CN110088031A - 乘客输送带的安全诊断系统 - Google Patents

Abstract

一种乘客输送带的安全诊断系统，该乘客输送带具有被设置为能够相对于建筑物滑动的桁架，所述安全诊断系统具有：建筑物摆动计测装置，其计测建筑物的摆动；层间位移计算部，其根据建筑物摆动计测装置的计测值来计算建筑物的层间位移；存储部，其存储桁架的屈曲位移；以及屈曲判定部，其将由层间位移计算部计算出的层间位移和存储在存储部中的屈曲位移进行比较来判定桁架是否产生了屈曲。作为一例，建筑物摆动计测装置是在建筑物的地面上设置的加速度传感器，层间位移计算部包括利用质量‑弹簧‑阻尼器系统来再现建筑物的摆动的建筑物分析模型，将由加速度传感器计测出的地面的加速度作为输入代入该建筑物分析模型中，由此计算层间位移。

Description

乘客输送带的安全诊断系统

技术领域

本发明涉及乘客输送带的安全诊断系统。

背景技术

乘客输送带的桁架(骨架)被设置成跨越具有高低差和支承点间距离的建筑物之间。在桁架的两端部设有角钢的支承部件，仅一端的支承部件通过焊接被固定于建筑物侧的承重梁，另一端的支承部件被设置成不被固定于承重梁而直接放置的状态。

在这样的乘客输送带中，例如即使发生了因乘客重量所导致的主框架的挠曲或地震等，非固定侧的支承部件相对于承重梁错开，由此也能防止在桁架和承重梁之间产生较大的应力。并且，考虑到建筑物因地震而在支承点间距离扩大的方向上摆动的情况，通过充分确保支承部件与建筑物侧的承重梁接触的长度即“接合量(重叠量)”，还能够消除桁架错位的问题。并且，即使相反地因地震而在沿建筑物间隔缩小的方向摆动的情况下，如果充分确保桁架与建筑物之间的“间隙”，则能够避免桁架被压缩。

另一方面，乘客输送带因其输送效率高，而被设置在人流较大的场所，作为干线通道使用，所以即使是地震时因停电而不移动，也被用作楼梯，由此成为有效的避难路径。

另外，关于支承部件的位置因地震而错开、在接合量减小的状态下停止了摆动时的乘客输送带，存在桁架因进一步的余震而进一步错位的担忧。关于这种情况，在专利文献1中提出了一种乘客输送带及其控制方法，该乘客输送带具有：检测部，其检测接合量偏离通常范围的情况；以及控制部，其在检测出异常时进行通知。在建筑物因地震而在支承点间距离扩大的方向上摆动的情况下，在该乘客输送带中，能够事先检测出乘客输送带相对于建筑物侧的承重梁过度偏离的情况。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013－245083号公报

发明内容

发明要解决的问题

作为地震时的另一件担忧的事情，认为建筑物在支承点间距离缩小的方向上摆动，桁架与建筑物冲突，对桁架施加了较大的压缩力。在对桁架施加了较大的压缩力的情况下，引发产生较大挠曲的屈曲现象。在发生了屈曲的梁所在的桁架中，存在能支承的载荷的降低和/或接合量减小的担忧。并且，还存在发生了屈曲的梁或因屈曲而弯曲的导轨与梯级干涉而不能行进的担忧。

关于是在桁架的哪个梁材发生了屈曲，是根据各梁材的屈曲载荷和施加给各梁材的轴向力而决定的。乘客输送带的高低差和支承点间距离因每个建筑物而不同，因而发生屈曲的梁材也因每个建筑物不同。并且，乘客的多少也因时间段而变化，发生屈曲的梁材也因乘客的载荷而不同。因此，在维护人员进行点检之前，不容易确定具体的问题部分，并且桁架的屈曲不能从外观上进行判断也是问题。

