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Title:
METHOD AND SYSTEM FOR DETERMINING POSITION AND SPEED OF AN ELEVATING APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/077980
Kind Code:
A1
Abstract:
An elevating apparatus and method with system for determining position and/or speed, which determines, with high precision, the distance and/or relative speed of a car (20) for travelling through a well (23), via ultra wideband signal transmission means (5) transmitting a transmitted signal (18) towards a reflector (26), which reflects said signal for reception thereof in an antenna, thereby determining the time passed between the transmission and reception of each pulse of the signal, and thus determining the distance and position of the car (20) in the lift well (23).

Inventors:
MARITXALAR GOIA ALBERTO (ES)
ENCABO ELIZONDO MIGUEL (ES)
ARNAIZ MARTINEZ LUIS MANUEL (ES)
Application Number:
PCT/ES2007/000764
Publication Date:
July 03, 2008
Filing Date:
December 27, 2007
Export Citation:
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Assignee:
ORONA S COOP (ES)
MARITXALAR GOIA ALBERTO (ES)
ENCABO ELIZONDO MIGUEL (ES)
ARNAIZ MARTINEZ LUIS MANUEL (ES)
International Classes:
B66B1/34; B66B5/04; B66B5/28; G01S13/02
Domestic Patent References:
WO2005055368A12005-06-16
Foreign References:
US20030057030A12003-03-27
EP0325539A11989-07-26
US6253879B12001-07-03
US20020117359A12002-08-29
Attorney, Agent or Firm:
CARPINTERO LOPEZ, Francisco (S.L.Alcal, 35 Madrid, ES)
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Claims:

R E I V I N D I C A C I O N E S

1.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, para determinar distancia y/o velocidad relativa entre al menos un primer punto de referencia y al menos un segundo punto de referencia, que comprende al menos una cabina (20) desplazable por un hueco (23) de ascensor, estando al menos uno de dichos puntos de referencia situado en dicha, al menos una, cabina (20), caracterizado porque comprende medios de transmisión (5), situados en dicho, al menos un, primer punto de referencia, operativamente orientados hacia al menos un segundo punto de referencia (6), estando configurados dichos medios de transmisión (5) para transmitir una señal transmitida (18) que comprende ondas radioeléctricas de banda ultra ancha hacia dicho, al menos un, segundo punto de referencia (6).

2.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque comprende al menos un reflector (26), operativamente situado en dicho, al menos un, segundo punto de referencia (6), estando configurado dicho, al menos un, reflector (26) para reflejar Ia señal transmitida (18) como una señal reflejada

(19), y al menos un receptor situado en el primer punto de referencia, estando configurado dicho, al menos un, receptor para detectar dicha señal reflejada (19).

3.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según Ia reivindicación 2, caracterizado porque comprende al menos una antena, que a su vez comprende los medios de transmisión (5) y al menos un receptor, estando configurada dicha, al menos una, antena para transmitir Ia señal transmitida (18) y receptar Ia señal reflejada (19), estando operativamente orientada hacia dicho, al menos un, reflector (26) que está operativamente situado en dicho, al menos un, segundo punto de

referencia (6).

4.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según Ia reivindicación 3, caracterizado porque comprende al menos un duplexor (13) configurado para enviar a dicha, al menos una, antena Ia señal a transmitir (18) y recibir de dicha, al menos una, antena Ia señal reflejada (19), estando configurado dicho, al menos un, duplexor (13) para aislar los medios de transmisión (5) del receptor y para aislar el receptor de Ia señal transmitida (18).

5.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque dicho, al menos un, reflector (26) operativamente configurado para reflejar Ia señal transmitida (18), es de material conductor eléctrico.

6.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque dicho, al menos un, reflector (26) operativamente configurado para reflejar Ia señal transmitida (18), tiene una geometría plana.

7.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque dicho, al menos un, reflector (26) operativamente configurado para reflejar Ia señal transmitida (18), comprende dos planchas con una configuración en forma de V.

8.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque dicho, al menos un, reflector (26) operativamente configurado para reflejar Ia señal transmitida (18), comprende tres planchas con una configuración en esquina.

9.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque comprende al menos un receptor, operativamente situado en dicho, al menos un, segundo punto de referencia (6), estando configurado dicho, al menos un, receptor para detectar dicha señal transmitida (18) y operativamente sincronizado con los medios de transmisión (5).

10.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende:

- al menos un generador configurado para generar ciclos a una frecuencia de repetición de pulsos (1 ) de manera cíclica y continua,

- al menos un temporizador (2), configurado para recibir Ia frecuencia de repetición de pulsos (1) y generar al menos una señal de temporización,

- al menos un generador (3) de pulsos de banda ultra ancha, configurado para recibir Ia señal de temporización, y generar pulsos de una señal de banda ultra ancha cada vez que llega dicha señal de temporización, - al menos un módulo de correlación (8) configurado para comparar Ia señal detectada por el receptor con un patrón de correlación (15) que comprende el pulso de Ia señal de banda ultra ancha generado en dicho, al menos un, generador (3) operativamente corregido considerando una distorsión en Ia propagación de Ia señal transmitida (18),

- al menos un módulo procesador (9) de Ia señal detectada por dicho, al menos un, receptor configurado para recibir Ia señal de temporización generada en dicho, al menos un, temporizador (2), el resultado obtenido en dicho, al menos un, módulo de correlación (8) y determinar, de manera instantánea para cada pulso de señal el tiempo entre Ia transmisión y Ia detección, estando configurado

el módulo procesador (9) para determinar Ia distancia entre dicho, al menos un, primer punto de referencia y dicho, al menos un, segundo punto de referencia (6), estando configurado dicho, al menos un módulo procesador (9) para determinar, Ia velocidad relativa entre dicho, al menos un, primer punto de referencia y dicho, al menos un, segundo punto de referencia (6), estando configurado para determinar, por Io tanto, Ia posición y/o Ia velocidad de desplazamiento de dicha, al menos una, cabina (20) del aparato elevador.

11.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según Ia reivindicación 10, caracterizado porque comprende al menos un amplificador de potencia (4) configurado para amplificar Ia señal de banda ultra ancha generada en dicho, al menos un, generador (3) y enviarla a los medios de transmisión (5).

12.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 10 y 11 , caracterizado porque comprende al menos un amplificador de bajo ruido (7) configurado para filtrar y aumentar Ia señal detectada por el receptor, y enviarla a dicho, al menos un, módulo de correlación (8).

13.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque comprende al menos un módulo de control (11 ) del aparato elevador configurado para recibir y considerar Ia posición y/o Ia velocidad de desplazamiento de dicha, al menos una, cabina (20).

14.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según Ia reivindicación 13, caracterizado porque dicho, al menos un, módulo de control (11) está configurado para establecer una posición y/o

una velocidad de desplazamiento de dicha, al menos una, cabina (20) mediante su operación sobre el módulo procesador (9).

15.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizado porque comprende al menos un módulo de mantenimiento (12) configurado para recibir y almacenar los datos de posición y/o velocidad de desplazamiento de dicha, al menos una, cabina (20) obtenidos en el módulo procesador (9) y para establecer distancias y posiciones de referencia para realizar funciones específicas y almacenarlas en dicho módulo procesador

(9).

16.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, caracterizado porque el nivel de amplificación del amplificador de potencia (4) es ajustable manualmente mediante el módulo de mantenimiento (12).

17.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 11 y 15, caracterizado porque el nivel de amplificación del amplificador de potencia (4) es ajustable mediante el módulo de control (11).

18.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está configurado para Ia detección de Ia posición de dicha, al menos una, cabina (20) con respecto a un extremo superior (24) y/o a un extremo inferior (25) del hueco (23) de ascensor.

19.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está configurado para Ia detección de una velocidad

de desplazamiento de dicha, al menos una, cabina (20) superior a un determinada velocidad segura.

20.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque está configurado para impedir Ia colisión de una primera cabina (20 1 ) con una segunda cabina (20") configuradas para realizar movimientos independientes en un hueco (23) de ascensor, mediante dicho, al menos un, módulo procesador (9).

21.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende medios de transmisión (5) situados en un extremo superior (24) del hueco (23) de ascensor, estando operativamente orientados hacia al menos un segundo punto de referencia (6) situado en un techo (21) de dicha, al menos una, cabina (20).

22.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque comprende al menos un segundo punto de referencia (6) situado en un extremo superior (24) del hueco (23) de ascensor, estando operativamente orientado hacia medios, de transmisión (5) situados en un techo (21) de dicha, al menos una, cabina (20).

23.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque comprende medios de transmisión (5) situados en un extremo inferior (25) del hueco (23) de ascensor, estando operativamente orientados hacia al menos un segundo punto de referencia (6) situado en un suelo (22) de dicha, al menos una, cabina (20).

