专利名称：电梯的控制装置以及检测器的制作方法
技术领域：
本发明的实施方式涉及检测伴随由于地震和/或强风等引起的建筑物的摇动的绳索振动并切換到管制运行的电梯的控制装置以及具备绳索振动检测功能的检测器。
背景技术：
一般而言，在组装进建筑物的电梯中，在升降路内的底部(底坑部)设置有检测地震的P波(Primary Wave)的P波地震检测装置。另外，在升降路的最上部的机械室内等设置有检测地震的S波(Secondary Wave)的S波地震检测装置。并且，通过这些地震检测装置检测由地震引起的加速度。然而，近年来，对于在高层建筑等中成为了问题的长周期地震而言，加速度自身非常小，仅产生与由地震检测装置检测到的(150 200Gal (伽))的设定值相比格外小(I 20Gal)的值。另外，摇动的周期为(2 10秒)，与一般的地震周期(0. 05 0. 5秒)相比格外长。尽管如此，但是由于建筑物的结构不同，有时摇动的最大振幅也达到IOcm lm。在此，若建筑物的固有频率与设置在升降路内的电梯的绳索(主绳索、限速器绳索等)的固有频率一致，则绳索由于共振而较大地振动，有时会与升降路内的设备和/或升降路壁接触。若绳索与降路内的设备和/或升降路壁接触，则由于此时的冲击使得轿厢停止，存在发生所谓“困梯事故”的危险。为了防止这样的事故，在近年的电梯中具备称作“管制运行装置”的安全装置。这是ー种如下的技术在建筑物摇动的情况下，检测伴随该建筑物摇动的绳索振动，当该振动量为预先设定的阈值以上时使轿厢向待避楼层移动。然而，对于伴随建筑物摇动的绳索振动的阈值(进行管制运行的条件)，根据建筑物的摇动量与该摇动持续时间的关系被设定为固定的。即，通过建筑物的摇动量与该摇动持续时间的组合中的一个模式来设定阈值。因此，若设定在绳索振动时，确实不与升降路内的设备类接触的阈值(即作出建筑物摇动小、且持续时间短的设定)，则存在由于小的摇动而频繁发生管制运行的问题。
发明内容
本发明要解决的课题在于提供与建筑物的摇动量和其摇动持续时间相应地适当设定对于绳索振动的阈值以防止无用的管制运行的电梯控制装置以及检测器。本实施方式所涉及电梯的控制装置，具备经由设置在建筑物的升降路内的绳索进行升降工作的轿厢，该电梯的控制装置具备检测上述建筑物的摇动量的建筑物摇动检测部；绳索振动检测部，其按由该建筑物摇动检测部检测出的上述建筑物的每个摇动量来监 视该摇动的持续时间，基于从上述建筑物的摇动量与上述持续时间的解析结果所导出的函数式来设定对于上述绳索振动的阈值，在上述建筑物的摇动量与上述持续时间之积为所述阈值以上时输出绳索振动检测信号；以及管制运行部，其基于从该绳索振动检测部输出的上述绳索振动检测信号使上述轿厢停止在最近楼层或者使其管制运行到待避楼层。另外，本实施方式所涉及的检测器，与电梯的控制装置连接，该电梯具备经由设置在建筑物的升降路内的绳索进行升降工作的轿厢，该检测器具备检测上述建筑物的摇动量的建筑物摇动检测部；以及绳索振动检测部，其按由该建筑物摇动检测部检测出的上述建筑物的每个摇动量来监视其摇动的持续时间，基于从上述建筑物的摇动量与上述持续时间的解析结果所导出的函数式来设定对于上述 绳索振动的阈值，在上述建筑物的摇动量与上述持续时间之积为上述阈值以上时将绳索振动检测信号输出到上述电梯的控制装置。根据上述构成的电梯控制装置以及检测器，能够与建筑物的摇动量和其摇动持续时间相应地适当设定对于绳索振动的阈值以防止无用的管制运行。
