CN109896392A - 电梯系统的轨道和乘坐质量的连续监控 - Google Patents

Abstract

一种用于包括电梯轿厢和导轨的电梯系统的安全致动装置包括安全制动器，所述安全制动器设置在所述轿厢上并且适于在从非制动状态移动到制动状态时被迫压在所述导轨上。电子安全致动器可操作地连接到所述安全制动器。所述电子安全致动器包括至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置成监测与所述电梯轿厢的乘坐质量相关联的一个或多个参数。

Description

电梯系统的轨道和乘坐质量的连续监控

背景技术

本文描述的实施方案涉及电梯制动系统，并且更具体地说，涉及用于利用安全制动系统来监测电梯系统的各种参数的系统和方法。

电梯系统通常包括在井道内移动以在建筑物中的各个楼层之间运送乘客或物品的轿厢。安装在井道内的导轨在井道内引导电梯轿厢。电梯轿厢包括沿着每个导轨引导轿厢的多个滚轮引导件或滑动引导件。导轨的不对准或导轨表面中的不规则可能会降低电梯系统的乘坐质量。导轨的对准或表面的不一致通常通过引导系统传递到轿厢组件的座舱，从而导致例如乘客感觉到振动。此外，轨道的退化可能由建筑物的沉降、温度变化或被锈或其它污染物(包括油或腐蚀抑制剂)污染引起。轨道表面的这种退化可能影响与轨道协作的部件的操作。

发明内容

根据一些实施方案，一种用于包括电梯轿厢和导轨的电梯系统的安全致动装置包括安全制动器，所述安全制动器设置在所述轿厢上并且适于在从非制动状态移动到制动状态时被迫压在所述导轨上。电子安全致动器可操作地连接到所述安全制动器，以监测所述电梯轿厢的速度并且监测与所述电梯轿厢的乘坐质量相关联的一个或多个参数。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，与所述电梯轿厢的所述乘坐质量相关联的所述一个或多个参数包括所述电梯轿厢的加速度。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，与所述电梯轿厢的所述乘坐质量相关联的所述一个或多个参数包括所述导轨的状况。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，所述导轨的所述状况包括所述导轨的表面粗糙度。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，所述导轨的所述状况包括所述导轨的平直度。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，所述导轨的所述状况包括所述电子安全致动器与所述导轨之间的距离。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，所述至少一个传感器是加速度计。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，所述传感器是光学传感器或激光器。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，所述传感器是间隙传感器和电感传感器中的一者。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，所述传感器是电感传感器。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，所述至少一个传感器包括用于监测所述电梯轿厢的速度的第一传感器和用于确定所述第一传感器是否位于与所述导轨相距可接受距离处的第二传感器。

根据另一实施方案，一种操作具有电梯轿厢和导轨的电梯系统的方法包括：使所述电梯轿厢和联接到所述电梯轿厢的电子安全致动器在井道内移动；以及当所述电梯轿厢在所述井道内移动时，使用至少一个传感器监测与所述电梯轿厢的乘坐质量相关联的一个或多个参数。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，包括迫使可操作地联接到所述电子安全致动器的安全制动器压在所述导轨上以制动所述电梯轿厢的移动。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，包括从监测与所述乘坐质量相关联的所述一个或多个参数的所述至少一个传感器接收信息；以及将所述所接收信息与至少一个预设阈值进行比较。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，包括识别需要维护的所述电梯轿厢的移动路径的一个或多个区域。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，识别需要维护的所述电梯轿厢的所述移动路径的一个或多个区域包括确定所述所接收信息超过所述至少一个预设阈值的所述导轨的位置。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，包括生成在所述所接收信息超过所述至少一个预设阈值的所述导轨的所述位置处需要维护的通知。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，所述至少一个传感器包括可操作以检测所述导轨的表面的传感器。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，所述至少一个传感器中的单个传感器监测所述电梯轿厢的所述速度并且监测与所述电梯轿厢的所述乘坐质量相关联的所述一个或多个参数。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，所述至少一个传感器包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器可操作以监测所述电梯轿厢的速度，并且所述第二传感器可操作以监测与所述电梯轿厢的所述乘坐质量相关联的一个或多个参数。

