CN103303758A - 电梯的异常音诊断方法、其使用的装置以及具有该装置的电梯 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电梯的异常音诊断方法、其使用的装置以及具有该装置的电梯。在检测到电梯门的开闭动作后，异常音诊断单元(B20)按照门开闭动作中的电梯门的多种状态中的每一种状态，对从集音部分(10)输出的电梯门关联设备的声音数据进行分离。针对分离出的声音数据，进行与各种状态分别对应的诊断处理，以诊断电梯门有无异常音发生。由此，实现对在电梯门开闭动作的各种状态下产生的动作音的特征作出了考虑的电梯门关联设备的异常音诊断(异常音检测)，并且进一步提高电梯门关联设备的异常音诊断精度。

Description

电梯的异常音诊断方法、其使用的装置以及具有该装置的电梯

技术领域

本发明涉及电梯的异常音诊断方法、其使用的装置以及具有该装置的电梯。

背景技术

已知有各种在电梯系统中检测电梯运行时发生的声音和振动，在检测值超过了阈值(基准值)时，诊断为电梯发生了异常，并将诊断结果通知远离电梯的远程监视中心的技术。上述电梯系统具有在现场的定期检查以外的通常运行中也能够对电梯有无异常进行实时监视的优点。

例如在专利文献1中公开了一种异常诊断系统，其记录在电梯运行时产生的声音和振动以及运行状态，并利用该等数据来诊断电梯有无异常。更为具体地说是，在专利文献1所公开的异常诊断系统中，在电梯运行时产生的声音和振动超过了基准值时，根据运行状态记录再现超过该基准值时的运行状态，将在再现的运行状态下产生的声音和振动与再现源的超过基准值时的声音和振动进行比较，以诊断(判断)电梯有无异常。更为详细地说是，在比较的两者不相同时，判断为没有发生异常，而在比较的两者相同时，判断为发生了异常。

根据专利文献1的异常诊断系统，由于在电梯运行时拾取电梯轿厢行驶音以外的声音(外部干扰音)，在产生了异常音(超过基准值的声音)时，通过再现超过基准值时的运行状态，对该时间点的声音和振动进行确认，所以能够防止电梯诊断发生误判断(误诊断)。此外，在专利文献1中，当在门开闭时产生了超过基准值的异常音时，对超过基准值时的电梯门开闭进行再现，将再现出的电梯门开闭时的声音与再现源的超过基准值时的异常音进行比较，以诊断电梯有无异常

在专利文献2中公开了一种电梯的异常音检测装置，其在电梯动作期间，使用在电梯轿厢内收集到的轿厢内声音和在电梯轿厢外收集到的轿厢外声音来诊断电梯有无异常。该异常音检测装置在轿厢内声音或轿厢外声音超过了基准值时，起动异常音诊断模式。在该异常音诊断模式中，在电梯升降期间，对轿厢内声音和轿厢外声音进行比较，在轿厢外声音大于轿厢内声音时，判断为在升降期间发生了异常，并输出警报信号。另一方面，在电梯门开闭期间，在轿厢内声音或轿厢外声音超过了基准值时，判断为电梯门发生了异常，并输出警报信号。

专利文献3公开了一种异常检测装置，其专门用于检测电梯升降通道内的机械的异常，并确定发生了异常的电梯升降通道内设备的位置。

专利文献4公开了一种电梯的检查装置，其使由集音麦克风收集到的检查运行中的电梯的运行音信号和通过累积旋转编码器的输出脉冲信号而得到的位置数据相对应，在运行音信号超过了基准值时，确定应检查的故障部位。

在先技术文献

专利文献

专利文献1日本国专利特开2008-24420号公报

专利文献2日本国专利特开2001-278562号公报

专利文献3日本国专利特开平9-208149号公报

专利文献4日本国专利特开平7-228443号公报

发明内容

-发明所要解决的技术问题-

在电梯设备中最容易发生异常的装置是包括开闭机构在内的电梯门。在上述专利文献1和专利文献2中，将电梯门开闭时产生的动作音与基准值(阈值)进行比较，以判断电梯门是否发生了异常。该等现有技术尤其对用于防止异常诊断的误判断的技术进行了论述。

