KR100730271B1 - 절대 위치 기준 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엘리베이터(12) 등의 운반체와 사용되는 위치 기준 시스템에 관한 것이다. 이러한 시스템은 서스펜션 장치, 또는 로프 또는 코팅된 강철 벨트 등의 제1 운동 커플링에 대해 부착 또는 매립된 코드를 포함한다. 고정 위치에서의 판독기(28)는 운반체의 위치를 결정한다.

위치 기준 시스템, 코드, 판독기, 엘리베이터 카, 엘리베이터 시스템, 1차 운동 커플링

Description

절대 위치 기준 시스템{ABSOLUTE POSITION REFERENCE SYSTEM}

본 발명은 일반적으로 엘리베이터에 관한 것으로, 특히 엘리베이터 카의 위치를 결정하는 장치에 관한 것이다.

절대 위치 기준 시스템은 종래 기술에 공지되어 있다. 미국 특허 제5,023,434호는 특히 오버헤드 운반 시스템을 위한 위치 지시 장치에 관한 것이다. 위치 지시 장치는 그 길이를 따라 다중-수치 코드 마크를 보유하는 긴 코드 캐리어를 포함한다. 트롤리(trolley), 크레인 또는 다른 이동 기구 등의 운반 캐리어 상에 고정된 코드 판독 장치는 코드 캐리어 상의 코드를 판독한다. 운반 캐리어 및 그에 따른 코드 판독 장치가 코드 캐리어에 대해 경사질 때 잘못된 판독을 방지하고 코드 캐리어의 판독 위치의 정확도를 보증하기 위해, 코드 마크는 단일 열 또는 트랙 내에 나란히 코드 캐리어 상에 배열되며, 코드 마크의 "m"이 하나의 코드 워드를 제공하도록 형성되는데, 코드 워드는 서로에 나란히 위치되고 단지 1회만 보이거나, 전체의 코드 캐리어를 따라 독특하다. 코드 판독기는 모호하지 않은 위치 지시를 모든 3개의 판독 헤드로부터의 출력의 처리 시 제공하도록 코드 워드의 숫자의 개수에 적어도 대응하는 거리만큼 등거리로 분포되는 스테이션당 3개의 세트의 판독 헤드를 갖는 판독 스테이션을 각각의 비트에 대해 갖는다.

란퍼(Lanfer) 등에게 허여된 미국 특허 제5,138,560호는 그 길이를 따라 하나의 트랙 내에 다중-수치 코드 마크를 보유하는 코드 캐리어를 포함하는 위치 지시 장치를 도시하고 있다. 코드 마크는 블록 식별부가 관련되는 블록으로 결합된다. 코드 캐리어 및 블록 식별부와 협력하여 각각 코드 판독기 및 보조 판독기가 있다. 이동 경로를 따라, 코드 캐리어 및 코드 판독기는 서로 반대로 배치된다. 위치 정확도를 잃지 않거나 하나의 코드 워드 내에서 코드 마크의 개수를 증가시킬 필요가 없이 주소 지정이 가능한 이동 경로의 길이의 증가를 가능하게 하기 위해, 블록 식별부는 블록과 관련된다. 블록 식별부로부터, 보조 판독기는 코드 판독기가 하나의 블록으로부터 코드 마크만 판독하고 있는 것인지를 인식할 수 있다. 이러한 방식으로, 이동 경로는 차량의 정확한 위치가 알려져야 하고 따라서 블록이 할당되어야 하는 중요한 구역 그리고 단순히 서로에 중요한 구역을 연결하는 블록들 사이의 간극인 중요하지 않은 구역으로 분할될 수 있다.

