專利名稱：移動物體速度檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動物體的速度檢測裝置，尤其涉及一種電梯安全裝 置用的速度檢測裝置。
背景技術(shù)：
近年來，在電梯轎廂(移動物體)的速度檢測方面，不將傳感器設置在 機械室內(nèi)，而將傳感器設置在電梯轎廂上來進行檢測這一方式的研究得到 了進步。由于在進行電梯轎廂的速度檢測時可以排除吊索的影響，所以除 了能夠取得直接性的數(shù)據(jù)以外，還具有在吊索被切斷時也能夠檢測出速度 等各種優(yōu)點。并且，在速度檢測器方面，由于采用了不需設置移動部分的 非接觸方式，所以能夠進一步提髙可靠性。作為現(xiàn)有技術(shù)，例如在專利文獻1的日本國發(fā)明專利特開2006 — 52092號公報中公開了一種通過設置在電梯轎廂側(cè)的傳感器裝置來檢測電 梯轎廂速度的方案(例如參照專利文獻1)。其基本上是一種使用設置在升 降通道內(nèi)的標記和設置在電梯轎廂上的傳感器裝置來檢測電梯轎廂位置 的裝置。該方案公開了一種標記與傳感器裝置之間距離的設定方法，其使 用設置在電梯轎廂側(cè)的傳感器裝置對設置在升降通道側(cè)的標記進行檢測， 并將檢測值轉(zhuǎn)換成絕對位置值。將該絕對位置值用于速度測量上。專利文獻1:日本特開2006 — 52092號公報。根據(jù)專利文獻1，使用設置在電梯轎廂上的傳感器裝置進行速度檢測 時，需要在升降通道的整個行程上設置檢測用標記。在使用標記的方式中， 除了標記本身的設置成本外，還會產(chǎn)生在升降通道內(nèi)進行設置所需的設置 成本以及運用幵始后的維修成本等，從而存在無法確保價格競爭力的問 題。此外，如果設置在電梯轎廂側(cè)的傳感器本身比較昂貴時，則在成本方面會處于不利的境地。并且，如果使用檢測距離范圍狹窄的傳感器時，有 時還需要設置間隙保持機構(gòu)。也就是說，在上述現(xiàn)有技術(shù)中存在以下問題，即，需要降低在升降通 道側(cè)設置速度檢測用標記的成本，降低在電梯轎廂側(cè)設置傳感器的成本， 降低保持傳感器檢測間隔所需的成本。并且，還存在需要降低檢測信號處 理所需成本的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了解決所述問題而作出的發(fā)明，本發(fā)明的目的在于提供一 種能夠以低成本檢測移動物體速度的移動物體速度檢測裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的移動物體速度檢測裝置具有檢測器(例如后文所述的元件207)和速度計算裝置(例如后文所述的速度計算處理裝置 116)，其中該檢測器設置在與構(gòu)造物形成相對速度的移動物體上，該速度 計算裝置根據(jù)從檢測器得到的檢測信號來算出移動物體的速度，該移動物 體速度檢測裝置的特征在于，多個所述檢測器沿著所述移動物體的移動方 向隔開規(guī)定的間隔設置而構(gòu)成檢測器列(例如后文所述的傳感器列201)， 速度計算裝置使檢測器列的輸出以規(guī)定的方式重疊，并對重疊的結(jié)果進行 頻率分析，根據(jù)頻率分析所得的頻率以及檢測器的規(guī)定間隔的距離算出移 動物體的速度。 發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠以低成本進行移動物體的速度檢測。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的移動物體速度檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2是表示速度計算處理裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖； 圖3是表示速度計算處理裝置的波形例的說明圖； 圖4是根據(jù)能夠用于速度檢測的升降通道內(nèi)構(gòu)造物的間隔來決定傳感 器列長度時的決定方法的說明圖；圖5是使用多個傳感器列檢測速度時的檢測方法的說明圖；圖6是表示多個傳感器列的檢測值合成方法的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；圖7是表示由多個傳感器列進行檢測處理時的波形例的說明圖；圖8是表示多個元件間隔傳感器列間的元件共用例的說明圖；圖9是表示從速度計算處理裝置輸出的速度相關(guān)信息例的說明圖；圖10是舉例表示了應用終端樓層減速裝置時的限制速度閾值的說明圖；圖11是表示能夠應對終端樓層減速裝置的速度計算處理裝置的說明圖；圖12是表示傳感器列元件發(fā)生故障時的對策例的說明圖； 