除了本文描述的一个或多个特征之外，或作为替代，在另外的实施方案中，所述第二传感器确定所述第一传感器是否位于与所述导轨相距可接受距离处。

除非另有明确说明，否则前述特征和元件可以按各种组合进行组合而无排他性。根据以下描述和附图，这些特征和元件以及其操作将变得更加明显。然而，应理解，以下描述和附图旨在本质上是说明性和解释性的而非限制性的。

附图说明

通过示例的方式说明了本公开，并且本公开不限于附图，在附图中，相同的附图标记指示类似的元件。

图1是可以使用本公开的各种实施方案的电梯系统的示意图；

图2是具有安装在其上的安全制动组件的电梯系统的示意图；

图3是图2的安全制动组件的示意图，所述安全制动组件由安全制动器和安全致动器组成；以及

图4是根据实施方案的图3的安全制动器的感测系统的示意图。

具体实施方式

现在参考图1，示出了大体由数字10识别的电梯系统的示例。电梯系统10包括缆索12、轿厢框架14、电梯轿厢16、滚轮引导件18、导轨20、调速器22、安全制动器24、连杆26、杠杆28和提升杆30。调速器22包括调速器槽轮32、绳索环34和张紧槽轮36。缆索12连接到轿厢框架14和井道内的配重(图1中未示出)。附接到轿厢框架14的电梯轿厢16通过利用通常位于井道顶部处的机房的电梯驱动器(未示出)而经由缆索或皮带12传递到轿厢框架14的力在井道内上下移动。滚轮引导件18附接到轿厢框架14，以沿着导轨20在井道内上下引导电梯轿厢16。调速器滑轮32安装在井道的上端。绳索环34部分地缠绕在调速器槽轮32周围并且部分地围绕张紧槽轮36(在此实施方案中位于井道的底端处)。绳索环34也在杠杆28处连接到电梯轿厢16，从而确保调速器槽轮32的角速度与电梯轿厢16的速度直接相关。

在图1中所示的电梯系统10中，调速器22(位于机房中的机电制动器(未示出))和安全制动器24用于在电梯轿厢16在井道内行进时超过设定速度的情况下停止电梯轿厢16。如果电梯轿厢16达到超速状况，则调节器22最初被触发以接合开关，所述开关又切断电梯驱动器的电源并且使制动器下降以阻止驱动槽轮(未示出)的移动，并且由此阻止移动电梯轿厢16的移动。然而，如果电梯轿厢16继续经历超速状况，则调速器22可以用于触发安全制动器24以阻止电梯轿厢16的移动。除了接合开关以使制动器下降之外，调速器22还释放夹紧调速器绳索34的离合装置。调速器绳索34通过机械连杆26、杠杆28和提升杆30连接到安全制动器24。当电梯轿厢16继续其下降而不受制动器影响时，现在通过致动的调速器22被阻止移动的调速器绳索34拉动操作杠杆28。操作杠杆28通过移动连接到提升杆30的连杆26“设定”安全制动器24，从而导致安全制动器24接合导轨20以使电梯轿厢16停止。

在一些电梯中，通过本文称为“电子安全致动器”的电子系统替换例如关于图1所描述的机械调速器系统。现在参考图2和3，说明了适于致动和重置电梯系统10的安全制动器24的电子安全致动装置100的示例。电子安全致动装置100包括可操作地连接到电梯轿厢(例如轿厢16)的安全制动器110和电子安全致动器112。在一些实施方案中，安全制动器110和电子安全致动器112安装到电梯轿厢16的轿厢框架14。安全制动器110包括制动构件116，例如制动衬块或适于与导轨20可重复地制动接合的类似结构。如图所示，制动构件116具有接触表面118，所述接触表面可操作以摩擦地接合导轨20。制动构件116可以布置成各种不同的布置，包括但不限于楔形制动器配置、磁制动器配置等，如本领域技术人员将了解。在一个非限制性实施方案中，安全制动器110与电子安全致动器112组合成单个单元。在一些实施方案中，电子安全致动器112可以包括一个或多个电子制动元件和/或激活磁体，电子制动元件和/或激活磁体可操作地连接到连杆构件120以触发制动构件116(例如，机械制动元件)的激活。

