CN102442604B - 乘客传送机的扶手驱动力监视装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种乘客传送机的扶手驱动力监视装置，其目的在于，不用通过预先要用实验等求取那样的梯级和扶手的行驶阻力比率，能够自动测量扶手行驶阻力。一种自动扶梯的扶手驱动力监视装置，具有检测扶手(8)的速度的扶手速度检测装置，其特征在于，具有：扶手速度计算单元(14)，其使用扶手速度检测装置的输出信号计算扶手(8)的速度；扶手速度差计算单元(15)，其计算上升运行的场合和下降运行的场合的扶手速度差；和第一扶手行驶阻力计算单元(16)，其从对该扶手(8)用速度差计算单元算出的扶手速度差，计算通过导轨和扶手(8)的接触滑动发生的扶手行驶阻力。

Description

乘客传送机的扶手驱动力监视装置

本申请为2009年6月23日递交的、申请号为200910150849.6、发明名称为“乘客传送机的扶手驱动力监视装置”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及测量在乘客传送机上装备的扶手的行驶阻力的、通用性优良的乘客传送机的扶手驱动力监视装置。

背景技术

作为现有的乘客传送机的扶手驱动力监视装置，例如有在专利文献1中表示的装置。在该现有的装置中，为下述这样的结构：设置驱动电动机转矩指令控制装置、电动机转速检测装置，当逐渐增大转矩指令、通过梯级和扶手的行驶阻力的和电动机转矩上升时，上述电动机开始转动，所以通过所述电动机转速检测装置求电动机开始转动时的转矩值，这样就能够诊断梯级和扶手的行驶阻力的和。

该种扶手驱动力监视装置，因为构成为不需要预先存储像现有技术那样测量电动机功率值，预先存储电动机单独的无负荷功率，从测量的电动机功率值中减去无负荷功率得到的差求得梯级和扶手的行驶阻力的和的结果这样的作业，而能够算出行驶阻力，所以，作为一种通用性优良的乘客传送机扶手驱动力监视装置被推荐。

【专利文献1】特开2004-345808号公报

但是，上述现有的扶手驱动力监视装置，因为是计算梯级和扶手的行驶阻力的和的结构，所以为计算扶手的行驶阻力需要预先用实验等对于乘客传送机的每一扬程求梯级和扶手的行驶阻力比率，但是，因为由于设备的配置或者结构的不同，实际的梯级和扶手的行驶阻力比率变动大，所以有扶手行驶阻力计算精度不高这样的问题。

发明内容

本发明是鉴于这样的现有技术中的实际状况做出的，其目的是，提供一种乘客传送机的扶手驱动力监视装置，其不用通过要预先用实验等求取那样的梯级和扶手的行驶阻力比率，能够自动测量扶手行驶阻力。

为实现该目的，本发明的乘客传送机的扶手驱动力监视装置，具有：与驱动电动机的转动同步移动的梯级；由在该梯级的侧方竖立设置的栏杆上设置的导轨引导、与所述梯级同步行驶的扶手；和检测该扶手的速度的扶手速度检测装置，其特征在于，具有：扶手速度计算单元，其使用所述扶手速度检测装置的输出信号计算扶手的速度；扶手速度差计算单元，其计算上升运行的场合和下降运行的场合的扶手速度差；和第一扶手行驶阻力计算单元，其从用该扶手速度差计算单元算出的扶手速度差计算通过所述导轨和扶手的接触滑动发生的扶手行驶阻力。

这样构成的本发明，能够在测量现场计算上升运行时和下降运行时的扶手速度差，根据该扶手速度差计算扶手行驶阻力。亦即，不用通过预先要用实验等求取那样的梯级和扶手的行驶阻力比率，能够自动测量扶手行驶阻力。

另外，本发明的乘客传送机的扶手驱动力监视装置，在上述发明中具有用转矩指令对驱动电动机的转动速度进行可变控制的驱动转矩控制装置；与所述驱动电动机的转动同步移动的梯级；由在该梯级的侧方竖立设置的栏杆上设置的导轨引导、与所述梯级同步行驶的扶手，其特征在于，具有：电动机转矩计算单元，其使用所述驱动转矩控制装置的输出信号计算乘客传送机行驶中的驱动电动机转矩；电动机转矩差计算单元，其计算上升运行的场合和下降运行的场合的电动机转矩差；和第二扶手行驶阻力计算单元，其从用该电动机转矩差计算单元算出的电动机转矩差计算通过所述导轨和扶手的接触滑动发生的扶手行驶阻力。