게르스텐콘(Gerstenkorn)에게 허여된 미국 특허 제5,821,477호는 엘리베이터 샤프트 내에 장착되고 정지층의 영역 내의 2개의 트랙 내에 코드 심볼을 갖는 반사기를 도시하고 있다. 카 상의 검출기는 카가 도착 영역 그리고 정지층의 재설정 영역 내에 있을 때 도어 접촉부를 연결하도록 코드 심볼을 판독할 수 있다. 심볼은 검출되고 트랙을 조명하는 광학 송신기 그리고 반사된 화상을 검출하는 전하-결합 소자 센서를 갖는 2-채널 평가 회로에 의해 평가된다. 각각의 채널을 위한 패턴 인식 논리 시스템 및 컴퓨터는 카 위치 및 속도 정보를 발생시키도록 그리고 도어 접촉부를 연결하는 계전기를 작동시키도록 화상 내의 패턴을 인식한다.

자하리아(Zaharia)에게 허여된 미국 특허 제6,435,315호는 카의 이동 경로에 인접한 승강로 내에 장착되고 있는, 광학적으로 판독 가능한 징표(indicia)를 담은 코드 레일을 포함하는 승강로 내에서의 엘리베이터 카의 위치를 결정하는 장치에 관한 것이다. 적어도 하나의 카메라가 코드 레일 징표를 스캐닝하고 차 제어기에 대한 차의 위치를 지시하는 데이터를 제공하도록 그와의 이동을 위해 차 상에 장착된다.

베게너(Wegener) 등의 PCT 공개 제WO 01/83352호는 엘리베이터 카에 연결되고 마크가 제공되는 순환 케이블을 포함하는 대피 중의 엘리베이터 카의 위치를 결정하는 장치에 관한 것이다. 마크를 검출하는 유닛이 제공된다.

이들 위치 기준 시스템은 양호하게 작용하지만, 여전히 이동 경로 예컨대 엘리베이터 승강로 벽을 따른 추가의 설비 없는 더욱 양호한 시스템에 대한 필요성이 있다.

본 발명의 목적은 이동 경로 벽을 따른 추가의 설비 없이 운반체의 위치를 결정하는 시스템을 제공하는 것이다.

전술된 목적은 본 발명의 위치 기준 시스템에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 엘리베이터 등의 운반체의 위치에 대한 정보를 제공하는 위치 기준 시스템이 제공된다. 위치 기준 시스템은 서스펜션 장치에 대해 부착 또는 매립된 코드, 또는 로프 또는 코팅된 강철 벨트 등의 1차 운동 커플링을 포함한다. 상기 위치 기준 시스템은 코드를 판독하여 운반체의 위치를 결정하는 고정 위치 내의 판독기를 추가로 포함한다.

엘리베이터 카에 대한 1차 운동 커플링 내의 인장량을 측정하는 방법이 제공된다. 이러한 방법은 1차 운동 커플링에 코드를 제공하는 단계와, 코드를 형성하는 각각의 징표에 대한 실제의 길이를 측정하는 단계와, 1차 운동 커플링의 인장량으로부터 기인하는 실제의 길이의 변화를 검출하는 단계와, 실제의 길이의 검출된 변화로부터 인장량을 결정하는 단계를 포함한다.

또한, 엘리베이터 카의 슬립량을 결정하는 방법이 제공된다. 이러한 방법은 1차 운동 작동기에 구동 명령을 발생시키는 단계와, 위치 기준 시스템을 사용하는 구동 명령이 엘리베이터 카에 부착된 1차 운동 커플링 상의 코드 그리고 코드를 판독하는 판독기를 포함한 후 엘리베이터 카의 위치를 측정하는 단계와, 구동 명령에 따른 위치의 변화에 위치 기준 시스템에 따른 위치의 변화를 비교하는 단계를 포함한다.

본 발명의 절대 위치 기준 시스템의 다른 세부 사항은 그에 수반되는 다른 목적 및 장점과 더불어 다음의 상세한 설명 그리고 동일한 도면 부호가 동일한 요소를 도시하는 첨부 도면에 기재되어 있다.

도1은 본 발명의 위치 기준 시스템을 포함하는 엘리베이터 시스템의 개략도이다.

도2는 본 발명의 위치 기준 시스템에서 사용되는 1차 운동 커플링의 개략도이다.