图I是表示第一实施方式所涉及电梯的构成的图。图2是表示第一实施方式中的电梯的控制装置的功能构成的框图。图3是表示第一实施方式中的绳索振动量为300mm时的建筑物的摇动量与持续时间的关系的图。图4是表示第一实施方式中的绳索振动的解析结果的图，是表示将绳索的振动量按“振动高”、“振动低”、“振动特低”这三级进行了解析的结果的图。图5是表示第一实施方式中的电梯的绳索振动检测的处理工作的流程图。图6是表示第一实施方式中的建筑物的摇动量与加速度信号的关系的图。图7是表示第二实施方式中的电梯的控制装置的功能构成的框图。图8是用于说明第二实施方式中的电梯的绳索长度与共振频率的关系的图。图9是表示第二实施方式中的电梯的绳索振动检测的处理工作的流程图。图10是表示第三实施方式中的具备绳索振动的检测功能的检测器的构成的框图。
具体实施例方式下面參照附图对实施方式进行说明。(第一实施方式)图I是表示第一实施方式所涉及的电梯的构成的图。如今设想在某建筑物10中设置有一台电梯11的情況。如图I所示，在建筑物10的最上部的机械室IOa内设置有作为电梯11的驱动源的曳引机12。对无机房型的电梯而言，在升降路IOb内的上部设置曳引机12。在该曳引机12上卷绕有主绳索13。在主绳索13的一端侧安装有轿厢14，在另ー端侧安装有配重15。另外，在轿厢IOb的最下部配置有补偿绳轮16。经由补偿绳轮16使补偿绳17的端部分别安装在轿厢14和配重15的下部。另外，在轿厢14的上部设置有轿厢控制装置18。轿厢控制装置18在轿厢14到达各层的乘梯处21&、21以21(3...的任ー乘梯处时对轿厢门19进行开闭控制。该轿厢控制装置18通过被称作“引线(tail cord) ”的传送缆线20与后述的控制装置22连接。另ー方面，在建筑物10的机械室IOa内设置有用于运行控制电梯11的控制装置22。另外，对无机房型的电梯而言，在升降路IOb内设置有控制装置22。该控制装置22包 括搭载了 CPU、ROM、RAM等的计算机，实行曳引机12的驱动控制等、与电梯的运行控制相关的一系列处理。另外，如后所述，该控制装置22具备用于在由于地震和/或强风等引起建筑物10摇动的情况下，检测伴随该建筑物10的摇动的绳索的振动的功能，和用于与该检测结果相应地对轿厢14进行管制运行的功能。另外，所谓“绳索振动”是指伴随建筑物10的摇动、绳索在水平方向上振动。另外，这里所说的“绳索”是指与轿厢14的升降工作相关联的绳索，在图I的例子中除主绳索13以外还包括补偿绳17。在此，在建筑物10的上部附近设置有用于检测由于地震和/或强风等引起的建筑物10的摇动的加速度传感器23。该加速度传感器23包括能够检测建筑物的水平方向(X方向和I方向)的加速度的两轴加速度传感器，将该检测信号输出到控制装置22。另外，在控制装置22连接有包括例如旋转开关的设定开关24。该设定开关24由维护人员操作，设定上述控制装置22进行绳索振动的检测所需要的各种參数(At、A a、G、A1)。图2是表示第一实施方式中的电梯的控制装置22的功能构成的框图。如图2所示，控制装置22包括绳索振动检测部31、计时器32和管制运行控制部33。绳索振动检测部31按由加速度传感器23检测出的建筑物10的每个摇动量来监视其摇动的持续时间。并且，绳索振动检测部31，基于从建筑物的10的摇动量和持续时间对于绳索的振动量的解析结果所导出的函数式f ( a，t)，来设定对于绳索振动的阈值，在建筑物10的摇动量与持续时间之积为所上述阈值以上时输出绳索振动检测信号。计时器32由绳索振动检测部31起动，按建筑物10的每个摇动量对其摇动的持续时间进行计时。管制运行控制部33基于从绳索振动检测部31输出的绳索振动检测信号使轿厢14停止在最近楼层或者使其管制运行到待避楼层。在此，对在绳索振动检测中使用的函数式进行说明。当对建筑物10的摇动量与持续时间对于绳索的振动量的关系进行解析吋，下述的函数式f (a，t)成立。(a-A a ) (t_A t)彡 G (I)a为建筑物10的摇动量，t为建筑物摇动的持续时间。