电梯、用于监控楼层的移动门的开口和/或电梯轿厢的移动门的开口的光幕、以及用于在电梯中发出开门命令或关门命令的方法

摘要

本发明涉及一种电梯，其中从电梯的光幕(1)的控制单元(13)发送所述光幕的接收器(12)的状态信息以及还可能的发射器(11)的状态信息作为对查询(Q)的响应(R)或者作为消息(S)，并且其中电梯轿厢的控制系统(15)被配置为接收响应(R1、R2、…)或状态信息(S1、S2、…)并且分析i)被包含在所述响应或状态信息中的至少一个接收器(12)的状态信息或者ii)被包含在所述响应或状态信息中的至少一个接收器(12)和与其相关的至少一个发射器(11)的状态信息，以改变或调整电梯的操作模式或者向电梯的操作系统(18)发出控制命令。

说明书

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，更具体地涉及电梯控制和电梯门控制，并且 还涉及光幕。

背景技术

乘客电梯和货运电梯通常包括一个或多个移动门。移动门位于在楼层上 以及在电梯轿厢中。

当移动门关闭时，所讨论的门的开口尺寸减小。为安全起见，必须监控 缝隙。当检测到有物体穿入开口时，正在关闭的移动门必须停止或者其移动 必须减慢。以这种方式能够防止由移动门导致的对生命、健康和财产的损害。

欧洲标准prEN 81-20：2011-11的第5.3.6节“Safety rules for the  construction and installation of lifts(升降机建造和安装的安全规范)”对于必 须如何监控移动门的开口定义了更精确的要求。所讨论的标准基于使成员国 涉及升降机的法律互相接近的欧洲议会和理事会指令95/16/EC，该指令描述 了对于欧洲经济区中新电动操作的乘客电梯和货运电梯所要设置的要求。

光幕一般用于监控移动门的开口。Airdri(艾知瑞)有限公司的专利公开 US 6,547,042(也被公开为EP 1 212 506 B1)、GB 2 395 474 A、US  2004/0154873 A1和WO 2005/110906 A2提出了一些在意图用于监控电梯的移 动门的开口的光幕中使用的技术方案。

专利公开WO 2005/110906 A2提出了一种使用电缆将光幕的控制单元连 接到用于开门和关门的操作系统并且在另一方面还沿着链路将光幕的控制单 元连接到电梯绳索的操作系统的方式。

发明目的

本发明的目的是使电梯控制多样化以及使能电梯操作的优化。

可以使用根据独立权利要求1所述的电梯以及使用根据独立权利要求16 所述的光幕来解决此目的。使用根据权利要求17所述的方法，可以使电梯控 制多样化。

从属权利要求描述本发明的优选实施例。

本发明的优点

电梯包括：a)光幕，被配置为监控楼层的移动门和/或电梯轿厢的移动 门的开口，该光幕包括多个发射器和多个接收器以及用于所述多个发射器和 多个接收器的控制单元，该控制单元包括用于发射器和接收器的状态信息的 至少一个寄存器；以及b)电梯轿厢的控制系统，所述控制系统经由数据传 送连接被连接到控制单元，该控制系统包括执行数字处理的至少一个单元。 执行数字处理的单元的例子是处理器、微控制器和现场可编程门阵列 (FPGA)。

控制系统被配置为通过数据传送连接向控制单元发送查询。控制单元被 配置为响应于该查询而通过数据传送连接发送响应，该响应包含至少一个寄 存器的内容或描述该内容的信息。控制系统被配置为接收响应并且分析i)被 包含在该响应中的至少一个接收器的状态信息或者ii)被包含在该响应中的 至少一个接收器和与其相关的至少一个发射器的状态信息，以改变或调整电 梯的操作模式或者向电梯的操作系统发出控制命令。

用于监控楼层的移动门和/或电梯轿厢的移动门的光幕包括多个发射器 和多个接收器以及用于所述多个发射器和多个接收器的控制单元，并且还包 括数据传送连接，所述控制单元包括用于发射器和接收器的状态信息的至少 一个寄存器。控制单元被配置为响应于它通过数据传送连接所接收的查询而 经由数据传送连接发送响应，该响应包含上述至少一个寄存器的内容或描述 该内容的信息。