이제, 도1을 참조하면, 엘리베이터 시스템(10)은 빌딩 구조물 내의 승강로(14) 내에서 수직으로 이동하는 엘리베이터 카(12)를 포함한다. 1차 운동 커플링(16)은 종료 지점(18)으로부터 카(12)에 부착된 아이들러 시브(20)를 통해 구동 시브(22)에 걸쳐 평형추(24)까지 연장한다. 구동 시브(22)는 일련의 층(미도시)들 사이의 승강로 내에서 수직으로 엘리베이터 카(12)를 이동시키도록 당업계에 공지된 어떤 적절한 수단을 사용하여 구동될 수 있다. 1차 운동 커플링(16)은 카(12)를 현수시키는 데 사용되고, 로프, 복수개의 로프 또는 도2에 도시된 것과 같은 코팅된 강철 벨트(CSB; coated steel belt)일 수 있다. 또한, 도2에 도시된 바와 같이, 1차 운동 커플링(16)은 복수개의 케이블(40) 및/또는 코팅(42)을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 위치 기준 시스템은 1차 운동 커플링(16)에 대해 부착 또는 매립되는 도2에 도시된 바와 같은 코드(26)를 포함한다. 엘리베이터 위치 설정 시스템은 고정 위치에서 판독기(28)를 추가로 포함한다. 판독기(28)는 코드(26)를 판독하여 카(12)의 절대 위치, 속도, 가속도 및 저크(jerk)를 계산하는 데 사용된다. 판독기(28)는 당업계에 공지된 어떤 적절한 판독기를 포함할 수 있다. 사용될 판독기(28)의 형태는 코드(26)의 성질의 함수일 것이다.

또한, 코드(26) 및 판독기(28)는 엘리베이터 카(12)의 1차 운동 커플링(16)의 인장량 또는 슬립량을 직접적으로 측정하는 데 사용될 수 있다. 인장량은 코드의 직접적인 측정에 의해 측정될 수 있다. 코드는 새로운 1차 운동 커플링에 적용 될 때 알려진 길이일 것이다. 1차 운동 커플링이 부하 또는 마모로 인해 인장되면, 코드 징표도 마찬가지로 인장될 것이다. 당업계에 주지된 바와 같은 높은 해상도의 신호 처리 알고리즘이 코드 징표의 실제의 길이를 측정하여 인장량을 직접적으로 측정하는 데 적용될 수 있다. 슬립량은 구동 명령에 대한 측정된 위치의 비교에 의해 측정될 수 있다. 운반체의 제어기는 1차 운동 작동기로의 구동 명령을 발생시켜 운반체의 위치 제어에 영향을 주도록 위치 기준 시스템으로부터의 피드백을 사용한다. 이상적으로, 구동 명령은 위치의 변화에 정확하게 대응한다. 그러나, 위치 기준 시스템이 미끄러짐과 독립적이면, 구동 작동기와 1차 운동 커플링 사이의 어떤 미끄러짐이 위치 기준 시스템에 따른 위치의 변화와 구동 명령에 따른 위치의 변화 사이의 불일치를 초래한다. 이러한 불일치는 미끄러짐의 직접적인 측정치이고 미끄러짐은 1차 운동 작동기 및 1차 운동 커플링 상에서의 마모량에 대응한다.

본 발명의 양호한 실시예에서, 판독기(28)는 구동 시브(22)와 종료 지점(18) 사이의 고정 위치에서 1차 운동 커플링(16)을 따라 위치된다. 이러한 방식으로, 구동 시브 슬립량은 위치 측정에 중요하지 않다. 따라서, 절대 위치 측정과 구동 명령 사이의 차이로부터, 슬립량 및 대응 마모량이 계산될 수 있다. 이러한 계산은 검색 테이블, 그 등가 함수 표현 또는 당업계에 주지된 각종의 수단들 중 어떤 것을 통할 수 있다.