安全制动器110可在非制动位置与制动位置之间移动。在电梯轿厢16的正常操作期间，安全制动器110设置在非制动位置。明确地说，在非制动位置，制动构件116的接触表面118不与导轨20接触或最小接触，因此不与导轨20摩擦接合。在制动位置，制动构件116的接触表面118与导轨20之间的摩擦力足以阻止电梯轿厢16相对于导轨20的移动。可以使用各种触发机构或部件来致动安全制动器110，并且由此使制动构件116的接触表面118移动为与导轨20摩擦接合。在所说明的实施方案中，连杆构件120被提供并且可操作地连接电子安全致动器112与安全制动器110。在操作中，连杆构件120的移动触发安全制动器110的制动构件116从非制动位置到制动位置的移动，从而使得能够紧急停止电梯轿厢16。

在操作中，可操作地联接到电子安全致动装置100的电子感测系统130(图4)被配置成监测电梯轿厢16的各种参数和状况并且将监测到的参数和状况与至少一个预定状况进行比较。在一些实施方案中，预定状况包括电梯轿厢16的速度和/或加速度、电子安全致动装置100的激活或操作的计数等。在一个非限制性示例中，在被监测的状况(例如超速、加速过快等)满足预定状况的情况下，电子安全致动器112被致动以促进安全制动器110和导轨20的接合。同时，可以增大计数器以指示电子安全致动装置100的致动或操作。

电子感测系统130包括联接到或嵌入在安全致动装置100(并且更具体地说安全致动器112)内的一个或多个传感器或感测元件132。一个或多个感测元件132中的每一个被布置为与控制器134通信。在一实施方案中，控制器134是电子安全致动器112的处理部件、电子存储部件、感测部件等的一部分，如本领域技术人员将了解的(本文称为“板载电子装置”)。板载电子装置用于在电梯运行期间，在原地并且实时地监测一个或多个参数。或者，控制器134可以是电梯系统10的控制器。在一个实施方案中，控制器134可以是移动装置，例如移动电话、膝上型电脑、智能手表、服务工具等。在一个实施方案中，控制器134可以是远程定位的网络资产，例如云服务器或台式计算机。因此，控制器134可以被配置成接收、处理并且在一些实施方案中存储由一个或多个感测元件132提供的信息，例如将数据与预定阈值进行比较以监测电梯系统10的状况。预定阈值可以预定义并且编程到电子感测系统130中。在一实施方案中，阈值可以通过测试来自现有系统的经验可靠性数据等获得。

在一实施方案中，感测元件132包括速度传感器和/或加速度计。或者，感测元件132可以包括光学传感器或激光器，其被配置成测量位于导轨20上的一个或多个标记以确定电梯轿厢16的速度。在此类实施方案中，来自感测元件132的数据由控制器134分析以确定是否存在超速或加速过快状况并且跟踪或记录电子安全致动装置100的操作。如果检测到超速/加速过快状况，则电子安全致动器112激活，由此向上拉动连杆构件120并且驱动制动构件116的接触表面118与导轨20摩擦接合，从而施加制动力以停止电梯轿厢16。在一些实施方案中，电子安全致动器112可以将测量和/或记录的数据从感测系统130的控制器134发射到电梯控制器，并且电梯控制器可以通过响应于检测到的事件而将激活命令发射回到电子安全致动器112以激活电子安全致动装置100来做出响应。

在其它实施方案中，感测系统130的感测元件132可以另外包括间隙传感器和/或电感传感器。间隙传感器通常被配置成监测导轨20与目标表面之间的距离。电感传感器，例如电感式接近传感器，类似于间隙传感器，并且仅检测导电或磁性材料的位置。电子安全致动器112可以提供可与电梯轿厢16一起移动的方便位置，用于定位此类传感器。在通过感测导轨20来监测电梯轿厢16的速度的实施方案中，对应的速度感测元件132必须位于导轨20附近。包括间隙传感器和/或电感传感器可以确定监测电梯轿厢16的速度的感测元件132是否位于距导轨20的允许距离处，以确保速度测量的准确性。此外，间隙传感器和/或电感传感器还可以用于监测电子安全致动器112在电梯轿厢16移动通过井道期间是否与导轨20正确接合。

