CN109311629A - 断裂检测装置 - Google Patents

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Abstract

断裂检测装置具备传感器、存储部(20)和断裂判定部(24)。例如，当电梯的主绳索(4)发生振动时，传感器的输出信号变动。来自传感器的输出信号例如是来自曳引机(11)的转矩信号。存储部(20)将来自传感器的输出信号的变动与电梯的轿厢(1)的位置对应起来进行存储。断裂判定部(24)根据轿厢(1)的位置和来自传感器的输出信号的变动的变迁来判定主绳索(4)是否存在断裂部(4c)。

Description

断裂检测装置
技术领域
本发明涉及一种用于检测绳索产生的线材断裂或股线断裂的装置。
背景技术
电梯装置中使用各种绳索。例如，电梯的轿厢由主绳索悬吊于井道中。主绳索绕挂在曳引机的驱动绳轮等绳轮上。主绳索由于轿厢的移动而被反复弯曲，因此逐渐劣化。当主绳索劣化时，构成主绳索的线材断裂。当大量线材断裂时，由线材绞合而成的股线有时也会断裂。此外，由于异物咬入主绳索与绳轮之间，也会发生线材断裂或股线断裂。
断裂的线材或股线从主绳索的表面突出。因此，当在线材或股线已断裂的状态下进行电梯的运转时，断裂的线材或股线与设置在井道中的设备接触。
在专利文献1和2中记载了电梯装置。在专利文献1中记载的电梯装置中，在曳引机的驱动绳轮设有绳索引导件。此外，利用传感器检测绳索引导件的振动。根据传感器检测出的振动而检测线材或股线已断裂的情况。
在专利文献2中记载的电梯装置中，在轿厢中设有加速度计。根据加速度计检测出的加速度而检测线材或股线已断裂的情况。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第5203339号公报
专利文献2：日本特开平10-81462号公报
发明内容
发明要解决的课题
在电梯装置中，主绳索相对于各绳轮的经过范围是预先确定的。例如，主绳索中的某一范围的部分经过驱动绳轮。经过驱动绳轮的部件并不一定会经过对重的吊轮。因此，当欲使用专利文献1中记载的传感器来检测线材断裂或股线断裂时，需要在绕挂主绳索的各绳轮的位置处安装传感器。例如，当在对重的吊轮的位置处安装传感器时，必须在从对重到控制装置之间铺设信号线。需要大量传感器，并且必须从各传感器引出信号线，存在结构变得复杂的问题。特别是，在使用大量绳轮的2:1绕绳式电梯装置中，这样的问题变得显著。
在专利文献2记载的电梯装置中，根据加速度计检测出的突发性加速度来检测线材断裂或股线断裂。但是，加速度计检测出突发性加速度不仅是在线材断裂或股线断裂发生时。例如，当涂覆在轨道上的油枯竭时，在轿厢经过轨道的接缝时，轿厢略微摆动。在专利文献2记载的电梯装置中，对于这样的事件也可能检测为线材断裂或股线断裂。
本发明是为了解决上述那样的课题而作出的。本发明的目的是提供一种能够利用简单的结构高精度地检测线材或股线断裂的发生的断裂检测装置。
用于解决课题的手段
本发明的断裂检测装置具备：传感器，当电梯的绳索发生振动时，该传感器的输出信号变动；存储单元，其将来自传感器的输出信号的变动与电梯轿厢的位置对应起来进行存储；以及断裂判定单元，其根据轿厢的位置和来自传感器的输出信号的变动的变迁来判定绳索是否存在断裂部。
此外，本发明的断裂检测装置具备：传感器，当电梯的绳索发生振动时，该传感器的输出信号变动；存储单元，其将来自传感器的输出信号的变动与电梯轿厢的位置对应起来进行存储；以及断裂判定单元，其根据来自传感器的输出信号的变动超过第1阈值时的轿厢位置的再现性和超过大于第1阈值的第2阈值时的轿厢位置的再现性来判定绳索是否存在断裂部。
发明效果
本发明的断裂检测装置具备传感器、存储单元和断裂判定单元。当绳索发生振动时，传感器的输出信号变动。来自传感器的输出信号的变动被与轿厢的位置对应起来存储在存储单元中。断裂判定单元根据存储在存储单元中的内容来判定绳索是否存在断裂部。如果是本发明的断裂检测装置，则能够利用简单的结构高精度地检测线材或股线断裂的发生。
附图说明
图1是示意性地示出电梯装置的图。
图2是示出反绳轮的立体图。
图3是示出反绳轮的截面的图。
图4是用于说明主绳索的断裂部移动的情形的图。
图5是用于说明主绳索的断裂部移动的情形的图。
图6是用于说明主绳索的断裂部移动的情形的图。
图7是示出传感器信号的输出的图。
图8是示出传感器信号的输出的图。
图9是示出本发明的实施方式1中的断裂检测装置的示例的图。
图10是示出本发明的实施方式1中的断裂检测装置的动作例的流程图。
图11是示出本发明的实施方式1中的断裂检测装置的详细动作例的流程图。
图12是示出本发明的实施方式1中的断裂检测装置的详细动作例的流程图。
图13是示出断裂部与止脱件接触的状态的图。
图14是用于说明异常变动检测部的功能的一例的图。
图15是用于说明再现性判定部的功能的一例的图。
图16是用于说明再现性判定部的功能的一例的图。
图17是示意性地示出电梯装置的图。
图18是示出传感器信号的输出的图。
图19是示出传感器信号中产生的变动的振幅的变迁的图。
图20是示出传感器信号中产生的变动的振幅的变迁的图。
图21是将图19和图20进行组合而三维示出的图。
图22是示出本发明的实施方式1中的断裂检测装置的另一动作例的流程图。
图23是示出传感器信号发生的变动的振幅的变迁的图。
图24是示出传感器信号发生的变动的振幅的变迁的图。
图25是示出本发明的实施方式1中的断裂检测装置的另一动作例的流程图。
图26是示出传感器信号发生的变动的振幅的变迁的图。
图27是示出本发明的实施方式1中的断裂检测装置的另一动作例的流程图。
图28是示出本发明的实施方式1中的断裂检测装置的另一动作例的流程图。
图29是示出本发明的实施方式2中的断裂检测装置的动作例的流程图。
图30是用于说明异常变动检测部的功能的一例的图。
图31是用于说明使用多个传感器信号的优点的图。
图32是示出控制装置的硬件结构的图。
具体实施方式
参照附图对本发明进行说明。适当简化或省略重复的说明。在各图中，相同的标号表示相同的部分或相当的部分。
实施方式1.