这样构成的本发明，能够在测量现场计算上升运行时和下降运行时的电动机转矩差，根据该电动机转矩差计算扶手行驶阻力。亦即，不用通过预先要用实验等求取那样的梯级和扶手的行驶阻力比率，能够自动测量扶手行驶阻力。

另外，本发明的乘客传送机的扶手驱动力监视装置，在所述发明中具有：用转矩指令对驱动电动机的转动速度进行可变控制的驱动转矩控制装置；与所述驱动电动机的转动同步移动的梯级；由在该梯级的侧方竖立设置的栏杆上设置的导轨引导、与所述梯级同步行驶的扶手；和检测所述扶手的速度的扶手速度检测装置，其特征在于，具有：电动机转矩计算单元，其使用所述驱动转矩控制装置的输出信号，计算乘客传送机行驶中的驱动电动机转矩；扶手速度计算单元，其使用所述扶手速度检测装置的输出信号，计算扶手的速度；扶手速度差计算单元，其计算上升运行的场合和下降运行的场合的扶手速度差；电动机转矩差计算单元，其计算上升运行的场合和下降运行的场合的电动机转矩差；左右负担率计算单元，其从用所述扶手速度差计算单元算出的左右的扶手速度差的比，计算所述电动机转矩的电动机转矩差的左右负担率；和第三扶手行驶阻力计算单元，其从用所述电动机转矩差计算单元算出的电动机转矩差和用所述左右负担率计算单元算出的左右负担率计算扶手行驶阻力。

这样构成的本发明，能够在测量现场计算上升运行时和下降运行时的扶手速度差以及电动机转矩差，根据该扶手速度差以及电动机转矩差计算扶手行驶阻力。亦即，不用通过预先要用实验等求取那样的梯级和扶手的行驶阻力比率，能够自动测量扶手行驶阻力。

根据本发明的乘客传送机的扶手驱动力监视装置，能够计算上升运行时和下降运行时的扶手速度差或者电动机转矩差，据此自动测量扶手的行驶阻力。亦即，不用通过预先要用实验等求取那样的梯级和扶手的行驶阻力比，能够自动测量扶手行驶阻力，在测量过程中不存在成为误差的主要原因的数值。由此，能够高精度地而且在测量现场简便地测量扶手行驶阻力，与现有技术相比能够确保优良的乘客传送机的可维修性。

附图说明

图1是表示作为一般的乘客传送机的一例举出的自动扶梯的驱动设备结构的侧面图。

图2是表示本发明的乘客传送机的驱动监视装置的第一实施形式的框图。

图3是表示图1表示的自动扶梯的扶手驱动机构的重要部分的侧面图。

图4是表示图1表示的自动扶梯的行驶阻力和滑移率的相关的图。

图5是表示本发明的第二实施形式的框图。

图6是图1表示的自动扶梯的梯级行驶机构的重要部分的侧面图。

图7是表示本发明的第三实施形式的框图。

符号说明

1驱动电动机

2带

3减速机

4驱动转矩控制装置

5传动链

6梯级

7梯级链

8扶手

9扶手驱动装置

10扶手驱动链

11驱动辊

12梯级速度检测器

13扶手速度检测器

14扶手速度计算单元

15扶手速度差计算单元

16第一扶手行驶阻力计算单元

17电动机转矩计算单元

18电动机转矩差计算单元

19第二扶手行驶阻力计算单元

20左右负担率计算单元

21第三扶手行驶阻力计算单元

具体实施方式

下面根据附图说明本发明的自动扶梯的扶手驱动力监视装置最佳形式。

图1是表示作为一般的乘客传送机的一例举出的自动扶梯的驱动设备结构的侧面图。

如图1所示，驱动电动机1的动力用带2向减速机3传递，驱动电动机1通过驱动转矩控制装置控制转动加速度、速度、转矩等。因为减速机3通过传动链5连接轴支承梯级6的梯级链7，进而，连接向驱动扶手8的扶手驱动装置9传递动力的扶手驱动链10，所以与减速机3的转动同步梯级6和扶手8转动。减速机3与驱动电动机1的转动同步。

