的多个楼层中的每个楼层并通过机器室传感器收集振动数据，以及将振动数据存储在存储器中。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，方法的进一步实施例可包括：至少基于确定电梯轿厢在井道中的位置，操作电梯操作传感器来收集与电梯轿厢相关联的电梯操作数据，以及将电梯操作数据与电梯轿厢的位置相关联。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，方法的进一步实施例可包括：将电梯操作数据传送到基于状态的维护系统。

除了上文所描述的特征中的一个或多个特征外，或作为备选方案，方法的进一步实施例可包括：确定电梯轿厢在井道中的位置包括将振动数据与存储在存储器中的振动数据进行比较来识别电梯轿厢在井道中的位置。

附图说明

本公开通过示例的方式来图示，并且不限于附图，在附图中类似的参考数字指示类似的元件。

图1是可采用本公开的各种实施例的电梯系统的示意图；

图2描绘用于在实现本公开的一个或多个实施例方面使用的计算机系统的框图；

图3描绘根据本公开的一个或多个实施例的具有用于确定电梯轿厢位点的传感器系统的电梯系统300的框图；以及

图4描绘根据本公开的一个或多个实施例的用于确定电梯轿厢位点的方法的流程图。

具体实施方式

如本文中所示和所描述的，将呈现本公开的各种特征。各种实施例可具有相同或类似的特征并且因此可用相同的参考数字标记相同或类似的特征，但参考数字的开头是指示图的不同第一数字，其中针对该图而示出特征。因此，例如，图X中所示的元素“a”可被标记为“Xa”以及图Z中的类似特征可被标记为“Za”。虽然可在一般意义上使用类似的参考数字，但是将描述各种实施例并且各种特征可包括如本领域技术人员将领会的变化、变体、修改等（无论是被明确地描述还是将由本领域技术人员所领会的其它方式）。

图1是电梯系统101的透视图，该电梯系统101包括电梯轿厢103、配重105、挂绳（roping）107、导轨109、机器111、位置编码器113和控制器115。电梯轿厢103和配重105通过挂绳107而彼此连接。挂绳107可包括或被配置为例如绳索、钢缆和/或涂层钢带。配重105被配置成平衡电梯轿厢103的负载，并且被配置成促进电梯轿厢103相对于配重105在电梯井117内且沿着导轨109同时地且在相反方向上的移动。

挂绳107接合机器111，该机器111是电梯系统101的顶盖结构的一部分。机器111被配置成控制电梯轿厢103和配重105之间的移动。位置编码器113可被安装在调速器系统119的上滑轮上，并且可被配置成提供与电梯轿厢103在电梯井117内的位置有关的位置信号。在其它实施例中，位置编码器113可被直接安装到机器111的移动组件，或者可被定位在如本领域已知的其它位置和/或配置中。

控制器115如所示出那样被定位在电梯井117的控制器室121中，并且被配置成控制电梯系统101的操作且特别是电梯轿厢103的操作。例如，控制器115可提供驱动信号到机器111以控制电梯轿厢103的加速、减速、调平、停止等。控制器115还可被配置成从位置编码器113接收位置信号。当在电梯井117内沿着导轨109向上或向下移动时，电梯轿厢103可如由控制器115控制那样停止在一个或多个层站125处。尽管在控制器室121中示出，但是本领域技术人员将领会到，控制器115能够被定位和/或配置在电梯系统101内的其它位点或位置中。

机器111可包括马达或类似的驱动机构。根据本公开的实施例，机器111被配置成包括电驱动马达。用于马达的电源可以是任何功率源（包括电网），所述功率源与其它组件组合而被供应给马达。

尽管示出和描述有挂绳系统，但是采用在电梯井内移动电梯轿厢的其它方法和机制的电梯系统（诸如液压和/或无绳电梯）可采用本公开的实施例。图1仅仅是出于说明性和解释性目的而呈现的非限制性示例。

参考图2，示出有用于实现本文中的教导的处理系统200的实施例。在该实施例中，所述系统200具有一个或多个中央处理单元（处理器）21a、21b、21c等（共同地或一般地被称为处理器21）。在一个或多个实施例中，每个处理器21可包括精简指令集计算机（RISC）微处理器。处理器21经由系统总线33被耦合到系统存储器34（RAM）和各种其它组件。只读存储器（ROM）22被耦合到系统总线33并且可包括控制系统200的某些基本功能的基本输入/输出系统（BIOS）。