图1是示意性地示出电梯装置的图。轿厢1在井道2中上下移动。井道2例如是在建筑物内形成的上下延伸的空间。对重3在井道2中上下移动。轿厢1和对重3被主绳索4悬吊在井道2中。用于悬吊轿厢1和对重3的绕绳方式不限于图1所示的示例。例如，也可以以1:1绕绳比将轿厢1和对重3悬吊在井道2中。在以下内容中，对以2:1绕绳比悬吊轿厢1和对重3的示例具体地进行说明。
主绳索4的一方的端部4a被支承于井道2的固定体。端部4a是主绳索4的端部中靠近轿厢1的一方的端部。例如，主绳索4的端部4a被支承于设置于井道2的顶部的固定体。主绳索4从端部4a向下方延伸。主绳索4从端部4a侧起依次绕挂在吊轮5、吊轮6、反绳轮7、驱动绳轮8、反绳轮9和吊轮10上。主绳索4从绕挂在吊轮10的部分起向上方延伸。主绳索4的另一方的端部4b被支承于井道2的固定体。端部4b是主绳索4的端部中靠近对重3的一方的端部。例如，主绳索4的端部4b被支承于设置于井道2的顶部的固定体。
吊轮5和吊轮6设于轿厢1。吊轮5和吊轮6例如设置在轿厢底的下部。吊轮5和吊轮6能够相对于轿厢底旋转。反绳轮7和反绳轮9例如设置于井道2的顶部的固定体。反绳轮7和反绳轮9能够相对于井道2的顶部的固定体旋转。驱动绳轮8设置于曳引机11。曳引机11例如设置于井道2的底坑。吊轮10设置于对重3。吊轮10例如设置在支承对重的框架的上部。吊轮10能够相对于该框架旋转。
绕挂主绳索4的绳轮的配置不限于图1所示的示例。例如，驱动绳轮8也可以配置在井道2的顶部或井道2上方的机房(未图示)中。
称量装置12检测轿厢1的承载载荷。称量装置12例如根据施加在主绳索4的端部4a的载荷来检测轿厢1的承载载荷。称量装置12输出与检测出的载荷对应的称量信号。从称量装置12输出的称量信号被输入到控制装置13。
曳引机11具有检测转矩的功能。曳引机11输出与检测出的转矩对应的转矩信号。从曳引机11输出的转矩信号被输入到控制装置13。
当轿厢1的下降速度超过基准速度时，限速器15使紧急制动装置(未图示)动作。紧急制动装置设置于轿厢1。当紧急制动装置进行动作时，轿厢1被强制停止。限速器15具备例如限速器绳索16、限速器绳轮17和编码器18。限速器绳索16绕挂在限速器绳轮17上。当轿厢1移动时，限速器绳索16移动。当限速器绳索16移动时，限速器绳轮17旋转。编码器18输出与限速器绳轮17的旋转方向和旋转角度对应的旋转信号。从编码器18输出的旋转信号、即来自限速器15的编码器信号被输入到控制装置13。编码器18是输出与轿厢1的位置对应的信号的传感器的一例。
图2是示出反绳轮9的立体图。图3是示出反绳轮9的截面的图。在支承反绳轮9的部件处设有止脱件19。图2和图3示出止脱件19设置在反绳轮9的轴9a上的示例。止脱件19防止主绳索4从反绳轮9的槽中脱出。止脱件19与例如主绳索4的绕挂在反绳轮9的槽中的部分隔开间隙地对置。如果主绳索4没有发生异常，则主绳索4不与止脱件19接触。
图2和图3示出断裂部4c从主绳索4的表面突出的示例。断裂部4c是构成主绳索4的线材断裂的部分。断裂部4c也可以是由线材绞合而成的股线断裂的部分。当轿厢1移动时，断裂部4c在经过反绳轮9时与止脱件19接触。
图2和图3示出反绳轮9作为绕挂主绳索4的绳轮的一例。也可以在吊轮5、吊轮6、反绳轮7、驱动绳轮8和吊轮10设置具有与止脱件19相同功能的止脱件。
图4至图6是用于说明主绳索4的断裂部4c移动的情形的图。图4示出轿厢1停靠于最下层的层站的状态。在图4所示的示例中，在主绳索4的、从端部4a到绕挂在吊轮5上的部分之间存在断裂部4c。
图6示出轿厢1停靠于最上层的层站的状态。在图6所示的示例中，在主绳索4的、从绕挂在反绳轮7上的部分到绕挂在驱动绳轮8上的部分之间存在断裂部4c。即，当轿厢1从最下层的层站移动到最上层的层站时，断裂部4c依次经过吊轮5、吊轮6和反绳轮7。即使轿厢1从最下层的层站移动到最上层的层站，断裂部4c也不经过驱动绳轮8、反绳轮9和吊轮10。即，断裂部4c并不一定经过全部绳轮。断裂部4c所经过的绳轮的组合是由断裂部4c产生的位置等确定的。
图5示出轿厢1从最下层的层站移动到最上层的层站的中途的状态。具体而言，图5示出断裂部4c经过吊轮5时的状态。断裂部4c在经过吊轮5时，与设置于吊轮5的止脱件接触。
图7和图8是示出传感器信号的输出的图。图7的(a)和图8的(a)示出轿厢1的位置。在本实施方式中所示的示例中，轿厢1的位置与轿厢1所在的高度同义。图7的(a)和图8的(a)示出轿厢1从最下层(位置0)移动到位置P后再返回到最下层时的轿厢位置的变化。图7的(a)和图8的(a)所示的波形例如是根据来自编码器18的旋转信号取得的。
图7的(b)和图8的(b)示出曳引机11的转矩。图7的(b)和图8的(b)所示的波形例如是从曳引机11输出的转矩信号的波形。图7的(b)和图8的(b)示出轿厢1在最下层和位置P之间移动时的最大转矩是Tq1、最小转矩是-Tq2的示例。图7的(c)和图8的(c)示出轿厢1的承载载荷。图7的(c)和图8的(c)所示的波形例如是从称量装置12输出的称量信号的波形。图7的(c)和图8的(c)示出轿厢1的承载载荷是w[kg]的示例。