24.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque comprende al menos un segundo punto de referencia (6) situado en un extremo inferior (25) del hueco (23) de ascensor, estando operativamente orientado hacia medios de transmisión (5) situados en un suelo (22) de dicha, al menos una, cabina (20).

25.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, que comprende una primera cabina (20') y una segunda cabina (20") configuradas para desplazarse de manera independiente por un hueco (23) de ascensor configurado para alojar dichas primera cabina (20') y segunda cabina (20"), caracterizado porque comprende medios de transmisión (5) situados en un primer suelo (22') de Ia primera cabina (20'), estando operativamente orientados hacia un segundo punto de referencia (6) situado en un segundo techo (21 ") de Ia segunda " cabina (20").

26.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, que comprende una primera cabina (20') y una segunda cabina (20") configuradas para desplazarse de manera independiente por un hueco (23) de ascensor configurado para alojar dichas primera cabina (20') y segunda cabina (20"), caracterizado porque comprende un segundo punto de referencia (6) situado en un primer suelo (22') de Ia primera cabina (20'), estando operativamente orientado hacia medios de transmisión (5) situados en un segundo techo (21") de Ia segunda cabina (20").

27.- Aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, según cualquiera de las reivindicaciones 25 y 26, caracterizado porque comprende segundos medios de transmisión (5') situados en un extremo superior (24) del hueco (23) de ascensor, estando operativamente

orientado hacia un segundo punto de referencia auxiliar (6') situado en un primer techo (21') de Ia primera cabina (20').

28.- Método para determinar posición y/o velocidad de un aparato elevador, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

- generar ciclos a una frecuencia de repetición de pulsos (1 ) de manera continua,

- generar una señal de temporización, a partir de Ia frecuencia de repetición de pulsos (1 ) en un temporizador (2), - generar pulsos de banda ultra ancha en un generador (3), a partir de

Ia señal de temporización,

- amplificar Ia señal de banda ultra ancha generada en el generador

(3), en un amplificador de potencia (4),

- transmitir, mediante medios de transmisión (5) situados en un primer punto de referencia, Ia señal de banda ultra ancha transmitida (18) hacia un segundo punto de referencia (6),

- detectar Ia señal de banda ultra ancha en un receptor,

- realizar una correlación entre Ia señal de banda ultra ancha detectada por el receptor y un patrón de correlación (15) basado en Ia señal de banda ultra ancha generada en el generador (3),

- procesar Ia señal recibida del módulo de correlación (8) y determinar el tiempo entre Ia transmisión de un determinado pulso y Ia recepción de dicho pulso, considerando Ia señal de temporización generada en el temporizador (2), - determinar, para cada pulso de señal recibido, distancia y/o velocidad relativa entre el primer punto de referencia y el segundo punto de referencia (6).

29.- Método para determinar posición y/o velocidad de un aparato elevador, según Ia reivindicación 28, caracterizado porque después de transmitir Ia señal de banda ultra ancha transmitida (18) mediante medios de

transmisión (5) situados en un primer punto de referencia, comprende reflejar dicha señal transmitida (18) en un reflector (26), situado en un segundo punto de referencia (6), reflejándose como una señal reflejada (19) hacia un receptor situado en el primer punto de referencia, estando configurado dicho receptor para detectar dicha señal reflejada (19).

Description:

APARATO ELEVADOR Y MéTODO CON SISTEMA PARA DETERMINAR

POSICIóN Y/O VELOCIDAD

D E S C R I P C I ó N

OBJETO DE LA INVENCIóN

Un primer aspecto de Ia presente invención se refiere a un aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, y un segundo aspecto de Ia invención se refiere a un método para determinar posición y/o velocidad de un aparato elevador, teniendo aplicación, dichos dos aspectos, en Ia industria de Ia elevación, y de manera preferente en el ámbito de los ascensores para Ia determinación absoluta de Ia posición y/o Ia velocidad de al menos una cabina de ascensor, tanto en situación de parada como en situación de movimiento, con un elevado grado de precisión y fiabilidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIóN

En Ia actualidad en el sector de Ia elevación se plantea Ia necesidad de disponer de medios para Ia detección y determinación tanto de Ia posición como de Ia velocidad de las cabinas de ascensor que se desplazan en el interior de un hueco de ascensor, de forma que un control del ascensor pueda disponer de información relativa a Ia posición y Ia velocidad de desplazamiento que tiene Ia cabina en todo instante.

Estos datos son necesarios para el control con el objeto de que dicho control pueda determinar, o bien decidir, una secuencia de órdenes u operaciones para cuya determinación está configurado. Pues bien dicha información es utilizada por el control del ascensor para tomar dichas decisiones, habitualmente durante el funcionamiento del ascensor.

Entre las operaciones que el control determina o calcula, es decir, las decisiones que tiene que tomar el control, y que requieren considerar Ia posición y Ia velocidad de una cabina, pueden destacarse operaciones como una detención de cabina, un cambio de velocidad en determinados puntos del recorrido, Ia detección de puntos finales del recorrido tanto en subida como en bajada, asignar un orden de atención de llamadas de piso, determinar Ia velocidad de cabina a Io largo de un desplazamiento o bien una apertura o cierre de puertas únicamente en determinados puntos permitidos del recorrido. Todas estas decisiones se producen durante un funcionamiento normal del ascensor, durante su instalación y también durante Ia realización de operaciones de mantenimiento. Por ejemplo, cuando un ascensor está en situación de parada se requiere conocer Ia posición de Ia cabina para que el control pueda determinar, de acuerdo con su configuración, las características del próximo movimiento.

En el sector de Ia elevación existen diversos tipos de dispositivos configurados para detectar Ia posición y Ia velocidad de Ia cabina de un ascensor.

Uno de estos tipos comprende una pluralidad de marcas de referencia a Io largo del hueco, situadas habitualmente en las guías, de manera que dichas marcas de referencia son detectadas durante el movimiento del ascensor por medios lectores que son solidarios a Ia cabina. El inconveniente que este tipo de dispositivos presenta es que el control del ascensor únicamente dispone de información referente a Ia posición de Ia cabina en una zona entre dos marcas, pero no puede saber Ia posición exacta de Ia cabina en el hueco cuando Ia cabina se encuentra en una posición entre las dos marcas. Con el objeto de solventar este inconveniente se conoce Ia disposición de cintas perforadas que recorren todo el hueco de forma que cuando se desplaza Ia cabina el lector asociado está configurado para determinar el desplazamiento efectuado por Ia cabina, si bien resulta

un sistema complejo, que tiene poca precisión y un elevado coste.

Por otro lado cuando se requiere una mayor precisión en Ia determinación de Ia posición exacta de Ia cabina a Io largo de su recorrido se utiliza otro tipo de dispositivos que comprende un encoder, pudiendo estar situados dichos dispositivos en diversos puntos de Ia instalación, permitiendo Ia detectar los movimientos de Ia cabina y determinar su posición. Por ejemplo, uno de estos dispositivos comprende una guía dentada situada Io largo del hueco del ascensor que lleva conectada mecánicamente un encoder absoluto, formado por diversos discos codificados configurados para ser leídos de forma óptica, tal y como se describe en Ia solicitud de Patente PCT N 0 . WO 01/83349.

Con el objeto de reducir el número de elementos que es necesario disponer en el hueco en los dispositivos destinados a determinar

Ia posición y velocidad de una cabina de ascensor, y por Io tanto reducir sus costes sin rebajar su precisión, los últimos avances comprenden diversos dispositivos alternativos a los anteriormente expuestos.

Uno de estos dispositivo alternativos comprende una guía de ondas que utiliza un material magnetostrictivo. El dispositivo comprende un sensor de línea de retardo formado por un hilo o una cinta de material magnetostrictivo, medios de transmisión y medios de recepción. Los medios de transmisión producen una variación del campo magnético mediante un pulso eléctrico que, por efecto de acoplamiento magnetoelástico, genera una onda elástica en el hilo magnetostrictivo que se propaga a través del hilo, siendo detectada por los medios de recepción, que calculan Ia posición de Ia cabina en función del tiempo transcurrido entre Ia recepción y Ia generación del pulso.

Otro tipo de dispositivos comprende guías de ondas que utilizan

ultrasonidos, para Io cual requieren dos transductores situados en los extremos del hueco. De acuerdo con el desfase de Ia señal recibida en los extremos del conductor se calcula Ia distancia a Ia que está un emisor. La recepción de Ia señal en ambos extremos del conductor se suele realizar mediante elementos piezoeléctricos, inductivos o capacitivos. El principal inconveniente que presenta este tipo de dispositivos es que se producen grandes errores en Ia medida efectuada, sobre todo en el caso de que Ia longitud del hilo varíe por efecto de Ia temperatura.

