CN107632017A - 一种电梯t型导轨接缝检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电梯T型导轨接缝检测系统及方法，其中，所述检测系统包括：电梯导轨攀爬机器人和光纤传感器检测模块，所述电梯导轨攀爬机器人包括：驱动电机、编码器和控制系统，所述驱动电机设置于所述电梯导轨攀爬机器人的中部；所述编码器分别与所述电机和所述控制系统相连；所述光纤传感器检测模块设置于所述电梯导轨攀爬机器人的顶端，所述光纤传感器检测模块包括：光纤传感器和凸透镜，其中，所述光纤传感器与所述控制系统相连，所述凸透镜设置于所述光纤传感器的下方，且与所述光纤传感器相连，实现了电梯导轨接缝的位置定位，且本发明解决了目前电梯导轨接缝检测方面存在的费时费力、效率低、误差大等问题。

Description

一种电梯T型导轨接缝检测系统及方法

技术领域

本发明属于电梯导轨参数测量的技术领域，可用于测量电梯导轨接缝，对接缝位置进行定位，具体涉及一种电梯T型导轨接缝检测系统及方法。

背景技术

电梯导轨作为电梯重要组成部分，与列车导轨性质类似，是影响安全性和舒适性的重要因素。电梯导轨具有可靠性高、刚性强、廉价等特点，现代电梯常用T型导轨。TSG7001-2009《电梯监督检验和定期检验规则——曳引与强制驱动电梯》要求每根导轨至少有两个导轨支架，两个支架之间距离一般不超过2.5m。

目前大多数检测导轨缝隙位置的方法为检测人员拉卷尺测量，假设一台高层电梯（提升高度超100米）需要进行检测时，如采用人工检测将是十分费时费力，且不能做到精确测量。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种电梯T型导轨接缝检测系统及方法，由电梯导轨攀爬机器人搭载光纤传感器检测模块在导轨上进行巡检，并可由便携式工控机在井道底坑或井道外进行无线控制，从而实现电梯导轨接缝检测及定位，本发明解决了目前电梯导轨接缝检测方面存在的费时费力、效率低、误差大等问题。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

本发明提出了一种电梯T型导轨接缝检测系统，包括：电梯导轨攀爬机器人和光纤传感器检测模块，其特征在于，所述电梯导轨攀爬机器人包括：驱动电机、编码器和控制系统，其中，所述驱动电机设置于所述电梯导轨攀爬机器人的中部；所述编码器分别与所述电机和所述控制系统相连，用于采集所述电梯导轨攀爬机器人的位置信号；所述光纤传感器检测模块设置于所述电梯导轨攀爬机器人的顶端，所述光纤传感器检测模块包括：光纤传感器和凸透镜，其中，所述光纤传感器与所述控制系统相连，所述凸透镜设置于所述光纤传感器的下方，且与所述光纤传感器相连，用于检测电梯导轨接缝的位置。

进一步的，还包括：便携式工控机和无线传输模块，所述便携式工控机通过无线传输模块与所述控制系统相连，用于实现数据的交互。

进一步的，所述凸透镜与所述光纤传感器螺纹相连，用于调节所述凸透镜至电梯导轨顶面的距离。

在本发明的另一方面，提出了一种利用前面所述的电梯T型导轨接缝检测系统对电梯导轨接缝进行检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）设定阶段：a.随机选取待测电梯导轨的若干个导轨接缝，测量所述接缝的宽度，计算平均值，记为X；

b. 调整所述凸透镜的中心与导轨顶面的距离，使得所述光纤传感器发射的光束经所述凸透镜聚焦后在导轨顶面形成的光斑直径＜1/5X；

c. 通过便携式工控机控制所述电梯导轨攀爬机器人移动，随机选取待测导轨顶面的若干个非接缝位置，所述检测系统获取每个所述非接缝位置处的反射光束的光强，计算平均值，记录为Y0；

d. 通过便携式工控机控制所述电梯导轨攀爬机器人移动，随机选取待测导轨顶面的若干个接缝位置，所述检测系统获取每个所述接缝位置处的反射光束的光强，计算平均值，记录为Y1，设定所述检测系统的光强识别阈值为（Y0+Y1）/2；

（2）检测阶段：通过便携式工控机控制所述电梯导轨攀爬机器人巡检时，当所述检测系统获得的反射光束的光强<（Y0+Y1）/2,判断当前位置有导轨接缝，并记录所述电梯导轨攀爬机器人的高度位置。

本发明的有益效果为：本发明所述的电梯T型导轨接缝检测系统及方法，由电梯导轨攀爬机器人搭载光纤传感器检测模块在导轨上进行巡检，并可由便携式工控机在井道底坑或井道外进行无线控制，从而实现电梯导轨接缝检测及定位。本发明较好的解决目前电梯导轨接缝检测方面存在的费时费力、效率低、误差大等问题。