圖13是表示元件故障檢測/控制器中的處理步驟的流程圖； 圖14是表示傳感器列的元件結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方法例的說明圖； 圖15是表示與利用脈沖波的傳播時間測量距離(比較例)的場合相比， 本發(fā)明所具有的優(yōu)點的說明圖。符號說明100電梯設備102導軌105轎廂(電梯轎廂)106主吊索107平衡重108巻揚機109制動器111控制裝置113轎廂移動方向114緊急制動裝置115轎廂側(cè)安全裝置116速度計算處理裝置(速度計算裝置)117升降通道內(nèi)構(gòu)造物200移動物體速度檢測裝置201傳感器列(檢測裝置列)202檢波器203重疊器204頻率分析器205閾值判斷器206頻譜重疊器207元件(檢測裝置)208f / vol變換器209多路復用器210位置信息211故障元件212傳感器驅(qū)動裝置213傳感器接收放大器214分離器215反射脈沖1216反射脈沖2217總接收輸出1218距離真值219距離測量值220總接收輸出2301額定速度302限制速度303終端樓層減速裝置動作區(qū)域304終端樓層減速裝置動作區(qū)域401元件故障檢測器402矩陣開關(guān)403元件故障檢測/控制器具體實施方式
以下參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。圖1是表示本發(fā)明的實施方式所涉及的移動物體速度檢測裝置的結(jié)構(gòu)圖。在此，作為移動物體，以設置在建筑物內(nèi)的電梯設備ioo的電梯轎廂105為例進行說明。電梯轎廂105在圖1所示的行駛方向(升降方向)113進 行移動。升降方向113上具有升降通道內(nèi)構(gòu)造物117。并且，本實施方式 的移動物體速度檢測裝置200(參照圖2)包括傳感器列201和速度計算處理 裝置116。電梯轎廂105和平衡重107通過主吊索106互相連接，主吊索106巻 掛在巻揚機108上。巻揚機108根據(jù)控制裝置111的指令驅(qū)動主吊索106。 由此，電梯轎廂105(以下有時簡稱為"轎廂")以及平衡重107在升降通道內(nèi) 進行移動。電梯轎廂105上設置有轎廂側(cè)安全裝置115。轎廂側(cè)安全裝置115中包含的速度計算處理裝置116能夠根據(jù)來自傳 感器列201(傳感器列201的長度Ls)的輸入數(shù)據(jù)算出速度。速度計算處理 裝置U6將包括根據(jù)來自傳感器列201的輸入數(shù)據(jù)判斷出的有無超速的信 息在內(nèi)的安全控制信息發(fā)送給控制裝置111。控制裝置111根據(jù)安全控制 信息，輸出制動器109和緊急制動裝置114等的動作指令。根據(jù)需要，也 可以構(gòu)成為由轎廂側(cè)安全裝置115直接輸出緊急制動裝置114和制動器 109等的動作指令。在一般情況下，電梯設備100除了主吊索106之外還設置有被稱為調(diào) 速器繩索的輔助繩索(未圖示)，該繩索安裝在轎廂105的緊急制動裝置114 上。當因主吊索106被切斷等而導致電梯轎廂105加速到一定的速度(在建 筑基準法的規(guī)定中為額定速度的1.4倍等)后，除了控制裝置111的控制動 作之外，調(diào)速器(未圖示)鎖住調(diào)速器繩索，使緊急制動裝置114動作，以 抱住導軌102的方式進行緊急制動。圖2是表示速度計算處理裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。速度計算處理裝置116 具有檢波器202、重疊器203、頻率分析器204以及閾值判斷器205。此外， 傳感器列201由多個元件207構(gòu)成，該元件的識別符號分別為a、 b、 c、…、傳感器列201的信號通過檢波器202變換為基帶信號。通過重疊器203，根據(jù)與傳感器(207a、 b、 c.....x)的相對位置關(guān)系對應的規(guī)定的規(guī)則，更具體地說是根據(jù)傳感器的設置順序，該信號被交替地進行加法式重 疊或減法式重疊，之后，通過頻率分析器204被變換為基帶信號的時間變 動分量的頻譜。