上行和下行一体的引力节能自动扶梯的运行方法

摘要

上行和下行一体的引力节能自动扶梯的运行方法，用于自动扶梯引力节能的控制，现有的自动扶梯无法利用下行人员的重量实现节电节能，本发明是由传感信息的受力传感器、发送信息的接收器、判别信息的判别器和要求驱动装置按运行指令实施运行的伺服器，组成一个保证自动扶梯在每个规定的时间段内，用最小的输出功率正常运行的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动交通工具，特别是涉及一种自动扶梯。

背景技术

现有的自动扶梯无论上下都是在一个斜坡上运行的，可以由上向下运行，也可以由下向上运行，从能源节约的角度看，现有的自动扶梯存在二个问题：

1，因为现有的自动扶梯无法知道什麽时候满载什麽时候不满载，始终要以满载的功耗进行运行。

2，自动扶梯上行时候和自动扶梯下行时候的功耗可以是不一样的。现有的自动扶梯是以同样的功耗进行运行。

3，准确地说下行的人员的重量就是一个能量，现有的自动扶梯不能将下行人员产生的能量直接变为作用在上行的拉力。

4，可以节能不等于已经节能，如果该自动扶梯不能随时地同步地，掌握上行和下行人员的详细信息，也不能实现节能节电。

我们查阅了相关资料的技术方案，如：中国专利CN95200818.1双向自动扶梯、 CN00203760.2连体双向自动扶梯、  CN200420039619.5一种商场专用节能扶梯，通过分析我们发现这些方案的共同特点是不改变现有的自动扶梯的运行结构，而是通过一个换向轴将下行的力转换成上行的力，达到节能的目的，这些方案的问题是：1，在原有的运行结构情况下，不能达到同步的运行。2，经过几次转折，可以利用的力已经基本消耗了，实际的效率不大。

发明内容

发明的原理：将一根绳子挂在定滑轮上，在绳子的两端挂同样重量的物体，因为地心引力的原因，物体是静止在定滑轮的两端，如果在其中的一端增加一点重量，该端就会向下滑动，并且把另一端向上提起。

根据上述原理，将绳子替换为自动扶梯的踏板，绳子的两端替换为自动扶梯的上行端和下行端，那么可能的情况是：

1，如果上行和下行两端都没有人，自动扶梯只需要一个维持设备本身运行的基本动力就能够运行。当然，更好的选择应该是停止运行。

2，如果上行和下行两端的人数相等，自动扶梯也只需要一个维持设备本身运行的基本动力就能够正常运行，这时候运行耗费的功率与两端无人时是相同的。

3，如果下行端的人数大于上行端，下行端大于上行端的人数的重量，可以抵扣维持正常运行的动力，也就是自动扶梯只需要比上述二种情况更小的动力就能够正常运行。

4，如果上行端的人数大于下行端的人数，自动扶梯运行的动力可以扣除下行人数的重量。

无论是哪一种情况，只要能够判断自动扶梯上行和下行的具体负荷情况，就可以用最小的动力使整个自动扶梯正常运行。

本发明的目的在于提供一种上行和下行一体的引力节能自动扶梯的运行方法。

本发明是这样实现的：上行和下行一体的引力节能自动扶梯的运行方法，包括受力传感器发出的信息、接收器发送的信息、判别器接受的人工设置的方向、速度信息和发出的运行指令、伺服器的输出功率等级；上述的受力传感器、接收器、判别器、伺服器是一个信息联通的判别控制装置；

其特征是：受力传感器安装在自动扶梯的每一个踏板上，每一个受力传感器有自己的地址编码，受力传感器在每一个约定的时间段将自己的地址编码和得到的传感信息发送给接收器，接收器安装在框架的上行斜坡和下行斜坡上，一个斜坡上的接收器只接受运行在该斜坡上的受力传感器发送的信息，每一个接收器各有自己固定的地址编码，接收器在每一个约定的时间段将接受的传感信息和自己的地址编码发送给判别器；判别器内存有一个基本负荷信息，基本负荷信息是指：所有传感信息均为零时，最小的维持自动扶梯正常运行的负荷信息，判别器在每一个约定的时间段对接受的信息进行运算，依次得到目前方向、速度信息、目前负荷信息、实际负荷信息、输出功率信息，并将该输出功率信息和最后一次人工设置的方向、速度信息作为运行指令，在每一个约定的时间段发送给驱动装置的伺服器，伺服器在各个时间段根据运行指令的要求修改驱动装置的输出功率、方向和速度。