图2进一步描绘耦合到系统总线33的输入/输出（I/O）适配器27和网络适配器26。I/O适配器27可以是与硬盘23和/或磁带存储驱动器25或任何其它类似的组件进行通信的小型计算机系统接口（SCSI）适配器。I/O适配器27、硬盘23和磁带存储装置25在本文中共同地被称为大容量存储设备24。用于在处理系统200上的执行的操作系统40可被存储在大容量存储设备24中。网络通信适配器26使总线33与外部网络36互连，从而使数据处理系统200能够与其它此类系统通信。屏幕（例如，显示监视器）35通过显示器适配器32被连接到系统总线33，所述显示器适配器32可包括用来提高图形密集型应用的性能的图形适配器和视频控制器。在一个实施例中，适配器27、26和32可被连接到一个或多个I/O总线，所述I/O总线通过中间总线桥（未示出）被连接到系统总线33。用于连接诸如硬盘控制器、网络适配器和图形适配器之类的***装置的适合的I/O总线通常包括诸如***组件互连（PCI）之类的常见协议。另外的输入/输出装置被显示为经由用户接口适配器28和显示器适配器32而连接到系统总线33。键盘29、鼠标30和扬声器31经由用户接口适配器28而全部互连到总线33，所述用户接口适配器28可包括例如将多个装置适配器集成到单个集成电路中的超级I/O芯片。

在示例性实施例中，处理系统200包括图形处理单元41。图形处理单元41是专门的电子电路，其被设计用于操纵和变更存储器来加速在打算用来输出到显示器的帧缓冲器中的图像的产生。一般说来，图形处理单元41在操纵计算机图形和图像处理方面是非常高效的，并且具有高度并行结构，其使得图形处理单元41与用于其中并行完成大数据块处理的算法的通用CPU相比更加有效。本文中描述的处理系统200仅仅是示例性的并不旨在限制本公开的应用、使用和/或技术范围，其能够以本领域已知的各种形式而体现。

因此，如图2中所配置那样，系统200包括采用处理器21的形式的处理能力、包括系统存储器34和大容量存储设备24的存储能力、诸如键盘29和鼠标30之类的输入部件，以及包括扬声器31和显示器35的输出能力。在一个实施例中，系统存储器34和大容量存储设备24中的一部分共同地存储操作系统以协调图2中所示的各种组件的功能。图2仅仅是出于说明性和解释性目的而呈现的非限制性示例。

现在转到与本公开的方面更特定相关的技术的概述，电梯性能数据的收集对于预测电梯系统的维护需要能够是有用的。然而，为了帮助使电梯性能数据对于预测这些维护需要尽可能有用，所述数据应该与电梯在电梯井道内的特定位点相结合。例如，如果基于一些传感器读数而确定层站门发生故障，为了帮助修理，传感器数据需要与特定楼层产生联系，因此能够在正确的门上执行维护。同样地，维护人员可能想知道不良的门性能是否联系到全部层站门还是特定的层站门。通常，电梯系统能够通过使用能够与电梯控制器通信的监视装置，或者通过利用井道中的传感器来确定电梯轿厢正通过哪个楼层或降落在哪个楼层上来知道电梯位于哪个楼层。然而，安装这些与电梯控制器通信的传感器能够是昂贵的，特别是对于现有的电梯系统。存在有对于一种能够确定电梯轿厢在电梯井道内的位点的易于安装、低成本的系统的需要。

现在转到本公开的方面的概述，一个或多个实施例通过提供利用位于在建筑物的井道内的电梯的移动组件上的接近度传感器的组合的电梯轿厢位点感测系统来解决上文描述的现有技术的缺点。而且，被动致动器位于井道内的固定位点。被动致动器能够由接近度传感器感测，并且因为被动致动器是在固定位点处，所以能够在该固定位点处同步（初始化）电梯轿厢位点。例如，被动致动器能够位于建筑物的特定楼层（例如，顶楼层）并且当电梯轿厢行进到该特定楼层时同步该电梯轿厢。在一个或多个实施例中，电梯轿厢位点感测系统还能够利用位于诸如机器室或者电梯系统的任何其它位点（诸如例如在机器本身上或附着到滑轮）之类的控制区域中的传感器。该传感器能够在电梯轿厢操作时检测振动模式。基于这些振动模式，与传感器进行电子通信的控制器能够获悉和确定电梯轿厢在井道内的位点。振动模式的检测连同上文描述的同步传感器能够确定电梯轿厢位点。电梯轿厢位点感测系统能够触发其它传感器（振动传感器等）来收集能够被保存和/或传送到基于状态的管理（CBM）系统的传感器数据。能够由其它传感器收集的一些示例传感器数据包括楼层层级精度感测和与每个层站有关的其它类似的信息。在一个或多个实施例中，能够在安装新的电梯系统期间利用电梯轿厢位点感测系统，或者由于电梯轿厢位点感测系统的独立性而能够利用电梯轿厢位点感测系统来翻新改良现有的电梯系统。