通過閾值判斷器205判斷該頻譜的主峰的位置是否超過了規(guī)定的頻率，并將判斷結(jié)果輸出到控制裝置111等中。將傳感器列201的間隔設定為d，上述頻譜的峰值的頻率設定為f時，速度v可以通過下述公式算出。v=2'f'd."(l)由此，限制速度Vmax時的頻譜的判斷閾值頻率fth為， fth=Vmax/(2'd)...(2)0此外，圖2中的檢測點CPa CPc、 Cpx以及檢測點CP1 CP3處的 各個輸出波形的波形例如圖3所示。圖3是速度計算處理裝置的波形例的說明圖。曲線圖G01 G09表示 與圖2中的檢測點CPa CPc、 Cpx以及檢測點CP1 CP3相對應的波形。 此外，在此假設傳感器列201由4個元件構(gòu)成，該4個元件分別以a、 b、 c、 x的順序設置，并且在空間上的間隔相等。為此，檢測點CPa、 CPb、 CPc、 CPx與來自等間隔設置的元件的檢波后的波形相當。現(xiàn)在，假設升 降通道內(nèi)的構(gòu)造物從傳感器列201的元件a的方向朝著元件x的方向通過。 此時，檢測點CPa CPc、 CPx的波形分別如曲線圖G01 G04所示。通過重疊器203對曲線圖G01 G04的波形進行重疊處理，在檢測點 CP1得到曲線圖G05所示的波形。并且，曲線圖G01 G05的橫軸表示時 間，縱軸表示檢波器202或者重疊器203的輸出大小(例如電壓)。此外，通過頻率分析器204得到曲線圖G06或者曲線圖G08所示的 功率頻譜。在此，曲線圖G06、 G08的橫軸表示頻率，縱軸表示功率。如果檢測點CP2處的主要頻譜小于判斷閾值頻率fth(casel),則檢測 點CP3的輸出如曲線圖G07所示，為正常(Normal)值。同樣，在大于判斷 閾值頻率fth時(case2)，如曲線圖G08所示，為異常(Alert)值。并且，隨 著電梯轎廂105的速度加快，頻率的主要頻譜朝高的方向移位。曲線圖G07、 G09的橫軸表示時間，縱軸表示判斷值大小(圖示例為 Alert、 Normal這二個值)。曲線圖G07、 G09舉例表示了在時間上恒定的 判斷值，但判斷閾值頻率fth在時間上不是恒定的，在加速時、速度恒定 時以及減速時等，該值由與安全速度相對應的判斷閾值頻率fth決定。原 則上，檢測點CP2的主要頻譜在橫向穿過判斷閾值頻率fth時進行判斷。圖4是根據(jù)能夠用于速度檢測的升降通道內(nèi)構(gòu)造物的間隔來決定傳感器列長度時的決定方法的說明圖。在本發(fā)明中，采用了通過設置在電梯轎廂105上的傳感器列201來檢測設置在升降通道內(nèi)的構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)。為此， 傳感器列201的空間上的長度以能夠隨著電梯轎廂105的在空間上的移 動，連續(xù)地覆蓋構(gòu)造物的方式設定?，F(xiàn)在，假設升降通道內(nèi)構(gòu)造物117的相對于電梯轎廂移動方向的最大 的空間間隔為Lr時，傳感器列201的長度Ls以最短必須滿足下述公式的 方式?jīng)Q定。Lr<Ls...(3)更為實用的是以下述方法決定長度Ls，即，在傳感器列201的兩端部 分，分別使2個左右的元件重復檢測升降通道內(nèi)構(gòu)造物117，得到富裕量 Lsm，并且在考慮了傳感器檢測區(qū)域形狀的基礎(chǔ)上，得到包括傳感器的有 效檢測值在內(nèi)的升降通道內(nèi)構(gòu)造物間隔的富裕量Lrm，并且使得滿足下述 公式所示的關(guān)系。Lr+Lrm<LsLsm ... (4)圖5是使用多個傳感器列檢測速度時的檢測方法的說明圖。在圖5中， 作為傳感器列，使用多個傳感器列201a、 201b。作為需要使用多個傳感器 列的場合，例如有傳感器能夠檢測到的升降通道內(nèi)構(gòu)造物117a、 117b的 空間設置間隔超出了現(xiàn)實中能夠做到的單一傳感器列的長度等的場合。造 成上述情況的原因是，由于受到在傳感器列長度方向上所能安裝的元件的 數(shù)量和元件間隔、處理電路的最大頻道數(shù)、固定部位的大小(電梯轎廂的上 下方向的長度)等多種因素的影響，從而不能任意地進行長度的設定。在圖5中，以使2個傳感器列201a、 201b分別與升降通道的不同部 位相對向以檢測速度的情況為例進行說明。