在由生产光幕的Airdri有限公司的部门(公式系统技术院)制造的光幕 VISION(TM)VS1 1347或VS1 1447中，在光幕检测到有物体穿入移动门的开 口之后，光幕以最少时间丢弃常开的“门可以关闭”信号。Airdri有限公司所 提供的光幕不发出能够在电梯的控制系统中使用的任何类型的信号。

因为在接通时间期间从目前光幕所获得的信号仅给出关于在光电元件延 迟的开始时刻开口中是否存在障碍物的信息，所以由于信号的最少时间，当 前市场上的光幕仅在有限程度上适合于在电梯的控制系统中使用。基于此信 息，实现具有足够准确度的乘客计算是很困难或不可能的。

隐含在本发明之下的见解是以下面这种方式来调整光幕：为光幕提供数 据传送单元，并且光幕的控制单元被配置为最优选地还在光电元件延迟期间 发送至少一个接收器的状态信息以及还可能发送与所述至少一个接收器相关 的至少一个发射器的状态信息。与此同时，电梯的控制系统被配置为从光幕 的控制单元请求状态信息，并且改变或调整电梯的操作模式或者向电梯的操 作系统发出控制命令。在涉及常规的开/关信号时，期望通过轮询来确保常规 的电梯控制一定能够看到信号。在串行流量的情况下，可以设想出例如两个 消息来确保信号获得通过。

借助于电梯和光幕，能够最优选地还在光电元件延迟期间或者尽管光电 元件延迟，在电梯的控制系统中处理至少一个接收器的状态信息以及还可能 处理与所述至少一个接收器相关的至少一个发射器的状态信息。以这种方式， 能够使电梯控制多样化并且甚至能够使能电梯操作的优化。换言之，电梯的 控制系统还使来自电梯的其它功能系统的信息可供其使用。根据第二方面， 除此之外或者取而代之，能够通过在电梯的控制系统中还考虑至少一个接收 器的状态信息以及还可能考虑与所述至少一个接收器相关的至少一个发射器 的状态信息、而不是仅仅考虑光幕的一般功能信号(“门可以关闭”)，来多样 化将要被提供给电梯的控制系统的信息。

在控制系统被配置为i)通过使用至少一个接收器的状态信息或者ii)通 过使用至少一个接收器和与其相关的至少一个发射器的状态信息来监控楼层 的移动门的开口和/或电梯轿厢的移动门的开口、并且推断乘客是否正在进入 电梯轿厢或者乘客是否正在离开电梯轿厢的情况下，控制系统能够更好地确 定电梯轿厢中乘客的数量。通过使用光幕信号，可以在获得原始数据以及对 于当门打开时在光幕中观察到多少障碍物的估计这两者的情况下增强用于计 算人数的方法。

与从VISION VS1 1447或1347光幕可得的“门可以关闭”信号进行比 较，何时执行称重或测量的选择可以因此显著地更详细。我们已经观察到， 在用于VS1 1447或1347光幕的信号的最少时间期间，许多乘客可以进入电 梯或离开电梯。由于在每次检测到穿入开口之后光电元件延迟都重新开始， 所以频繁穿入光幕的乘客显著地延长光电元件延迟，从而增加了不精确性。

在控制系统被配置为通过在连续的响应中将i)被包含在该响应中的接收 器的状态信息或者ii)被包含在该响应中的接收器和与其相关的发射器的状 态信息进行比较来监控光幕的至少一个发射器和与所述发射器相关的接收器 之间的光线的断开、并且据此推断乘客是否正在进入电梯轿厢或者乘客是否 正在离开电梯轿厢的情况下，能够更好地利用光幕来计算电梯的乘客。

在为光幕或者为控制系统定义光电元件延迟、该延迟确定在释放开口之 后在电梯发出用于关闭楼层和/或电梯轿厢的移动门的命令之前必须经过的 时间的情况下，以及在控制系统或控制单元被配置为a)在至少一个所限定接 收器的状态信息指示所讨论的接收器被遮盖时和/或b)在至少一个所限定接 收器的状态信息指示与所讨论的接收器相关的发射器被遮盖时缩短光电元件 延迟或者去除光电元件延迟的情况下，能够加速电梯的行程。