其中，计算目前方向、速度信息的方法是：根据接收器和受力传感器的地址编码，计算受力传感器经过接收器的先后次序和时间，得到目前方向、速度信息。

其中，计算目前负荷信息的方法是：先将一个时间段内上行接收器的传感信息相加成为一个正数的上行负荷信息，下行接收器的传感信息相加成为一个负数的下行负荷信息，再将该时间段上行负荷信息与下行负荷信息相加，得到的和就是该时间段的目前负荷信息。

其中，计算实际负荷信息的方法是：把一个时间段的目前负荷信息与基本负荷信息相加，得到一个该时间段的实际负荷信息。

其中，产生输出功率信息的过程和方法是：把全部实际负荷信息由小到大按序排列，把全部输出功率信息也由小到大按序排列，规定若干个实际负荷信息对应到一个输出功率信息里，任何一个实际负荷信息均可以替换成为一个输出功率信息。

其中，修改驱动装置输出功率的方法是：在伺服器内预置有不同的输出功率等级，一个输出功率等级由一个信息表示，所有信息由小到大按序排列，这些信息涵盖了判别器全部的输出功率信息，并且与输出功率信息是相对应的，伺服器在每一个时间段内，将该时间段判别器的输出功率信息对应转换成为一个该时间段输出功率等级，指令驱动装置输出对应的功率。

本发明的优点在于：

1，在本发明中，任何站在下行踏板上的人员，因为地球引力的作用，都自动转变成为一种动能力，这个动能力直接转变成为将上行人员向上拉动的拉力，这个拉力可以直接抵扣掉站在上行踏板上相同数量的人员需要的拉力。因为上行和下行的受力传感器的作用，判别器可以分分秒秒判定出现在的上下行的具体负载情况，完全可以随时指令驱动装置以最小的动力输出应付具体情况，达到最大限度的节能的可能。

举例说明：为了说明方便，假设每个人的重量是相同的。

如果上行负载是20个人，下行负载是10个人，这时自动扶梯只需要10个人的拉力和维持设备本身运行的动力就能够正常运行了。如果上行负载是20个人，下行负载是20个人，这时自动扶梯只需要维持设备本身运行的动力就能够正常运行了。如果上行负载是10个人，下行负载是20个人，这时候自动扶梯连维持设备本身运行的动力也可以进行相应抵扣了。在上行和下行都没有人的时候，可以停止运行。

2，本发明特别适宜于商场、地铁之类的公共场所，在这类公共场所上下的人数基本是相当的，其完成的运送上下的人数是一部普通自动扶梯的两倍，而消耗的能源是不会大于一部普通自动扶梯的50%。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步说明。

图1是自动扶梯侧面的结构剖面示意图。

图2是一个时间段输出功率判定和运行的流程示意图。

图1~2中：

100：框架，110：上行斜坡， 120：下行斜坡， 130：上行踏板，140：下行踏板，150：踏板，  

200：判别控制装置，201：人工设置的方向、速度信息，210：受力传感器，211：传感信息，220：接收器，221：上行接收器，222：下行接收器， 230：判别器，231：上行负荷信息，232：下行负荷信息，233：基本负荷信息， 235：目前负荷信息，236：实际负荷信息，237：输出功率信息，238：目前方向、速度信息，239：运行指令。 

300：驱动装置，310：伺服器，311：输出功率等级。 

具体实施方式

参照图1，图1是上行和下行一体的引力节能自动扶梯侧面示意图。

该自动扶梯的特点1是：有二个斜坡。特点2是：在踏板150向一个方向运行的时候，有一个斜坡是上行的，另一个斜坡是下行的；如果踏板150向反方向运行的时候，上行的斜坡变成为下行的斜坡，而下行的斜坡变成为上行的斜坡。