可是，电梯门开闭期间的动作音，在从电梯门打开动作开始到结束，在短暂静止后，从电梯门关闭动作开始到结束的一系列的状态中并不相同。其理由是，电梯门打开时的机械动作的状态与电梯门关闭时的机械动作的状态不同，以及电梯门打开动作中的电梯门打开速度的速度模式和打开所需的时间与电梯门关闭动作中的电梯门关闭速度的速度模式和关闭所需的时间不同。

包括上述专利文献在内，在现有的电梯异常音诊断系统中，均没有公开在异常音诊断时，对在电梯的打开动作→静止→关闭动作(一系列的状态)的各种状态下产生的动作音的特征作出考虑的技术。

本发明的目的在于实现对在电梯门开闭动作的各种状态下产生的动作音的特征作出了考虑的电梯门关联设备的异常音诊断(异常音检测)，并且进一步提高电梯门关联设备的异常音诊断精度。

用于解决技术问题的方案

本发明是根据新的见解作出的，在本发明中，由于将电梯门开闭动作划分成多种状态，并按照每一种状态对电梯动作中(尤其是电梯门的开闭动作中)产生的电梯门关联设备的声音进行异常音诊断，所以能够提高异常音诊断(异常音检测)的精度。

本发明的基本结构如下。

(1)本发明的一个方面涉及电梯的异常音诊断方法，其在电梯的通常运行中诊断电梯门开闭时有无异常音，所述电梯的异常音诊断方法的特征在于具有：

集音步骤，通过麦克风收集在电梯门的开闭动作中由电梯门关联设备产生的声音；

检测电梯门有无异常的步骤，通过数据处理装置将电梯门的门开闭动作划分成多种状态，并且按照划分出的每一种状态，对由所述麦克风收集到的声音数据进行分离，对分离出的声音数据进行与各种状态分别对应的诊断处理，由此来诊断电梯门有无发生异常。

此外，在所述诊断处理中，将通过对所述门开闭动作进行划分而得到的多种门状态中的各种门状态的正常的动作音作为学习值预先进行登录，并且将作为诊断对象的所述分离出的声音数据分别与对应的每个状态的学习值进行比较，由此来诊断电梯有无发生异常音。

在根据该异常音的诊断判断为电梯门发生了异常时，将该异常通知电梯监视中心以及/或者输出警报。

(2)本发明的另一个方面涉及用于实施上述方法的电梯的异常音诊断装置。

具体来说是，本发明的电梯的异常音诊断装置具有：

集音部分，其收集由电梯门关联设备产生的声音，并将收集到的声音作为成为诊断对象的声音数据输出；

电梯门状态检测部分，其检测电梯门的状态，并且输出与所述电梯门的状态相关的数据；以及

异常音诊断单元，其根据所述声音数据和与所述电梯门的状态相关的数据，将所述声音数据分离成对应于所述电梯门的门开闭动作中的特定状态A的声音数据和对应于与所述状态A不同的特定状态B的声音数据，并对分离出的声音数据进行与各种状态分别对应的诊断处理，由此来诊断电梯门有无发生异常音。

其中，异常音诊断单元例如具有将通过对所述门开闭动作进行划分而得到的多种门状态中的各种门状态的正常的动作音作为学习值预先进行登录的学习值存储部分，并且具有将作为诊断对象的所述分离出的声音数据分别与对应的每个状态的学习值进行比较的诊断部分。

在根据该异常音的诊断判断为电梯门发生了异常时，将该异常通知电梯监视中心以及/或者输出警报。

-发明效果-

根据本发明，与现有的电梯门的声音诊断技术相比，由于对电梯门的开闭动作的状态进行详细分类，并对各种状态下的声音进行诊断，所以能够提高诊断精度。此外，由于以分类出的每个状态为单位进行异常诊断，所以能够进一步详细地掌握异常的发生部位，能够缩小异常原因的判断范围。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式所涉及的异常音诊断装置以及具有该装置的电梯的概要的方块图。