本发明正是为了解决如上所述的问题而完成的，其目的在于，提供一种能够进行桁架是否产生了屈曲的判定的乘客输送带的安全诊断系统。

用于解决问题的手段

本发明的乘客输送带的安全诊断系统具有设置为能够相对于建筑物滑动的桁架，其特征在于，所述安全诊断系统具有：建筑物摆动计测装置，其计测建筑物的摆动；层间位移计算部，其根据建筑物摆动计测装置的计测值来计算建筑物的层间位移；存储部，其存储桁架的屈曲位移；以及屈曲判定部，其将由层间位移计算部计算出的层间位移和存储在存储部中的屈曲位移进行比较来判定桁架是否产生了屈曲。

发明效果

根据本发明的乘客输送带的安全诊断系统，能够进行桁架是否产生了屈曲的判定。

附图说明

图1是普通的乘客输送带的桁架的侧面的概略图。

图2是图1的乘客输送带的非固定侧(上侧)的桁架的端部的放大图。

图3是本发明的实施方式1的安全诊断系统的结构图。

图4是示出图3的安全诊断系统的控制装置周边的具体结构的图。

图5是将图3的建筑物置换为质量-弹簧-阻尼器系统(spring-mass-dampersystem)的多质点系统的建筑物分析模型的图。

图6是示出桁架被压缩时的位移及此时的反作用力的关系的曲线图。

图7是图1的乘客输送带的防止进入护栏的图。

图8是本发明的实施方式2的安全诊断系统的结构图。

图9是本发明的实施方式3的安全诊断系统的结构图。

具体实施方式

下面，参照附图详细地说明本发明的实施方式。另外，以下示出的实施方式是一例，本发明并不被这些实施方式所限定。

实施方式1

在图1中示出了普通的乘客输送带1的桁架2的侧面的概略图。在图1中，桁架2由钢材的梁构成。在桁架2的两端部设有角钢的支承部件3a、3b，仅下侧的支承部件3a通过焊接被固定于建筑物的承重梁4a，使得不沿水平方向(支承点间距离的方向，即X轴的方向)移动。上侧的支承部件3b被设置为不被固定于建筑物的承重梁4b而直接放置的状态。

在这样的乘客输送带1中，即使例如发生了因乘客重量导致的主框架的挠曲或地震等时，上侧的支承部件3b相对于承重梁4b沿水平方向滑动，由此防止了在桁架2和承重梁4b之间产生较大的应力。

图2是图1的乘客输送带1的非固定侧(上侧)的桁架2的端部的放大图。乘客输送带1按照由建筑基准法规定的层间位移以上的接合量5和间隙6进行设置。

图3是本发明的实施方式1的安全诊断系统的结构图。在设置有乘客输送带1的建筑物10中，设有建筑物摆动计测装置11、第1发送装置12、第1接收装置13和控制装置14。

建筑物摆动计测装置11具体而言是在建筑物10的地面上设置的加速度传感器15。第1发送装置12将建筑物摆动计测装置11的计测值发送给监视中心30。第1接收装置13从监视中心30接收桁架2是否产生了屈曲的判定结果。

图4示出了控制装置14的周边的具体结构。控制装置14根据由第1接收装置13接收到的屈曲的判定结果，向电机停止装置16、语音广播装置17和防止进入护栏18输出控制指令。并且，控制装置14还具有将提供给乘客输送带1的电力由外部电源19切换为内部电池20的功能。

返回到图3，在监视中心30设有第2接收装置31、层间位移计算部32、存储部33、屈曲判定部34和第2发送装置35。

第2接收装置31从建筑物10的第1发送装置12接收建筑物摆动计测装置11的计测值，具体而言，接收建筑物10的地面上的加速度。

层间位移计算部32具有通过质量-弹簧-阻尼器系统(spring-mass-dampersystem)来再现建筑物10的摆动的建筑物分析模型，根据由第2接收装置31接收到的计测值来计算建筑物10的各楼层的层间位移。