附图说明

图1是本发明电梯T型导轨接缝检测系统的结构示意图。

图2是本发明电梯T型导轨接缝检测系统的顶部视图。

图3是本发明光纤传感器检测模块的检测原理示意图。

其中，电梯导轨攀爬机器人1，编码器2，驱动电机3，光纤检测模块4，光纤传感器401，凸透镜402，控制系统5，电梯导轨6，导轨接缝7。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

根据本发明的实施例，图1是本发明电梯T型导轨接缝检测系统的结构示意图，图2是本发明电梯T型导轨接缝检测系统的顶部视图，参照图1和图2所示，本发明所述电梯T型导轨接缝检测系统，包括：电梯导轨攀爬机器人1、光纤传感器检测模块4、便携式工控机和无线传输模块。

根据本发明的一些实施例，参照图1和图2所示，本发明所述电梯导轨攀爬机器人1上安装有驱动电机3、编码器2、控制系统5和无线传输模块，更具体的，所述驱动电机设置于所述电梯导轨攀爬机器人的中部，所述电梯导轨攀爬机器人1由电机驱动3，实现在电梯导轨上下攀爬；所述编码器分别与所述电机和所述控制系统相连，用于采集所述电梯导轨攀爬机器人的位置信号，并将所述位置信号发送至所述控制系统进行计算，得到所述电梯导轨攀爬机器人1在电梯导轨上的位置；所述便携式工控机通过无线传输模块对攀爬机器人1进行控制以及进行数据传输。

根据本发明的一些实施例，图3是本发明光纤传感器检测模块的检测原理示意图，参照图1、2和3所示，所述光纤传感器检测模块设置于所述电梯导轨攀爬机器人的顶端，所述光纤传感器检测模块包括：光纤传感器401和凸透镜402，其中，所述光纤传感器与所述控制系统相连，所述凸透镜设置于所述光纤传感器的下方，且与所述光纤传感器通过螺纹相连，用于调节两者之间的距离，即调节所述凸透镜至电梯导轨顶面之间的距离，通过调整凸透镜402的中心与导轨6顶面之间的距离，从而调整所述光纤传感器在所述导轨顶面投射光束的光斑直径大小。

根据本发明的一些实施例，参照图3所示，所述导轨接缝7中充满了导轨润滑油，因此，所述导轨接缝7对光线的反射率比较低，所述导轨6顶面与导轨接缝7对光纤传感器发射光束的反射率不一样，因此，所述光纤传感器通过判断反射光线的光强区分导轨平面与导轨接缝。

在本发明的另一方面，提出了一种利用前面所述的电梯T型导轨接缝检测系统对电梯导轨接缝进行检测的方法，包括以下两个步骤：光强识别阈值设定阶段和检测阶段。

根据本发明的实施例，所述光强识别阈值设定阶段包括以下步骤：a.随机选取待测电梯导轨的若干个导轨接缝，使用斜塞尺进行测量所述接缝的宽度，计算平均值，记为X。

根据本发明的一些实施例，所述选取的导轨接缝的个数大于5个。

b. 将光纤传感器安装在电梯导轨攀爬机器人上，在光纤传感器上安装上凸透镜，调整所述凸透镜的中心与导轨顶面的距离，使得所述光纤传感器发射的光束经所述凸透镜聚焦后在导轨顶面形成的光斑直径＜1/5X。

c. 开启所述检测系统，通过便携式工控机控制所述电梯导轨攀爬机器人移动，随机选取待测导轨顶面的若干个非接缝位置，所述检测系统获取每个所述非接缝位置处的反射光束的光强，计算平均值，记录为Y0。

根据本发明的一些实施例，所述选取的非接缝位置的个数为3-5个。

d. 通过便携式工控机控制所述电梯导轨攀爬机器人移动，随机选取待测导轨顶面的若干个接缝位置，所述检测系统获取每个所述接缝位置处的反射光束的光强，计算平均值，记录为Y1，设定所述检测系统的光强识别阈值为（Y0+Y1）/2。

根据本发明的一些实施例，所述选取的接缝位置的个数为3-5个。

根据本发明的一些实施例，由于导轨顶面的非接缝位置比较平滑，呈现铁白色，反射光很强，而导轨接缝位置比较细长，一般有黑色油污，光反射很弱，因此Y1小于Y0。

根据本发明的实施例，所述检测阶段包括：通过便携式工控机控制所述电梯导轨攀爬机器人巡检时，当所述检测系统获得的反射光束的光强<（Y0+Y1）/2,判断当前位置有导轨接缝，并通过所述编码器发送的位置信号，记录所述电梯导轨攀爬机器人的高度位置。