1차 운동 커플링(16)의 인장량에 대한 보상은 코드(26)로부터 직접적으로 측정될 수 있거나 1차 운동 커플링 시험을 기초로 하여 부하 및 온도의 경험 함수에 의해 추정될 수 있다. 이러한 추정의 정확도에 따라, 별도의 실(sill) 센서(미도시)가 요구될 수 있다. 그러면, 그 정보는 위치 정확도를 개선하기 위해 추정 알고리즘에서 사용될 수 있을 것이다.

코드(26)는 각종의 상이한 방식으로 코팅된 강철 벨트 등의 1차 운동 커플링(16) 내에 매립될 수 있다. 예컨대, 코드(26)는 1차 운동 커플링(16)의 표면 상의 물리, 광학 또는 자성 마크 또는 재료일 수 있다. 1차 운동 커플링(16)의 모서리를 따라 마크를 갖는 것이 유리할 수 있는데, 이는 모서리는 구동 시브(22) 또는 아이들러 시브(20) 중 하나와 접촉되지 않아서 마모량을 최소화하기 때문이다. 홈 등의 물리적인 마크는 가능한 유도 소음으로 인해 1차 운동 커플링(16)의 표면 상에서 양호하지 않다. 그러나, 주어진 위치, 분포, 형상 등의 홈이 수용 가능한 소음 수준 예컨대 48 dB 미만으로 설계될 수 있으므로, 위치 기준 시스템을 위한 코드로서의 그 사용을 가능하게 한다.

코드(26)는 도2에 도시된 코팅된 벨트 등의 1차 운동 커플링의 코팅(42) 내에 매립된 물리, 광학 또는 자성 마크 또는 재료일 수 있다. 이는 1차 운동 커플링(16)이 어떠한 케이블이 코팅의 단면 아래에 바람직하게는 중앙에 있지 않은 상태로 약간 넓어야 할 필요가 있다는 것을 의미한다. 매립된 코드(26)는 1차 운동 커플링(16)을 통해 절삭된 구멍일 수 있다. 대신에, 도2에 도시된 벨트 등의 1차 운동 커플링(16)은 하나의 층이 코드(26)를 담은 상태로 적층 방식으로 조립될 수 있다.

또한, 코드(26)는 벨트 코팅(42) 등의 코팅을 통해 감지될 수 있는 재료 성 질을 갖는 도2에 도시된 벨트 등의 1차 운동 커플링(16) 내의 추가의 케이블 또는 코드일 수 있다.

또한, 코드(26)는 벨트 코팅(42) 등의 코팅을 통해 감지될 수 있는 재료 성질을 갖는 도2에 도시된 벨트 내의 케이블(40) 등의 1차 운동 커플링(16) 내의 1개 이상의 케이블(40)로 변경 또는 향상될 수 있다.

코드(26)의 가장 양호한 실시예는 벨트 코팅(42) 등의 1차 운동 커플링 상의 코팅 내에 매립된 자성 재료를 포함한다. 이들 재료가 부과된 자기장에 민감한 재료 예컨대 산화철이면, 코팅된 강철 벨트 등의 전체의 1차 운동 커플링(16)은 자성 테이프가 된다. 이러한 경우에, 판독기(26)는 벨트에 대한 정보를 기록, 재기록 또는 인코딩할 수 있다.

양호한 실시예는 이동 캡과 고정 구동 시스템 사이에 서스펜션 수단 상의 인코딩을 사용하지만, 본 발명은 서스펜션 수단이 고정 위치에 부착된 상태로 이동 카(12)에 부착된 구동 시스템에 대해 동일하게 양호하게 작용할 것이다.

본 발명의 위치 기준 시스템을 사용하면, 별도의 승강로 설비를 요구하는 어떤 접근법보다도 설치 비용을 절약할 수 있을 것이다. 추가의 비용 절약은 필요하지 않는 대체 설비에 대한 감소된 목록으로부터 나온다. 모든 인코딩된 1차 운동 커플링은 부품 개수를 증가시키지 않도록 동일한 것이 양호하다.