存储部33存储事先通过仿真计算出的各楼层的桁架2的屈曲位移。

屈曲判定部34将由层间位移计算部32计算出的各楼层的层间位移和存储在存储部33中的各楼层的桁架2的屈曲位移进行比较，判定各楼层的桁架2是否产生了屈曲。

第2发送装置35将屈曲判定部34的判定结果发送给建筑物10。

下面，对本发明的实施方式1的安全诊断系统在地震发生时的动作进行说明。

首先，在检测出地震的发生时，由第1发送装置12向监视中心30的第2接收装置31发送建筑物10的建筑物摆动计测装置11、具体而言是在建筑物10的地面上设置的加速度传感器15的计测值α。另外，作为检测地震发生的方法，可以根据加速度传感器15的计测值进行检测，除此以外，也可以考虑例如通过地震仪进行检测的方法、接收公共的紧急地震快讯的方法等各种方法。

监视中心30的层间位移计算部32将由第2接收装置31接收到的建筑物10的地面上的加速度α作为输入代入到建筑物分析模型中，计算建筑物10的各楼层的层间位移。例如，如图5所示，在将3层的建筑物置换为质量-弹簧-阻尼器系统的多质点系统时，运动方程式如下所述。另外，自此以后以3层的建筑物为例进行具体说明，但本发明不限于3层的建筑物。

【式1】

1层：

m₁α₁+c₁α₁-c₂(α₂-α₁)+k₁x₁-k₂(x₂-x₁)＝-m₁α

2层：

m₂α₂+c₂(α₂-α₁)-c₃(α₃-α₂)+k₂(x₂-x₁)-k₃(x₃-x₂)＝-m₂α

3层：

m₃α₃+c₃(α₃-α₂)+k₃(x₃-x₂)＝-m₃α

通过将地面上的加速度α作为输入代入上述的运动方程式进行求解，能够求出建筑物10的各楼层的层间位移δ1、δ2、δ3。

另一方面，在存储部33中存储有事先通过仿真计算出的建筑物10的各楼层的桁架2的屈曲位移X1、X2、X3。所谓屈曲是指在对长尺寸的结构部件施加了压缩力的情况下，即使是在屈服点以下时，变形的形态也急剧变化而产生较大的挠曲的现象，一旦产生了屈曲，则该梁材的轴向力也急剧下降，因而有可能桁架2整体倒塌。

在图6的曲线图中，横轴表示对桁架2进行了压缩时的位移(压缩量)，纵轴表示此时的反作用力。如该曲线图所示，在对桁架2进行了压缩的情况下，最初反作用力与压缩量成正比地上升，但自屈曲位移X以后，反作用力与压缩量成反比地下降。

关于在桁架2的哪个梁材产生屈曲，是由各梁材的屈曲载荷和施加给各梁材的轴向力决定的。乘客输送带1的高低差和支承点间距离因每个建筑物而不同，因而发生屈曲的梁材也因每个建筑物而不同。并且，乘客的多少也因时间段而变化，发生屈曲的梁材也因该载荷而不同。施加给桁架2的各梁材的轴向力能够通过克雷莫纳那应力图(Cremona forcediagram)或FEM(有限元)分析而求出，因而事先通过仿真计算出最差条件，将此时的屈曲位移X1、X2、X3存储在存储部33中。

在屈曲判定部34中将由层间位移计算部32计算出的各楼层的层间位移δ1、δ2、δ3、和存储在存储部33中的各楼层的屈曲位移X1、X2、X3分别进行比较，如果存在层间位移δ大于屈曲位移X的楼层，则判定为该楼层的桁架2产生了屈曲。第2发送装置35向建筑物10的第1接收装置13发送屈曲判定部34的判定结果。

建筑物10的控制装置14根据由第1接收装置13接收到的判定结果，使产生了屈曲的楼层的乘客输送带1停止。具体而言，控制装置14通过电机停止装置16使乘客输送带1的驱动电机(未图示)停止，并且通过语音广播装置17提示利用者中止利用乘客输送带1并马上下梯。然后，控制装置14使防止进入护栏18工作，使利用者不能乘入乘客输送带1。