图7示出当主绳索4不存在断裂部4c时得到的波形的示例。图8示出当主绳索4存在断裂部4c、轿厢1经过位置P1时断裂部4c经过某个绳轮时得到的波形的示例。断裂部4c在经过绳轮时与止脱件接触。由此，当断裂部4c经过绳轮时，主绳索4发生振动。当主绳索4的端部4a移位时，从称量装置12输出的称量信号受到影响。当主绳索4发生振动并且所发生的振动到达主绳索4的端部4a时，来自称量装置12的称量信号发生变动。同样地，当主绳索4的绕挂在驱动绳轮8上的部分移位时，从曳引机11输出的转矩信号受到影响。当主绳索4发生振动并且所发生的振动到达主绳索4的相应部分时，来自曳引机11的转矩信号发生变动。
图9是示出本发明的实施方式1中的断裂检测装置的示例的图。图10是示出本发明的实施方式1的断裂检测装置的动作例的流程图。例如，控制装置13具备存储部20、轿厢位置检测部21、异常变动检测部22、再现性判定部23、断裂判定部24、动作控制部25和报告部26。
以下，还参照图11至图21对断裂检测装置的功能和动作具体地进行说明。图11和图12是示出本发明的实施方式1中的断裂检测装置的详细动作例的流程图。图12示出继图11之后的动作流程。即，由图11和图12示出一系列的动作流程。
异常变动检测部22检测传感器信号的变动(S101)。在本实施方式所示的示例中，例如，可以采用称量信号和转矩信号作为传感器信号。此外，在本实施方式所示的示例以外，例如，可以采用来自设置于轿厢1的加速度计(未图示)的加速度信号作为传感器信号。即，当主绳索4发生振动时，加速度信号也与称量信号和转矩信号同样地变动。在以下内容中，将详细叙述采用转矩信号作为传感器信号的示例。在S101中，异常变动检测部22对转矩信号中发生的变动进行检测。
图13是示出断裂部4c与止脱件19接触的状态的图。如图13所示，当轿厢1移动而到达某个位置时，断裂部4c与止脱件19接触。断裂部4c与止脱件19接触之后，伴随着主绳索4的移动在与止脱件19摩擦的同时变形。之后，断裂部4c离开止脱件19。
断裂部4c和止脱件19的接触作为对电梯的强制干扰起作用。例如，当断裂部4c与止脱件19接触时，来自曳引机11的转矩信号中出现异常变动。该异常变动具有与断裂部4c的长度和主绳索4的移动速度对应的固有频带的成分。设断裂部4c的长度为d[m]、主绳索4的移动速度为v[m/s]时，异常变动(振动)的频率f[Hz]可以由下式来表示。
f＝v/d……(1)
图14是用于说明异常变动检测部22的功能的一例的图。异常变动检测部22例如具备带通滤波器27、放大器28和判定器29。为了简化记述，在附图等中，带通滤波器也表述为BPF。如上所述，当断裂部4c与止脱件19接触时，来自曳引机11的转矩信号中出现异常变动。但是，该变动的振幅有时较小。因此，在本实施方式所示的示例中，在异常变动检测部22中设置有用于放大信号的放大器28。
首先，异常变动检测部22对所输入的转矩信号进行滤波处理(S111)。例如，带通滤波器27提取特征频率的频带的信号成分。特征频率的频带的信号成分是指，由于主绳索4中存在的断裂部4c与主绳索4用止脱件接触而产生的信号成分。该特征频率包含有根据上述式(1)计算出的频率f。另外，长度d是作为主绳索4中产生的断裂部4c的长度而设定的值。断裂部4c的长度例如被设定为0.5间距～数间距的量的股线松散开时的、该松散后的股线的长度。主绳索4的移动速度v是根据轿厢1的移动速度决定的。例如，可以根据轿厢1的额定速度来计算主绳索4的移动速度v。
放大器28对来自带通滤波器27的输出信号u进行平方以放大信号。在本实施方式中，对特征频率的频带的信号成分进行提取和放大后的信号成分被称为带通滤波器输出或滤波器输出。即，在本实施方式所示的示例中，来自放大器28的输出信号Y(＝u2)是带通滤波器输出。在本实施方式所示的示例中，带通滤波器输出的符号为正。当异常变动检测部22不具备放大器28时，来自带通滤波器27的输出信号u是带通滤波器输出。
图14所示的异常变动检测部22是一例。异常变动检测部22也可以具备用于提取特征频率的频带的信号成分的非线性滤波器。也可以对异常变动检测部22应用自适应滤波器的算法，以提取特征频率的频带的信号成分。
判定器29判定转矩信号的变动、即来自放大器28的输出信号Y是否超过阈值TH1(S112)。与输出信号Y进行比较的阈值TH1例如预先存储在存储部20中。当判定器29判定为输出信号Y未超过阈值TH1时，动作控制部25控制通常运转(S127)。
轿厢位置检测部21检测轿厢1的位置。轿厢位置检测部21例如根据从编码器18输出的旋转信号来检测轿厢1的位置。另外，轿厢位置检测部21检测位置的方法不限于本实施方式中所示的示例。例如，曳引机11具备编码器。设置于曳引机11的编码器也是输出与轿厢1的位置对应的信号的传感器的一例。轿厢位置检测部21也可以根据来自曳引机11的编码器信号来检测轿厢1的位置。此外，限速器15也可以具备检测轿厢1的位置的功能。曳引机11也可以具备检测轿厢1的位置的功能。在上述情况下，示出轿厢1的位置的信号被输入到控制装置13。
当在S112中判定为输出信号Y超过阈值TH1时，轿厢位置检测部21检测轿厢1的位置(S113)。
如果在S111中得到的输出信号Y超过阈值TH1，则异常变动检测部22将在S111中得到的输出信号Y和得到该输出信号Y时的轿厢1的位置P存储到存储部20中(S114)。来自放大器28的输出信号Y与由轿厢位置检测部21检测出的位置P对应起来存储在存储部20中。另外，在本实施方式中所示的各例中，优选的是，不仅输出信号Y的一部分，而且将全部输出信号Y与轿厢位置对应起来存储在存储部20中。
接下来，异常变动检测部22判定超过阈值TH1的输出信号Y的检出是否是第多次(S115)。当超过阈值TH1的输出信号Y的检出不是第多次时，则异常变动检测部22判定为异常变动的发生是第一次(S116)。在上述情况下，动作控制部25控制通常运转(S127)。