同样，无论踏板150向什么方向运行，必然有一个是上行踏板130，有一个是下行踏板140。受力传感器210安装在自动扶梯的每一个踏板150上，受力传感器210能够感知踏板150上人员的重量信息，每一个受力传感器210有自己的地址编码，受力传感器210将得到的信息和自己的地址编码发送给接收器220。

接收器220分别安装在框架100的上行斜坡110、下行斜坡120上，上行踏板130所在斜坡的接收器220是上行接收器221，反之是下行接收器222。

图中，该自动扶梯的踏板150是顺时针方向旋转运行的，一个是上行斜坡110，一个是下行斜坡120，运行在上行斜坡110的踏板150是上行踏板130，运行在下行斜坡120上的踏板150是下行踏板140。

我们将安装在上行斜坡110的接收器220称之为上行接收器221，将安装在下行斜坡120的接收器220称之为下行接收器222。

各个接收器220只接受运行在各自斜坡上的受力传感器210发送的信息，也就是在上行斜坡110的接收器220只能接受运行在上行斜坡110的受力传感器210发送的信息，反之亦然。

每一个接收器220各有自己固定的地址编码，接收器220将接受的信息和自己的地址编码随时发送给判别器230。判别器230安装在框架100上，判别器230将判定的指令发送给伺服器310。

上述的受力传感器210、接收器220、判别器230、伺服器310是信息联通的。

参照图2，图2是一个时间段的运行流程示意图。

图中，假设自动扶梯有150个受力传感器210的信息，每个受力传感器210的信息由传感信息211和地址编码组成，图中以211.1、IP～211.150、IP表示。

虚线框表示一个时间段的运行流程的范围。

“待机”是指：已经进入运行的状态，因为无人上下处于休眠的状态。

判别器230已经接收了人工设置的方向、速度信息201。

图中，221信息是指一个斜坡上的上行接收器221收到的所有传感器210的传感信息211和地址编码信息， 222信息是指另一个斜坡上的下行接收器222收到的所有传感器210的传感信息211和地址编码信息。

接收器220将221信息和222信息发送给判别器230进行检测。

“检测”是指：判别器230计算得到目前方向、速度信息238和上行负荷信息231、下行负荷信息232的过程和方法。

检测有二个可能：如果无人返回待机的状态。如果有人就进入下一个计算的状态。

因为本发明的自动扶梯的斜坡一个是上行另一个是下行，谁上谁下是依据运行的方向确定的，所以必须确定目前运行的方向，才能检测区分出上行接收器221和下行接收器222。

因为每个受力传感器210和每个接收器220都有地址编码IP，根据它们不同的地址编码可以计算出运行的方向和速度等信息。

计算目前方向、速度信息238的方法是：根据接收器和受力传感器的地址编码，计算受力传感器经过接收器的先后次序和时间，得到目前方向、速度信息。

在确定了方向以后，判别器230从接受的信息中，可以确定那一些是上行接收器221的221信息，那一些是下行接收器222的222信息。

判别器230将上行接收器221的传感信息211相加就整理成为一个上行负荷信息231，将下行接收器222的传感信息211相加就整理成为一个下行负荷信息232，把上行负荷信息231用正数表示；将下行负荷信息232用负数表示。

假设上行负荷信息231有1000个可能的变化，每一个变化用一个数值表示， 1000个变化可以用0~999的数值表示；同样假设下行负荷信息232也有1000个可能的变化，每一个变化用一个数值表示， 1000个变化可以用－999～0的数值表示。