根据本发明的一些实施例，本发明所述电梯T型导轨接缝检测系统的具体操作步骤包括以下七个步骤。

第一步，随机选取待测导轨的5个以上的导轨接缝，使用斜塞尺进行测量接缝宽度，计算平均值记为X；

第二步，将电梯导轨攀爬机器人安装到电梯导轨上，开启电梯导轨攀爬机器人和便携式工控机，检测无线传输连接是否成功。调整光纤传感器检测模块，使光纤传感器对着导轨顶面中心，并调整所述凸透镜的中心与导轨顶面的距离，使得所述光纤传感器发射的光束经所述凸透镜聚焦后在导轨顶面形成的光斑直径＜1/5X。

第三步，在井道底坑或井道外用便携式工控机对攀爬机器人进行无线控制，通过便携式工控机控制电机正反转，实现往上爬或往下降；攀爬机器人可以通过无线传输模块将机器人位置以及光纤传感器检测数据实时传送到便携式工控机上，并在便携式工控机人机交互界面实时显示。

第四步，通过便携式工控机控制电梯导轨攀爬机器人移动，随机选取待测导轨顶面的3-5个非接缝位置，所述检测系统获取每个所述非接缝位置处的反射光束的光强，计算平均值，记录为Y0；

第五步，通过便携式工控机控制电梯导轨攀爬机器人移动，随机选取待测导轨顶面的3-5个接缝位置，所述检测系统获取每个所述接缝位置处的反射光束的光强，计算平均值，记录为Y1；由于导轨顶面的非接缝位置一般比较平滑，呈现铁白色，反射光很强，而导轨接缝位置比较细长，一般有黑色油污，光反射很弱，因此Y1小于Y0；

第六步，所述检测系统设定光强识别阈值为（Y0+Y1）/2，所述电梯导轨攀爬机器人进行巡检时，当所述检测系统获得的反射光束的光强<（Y0+Y1）/2,判断当前位置有导轨接缝，并记录机器人的高度位置。

第七步，电梯导轨攀爬机器人完成检测工作，下降到起始位置，关闭电梯导轨攀爬机器人电源，将攀爬机器人从导轨上卸下，将机器人及便携式工控机摆放好，整个检测过程完成。

发明人发现，根据本发明所述的电梯T型导轨接缝检测系统及方法，由电梯导轨攀爬机器人搭载光纤传感器检测模块在导轨上进行巡检，并可由便携式工控机在井道底坑或井道外进行无线控制，从而实现电梯导轨接缝检测及定位，本发明可以较好的解决目前电梯导轨接缝检测方面存在的费时费力、效率低、误差大等问题。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、 或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。

Claims (4)

1.一种电梯T型导轨接缝检测系统，包括：电梯导轨攀爬机器人和光纤传感器检测模块，其特征在于，

所述电梯导轨攀爬机器人包括：驱动电机、编码器和控制系统，其中，所述驱动电机设置于所述电梯导轨攀爬机器人的中部；所述编码器分别与所述电机和所述控制系统相连，用于采集所述电梯导轨攀爬机器人的位置信号；

所述光纤传感器检测模块设置于所述电梯导轨攀爬机器人的顶端，所述光纤传感器检测模块包括：光纤传感器和凸透镜，其中，所述光纤传感器与所述控制系统相连，所述凸透镜设置于所述光纤传感器的下方，且与所述光纤传感器相连，用于检测电梯导轨接缝的位置。

2.根据权利要求1所述的电梯T型导轨接缝检测系统，其特征在于，还包括：便携式工控机和无线传输模块，所述便携式工控机通过无线传输模块与所述控制系统相连，用于实现数据的交互。

3.根据权利要求1所述的电梯T型导轨接缝检测系统，其特征在于，所述凸透镜与所述光纤传感器螺纹相连，用于调节所述凸透镜至电梯导轨顶面的距离。

4.一种利用权利要求1-3中任一项所述的电梯T型导轨接缝检测系统对电梯导轨接缝进行检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）设定阶段：a.随机选取待测电梯导轨的若干个导轨接缝，测量所述接缝的宽度，计算平均值，记为X；

b. 调整所述凸透镜的中心与导轨顶面的距离，使得所述光纤传感器发射的光束经所述凸透镜聚焦后在导轨顶面形成的光斑直径＜1/5X；

c. 通过便携式工控机控制所述电梯导轨攀爬机器人移动，随机选取待测导轨顶面的若干个非接缝位置，所述检测系统获取每个所述非接缝位置处的反射光束的光强，计算平均值，记录为Y0；

d. 通过便携式工控机控制所述电梯导轨攀爬机器人移动，随机选取待测导轨顶面的若干个接缝位置，所述检测系统获取每个所述接缝位置处的反射光束的光强，计算平均值，记录为Y1，设定所述检测系统的光强识别阈值为（Y0+Y1）/2；

（2）检测阶段：通过便携式工控机控制所述电梯导轨攀爬机器人巡检时，当所述检测系统获得的反射光束的光强<（Y0+Y1）/2,判断当前位置有导轨接缝，并记录所述电梯导轨攀爬机器人的高度位置。