接下来，再现性判定部23检测在传感器信号中发生的变动的再现性(S102)。
图15是用于说明再现性判定部23的功能的一例的图。图15的(a)示出轿厢1的位置。在图15所示的示例中，轿厢1在时间t1、时间t2、时间t3和时间t4经过位置P1。图15的(b)示出曳引机11的转矩。图15的(c)示出带通滤波器输出。当主绳索4存在断裂部4c时，断裂部4c在轿厢1经过某一位置时与止脱件接触。图15示出在轿厢1经过位置P1时断裂部4c与止脱件接触的示例。
当主绳索4存在断裂部4c时，断裂部4c与某一止脱件接触时的轿厢位置相同。因此，当主绳索4存在断裂部4c时，每当轿厢1经过断裂部4c与止脱件接触的位置时，该轿厢位置就被存储到存储部20中。如果是图15所示的示例，则位置P1在时间t1、时间t2、时间t3和时间t4被存储到存储部20中。因此，如果在检测出超过阈值TH1的输出信号Y时的轿厢位置具有再现性，则可知主绳索4存在断裂部4c的可能性较大。
当在S115中判定为超过阈值TH1的输出信号Y的检出是第多次时，再现性判定部23判定输出信号Y超过阈值TH1时的轿厢位置是否具有再现性(S117)。例如，当存储在存储部20中的多个位置P可以被视为同一位置时，再现性判定部23在S117中判定为具有再现性。例如，当存储在存储部20中的多个位置P存在于一定范围内时，可以视为那些位置P是同一位置。上述一定范围是考虑到例如检测轿厢位置的精度等而预先设定的。如果是图15所示的示例，则再现性判定部23判定在位置P1具有再现性。
当在S117中判定为具有再现性时，再现性判定部23将在该位置、即可视为相同的该位置处输出信号Y超过阈值TH1的次数存储到存储部20中(S118)。如果是图15所示的示例，则在时间t2，位置P1处的阈值TH1的超过次数是两次的情况被存储到存储部20中。
当在S117中判定为不具有再现性时，再现性判定部23判定为超过阈值TH1的输出信号Y的检出是因在转矩信号中随机发生的变动引起的(S119)。在上述情况下，动作控制部25控制通常运转(S127)。
在S117中，也可以是，在轿厢1经过可视为相同的位置时输出信号Y连续多次超过阈值TH1时，再现性判定部23判定为具有再现性。
图16是用于说明再现性判定部23的功能的一例的图。图16的(a)示出当轿厢1在从位置0到位置P的区间进行了行进时得到的最新带通滤波器输出。在图16的(a)所示的示例中，在位置P1和位置P2，来自放大器28的输出信号Y超过阈值TH1。图16的(b)示出当轿厢1在同一区间行进时得到的前一次行进的带通滤波器输出。在图16的(b)所示的示例中，在位置P2和位置P3，输出信号Y超过阈值TH1。
例如，考虑如下示例：在轿厢1经过可视为同一位置时输出信号Y连续两次超过阈值TH1时，在S117中判定为具有再现性。在位置P1和位置P2，输出信号Y连续两次超过阈值TH1。在上述情况下，再现性判定部23判定为在位置P1和位置P2具有再现性。另一方面，在位置P3，在图16的(a)中，输出信号Y未超过阈值TH1。在上述情况下，再现性判定部23判定在位置P3不具有再现性。图16的(b)所示的位置P3处的变动被判定为是因乘客跳入轿厢1内这样的、没有再现性的事件而发生的。
接下来，断裂判定部24对断裂部4c的有无进行检测(S103)。
图17是示意性地示出电梯装置的图。在图17中，省略了控制装置13和限速器15的记载。轿厢1的移动由设置在井道2中的导轨来引导。导轨具备多条轨道30。通过上下连接多个轨道30而将导轨配置于轿厢1的整个移动范围。因此，在轨道30与配置在该轨道30的正上方或正下方的轨道30之间存在接缝。
当涂覆在轨道30上的油枯竭时，在轿厢1经过轨道30的接缝时，轿厢1略微摆动。由于主绳索4绕挂在吊轮5和吊轮6上，因此，当轿厢1摆动时，在主绳索4发生振动。因此，当轿厢1经过轨道30的接缝时，存在传感器信号发生变动的情况。此外，在轨道30的接缝存在阶梯差时，也存在传感器信号发生变动的情况。
图18是示出传感器信号的输出的图。图18示出当轿厢1在位置P4处经过轨道30的接缝、传感器信号发生了变动的示例。在轿厢1经过轨道30的接缝时传感器信号发生变动的情况下，该变动发生时的轿厢位置相同。如果是图18所示的示例，则每当轿厢1经过位置P4时，传感器信号就发生变动。因轨道30的接缝引起的传感器信号的变动在发生时的轿厢位置具有再现性这点上与因断裂部4c引起的传感器信号的变动类似。在本实施方式中，对将传感器信号发生的变动区分为因断裂部4c引起的变动和因轨道30的接缝引起的变动的示例进行说明。
图19和图20是示出传感器信号发生的变动的振幅的变迁的图。在图19和图20中，纵轴是带通滤波器输出，示出与传感器信号发生的变动的幅度对应的值。横轴表示电梯的起动次数。例如，图19和图20的横轴也可以是从安装电梯起的经过时间。
图19示出当轿厢1经过位置P1时得到的输出信号Y的变迁。在起动次数M1时，主绳索4未产生断裂部4c。图19示出当起动次数为M2时主绳索4产生了断裂部4c的示例。线材断裂和股线断裂是突发性地发生的。因此，因断裂部4c引起的传感器信号的变动突发性地发生。当主绳索4产生断裂部4c时，输出信号Y的值与不久之前的值相比，突然变大。此外，当主绳索4产生断裂部4c时，如图19所示，输出信号Y之后也继续示出较大的值。