现在转到本公开的方面的更详细的描述，图3描绘具有用于确定电梯轿厢位点的传感器系统的电梯系统300。所述系统300包括在建筑物的井道中操作的电梯轿厢304。在图示的示例中，电梯轿厢304被示出在不同的时间段（例如，如在每个电梯位点下面指示的同步、时间1和时间2）调遣到在井道内的不同楼层。而且，建筑物井道包括楼层1、2、3和4。电梯轿厢304包括加接到电梯轿厢304的移动组件的传感器310。位于井道中的楼层中的一个（或多个）楼层的是被动传感器316（在本文中，位于顶楼层（楼层4））。系统300包括容纳电梯机器302的控制区域312，所述电梯机器302为电梯轿厢304提供机械操作以在整个井道中操作。电梯机器302能够包括被利用以用于在井道中移动电梯轿厢304的马达和滑轮两者。控制区域312包括控制区域传感器318。本文中描述的传感器能够由被连接到网络320的电梯控制单元306控制。通过网络320，电梯控制单元306能够与维护系统330通信。维护系统330能够是诸如基于状态的维护（CBM）系统之类的任何类型的维护系统。

在一个或多个实施例中，能够在图2中找到的处理系统200上实现电梯控制单元306、传感器310和控制区域传感器318。另外，云计算系统能够与系统300的一个或全部元件进行有线或无线的电子通信。云计算能够补充、支持或替换系统300的元件的一些或全部功能性。另外，系统300的元件的一些或全部功能性能够被实现为云计算系统的节点。云计算节点只是适合的云计算节点的一个示例并且不旨在关于本文中描述的实施例的功能性或使用范围提出任何限制。

在一个或多个实施例中，传感器310能够被加接到电梯轿厢304的移动组件，诸如例如电梯轿厢304的顶部部分或电梯轿厢304的底部部分或侧部部分。例如，传感器310能够被加接到电梯系统中的滑轮或配重。在又一个实施例中，传感器310能够被加接到电梯轿厢304的门楣并被定位，使得传感器310能够收集与被动传感器316有关的传感器数据。被动传感器316能够是例如被动致动器。而且，被动传感器316能够被加接到在电梯系统的井道中的位点以充当参考位点。例如，参考位点能够是井道的顶楼层。如图3中的同步时间段期间所示，该参考位点（楼层4）将针对电梯控制单元306初始化井道中的电梯轿厢304位置。初始化指的是电梯控制单元306能够基于在传感器310和被动传感器316之间的相互作用314来确定电梯轿厢304在井道中的确切位点的时候。当传感器310读取被动传感器316时，电梯控制单元306能够以一定程度的确定性“知道”电梯轿厢304是在井道的顶部（即，参考位点）处。然后能够利用该参考位点来进一步确定电梯轿厢304沿着井道的位置，如下面进一步描述那样。

在一个或多个实施例中，通过穿过井道的电梯轿厢304的操作，在控制区域302中的控制区域传感器318能够收集在井道334、336中的位点的振动数据。由控制区域传感器318收集的振动数据能够由电梯控制单元306在本地或者在云320中分析来确定对于井道中的特定位点是唯一的振动特征。例如，具有特定振幅或分贝水平的振动能够在电梯轿厢304通过井道时由控制区域312中的控制区域传感器318检测。基于参考楼层和电梯轿厢在井道中行进的时间，能够将振动特征与特定位点相关联。而且，振动特征能够基于电梯机器302是在向上方向上还是在向下方向上接合电梯轿厢304而变化。在图示的示例中，在楼层2和楼层3之间唯一的振动特征334能够由电梯控制单元306确定。能够使用该振动特征334来补充由传感器310和顶楼层的被动传感器316确定的参考楼层。传感器310和被动传感器316充当电梯轿厢304和电梯控制单元306的参考点。基于由控制区域传感器318进行的、与自参考位点起的行进时间有关的特定振动特征的检测，电梯控制单元306能够确定电梯轿厢304的位点。另外，当电梯轿厢304通过井道时，另外的振动特征336能够被确定并被利用以确定电梯轿厢304在井道内的位置。

