CN110240038B - 一种电梯曳引轮滑移量检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯曳引轮滑移量检测装置及方法。该装置包括电梯曳引系统、图像采集装置、无线传输装置和监控中心；电梯曳引系统，包括：曳引轮、曳引轮电机、带有刻度标记的钢丝绳和控制柜；曳引轮电机与曳引轮电连接；钢丝绳放置于曳引轮的绳槽内，钢丝绳和曳引轮的绳槽吻合；控制柜与曳引轮电机电连接，控制柜用于读取曳引轮电机的转数；图像采集装置设置在曳引轮上方，图像采集装置用于采集钢丝绳的刻度标记图像；无线传输装置分别与图像采集装置和控制柜连接，无线传输装置用于将图像采集装置采集到的刻度标记图像和曳引轮电机的转数无线传输至监控中心。采用本发明的装置及方法，解决了电梯维保人员在测量过程中存在危险的问题。

Description

一种电梯曳引轮滑移量检测装置及方法

技术领域

本发明涉及电梯安全侦测技术领域，特别是涉及一种电梯曳引轮滑移量检测装置及方法。

背景技术

电梯曳引机作为驱动机构，钢丝绳挂在曳引机的绳轮上，一端悬吊轿厢，另一端悬吊对重装置。曳引机转动时，由曳引轮与钢丝绳之间的摩擦力产生曳引力来驱使轿厢上下运动。轿厢在上升或下降的过程中由于钢丝绳两端受力不平衡，会产生一定的弹性拉伸，这时产生的曳引轮与钢丝绳的滑移属于正常滑移。但在电梯在长期使用的过程中，由于曳引轮或钢丝绳之间产生一定的磨损，曳引轮与钢丝绳之间会产生一定量的滑移，这属于非正常滑移。电梯曳引轮滑移量是指曳引轮和钢丝绳之间发生错位的距离。

现有的检测电梯滑移的方法是电梯维保人员使用直尺，对钢丝绳在绳槽中的下降距离进行测量，当下降距离大于0.1mm，即认为电梯存在较大滑移，需要进行更换钢丝绳或曳引轮，然而这种方法需要电梯维保人员在井道上方进行测量，所以存在电梯维保人员坠入井道的危险。因此电梯维保人员在测量过程中存在危险。

发明内容

本发明的目的是提供一种电梯曳引轮滑移量检测装置及方法，解决了电梯维保人员在测量过程中存在危险的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电梯曳引轮滑移量检测装置，包括：

电梯曳引系统、图像采集装置、无线传输装置和监控中心；

所述电梯曳引系统，包括：曳引轮、曳引轮电机、带有刻度标记的钢丝绳和控制柜；所述曳引轮电机与所述曳引轮电连接，所述曳引轮电机用于驱动所述曳引轮转动；所述钢丝绳放置于所述曳引轮的绳槽内，所述钢丝绳和所述曳引轮的绳槽吻合；所述控制柜与所述曳引轮电机电连接，所述控制柜用于读取所述曳引轮电机的转数；

所述图像采集装置设置在所述曳引轮上方，所述图像采集装置用于采集所述钢丝绳的刻度标记图像；所述无线传输装置分别与所述图像采集装置和所述控制柜连接，所述无线传输装置用于将所述图像采集装置采集到的刻度标记图像和所述曳引轮电机的转数无线传输至所述监控中心。

可选的，所述图像采集装置，具体包括：

相机和相机支架；

所述相机支架包括调节部和支撑部，所述调节部与所述支撑部连接；

所述相机拍摄端朝向所述曳引轮，所述相机的主光轴和所述曳引轮圆心在一条直线上；所述相机侧壁通过螺栓可上下移动的设置在所述相机支架的调节部；所述相机支架的支撑部设置在所述曳引轮电机上。

可选的，所述图像采集装置，还包括：

第一光源、第二光源和光源支撑架；

所述光源支撑架包括顶板、第一侧板和第二侧板；

所述顶板一端与所述第一侧板活动连接，所述顶板另一端与所述第二侧板活动连接；所述顶板固定设置在所述相机顶端；所述第一光源设置在所述第一侧板，所述第二光源设置在所述第二侧板；所述第一光源、所述第二光源和所述相机位于一条直线上。