当电梯轿厢16在整个井道中移动时，电子安全致动装置100的感测系统130还可以用于监测或评估与所述电梯轿厢的乘坐质量相关联的一个或多个参数。本文使用的术语“乘坐质量”不仅包括在电梯轿厢16内经历的振动和/或噪声，还包括支撑电梯轿厢16的导轨20的结构配置，所述结构配置可能促成轿厢16内的振动和/或噪声。取决于致动器112中包括的感测元件132的类型，可以测量与乘坐质量相关联的电梯系统10的不同特性。

在感测元件132中的一者包括速度传感器和加速度计的实施方案中，所收集的用于确定电梯轿厢16是否在超速状况下行进的相同速度和加速度信息也可以用于监测电梯轿厢16所经历的振动。在此类实施方案中，可以将滤波器应用于所收集的信息以识别测量的振动超过允许阈值的部分。

替代地或另外，一个或多个感测元件132可以用于监测导轨20的状况。举例来说，在感测元件132包括光学传感器或激光器的实施方案中，光学传感器或激光器也可以使用，其被配置成监测或测量导轨20的表面粗糙度，以识别粗糙度在允许极限之外的位置。此外，在其它实施方案中，一个或多个感测元件132还可以被配置成监测感测元件132与导轨20的一个或多个表面之间的距离。当监测导轨20时，类似或不同感测元件132的组合可以用于区分电梯轿厢16相对于导轨20的运动与导轨20内的缺陷。举例来说，如果检测到导轨20与感测元件132之间的间隙或距离的短暂变化，但无来自次级感测元件132(例如横向加速度计)的对应信号，则可以确定间隙的变化是轨道缺陷的结果。

此距离信息可以用于识别碎屑累积在轨道20上的位置或识别轨道20偏离平面的位置，即轨道20是波浪形的或弯曲的。在传感器系统130的感测元件132与导轨20协作的任何实施方案中，感测元件132可以被配置成检测设置在相邻导轨段之间的导轨支撑托架和接头或鱼尾板的出现及其任何未对准。举例来说，在一个实施方案中，控制器134被配置成连续监测电梯轿厢16在井道内的竖直位置。感测元件132(例如加速度计)可以用于检测由导轨20的非直线性引起的轿厢16t的横向加速度。非直线性通常由导轨20相对于支撑点(例如导轨托架和导轨20中的接头)的刚度变化引起。

当电梯轿厢16移动通过井道时，来自感测元件132的数据由控制器134存储和分析，以确定需要维护的电梯轿厢16的移动路径内的一个或多个区域。识别需要维护的移动路径内的区域，其中所感测的参数偏离阈值或预期容差。可以记录这种偏差的发生以及其沿着导轨20的长度的相应位置。此数据不仅可以用于确定轨道20的轮廓偏离其预期线性路径的位置，还可以用于确定哪些轨道托架或接头需要调整以实现更平滑的行进路径。

如果超过一个或多个阈值，则感测系统130可以被配置成生成应对电梯系统10执行维护操作的通知。举例来说，维护操作可以包括但不限于手动检查、维修和/或更换。通知可以像打开电梯轿厢内的灯或其它指示器一样简单，以指示应执行维护或者应执行诊断以确定通知的来源。在其它实施方案中，通知可以是警报或提醒，其提供需要维护的听觉、视觉或其它指示。此外，在一些实施方案中，通知可以是从感测系统130(或连接的电梯控制器)发射到维护设施或其它远程位置的消息。在一些实施方案中，特定通知可以与超过的特定阈值相关联，使得某些阈值可以指示需要检查并且因此生成/发射检查通知，并且如果超过阈值，则可以生成/发射不同的通知，例如需要维修或更换。

本领域技术人员将理解，本文示出和描述了各种示例实施方案，每个示例实施方案在特定实施方案中具有某些特征，但本公开不限于此。也就是说，在不脱离本公开的范围的情况下，可以按不同组合来交换、改变或以其它方式组合各种实施方案的特征。