图20示出当轿厢1经过位置P4时得到的输出信号Y的变迁。涂覆在轨道30上的油量不会突然改变。涂覆在轨道30上的油逐渐减少，如果不供给油的话，则最终会枯竭。因此，因轨道30的接缝引起的传感器信号的变动随时间经过慢慢逐渐增大。
图21是将图19和图20进行组合而三维示出的图。在本实施方式中，对断裂判定部24根据存储在存储部20中的内容并根据轿厢1的位置和传感器信号的变动的变迁来检测断裂部4c的存在的示例进行说明。
当在S118中阈值TH1的超过次数被存储到存储部20中时，断裂判定部24判定在S111中得到的输出信号Y是否超过阈值TH2(S120)。与输出信号Y进行比较的阈值TH2是大于阈值TH1的值。阈值TH2例如被预先存储在存储部20中。如果输出信号Y未超过阈值TH2，则断裂判定部24判定为超过阈值TH1的输出信号Y的检出是因为转矩信号中发生的轻微变动引起的(S121)。上述轻微变动例如是由于轿厢1经过轨道30的接缝而发生的。在上述情况下，动作控制部25控制通常运转(S127)。
如果输出信号Y超过阈值TH2，则断裂判定部24使存储部20存储在该位置处输出信号Y超过阈值TH2的次数(S122)。接下来，断裂判定部24判定在S122中存储在存储部20中的阈值TH2的超过次数是否是多次(S123)。当断裂判定部24在S123中判定为超出次数是多次时，判定为在主绳索4中产生了断裂部4c(S124)。在上述情况下，动作控制部25使轿厢1停靠在最近楼层。此外，报告部26向电梯的管理公司进行报告(S125)。
断裂判定部24当在S123中判定为超出次数不是多次时，由于阈值TH2的超过是第一次，因此搁置断裂部4c的有无的判定(S126)。在上述情况下，动作控制部25控制通常运转(S127)。
断裂判定部24也可以在S123中判定阈值TH2的超过次数是否已达到规定次数。在上述情况下，如果阈值TH2的超过次数已达到规定次数，则断裂判定部24判定为在主绳索4中产生了断裂部4c(S124)。另一方面，如果阈值TH2的超过次数未达到规定次数，则断裂判定部24搁置有无断裂部4c的判定(S126)。上述规定次数被设定为例如三次以上的次数。
在本实施方式所示的断裂检测装置中，利用主绳索4发生振动时输出信号变动的传感器来检测断裂部4c的存在。作为传感器信号，例如，可以使用转矩信号或称量信号。因此，如果是本实施方式所示的断裂检测装置，则无需为了判定断裂部4c的有无而配备专用的传感器。此外，只要存在至少一个传感器，就可以检测出断裂部4c的存在。无需为了判定断裂部4c的有无而配备许多传感器。因此，可以简化结构。
在本实施方式所示的断裂检测装置中，断裂判定部24根据轿厢1的位置和传感器信号的变动的变迁来判定断裂部4c的有无。如果是本实施方式所示的断裂检测装置，则可以区分传感器信号发生的变动是因断裂部4c引起的、还是因轨道30的接缝引起的。因此，断裂部4c的检测精度提高。
具体而言，在上述示例中，断裂判定部24根据传感器信号的变动超过阈值TH1时的轿厢位置的再现性和超过阈值TH2时的轿厢位置的再现性来判定断裂部4c的有无。如图24所示，因轨道30的接缝引起的传感器信号的变动随时间经过而慢慢逐渐增大。因此，即使在传感器信号的变动超过阈值TH1时的轿厢位置具有再现性的情况下，如果传感器信号的变动未超过阈值TH2，则断裂判定部24也不判定为主绳索4存在断裂部4c。例如，断裂判定部24判定为该变动是因经过轨道30的接缝引起的。通过采用两个阈值TH1和TH2，可以区分传感器信号发生的变动是因断裂部4c引起的、还是因轨道30的接缝引起的。
也可以通过进行学习运转来设定阈值TH1和TH2。在上述情况下，例如，控制装置13具备阈值设定部(未图示)。阈值设定部例如根据学习运转时的传感器信号的变动来设定阈值TH1和TH2。
学习运转例如是当完成电梯的安装时进行的。在学习运转中，例如，使轿厢1从最下层移动到最上层。并且，对这时取得的转矩信号进行滤波处理。例如，阈值设定部将在学习运转中取得的传感器信号的变动的最大值的常数倍设定为阈值TH1，将大于该值的值设定为阈值TH2。阈值设定部也可以将传感器信号的变动的最大值的常数倍设定为阈值TH2，将小于该值的值设定为阈值TH1。
来自曳引机11的转矩信号会由于经年变化而在安装电梯之后发生变动。因此，可以定期地更新阈值TH1和TH2。优选以较短间隔来进行阈值TH1和TH2的更新。例如，考虑到电梯的运转状况，在夜晚等使用者较少的时间段实施学习运转。如果以与使用者被运送到目的地楼层的通常运转的速度相同的速度来进行学习运转，则可以在通常运转期间检测出断裂部4c的产生。可以无需由电梯维护人员进行定期检查。
图22是示出本发明的实施方式1的断裂检测装置的另一动作例的流程图。图22示出继图11之后的动作流程。即，由图11和图22示出一系列的动作流程。图22的S120至S127所示的动作与本实施方式中公开的上述动作相同。图22所示的动作在S122与S123之间存在S128这点上与图12所示的动作不同。
图23和图24是示出传感器信号发生的变动的振幅的变迁的图。在图23和图24中，纵轴是带通滤波器输出，示出与传感器信号中发生的变动的幅度对应的值。横轴表示电梯的起动次数。例如，图23和图24的横轴也可以是从安装电梯起的经过时间。
图23示出当轿厢1经过位置P1时得到的输出信号Y的变迁。在直到起动次数变为M4的期间主绳索4没有产生断裂部4c。图23示出当起动次数为M5时主绳索4产生了断裂部4c的示例。在图23所示的示例中，在起动次数M5时，输出信号Y的值与不久之前的值相比，突然变大。