在控制系统被配置为i)基于至少一个接收器的状态信息或者ii)基于至 少一个接收器和与其相关的至少一个发射器的状态信息来发出开门命令或关 门命令的情况下，能够基于将要从光幕接收的信息来实现门的打开：电梯的 控制系统基于光幕信息做出关于打开门的决定，并且门操作器打开门。这比 正常去除“门可以打开”信号更快，并且不会导致光电元件延迟。根据优选 实施例，这可以以光幕被配置为在电梯轿厢的移动门内侧延伸到电梯轿厢中 和/或在楼层的移动门外侧延伸到楼层上的这种方式来实现：从而避免了将手 或脚放到移动门的前面以发出“开门”命令的需要。

根据优选实施例，通过在与光幕的接收器平行的方向上将手彼此远离地 移动来发出开门命令，并且通过在与光幕的接收器平行的方向上将手彼此靠 近地移动来对应地发出关门命令。为此，光幕或控制系统被配置为从被遮盖 的传感器或接收器检测时间序列。

在为光幕或者为控制系统定义光电元件延迟、该延迟确定在释放开口之 后在电梯发出用于关闭楼层的移动门和/或电梯轿厢的移动门的命令之前必 须经过的时间的情况下，以及在控制系统或控制单元被配置为a)在至少一个 所限定接收器的状态信息指示所讨论的接收器被遮盖时和/或b)在至少一个 所限定接收器的状态信息指示与所讨论的接收器相关的发射器被遮盖时延长 光电元件延迟的情况下，能够借助于光幕来实现延长开门功能。

在控制系统被配置为i)基于至少一个接收器的状态信息或者ii)基于至 少一个接收器和与其相关的至少一个发射器的状态信息来发出命令的情况 下，能够借助于光幕来实现延长开门功能。这最优选地是以距离电梯轿厢的 地面150至180厘米的高度布置一个或多个接收器的方式来实现。

例子：i)手保持在150至180厘米的高度，在其它高度的光幕的光线没 有断开；ii)电梯控制系统发出反馈(声音、触觉或光学信号，所述光学信号 例如灯或光幕的光源闪烁)并且接通延长的时间；iii)可以使用轿厢命令(例 如，按钮)来退出该模式。

借助于光幕来实现延长开门功能在不需要释放手来按压电梯的操作按钮 或者不需要移动到电梯的操作按钮的位置点的情况下方便了例如在运输负荷 时的电梯的使用。

在移动门的光幕中定义用于出发方向箭头的区域或者用于向上和向下出 发方向箭头两者的区域的情况下，以及在控制系统和/或控制单元被配置为响 应于在光幕中的区域中进行的观察向电梯发出向上命令或向下命令的情况 下，能够通过使用光幕来发出向上命令或向下命令中的任一者或两者。以这 种方式，不需要在每个楼层上安装分离的箭头。此外，这减少了清洁电梯的 可能操作按钮的需要，并且帮助电梯的用户避免接触传染性疾病经由操作按 钮蔓延。此外，在不需要释放手来按压电梯的操作按钮或者不需要移动到电 梯的操作按钮的位置点的情况下，例如在运输负荷时电梯的使用变得更加简 单。

在将用于产生注意信号的至少一个装置集成到电梯轿厢的移动门的前边 缘中或者集成到所述边缘中的光幕中来指示移动门的关闭、并且其中控制系 统和/或控制单元被配置为在关闭移动门时或者在控制系统已检测到需要关 闭移动门时激活用于产生注意信号的上述至少一个装置的情况下，能够在电 梯乘客看到门正在关闭或者控制系统已检测到需要关闭移动门时提高电梯的 安全性。此外，因为在电梯乘客看到电梯需要关闭移动门时以及在他们还进 一步理解不要走进光幕的检测区时电梯轿厢能够更快速地启动，所以能够优 化电梯的操作。还能够发出关于激活延长门时间的光学或声学反馈(例如， 通过灯或光源的闪烁)。

在将用于产生警告信号的至少一个装置集成到电梯轿厢的移动门的前边 缘中或者集成到所述边缘中的光幕中来指示移动门的关闭、并且其中控制系 统和/或控制单元被配置为在尽管开口中有障碍物但电梯仍然关闭移动门时 激活用于产生警告信号的上述至少一个装置的情况下，能够提高电梯的安全 性。