图2是门状态检测部分的动作的说明图。

图3是表示本发明第一实施方式所涉及的异常音诊断装置的动作的流程图。

图4是表示本发明第二实施方式所涉及的异常音诊断装置以及具有该装置的电梯的概要的方块图。

-符号说明-

10…门动作音收集部分(集音单元)，20…门状态检测部分，30…门动作音分离部分，40…状态A诊断部分，50…状态B诊断部分，60…学习值A存储部分，70…学习值B存储部分，80…判断部分，90…警报发生部分，100，200…异常音诊断装置以及具有该异常音诊断装置的电梯，B10…电梯轿厢，B20…异常音诊断单元，E10…电梯轿厢，E20…电梯门，E30…监视器，F1，F2…集音步骤，F3，F4…声音数据获取步骤，F5…声音数据分离步骤，F6，F7…FFT处理步骤，F8，F9…统计特征量的计算步骤，F10，F11…与学习数据的差分的计算步骤，F12…异常判断步骤，F13…警报发出步骤，F14…诊断结束步骤，201，202…学习数据，S10…警报。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。

首先对本发明的第一实施方式进行说明。

第一实施方式

图1是表示本发明第一实施方式所涉及的异常音诊断装置以及具有该装置的电梯100的一例的方块图。

电梯100具有异常音诊断单元B20，其收集由电梯轿厢B10的电梯门关联设备产生的声音，并根据其声音数据诊断电梯门是否发生了异常音。在判断为电梯门发生了异常音时，异常音诊断单元B20判断为电梯门关联设备发生了异常，并输出警报S10。

电梯轿厢B10具有收集电梯门关联设备的动作音的门动作音集音部分(集音部分)10和检测电梯门状态的门状态检测部分20，通过该等装置输出电梯门关联设备的动作音的声音数据和与电梯门的状态有关的数据。

与电梯门的状态有关的数据例如是能够使电梯门的状态与其时间对应起来而进行推断的数据，例如是电梯门的速度指令值和位置信号等电梯门的控制信号以及/或者电梯门的打开动作开始、打开动作结束、关闭动作开始和关闭动作结束的时间数据。例如只要知道电梯门的速度指令值和位置信号等电梯门的控制信号，就能够推断出电梯门的打开动作开始、打开动作结束、关闭动作开始和关闭动作结束的时间数据，所以只需知道任一方的数据即可。此外，也可以根据电梯门的打开动作开始、打开动作结束、关闭动作开始和关闭动作结束的时间数据来推断出电梯门的状态(打开动作中、关闭动作中和静止中)及其时间。

异常音诊断单元B20输入上述电梯门关联设备的动作音的声音数据和与电梯门的状态有关的数据。异常音诊断单元B20由包括计算机的数据处理装置构成，具有后述的门动作音分离部分30、状态A诊断部分40、状态B诊断部分50、学习值A存储部分60、学习值B存储部分70、判断部分80以及警报生成部分90，在通过该等装置检测到电梯门的异常时，输出警报S10。

门动作音收集部分10例如由一个以上的麦克风构成，在本实施例中，门动作音收集部分10设置在电梯轿厢B10内，收集在电梯的各个楼层动作的电梯门的门关联设备的声音，并将收集到的集音数据作为诊断音(作为诊断对象的声音数据)输出到门动作音分离部分30中。

门状态检测部分20是检测和存储电梯门状态的装置，用于存储与电梯门的状态有关的数据，例如电梯门的速度指令值和位置信号等电梯门的控制信号以及/或者电梯门的打开动作开始、打开动作结束、关闭动作开始和关闭动作结束的时间数据，并将该等数据输出到门动作音分离部分30中。电梯门的打开动作开始、打开动作结束、关闭动作开始和关闭动作结束的时间数据可以从电梯门的开放限位开关或者闭合限位开关信号获得，或者也可以根据电梯门的控制信号推断出。时间数据的推断可以在后述的门动作音分离部分进行。在可能的情况下，门状态检测部分20优选与门动作音收集部分10同步。