En Ia Patente Estadounidense N 0 . US 5,736,695 se describe un dispositivo que permite medir los tiempos transcurridos entre el envío de una señal acústica, a través de un hilo conductor de Ia señal, y Ia recepción de dicha señal acústica por dos transductores situados en los extremos del hilo. Mediante este dispositivo no es necesario compensar continuamente el sistema debido a los cambios de las condiciones del entorno, tal y como sucede en el caso de una propagación ultrasónica a través del aire. El inconveniente que presenta este tipo de dispositivos es que tienen una escasa resolución temporal, es decir, durante el intervalo de tiempo entre dos pulsos el ascensor puede recorrer distancias muy superiores a las necesarias para garantizar resoluciones del orden de 1 mm, debido a que el intervalo entre Ia generación de dos señales es siempre mayor que el tiempo empleado por Ia señal en recorrer toda Ia longitud del hilo. Las señales detectadas son utilizadas para detener dos contadores que están sincronizados con una señal de reloj cuya frecuencia ha de ser selecciona en función de Ia resolución requerida, aspecto que añade bastante complejidad al dispositivo.

Con relación al dispositivo descrito en el párrafo anterior, Ia

Patente Estadounidense N 0 . US 6,366,532 describe un dispositivo que adicionalmente comprende una señal de calibración con el objeto de compensar las variaciones producidas por parámetros ambientales, como

por ejemplo Ia temperatura o el estiramiento del hilo. Para ello en un extremo del hilo donde se encuentra uno de los elementos receptores, se añade un elemento de generación de pulsos de calibración. El dispositivo genera un pulso de sincronización, y a continuación lanza una serie de impulsos sobre los que se efectúa una estimación de Ia posición. El inconveniente que presenta este dispositivo es su elevado coste y complejidad, dado que en grandes distancias y con Ia cabina en movimiento, no se puede esperar a que el pulso llegue para lanzar el siguiente, por Io que el dispositivo no tiene suficiente rapidez. Además, cuando Ia cabina está en situación de parada, debido a los rebotes de Ia señal acústica en determinadas situaciones, se producen problemas en Ia determinación de Ia posición.

La Patente Estadounidense N 0 . US 5,883,345 describe un sistema para medir distancias a través de un emisor situado en un elemento móvil y dos receptores ubicados en ambos extremos de un hilo, permitiendo calcular las distancias entre el emisor y cada uno de los receptores por separado para, a continuación, reescalarlas en función de Ia distancia total obtenida. El principal inconveniente que tiene este sistema es que en el caso de que Ia longitud del hilo varíe, por ejemplo como consecuencia del efecto de Ia temperatura, se producen errores en Ia medida obtenida.

Además, este sistema sólo obtiene información de posición a partir de Ia diferencia de los dos tiempos de recepción, por Io que un desplazamiento accidental de uno de los receptores o un cambio en Ia longitud del hilo produce errores que no son detectados por el sistema.

En Ia solicitud de Patente PCT N 0 . WO 03/043920 se describe un sistema que permite solucionar los problemas de resolución temporal que tienen los dispositivos que introducen pulsos de sincronización distanciados en el tiempo, diferentes a los pulsos de medición, en los que el intervalo entre dos pulsos de sincronización es mayor que el tiempo de propagación

entre los dos extremos del recorrido. Dichos problemas se producen como consecuencia de que Ia asociación de los pulsos de recepción con los correspondientes de transmisión sólo es posible después de Ia llegada de los correspondientes pulsos de sincronización, por Io que las reflexiones provocan interacciones entre los pulsos y por Io tanto producen distorsiones en los mismos. El sistema descrito en Ia solicitud de Patente PCT N 0 . WO 03/043920 envía pulsos con una cadencia elevada, generando una secuencia de pulsos en Ia que el intervalo de tiempo entre sucesivos pulsos es diferente y el periodo de duración de Ia secuencia de pulsos es mayor que el máximo tiempo de propagación entre el emisor y el receptor. El principal inconveniente que tiene este sistema es que se produce una atenuación de Ia señal acústica, que puede llegar a ser de hasta un 50 % en distancias de 130 m, debido a Ia imanación remanente del hilo como consecuencia del campo aplicado para crear Ia señal acústica. En Ia solicitud de Patente Estadounidense N 0 . US 2003006101 se describe un dispositivo para Ia detección de posición, que soluciona el inconveniente de Ia atenuación de Ia señal acústica que tiene el sistema descrito en el párrafo anterior. El dispositivo se basa en aplicar un campo opuesto al aplicado para Ia generación de Ia señal acústica para compensar Ia imanación remanente. Asimismo el dispositivo genera un determinado número de señales acústicas de compensación que están en contrafase con respecto a las señales originales, Io que añade una considerable complejidad al dispositivo.

Por otro lado resultan igualmente conocidos dispositivos que comprenden el tratamiento de una señal de láser, como por ejemplo el descrito en Ia Patente Estadounidense N 0 . US 6,437,315, en Ia que se describe un sistema para determinar Ia posición de ascensores mediante una señal de láser cuyo haz se modula a dos frecuencias, obteniéndose con una de ellas una medida aproximada de Ia posición de Ia cabina del ascensor y con Ia otra una medida precisa de dicha posición. El principal

inconveniente de este sistema es que utiliza varias frecuencias, por Io que necesita mucho tiempo para determinar Ia posición. Este sistema es conocido como láser-SPPT, e incluso en el caso de utilizar dos frecuencias el sistema no es Io suficientemente rápido cuando el ascensor está en movimiento.

En Ia Patente Estadounidense N 0 . US 4,880,082 se describe un método para determinar Ia posición de un ascensor mediante un contador de pulsos que indica Ia velocidad del ascensor y Ia detección de los pisos. Para ello se utiliza un acelerómetro ubicado en Ia cabina del ascensor que proporciona una serie de pulsos que indican Ia posición del ascensor y su velocidad. Una desventaja que tiene este método es que requiere Ia utilización de identificadores de zona de pisos o puertas, además de que no es un sistema de posición absoluto.

En las Patentes Estadounidenses N 0 . US 6,435,315 y US 6,612,403 se describen sistemas de posicionamiento absoluto para ascensores que están basados en un rail marcado con códigos legibles por métodos ópticos, que consisten en fotorreceptores o bien cámaras tipo CCD o CMOS. Los códigos son analizados utilizando técnicas de reconocimiento de caracteres. El inconveniente que tienen estos sistemas es que para no tener problemas de resolución requieren dos cámaras separadas de una distancia fija, de forma que Ia medida realizada por una de las cámaras con respecto a Ia otra, denominada cámara de referencia, difiere de los valores de calibración correspondientes a Ia separación fija entre las cámaras.

Por último, existen dispositivos de elevada complejidad y coste, como por ejemplo el descrito en Ia solicitud de Patente PCT. N 0 . WO

2004013576, donde se describe un sistema de posicionamiento absoluto basado en una cinta o cilindro magnético codificado y una cabeza lectora de dichos códigos. La codificación se realiza sobre Ia base de dos polaridades,

y el dispositivo utiliza una única banda de codificación. Además, el dispositivo requiere una unidad electrónica para el tratamiento e interpretación de los códigos.

DESCRIPCIóN DE LA INVENCIóN

Un primer aspecto de Ia presente invención se refiere a un aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad, basado en el principio de funcionamiento de un radar, es decir que determina Ia posición y/o Ia velocidad de objetos mediante radiaciones electromagnéticas.

La radiación electromagnética es una combinación de campos eléctricos y campos magnéticos oscilantes que son perpendiculares entre sí y se propagan a través del espacio transportando energía, sin necesidad de un medio para su propagación, es decir, que pueden propagarse en el vacío.

Tal y como teorizó Maxwell, Ia radiación electromagnética se fundamenta en que un campo eléctrico variable en el tiempo genera un campo magnético, y viceversa, siendo su velocidad de propagación en el vacío Ia velocidad de Ia luz, es decir, 299.792 Km/s, y su dirección de propagación perpendicular a las oscilaciones del campo eléctrico y magnético, que a su vez son perpendiculares entre sí. La radiación electromagnética tiene aplicaciones y manifestaciones en función de su longitud de onda, desde Ia luz del espectro visible hasta ondas de radio o

TV, es decir, televisión, de forma que el rango completo de longitudes de onda es conocido como espectro electromagnético.

Las ondas de radio, también denominadas ondas herzianas, son ondas electromagnéticas de menor frecuencia, es decir de mayor longitud de onda, y menor energía que las ondas del espectro visible. Las ondas de

radio se generan alimentando una antena con una corriente alterna. Cuando una antena conduce corriente alterna Ia radiación electromagnética se propaga en Ia misma frecuencia que Ia corriente. Asimismo cuando una radiación electromagnética incide en un conductor eléctrico, los electrones de Ia superficie oscilan, generándose una comente alterna cuya frecuencia coincide con Ia de Ia radiación incidente. Este fenómeno es el que permite que las antenas puedan actuar como emisores o receptores de radiación electromagnética.