另外，At、G、A a为绳索振动检测的參数。A t为建筑物摇动的最小持续时间。从发生建筑物摇动起经过A t时间这段期间内，与振动的大小无关不进行绳索振动的检测。G为绳索振动检测的阈值，相对于建筑物10的摇动量a与其摇动持续时间t之积而设定。如果建筑物10的摇动量a与其摇动持续时间t之积为阈值G以上，则在轿厢14停止在绳索与建筑物摇动共振的位置时发生预定量的绳索振动。阈值G是与绳索振动量相应而设定的。例如在将绳索振动量设为300_的情况下，当将建筑物10的摇动量a与持续时间t的关系图表化时，成为如图3所示那样的反比例的图，a与t之积为恒定值。A a为建筑物的最小摇动量。它是指由于建筑物摇动引起绳索共振，绳索振动增大的カ与绳索振动收敛的力平衡的建筑物的摇动的大小。即使△ a以下的建筑物摇动长时间持续，绳索振动也不会从预定量开始増大。图4是表示绳索振动的解析结果的图，表示了将绳索的振动量按“振动高”、“振动低”、“振动特低”这三级进行了解析的結果。“振动高”是指绳索有可能与升降路IOb内的设备接触的振动状态。“振动低”是指绳索以“振动高”的50 70%的程度振动的状态。“振动特低”是指绳索开始振动的状态。通过预先对这三级分别设定阈值G，能够基于上述式(I)输出绳索的振动量为“振动高”、 “振动低”、“振动特低”这三种绳索振动检测信号。接着，说明第一实施方式的工作。图5是表示第一实施方式中的电梯的绳索振动检测的处理工作的流程图。首先，作为初始设定，维护人员操作设定开关24，将绳索振动检测所需要的各种參数预先设定在控制装置22的绳索振动检测部31中(步骤Sll)。各种參数是指上述最小持续时间At、最小摇动量A a和阈值G。另外，除此以外，还包括继续监视时间Al。在此设定的各种參数的值被存储在设置于控制装置22内的未图示的存储部中，由绳索振动检测部31适时读出。上述继续监视时间Al是指视作相同大小的建筑物摇动持续的时间。即，如图6所示，建筑物摇动的信号如正弦波那样上下交替反复。因此，即时暂时比A a低，为了见到下个周期，在经过继续监视时间Al为止的期间也继续进行监视。在此，建筑物由于地震和/或强风等而摇动，表示建筑物10的摇动量a的加速度信号被从加速度传感器23输入到控制装置22的绳索振动检测部31中(步骤S12中“是”)。当从加速度传感器23将加速度信号输入于绳索振动检测部31时，起动计时器32，监视表示该加速度信号的摇动量a的持续时间t (步骤S13)。此时，考虑上述继续监视时间Al来进行持续时间t的监视。在图6的例子中，表示了摇动量a为IGal和3Gal的持续时间，但实际上按每次加速度输入即按建筑物的每个摇动量来进行持续时间的监视，进行上述式(I)的运算。当得到建筑物10的摇动量a与其摇动持续时间t吋，绳索振动检测部31计算摇动量a与其摇动持续时间t之积来检测绳索振动(步骤SM)。详细而言，还考虑作为上述各种參数而设定的最小持续时间At和最小摇动量△ a，根据上述式(I)所示的函数式f (a, t)进行(a - A a ) (t_ A t)的运算。如果作为该运算结果得到的值为预先设定的阈值G以上(步骤S15中“是”)，则绳索振动检测部31判断为绳索处于按由上述阈值G所确定的预定量以上振动的状态，对管制运行控制部33输出绳索振动检测信号(步骤S16)。由此，在管制运行控制部33中，对曳引机12进行驱动控制，使轿厢14停止在最近楼层或者使其移动至待避楼层。然后，为了安全起见，在直到建筑物摇动收敛的期间，停止电梯的运行(步骤S17)。另外，由于移动目的地的待避楼层的位置不同，绳索有可能共振，所以预先将不共振的位置设定为待避楼层。