可选的，所述带有刻度标记的钢丝绳上设有多个等间距设置的第一标记和多个等间距设置的第二标记；相邻两个第二标记之间有多个第一标记。

本发明还提供一种电梯曳引轮滑移量检测方法，应用于上述的电梯曳引轮滑移量检测装置，包括：

获取电梯运行前图像采集装置采集的刻度标记图像，得到电梯运行前的刻度标记图像；

获取电梯运行时图像采集装置根据预设图像采集时间周期采集的多组刻度标记图像，得到电梯运行时的多个刻度标记图像；

根据电梯运行前的刻度标记图像和电梯运行时的多个刻度标记图像计算钢丝绳的运行距离；

获取电梯运行前后曳引轮电机的转数；

根据所述曳引轮电机的转数计算曳引轮的位移；

根据所述钢丝绳的运行距离与所述曳引轮的位移的差值确定电梯曳引轮的滑移量。

可选的，所述电梯运行前的刻度标记图像是将带有刻度标记的钢丝绳的第二标记位于所述图像采集装置视野的中心位置，并且所述视野中仅有一个第二标记采集得到的图像。

可选的，根据电梯运行前的刻度标记图像和电梯运行时的多个刻度标记图像计算钢丝绳的运行距离，具体包括：

获取所述电梯运行时的多个刻度标记图像中，按运行时间先后顺序排列的最后一张带有第二标记的刻度标记图像；

根据所述最后一张带有第二标记的刻度标记图像中第二标记的质心位置，计算所述第二标记相对于初始位置的距离；所述初始位置为电梯运行前所述图像采集装置视野中第二标记所在的位置；

计算所述电梯运行时的多个刻度标记图像中第二标记出现的总次数，同时计算相邻两个第一标记的刻度距离；

根据所述第二标记相对于所述初始位置的距离、所述第二标记出现的总次数以及所述相邻两个第一标记的刻度距离计算所述钢丝绳的运行距离。

可选的，所述根据所述最后一张带有第二标记的刻度标记图像中第二标记的质心位置，计算所述第二标记相对于所述初始位置的距离d，具体包括：

根据公式d＝R*arcsin(DO/R)计算所述第二标记相对于所述初始位置的距离；其中，R表示所述曳引轮的半径，DO表示所述第二标记的质心位置到所述曳引轮垂直中心线的距离。

可选的，所述根据所述第二标记相对于所述初始位置的距离、所述第二标记出现的总次数以及所述相邻两个第一标记的刻度距离计算所述钢丝绳的运行距离L1，具体包括：

根据公式L1＝m*k*n+d计算所述钢丝绳的运行距离；其中，m表示所述图像采集装置视野中所述第一标记和所述第二标记的总个数，k表示相邻两个所述第一标记之间的刻度距离，n表示电梯运行时的多个刻度标记图像中所述第二标记出现的总次数，d表示所述第二标记相对于所述初始位置的距离。

可选的，所述根据所述曳引轮电机的转数计算曳引轮的位移L2，具体包括：

根据公式L2＝k'(n2-n1)计算曳引轮的位移；其中，k’表示转换系数，k'＝p*2π*R，p表示所述曳引轮与所述曳引轮电机的传动比，R表示所述曳引轮的半径，n1表示电梯运行前曳引轮电机的转数，n2表示在获取最后一张带有第二标记的刻度标记图像时曳引轮电机的转数。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种电梯曳引轮滑移量检测装置，通过设置电梯曳引系统、图像采集装置、无线传输装置和监控中心；将图像采集装置设置在曳引轮上方采集钢丝绳的刻度标记图像，并通过无线传输装置将图像采集装置采集到的刻度标记图像和曳引轮电机的转数无线传输至监控中心，以远程监控的方式解决了电梯维保人员在测量过程中存在危险的问题。

此外，图像采集装置中的相机侧壁通过螺栓可上下移动的设置在相机支架的调节部，相机拍摄端朝向所述曳引轮，能够根据不同大小不同类型的曳引轮灵活调整相机位置。并且图像采集装置中的光源支撑架顶板一端与第一侧板活动连接，顶板另一端与第二侧板活动连接，第一光源设置在第一侧板，第二光源设置在第二侧板，能够灵活调整光源方向。

本发明还提出了一种电梯曳引轮滑移量检测方法，通过获取电梯运行前和运行时的刻度标记图像计算钢丝绳的运行距离，根据曳引轮电机的转数计算曳引轮的位移；将钢丝绳的运行距离与曳引轮的位移的做差得到电梯曳引轮的滑移量，避免了现有技术中电梯维保人员使用直尺检测电梯滑移量检测精度不高的问题，既节约了成本，又提高了电梯滑移量的检测精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中电梯曳引轮滑移量检测装置结构图；