门动作音分离部分30根据从门动作音收集部分10输出的声音数据和从门状态检测部分20输出的与电梯门的状态有关的数据，按照电梯门的门开闭动作中的电梯门的状态，将从电梯门关联设备收集到的诊断音的声音数据分离成至少二个以上的声音数据。例如，门动作音分离部分30同步输入从电梯门关联设备收集到的声音数据和有关与电梯门的开闭动作相应的电梯门的状态的数据，将电梯门的门开闭动作中的电梯门的状态划分成多种状态，并按照划分出的每一种状态，对收集到的声音数据进行分离，并且将分离出的声音作为与各种状态分别对应的诊断音输出。

状态A诊断部分40输入多个分离出的诊断音中的与电梯门状态中的某个特定的门状态(假定为门状态A)相对应的一个诊断音和作为门状态A的学习音的学习值A，根据该输入数据进行与门状态A的诊断音有关的诊断处理(比较处理)，并输出其结果。例如，门状态A诊断部分40针对所输入的二个比较对象音(门状态A中的诊断音和学习值A)数据进行FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立叶转换)处理，将其变换为频率数据。针对各种频率数据，使用统计方法计算其特征量。所谓的统计方法是指主分量分析和群集处理等。对如上算出的与门状态A有关的诊断音和学习值A的特征量进行比较，算出差分，并将该差分作为诊断结果输出到判断部分80。在判断部分80中，如果该差分在阈值以上，则将门状态A的诊断音判断为异常，如果该差分小于阈值，则将门状态A的诊断音判断为正常。该判断也可以不在判断部分80中进行，而在状态A诊断部分40进行，并在判断后将判断结果输出到判断部分80。

状态B诊断部分50输入多个分离出的诊断音中的与电梯门状态中的某个特定的门状态(假定为门状态B)相对应的一个诊断音和作为门状态B的学习音的学习值B，根据该输入数据进行与门状态B的诊断音有关的异常有无诊断处理(比较处理)，并输出诊断结果。诊断方法与上述状态A诊断部分40的诊断方法相同。

学习值A存储部分60是预先存储门状态A的学习音(学习值A)的装置。对学习音预先进行存储，优选在新电梯设置时，在环境音安静的状态下，收集与门状态A相当的电梯门关联设备的声音作为学习值。学习值A在判断诊断音有无异常时，根据要求输出到状态A诊断部分40中。

学习值B存储部分70是预先存储门状态B的学习音(学习值B)的装置。对学习音预先进行存储，优选在新电梯设置时，在环境音安静的状态下，收集与门状态B相当的电梯门关联设备的声音作为学习值。学习值B在判断诊断音有无异常时，根据要求输出到状态B诊断部分50中。

判断部分80从状态A诊断部分40和状态B诊断部分50中输入与多个门状态中的诊断音相关的诊断结果，对各个诊断结果进行综合判断，以进行最终的(综合的)有无异常的判断(综合判断)，并输出该判断的结果。此外，判断部分80也可以设置成将在状态A诊断部分40和状态B诊断部分50中算出的差分作为输入来进行有无异常的综合判断，或者也可以设置成分别在状态A诊断部分40和状态B诊断部分50中进行有无异常的判断，并将其结果作为输入来进行有无异常的综合判断。在对诊断结果进行综合性判断(综合判断)时，可以采用获取多数逻辑或者OR(逻辑和)等，在发生了预定的阈值以上的异常时，判断为电梯门发生了异常的判断方法。

警报发生部分90在通过判断部分80判断为电梯门发生了异常时，输出警报S10。此时，可以采用根据设定，以各种门状态为单位输出警报S10的警报方法。

例如，作为将电梯门的开闭动作的状态划分成多种状态时的代表例，可以从电梯的一系列的状态即打开动作→静止→关闭动作的三个状态中选择至少二个状态的组合。例如，可以使用状态A为电梯门的打开动作，状态B为电梯门的关闭动作这一组合或者状态A为电梯门的打开动作和关闭动作中的至少一种动作，状态B为打开动作和关闭动作之间的静止状态这一组合，并且，也可以不限定于状态A和状态B这两种状态，通过增加状态C等而分离成三种以上的状态来进行判断。并且也可以进一步对上述三种状态进行细分化，并从中选择任意的状态。