Un tipo de ondas de radio son las señales de radiofrecuencia de banda ultra ancha, conocidas por sus siglas en inglés UWB (ultrawideband), en adelante señales UWB. Dichas señales UWB son señales de radio que comprenden pulsos cortos, cuya duración es habitualmente del orden de un nanosegundo, y baja potencia.

La Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos, en inglés Federal Communications Commission (FCC), define una señal UWB como una transmisión desde una antena en Ia que el ancho de banda de frecuencias de Ia señal emitida es al menos el 20 % del valor de una frecuencia central de dicha señal, o bien dicho ancho de banda tiene un valor no inferior a 500 MHz.

El ancho de banda de una señal UWB es Ia banda de frecuencias en Ia que están las frecuencias cuya energía está 10 dB por debajo de Ia energía más alta. Además, considerando los límites superior e inferior del ancho de banda de una señal UWB como f H y f L respectivamente, se define el ancho de banda fraccional como Ia relación 2(f H -f L )/(f H +f L ).

Así, otra definición de una señal UWB es que tiene que tener al menos una de las siguientes características, un ancho de banda fraccional superior o igual a 0,02, o bien un ancho de banda superior o igual a 500

MHz.

La técnica más común para generar señales UWB es transmitir pulsos cuya duración está en un rango entre varios cientos de picosegundos y varias unidades de nanosegundos, por Io que el ancho de banda de Ia señal transmitida resultante está en un orden de magnitud de varios GHz.

Las señales UWB utilizan una potencia muy baja y señales de pulsos cortos por Io que una de sus principales aplicaciones es transferir datos o información en un extenso rango de frecuencias de manera inalámbrica. Habitualmente las señales UWB proporcionan un ancho de banda que permite una transmisión de datos en un rango de varios cientos de Mbps (Mega bits por segundo), pudiendo llegar a alcanzar un orden de varios Gbps.

La aprobación por parte de Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos (FCC), en febrero de 2002, del uso comercial de señales UWB debido a su bajo riesgo para producir interferencias propició Ia utilización de este tipo de señales en redes de sistemas multimedia para el hogar, permitiendo conexiones seguras sin cables entre dispositivos de alta definición sin interferencias con otros dispositivos inalámbricos, debido a Ia combinación de las características de las señales UWB, es decir, un amplio espectro y pulsos muy cortos de baja potencia.

Otras aplicaciones conocidas de las señales UWB están relacionadas con el principio de funcionamiento del radar, como por ejemplo en el ámbito de Ia prospección geológica para Ia obtención de dispositivos que operan en contacto con el suelo con el propósito de detectar u obtener imágenes de objetos enterrados, y en el sector de automoción para detectar Ia posición y el movimiento de objetos en las inmediaciones de un vehículo, permitiendo evitar una colisión así como activar el airbag.

Una aplicación de las ondas de radio es el radar, que es un acrónimo que proviene del inglés RAdio Detecting And Ranging, que significa detección y localización por radio. El radar permite medir distancias mediante ondas radioeléctricas, y se fundamenta en Ia medición del tiempo que tarda en volver un impulso de radiofrecuencia que enviado por el radar, una vez reflejado en un objeto cuya posición y/o velocidad se quiere determinar. La velocidad de propagación de las ondas radioeléctricas es Ia velocidad de Ia luz, por Io que a partir dicho tiempo de retorno de un impulso, puede calcularse fácilmente Ia distancia a Ia que se encuentra el objeto. Con relación a Ia dirección en Ia que se halla el objeto, se determina mediante el uso de antenas directivas, comúnmente denominadas antenas parabólicas, que pueden orientarse fácilmente hacia un ángulo reducido.

De acuerdo con Ia presente invención se utilizan señales UWB para determinar Ia posición y/o Ia velocidad de una cabina de ascensor, según el principio de funcionamiento del radar, anteriormente expuesto.

De este modo Ia invención permite establecer Ia posición de un objeto, respecto a un punto de referencia, mediante Ia transmisión de una señal UWB entre el punto de referencia y el objeto, y Ia recepción de dicha señal en un punto conocido. Dado que las señales UWB viajan a Ia velocidad de Ia luz, Ia distancia entre el objeto y el punto de referencia se calcula a partir del tiempo, comúnmente denominado tiempo de vuelo, que precisa un pulso para viajar o trasladarse entre el objeto y el punto de referencia. Para que cálculo del dicho tiempo sea correcto, el objeto y los medios de recepción de los pulsos UWB tienen que tener señales de sincronización, preferentemente señales de reloj.

El sistema para determinar posición y/o velocidad de Ia invención, incorporado en un aparato elevador permite varias aplicaciones, además de controlar Ia posición y Ia velocidad de desplazamiento de al menos una

cabina del ascensor, como por ejemplo determinar Ia proximidad de los extremos del hueco, detectar obstáculos, controlar sobrevelocidad, y utilizarse como dispositivo anticolisión en el caso de doble cabina con movimiento independiente situadas en un mismo hueco de ascensor.

La invención se refiere a un sistema de transmisión de señales de ancho de banda frecuencial muy elevado, que comprende un emisor de ondas electromagnéticas, tipo radar, y un sistema receptor. Se contempla Ia posibilidad de que el sistema comprenda un reflector.

El radar genera una onda electromagnética pulsada, de cara a obtener una referencia inicial, Ia emite y se queda a Ia espera de que llegue algún eco. La forma en el tiempo de Ia envolvente de Ia señal emitida puede ser muy variada, contemplándose Ia posibilidad de que dicha forma sea rectangular, triangular o senoidal. Los pulsos se emiten con una frecuencia de repetición de pulsos, en inglés Pulse Repetition Frequency PRF, cuyo valor es 1/T donde T es el periodo de un pulso.

Para esta aplicación el objetivo es un elemento conductor que se coloca en el punto cuya distancia se quiere medir. El material y Ia forma tienen influencia en Ia intensidad de Ia señal reflejada.

Para Ia medida de Ia posición y Ia velocidad, los medios de transmisión o emisor generan una onda electromagnética, con el objeto de obtener una referencia inicial, una vez transmitida el sistema se queda a Ia espera de que llegue el eco. A partir del procesamiento de esa señal de eco se calculan los parámetros requeridos.

El cálculo de Ia posición del ascensor se realiza a partir de Ia medida del tiempo transcurrido entre Ia transmisión o emisión de un pulso y

Ia recepción de su eco, teniendo en cuenta que Ia reflexión no introduce

ningún retardo. En Ia etapa de detección se emplea preferentemente un modulo de correlación, también denominado receptor correlativo, que además de mejorar Ia detección de señales poco potentes, consigue una mejor resolución espacial que un detector de umbral.

Para el cálculo de Ia velocidad de Ia cabina del ascensor en el hueco se utilizan técnicas asociadas al efecto Doppler electromagnético, en combinación o como alternativa a técnicas que se basan en derivación temporal del dato de posición, siendo esta Ia técnica más utilizada.

El tren de pulsos podrá estar formado por uno o varios pulsos UWB por cada ráfaga. Los pulsos UWB dependerán de Ia banda frecuencial empleada. Debido a que habitualmente es un sistema en una única dirección al utilizar antenas no rotantes, no es necesario emitir pulsos a una tasa excesivamente rápida.

La potencia emitida será relativamente baja, ya que el alcance máximo no será en general demasiado elevado. El alcance máximo será directamente proporcional al tamaño del reflector y por Io tanto el diseño del elemento reflector dependerá de Ia altura de edificio.

Para implementar Ia presente invención se contempla Ia utilización de cualquier tipo de componentes basados en circuitos o chips comerciales, tales como DSPs, en inglés Digital Signal Processor, o similares, o bien aquellos que utilizan tecnologías FPGA, en inglés Field-

Programmahle Gate Array, o similares, o bien aquellos circuitos integrados que han sido realizados a medida mediante tecnología ASlC o cualquier otra tecnología actual equivalente.

El aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad que Ia invención propone permite determinar distancia y/o

velocidad relativa entre al menos un primer punto de referencia y al menos un segundo punto de referencia, con el objeto de determinar Ia posición y/o Ia velocidad de al menos una cabina que puede desplazarse por un hueco de ascensor. Para ello, al menos uno de dichos puntos de referencia, ya sea el primero o el segundo, está situado en dicha Ia cabina.

El sistema de Ia invención comprende medios de transmisión situados en un primer punto de referencia, que están operativamente orientados hacia un segundo punto de referencia. Estos medios de transmisión permiten transmitir hacia el segundo punto de referencia una señal transmitida que comprende ondas radioeléctricas de banda ultra ancha, es decir una señal UWB.