图2为本发明实施例中图像采集装置结构示意图；

图3为本发明实施例中钢丝绳结构示意图；

图4为本发明实施例中电梯曳引轮滑移量检测方法流程图；

图5为本发明实施例中曳引轮主视图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种电梯曳引轮滑移量检测装置及方法，解决了电梯维保人员在测量过程中存在危险的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例电梯曳引轮滑移量检测装置结构图；

图2为本发明实施例图像采集装置结构示意图；

图3为本发明实施例钢丝绳结构示意图。

如图1-3所示，一种电梯曳引轮滑移量检测装置，包括：电梯曳引系统、图像采集装置、无线传输装置(图中未示出)和监控中心1。电梯曳引系统，包括：曳引轮2、曳引轮电机3、带有刻度标记的钢丝绳4和控制柜5。曳引轮电机3与曳引轮2电连接，曳引轮电机3用于驱动曳引轮2转动；钢丝绳4放置于曳引轮2的绳槽内，钢丝绳4和曳引轮2的绳槽吻合；控制柜5与曳引轮电机3电连接，控制柜5用于读取曳引轮电机3的转数。图像采集装置设置在曳引轮2上方，图像采集装置用于采集钢丝绳4的刻度标记图像；无线传输装置分别与图像采集装置和控制柜5连接，无线传输装置用于将图像采集装置采集到的刻度标记图像和曳引轮电机3的转数无线传输至监控中心1。

图像采集装置，具体包括：相机6、相机支架、第一光源7、第二光源8和光源支撑架。相机支架包括调节部9和支撑部10，调节部9与支撑部10连接。相机6拍摄端朝向曳引轮2，相机6的主光轴和曳引轮2垂直中心线在一条直线上；相机6侧壁通过螺栓14可上下移动的设置在相机支架的调节部9；相机支架的支撑部10设置在曳引轮电机3上。光源支撑架包括顶板11、第一侧板12和第二侧板13。顶板11一端与第一侧板12活动连接，顶板11另一端与第二侧板13活动连接；顶板11固定设置在相机6顶端；第一光源7设置在第一侧板12，第二光源8设置在第二侧板13，且第一光源7和第二光源8朝向曳引轮2；第一光源7、第二光源8和相机6位于一条直线上。图像采集装置中的相机6侧壁通过螺栓14可上下移动的设置在相机支架的调节部9，相机6拍摄端朝向所述曳引轮2，能够根据不同大小不同类型的曳引轮2灵活调整相机6位置。并且图像采集装置中的光源支撑架顶板11一端与第一侧板12活动连接，顶板11另一端与第二侧板13活动连接，第一光源7设置在第一侧板12，第二光源8设置在第二侧板13，能够灵活调整光源方向。第一光源7和第二光源8均为LED光源。

带有刻度标记的钢丝绳4上设有多个等间距设置的第一标记15和多个等间距设置的第二标记16。相邻两个第二标记16之间有多个第一标记15；第二标记16与相邻的第一标记15之间的距离等于相邻两个第一标记15的距离。通过在钢丝绳4上做均匀的标记，使钢丝绳4变为一个能够度量的刻度尺，便于进行电梯曳引轮2滑移量检测。

图4为本发明实施例电梯曳引轮滑移量检测方法流程图。如图4所示，一种电梯曳引轮滑移量检测方法，应用于电梯曳引轮滑移量检测装置，该方法，包括：

步骤401：获取电梯运行前图像采集装置采集的刻度标记图像，得到电梯运行前的刻度标记图像。

电梯运行前的刻度标记图像是将带有刻度标记的钢丝绳的第二标记位于图像采集装置视野的中心位置，并且视野中仅有一个第二标记采集得到的图像。

步骤402：获取电梯运行时图像采集装置根据预设图像采集时间周期采集的多组刻度标记图像，得到电梯运行时的多个刻度标记图像。

步骤403：根据电梯运行前的刻度标记图像和电梯运行后的多个刻度标记图像计算钢丝绳的运行距离。

计算钢丝绳的运行距离的方法包括：

获取电梯运行时的多个刻度标记图像中，按运行时间先后顺序排列的最后一张带有第二标记的刻度标记图像。对采集到的电梯运行时的多个刻度标记图像先进行灰度化处理再进行二值化处理，得到处理后的图像。