因为带2是摩擦驱动，所以各个驱动体的速度，对于驱动电动机1减速机3有时稍微延迟。减速机3和梯级6是链传动，两者的速度大体相等。扶手8与减速机3同步，但是因为通过驱动辊11的摩擦驱动，所以对于减速机3有时稍微延迟。因此，设置梯级速度检测器12和扶手速度检测器13，在带2或者扶手8等摩擦体上发生滑移的场合，迅速地检出速度异常，安全地控制自动扶梯停止。

图2是表示本发明的自动扶梯的驱动监视装置的第一实施形式的框图。

如该图2所示，该第一实施形式由扶手速度计算单元14、扶手速度差计算单元15、和第一扶手行驶阻力计算单元16构成，扶手速度计算单元14读入扶手速度检测器13的输出信号，在结束预定的行驶距离前计数输出的总脉冲数，用行驶需要的时间除总脉冲数，计算扶手8的速度；扶手速度差计算单元15分别测量并存储上升运行时和下降运行时的扶手速度，计算其速度差；第一扶手行驶阻力计算单元16使用扶手速度差与上升运行时和下降运行时的扶手行驶阻力比相关特性，计算扶手行驶阻力R。

图3是表示在本发明的图1中表示的自动扶梯的扶手驱动机构的重要部分的侧面图。

如该图3所示，扶手8，支撑乘客运动的去往侧部分由滑动摩擦机构引导，返回而乘客看不见的返回侧部分由滚动摩擦机构引导行驶。用扶手驱动装置9送出扶手8使扶手8行驶。而且，上升时的扶手行驶阻力R1和下降时的扶手行驶阻力R2通过下式计算。

R1＝μ1×F1+μ1×F2+μ1×W×cosθ+μ1×F3-μ2×F4-μ2×W×cosθ+2×D＝μ1×(F1+F2+F3+W×cosθ)+μ2×(F4-W×cosθ)+2×D    …(1)

R2＝μ1×F1+μ1×F2-μ1×W×cosθ+μ1×F3+μ2×F4+μ2×W×cosθ+2×D＝μ1×(F1+F2+F3-W×cosθ)+μ2×(F4+W×cosθ)+2×D    …(2)

μ1：滑动摩擦系数

μ2：滚动摩擦系数

F1：扶手8对上部反转部的按压力

F2：扶手8对倾斜部的引导轨的按压力

F3：扶手8对下部反转部的按压力

F4：扶手8对倾斜部的引导轨的按压力

W：扶手8的重量＝单位长度重量×扶手长度

D：通过返回侧部的扶手长度调整部分的初始阻力(U)在反转部上产生的阻力，

D＝U×e^{(μ1×反转部卷角×π/180)}

Q：通过返回侧部的行驶阻力F4在反转部上产生的阻力，

Q＝F4×e^{(μ1×反转部卷角×π/180)}

R1和R2的差ΔR如下：

ΔR＝2×W×cosθ×(μ1-μ2)+2×(D-Q)μ…(3)

式中，W是变量，因为随扶手长度变动，所以从(3)式可知ΔR是扶手长度变量的一次函数。因此，R1和R2的关系可以置换为下式。

R1＝k×R2+p    …(4)

k＝扶手单位重量×cosθ×去往侧和返回侧的阻力差×长度系数

p＝扶手的去往侧的初始阻力和行驶阻力差系数

扶手8的速度V通过下式计算。

s：驱动辊11和扶手8的滑移率

d：驱动辊11的直径

π：圆周率

N：驱动辊11的转动速度

图4是表示图1表示的自动扶梯的行驶阻力和滑移率的相关的图。

一般的滑移率s和扶手行驶阻力R表示相关性，在通常的允许范围内表示出一次函数的特性。因此，扶手8的上升运行时的速度V1和下降运行时的速度V2，分别通过下式计算。

m：通过扶手行驶阻力R引起的滑移率s的变化系数

从(4)可知V2和V2差ΔV如下。

当把(4)式代入(8)式时，通过下式计算上升运行时的行驶阻力R1和下降运行时的行驶阻力R2。

这里，k、p、d、N从设计序言定义。这里，k的支配的因子是扶手8的单位重量，得到大约单位重量×30％～70％的计算值。p由给予返回侧的初始阻力U支配，一般的初始阻力U是2kg～10kg，在该范围内p得到大约U的4倍左右的值。m可以根据测试数据预先设定。使用这些值的计算程序存储在第一扶手行驶阻力计算单元16中，测量方法，在无人状态下使自动扶梯上升运行和下降运行的两方进行，此时通过扶手速度计算单元14求ΔV，把该结果输入第一扶手行驶阻力计算单元16，能够以机械方式自动测量该号机的上升运行时的扶手行驶阻力R1和下降运行时的扶手行驶阻力R2。因为扶手8通常在左右设置，左右各自测量扶手行驶阻力R。