De acuerdo con una realización preferente de Ia invención, el sistema comprende al menos un reflector, operativamente situado en un segundo punto de referencia, con el objeto de que dicho reflector refleje Ia señal transmitida, es decir Ia onda incidente, como una señal reflejada dirigida, u orientada, hacia al menos un receptor que está situado en un primer punto de referencia. Preferentemente el receptor es solidario a los medios de transmisión, y está configurado para detectar, o receptar, Ia señal reflejada.

Preferentemente el sistema comprende al menos una antena, preferentemente una antena directiva o parabólica, situada en el primer punto de referencia y operativamente orientada hacia el reflector, comprendiendo cada antena los medios de transmisión y un receptor, permitiendo transmitir Ia señal transmitida y detectar Ia señal reflejada. La antena tiene un ancho de banda suficiente, y permite cierta orientación, de manera que además de mejorar el alcance permite su orientación hacia Ia dirección de transmisión.

Asimismo, se contempla Ia posibilidad de que el sistema comprenda al menos un duplexor, o conmutador de señal, configurado para enviar Ia señal a transmitir a una antena y recibir de dicha antena Ia señal reflejada, de modo que dicho duplexor permite aislar los medios de transmisión del receptor, permitiendo que ambos subsistemas compartan Ia misma antena, permitiendo a su vez aislar el receptor de Ia señal transmitida.

El reflector es, preferentemente, de material conductor eléctrico, contemplándose Ia posibilidad de que tenga cualquier tamaño, geometría o configuración adecuada para reflejar Ia señal transmitida, como por ejemplo una geometría o configuración plana, dos planchas con una configuración en forma de V o tres planchas con una configuración en esquina. En función del material, forma, tamaño y orientación el reflector refleja más o menos energía a los medios de transmisión. Su tamaño será Io mayor posible dentro de las restricciones físicas. Con relación a su configuración existen determinadas realizaciones que dan mejor rendimiento, es decir, mayor sección radar. Es necesario señalar que Ia utilización de diferentes configuraciones de reflectores es conocida y su variación resultaría obvia para un experto en Ia materia.

Por otro lado, de acuerdo con una variante de realización del sistema que no tiene reflector, se contempla Ia posibilidad de que al menos un receptor esté operativamente situado en un segundo punto de referencia, de forma que dicho receptor detecta o recibe directamente dicha señal transmitida, estando operativamente sincronizado con los medios de transmisión.

En ambas realizaciones, con y sin reflector, se contempla Ia posibilidad de que el sistema comprenda al menos un generador, o reloj base, configurado para generar ciclos a una frecuencia de repetición de

pulsos de manera cíclica y continua, así como al menos un temporizador configurado para recibir dicha frecuencia de repetición de pulsos y generar al menos una señal de temporización. Asimismo el sistema puede comprender al menos un generador de pulsos de banda ultra ancha, que recibe Ia señal de temporización, y genera pulsos de una señal de banda ultra ancha cada vez que llega dicha señal de temporización. La forma de onda generada será aquella que resulte óptima para Ia aplicación, teniendo en cuenta los efectos de propagación y el método de propagación, contemplándose Ia posibilidad de que Ia forma de Ia envolvente de Ia señal sea rectangular, triangular o senoidal.

El sistema está configurado para transmitir una señal de banda ultra ancha cada cierto periodo de pulsos, designado con T, cuya duración se designa con τ.

A partir del valor de Ia frecuencia de repetición de pulsos, el temporizador genera señales que provocan Ia activación del generador, además de generar una señal que utiliza un módulo procesador como referencia para Ia temporización, tal y como se explica con detalle más adelante.

Igualmente, el sistema puede comprender al menos un módulo de correlación, también denominado receptor correlativo, configurado para comparar Ia señal detectada por el receptor con un patrón de correlación que comprende el pulso de Ia señal de banda ultra ancha generado en el generador, operativamente corregido considerando una distorsión en Ia propagación de Ia señal transmitida. El patrón de correlación está determinado por Ia forma de Ia envolvente de Ia señal, por Io que dicho patrón no es único, sino se adapta a las características de Ia señal.

En el caso de que el sistema comprenda reflector Ia señal

detectada por el receptor es Ia señal reflejada, mientras que en el caso de que el sistema no tenga reflector Ia señal detectada por el receptor es directamente Ia señal transmitida.

En Ia etapa de detección, el módulo de correlación está configurado para comparar una señal esperada, teniendo en cuenta Ia distorsión provocada en Ia transmisión, con Ia señal detectada o recibida. En función de los datos obtenidos en Ia etapa de correlación, el módulo procesador está configurado para calcular Ia distancia a Ia que se encuentra el segundo punto de referencia del primer punto de referencia, que preferentemente está situado en Ia cabina, tomando como referencia Ia señal de temporización generada por el temporizador usada en Ia transmisión.

Tal y como se ha comentado, el sistema puede comprender al menos un módulo procesador de Ia señal detectada por el receptor, configurado para recibir Ia señal de temporización generada en el temporizador y el resultado obtenido en el módulo de correlación, permitiendo determinar, de manera instantánea para cada pulso de señal recibido, el tiempo transcurrido entre dichas señales. El módulo procesador está configurado para determinar el tiempo transcurrido entre Ia transmisión de un determinado pulso como señal transmitida y Ia detección, por parte del receptor, de dicho pulso como señal recibida, en base al resultado de Ia correlación. De esta manera se determina Ia distancia instantánea entre el primer punto de referencia y el segundo punto de referencia, es decir entre

Ia cabina y el hueco, que se considera un sistema inercial de referencia para el movimiento de Ia cabina, determinándose por Io tanto Ia posición de Ia cabina respecto a dicho sistema inercial.

Asimismo, el módulo procesador permite determinar Ia velocidad relativa entre el primer punto de referencia y el segundo punto de referencia,

permitiendo por Io tanto determinar Ia velocidad de desplazamiento de Ia cabina del aparato elevador. La frecuencia Doppler permite calcular Ia velocidad de Ia cabina. En Ia recepción se observa tanto el pulso emitido como los distintos rebotes de Ia señal, siendo el primero en recibirse, que además será el más potente, el que se empleará para el cálculo de Ia distancia. El resto de pulsos deberán ser correctamente descartados en Ia etapa de procesamiento.

Otra posibilidad, más sencilla pero de menor exactitud, contemplada en Ia invención comprende estimar Ia velocidad de Ia cabina mediante Ia detección o medición de cambios de posición de dicha cabina entre medidas sucesivas de posición, mediante derivación de Ia posición respecto al tiempo.

Hay que considerar que una antena suele introducir una distorsión en Ia forma del pulso emitido, normalmente relacionado con Ia derivada de Ia forma en el tiempo. Esta distorsión es considerada tanto en el generador como en el módulo procesador, con el objeto de adecuar el pulso generado y su procesamiento.

Se contempla Ia posibilidad de que el resultado del cálculo de posición y velocidad sea mostrado o presentado en un display.

A continuación se describe el principio de medida de Ia posición y Ia velocidad de desplazamiento de Ia cabina.

El cálculo de Ia posición entre los medios de transmisión y el segundo punto de referencia, en el que puede situarse tanto el reflector como el receptor, se basa en medir el tiempo t d que transcurre entre que se emite el pulso hasta que se detecta, considerando Ia velocidad de propagación de Ia luz en el medio, representada por c.

2 R „ c t, f d = => i? = -

Cuando se detecta o recibe Ia señal por parte del receptor, pudiendo ser dicha señal detectada Ia señal transmitida, en el caso de no tener reflector, o bien Ia señal reflejada, en caso de tener reflector, en principio no es posible saber si el eco corresponde al último pulso enviado o a alguno de los anteriores, hecho conocido como ambigüedad. El radar está configurado para detectar únicamente señal dentro del alcance máximo no ambiguo, definido como:

R _ c T = c max.n.α. 1 J pωJ?

Por ejemplo, con una frecuencia de repetición de pulsos de 1 MHz, el alcance máximo no ambiguo es de 150 m, por Io que reduciendo el número de pulsos emitidos se podrá aumentar dicho alcance.

Para el cálculo del alcance del radar en función de Ia potencia transmitida y de los parámetros del mismo, se emplea Ia ecuación de radar.

En Ia ecuación anterior P 1 - es Ia potencia transmitida de pico; G 1 - y G R son Ia ganancia de las antenas de transmisión y recepción, respectivamente; σ es Ia sección radar del elemento metálico, que depende del material. y forma; λ es Ia longitud de onda de Ia señal emitida; τ es Ia duración del pulso; n E¡(n) se refiere a Ia ganancia que se obtiene por Ia integración de varios pulsos; (SZN) 1 es Ia relación señal a ruido necesaria

para Ia detección del blanco; F es el ruido del receptor; y L s y L a son, respectivamente, las pérdidas del sistema y las pérdidas de propagación en el medio, excluyendo las de espacio libre.

