CN102602791B - 乘客输送机的状态检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式涉及乘客输送机的状态检测系统。提供一种乘客输送机的状态检测系统，能够抑制系统大型化，并避免带来强度变化的自动扶梯的梯级结构的改变。该乘客输送机的状态检测系统，将多个搭乘用的梯级经由链条进行连结，梯级辊及链条辊在导轨上行进移动，从而驱动多个梯级，其中，具备：至少1台以上的相对于上述梯级而设置的声音传感器；以及状态检测装置，输入由上述声音传感器取得的信号，进行该乘客输送机的状态检测；上述声音传感器位于上述梯级的背面，并被设置在要取得的声音的衰减量为规定值以下的区域。

Description

乘客输送机的状态检测系统

本申请基于2011年1月18日提交的日本专利申请2011-007733并享受其优先权。本申请通过参照该申请而包含其全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及乘客输送机的状态检测系统。

背景技术

作为将乘客输送到目的地的乘客输送机多使用自动扶梯。存在自动扶梯的异常诊断系统，该系统的目的在于，面向从包含自动扶梯的故障的异常状态迅速复原的对策的信息收集(例如，参考日本特开2009-173434号公报、以及蔦田广幸、其他3名、「加速度·音センサを搭載した点検踏段によるエスカレ一タ異常診断」(搭载有加速度·声音传感器的检查梯级的自动扶梯异常诊断)，计测自动控制学会论文集，2007年第43卷第9号、p.735～740)。

自动扶梯的异常诊断系统中，在通过声音来观察对象自动扶梯的工作状态的情况下，在自动扶梯的搭乘用梯级的背面设置声音传感器，通过使持续产生的声音移动的声音传感器将宽阔的对象区域作为对象。但是，由于自动扶梯设备以及固定建筑物的结构部件，使声音的传播受到妨碍。为解决该问题而增加声音传感器设置数量，结果导致系统大型化。因此，尝试将声音传感器的对象区域扩大(例如，日本特开2009-120368号公报)。

但是，由于会使取得对象声音的特性、结构强度等周围环境发生变化，因此需要每次进行适用可否的技术判定以及设计变更可否的技术讨论，从而存在设计变得复杂的问题。

发明内容

本发明要解决的问题是，提供一种乘客输送机的状态检测系统，能够抑制系统的大型化，并且避免带来强度变化的自动扶梯的梯级结构的改变。

实施方式的乘客输送机的状态检测系统，将多个搭乘用的梯级经由链条进行连结，梯级辊及链条辊在导轨上行进移动，从而驱动多个梯级，其中，具备：至少1台以上的相对于上述梯级而设置的声音传感器；以及状态检测装置，输入由上述声音传感器取得的信号，进行该乘客输送机的状态检测；上述声音传感器位于上述梯级的背面，并被设置在要取得的声音的衰减量为规定值以下的区域。

根据上述结构的乘客输送机的状态检测系统，即使在使用至少1台声音传感器且检测区域狭小的配置的情况下，也能够正确地检测自动扶梯的状态，因此能够抑制系统的大型化。

附图说明

图1是表示第一实施方式的自动扶梯状态检测系统的概略结构例的图。

图2是表示第一实施方式的梯级与梯级背面的声音传感器的概略设置例的图。

图3是梯级背面的声音衰减仿真的垂直于梯级横向(长度方向)的平面内的分布。

图4是梯级背面的声音衰减仿真的垂直于梯级固着楔的平面内的分布。

图5是表示第一实施方式的自动扶梯状态检测系统的动作流程的图。

图6是表示声音传感器的朝向及位置变化的机构例的图。

图7是表示第二实施方式的自动扶梯状态检测系统的动作流程的图。

图8是表示第三实施方式的自动扶梯状态检测系统的动作流程的图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的一个实施方式。另外，在各图中对同一部位附加同一符号而省略重复的说明。各实施方式中，作为乘客输送机的一例而以自动扶梯为例作为自动扶梯状态检测系统进行说明。本发明当然也能应用于除了自动扶梯以外的乘客输送机。

(第一实施方式)