这样，在每一个时间段内必然有一个表示上行负荷信息231的数值和一个表示下行负荷信息232的数值的产生。

现在，如图所示在“检测”下面的方框里有：目前方向、速度信息238和上行负荷信息231、下行负荷信息232三个信息，接下来进入运算的状态。

“运算”是指判别器230依次得到目前负荷信息235、实际负荷信息236的过程。

因为上行和下行一体的自动扶梯下行的负荷可以直接抵充掉上行的负荷，这个抵充掉下行负荷信息232的信息，就是目前负荷信息235。

运算目前负荷信息235的方法是：将同一时间段的上行负荷信息231与下行负荷信息232相加运算，得到的和就是一个该时间段的目前负荷信息235。

比如：

上行负荷信息231是50，下行负荷信息232是－50，目前负荷信息235是0。

上行负荷是信息231是15，下行负荷信息232是－75，目前负荷信息235是－60。

目前负荷信息235不是自动扶梯的全部负荷信息，任何自动扶梯只要在运行，即使没有任何外在的负荷，必然有一个自身的基本负荷信息233，基本负荷信息233是指：所有传感信息211均为零时，最小的维持该自动扶梯正常运行的负荷信息，该信息是一个正的常数。

为了叙述的方便，我们假设基本负荷信息233的数值表示是50。该负荷信息是一个不能忽视的消耗输出功率的信息，在计算最小输出功率的时候，必须将该数据作为一个主要的数据加入计算，才能得到自动扶梯的一个实际负荷信息236。

实际负荷信息236是指：在一个时间段内上行和下行一体的自动扶梯扣除下行负荷信息232和基本负荷信息233以后的负荷信息。该信息是确定用什么最小输出功率保证自动扶梯的正常运行的直接信息。

计算实际负荷信息236方法是：

目前负荷信息235 +基本负荷信息233=实际负荷信息236。

比如：目前负荷是０，基本负荷是50，那么实际负荷是50。

又如：目前负荷是－60，基本负荷是50，那么实际负荷是－10。

现在，图中的“判别”上面的方框内有236实际负荷信息和238目前方向、速度信息进入到判别的状态。

“判别”是指在得到实际负荷信息236以后判定出一个运行指令239，运行指令239包括输出功率信息237和人工设置方向、速度信息201，这个人工设置方向、速度信息201是指判别器230接收的最后一次人工设置信息。

获取输出功率信息237的原因是：上行和下行的人员的状况是变化的，实际负荷信息236会有相当多的数据，而功率的输出是一个机械的运动，不能有太快和太频繁的变化，为了适应驱动装置300的实际情况，需要将实际负荷信息236判别成为一个比较简化的输出功率信息237给驱动装置300执行。

判别输出功率信息237的方法是：把全部实际负荷信息236由小到大按序排列，把全部输出功率信息237也由小到大按序排列，规定若干个实际负荷信息236对应到一个输出功率信息237里，任何一个实际负荷信息236均可以替换成为一个输出功率信息237。 

比如：假设是每5个由小到大排列的实际负荷信息236对应一个输出功率信息237，那么：

如果：实际负荷信息236是50，替换成为输出功率信息237就是10。

如果：实际负荷信息236是－10，替换成为输出功率信息237就是－2。

以此类推。

现在发送给驱动装置300的伺服器310的运行指令239内有二个信息，一个是输出功率信息237，另一个是最后一次人工设置的方向、速度信息201。

判别器230不断地将运行指令239发送给驱动装置300的伺服器310。伺服器310根据运行指令239要求驱动装置300随时修改输出功率、方向和速度。

修改驱动装置输出功率的方法是：在伺服器310内预置有不同的输出功率等级311，一个输出功率等级311有一个信息表示，所有信息由小到大按序排列，这些信息涵盖了判别器230全部的输出功率信息237，并且与输出功率信息237是相对应的，伺服器310在每一个时间段内，将该时间段判别器230的输出功率信息237替换成为一个该时间段输出功率等级311，指令驱动装置300输出对应的功率。

比如：假设驱动装置300在伺服器310的40个输出功率等级311指令下具有40个不同输出功率的选择，伺服器310会在一个时间段内选择一个输出功率等级311指令驱动装置300实施，在各个时间段内，伺服器310会根据判别器230的指令要求驱动装置300输出对应的功率。