El principio a partir del cual se mide Ia velocidad del ascensor en el hueco se basa en el efecto Doppler, que establece que cuando una onda es emitida con una frecuencia f 0 se refleja en un blanco, en este caso el segundo punto de referencia, y Ia señal reflejada se alarga o se estrecha en función de Ia velocidad relativa de dicho segundo punto de referencia, y se detecta con una frecuencia f diferente de Ia frecuencia de emisión f 0 según Ia siguiente relación.

Se contempla Ia posibilidad de que el sistema comprenda al menos un amplificador de potencia configurado para amplificar Ia señal de banda ultra ancha generada en el generador y enviarla a los medios de transmisión. Antes de ser transmitida Ia señal de banda ultra ancha es amplificada en el amplificador de potencia para que tenga un nivel de potencia suficiente para su posterior detección. Preferentemente el nivel de salida del amplificador de potencia es ajustable.

Por otro lado se contempla Ia posibilidad de que el sistema comprende al menos un amplificador de bajo ruido, en inglés Low Noise Amplifier LNA, configurado para filtrar y aumentar Ia señal detectada por el receptor, y enviarla a dicho, al menos un, módulo de correlación, todo ello introduciendo el menor ruido posible.

Adicionalmente se contempla Ia posibilidad de que el sistema

comprenda al menos un módulo de control del aparato elevador configurado para recibir y considerar Ia posición y/o Ia velocidad de desplazamiento de dicha, al menos una, cabina. De este modo el resultado del cálculo de posición y/o velocidad es utilizado como entrada a un módulo de control.

Asimismo se contempla que el módulo de control esté configurado para establecer una posición y/o una velocidad de desplazamiento de dicha, al menos una, cabina mediante su operación sobre el módulo procesador, normalmente seleccionado por parte de un operario o usuario que actúa, selecciona y establece dicha posición y/o velocidad en el módulo de control.

Se contempla como posibilidad que el sistema comprenda al menos un módulo de mantenimiento configurado para recibir y almacenar los datos de posición y/o velocidad de desplazamiento de dicha, al menos una, cabina obtenidos en el módulo procesador, permitiendo asimismo establecer distancias y posiciones de referencia para realizar funciones específicas y almacenarlas en dicho módulo procesador. De este modo el resultado del cálculo de posición y velocidad es enviado al módulo de mantenimiento para su posterior inspección por parte del personal técnico encargado del mantenimiento del aparato elevador.

Por otro lado el nivel de amplificación del amplificador de potencia puede ser ajustado manualmente bien mediante el módulo de mantenimiento o bien mediante el módulo de control.

El aparato elevador de Ia invención permite detectar Ia posición de al menos una cabina con respecto a un extremo superior y/o a un extremo inferior del hueco de ascensor. Asimismo permite detectar Ia velocidad de desplazamiento de, al menos una, cabina cuando dicha velocidad de desplazamiento es superior a una determinada velocidad

segura, determinándose dicho valor de velocidad como medida de seguridad para los usuarios del ascensor.

Se contempla Ia posibilidad de que el aparato elevador pueda impedir Ia colisión de una primera cabina con una segunda cabina, configuradas para realizar movimientos independientes en un hueco de ascensor, mediante Ia actuación del módulo procesador.

En Ia presente invención se contemplan todas las realizaciones posibles relativas a Ia situación o ubicación de al menos un primer punto de referencia y al menos un segundo punto de referencia en Ia instalación del aparato elevador, describiéndose a continuación algunas de dichas realizaciones, entendiéndose que variación obvia de cualquiera de dichas opciones de situación resultaría evidente para un experto en Ia materia, a Ia vista de Ia presente invención.

En primer lugar se considera Ia posibilidad de que los medios de transmisión estén situados en un extremo superior del hueco, estando operativamente orientados hacia al menos un segundo punto de referencia situado en un techo de al menos una cabina.

De acuerdo con una variante de realización al menos un segundo punto de referencia está situado en el extremo superior del hueco, estando operativamente orientado hacia los medios de transmisión situados en el techo de al menos una cabina.

Por otro lado, se contempla que los medios de transmisión están situados en un extremo inferior del hueco, estando operativamente orientados hacia un segundo punto de referencia situado en un suelo de al menos una cabina.

Asimismo al menos un segundo punto de referencia puede estar situado en el extremo inferior del hueco, estando operativamente orientado hacia los medios de transmisión situados en el suelo de al menos una cabina.

Se contempla Ia posibilidad de que el aparato elevador de Ia invención comprenda una primera cabina y una segunda cabina, ambas configuradas para desplazarse de manera independiente por un mismo hueco de ascensor, que está configurado para alojar dichas primera cabina y segunda cabina. Pues bien el sistema comprende medios de transmisión situados en un primer suelo de Ia primera cabina, que están operativamente orientados hacia un segundo punto de referencia situado en un segundo techo de Ia segunda cabina.

Asimismo se contempla como variante que al menos un segundo punto de referencia esté situado en el primer suelo de Ia primera cabina, estando operativamente orientado hacia medios de transmisión situados en el segundo techo de Ia segunda cabina.

Adicionalmente a estas dos variantes, y en cualquiera de los dos casos, se contempla Ia posibilidad de que el sistema comprenda segundos medios de transmisión situados en el extremo superior del hueco de ascensor, estando operativamente orientado hacia un segundo punto de referencia auxiliar situado en el primer techo de Ia primera cabina.

Por otro lado, un segundo aspecto de Ia presente invención se refiere a un método para determinar posición y/o velocidad de un aparato elevador, que comprende Ia utilización de señales de radiofrecuencia de banda ultra ancha de baja potencia.

El método que Ia invención propone comprende las siguientes

etapas:

En primer lugar generar ciclos a una determinada frecuencia de repetición de pulsos de manera continua.

Después el método comprende generar una señal de temporización, a partir de Ia frecuencia de repetición de pulsos en un temporizador, seguidamente se generan pulsos de banda ultra ancha en un generador, a partir de Ia señal de temporización.

A continuación el método comprende amplificar Ia señal de banda ultra ancha generada en el generador, en un amplificador de potencia, tras

Io cual se procede a transmitir, mediante medios de transmisión situados en un primer punto de referencia, Ia señal de banda ultra ancha transmitida hacia un segundo punto de referencia.

Seguidamente, el método comprende detectar o recibir Ia señal de banda ultra ancha en un. receptor, tras Io cual se realiza una correlación entre Ia señal de banda ultra ancha detectada por el receptor y un patrón de correlación basado en Ia señal de banda ultra ancha generada en el generador.

El método comprende procesar Ia señal recibida del módulo de correlación y determinar el tiempo entre Ia transmisión de un determinado pulso y Ia recepción de dicho pulso, considerando Ia señal de temporización generada en el temporizador. A continuación se determina, de manera instantánea para cada pulso de señal recibido, Ia distancia y/o Ia velocidad relativa entre el primer punto de referencia y el segundo punto de referencia.

Se contempla como posibilidad que después de transmitir Ia señal de banda ultra ancha transmitida mediante medios de transmisión situados

en un primer punto de referencia, el método comprenda reflejar dicha señal transmitida en un reflector, situado en un segundo punto de referencia, reflejándose como una señal reflejada hacia un receptor situado en el primer punto de referencia, estando configurado dicho receptor para detectar dicha señal reflejada.

Así pues, de acuerdo con Ia invención descrita, el aparato elevador y método con sistema para determinar posición y/o velocidad que Ia invención propone constituyen un avance en los sistemas hasta ahora utilizados y resuelven de manera satisfactoria Ia problemática anteriormente expuesta en Ia línea de conseguir una elevada precisión respecto a sistemas que comprenden otro tipo de señales de radio que requieren pulsos de mayor duración incluso señales continuas.

La utilización de señales de radio de mayor longitud, conlleva un efecto de reflexión de las señales con diferentes superficies de Ia instalación que producen una distorsión en Ia medición de Ia señal recibida, sobre todo en Io referente al tiempo en el que el pico de Ia señal es detectado, Io que produce errores en Ia medida de Ia distancia. Por el contrario los pulsos de Ia señal UWB son tan cortos que Ia totalidad del puso es habitualmente procesado por los medios de recepción de manera aislada, y por Io tanto con mayor precisión, antes de que las reflexiones de dicha señal lleguen al los medios de recepción, debido a que dichas reflexiones de Ia señal tienen que recorrer una trayectoria superior a Ia de Ia propia señal.

La tecnología de señales UWB es diferente a Ia tecnología que comprende transmisiones inalámbricas de ancho de banda más estrecho. En lugar de utilizar una difusión en frecuencias diferentes, Ia tecnología UWB disemina las señales a Io largo de un rango muy ancho de frecuencias. Las señales UWB tienen muy baja potencia, Io que significa que las transmisiones UWB pueden parecer como ruido de fondo, por Io que

dichas señales UWB son habitualmente muy difíciles de ser detectadas.