各個傳感器列長度Ls-a、 Ls-b與升降通道內(nèi)構(gòu)造物117的空間設置間隔Lr-a、 Lr-b之間的大小關(guān)系滿足下述公式。Lr-a>Ls-a、 Lr-b>Ls-b ... (5)為此，在傳感器列201a、 201b單獨進行處理時，受電梯轎廂位置的 影響，在速度檢測上產(chǎn)生了不連續(xù)性。在此，通過將傳感器列201a、 201b的長度Ls-a、 Ls-b以及多個傳 感器列201a、 201b之間的相對位置關(guān)系設定為至少有一個傳感器列201始終能夠檢測到升降通道內(nèi)構(gòu)造物，并且，通過將來自多個傳感器列201a、 201b的信號以規(guī)定的處理方式進行合成，就能夠?qū)谌我獾霓I廂位置進 行連續(xù)的速度檢測。關(guān)于合成方法在后文中說明。如果與多個傳感器列201a、 201b相對向的升降通道內(nèi)構(gòu)造物117a、 117b的空間設置以及相對位置是固定的，則能夠很方便地在升降通道內(nèi)構(gòu) 造物的一個空間周期內(nèi)，決定使得多個傳感器列中至少有一列能夠檢測到 升降通道內(nèi)構(gòu)造物的位置關(guān)系。即使在升降通道內(nèi)構(gòu)造物的空間分布沒有 周期性時，也可以通過計算機來進行模擬，而很方便地決定多個傳感器列 長度和相對位置關(guān)系。圖6是表示多個傳感器列的檢測值合成方法的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。傳感器列 201a、 201b與升降通道內(nèi)的各個不同場所相對向。為了方便起見，在圖中， 傳感器列201a、 201b設置在同一直線上，但在一般的情況下，如上述實 施方式所示，傳感器列201a、 201b與由升降通道內(nèi)構(gòu)造物的設置方式和 傳感器列的長度決定的部位相對向。來自多個傳感器列201a、 201b的輸出，到頻率分析器204a、 204b為 止，以單獨的方式進行處理。也就是說，來自傳感器列201a的信號通過 檢波器202a變換為基帶信號。通過重疊器203a，根據(jù)與傳感器的相對位 置關(guān)系對應的規(guī)定的規(guī)則，更具體地說是根據(jù)傳感器的設置順序，該信號 被交替地進行加法式重疊或減法式重疊，之后，通過頻率分析器204a被 變換為基帶信號的時間變動分量的頻譜。同樣，來自傳感器列201b的信 號通過檢波器202b變換為基帶信號。通過重疊器203b，根據(jù)與傳感器的 相對位置關(guān)系對應的規(guī)定的規(guī)則，更具體地說是根據(jù)傳感器的設置順序， 該信號被交替地進行加法式重疊或減法式重疊，之后，通過頻率分析器 204b被變換為基帶信號的時間變動分量的頻譜。由頻率分析器204a、 204b得到的功率頻譜通過頻譜重疊器206進行 重疊處理。對于重疊后的功率頻譜，由閾值判斷器205進行閾值判斷。在 此，參照圖7對與檢測點CP4 CP6相對應的部位的波形進行說明。圖7是表示由多個傳感器列進行檢測處理時的波形例的說明圖。圖中， 在檢測點CP4所示的一側(cè)(傳感器列201a —側(cè))，傳感器列201a與有效的 檢測對象即升降通道內(nèi)構(gòu)造物117之間處于不對向的位置關(guān)系，而在檢測點CP5所示的一側(cè)，傳感器列201a與有效的檢測對象處于相對向的位置 關(guān)系。在檢測點CP4的頻譜中，沒有出現(xiàn)超過判斷閾值等級Pth的峰值， 而在檢測點CP5的頻譜中，則出現(xiàn)了該峰值。同樣，在功率頻譜的合成值 即檢測點CP6的主要頻譜中，也出現(xiàn)了超過判斷閾值等級Pth的峰值。在 傳感器列201a、 201b與升降通道內(nèi)構(gòu)造物117的位置關(guān)系相反的場合， 也同樣能夠根據(jù)CP6的頻譜進行判斷。不采用例如在檢波器202a、 202b之后對來自多個傳感器列201a、 201b 的輸出一次性進行合成這一方法的理由是，采用這一方法不能保證多個傳 感器列之間具有明確的相對相位。此外，在以各個傳感器列為單位，通過 閾值判斷器205進行了處理后再進行合成的方法中，除了與有效檢測對象 的升降通道內(nèi)構(gòu)造物不相對的這一側(cè)的判斷輸出不穩(wěn)定之外，根據(jù)所設定 的判斷閾值等級Pth，有時會出現(xiàn)誤判。