图24示出当轿厢1经过位置P4时得到的输出信号Y的变迁。如上所述，因轨道30的接缝引起的传感器信号的变动随时间经过而慢慢逐渐增大。在图24所示的示例中，在直到起动次数变为M4的期间，输出信号Y未超过阈值TH2。但是，当起动次数是M5时，输出信号Y超过阈值TH2。图23所示的示例和图24所示的示例在起动次数是M5时输出信号Y第一次超过阈值TH2这点上是一致的。图22示出即使是图23和图24所示的示例也能够区分传感器信号发生的变动是因断裂部4c引起的、还是因轨道30的接缝引起的动作例。
异常变动检测部22检测传感器信号的异常变动(S101)。此外，再现性判定部23检测在传感器信号中发生的变动的再现性(S102)。
接下来，断裂判定部24对断裂部4c的有无进行检测(S103)。例如，当在S122中使存储部20存储阈值TH2的超过次数时，断裂判定部24判定在该位置处输出信号Y超过阈值TH1的次数是否在规定次数以下(S128)。如图23所示，当主绳索4产生了断裂部4c时，输出信号Y突然变大。因此，当在S128中判定为超过次数在规定次数以下时，在主绳索4中产生了断裂部4c的可能性较大。如果在S128中超过次数在规定次数以下，则断裂判定部24进入S123所示的处理。
另一方面，如图24所示，当涂覆在轨道30上的油枯竭时，输出信号Y慢慢逐渐变大。因此，当在S128中判定为超过次数不在规定次数以下时，可以判定为超过阈值TH2的输出信号Y的检出是因轻微变动引起的。如果在S128中超过次数不在规定次数以下，则断裂判定部24进入S121所示的处理。
在S128中与阈值TH1的超过次数进行比较的规定次数例如被预先存储在存储部20中。上述规定次数被设定为例如三次以上的次数。
在图22所示的动作例中，即使在传感器信号的变动超过阈值TH1时的轿厢位置具有再现性的情况下，在该位置处传感器信号的变动超过阈值TH2之前、超过阈值TH1的次数多于规定次数时，断裂判定部24也不判定主绳索4存在断裂部4c。断裂判定部24例如判定为该变动是因经过轨道30的接缝而引起的。因此，可以进一步提高断裂部4c的检测精度。
图25是示出本发明的实施方式1中的断裂检测装置的另一动作例的流程图。图25示出继图11之后的动作流程。即，由图11和图25示出一系列的动作流程。图25的S120至S128所示的动作与本实施方式中公开的上述动作相同。图25所示的动作在S128中被判定为“否”之后存在S129这点上与图22所示的动作不同。
图26是示出传感器信号中发生的变动的振幅的变迁的图。在图26中，纵轴是带通滤波器输出，示出与传感器信号发生的变动的幅度对应的值。横轴表示从安装电梯起的经过时间。图26的横轴也可以是电梯的起动次数。
图26示出当经过了时间T2时在主绳索4中产生了断裂部4c的示例。此外，图26示出在轿厢1经过轨道30的接缝的位置处断裂部4c与止脱件接触的示例。图25示出即使是图26所示的示例也能够区分传感器信号发生的变动是因断裂部4c引起的、还是因轨道30的接缝引起的动作例。
异常变动检测部22检测传感器信号的异常变动(S101)。此外，再现性判定部23检测在传感器信号中发生的变动的再现性(S102)。
接下来，断裂判定部24对断裂部4c的有无进行检测(S103)。例如，在S122中使存储部20存储超过阈值TH2的次数时，断裂判定部24判定在该位置处输出信号Y超过阈值TH1的次数是否在规定次数以下(S128)。当断裂判定部24在S128中判定为超过次数在规定次数以下时，进入S123所示的处理。
断裂判定部24当在S128中判定为超过次数不在规定次数以下时，计算该位置处的输出信号Y的最新值与其前一个值之差γ。然后，断裂判定部24判定计算出的差γ是否在基准值α以上(S129)。如图26所示，如果在主绳索4中未产生断裂部4c，则输出信号Y逐渐变大。因此，当在S129中判定为差γ不在基准值α以上时，可以判定为超过阈值TH2的输出信号Y的检出是因轻微变动引起的。如果在S129中差γ不在基准值α以上，则断裂判定部24进入S121所示的处理。
另一方面，如图26所示，当在主绳索4中产生了断裂部4c时，输出信号Y突然变大。因此，当在S129中判定为差γ在基准值α以上时，可以判定为在主绳索4中产生了断裂部4c。如果在S129中差γ在基准值α以上，则断裂判定部24进入S124所示的处理。
在图25所示的动作例中，如果在S128中为“否”，则断裂判定部24通过差γ和基准值α的比较来判定断裂部4c的有无。在S128中判定为“否”是在传感器信号的变动超过阈值TH1时的轿厢位置具有再现性且在该位置处传感器信号的变动超过阈值TH2之前、超过阈值TH1的次数多于规定次数时。当差γ不在基准值α以上时，断裂判定部24不判定为主绳索4存在断裂部4c。断裂判定部24例如判定为传感器信号的变动是因经过轨道30的接缝引起的。因此，可以进一步提高断裂部4c的检测精度。
图27和图28是示出本发明的实施方式1的断裂检测装置的另一动作例的流程图。图27和图28示出继图11之后的动作流程。即，由图11、图27和图28示出一系列的动作流程。图27和图28的S120至S129所示的动作与本实施方式中公开的上述动作相同。图27和图28所示的动作在S129之后存在S130至S132这点上与图25所示的动作不同。图27和图28示出即使在轿厢1经过轨道30的接缝的位置处断裂部4c与止脱件接触的情况下也能够进行上述区分的另一动作例。