La tecnología UWB permite una elevada tasa de transferencia de datos debido a que su ancho de banda es muy amplio, a Ia vez que el espectro de densidad de energía es relativamente bajo. Por este motivo las interferencias que producen, así como Ia sensibilidad a interferencias a las que están sometidas, por parte de de señales de ancho de banda más estrecho es muy baja, por Io que los dispositivos que comprenden Ia tecnología UWB pueden coexistir sin riesgo de interferencias con otros dispositivos de comunicación que comprenden señales con ancho de banda más estrecho, incluso si utilizan el mismo rango de frecuencias, es decir, tienen un impacto muy pequeño con otros sistemas de su entorno.

El sistema de Ia invención no tiene un coste elevado, puesto que al utilizar baja potencia los transceptores de señales UWB, de banda ultra ancha, son más baratos y sencillos de construir que los transceptores de banda estrecha. Los dispositivos que utilizan señales UWB consumen muy poca energía, llegando a ser, por ejemplo, una diezmilésima parte de Ia energía que habitualmente consume un terminal de telefonía móvil.

El aparato elevador y método con sistema para determinar posición y/o velocidad que Ia invención propone tiene una serie de ventajas por el hecho de utilizar señales UWB en comparación con los sistemas radar convencionales de banda estrecha. En primer lugar el sistema para determinar Ia posición y/o Ia velocidad es un sistema absoluto, es decir, ante un fallo o una pérdida de tensión en Ia instalación, cuando ésta se recupera el sistema reconoce inmediatamente la posición del ascensor. Además el sistema minimiza Ia frecuencia de repetición de pulsos, en inglés Pulse Repetition Frequency PRF, logrando una elevada precisión en Ia medición de distancia, incluso del orden de milímetros. La resolución en Ia determinación de Ia posición y Ia velocidad es mejor que las obtenidas por

otros medios debido a la utilización de frecuencias muy elevadas y pulsos muy cortos.

Además el funcionamiento del sistema es independiente de Ia velocidad a Ia que se mueva Ia cabina del ascensor, con una elevada fiabilidad y robustez.

El sistema sufre poca interferencia por motivo de las condiciones atmosféricas o ambientales, como por ejemplo humedad, temperatura o presión, y las consiguientes dilataciones que estas condiciones producen en los materiales.

El sistema de Ia invención tiene menor coste y ocupa menos espacio que los dispositivos existenes para determinar posición y/o velocidad, sin necesitar elementos adicionales, como por ejemplo guías, Io que abarata el coste de instalación, resultando fácil de calibrar y sin requerir herramientas especiales.

El sistema resulta sumamente versátil, permitiendo su instalación en cualquier tipo de ascensor independientemente de las características del mismo, todo ello con un coste muy bajo y válido para cualquier configuración del hueco del ascensor.

DESCRIPCIóN DE LOS DIBUJOS

Para complementar Ia descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado Io siguiente:

La figura 1.- Muestra una representación en el tiempo de Ia señal UWB emitida que comprende Ia invención, que comprende pulsos UWB cada cierto periodo, en Ia que puede apreciarse Ia duración de cada pulso.

La figura 2.- Muestra una representación esquemática de los pulsos UWB detectados por el receptor, en este caso con una envolvente de forma rectangular, y el patrón de correlación utilizado en el módulo de correlación.

La figura 3,- Muestra un diagrama de bloques con los principales elementos que comprende el sistema de Ia invención, representándose mediante flechas Ia relación entre los diferentes elementos.

La figura 4.- Muestra un diagrama de bloques como el de Ia figura 3 de una variante del sistema de Ia invención.

La figura 5.- Muestra una representación esquemática de una sección, según una vista en alzado, de un aparato elevador con un sistema para determinar posición y/o velocidad objeto de Ia invención, que comprende una cabina situada en un hueco de ascensor.

La figura 6.- Muestra una representación esquemática como Ia de Ia figura 5 de una variante de realización del aparato elevador objeto de Ia invención.

La figura 7.- Muestra una representación esquemática como Ia de Ia figura 5 de otra variante de realización del aparato elevador, que comprende dos cabinas situadas en un mismo hueco de ascensor.

La figura 8.- Muestra una representación esquemática como Ia de

Ia figura 7 de otra variante de realización del aparato elevador de Ia

invención.

REALIZACIóN PREFERENTE DE LA INVENCIóN

A Ia vista de las figuras reseñadas puede observarse como en una de las posibles realizaciones del primer aspecto de Ia invención, el aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad permite determinar Ia distancia y/o Ia velocidad relativa entre un primer punto de referencia y un segundo punto de referencia (6), comprendiendo una cabina (20) que está configurada para desplazarse por un hueco (23) de ascensor, donde al menos uno de dichos primer punto de referencia y segundo punto de referencia (6) de referencia, está situado en dicha cabina (20).

El sistema de Ia invención comprende medios de transmisión (5) situados en el primer punto de referencia, que están operativamente orientados hacia el segundo punto de referencia (6). Dichos medios de transmisión (5) están operativamente orientados hacia el segundo punto de referencia (6), estando configurados para transmitir una señal transmitida

(18) que comprende ondas radioeléctricas de banda ultra ancha, es decir una señal en Ia que el ancho de banda de frecuencias de Ia señal emitida es al menos el 20 % del valor de una frecuencia central de dicha señal, o bien dicho ancho de banda tiene un valor no inferior a 500 MHz, es decir una señal UWB

De acuerdo con una realización preferente de Ia invención, mostrada en Ia figura 4, el sistema comprende un reflector (26), operativamente situado en el segundo punto de referencia (6), estando configurado dicho reflector (26) para reflejar Ia señal transmitida (18) como una señal reflejada (19) operativamente dirigida hacia un receptor que está situado en el primer punto de referencia, estando configurado dicho receptor para detectar Ia señal reflejada (19).

El sistema comprende una antena situada en el primer punto de referencia y operativamente orientada hacia el reflector (26), comprendiendo dicha antena los medios de transmisión (5) y el receptor, por Io que Ia antena está configurada para transmitir Ia señal transmitida (18) y detectar Ia señal reflejada (19).

Tal y como se puede apreciar en Ia figura 4, el aparato elevador con sistema para determinar posición y/o velocidad que Ia invención propone comprende un duplexor (13) configurado para enviar Ia señal a transmitir (18) a Ia antena y recibir de dicha antena Ia señal reflejada (19).

Dicho duplexor (13) está configurado para aislar los medios de transmisión (5) del receptor, permitiendo que ambos subsistemas compartan Ia misma antena, y aislar el receptor de Ia señal transmitida (18).

Preferentemente el reflector (26) es de material conductor eléctrico, contemplándose Ia posibilidad de que tenga cualquier tamaño, geometría o configuración adecuada para reflejar Ia señal transmitida (18), como por ejemplo una geometría o configuración plana, dos planchas con una configuración en forma de V o tres planchas con una configuración en esquina.

Por otro lado, de acuerdo con una variante de realización de Ia invención, tal y como se muestra en Ia figura 3, el sistema que no tiene reflector (26), estando el receptor operativamente situado en el segundo punto de referencia (6), de forma que dicho receptor está configurado para detectar Ia señal transmitida (18), estando operativamente sincronizado con los medios de transmisión (5).

En ambas realizaciones, con y sin reflector (26), mostradas en las figuras 4 y 3 respectivamente, el sistema comprende un generador configurado para generar ciclos a una determinada frecuencia de repetición

de pulsos (1) de manera cíclica y continua. En Ia realización preferente, mostrada en Ia figura 4, Ia señal detectada por el receptor es Ia señal reflejada (19), mientras que en Ia variante mostrada en Ia figura 3 Ia señal detectada por el receptor es directamente Ia señal transmitida (18).

Asimismo ei sistema comprende un temporizador (2) configurado para recibir Ia frecuencia de repetición de pulsos (1) y generar al menos una señal de temporización. Además el sistema comprende un generador (3) de pulsos de banda ultra ancha, que recibe Ia señal de temporización, y genera pulsos de una señal de banda ultra ancha cada vez que llega dicha señal de temporización.

Tal y como puede apreciarse en Ia figura 1 , el sistema está configurado para transmitir una señal de banda ultra ancha cada cierto periodo de pulsos (14), los cuales tienen una determinada duración (16).

A partir del valor de Ia frecuencia de repetición de pulsos (1), el temporizador (2) está configurado para generar señales que activan el generador (3) de pulsos de banda ultra ancha.