根据最后一张带有第二标记的刻度标记图像中第二标记的质心位置，采用公式d＝R*arcsin(DO/R)计算第二标记相对于初始位置的距离；初始位置为电梯运行前图像采集装置视野中第二标记所在的位置。其中，R表示曳引轮的半径，DO表示第二标记的质心位置到曳引轮垂直中心线的距离。

具体的，图5为曳引轮主视图，如图5所示，在计算第二标记相对于初始位置的距离时，O为曳引轮的圆心，直线EF为相机的主光轴所在直线，C点为最后一张带有第二标记的刻度标记图像中第二标记质心所在的位置，D点为C点在直线EF方向的投影点，α角为弧EC所对的圆心角。通过对图像中C点与初始位置的像素差得到DO之间的距离，通过像素当量转换成实际的距离，由于曳引轮的半径R已知，因此，sinα＝sin∠DCO＝DOR；α＝arcsin(DOR)；d＝R*arcsin(DO/R)。

计算电梯运行时的多个刻度标记图像中第二标记出现的总次数，同时计算相邻两个第一标记的刻度距离。

根据第二标记相对于初始位置的距离、第二标记出现的总次数以及相邻两个第一标记的刻度距离采用公式L1＝m*k*n+d计算钢丝绳的运行距离。其中，m表示图像采集装置视野中第一标记和第二标记的总个数，k表示相邻两个第一标记之间的刻度距离，n表示电梯运行后的多个刻度标记图像中第二标记出现的总次数，d表示第二标记相对于初始位置的距离。

步骤404：获取电梯运行前后曳引轮电机的转数。

步骤405：根据曳引轮电机的转数计算曳引轮的位移。

根据公式L2＝k'(n2-n1)计算曳引轮的位移；其中，k’表示转换系数，R表示曳引轮的半径，p表示曳引轮与曳引轮电机的传动比，n1表示电梯运行前曳引轮电机的转数，n2表示在获取最后一张带有第二标记的刻度标记图像时曳引轮电机的转数。

v表示电梯曳引机转子转轴的线速度与曳引轮的线速度，r表示电梯曳引机输出轴的半径。传动比p与曳引轮的半径R以及电梯曳引机输出轴的半径r有关，电梯曳引机转子转轴的线速度与曳引轮的线速度相同且均为v，传动比p＝电梯曳引机主动轮的转速/曳引轮的从动轮的转速＝电梯曳引机输出轴的角速度/曳引轮的角速度＝(电梯曳引机转子转轴的线速度v/电梯曳引机输出轴的半径r)/(曳引轮的线速度v/曳引轮的半径R)，即/>

步骤406：根据钢丝绳的运行距离与曳引轮的位移的差值的绝对值确定电梯曳引轮的滑移量L，即L＝|L1-L2|。

通过获取电梯运行前和运行时的刻度标记图像计算钢丝绳的运行距离，根据曳引轮电机的转数计算曳引轮的位移；将钢丝绳的运行距离与曳引轮的位移的做差得到电梯曳引轮的滑移量，避免了现有技术中电梯维保人员使用直尺检测电梯滑移量检测精度不高的问题，节约了成本；并且本发明是在像素级别上进行测量，比传统的通过附加传感器的方式检测得到的电梯滑移量精度高。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种电梯曳引轮滑移量检测装置，其特征在于，包括：

电梯曳引系统、图像采集装置、无线传输装置和监控中心；

所述电梯曳引系统，包括：曳引轮、曳引轮电机、带有刻度标记的钢丝绳和控制柜；所述曳引轮电机与所述曳引轮电连接，所述曳引轮电机用于驱动所述曳引轮转动；所述钢丝绳放置于所述曳引轮的绳槽内，所述钢丝绳和所述曳引轮的绳槽吻合；所述控制柜与所述曳引轮电机电连接，所述控制柜用于读取所述曳引轮电机的转数；

所述图像采集装置设置在所述曳引轮上方，所述图像采集装置用于采集所述钢丝绳的刻度标记图像；所述无线传输装置分别与所述图像采集装置和所述控制柜连接，所述无线传输装置用于将所述图像采集装置采集到的刻度标记图像和所述曳引轮电机的转数无线传输至所述监控中心。

2.根据权利要求1所述的电梯曳引轮滑移量检测装置，其特征在于，所述图像采集装置，具体包括：

相机和相机支架；

所述相机支架包括调节部和支撑部，所述调节部与所述支撑部连接；

所述相机拍摄端朝向所述曳引轮，所述相机的主光轴和所述曳引轮圆心在一条直线上；所述相机侧壁通过螺栓可上下移动的设置在所述相机支架的调节部；所述相机支架的支撑部设置在所述曳引轮电机上。