图2是门状态检测部分20的动作的说明图。在此，使用速度指令值来推断电梯门的状态。通过在速度指令值设定二个适当的阈值V1、V2，能够分离成电梯门的静止状态(静止中)、闭→开状态(打开动作中)、静止状态、开→闭状态(关闭动作中)和静止状态这五种状态。在此，将速度指令值的阈值设定为0以外的V1、V2这两个值，其理由是对作为状态A的打开动作中和作为状态B的关闭动作中的声音数据进行分离后进行诊断，以及排除动作开始和即将静止时的状态，以切实地检测出打开动作期间(时间点t1起至时间点t2)以及切实地检测出关闭动作期间(时间点t3起至时间点t4)。此外，还可以有多种组合方法，例如将三个静止状态中的最初的状态排除后将三种状态组合成一种状态等。状态A和状态B从图2所示的状态中适当地选择，其典型的组合是状态A为闭→开状态，状态B为开→闭状态。

门状态检测部分20例如输出分别与电梯门的打开动作开始、打开动作结束、关闭动作开始和关闭动作结束的时间数据对应的时间点t1～t4的集合，作为与电梯门的状态有关的数据。门动作音分离部分30将利用时间点t1～t4输入的声音数据分离成分别与状态A和状态B相对应的声音数据。

此外，门状态检测部分20也可以设置成输出速度指令值作为与电梯门的状态有关的数据，并在门动作音分离部分30中采用图2所示的方法推断出时间点t1～t4。

也可以不使用速度指令值来推断电梯门的状态，而是通过参照开放限位开关或者闭合限位开关的控制数据来获取电梯门的开闭时间。

图3是表示本发明第一实施方式所涉及的异常音诊断装置的动作的流程图。

在此首先假定电梯在进行通常运行，并且在电梯门开闭时发生了噪音。此时，通过设置在电梯轿厢内的门动作音收集部分10在步骤F1中收集该等噪音，并在步骤F3中生成声音数据。通过门状态检测部分20在检测步骤F2中获取电梯门的控制信号或者电梯门的动作履历，并在步骤F4中根据该等信息输出与电梯门的状态有关的数据。

当在步骤F5中检测到电梯门的开闭动作后，门动作音分离部分30使用与电梯门的状态有关的数据，将此时输入的声音数据分离成至少二个以上的例如与门状态A和门状态B相对应的声音数据。接着，在步骤F6、F7中，由状态A诊断部分40和状态B诊断部分50对与状态A、B对应地分离出的声音数据分别进行FFT(Fast Fourier Transform，快速傅立叶转换)处理，将其变换为频率数据。针对各种频率数据，在步骤F8、F9中使用统计方法计算其特征量。所谓的统计方法是指主分量分析和群集处理等。在步骤F10、F11中，将在步骤F8、F9中算出的特征量与各个学习数据(例如门状态A的学习值A和门状态B的学习值B(学习值A和学习值B被分别设定为不同的值))201、202进行比较，并算出差分。如上所述，作为学习数据201、202，例如可以使用正常音。在步骤F12中，判断部分80输入在状态A诊断部分40和状态B诊断部分50中算出的差分值，在两个差分值或者其中一个差分值超过了阈值时，判断为电梯门发生了异常音。在判断为电梯门发生了异常音后，在步骤F13中发出警报S10。另一方面，在差分值均小于阈值时，判断为电梯门关联设备正常。在判断为正常时，在步骤F14结束诊断。

第二实施方式

图4是表示本发明第二实施方式所涉及的异常音诊断装置以及具有该装置的电梯的概要的整体方块图。

本实施方式所涉及的电梯200的异常音诊断装置检测电梯轿厢E10的电梯门E20的异常音，异常音诊断单元B20根据该异常音来诊断电梯门有无异常。异常音诊断单元B20的结构与第一实施方式的场合相同，在诊断为电梯门发生了异常时，输出警报S10。

在本实施方式中尤其是以电梯门关联设备的异常音为检测对象。电梯轿厢E10与第一实施方式的电梯轿厢B10相当。电梯轿厢E10具有收集在电梯门E20中发生的声音的轿厢内集音单元A10。