在这样构成的第一实施形式中，计算上升运行时和下降运行时的扶手速度差ΔV，根据该扶手速度差ΔV能够自动地测量扶手行驶阻力R。亦即，不用通过预先要用实验等求取那样的梯级6和扶手8的行驶阻力比率，能够自动地测量扶手行驶阻力R，在测量过程中不存在成为误差的主要原因的数值。由此，能够高精度地而且在测量现场简便地测量扶手行驶阻力R，能够确保优良的自动扶梯的可维修性。

图5是表示本发明的第二实施形式的功能框图。

如图5所示，该第二实施形式由电动机转矩计算单元17、电动机转矩差计算单元18、和第二扶手行驶阻力计算单元19构成，电动机转矩计算单元17读入驱动转矩控制装置4的输出信号，计算自动扶梯行驶中的驱动电动机1的输出转矩；电动机转矩差计算单元18计算上升运行时和下降运行时的驱动电动机1的输出转矩差；第二扶手行驶阻力计算单元19使用电动机转矩差与上升运行时和下降运行时的行驶阻力比相关特性计算扶手8的行驶阻力R。

驱动电动机输出的转矩用下式表记。

电动机转矩(T)＝乘客负荷(M)+梯级行驶阻力(S)+扶手行驶阻力(R)    …(11)

这里，因为诊断时在没有乘客的状态下进行上升和下降运行，所以乘客负荷(M)为零。另外，梯级行驶阻力(S)，如图6的重要部分侧面图所示，因为梯级6的前轮辊6a和后轮辊6b在全圆周中通过梯级行驶扶手6c引导，所以行驶阻力R是滚动摩擦阻力，在(3)式中，因为μ1＝μ2，进而μ2非常小，所以结果通过返回侧的U以及D在反转部中产生的阻力也基本为零。亦即梯级6的上升运行和下降运行的行驶阻力差ΔR基本为零。

因此，上升运行时电动机转矩T1和下降运行的电动机转矩T2的差ΔT，如(4)式可以置换为上升时的扶手行驶阻力R1和下降时的扶手行驶阻力R2的差，行驶阻力R1和R2通过下式计算。

T1×α＝S+R1×α3                …(12)

T2×α＝S+R2×α3                …(13)

(T1-T2)×α＝ΔT×α＝(R1-R2)    …(14)

当把(4)式代入(14)式时，

R1＝k×{(ΔT×α-p)÷(k-1)}+p    …(15)

R2＝(ΔT×α-p)÷(k-1)           …(16)

α：用于把电动机轴转矩从传动系统的减速比变换为扶手驱动阻力的系数

这里，k、p、α从设计序言定义，存储在第二扶手行驶阻力计算单元19中。测量方法，在无人状态下使自动扶梯上升运行和下降运行两方进行，通过电动机转矩计算单元计算上升时和下降时的电动机转矩，通过电动机转矩差计算单元18求上升时和下降时的转矩差ΔT。把该结果输入第二扶手行驶阻力计算单元19能够以机械方式自动测量上升运行时的扶手行驶阻力R1和下降运行时的扶手行驶阻力R2。因为扶手的左右行驶阻力R通常基本均等，所以这里把行驶阻力R1和R2的各一半作为左右扶手的各自的行驶阻力R判定。

在这样构成的第二实施形式中，能够计算上升运行时和下降运行时的电动机转矩差ΔT，根据该电动机转矩差ΔT自动测量扶手8的行驶阻力。亦即，与上述的第一实施形式相同，不用通过预先要用实验等求取那样的梯级6和扶手8的行驶阻力比率，能够自动地测量扶手行驶阻力R，在测量过程中不存在成为误差的主要原因的数值。由此，能够高精度地而且在测量现场简便地测量扶手行驶阻力R，能够确保优良的自动扶梯的可维修性。