본 발명은 엘리베이터 시스템과 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 위치 기준 시스템은 다른 운반체에 대해 사용될 수 있을 것이다.

전술된 목적, 수단 및 장점을 완전히 충족시키는 절대 위치 기준 시스템을 위한 장치 및 방법이 본 발명에 따라 제공된 것이 명백하다. 본 발명은 그 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 다른 대체예, 변형예 및 수정예가 전술된 설명을 읽은 당업자에게 명백하다. 따라서, 첨부된 청구의 범위의 넓은 범주 내에 속하는 것으로서 이들 대체예, 변형예 및 수정예를 포함하도록 해석되어야 한다.

Claims (12)

1. 고정 기준 위치에 대해 엘리베이터 카의 위치를 결정하기 위한 엘리베이터 시스템에서 사용되는 위치 기준 시스템이며,

   상기 엘리베이터 카의 1차 운동 커플링 상의 코드와,

   상기 코드를 판독하는 판독기를 포함하는 위치 기준 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 판독기는 상기 1차 운동 커플링의 종료 지점과 구동 시브 사이의 위치에서 승강로 내에 장착되는 위치 기준 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 1차 운동 커플링은 코팅된 강철 벨트를 포함하고, 상기 코드는 상기 벨트의 표면 상에 물리, 광학 및 자성 징표 중 적어도 하나를 포함하는 위치 기준 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 1차 운동 커플링은 코팅된 강철 벨트를 포함하고, 상기 코드는 벨트의 코팅 내에 매립된 물리, 광학 및 자성 징표 중 적어도 하나를 포함하는 위치 기준 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 1차 운동 커플링은 벨트를 포함하고, 상기 코드는 상기 벨트를 통해 절삭된 구멍을 포함하는 위치 기준 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 1차 운동 커플링은 상기 코드가 하나의 층 내에 담겨진 상태의 적층된 벨트를 포함하는 위치 기준 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 1차 운동 커플링은 벨트를 포함하고, 상기 코드는 벨트 상의 코팅을 통해 감지될 수 있는 재료 특성을 갖는, 벨트 내의 케이블 및 코드 중 적어도 하나를 포함하는 위치 기준 시스템.
8. 제1항에 있어서, 상기 1차 운동 커플링은 코팅된 벨트를 포함하고, 상기 코드는 벨트 코팅 내에 매립된 자성 재료를 포함하는 위치 기준 시스템.
9. 제1항에 있어서, 상기 코드는 1차 운동 커플링에 대해 부착 또는 매립되는 위치 기준 시스템.
10. 서스펜션 수단을 갖는 운반체와 함께 사용되는 위치 기준 시스템이며,

    상기 서스펜션 수단 상의 코드와,

    상기 코드를 판독하여 상기 운반체의 위치를 결정하기 위한 고정 위치 내의 판독기를 포함하는 위치 기준 시스템.
11. 엘리베이터 카에 대한 1차 운동 커플링 내의 인장량을 측정하는 방법이며,

    코드를 갖는 상기 1차 운동 커플링을 제공하는 단계와,

    상기 코드를 형성하는 각각의 징표에 대한 실제의 길이를 측정하는 단계와,

    상기 1차 운동 커플링의 인장량으로부터 기인하는 실제의 길이의 변화를 검출하는 단계와,

    실제의 길이의 검출된 변화로부터 인장량을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
12. 엘리베이터 카의 슬립량을 결정하는 방법이며,

    1차 운동 작동기에 구동 명령을 발생시키는 단계와,

    위치 기준 시스템을 사용하는 상기 구동 명령이 1차 운동 커플링 상의 코드 그리고 판독기를 포함한 후 상기 엘리베이터 카의 위치를 측정하는 단계와,

    상기 구동 명령에 따른 위치의 변화에 위치 기준 시스템에 따른 위치의 변화를 비교하는 단계를 포함하는 방법.

Images