轿厢内集音单元A10是设置在电梯门表面上部的无取向性的麦克风。设置在电梯门表面上部的轿厢内集音单元A10设置在乘客看不见的部位，所以在外观上不存在问题，并且由于离电梯门E20近，所以容易收集到电梯门开闭时的声音。

异常音诊断单元B20和警报S10与第一实施方式的场合相同，对于具有相同功能的部分，省略其说明。

在异常音诊断单元B20中，具有预先设定的门状态A和门状态B的阈值，在门状态A以及/或者门状态B的声音数据高于预先设定的阈值时，判断为发生了异常，向监视器E30输出警报S10。

Claims (9)

1.一种电梯的异常音诊断装置，其在电梯的通常运行中诊断电梯门开闭时有无异常音，所述电梯的异常音诊断装置的特征在于具有：

集音部分，其收集由电梯门关联设备产生的声音，并输出收集到的声音作为成为诊断对象的声音数据；

电梯门状态检测部分，其检测电梯门的状态，并且输出与所述电梯门的状态相关的数据；以及

异常音诊断单元，其根据所述声音数据和与所述电梯门的状态相关的数据，将所述声音数据分离成对应于所述电梯门的门开闭动作中的特定状态A的声音数据和对应于与所述状态A不同的特定状态B的声音数据，并对分离出的声音数据进行与各种状态分别对应的诊断处理，由此来诊断电梯门有无发生异常音。

2.如权利要求1所述的电梯的异常音诊断装置，其特征在于，

所述异常音诊断单元具有：

学习值存储部分，其将通过对所述门开闭动作进行划分而得到的多种门状态中的各种门状态的正常的动作音作为学习值预先进行登录；以及

诊断部分，其将作为诊断对象的所述分离出的声音数据分别与对应的每个状态的学习值进行比较。

3.如权利要求2所述的电梯的异常音诊断装置，其特征在于，

所述状态A是所述电梯门的打开动作，所述状态B是所述电梯门的关闭动作，所述状态A的所述学习值和所述状态B的所述学习值被设定为彼此不同的值。

4.如权利要求2所述的电梯的异常音诊断装置，其特征在于，

所述状态A是所述电梯门的打开动作和关闭动作中的至少一种动作，所述状态B是所述打开动作和关闭动作之间的静止状态，所述状态A的所述学习值和所述状态B的所述学习值被设定为彼此不同的值。

5.一种电梯，其特征在于，

具备权利要求1至4中的任一项所述的电梯的异常音诊断装置，

作为所述集音部分，具有设置在电梯门附近的麦克风。

6.一种电梯的异常音诊断方法，在电梯的通常运行中检测电梯门开闭时有无异常音，所述电梯的异常音诊断方法的特征在于具有：

集音步骤，通过麦克风收集在电梯门的开闭动作中由电梯门关联设备产生的声音；以及

检测电梯门有无异常的步骤，通过数据处理装置将电梯门的门开闭动作划分成多种状态，并且按照划分出的每一种状态，对由所述麦克风收集到的声音数据进行分离，对分离出的声音数据进行与各种状态分别对应的诊断处理，由此来诊断电梯门有无异常。

7.如权利要求6所述的电梯的异常音诊断方法，其特征在于，

在所述诊断处理中，将通过对所述门开闭动作进行划分而得到的多种门状态中的各种门状态的正常的动作音作为学习值预先进行登录，并且将作为诊断对象的所述分离出的声音数据分别与对应的每个状态的学习值进行比较，由此来诊断电梯有无发生异常音。

8.如权利要求7所述的电梯的异常音诊断方法，其特征在于，

将所述门开闭动作中的电梯门的状态划分成状态A和状态B，

所述状态A是所述电梯门的打开动作，所述状态B是所述电梯门的关闭动作，所述状态A的所述学习值和所述状态B的所述学习值被设定为彼此不同的值。

9.如权利要求7所述的电梯的异常音诊断方法，其特征在于，

将所述门开闭动作中的电梯门的状态划分成状态A和状态B，

所述状态A是所述电梯门的打开动作和关闭动作中的至少一种动作，所述状态B是所述打开动作和关闭动作之间的静止状态，所述状态A的所述学习值和所述状态B的所述学习值被设定为彼此不同的值。

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