另一方面，在本方式中，在功率 頻譜的階段進行合成，由于對多個功率頻譜進行合成，所以對偶發(fā)性的頻 譜峰值具有抑制效果，從而能夠提高S / N比(Signal to Noise ratio)。圖8是表示多個元件間隔傳感器列間的元件共用例的說明圖。如圖8 所示，如果將元件間隔(例如，間隔dl、 d2)不同的多個傳感器列設置在同 一條線上，則可以使一部分元件共用。圖中的元件207由間隔為dl的傳 感器列和間隔為d2的傳感器列共用。通過改變傳感器列的元件間隔，能 夠改變可檢測速度的范圍。如公式(2)所示，檢測限制速度Vmax的判斷閾 值頻率fth可由下述公式算出。fth=Vmax / (2'd)因此，通過增大元件間隔d，即使使用低速的A/D變換器，也能夠 判斷較大的限制速度。圖9是表示從速度計算處理裝置輸出的速度相關(guān)信息例的說明圖。在 out0的輸出中，作為速度過大(超速)判斷處理的結(jié)果，以二值(例如Alert /Normal、 H/L、 1 / 0等)方式輸出上述實施方式中的輸出信息。另一方 面，在outl所示的輸出方式中，例如對與峰值頻譜相對應的頻率位置進行 f / vol(頻率—電壓)變換208等，以適當?shù)姆椒▽⑤敵鲂畔⒆儞Q成適合傳送 的形式后，輸出還沒有進行判斷處理的頻譜信息。根據(jù)本輸出方式，能夠 為后段的控制裝置111進行更為靈活的閾值判斷留有余地。這一方法在因使用后述的終端樓層減速裝置等而需要在各種條件下變更限制速度閾值 時尤其有利。同樣，在out2所示的輸出方式中，也是直接輸出頻譜信息。根據(jù)本輸出方式，由于對outl中的主要頻譜的峰值頻率以外的信息也進行傳送，所以能夠增加速度檢測所需的判斷信息，能夠提高可靠性。例如，通過將主 要頻譜的峰值與其它峰值相比較，判斷兩者之間是否有較大的差異，如此， 能夠判斷速度檢測的健全性。并且，通過使用公式(l)，能夠方便地將頻譜信息變換為速度v。在out3所示的輸出中，輸出的是還沒有進行頻率分析的時間區(qū)域的波 形。根據(jù)本輸出方式，由于使用后段的控制裝置lll進行頻率分析處理， 所以能夠進行高精度的濾波處理等能適應各種條件的頻率分析。例如，在 控制裝置111中，用于能夠利用轎廂運行狀況和其它傳感器的信息等眾多 的信息，所以當out3的信號在電梯門打開的狀態(tài)下發(fā)生了變動時，能夠判 斷為該變動很可能是由于貨物或人進出電梯而引起的。由此，還能夠動態(tài) 地對閾值進行變更(例如頻譜的峰功率值不大時判斷為外部干擾因素)，使 得不對上述程度的變動產(chǎn)生感應。out4所示的輸出，是在傳感器列元件的輸出進行重疊處理前的階段進 行的輸出。根據(jù)本輸出方式，能夠得到傳感器列中的各個元件的輸出變動 信息。因此，能夠在后段的控制裝置lll中確認各個元件的健全性。健全 性除了各個元件的正常/不正常以外，還包括調(diào)節(jié)變化(alignment variation) 等與速度檢測性能有關(guān)的因素。此外，在上述結(jié)構(gòu)中，由于一般采用在A /D變換后以數(shù)值方式進行重疊處理的結(jié)構(gòu)，所以與模擬處理相比，能夠 大幅度緩和重疊處理時的最大元件數(shù)量方面的限制。并且，由于能夠?qū)Ω?個元件單獨地進行增益調(diào)整(包括偏置等在內(nèi)的各種偏差)，所以在使用廉 價且偏差很大的元件時有利。此外，重疊處理所用的元件也能夠任意選擇。 因此，在重疊處理中，只需使用等于最小元件間隔的倍數(shù)的元件，就能夠 以模擬方式獲得與使用大元件間隔的傳感器列時相同的效果。此外，如后 文所述，在元件損壞時，還能夠采取電子方式的處理措施。在out4所示的輸出中，為了進行傳送，還可以根據(jù)需要使用多路復用 器(MUX)209。以上，從outl到out4，對各個階段的輸出方法的特征進行了說明， 一般來說，在后段的控制裝置111中的處理項目越多，則從速度計算處理裝置116傳送到控制裝置111的數(shù)據(jù)量就越大，所以需要在能夠 使用的傳送容量與所需的速度檢測處理功能之間進行平衡。圖10是舉例表示了應用終端樓層減速裝置時的限制速度閾值的說明圖。圖m的橫軸表示從升降通道內(nèi)的基準位置起算的高度。該基準位置例如可以是電梯坑地板或下部最后的極限開關(guān)等。縱軸表示電梯轎廂105 的速度。實線301表示額定速度，為通常情況下轎廂行駛的速度。