图1是表示第一实施方式的自动扶梯状态检测系统的概略结构例的图。

如图1所示，自动扶梯状态检测系统100检测自动扶梯E的状态。自动扶梯E具备梯级101、移动扶手102、驱动装置103和控制装置104。

将乘客搭乘的多个梯级通过梯级链条而环状连结，梯级辊及链条辊在导轨上行进移动从而驱动梯级101。梯级101收纳于在自动扶梯E设置场所200设置的桁架201，在链轮105与链轮106之间移动，链轮105旋转自由地被支撑在桁架201上部，链轮106被旋转自由地支撑在桁架201下部。

移动扶手102随着梯级101的移动而移动，构成为环状。

驱动装置103对梯级101及移动扶手102的移动开始、移动停止、移动速度等进行控制从而对自动扶梯E进行驱动控制。

控制装置104可以与距自动扶梯E远距离设置的集中管理系统连接。该情况下，控制装置104能够根据来自集中管理系统的指示而进行自动扶梯E的驱动控制。即，可以由集中管理系统对自动扶梯E进行远距离操作。

本实施方式中，如图1所示，为了取得由于运行自动扶梯E而产生的检测对象声音，在自动扶梯E内设置声音传感器3。对于1台自动扶梯E，设置1台以上的声音传感器3、状态检测装置4和振动传感器5。声音传感器3可以设置在自动扶梯E的多个检测部位。

图2是表示第一实施方式的梯级与梯级背面的声音传感器的概略设置例的图。如图2所示，梯级101具有梯级固着楔(cleat)101a、梯级踢板(riser)101b和梯级梁101c。梯级固着楔101a利用与出入口的梳齿相啮合的槽，防止异物、垃圾侵入到机械室内。梯级踢板101b是从梯级101的端部弯曲而形成的踏步竖板部。

本实施方式中，将声音传感器3的设置部位限定于梯级101的背面侧。通过限定声音传感器3的设置区域，能够取得大范围的声音。在设置在梯级101的背面侧的情况下，对于因自动扶梯E的静止侧而发生异常并且能够作为声音而检测的事象、设置部位，能够以较少的声音传感器3构成状态检测系统100。检测对象不限于梯级101，只要是正常及异常的差异显著的位置，则可以是自动扶梯E的构成部件也可以是自动扶梯E的周围。在本实施方式中，优选使检测对象声音为人的可听频率范围即20Hz～20kHz的声音。

梯级101在包含链轮105、106的环状驱动范围内移动，被包围在自动扶梯E的桁架201以及自动扶梯设置场所200中。因此，为了避免声音传感器3彼此的相互干扰，不允许声音传感器3向梯级101的2个梯级梁101c的水平方向内侧、以及垂直方向的梯级固着楔(step cleat)的相反侧突出。

声音传感器3可以是动电型、压电型、静电型等将声音转换为电信号的任何麦克风。声音传感器3至少能够检测由20Hz～20kHz的频率范围构成的声音，且与状态检测装置4连接，基于检测对象声音的输出信号、即检测出的检测对象声音的声音信号被输入到状态检测装置4。

声音传感器3根据指向特性而存在无指向性类型和指向性类型。分类为：从空间传播的声音中，对任何朝向的声音存在灵敏度的高低的是指向性类型，在所有朝向都几乎没有指向性的差异的是无指向性类型。不仅根据声音传感器3的本来性质，还能够根据安装方法而附有指向性。本实施方式适用的声音传感器3不限于无指向性类型、指向性类型的任何一种，优选根据周围环境、检测对象声音等而灵活使用。

状态检测装置4根据由声音传感器3检测出的检测对象声音，判定自动扶梯E的状态即自动扶梯E是否正常。本实施方式中，状态检测装置4对检测对象声音的声音信号进行基于傅里叶变换等的频率分析，将峰值的频率成分与自动扶梯E在正常状态下运转时发生的检测对象声音的峰值的频率成分进行比较，由此判定是否正常。