根据优选的方面，响应包含至少一个接收器的数字状态信息。响应可以 包含若干个接收器和/或发射器的数字状态信息。数字状态信息可以包含若干 个比特，在这种情况下能够接收到比检测到/未检测到或者开/关类型更详细的 状态信息。因此能够为电梯的控制系统给出更精确的信息以供其使用，并且 电梯的控制系统能够做出更准确的决定。

根据优选的方面，数据传送连接是串行数据传送信道，更具体地是 RS-485总线、RS-232总线或CAN总线。

附图说明

通过以下图1至图3中的实施例的帮助，下面将更详细地介绍电梯和光 幕。附图中：

图1是电梯的门布置的简化和图解视图；

图2描述了电梯系统的功能部分；

图3描述了根据本发明的信令。

在所有图中，相同的参考编号指的是相同的部分。

具体实施方式

图1是电梯的门布置的简化和图解视图。楼层的(从电梯轿厢10观看的 方向)右侧门92、楼层的左侧门93以及电梯轿厢10的右侧门2、左侧门3 确定在图1中用虚线标记的开口4。

光幕1包括多个发射器11和多个接收器12。发射器和接收器的数量可 以变化。光幕1被配置为监控开口4是否被穿入。当开口4已经被穿入时， 光幕1被配置为阻止开口的门92、93、2、3的关闭。

通过使用电磁辐射(典型地，电磁辐射是在可见光或红外线范围)的发 射和检测来优选地实现光幕1。

光幕1包括至少一个控制单元13，该控制单元13包括用于发射器11和 接收器12的状态信息的至少一个寄存器。可以收集状态信息作为单比特数据 或多比特数据。单比特数据意味着在寄存器中记录的是单独的发射器11或接 收器12是开还是关。多比特数据意味着例如可以通知或测量发射器11的功 率或者可以测量由接收器12测量的信号的强度。

电梯轿厢10的控制系统15包括执行数字处理的至少一个单元。经由数 据传送连接16将控制系统15连接到控制单元13。数据传送连接16最优选 是RS-485总线、RS-232总线或CAN总线，但可以通过使用任何适当的双向 数据传送连接来实现数据传送连接16。因为串行接口总线简化布线，所以数 据传送连接(总线)16优选是串行接口总线。

控制系统15被配置为通过数据传送连接16向控制单元13发送查询Q1 (参见图3)。

控制单元13被配置为响应于查询Q1通过数据传送连接16发送响应R1， 所述响应R1包含上述至少一个寄存器的内容或描述该内容的信息。

在先前的查询Q1之后，控制系统可以发送下一个查询Q2，并且在此之 后，控制系统可以发送选定数量的查询。控制单元13对每个相应的查询Q1、 Q2、...给出响应R1、R2、...。

控制系统15被配置为接收每一个相应的响应R1、R2、...，并且分析i) 被包含在该响应中的至少一个接收器12的状态信息或者ii)被包含在该响应 中的至少一个接收器12和与其相关的至少一个发射器11的状态信息，以改 变或调整电梯的操作模式或者向电梯的操作系统18发出控制命令。

根据优选的方面，响应R1、R2、...包含至少一个接收器12的数字状态 信息。单独的响应R1、R2、...可以包含若干个接收器11和/或发射器12的 数字状态信息。数字状态信息包含一比特或多比特。

根据一个方面，控制系统15被配置为i)通过使用至少一个接收器12 的状态信息或者ii)通过使用至少一个接收器12和与其相关的至少一个发射 器11的状态信息来监控开口4，并且推断乘客是否正在进入电梯轿厢10或 者乘客是否正在离开电梯轿厢10。

根据一个方面，控制系统15被配置为通过在连续的响应R1、R2...中将 i)被包含在该响应中的接收器12的状态信息或者ii)被包含在该响应中的接 收器12和与其相关的发射器11的状态信息进行比较，来监控光幕1的至少 一个发射器11和与所述接收器相关的接收器12之间的光线的中断，并且据 此推断乘客是否正在进入电梯轿厢10或者乘客是否正在离开电梯轿厢10。

可以为光幕1或者为控制系统15定义光电元件延迟，该延迟确定在释放 开口之后在电梯发出用于关闭楼层的移动门92、93和/或电梯轿厢10的移动 门2、3的命令之前必须经过的时间。