雙點劃 線302表示限制速度，在超過該速度時，有必要進行控制動作。在圖中， 雙點劃線302只圖示了一根，但在一般情況下至少有2根， 一根是作為經(jīng) 由主吊索進行制動的制動器的觸發(fā)信號的閾值，另一根是作為緊急制動動 作的觸發(fā)信號的閾值。虛線303以及虛線304表示終端樓層減速裝置的動 作區(qū)域。在圖中，最高層附近和最底層附近的閾值的曲線呈對稱形狀，但 也可以呈非對稱形狀。使用終端樓層減速裝置時，該功能被內(nèi)置在控制裝 置111或者速度計算處理裝置116中。在控制裝置111內(nèi)執(zhí)行終端樓層減速裝置的功能時，向控制裝置111 輸入電梯轎廂105的位置信息沐圖示)以及電梯轎廂105的速度信息。作 為電梯轎廂105的速度信息，使用圖9中的outl到out4的進行閾值判斷 前的直接的速度信息(例如峰頻率值)。另外，通過設置在電梯轎廂105側(cè) 的速度計算處理裝置116來實現(xiàn)終端樓層減速裝置功能時的情況在后文中 參照圖11進行說明。圖11是表示能夠應對終端樓層減速裝置的速度計算處理裝置的說明 圖。如圖11所示，向速度計算處理裝置116發(fā)送電梯轎廂105的位置信 息210。此外，通過設置成能夠根據(jù)所輸入的電梯轎廂105的位置信息來 改變閾值判斷器205的閾值，從而能夠?qū)崿F(xiàn)如圖10所示的與電梯轎廂105 的位置相應的限制速度的曲線圖。圖12是表示傳感器列元件發(fā)生故障時的對策例的說明圖。現(xiàn)在，在 圖12(a)中，假設位于傳感器列中間的元件211發(fā)生了故障。此時，根據(jù) 傳感器的檢測對象的升降通道內(nèi)構(gòu)造物117的空間分布狀況，有時會給速 度檢測值帶來影響。在此，對在本實施方式中，在傳感器列的元件發(fā)生故 障時使用剩余的元件，使動作繼續(xù)進行時的實施方式進行說明。將來自元件故障檢測器401的檢測結(jié)果輸入到元件故障檢測/控制器 403中，確定故障元件在傳感器列中的位置。此時，如果故障元件位于傳 感器列的端部附近，則使用矩陣開關(guān)402將故障元件兩側(cè)的元件數(shù)量較少 一側(cè)的元件組以及故障元件的輸出信號斷開。另一方面，如果故障元件的 位置位于傳感器列的中央附近，則使用矩陣開關(guān)402對被故障元件分成二 組的傳感器列組進行分割。分割后的電路結(jié)構(gòu)如圖12(b)所示，被分成傳 感器列201p、 201q這二組。此時，需要多個重疊器203p、 203q和頻率分 析器204p、 204q。重疊器203、頻率分析器204以及閾值判斷器205可以 預先準備多個，也可以構(gòu)成為通過元件故障檢測/控制器403的控制來進 行時分處理。圖13是表示元件故障檢測/控制器中的處理步驟的流程圖。元件故 障檢測/控制器403獲取構(gòu)成傳感器列的單個元件的狀態(tài)(步驟Sl)。此后， 判斷是否具有故障元件(步驟S2)。在發(fā)現(xiàn)有故障元件(步驟S2的判斷結(jié)果 為有)時，進入步驟S3。在沒有故障元件(步驟S2判斷結(jié)果為沒有)時，返 回步驟S1。在步驟S3中，元件故障檢測/控制器403確認故障元件的位置。然 后，判斷是否有必要進行分割處理(步驟S4)。在有必要進行分割(步驟S4 的判斷結(jié)果為需要分割)時，進行傳感器列分割的設定操作(步驟S5)。步驟 S5之后的處理與圖6的實施方式所示的使用多個傳感器列的場合相同，在 功率頻譜的狀態(tài)下進行加算。在不需要分割(步驟S4的判斷結(jié)果為不需要 分割)時，返回步驟S1。在實現(xiàn)本實施方式的功能時，最遲在重疊器203的前端部分進行了 A /D變換時，則容易確保各個元件的健全性檢測和通過軟件進行重疊處理 時的分組的靈活性。為了在控制裝置111中實現(xiàn)本功能，將與圖9中的out4 相當?shù)妮敵霭l(fā)送到控制裝置lll。圖14是表示傳感器列的元件結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方法例的說明圖。能夠作為 本發(fā)明的傳感器列的元件使用的傳感器，例如可以列舉出超聲波傳感器。 圖14(a)表示使用發(fā)送和接收分開的超聲波傳感器時的結(jié)構(gòu)例。在圖14(a) 所表示的例中，使用一組發(fā)送側(cè)傳感器207s和接收側(cè)傳感器207r構(gòu)成傳 感器列的一個元件。