自动扶梯E在正常状态下运转时以及在不正常状态下运转时，检测对象声音的频率成分发生变化。因此，在检测出的声音中，将峰值频率成分与自动扶梯E在正常状态下运转时产生的声音的峰值的频率成分进行比较，从而判定自动扶梯E是否正常。同样，在检测出的声音中，将峰值频率成分与自动扶梯E在异常状态下运转时产生的声音的峰值的频率成分进行比较，从而判定自动扶梯E是否异常。作为自动扶梯E在不正常状态下运转的情况，存在异常状态以及虽不异常但也不正常的状态。在不正常状态下运转时产生的状态检测对象声音与在正常状态下运转时发生的状态检测对象声音相比，通常声音变高。

图3及图4都是预测梯级101背面的声音的降低量(声音衰减的仿真)的分布图。声音由于透过物体时的损失、与物体发生冲突时的衍射而衰减。在此处的仿真中，声音的来源(声源)并非特定而取得300Hz以上的声音，因此，作为一例，对由315Hz的透过损失以及衍射导致的衰减的分布进行计算。

图3示出与梯级101的横向(长度方向)垂直的平面内的衰减量的分布。图3中，在梯级踢板101b的下端部且梯级梁101c的下端部，为0～3dB的衰减量，在梯级踢板101b的上端部且梯级固着楔101a侧，为9～12dB的衰减量。

图4示出与梯级固着楔垂直的平面内的衰减量的分布。在左上方的梯级固着楔101a侧，为6～8dB的衰减量，在表示梯级踢板101b的下端侧的右下方，为4～6dB的衰减量。

利用在梯级内设置的声音传感器3，能够观测到，当梯级101通过自动扶梯E的机械室内时，遍及几百Hz～几kHz的宽频，产生几dB的声压上升。

另外，在各图中示出了仿真时的计算上的误差，但显然不会对选定适合的设置场所带来障碍。在这些仿真中，作为衰减量的允许界限区域，以6dB为上限来限定设置区域。由此，提高了每台声音传感器的有效性。

对于正确地取得自动扶梯E运转中的声音而言，关键在于尽量在衰减少的部位进行设置。

根据上述仿真结果，例如，宽度尺寸为1m的梯级101中的优选的声音传感器3的设置区域如下。

优选将声音传感器3设置在由如下两个区域的逻辑和所形成的区域：将梯级踢板的下端面设为0mm基准，一个区域为从50mm下方的水平面开始到60mm上方为止的水平面所包围的区域，另一个区域为，以距梯级踢板的下端面60mm上方的水平面和距梯级前端面的固着楔分界线(cleatdemarcation line)110mm深的垂直面的交线作为起点组并且以距固着楔背面为50mm下方的水平面和距梯级前端面的固着楔分界线340mm深的垂直面的交线作为终点组的平面、与上述梯级踢板下端面的60mm上方的水平面所包围的区域。

此外，优选将声音传感器3设置在如下区域：由梯级左端与梯级踢板下端面的20mm上方的交点组、梯级固着楔面与距梯级左端740mm的交点组、距梯级踢板下端下方50mm的面所包围的区域、梯级右端与梯级踢板下端面的20mm上方的交点组、梯级固着楔面与距梯级右端740mm的交点组、距梯级踢板下端下方50mm的面所包围的区域、梯级踢板背面的逻辑积形成的区域。

并且，为了不妨碍梯级101驱动时的运动，声音传感器3优选设置在对辊进行支撑的2根倾斜支柱的边缘的边界内。

另外，状态检测装置4也可以与距自动扶梯E远距离设置的集中管理系统(未图示)连接。该情况下，状态检测装置4还能够将基于声音传感器3所检测出的检测对象声音的自动扶梯E的状态通知给集中管理系统。这种情况下，自动扶梯E在集中管理系统中被检测到远距离状态。因此，可以是，集中管理系统具有作为状态检测装置4的功能，从声音传感器3将输出信号向集中管理系统输出，集中管理系统根据声音传感器3所检测出的检测对象声音，直接检测自动扶梯E的状态。