图7是表示本发明的第三实施形式的框图。

如图7所示，该第三实施形式由电动机转矩计算单元17、扶手速度计算单元14、扶手速度差计算单元15、电动机转矩差计算单元18、左右负担率计算单元20、和第三扶手行驶阻力计算单元21构成，电动机转矩计算单元17读入驱动转矩控制装置4的输出信号，计算自动扶梯行驶中的驱动电动机1的输出转矩；扶手速度计算单元14读入扶手速度检测器13的输出信号，在结束预定的行驶距离前计数输出的总脉冲数，用行驶需要的时间除总脉冲数，计算扶手8的周平均速度；扶手速度差计算单元15分别测量并存储上升运行时和下降运行时的扶手速度，计算其速度差；电动机转矩差计算单元18计算上升运行时和下降运行时的驱动电动机1的输出转矩差；左右负担率计算单元20从扶手速度差的左右比计算电动机转矩差的左右负担率；第三扶手行驶阻力计算单元21从电动机转矩差和左右负担率计算扶手行驶阻力R。

上述自动扶梯的扶手行驶阻力计算过程，首先通过扶手速度差计算单元15分别测量左右的速度差。

左扶手的速度差ΔVL＝VL1-VL2    …(17)

VL1：左扶手的上升运行时速度

VL2：左扶手的下降运行时速度

右扶手的速度差ΔVR＝VR1-VR2    …(18)

VR1：右扶手的上升运行时速度

VR2：右扶手的下降运行时速度

接着，通过电动机转矩差计算单元18计算上升运行时的电动机转矩和下降运行时的电动机转矩的差，使用该结果如在第二实施形式中说明的那样从(15)、(16)式中计算上升时的扶手行驶阻力R1和下降时的行驶阻力R2。在第二实施形式中，因为通常的左右扶手行驶阻力相等，所以如下定义。

上升时左扶手行驶阻力＝上升时右扶手行驶阻力

R1÷2    …(19)

下降时左扶手行驶阻力＝下降时右扶手行驶阻力

R1÷2    …(20)

在第三实施形式中，为提高由于进行调整作业而造成的左右扶手的行驶阻力不均等的场合的扶手行驶阻力计算结果的精度，通过左右负担率计算单元20，从用(17)(18)式算出的左右速度差通过下式计算负担率。

左负担率＝ΔVL÷(ΔVL+ΔVR)    …(21)

右负担率＝ΔVR÷(ΔVL+ΔVR)    …(22)

根据(15)(16)式的R1、R2计算结果和(21)(22)式，通过第三扶手行驶阻力计算单元21，使用下式计算左右各自的扶手行驶阻力。

上升时左扶手行驶阻力＝

(R1×ΔVL)÷(ΔVL+ΔVR)    …(23)

上升时右扶手行驶阻力＝

(R1×ΔVR)÷(ΔVL+ΔVR)    …(24)

下降时左扶手行驶阻力＝

(R2×ΔVL)÷(ΔVL+ΔVR)    …(25)

下降时右扶手行驶阻力＝

(R2×ΔVR)÷(ΔVL+ΔVR)    …(26)

在这样构成的第三实施形式中，计算上升运行时和下降运行时电动机转矩差ΔT和扶手速度差ΔV，根据该电动机转矩差ΔT和扶手速度差ΔV能够自动测量扶手8的行驶阻力R。亦即，与上述第一、第二实施形式相同，不用通过预先要用实验等求取那样的梯级6和扶手8的行驶阻力比率，能够自动地测量扶手行驶阻力R，在测量过程中不存在成为误差的主要原因的数值。由此，能够高精度地而且在测量现场简便地测量扶手行驶阻力R，能够确保优良的自动扶梯的可维修性。另外，不需要预先基于测试数据的计算程序的设定，能够仅用设计序言定义计算程序，而且因为不依赖左右扶手阻力相等的一般值，能够个别诊断左右各自的扶手行驶阻力，所以提高了诊断精度。

Claims (1)

1.一种乘客传送机的扶手驱动力监视装置，具有：用转矩指令对驱动电动机的转动速度进行可变控制的驱动转矩控制装置；与所述驱动电动机的转动同步移动的梯级；由在该梯级的侧方竖立设置的栏杆上设置的导轨引导、与所述梯级同步行驶的扶手，其特征在于，

具有：

电动机转矩计算单元，其使用所述驱动转矩控制装置的输出信号计算乘客传送机行驶中的驱动电动机转矩；

电动机转矩差计算单元，其计算上升运行的场合和下降运行的场合的电动机转矩差；和扶手行驶阻力计算单元，其通过将用该电动机转矩差计算单元算出的电动机转矩差置换为通过所述导轨和扶手的接触滑动分别在上升运行的场合和下降运行的场合发生的扶手行驶阻力差，来计算扶手行驶阻力。