發(fā)送側(cè)傳感器207s通過傳感器驅(qū)動裝置212例如以一定振幅的連續(xù)波進行驅(qū)動。在接收側(cè)傳感器207r所接收的信號中包括來 自升降通道內(nèi)構(gòu)造物117的反射和來自發(fā)送側(cè)傳感器207s的直接輸入分 量等。根據(jù)需要，可以適當通過傳感器接收放大器213向后段輸出。此外， 圖14(b)表示作為傳感器元件，使用發(fā)送和接收一體型的元件207sr時的情 況。與發(fā)送和接收分開時的場合一樣，通過傳感器驅(qū)動裝置212以一定振 幅的連續(xù)波進行驅(qū)動，接收波引起的變動分量由分離器214提取。與比較例的利用脈沖波的傳播時間測量距離(Time OfFlight方式)的方 式相比，使用作為本實施方式的特征的連續(xù)波時，具有各種優(yōu)點。以下參 照圖15對本發(fā)明的優(yōu)點進行說明。圖15是表示與利用脈沖波的傳播時間測量距離(比較例)的場合相比， 本發(fā)明所具有的優(yōu)點的說明圖。在使用脈沖波進行的傳播時間測量中，如 圖15(a)所示，在元件207的波束輪廓中有多個反射波分量215、 216時， 總接收輸出如217所示，振幅之間的差異極小，所以很難對該等脈沖進行 判斷。其結(jié)果，由于具有最大峰值的脈沖的選擇發(fā)生變動，如圖15(b)的219 所示，距離的測量值會發(fā)生很大的變動。在升降通道內(nèi)構(gòu)造物117的距離 差為半個波長時，如220所示，接收脈沖相互之間抵消，所以在判斷中會 選擇與正常的脈沖位置發(fā)生了偏移的峰值，或者檢測不到接收脈沖，從而 使距離測量值變得不穩(wěn)定。因此，在根據(jù)與升降通道內(nèi)構(gòu)造物117之間的 相對距離的分布和變化等判斷電梯轎廂速度的方式中，在發(fā)生了上述情況 時，則無法算出速度值。另一方面，在本發(fā)明的方式中，無法進行距離測量的地點的特異性接 收波的信息也能夠作為特征點在測量上加以利用。也就是說，通過使上述 特異點依序通過傳感器列元件的前面，能夠正確地將其變換為速度值。在以上的實施方式中，作為傳感器元件使用了超聲波傳感器，但只要 是能夠?qū)ι低ǖ纼?nèi)構(gòu)造物117的形狀和相對距離、反射率、電傳導率等 作出響應的傳感器，則能夠使用任意的傳感器。例如，也可以使用利用紅 外線按照簡易的三角測量原理進行測量的距離傳感器。此時，實際距離與 輸出值之間可以是非線形的。此外，也可以使用利用了激光的距離測量器。此時，利用與墻壁面之間的傳播時間的方式以及利用反射強度的方式均可使用。并且，在本發(fā)明的方式中，只要能夠?qū)c升降通道內(nèi)構(gòu)造物之間的 相對位置關(guān)系的變化檢測到變動即可，所以不一定要確保與墻壁之間的距 離的準確性。因此，在光學式的距離測量(測量到目標物體的距離)中會導 致誤差產(chǎn)生的透明的壁面和升降通道內(nèi)構(gòu)造物等也能夠應用本發(fā)明。除了用于測量距離外，在用于檢測相應于與升降通道內(nèi)構(gòu)造物之間的 相對位置的變動時，同樣也可以使用超聲波脈沖的傳播時間方式的傳感 器。由于磁傳感器也能夠檢測出升降通道內(nèi)構(gòu)造物的磁化，所以也能夠利 用磁傳感器。在本實施方式中，以使用電梯設備的轎廂105作為移動物體為例作了 說明。不過，作為移動物體速度的檢測對象，并不僅限于電梯轎廂與升降 通道內(nèi)構(gòu)造物的組合，而能夠廣泛地用于各種移動物體與周圍構(gòu)造物之間 的相對速度的測量。例如，移動物體可以是列車的車輛，而其周圍構(gòu)造物 可以是軌道?？梢酝ㄟ^傳感器列201來檢測軌道之間的接縫、軌道的枕木以及軌道的固定件等。并且，在圖3所示的速度計算處理裝置116的波形例中，以傳感器列 201的元件個數(shù)為偶數(shù)個(例如為4個)的情況為例作了說明，但本發(fā)明并 不僅限于此。傳感器列201的元件個數(shù)如圖l所示能夠以n個來構(gòu)成，并 且在采用奇數(shù)個時也能夠方便地進行速度計算處理。在本實施方式中，作為對與升降通道內(nèi)構(gòu)造物之間的位置關(guān)系產(chǎn)生感 應而發(fā)生輸出變動的多個傳感器的一例，對以連續(xù)波驅(qū)動的超聲波傳感器 進行了說明。