异常变动检测部22检测传感器信号的异常变动(S101)。此外，再现性判定部23检测在传感器信号中发生的变动的再现性(S102)。
接下来，断裂判定部24对断裂部4c的有无进行检测(S103)。例如，当断裂判定部24在S128中判定为超过次数不在规定次数以下时，判定差γ是否在基准值α以上(S129)。断裂判定部24在S129中判定为差γ在基准值α以上时，使存储部20存储在该位置已检测出基准值α以上的差γ的情况(S130)。在上述情况下，动作控制部25控制通常运转(S127)。
如果在S129中差γ不在基准值α以上，则断裂判定部24判定在该位置从输出信号Y超过阈值TH1起直到达到阈值TH2为止的期间是否检测出基准值α以上的差γ(S131)。当在S131中判定为未检测出基准值α以上的差γ时，断裂判定部24进入S121所示的处理。
另一方面，当在S131中检测出基准值α以上的差γ时，断裂判定部24判定在该位置输出信号Y超过阈值TH2的次数是否是多次(S132)。当断裂判定部24在S132中判定为超过阈值TH2的次数不是多次时，动作控制部25控制通常运转(S127)。如果在S132中判定为超过阈值TH2的次数是多次，则断裂判定部24进入S124所示的处理。
断裂判定部24也可以在S132中判定阈值TH2的超过次数是否已达到规定次数。在上述情况下，如果阈值TH2的超过次数已达到规定次数，则断裂判定部24判定为在主绳索4产生了断裂部4c(S124)。另一方面，当阈值TH2的超过次数未达到规定次数时，由动作控制部25控制通常运转(S127)。上述规定次数被设定为例如三次以上的次数。
实施方式2.
在实施方式1中，对与轿厢1的行进方向无关地将传感器信号的变动与轿厢位置对应起来存储在存储部20中的示例进行了说明。但是，根据断裂部4c的突出方向的不同，当轿厢1的行进方向改变时，断裂部4c抵上止脱件的方式改变。例如，在如图13所示的示例那样断裂部4c突出的情况下，断裂部4c从下方抵上右侧的止脱件19的情况和从上方抵上右侧的止脱件19的情况的抵上方式不同。
图29是示出本发明的实施方式2中的断裂检测装置的动作例的流程图。图29示出根据轿厢1的行进方向分开进行图10所示的动作的示例。在本实施方式所示的示例中，首先判定轿厢1的行进方向(S104)。图29的S101U至S103U所示的动作与实施方式1中公开的S101至S103所示的动作相同。同样，图29的S101D至S103D所示的动作与实施方式1中公开的S101至S103所示的动作相同。
在本实施方式所示的示例中，将上升时的轿厢位置和下降时的轿厢位置作为不同的位置来处理。即，如果是图15所示的示例，则时间t1下的轿厢位置和时间t3下的轿厢位置被视为同一位置。此外，时间t2下的轿厢位置和时间t4下的轿厢位置被视为同一位置。但是，时间t1下的轿厢位置和时间t2下的轿厢位置不被视为同一位置。同样，时间t3下的轿厢位置和时间t4下的轿厢位置不被视为同一位置。如果是本实施方式所示的断裂检测装置，则能够进一步提高断裂部4c的检测精度。
实施方式3.
在实施方式1和2中，对利用一种传感器信号来判定断裂部4c的有无的示例进行了说明。在本实施方式中，对利用多个传感器信号来判定断裂部4c的有无的示例进行说明。虽然也可以利用三个以上的传感器信号，但是，在本实施方式中，作为最简单的示例，示出利用两个传感器信号来判定断裂部4c的有无的示例。
图30是用于说明异常变动检测部22的功能的一例的图。例如，异常变动检测部22具备带通滤波器27a和27b、放大器28a和28b、以及判定器31。带通滤波器27a例如从转矩信号中提取特征频率的频带的信号成分。放大器28a对来自带通滤波器27a的输出信号u1进行平方以放大信号。判定器29a判定来自放大器28a的输出信号Y1是否超过阈值TH1。
带通滤波器27b例如从称量信号中提取特征频率的频带的信号成分。放大器28b对来自带通滤波器27b的输出信号u2进行平方以放大信号。判定器29b判定来自放大器28b的输出信号Y2是否超过阈值TH1。
判定器31判定是否输出信号Y1和Y2中的任意方超过阈值TH1。如果输出信号Y1和Y2均未超过阈值TH1，则进行通常运转。如果输出信号Y1和Y2中的至少一方超过阈值TH1，则进行用于转入再现性判定部23的处理的处理。判定器31的上述动作与S112的判定对应。
图31是用于说明利用多个传感器信号的优点的图。图31是示出当断裂部4c与设置于反绳轮7的止脱件碰撞时的传感器信号的变动水平的规模的增益线图。G1表示从外力到曳引机11的角速度的增益。G2表示从外力到称量信号的增益。
增益G1在一阶固有频率F1与二阶固有频率F3之间存在反谐振点F2。此外，在二阶固有频率F3与三阶固有频率F5之间存在反谐振点F4。当断裂部4c与止脱件碰撞时的异常变动(振动)的频率是接近反谐振点F2或F4的值时，会变得难以从转矩信号中检测出异常变动。另一方面，增益G2具有在该频率下大于增益G1并且灵敏度良好的特性。因此，当在接近反谐振点F2或F4的频率下检测出异常变动时，从称量信号中比从转矩信号中更容易检测出该异常变动。
在各实施方式中，对检测在主绳索4中产生的断裂部4c的示例进行了说明。断裂检测装置也可以检测在电梯中使用的其它绳索中产生的断裂部。
标号20-26所示的各部和阈值设定部示出控制装置13所具有的功能。图32是示出控制装置13的硬件结构的图。作为硬件资源，例如，控制装置13具备包含处理器32和存储器33的处理电路。控制装置13通过利用处理器32执行存储在存储器33中的程序来实现各功能。