Además, igualmente en ambas realizaciones, el sistema comprende un módulo de correlación (8) configurado para comparar Ia señal detectada por el receptor, representada en Ia gráfica de Ia izquierda en el diagrama esquemático de Ia figura 2, con un patrón de correlación (15), representado en Ia gráfica de Ia derecha, correspondiente al pulso de Ia señal de banda ultra ancha generada en el generador (3), operativamente corregido considerando una distorsión en Ia propagación de Ia señal transmitida (18). El módulo de correlación (8) está configurado para comparar una señal esperada (17) con Ia señal detectada o recibida. Es necesario señalar que el patrón de correlación (15) está adaptado a Ia forma de Ia envolvente de Ia señal, que en el caso representado en Ia figura 2

tiene una forma rectangular.

Asimismo el sistema comprende un módulo procesador (9) de Ia señal detectada por el receptor, configurado para recibir Ia señal de temporización generada en el temporizador (2) y el resultado obtenido en el módulo de correlación (8). El módulo procesador (9) está configurado para determinar, para cada pulso de señal detectado o recibido, el tiempo transcurrido entre Ia transmisión de un determinado pulso como señal transmitida (18) y Ia detección, por parte del receptor, de dicho pulso como señal recibida, en base al resultado del módulo de correlación (8). De esta manera el módulo procesador (9) está configurado para determinar Ia distancia entre el primer punto de referencia y el segundo punto de referencia (6). Además, el módulo procesador (9) está configurado para determinar Ia velocidad relativa entre el primer punto de referencia y el segundo punto de referencia (6).

El resultado del cálculo de posición y/o velocidad puede ser mostrado o presentado en un display (10), según se puede apreciar en Ia figura 4.

Además el sistema comprende un amplificador de potencia (4) configurado para amplificar Ia señal de banda ultra ancha generada en el generador (3) y enviarla a los medios de transmisión (5), para que Ia señal tenga un nivel de potencia suficiente para su posterior detección. El nivel de salida del amplificador de potencia (4) es ajustable.

Por otro lado el sistema comprende un amplificador de bajo ruido (7) configurado para filtrar y aumentar Ia señal detectada por el receptor, y enviarla al módulo de correlación (8), introduciendo un ruido mínimo.

El sistema comprende un módulo de control (11 ) del aparato

elevador configurado para recibir y considerar Ia posición y/o Ia velocidad de desplazamiento de cabina (20), de forma que el resultado del cálculo de posición y/o velocidad es utilizado como entrada a un módulo de control (11 ).

El módulo de control (11) esté configurado para establecer una posición y/o una velocidad de desplazamiento de cabina (20) mediante su operación sobre el módulo procesador (9).

Por otro lado el sistema comprende un módulo de mantenimiento

(12) configurado para recibir y almacenar los datos de posición y/o velocidad de desplazamiento de cabina (20) obtenidos en el módulo procesador (9), permitiendo establecer distancias y posiciones de referencia para realizar funciones específicas y almacenarlas en dicho módulo procesador (9), de forma que el resultado del cálculo de posición y/o velocidad es enviado al módulo de mantenimiento (12) para su posterior inspección, por ejemplo por parte del personal técnico encargado del mantenimiento del aparato elevador.

El nivel de amplificación del amplificador de potencia (4) puede ser ajustado manualmente bien mediante el módulo de mantenimiento (12) o bien mediante el módulo de control (11 ).

El aparato elevador de Ia invención está configurado para detectar Ia posición de al menos una cabina (20) con respecto a un extremo superior (24) y/o a un extremo inferior (25) del hueco (23) de ascensor.

Asimismo el sistema está configurado para detectar Ia velocidad de desplazamiento de al menos una cabina (20) cuando dicha velocidad de desplazamiento es superior a una determinada velocidad segura, determinándose dicho valor de velocidad como medida de seguridad para los usuarios del ascensor.

El aparato elevador está configurado para impedir Ia colisión de una primera cabina (20') con una segunda cabina (20"), configuradas para realizar movimientos independientes en un hueco (23) de ascensor, mediante Ia actuación del módulo procesador (9).

Con relación a Ia ubicación de al menos un primer punto de referencia y al menos un segundo punto de referencia (6), en Ia instalación del aparato elevador, Ia presente invención contemplan diferentes variantes de realización, algunas de las cuales se explican a continuación.

De acuerdo con Ia variante mostrada en Ia figura 5, los medios de transmisión (5) están situados en un extremo superior (24) del hueco (23), estando operativamente orientados hacia un segundo punto de referencia (6) situado en un techo (21) de Ia cabina (20).

De acuerdo con otra variante de realización, no representada, un segundo punto de referencia (6) está situado en el extremo superior (24) del hueco (23), estando operativamente orientado hacia los medios de transmisión (5) situados en el techo (21 ) de Ia cabina (20).

Por otro lado, en Ia variante representada en Ia figura 6, los medios de transmisión (5) están situados en un extremo inferior (25) del hueco (23), estando operativamente orientados hacia un segundo punto de referencia (6) situado en un suelo (22) de Ia cabina (20).

De acuerdo con otra variante, no representada, el segundo punto de referencia (6) está situado en el extremo inferior (25) del hueco (23), estando operativamente orientado hacia los medios de transmisión (5) situados en el suelo (22) de Ia cabina (20).

En Ia variante mostrada en Ia figura 7, el aparato elevador de Ia

invención comprende una primera cabina (20') y una segunda cabina (20"), ambas configuradas para desplazarse de manera independiente por un mismo hueco (23) de ascensor, que está configurado para alojar dichas primera cabina (20') y segunda cabina (20"). Este sistema comprende medios de transmisión (5) situados en un primer suelo (22') de Ia primera cabina (20'), que están operativamente orientados hacia un segundo punto de referencia (6) situado en un segundo techo (21") de Ia segunda cabina (20").

De acuerdo con otra variante, no representada el segundo punto de referencia (6) está situado en el primer suelo (22') de Ia primera cabina (20'), estando operativamente orientado hacia medios de transmisión (5) situados en el segundo techo (21") de Ia segunda cabina (20").

Se contempla Ia posibilidad de que cualquiera de las dos últimas variantes descritas, una de ellas representada en Ia figura 7, de manera adicional comprenda segundos medios de transmisión (5') situados en el extremo superior (24) del hueco (23) de ascensor, estando operativamente orientado hacia un segundo punto de referencia auxiliar (6') situado en el primer techo (21') de Ia primera cabina (20'), Io cual se ha representado en

Ia figura 8.

Por otro lado, un segundo aspecto de Ia presente invención se refiere a un método para determinar posición y/o velocidad de un aparato elevador, que comprende Ia utilización de señales de radiofrecuencia de banda ultra ancha de baja potencia.

El método que Ia invención propone comprende las siguientes etapas:

En primer lugar generar ciclos a una frecuencia de repetición de

pulsos (1) de manera continua.

Después el método comprende generar una señal de temporización, a partir de Ia frecuencia de repetición de pulsos (1) en un temporizador (2), seguidamente se generan pulsos de banda ultra ancha en un generador (3), a partir de Ia señal de temporización.

A continuación el método comprende amplificar Ia señal de banda ultra ancha generada en el generador (3), en un amplificador de potencia (4), tras Io cual se procede a transmitir, mediante medios de transmisión (5) situados eή un primer punto de referencia, Ia señal de banda ultra ancha transmitida (18) hacia un segundo punto de referencia (6).

Seguidamente, el método comprende detectar o recibir Ia señal de banda ultra ancha en un receptor, tras Io cual se realiza una correlación entre Ia señal de banda ultra ancha detectada por el receptor y un patrón de correlación (15) basado en Ia señal de banda ultra ancha generada en el generador (3), tal y como se ha representado en el diagrama esquemático de Ia figura 2.

El método comprende procesar Ia señal recibida del módulo de correlación (8) y determinar el tiempo entre Ia transmisión de un determinado pulso y Ia recepción de dicho pulso, considerando Ia señal de temporización generada en el temporizador (2). A continuación se determina, de manera instantánea para cada pulso de señal recibido, Ia distancia y/o Ia velocidad relativa entre el primer punto de referencia y el segundo punto de referencia (6).

Se contempla como posibilidad que después de transmitir Ia señal de banda ultra ancha transmitida (18) mediante medios de transmisión (5) situados en un primer punto de referencia, el método comprenda reflejar

dicha señal transmitida (18) en un reflector (26), situado en un segundo punto de referencia (6), reflejándose como una señal reflejada (19) hacia un receptor situado en el primer punto de referencia, estando configurado dicho receptor para detectar dicha señal reflejada (19).

A Ia vista de esta descripción y juego de figuras, el experto en Ia materia podrá entender que las realizaciones de Ia invención que se han descrito pueden ser combinadas de múltiples maneras dentro del objeto de Ia invención. La invención ha sido descrita según algunas realizaciones preferentes de Ia misma, pero para el experto en Ia materia resultará evidente que múltiples variaciones pueden ser introducidas en dichas realizaciones preferentes sin exceder el objeto de Ia invención reivindicada.