接着，说明自动扶梯的状态检测系统100的动作。图5是表示第一实施方式的自动扶梯的状态检测系统100的动作流程的图。首先，状态检测装置4取得声音传感器3所检测出的检测对象声音的声音数据(步骤ST1)。

接着，状态检测装置4进行所取得的检测对象声音的声音数据的频率分析(步骤ST2)。此处的频率分析确定所检测出的检测对象声音的多个频率成分内、作为峰值的频率成分的Da频率成分。

接着，状态检测装置4判定Da频率成分是否超过自动扶梯E在正常状态下运转时发生的检测对象声音的峰值的频率成分即A频率成分(Da＞A)(步骤ST3)。

接着，在判定为Da频率成分超过A频率成分的情况下(步骤ST3为肯定)，状态检测装置4判定Da频率成分是否为从自动扶梯E在异常状态下运转时发生的声音的峰值的频率成分即B频率成分中减去允许差α得到的值以上、且对B频率成分加上允许差β得到的值以下(B-α≤Da≤B+β)(步骤ST4)。即，状态检测装置4将Da频率成分与B频率成分进行比较，从而判定自动扶梯E是否在异常状态下运转。这里，B频率成分是比A频率成分高的值。B频率成分也可以是，假定自动扶梯E在异常状态下运转的情况下所预测的检测对象声音的峰值频率成分。允许差α、β是任意设定的，是用于不仅在Da频率成分与B频率成分相同的情况下判定为异常、即使Da频率成分在B频率成分附近也判定为异常的量。另外，允许差α、β可以相同也可以不同。

接着，状态检测装置4若判定为B-α≤Da≤B+β(步骤ST4为肯定)，则进行异常判定(步骤ST5)。若进行异常判定，则例如向自动扶梯E的状态检测者通知自动扶梯E异常。

状态检测装置4若判定为不是B-α≤Da≤B+β(步骤ST4为否定)，则进行注意判定(步骤ST6)。所谓注意判定，是指自动扶梯E处于既不在正常状态下运转也不在异常状态下运转的状态。

另外，在判定为Da频率成分未超过A频率成分的情况下(步骤ST3为否定)，判定为自动扶梯E在正常状态下运转(步骤ST7)。

优选为，根据梯级101的尺寸精度及结构的差别、自动扶梯E的设置场所等，声音传感器3在设置场所中能够自由改变安装的朝向、角度等。因此，声音传感器3具备：对安装臂的朝向进行调整的各绕轴旋转的旋转调整机构3a、3b，对位置进行调整的位置调整机构3c，以及伸缩调整机构3d、3e、3f。图6是表示声音传感器3的朝向以及位置变更的机构例的图。例如，优选为，使各机构能够沿平行于与梯级101的固着楔平面垂直的上下方向以及梯级前端面的固着楔分界线的轴和在水平面内与该平行轴呈90度相交的轴双方的轴向旋转倾斜，通过形成各机构的可动夹具将声音传感器3设置于梯级101。此外，优选为，沿梯级101的固着楔宽度方向、梯级固着楔纵深方向以及梯级固着楔垂直方向的各轴方向可动，而通过形成各机构的可动夹具将声音传感器3设置于梯级101。另外，各机构能够灵活采用公知机构，因而此处不作详述。

根据本实施方式，即使在使用至少1台声音传感器3而检测区域为狭小的配置的情况下，也能够正确地检测自动扶梯E的状态，因此能够抑制系统的大型化。

(第二实施方式)

下面，说明第二实施方式的自动扶梯状态检测系统。第二实施方式的自动扶梯状态检测系统100中，在1台自动扶梯E的1个部位以上的检测部位设置声音传感器3，并且，具备设置有1台以上且对位移、速度或加速度进行检测的振动传感器5。关于声音传感器3以及振动传感器5的朝向梯级101背面的设置区域，与第一实施方式的声音传感器3的设置重复，故省略说明。

第二实施方式中，由状态检测装置4对声音传感器3所取得的信号与振动传感器5所取得的信号之间的相互相关进行计算。由此，除了基于声音传感器3的状态检测之外，还取得发生部位信息。基于声音传感器3而进行的状态检测装置4的正常、注意、异常的判定与第一实施方式相同，故省略重复说明。