如此根据第一实施方式，能够使用表示建筑物的摇动量与持续时间的关系的函数式来设定对于绳索振动的阈值，通过使用该阈值来检测绳索的振动，能够防止无用的管制运行。(第二实施方式)下面对第二实施方式进行说明。在第二实施方式中，还考虑轿厢位置来设定绳索振动的阈值。
图7是表示第二实施方式中的电梯的控制装置22的功能构成的框图。另外，对于与上述第一实施方式中的图2的构成相同的部分标注相同的附图标记，省略对其的说明。在第二实施方式中，在控制装置22中追加设置了轿厢位置检测部34。轿厢位置检测部34检测轿厢14的当前位置，将该检测信号输出到绳索振动检测部31。作为轿厢位置的检查方法，有如下等方法通过使用例如在曳引机12的马达轴上设置的脉冲编码器，对从该脉冲编码器与马达的旋转同步输出的脉冲信号进行计数，从而进行检測。绳索振动检测部31与由该轿厢位置检测部34检测出的轿厢位置相应地改变绳索振动的阈值，根据该改变后的阈值将绳索振动检测信号输出到管制运行控制部33中。S卩，在长周期地震和/或强风时，建筑物10容易以一次固有频率摇动。例如，就建筑物高度为120m以上的超高层建筑物而言，一次固有频率为0. I 0. 5Hz的范围。就超高层建筑物而言，绳索的固有频率范围为0. I 0. 5Hz以内，由于建筑物摇动引起绳索共振的可能性高。在此，如图8所示，绳索长度LO因轿厢14的停止位置而变动。如下述式(2)所示，与绳索长度LO相应地求出I次频率。当绳索的一次频率与建筑物摇动的频率一致时，引起共振，绳索的振动増大。相反，若绳索的一次频率与建筑物摇动的频率不同，则绳索不共振，绳索的振动不増大。fi=丄r^ol…⑵
2L0 V PA 22T0 ]j 2T0 I建筑物高度H(m)建筑物一次固有周期T(s)= 0.025XH建筑物一次频率f(Hz) = 1/T建筑物最上部的振幅D(m)建筑物最上部的加速度a (m/S2)a = DX (2 3i /T)2绳索的一次频率fi(Hz)绳索长度LO (m)绳索的平均张力TO(N)绳索平均单位长度的质量P A (kg/m)。如此，因为绳索共振时的振动量与轿厢位置相应地不同，所以优选切换对于上述摇动量a与其摇动持续时间t之积而言的阈值。图9是表示第二实施方式中的电梯的绳索振动检测的处理工作的流程图。首先，作为初始设定，维护人员操作设定开关24，将绳索振动检测所需要的各种參数预先设定在控制装置22的绳索振动检测部31中(步骤S21)。各种參数是指上述最小持续时间At、最小摇动量A a和阈值G。另外，除此以外，还包括继续监视时间Al。关于阈值G，预先测定绳索因轿厢位置而与建筑物摇动共振的振动量，按每个轿厢位置设定与该振动量相应的阈值。在此设定的各种參数的值被存储在设置于控制装置22内的未图示的存储部中，由绳索振动检测部31适时读出。在此，建筑物由于地震和/或强风等而摇动，表示建筑物10的摇动量a的加速度信号被从加速度传感器23输入到控制装置22的绳索振动检测部31中(步骤S22中“是”)。当从加速度传感器23将加速度信号输入于绳索振动检测部31时，起动计时器32，监视表示该加速度信号的摇动量a的持续时间t (步骤S23)。此时，考虑上述继续监视时间Al来进行持续时间t的监视。 当得到建筑物10的摇动量a与其摇动持续时间t时，绳索振动检测部31计算摇动量a与其摇动持续时间t之积来检测绳索振动(步骤S24)。详细而言，还考虑作为上述各种參数而设定的最小持续时间At和最小摇动量△ a，根据上述式(I)所示的函数式f (a, t)进行(a - A a ) (t_ A t)的运算。此时，若设为轿厢14在任意的楼层停止，则绳索振动检测部31从轿厢位置检测34取得该停止位置(当前的轿厢位置)的信息(步骤S25)。然后，绳索振动检测部31与该轿厢位置相应地切换阈值G (步骤S26)，将该切换后的阈值G与在上述步骤S24中计算出的值进行比较(步骤S27)。