在一个或多个实施例中，传感器310和被动传感器316没有在系统300中被利用。而是，控制室传感器318能够识别井道中的很可能对应于井道中的特定位点的参考位点。例如，由于操作电梯轿厢304的机构，启动电梯轿厢304自井道的顶楼层起的移动能够具有唯一的振动特征。根据该唯一的振动特征，电梯系统312能够利用该位点作为电梯轿厢304的参考位点。能够基于振动特征334、336的检测来添加另外的参考位点以补充电梯轿厢位点的确定。在又一个实施例中，对于具有所谓的“快速”行进通道的井道，行进通道的振动模式能够被利用作为电梯控制单元306的参考位点。快速行进通道指的是高层建筑物，其中电梯轿厢服务楼层的子集连同大厅。例如，在100层建筑物中，电梯轿厢304可能服务楼层60-80以及大厅。当电梯轿厢从楼层1行进到楼层60时，电梯轿厢304通常以最高速度没有中断地行进。知道该行进模式以及比较振动数据，电梯控制单元306能够确定唯一的振动特征以利用作为电梯轿厢304在井道中的参考位点。通常当轿厢处于运动中时，存在能够由控制区域传感器318感测的一系列振动突发。例如，如果电梯从楼层1移动到楼层4，则机器振动将超过某一阈值并且这些振动将延续特定时间。算法能够确定经过了三个楼层。轿厢的方向能够被选定，因为在空的轿厢向下和向上状态中，机器负载是稍微不同的。在一种情况下，它随着重力一起工作，而在另一种情况下，它逆着重力。因此采用方向和基于简单阈值的振动“突发”，电梯控制单元能够确定轿厢位置。有时，定位在最高的层站处的被动（同步）传感器316能够被用来校准系统200。例如，在系统的初始调试期间能够存在学习运行。例如，在存在电力故障时、在振动特征可能已经超过某一阈值时，以及在电梯可能已经停止在井道中途的时间时，能够触发该同步。因此能够相应地进行某些校正。在一个或多个实施例中，对于当电梯轿厢正从底层站行进到最高层站或者反之亦然时的振动特征能够被用作特征以同步用于确定轿厢的位置的算法。在一个或多个实施例中，振动特征能够具有一些诸如例如确定机器302何时启动或停止的信号阈值等级之类的属性。启动和停止等同于电梯轿厢304自一个层站起移动和停止在另一个层站处。振动特征的一些更多属性包括某些振动特征出现的时间，其等同于电梯轿厢304从一个层站移动到另一个层站达4秒，并且还包括能够确定电梯轿厢304方向的建筑物的最大楼层层级。

图4描绘根据一个或多个实施例的用于确定电梯轿厢位点的方法的流程图。方法400包括通过处理器操作机器室传感器来收集与电梯系统的机器室中的一个或多个组件相关联的振动数据，其中电梯系统包括电梯轿厢和井道，如框402中所示。而且在框404，方法400包括分析振动数据来确定电梯轿厢在井道中的位置。

还可包括另外的流程。应理解，图4中描绘的流程表示图示，并且可添加其它流程或者在不脱离本公开的范围和精神的情况下可移除、修改或重新安排现有的流程

本文中参考图通过示例而非限制的方式呈现所公开的设备和方法的一个或多个实施例的详细描述。

用语“大约”旨在包括与基于在提交申请时可用的设备的特定量的测量相关联的误差度。

本文中使用的术语只是出于描述特定实施例的目的，而不旨在限制本公开。如在本文中所使用，除非上下文另有明确指示，否则，单数形式“一（a或an）”以及“该（the）”也旨在包括复数形式。将进一步理解的是，用语“包括（comprise和/或comprising）”在本说明书中使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。

虽然已经参考一个或多个示例性实施例而描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可进行各种变化并且可用等同物替代其要素。另外，在不脱离本公开的实质范围的情况下，可进行许多修改以使特定的情形或材料适应于本公开的教导。因此，旨在的是，本公开不限于作为设想用于实行本公开的最佳模式而公开的特定实施例，而是本公开将包括落入权利要求书的范围内的所有实施例。