接着，说明第二实施方式的自动扶梯状态检测系统100的动作。图7是表示第二实施方式的自动扶梯状态检测系统的动作流程的图。

首先，状态检测装置4取得声音数据(步骤ST1)，与此同时，取得振动数据(步骤ST11)。

接着，状态检测装置4进行所取得的声音数据以及振动数据的频率分析(步骤ST2及步骤ST12)。此处的频率分析中，确定检测对象声音及振动的频率成分内、作为峰值频率的Da以及Dav频率成分。

接着，状态检测装置4对Da频率成分与Dav频率成分求取复数积，判定是否超过被认定为有相关的峰值频率即C频率特性(Da*Dav＞C)(步骤ST14)。

接着，若状态检测装置4判定为Da*Dav频率成分超过C频率成分(步骤ST14为肯定)，则判定为Dav频率成分是Da频率成分的声音产生部位(步骤ST15)。另一方面，在Da*Dav频率成分未超过C频率成分的情况下(步骤ST14为否定)，尤其作为无问题而结束处理。

根据本实施方式，通过1台以上声音传感器3和1台以上振动传感器5的相互相关，能够实现声音产生部位的确定。

(第三实施方式)

接着，说明第三实施方式的自动扶梯状态检测系统。第三实施方式的自动扶梯状态检测系统100中，在1台自动扶梯E的多个检测部位具备多个声音传感器3。

声音传感器3的朝向梯级101背面的设置区域与第一实施方式、第二实施方式重复，故省略说明。声音传感器3的设置部位以能够成为自动扶梯E的检测对象区域的全部区域作为候补，但如第一实施方式所述，考虑声音的衰减量而选定适合的设置部位。对基于多个声音传感器3的状态检测进行分析，取得发生部位信息。基于声音传感器3的状态检测装置4的正常、注意、异常的判定与第一实施方式相同，故省略重复说明。

接着，说明第三实施方式的自动扶梯状态检测系统100的动作。图8是表示第三实施方式的自动扶梯状态检测系统的动作流程的图。

首先，状态检测装置4取得声音数据(步骤ST1)，与此同时，取得其他声音数据(步骤ST21)。

接着，状态检测装置4进行所取得的多个声音数据的频率分析(步骤ST2及步骤ST22)。多个声音数据的频率分析中，确定所检测出的检测对象声音以及振动的频率成分内、作为峰值频率的Da(1)以及Da(2～N)频率成分(其中，N≥2且N是整数)

接着，状态检测装置4求取Da(1)频率成分与Da(2～N)频率成分的复数积(步骤ST23)，判定是否超过被认定为有相关的峰值频率即C频率特性(Da(1)*Dav(2～N)＞C)(步骤ST24)。

接着，若状态检测装置4判定为Da(1)*Da(2～N)频率成分超过C频率成分(ST24为肯定)，则判定为捕捉了从Da(2～N)频率成分与Da(1)频率成分相同的部位发出的声音(步骤ST24为肯定)。

接着，状态检测装置4进行Da(1)＞Da(2～N)频率成分的大小比较。若Da(1)超过Da(2～N)，则判定为Da(1)在声音产生部位附近(ST25为肯定)。在判定为Da(2～N)频率成分未超过Da(1)频率成分的情况下，判定为Da(2～N)在声音产生部位附近(步骤ST25为否定)。

根据本实施方式，根据2个以上的声音传感器3的相互相关，能够实现声音产生部位的确定。

说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意欲限定发明范围。这些新的实施方式能够通过其他各种形态来实施，在不脱离发明主旨的范围内，能够进行各种省略、替换及变更。这些实施方式及其变形包含在发明范围及主旨中，并且包含在权利要求的范围所记载的发明及其同等范围内。

Claims (11)