但在本發(fā)明的使用方法中，由于只要能夠根據(jù)與升降通道內(nèi) 構(gòu)造物之間的位置關(guān)系的變化獲得相應的輸出變動即可，所以輸出沒有必 要和傳感器與構(gòu)造物之間的相對距離保持比例關(guān)系。因此，在傳統(tǒng)的利用 超聲波傳感器測量傳播時間的距離計算法(Time OfFlight方式)等中會成為問題的多重反射、衍射、散射等外部干擾因素在本實施方式中也可以作為 特征量而在測量中加以利用。在使用檢波器202變換到基帶信號方面以及使用重疊器203進行加減 法以進行重疊處理等方面，能夠通過硬件容易地構(gòu)成。在使用軟件進行頻 率分析處理時，所需的A/D變換器在采用最簡單的結(jié)構(gòu)時，能夠以l個頻道構(gòu)成。此外，由于是基帶區(qū)域，所以能夠采用采樣速率低的A/D變 換器，并且能夠?qū)p輕軟件處理的負擔作出貢獻。
權(quán)利要求
1.一種移動物體速度檢測裝置，具有檢測器和速度計算裝置，其中該檢測器設置在與構(gòu)造物形成相對速度的移動物體上，該速度計算裝置根據(jù)從所述檢測器得到的檢測信號來算出所述移動物體的速度，該移動物體速度檢測裝置的特征在于，多個所述檢測器沿著所述移動物體的移動方向隔開規(guī)定的間隔設置而構(gòu)成檢測器列，所述速度計算裝置使所述檢測器列的輸出以規(guī)定的方式重疊，并對所述重疊的結(jié)果進行頻率分析，根據(jù)從所述頻率分析得到的頻率以及所述檢測器的所述規(guī)定間隔的距離來算出所述移動物體的速度。
2 .如權(quán)利要求1所述的移動物體速度檢測裝置，其特征在于，所述 檢測器檢測所述構(gòu)造物的形狀的變化。
3. 如權(quán)利要求l所述的移動物體速度檢測裝置，其特征在于，所述移動物體上設置有多個所述檢測器列。
4. 如權(quán)利要求3所述的移動物體速度檢測裝置，其特征在于，所述 多個檢測器列中的至少一列，在所述移動物體的任意位置中，設置在所述 檢測器會因所述構(gòu)造物而產(chǎn)生響應變化的部位。
5. 如權(quán)利要求1至4中的任一項所述的移動物體速度檢測裝置，其特征在于，所述檢測器是超聲波式檢測器。
6. 如權(quán)利要求5所述的移動物體速度檢測裝置，其特征在于，所述 檢測器的超聲波以連續(xù)波驅(qū)動。
7. 如權(quán)利要求1至6中的任一項所述的移動物體速度檢測裝置，其 特征在于，所述移動物體是升降機的轎廂，所述構(gòu)造物是升降通道內(nèi)的構(gòu) 造物。
8 .如權(quán)利要求1至6中的任一項所述的移動物體速度檢測裝置，其 特征在于，所述移動物體是列車的車廂，所述構(gòu)造物是軌道。
9. 一種移動物體速度檢測裝置，具有檢測器和速度計算裝置，其中 該檢測器設置在與構(gòu)造物形成相對速度的移動物體上，該速度計算裝置根據(jù)從所述檢測器得到的檢測信號來算出所述移動物體的速度，該移動物體 速度檢測裝置的特征在于，多個所述檢測器沿著所述移動物體的移動方向隔開規(guī)定的間隔設置 而構(gòu)成檢測器列，所述速度計算裝置使所述檢測器列的輸出以規(guī)定的方式重疊，對所述 重疊的結(jié)果進行頻率分析，并將從所述頻率分析得到的頻率與預先設定的 頻率進行比較，來判斷所述移動物體的速度是否超速。
全文摘要
提供一種能夠以低成本檢測移動物體速度的移動物體速度檢測裝置。移動物體速度檢測裝置(200)具有元件(207)和速度計算裝置(116)，其中該元件(207)設置在與構(gòu)造物形成相對速度的移動物體上，該速度計算裝置(116)根據(jù)從元件(207)得到的檢測信號來算出移動物體的速度。該移動物體具有包括多個元件(207)且沿著移動物體的行駛方向隔開規(guī)定間隔設置的傳感器列(201)。速度計算處理裝置(116)能夠?qū)鞲衅髁?201)的輸出以規(guī)定的方式重疊，對重疊的結(jié)果進行頻率分析，根據(jù)從頻率分析得到的頻率以及檢測裝置的規(guī)定間隔的距離來算出移動物體的速度。
文檔編號B66B5/04GK101402429SQ20081000511
公開日2009年4月8日 申請日期2008年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月1日
發(fā)明者井上秀樹, 大貫朗, 岸川孝生 申請人:株式會社日立制作所