控制系统15或控制单元13可以被配置为：在至少一个所限定接收器12 的状态信息指示所讨论的接收器12被遮盖时，和/或在至少一个所限定接收 器12的状态信息指示与所讨论的接收器12相关的发射器11被遮盖时，缩短 光电元件延迟或者去除光电元件延迟。

控制系统15可以被配置为i)基于至少一个接收器12的状态信息或者ii) 基于至少一个接收器12和与其相关的至少一个发射器11的状态信息来发出 开门命令或关门命令。

以下面这种方式来优选地配置光幕1：要被监控的开口4在电梯轿厢的 移动门2、3内侧延伸到电梯轿厢10中和/或在楼层的移动门92、93外侧延 伸到停靠楼面上。

可以为光幕1或者为控制系统15定义光电元件延迟，该延迟确定在释放 开口4之后在电梯发出用于关闭楼层的移动门92、93和/或电梯轿厢10的移 动门2、3的命令之前必须经过的时间。在这种情况下，控制系统15或控制 单元13被配置为：在至少一个所限定接收器12的状态信息指示所讨论的接 收器12被遮盖时，和/或在至少一个所限定接收器12的状态信息指示与所讨 论的接收器12相关的发射器11被遮盖时，延长光电元件延迟。

控制系统15可以被配置为i)基于至少一个接收器12的状态信息或者ii) 基于至少一个接收器12和与其相关的至少一个发射器11的状态信息来发出 开门更长时间命令。

可以在移动门2、3的光幕1中定义用于出发方向箭头的区域或者用于向 上和向下出发方向箭头两者的区域，并且其中控制系统15和/或控制单元13 被配置为响应于在光幕1中的区域中进行的观察向电梯发出向上命令或向下 命令。这意味着借助于光幕1实现了手动操作用户接口，乘客可以借助于该 接口发出电梯呼叫。

可以将用于产生注意信号的至少一个装置101(例如，灯、光源或扬声 器)集成到电梯轿厢10的移动门2、3的前边缘中，或者集成到所述边缘中 的光幕1中，以指示移动门2、3的关闭。在这种情况下，控制系统15和/或 控制单元13可以被配置为在关闭移动门2、3、92、93时或者在控制系统15 已检测到需要关闭移动门2、3、92、93时激活用于产生注意信号的上述至少 一个装置101。可替代地，用于产生注意信号的装置101可以在电梯轿厢10 的门2、3的框架中。

将用于产生警告信号的至少一个装置101集成到电梯轿厢10的移动门 2、3的前边缘中，或者集成到所述边缘中的光幕1中，以指示移动门2、3 的关闭，并且其中控制系统15和/或控制单元13被配置为在尽管开口4中有 障碍物但电梯仍然关闭移动门2、3时激活用于产生警告信号的上述至少一个 装置101。

根据本发明，利用所配置的光幕1以及利用控制系统15可以实现在电梯 中发出开门命令或关门命令的新方法。在基于将要接收的对查询Q(Q1、 Q2、...)的响应R(R1、R2、...)时，基于电梯的光幕1的接收器12的状 态信息的时间序列检测到电梯乘客在与光幕1的接收器12平行的方向上将他 /她的手彼此远离地移动或者将他/她的手彼此靠近地移动(参见图2：彼此靠 近＝在上下方向上彼此靠近；彼此远离＝在上下方向上彼此远离)，并且响应 于所述检测向电梯轿厢的门操作器17发出开门命令或关门命令。优选地在电 梯的光幕1中或者在控制系统15中实现监控。

最优选地将电梯轿厢的控制系统15连接到称重系统77(例如，感应距 离检测器或测力计)。称重系统77连续或者以规则间隔地确定电梯轿厢10的 负荷并且产生供电梯轿厢的控制系统15使用的重量数据W。

可以通过向重量数据W添加基于响应R1、R2、...计算的乘客计算数据 来增强电梯的乘客计算，可以借助于电梯轿厢的控制系统15、电梯控制器18 或群控制器20来实现所述电梯的乘客计算。