3.根据权利要求2所述的电梯曳引轮滑移量检测装置，其特征在于，所述图像采集装置，还包括：

第一光源、第二光源和光源支撑架；

所述光源支撑架包括顶板、第一侧板和第二侧板；

所述顶板一端与所述第一侧板活动连接，所述顶板另一端与所述第二侧板活动连接；所述顶板固定设置在所述相机顶端；所述第一光源设置在所述第一侧板，所述第二光源设置在所述第二侧板；所述第一光源、所述第二光源和所述相机位于一条直线上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电梯曳引轮滑移量检测装置，其特征在于，所述带有刻度标记的钢丝绳上设有多个等间距设置的第一标记和多个等间距设置的第二标记；相邻两个第二标记之间有多个第一标记。

5.一种电梯曳引轮滑移量检测方法，应用于权利要求1-4任一项所述的电梯曳引轮滑移量检测装置，其特征在于，所述方法，包括：

获取电梯运行前图像采集装置采集的刻度标记图像，得到电梯运行前的刻度标记图像；

获取电梯运行时图像采集装置根据预设图像采集时间周期采集的多组刻度标记图像，得到电梯运行时的多个刻度标记图像；

根据电梯运行前的刻度标记图像和电梯运行时的多个刻度标记图像计算钢丝绳的运行距离；

获取电梯运行前后曳引轮电机的转数；

根据所述曳引轮电机的转数计算曳引轮的位移；

根据所述钢丝绳的运行距离与所述曳引轮的位移的差值确定电梯曳引轮的滑移量。

6.根据权利要求5所述的电梯曳引轮滑移量检测方法，其特征在于，所述电梯运行前的刻度标记图像是将带有刻度标记的钢丝绳的第二标记位于所述图像采集装置视野的中心位置，并且所述视野中仅有一个第二标记采集得到的图像。

7.根据权利要求6所述的电梯曳引轮滑移量检测方法，其特征在于，根据电梯运行前的刻度标记图像和电梯运行时的多个刻度标记图像计算钢丝绳的运行距离，具体包括：

获取所述电梯运行时的多个刻度标记图像中，按运行时间先后顺序排列的最后一张带有第二标记的刻度标记图像；

根据所述最后一张带有第二标记的刻度标记图像中第二标记的质心位置，计算所述第二标记相对于初始位置的距离；所述初始位置为电梯运行前所述图像采集装置视野中第二标记所在的位置；

计算所述电梯运行时的多个刻度标记图像中第二标记出现的总次数，同时计算相邻两个第一标记的刻度距离；

根据所述第二标记相对于所述初始位置的距离、所述第二标记出现的总次数以及所述相邻两个第一标记的刻度距离计算所述钢丝绳的运行距离。

8.根据权利要求7所述的电梯曳引轮滑移量检测方法，其特征在于，所述根据所述最后一张带有第二标记的刻度标记图像中第二标记的质心位置，计算所述第二标记相对于所述初始位置的距离d，具体包括：

根据公式d＝R*arcsin(DO/R)计算所述第二标记相对于所述初始位置的距离；其中，R表示所述曳引轮的半径，DO表示所述第二标记的质心位置到所述曳引轮垂直中心线的距离。

9.根据权利要求8所述的电梯曳引轮滑移量检测方法，其特征在于，所述根据所述第二标记相对于所述初始位置的距离、所述第二标记出现的总次数以及所述相邻两个第一标记的刻度距离计算所述钢丝绳的运行距离L1，具体包括：

根据公式L1＝m*k*n+d计算所述钢丝绳的运行距离；其中，m表示所述图像采集装置视野中所述第一标记和所述第二标记的总个数，k表示相邻两个所述第一标记之间的刻度距离，n表示电梯运行时的多个刻度标记图像中所述第二标记出现的总次数，d表示所述第二标记相对于所述初始位置的距离。

10.根据权利要求9所述的电梯曳引轮滑移量检测方法，其特征在于，所述根据所述曳引轮电机的转数计算曳引轮的位移L2，具体包括：

根据公式L2＝k'(n2-n1)计算曳引轮的位移；其中，k’表示转换系数，k'＝p*2π*R，p表示所述曳引轮与所述曳引轮电机的传动比，R表示所述曳引轮的半径，n1表示电梯运行前曳引轮电机的转数，n2表示在获取最后一张带有第二标记的刻度标记图像时曳引轮电机的转数。

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