如图7所示，防止进入护栏18由乘客输送带1的下侧的防止进入护栏18a和上侧的防止进入护栏18b构成。如图7的(a)所示，防止进入护栏18a、18b在通常时分别被收纳于乘客输送带1的乘降部21a、21b的地板下面的机房22a、22b中。并且，如图7的(b)所示，在工作时通过未图示的电机被提起来，并上升到将乘降部21a、21b封堵起来的高度。并且，防止进入护栏18a、18b在乘客输送带1的下侧和上侧有时间差地工作，首先使乘梯层站侧(下侧)的防止进入护栏18a工作，在预先设定的时间以后使下梯层站侧(上侧)的防止进入护栏18b工作。

另外，由于也充分考虑到在地震时会发生停电，因而控制装置14根据需要将乘客输送带1的驱动电力由外部电源19切换为内部电池20。

如以上说明的那样，本发明的乘客输送带的安全诊断系统具有屈曲判定部34，该屈曲判定部34将层间位移计算部32计算出的各楼层的层间位移与存储在存储部33中的各楼层的屈曲位移进行比较，判定各楼层的桁架2是否产生了屈曲。由此，能够进行不能由外观判断的桁架2的屈曲判定，迅速告知利用者在地震刚刚发生后是也可以作为紧急楼梯使用的安全的乘客输送带、还是存在因余震或乘客载荷而坠落的危险性的乘客输送带。并且，对于维护人员而言，能够迅速掌握地震发生地域的需要修理的乘客输送带，因而节省点检的劳力。

另外，安全诊断系统具有存储事先通过仿真计算出的各楼层的桁架2的屈曲位移的存储部33。由此，仅通过将存储在存储部33中的屈曲位移与建筑物的层间位移进行比较，即可进行屈曲的判定，而不需要反作用力值，因而能够低成本地实施，而无需设置力传感器等。

另外，仅通过在地面上设置加速度传感器15作为建筑物摆动计测装置11，即可通过使用了建筑物分析模型的计算来求出各楼层的位移，因而能够低成本地实施。

另外，仅通过在监视中心30设置层间位移计算部32、存储部33和屈曲判定部34，在设置有乘客输送带1的建筑物10设置作为建筑物摆动计测装置11的加速度传感器15，即可进行实施。因此，本发明不仅可以适用于新设的乘客输送带，而且同样可以适用于既已设置的乘客输送带。

另外，在实施方式1中，乘客输送带1是上侧不固定、下侧固定，但本发明并不限定乘客输送带的固定方法。即，本发明同样能够适用于上侧固定、下侧不固定的乘客输送带、或单侧准固定的乘客输送带。

另外，实施方式1中的建筑物分析模型是基于质量-弹簧-阻尼器系统的模型，但本发明的建筑物分析模型不限于此。即，只要是能够计算出建筑物的摆动的模型，则可以是任何的分析模型。

另外，在实施方式1中，向监视中心30发送建筑物摆动计测装置11的计测值，在监视中心30内设有层间位移计算部32、存储部33和屈曲判定部34，但也可以在乘客输送带的控制装置14的内部设置层间位移计算部32、存储部33和屈曲判定部34。

另外，在实施方式1中，虽然构成为，防止进入护栏18a、18b是被收纳在乘客输送带1的乘降部21a、21b的地板下面的机房22a、22b中并在工作时上升而将乘降部21a、21b封堵起来的构造，但只要是防止利用者的进入的方式，则可以是任何构造。

实施方式2

下面，对本发明的实施方式2的乘客输送带的安全诊断系统进行说明。另外，在以后的实施方式的说明中，对与实施方式1相同的部分省略说明，仅对不同的部分进行详细说明。

图8是本发明的实施方式2的安全诊断系统的结构图。在实施方式2中，在建筑物10的各楼层设置加速度传感器215作为建筑物摆动计测装置211。监视中心230的层间位移计算部232对所计测的各楼层的加速度进行二次积分，求出各楼层的位移，并根据上楼层和下楼层的位移差求出层间位移。