如果使用电梯控制器18来实现乘客计算，则可以将电梯轿厢的控制系统 15编程来向电梯控制器18转发响应R1、R2、...或基于这些响应所定义的数 据I。

如果使用群控制器20来实现乘客计算，则可以将电梯轿厢的控制系统 15编程来向群控制器20或电梯控制器18发送响应R1、R2、...或基于这些 响应所定义的数据I，电梯控制器18向群控制器20转发数据I。

最优选地从光幕1的一个单独的发射器-接收器从膝盖高度(大约30-60 厘米)收集用于乘客计算的数据。在这种情况下，响应R1、R2...可以包括例 如仅相应的单独的接收器12的信号强度或者例如由所讨论的接收器12接收 的信号的强度是否超过预定阈值的逻辑数据。与重量测量进行比较并且以上 述方式收集的增强乘客计算数据可以被用来调整或优化电梯的群控制。这是 例如以下面这种方式来实现的：群控制器20根据乘客计算数据形成统计并且 指示属于该系统的电梯控制器18来调整或优化流量。图2提出了包括两个电 梯的电梯系统，每一个电梯具有自己的电梯控制器18。然而，有可能群控制 器20控制许多(N＝2、3、4、...)电梯控制器。这具体是在大型楼宇中的 情况。在这种情况下，通过借助于与重量测量W进行比较的增强乘客计算数 据I来增强流量的调整或优化，能够优化整个系统的操作来更好地对应于客 流的需要。

还可以利用与重量测量进行比较的增强乘客计算数据I来产生用于楼宇 自动化的访问管理和电梯监控22的数据或由此的统计。借助于增强乘客计算 数据I，可以对有多少人正要去何处做出更好的估计。以这种方式能够更精确 地实现例如供暖、空调和照明的调整。在例如更精确地知晓百货公司中的流 量时，可以利用接收的乘客计算数据I来调整货物的陈列。

实施例1(节能模式)：

在使用电梯时光幕1的正常操作模式是在接连开门之间使光幕1进入节 能模式。

基本操作序列(适合于当光幕处于节能模式时使用)

1.电梯控制器18或电梯轿厢的控制系统15向光幕1发送命令以切换到 操作模式。

2.光幕1对模式切换命令进行响应，并且切换到操作模式。

3.电梯轿厢的控制系统15从光幕查询状态信息直到光幕1响应其处于 操作模式下。光幕1对每个状态信息查询进行响应。

4.电梯轿厢的控制系统15开始开门。

5.电梯轿厢的控制系统15向光幕1发送查询(Q1)。光幕1使用响应消 息R1来向电梯轿厢的控制系统15进行响应。

6.在门开着时重复步骤5(Q2、R2；Q3、R3、...)。

7.电梯轿厢的控制系统15已经关闭门2、3。

8.电梯轿厢的控制系统15向光幕1发送命令以切换到节能模式(待机)。

9.光幕1对模式切换消息进行响应，并且开始切换到节能模式。

实施例2(用于节省能源和延长光幕1的服务寿命的节电功能)：

当门2、3关着时：断电命令

当门2、3打开时：仅将光幕1用作用于计算流量的光电元件

当门2、3开着时：监控光幕1的许多例如所有的光线。例如，更长时间 命令是可能的。

当门2、3关闭时：加速消息的交换(查询Q-响应R)或发送(状态消 息S)，并且光幕1的所有光线进行工作。

不应当将本发明视为仅限于以下的权利要求，而是应当将本发明理解为 包括所述权利要求和所提出的实施例的组合的所有法律等同物。

作为对电梯轿厢的控制系统15向光幕1的控制单元13发送查询Q1(查 询Q1、Q2、...)的替代，控制单元13可以被配置为无需等待查询Q而连续 地发送消息S(S1、S2、S3、...)。可以以规则的间隔发送状态消息，例如以 50毫秒的间隔发送状态消息。

所使用的附图标记的列表

1   光幕

2   电梯轿厢的右侧门

3   电梯轿厢的左侧门

4   被监控的开口

11  发射器

12  接收器

13  光幕的控制单元

14  总线

15  电梯轿厢的控制系统

16  串行总线

17  电梯轿厢的门操作器

18  电梯控制器

19  电驱动器

20  群控制器

21  局域网

22  楼宇自动化的访问管理和电梯监控

77  称重系统

91  墙

92  停靠站的右侧门

93  停靠站的左侧门

101 用于产生注意信号的装置(例如，灯、光源或扬声器)