其結果，如果运算值为阈值G以上(步骤S27中“是”)，则绳索振动检测部31判断为绳索处于按由上述阈值G所确定的预定量以上振动的状态，对管制运行控制部33输出绳索振动检测信号(步骤S28)。由此，在管制运行控制部33中，对曳引机12进行驱动控制，使轿厢14停止在最近楼层或者使其移动至待避楼层。然后，为了安全起见，在直到建筑物摇动收敛的期间，停止电梯的运行(步骤S29)。绳索可能因移动目的地的待避楼层的位置而进一歩共振，所以预先将不共振的位置设定为待避楼层。如此根据第二实施方式，通过追加考虑轿厢位置来设定阈值，能够进ー步正确地检测伴随建筑物摇动的绳索振动并切换为管制运行。(第三实施方式)在上述第一实施方式中，对在电梯的控制装置22中进行与绳索振动检测相关的一系列处理的情况进行了说明，但也可以使得检测建筑物摇动的检测器具有同样的功能。图10是表示第三实施方式中的具备绳索振动的检测功能的检测器50的构成的框图。检测器50设置在建筑物10的上部以代替图I所示的加速度传感器23。该检测器50中组装有加速度传感器51、运算器52、计时器53和设定开关54。加速度传感器51具有与加速度传感器23同样的功能，检测由于地震和/或强风等引起的建筑物10的摇动。运算器52相当于图2的绳索振动检测部31。S卩，运算器52按由加速度传感器51检测出的建筑物10的每个摇动量来监视该摇动的持续时间。并且，运算器52基于从建筑物的10的摇动量和持续时间相对于绳索的振动量的解析结果所导出的函数式f (a，t)来设定绳索的振动的阈值，在建筑物10的摇动量与持续时间之积为上述阈值以上时将绳索振动检测信号输出到电梯的控制装置22中。计时器53由运算器52起动，按建筑物10的每个摇动量对其摇动的持续时间进行计时。另外，在运算器52连接有包括例如旋转开关的设定开关54。该设定开关54由维护人员操作，设定由运算器52进行的绳索振动的检测所需要的各种參数(At、A a、G、Al)。在这样的构成中，当建筑物10由于地震和/或强风而摇动时，由检测器50内的加速度传感器51检测建筑物10的摇动量a并将其提供给运算器52。在运算器52中计算摇动量a与其摇动持续时间t之积来检测绳索振动。详细而言，追加考虑作为上述各种參数而设定的最小持续时间At和最小摇动量△ a，根据上述式(I)所示的函数式f(a，t)进 行(a-A a ) (t-A t)的运算。如果作为该运算结果得到的值为预先设定的阈值G以上，则从运算器52向控制装置22输出绳索振动检测信号。在该情况下，如图4所示，如果对于将绳索的振动量按“振动高”、“振动低”、“振动特低”这三级进行了解析的结果分别设定阈值G，则能够基于上述式(I)对控制装置22输出绳索的振动量为“振动高”、“振动低”、“振动特低”这三种绳索振动检测信号。在控制装置22中，若被输入该绳索振动检测信号，则将运行模式切换为管制运行，使轿厢14停止在最近楼层或者使其移动至待避楼层。如此根据第三实施方式，通过使检测器50具有与上述实施方式I同样的功能，能够由检测器50高精度地检测与建筑物的摇动量和其摇动持续时间相应的绳索振动，能够向控制装置22输出该检测信号并切换为管制运行。根据以上所述的至少ー个实施方式，能够提供能够与建筑物的摇动量和其摇动持续时间相应地适当设定对于绳索振动的阈值、并防止无用的管制运行的电梯控制装置以及检测器。以上说明了本发明的几个实施方式，但是这些实施方式是作为例子而举出的，没有限定发明的范围的意图。这些新的实施方式，能够以其他的各种各样的方式来实施，在不脱离发明的要g的范围内能够进行各种省略、置換、变更。这些实施方式和其变形，包含于发明的范围和/或要g中，并且包含于权利要求所记载的发明及其同等的范围内。
权利要求