在实施方式1中通过计算来求出各楼层的层间位移，因而受到建筑物分析模型的模型误差的影响，而在实施方式2中直接测定各楼层的加速度来求出层间位移，因而不受因建筑物的时效老化导致的刚性变化的影响等，能够更准确地计算出层间位移。并且，不需要如实施方式1那样在层间位移计算部232中进行建筑物分析模型的计算，因而能够通过更简单的计算来求出层间位移。

实施方式3

图9是本发明的实施方式3的安全诊断系统的结构图。在实施方式3中，在各楼层设置位移传感器315作为建筑物摆动计测装置311，层间位移计算部332将所计测的倾斜方向的位移转换为水平方向距离来求出层间位移。另外，作为位移传感器315可以考虑如下的构造：在设置有乘客输送带1的上楼层和下楼层之间与乘客输送带1并行地铺设线缆，将其一端完全固定，以可移动的方式把持另一端。由此，计测线缆的移动量，层间位移计算部332将所计测的移动量转换为水平方向距离，由此能够求出层间位移。并且，除此以外只要是可以计测上楼层和下楼层的位移的方法，则可以是任何方法，例如使用激光位移计的方法等。

在实施方式2中，对在各楼层设置的加速度传感器215的计测值进行二次积分来求出各楼层的层间位移，因而有可能在积分的过程中混入误差。与此相对，在实施方式3中直接计测各楼层的位移，因而能够更准确地求出层间位移。并且，层间位移计算部332仅将所计测的倾斜方向的距离转换为水平方向距离即可，因而能够通过更简单的计算来求出层间位移。

实施方式4

在实施方式1～3中，在检测出地震的发生时，向监视中心30发送建筑物摆动计测装置11的计测值，判定在建筑物10的各楼层的桁架2是否产生了屈曲，然后使乘客输送带1停止。也可以将该处理变更如下。

首先，在检测出地震的发生时，向监视中心30发送建筑物摆动计测装置11的计测值。接收到该计测值的监视中心30马上向建筑物10的控制装置14发送乘客输送带1的停止指令。接收到该停止指令的控制装置14，通过电机停止装置16使乘客输送带1停止。

在地震平息并且由监视中心30的屈曲判定部34判定为乘客输送带1的桁架2未产生屈曲时，监视中心30向建筑物10的控制装置14发送运转重新开始指令，接收到该指令的控制装置14使乘客输送带1的运转重新开始。并且，此时控制装置14通过语音广播装置17广播乘客输送带1的运转重新开始，对利用者通知乘客输送带1的运转重新开始。

实施方式5

乘客输送带1的桁架2的屈曲位移还受乘客载荷影响。因此，也可以是，根据乘客输送带1的驱动电机的转矩等来估计地震发生时的乘客负荷，并作为乘客负荷信息发送给监视中心30。在接收到该信息的监视中心30中，根据接收到的乘客负荷信息来更新存储在存储部33中的屈曲位移。由此，能够更高精度地进行乘客输送带1的桁架2是否产生了屈曲的判定，因而维护人员进行的现场确认作业变简单。

Claims (14)

1.一种安全诊断系统，其是具有被设置为能够相对于建筑物滑动的桁架的乘客输送带的安全诊断系统，其特征在于，所述安全诊断系统具有：

建筑物摆动计测装置，其计测所述建筑物的摆动；

层间位移计算部，其根据所述建筑物摆动计测装置的计测值来计算所述建筑物的层间位移；

存储部，其存储所述桁架的屈曲位移；以及

屈曲判定部，其将由所述层间位移计算部计算出的所述层间位移和存储在所述存储部中的所述屈曲位移进行比较，判定所述桁架是否产生了屈曲。

2.根据权利要求1所述的安全诊断系统，其特征在于，

所述建筑物摆动计测装置是在所述建筑物的地面上设置的加速度传感器，

所述层间位移计算部包括利用质量-弹簧-阻尼器系统来再现所述建筑物的摆动的建筑物分析模型，将由所述加速度传感器计测出的地面的加速度作为输入代入该建筑物分析模型中，由此计算所述层间位移。