1.一种乘客输送机的状态检测系统，将多个搭乘用的梯级经由链条进行连结，梯级辊及链条辊在导轨上行进移动，从而驱动多个梯级，其中，

具备：

至少1台的相对于上述梯级而设置的声音传感器；以及

状态检测装置，输入由上述声音传感器取得的信号，进行该乘客输送机的状态检测，

上述声音传感器位于上述梯级的背面，并被设置在要取得的声音的衰减量为规定值以下的区域，

上述声音传感器被设置在由如下两个区域的逻辑和所形成的区域：将梯级踢板下端面作为0mm基准，一个区域为从50mm下方的水平面开始到60mm上方为止的水平面所包围的区域；另一个区域为，以距梯级踢板的下端面60mm上方的水平面和距梯级前端面的固着楔分界线110mm深度的垂直面的交线作为起点组并且以距固着楔背面50mm下方的水平面和距梯级前端面的固着楔分界线340mm深的垂直面的交线作为终点组的平面、与上述梯级踢板下端面的60mm上方的水平面所包围的区域。

2.一种乘客输送机的状态检测系统，将多个搭乘用的梯级经由链条进行连结，梯级辊及链条辊在导轨上行进移动，从而驱动多个梯级，其中，

具备：

至少1台的相对于上述梯级而设置的声音传感器；以及

状态检测装置，输入由上述声音传感器取得的信号，进行该乘客输送机的状态检测，

上述声音传感器位于上述梯级的背面，并被设置在要取得的声音的衰减量为规定值以下的区域，

上述声音传感器被设置在如下区域：梯级左端与梯级踢板下端面的20mm上方的交点组、梯级固着楔面与距梯级左端740mm的交点组、距梯级踢板下端下方50mm的面所包围的区域，梯级右端与梯级踢板下端面20mm的交点组、梯级固着楔面与距梯级右端740mm的交点组、距梯级踢板下端下方50mm的面所包围的区域，以及梯级踢板背面的逻辑积所形成的区域。

3.如权利要求1或2所述的乘客输送机的状态检测系统，其中，

上述声音传感器设置在支撑上述梯级辊以及上述链条辊的2根倾斜支柱的边缘的边界内。

4.如权利要求1或2所述的乘客输送机的状态检测系统，其中，

上述状态检测装置对由上述声音传感器取得的声音信号进行频率分析，将峰值的频率成分Da与该乘客输送机在正常的状态下运转时产生的声音的峰值的频率成分A进行比较。

5.如权利要求1或2所述的乘客输送机的状态检测系统，其中，

上述状态检测装置对由上述声音传感器取得的声音信号进行频率分析，将峰值的频率成分Da与该乘客输送机在异常的状态下运转时产生的声音的峰值的频率成分B进行比较。

6.如权利要求5所述的乘客输送机的状态检测系统，其中，

将对上述频率成分B加上或减去修正值而得到的值与上述频率成分Da进行比较，即使上述频率成分Da在上述频率成分B的附近，也能够进行异常的判定。

7.如权利要求6所述的乘客输送机的状态检测系统，其中，

上述声音传感器通过可动夹具而设置于上述梯级，该可动夹具能够沿以下两轴方向旋转倾斜，即：平行于与上述梯级的固着楔平面垂直的上下方向以及上述梯级前端面的固着楔分界线的轴、以及在水平面内与该平行轴呈90度相交的轴。

8.如权利要求6所述的乘客输送机的状态检测系统，其中，

上述声音传感器通过可动夹具而设置于上述梯级，该可动夹具在上述梯级的固着楔宽度方向、梯级固着楔纵深方向以及梯级固着楔垂直方向的各轴向上可动。

9.如权利要求8所述的乘客输送机的状态检测系统，其中，

对该乘客输送机设置用于检测位移、速度或加速度的振动传感器，通过与上述声音传感器相互相关，取得该乘客输送机的运转状态声音的产生部位的信息。

10.如权利要求9所述的乘客输送机的状态检测系统，其中，

对该乘客输送机设置多台上述声音传感器，通过分析出的上述频率成分Da的相互相关与大小，取得该乘客输送机的运转状态声音的产生部位的信息。

11.如权利要求10所述的乘客输送机的状态检测系统，其中，

上述声音传感器能够检测20Hz～20kHz的频率范围的声音。