1.一种电梯的控制装置，该电梯具备经由设置在建筑物的升降路内的绳索进行升降エ作的轿厢，该控制装置的特征在于，具备 检测所述建筑物的摇动量的建筑物摇动检测部； 绳索振动检测部，其按由该建筑物摇动检测部检测出的所述建筑物的每个摇动量来监视该摇动的持续时间，基于从所述建筑物的摇动量与所述持续时间的解析结果所导出的函数式来设定对于所述绳索振动的阈值，在所述建筑物的摇动量与所述持续时间之积为所述阈值以上时输出绳索振动检测信号；以及 管制运行部，其基于从该绳索振动检测部输出的所述绳索振动检测信号使所述轿厢在最近楼层停止或者使其管制运行到待避楼层。
2.根据权利要求I所述的电梯的控制装置，其特征在干， 具备用于设定所述建筑物的最小摇动量与最小持续时间的设定部， 所述绳索振动检测部，在所述建筑物的摇动量中考虑了由所述设定部设定的最小摇动量、并且在所述持续时间中考虑了由所述设定部设定的最小持续时间，计算两者之积。
3.根据权利要求I所述的电梯的控制装置，其特征在干， 具备用于分级设定对于所述绳索振动的阈值的设定部， 所述绳索振动检测部计算所述建筑物的摇动量与所述持续时间之积，将该计算结果与由所述设定部设定的各阈值相比较，输出与所述绳索的振动量相应的绳索振动检测信号。
4.根据权利要求I所述的电梯的控制装置，其特征在干， 具备检测所述轿厢的位置的轿厢位置检测部， 所述绳索振动检测部根据由所述轿厢位置检测部检测出的所述轿厢的位置来切换阈值。
5.一种检测器，其与具备经由设置在建筑物的升降路内的绳索进行升降工作的轿厢的电梯的控制装置连接，该检测器的特征在于，具备 检测所述建筑物的摇动量的建筑物摇动检测部；以及 运算部，其按由该建筑物摇动检测部检测出的所述建筑物的每个摇动量来监视其摇动的持续时间，基于从所述建筑物的摇动量与所述持续时间的解析结果所导出的函数式来设定对于所述绳索振动的阈值，在所述建筑物的摇动量与所述持续时间之积为所述阈值以上时向所述电梯的控制装置输出绳索振动检测信号。
6.根据权利要求5所述的检测器，其特征在干， 具备用于设定所述建筑物的最小摇动量与最小持续时间的设定部， 所述绳索振动检测部，在所述建筑物的摇动量中考虑了由所述设定部设定的最小摇动量、并且在所述持续时间中考虑了由所述设定部设定的最小持续时间，计算两者之积。
7.根据权利要求5所述的检测器，其特征在干， 具备用于分级设定对于所述绳索振动的阈值的设定部， 所述绳索振动检测部计算所述建筑物的摇动量与所述持续时间之积，将该计算结果与由所述设定部设定的各阈值相比较，输出与所述绳索的振动量相应的绳索振动检测信号。
8.根据权利要求5所述的检测器，其特征在干， 具备检测所述轿厢的位置的轿厢位置检测部， 所述绳索振动检测部与由所述轿厢位置检测部检测出的所述轿厢的位置相应地切換阔值。
全文摘要
本发明提供电梯的控制装置以及检测器。与建筑物的摇动量和其摇动持续时间相应地适当设定对于绳索振动的阈值并防止无用的管制运行。电梯的控制装置(22)具备检测建筑物的摇动量的加速度传感器(23)；绳索振动检测部(31)，其按由该加速度传感器(23)检测出的建筑物的每个摇动量对其摇动的持续时间进行监视，基于从建筑物的摇动量与持续时间的解析结果所导出的函数式来设定对于绳索振动的阈值，在建筑物的摇动量与持续时间之积为阈值以上时输出绳索振动检测信号；以及管制运行控制部(33)，其基于从该绳索振动检测部(31)输出的绳索振动检测信号使轿厢停止在最近楼层或者使其管制运行到待避楼层。
文档编号B66B5/02GK102649523SQ201110412889
公开日2012年8月29日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年2月23日
发明者小泉润 申请人:东芝电梯株式会社