虽然仅结合有限数量的实施方案详细描述了本公开，但应容易理解，本公开不限于这些公开的实施方案。而是，可以修改本公开以结合此前未描述但与本公开的范围相当的任何数量的变型、改变、替换、组合、子组合或等效布置。另外，虽然已经描述了本公开的各种实施方案，但应理解，本公开的各方面可以仅包括所描述的实施方案中的一些。

因此，本公开不应被视为受前述描述的限制，而是仅受所附权利要求的范围限制。

Claims (20)

1.一种用于包括电梯轿厢和导轨的电梯系统的安全致动装置，所述安全致动装置包括：

安全制动器，所述安全制动器设置在所述电梯轿厢上；

电子安全致动器，所述电子安全致动器可操作地连接到所述安全制动器，所述电子安全致动器包括至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置成监测与所述电梯轿厢的乘坐质量相关联的一个或多个参数。

2.如权利要求1所述的安全致动装置，其中与所述电梯轿厢的所述乘坐质量相关联的所述一个或多个参数包括所述电梯轿厢的加速度。

3.如权利要求1所述的安全致动装置，其中与所述电梯轿厢的所述乘坐质量相关联的所述一个或多个参数包括所述导轨的状况。

4.如权利要求3所述的安全致动装置，其中所述导轨的所述状况包括所述导轨的表面粗糙度。

5.如权利要求3所述的安全致动装置，其中所述导轨的所述状况包括所述导轨的平直度。

6.如权利要求3所述的安全致动装置，其中所述导轨的所述状况包括所述电子安全致动器与所述导轨之间的距离。

7.如权利要求1所述的安全致动装置，其中所述至少一个传感器是加速度计。

8.如权利要求1所述的安全致动装置，其中所述传感器是光学传感器或激光器。

9.如权利要求1所述的安全致动装置，其中所述至少一个传感器是间隙传感器和电感传感器中的一者。

10.如权利要求1所述的安全致动装置，其中所述至少一个传感器包括用于监测所述电梯轿厢的速度的第一传感器和用于确定所述第一传感器是否位于与所述导轨相距可接受距离处的第二传感器。

11.一种操作包括电梯轿厢和导轨的电梯系统的方法，所述方法包括：

使所述电梯轿厢和联接到所述电梯轿厢的电子安全致动器在井道内移动；以及

当所述电梯轿厢在所述井道内移动时，使用所述电子安全致动器的至少一个传感器监测与所述电梯轿厢的乘坐质量相关联的一个或多个参数。

12.如权利要求11所述的方法，所述方法还包括迫使可操作地联接到所述电子安全致动器的安全制动器压在所述导轨上以制动所述电梯轿厢的移动。

13.如权利要求11所述的方法，所述方法还包括：

从监测与所述乘坐质量相关联的所述一个或多个参数的所述至少一个传感器接收信息；以及

将所述所接收信息与至少一个预设阈值进行比较。

14.如权利要求13所述的方法，所述方法还包括识别需要维护的所述电梯轿厢的移动路径的一个或多个区域。

15.如权利要求14所述的方法，其中识别需要维护的所述电梯轿厢的所述移动路径的一个或多个区域包括确定所述所接收信息超过所述至少一个预设阈值的所述导轨的位置。

16.如权利要求15所述的方法，所述方法还包括生成在所述所接收信息超过所述至少一个预设阈值的所述导轨的所述位置处需要维护的通知。

17.如权利要求11所述的方法，其中所述至少一个传感器包括可操作以检测所述导轨的表面的传感器。

18.如权利要求11所述的方法，其中所述至少一个传感器中的单个传感器监测所述电梯轿厢的所述速度并且监测与所述电梯轿厢的所述乘坐质量相关联的所述一个或多个参数。

19.如权利要求11所述的方法，其中所述至少一个传感器包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器可操作以监测所述电梯轿厢的速度，并且所述第二传感器可操作以监测与所述电梯轿厢的所述乘坐质量相关联的一个或多个参数。

20.如权利要求19所述的方法，其中所述第二传感器确定所述第一传感器是否位于与所述导轨相距可接受距离处。