3.根据权利要求1所述的安全诊断系统，其特征在于，

所述建筑物摆动计测装置是在所述建筑物的各楼层设置的加速度传感器，

所述层间位移计算部对由所述加速度传感器计测出的各楼层的加速度进行二次积分，根据该二次积分值的上楼层与下楼层之差来计算所述层间位移。

4.根据权利要求1所述的安全诊断系统，其特征在于，

所述建筑物摆动计测装置是在所述建筑物的各楼层设置的位移传感器，

所述层间位移计算部将由所述位移传感器计测出的各楼层的位移转换为水平方向距离，根据该水平方向距离的上楼层与下楼层之差来计算所述层间位移。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的安全诊断系统，其特征在于，

存储在所述存储部中的所述屈曲位移是比所述乘客输送带与所述建筑物之间的间隙大的值。

6.根据权利要求1～5中任意一项所述的安全诊断系统，其特征在于，

存储在所述存储部中的所述屈曲位移是根据基于FEM分析的事先的仿真结果求出的。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的安全诊断系统，其特征在于，

所述存储部存储根据所述乘客输送带的乘客载荷而不同的屈曲位移，

所述屈曲判定部根据驱动所述乘客输送带的电机的负荷信息来估计乘客载荷，从所述存储部中读出与估计出的该乘客载荷对应的屈曲位移。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的安全诊断系统，其特征在于，

所述安全诊断系统还具有停止装置，该停止装置在由所述屈曲判定部判定为所述桁架产生了屈曲时，使所述乘客输送带的运转停止。

9.根据权利要求1～7中任意一项所述的安全诊断系统，其特征在于，

所述安全诊断系统还具有：

地震检测装置，其检测地震；以及

运转控制装置，其控制所述乘客输送带的运转状态，

所述运转控制装置在由所述地震检测装置检测出地震的发生时，使所述乘客输送带的运转停止，然后在由所述地震检测装置检测出地震平息并且由所述屈曲判定部判定为所述桁架未产生屈曲时，使所述乘客输送带的运转重新开始。

10.根据权利要求1～9中任意一项所述的安全诊断系统，其特征在于，

所述安全诊断系统还具有语音广播装置，该语音广播装置在由所述屈曲判定部判定为所述桁架产生了屈曲时，通知利用者不能利用所述乘客输送带，在由所述屈曲判定部判定为所述桁架未产生屈曲时，通知利用者能够利用所述乘客输送带。

11.根据权利要求1～10中任意一项所述的安全诊断系统，其特征在于，

所述安全诊断系统还具有防止进入装置，该防止进入装置在由所述屈曲判定部判定为所述桁架产生了屈曲时，将所述乘客输送带的乘降部封堵起来。

12.根据权利要求1～11中任意一项所述的安全诊断系统，其特征在于，所述安全诊断系统还具有：

外部电源，其能够对所述乘客输送带供给电力；

内部电池，其能够对所述乘客输送带供给电力；以及

切换装置，其根据状况而切换来自所述外部电源的电力供给和来自所述内部电池的电力供给。

13.一种乘客输送带的监视装置，该乘客输送带具有被设置为能够相对于建筑物滑动的桁架，其特征在于，所述乘客输送带的监视装置具有：

建筑物摆动计测装置，其计测所述建筑物的摆动；

第1发送装置，其发送所述建筑物摆动计测装置的计测值；

第1接收装置，其接收所述桁架是否产生了屈曲的判定结果；以及

停止装置，其在所述判定结果示出所述桁架产生了屈曲时，使所述乘客输送带的运转停止。

14.一种乘客输送带的诊断装置，该乘客输送带具有被设置为能够相对于建筑物滑动的桁架，其特征在于，所述乘客输送带的诊断装置具有：

第2接收装置，其接收所述建筑物的摆动的计测值；

层间位移计算部，其根据所述计测值来计算所述建筑物的层间位移；

存储部，其存储所述桁架的屈曲位移；

屈曲判定部，其将由所述层间位移计算部计算出的所述层间位移与存储在所述存储部中的所述屈曲位移进行比较，判定所述桁架是否产生了屈曲；以及

第2发送装置，其发送所述屈曲判定部的判定结果。