处理器32也被称为CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)、中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微计算机或DSP。作为存储器33，也可以采用半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、紧凑型光盘、迷你盘或DVD。可采用的半导体存储器包含RAM、ROM、闪存、EPROM和EEPROM等。
也可以由硬件来实现控制装置13所具有的各功能的一部分或全部。作为实现控制装置13的功能的硬件，可以采用单个电路、复合电路、编程处理器、并行编程处理器、ASIC、FPGA或它们的组合。
产业上的可利用性
本发明的断裂检测装置可以应用于检测在电梯的绳索中产生的断裂部的装置。
标号说明
1：轿厢；2：井道；3：对重；4：主绳索；4a：端部；4b：端部；4c：断裂部；5：吊轮；6：吊轮；7：反绳轮；8：驱动绳轮；9：反绳轮；9a：轴；10：吊轮；11：曳引机；12：称量装置；13：控制装置；15：限速器；16：限速器绳索；17：限速器绳轮；18：编码器；19：止脱件；20：存储部；21：轿厢位置检测部；22：异常变动检测部；23：再现性判定部；24：断裂判定部；25：动作控制部；26：报告部；27：带通滤波器；28：放大器；29：判定器；30：轨道；31：判定器；32：处理器；33：存储器。

Claims (13)

1.一种断裂检测装置，其中，所述断裂检测装置具备：
传感器，当电梯的绳索发生振动时，该传感器的输出信号变动；
存储单元，其将来自所述传感器的输出信号的变动与电梯轿厢的位置对应起来进行存储；以及
断裂判定单元，其根据所述轿厢的位置和来自所述传感器的输出信号的变动的变迁来判定所述绳索是否存在断裂部。
2.一种断裂检测装置，其中，所述断裂检测装置具备：
传感器，当电梯的绳索发生振动时，该传感器的输出信号变动；
存储单元，其将来自所述传感器的输出信号的变动与电梯轿厢的位置对应起来进行存储；以及
断裂判定单元，其根据来自所述传感器的输出信号的变动超过第1阈值时的所述轿厢的位置的再现性和来自所述传感器的输出信号的变动超过大于所述第1阈值的第2阈值时的所述轿厢的位置的再现性来判定所述绳索是否存在断裂部。
3.根据权利要求2所述的断裂检测装置，其中，
即使在来自所述传感器的输出信号的变动超过所述第1阈值时的所述轿厢的位置具有再现性的情况下，当来自所述传感器的输出信号的变动未超过所述第2阈值时，所述断裂判定单元也不判定为所述绳索存在断裂部。
4.根据权利要求2所述的断裂检测装置，其中，
即使在来自所述传感器的输出信号的变动超过所述第1阈值时的所述轿厢的位置具有再现性的情况下，当在该位置处来自所述传感器的输出信号的变动在超过所述第2阈值之前、超过所述第1阈值的次数多于规定次数时，所述断裂判定单元也不判定为所述绳索存在断裂部。
5.根据权利要求2所述的断裂检测装置，其中，
当在来自所述传感器的输出信号的变动超过所述第1阈值时的所述轿厢的位置具有再现性并且在该位置处来自所述传感器的输出信号的变动超过所述第2阈值之前、超过所述第1阈值的次数多于规定次数时，所述断裂判定单元判定该位置处的来自所述传感器的输出信号的变动的最新值与其前一个值之差是否为基准值以上，当所述差为所述基准值以上时，所述断裂判定单元判定为所述绳索存在断裂部。
6.根据权利要求5所述的断裂检测装置，其中，
当所述差不为所述基准值以上时，所述断裂判定单元不判定为所述绳索存在断裂部。
7.根据权利要求2至6中的任一项所述的断裂检测装置，其中，
所述断裂检测装置还具备异常变动检测单元，该异常变动检测单元检测来自所述传感器的输出信号的变动，判定检测出的变动是否超过所述第1阈值。
8.根据权利要求7所述的断裂检测装置，其中，
所述异常变动检测单元提取由于所述绳索中存在的断裂部与所述绳索用的止脱件接触而产生的特征频率的频带的信号成分。
9.根据权利要求8所述的断裂检测装置，其中，
当设所述绳索的移动速度为v[m/s]、作为所述绳索中产生的断裂部的长度而设定的值为d[m]时，所述特征频率包含由f＝v/d表示的频率f[Hz]。
10.根据权利要求2至9中的任一项所述的断裂检测装置，其中，
所述断裂检测装置还具备阈值设定单元，该阈值设定单元根据来自所述传感器的输出信号的变动来设定所述第1阈值和所述第2阈值。
11.根据权利要求2至10中的任一项所述的断裂检测装置，其中，
来自所述传感器的输出信号是来自具有驱动绳轮的曳引机的转矩信号或来自称量装置的称量信号，其中，所述绳索绕挂在该驱动绳轮上，所述称量装置检测所述轿厢的承载载荷。
12.根据权利要求2至11中的任一项所述的断裂检测装置，其中，所述断裂检测装置还具备：
第2传感器，其输出与所述轿厢的位置对应的信号；以及
轿厢位置检测单元，其根据从所述第2传感器输出的信号来检测所述轿厢的位置。
13.根据权利要求12所述的断裂检测装置，其中，
从所述第2传感器输出的信号是来自具有驱动绳轮的曳引机的编码器信号或来自限速器的编码器信号，其中，所述绳索绕挂在该驱动绳轮上，所述限速器用于使设置于所述轿厢的紧急制动装置动作。
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