CN110498331B - 带安全装置和具有带安全装置的人员输送机 - Google Patents

Abstract

一种用于对传动带（15），特别是人员输送机（1）的传动带（15）进行监测的带安全装置（2），其包括：传感器轮（34），其被配置为由所监测的传动带（15）驱动；传感器表面（42）；指示器元件（40），其从传感器轮（34）偏心地延伸，并且当传感器轮（34）旋转时沿着传感器表面（42）移动；以及评估单元（44），其被配置用于确定沿着传感器表面（42）移动的指示器元件（40）的路径（P）。

Description

带安全装置和具有带安全装置的人员输送机

技术领域

本发明涉及用于对带（belt），特别是人员输送机的传动带进行监测的带安全装置。本发明进一步涉及包括传动带和至少一个带安全装置的人员输送机。

背景技术

例如自动扶梯和移动人行道（moving walkway）的人员输送机包括沿输送方向移动的多个输送元件，例如梯级（step）或面板。在一些实施例中，输送元件与环形传动带连接并由其驱动。

将会有益的是能够在早期阶段检测到传动带的任何损坏，以避免可能由运行具有损坏的传动带的人员输送机而导致的附加的损坏或严重的安全问题。

发明内容

根据本发明的示例性实施例，一种用于对传动带，特别是人员输送机中所采用的传动带进行监测的带安全装置，其包括传感器轮，其被配置为由将要被监测的传动带驱动。所述带安全装置进一步包括传感器表面和指示器元件，所述指示器元件从所述传感器轮偏心地延伸，使得当所述传感器轮旋转时，所述指示器元件在传感器表面处沿着预定路径移动。所述带安全装置还包括评估单元，其被配置用于确定沿着传感器表面移动的指示器元件的路径，以检测传动带的损坏。

本发明的示例性实施例进一步包括人员输送机，其包括输送元件的链、连接到输送元件的链上的至少一个传动带、以及被配置用于对所述至少一个传动带进行监测的至少一个带安全装置。所述至少一个带安全装置的传感器轮由至少一个传动带驱动。

根据本发明的示例性实施例的带安全装置容易以低成本实施。它允许在早期阶段可靠地检测传动带的损坏。结果，可以采取适当措施，例如停止人员输送机的任何进一步运行，以避免可能由运行具有损坏的传动带的人员输送机而导致的附加的损坏或严重的安全问题。

在下文中列出了一些可选的特征。这些特征可以在特定实施例中单独实现或与任何其他特征组合实现。

传动带可以是齿形传动带，并且传感器轮可以是被配置用于与齿形传动带接合的齿形传感器轮。通过这种配置，可以容易地并且以高的可靠性检测到齿形传动带的缺失或损坏的齿。

评估单元可被配置用于确定指示器元件在至少一个维度上，特别是在正好一个维度上的路径。虽然指示器元件在传感器表面上的路径通常描述二维模式，但是为了本发明的目的，仅在一个维度上确定指示器元件的路径就足够了。仅在一个维度上确定指示器元件的路径允许降低用于带安全装置的成本，特别是用于传感器表面和评估单元的成本。

指示器元件可以包括或者是接触传感器表面的电导体；并且传感器表面可以具有在至少一个维度上变化的电阻。这种配置允许通过测量流经指示器元件至传感器表面的电流来确定指示器元件在传感器表面上的位置。

为了确定沿着传感器表面移动的指示器元件的路径，评估单元可被配置用于将电压施加到指示器元件和附接到传感器表面的接触侧上的电触头（contact），并且用于测量流经指示器元件的电流随着时间的变化。在这种配置中，指示器元件和传感器表面构成电位计，其电阻随着指示器元件在传感器表面上的位置而变化，特别是随着指示器元件与附接到传感器表面的接触侧上的电触头之间的距离而变化。因此，这种配置提供了一种可靠的方法来确定沿着传感器表面移动的指示器元件的路径，这种方法容易以低成本实施。

由指示器元件和传感器表面形成的电位计的电阻可以沿着至少一个维度线性地、指数地或对数地变化。均匀的传感器表面影响传感器表面上的两个点之间的电阻随着所述两个点之间的距离线性地变化。当指示器元件以恒定的旋转速度沿着圆形路径移动时，这导致了正弦信号。对于对信号进行评估以监测传动带的损坏，正弦信号可能是有利的。另外，均匀的传感器表面容易以低成本生产。

取决于检测的类型，可以采用具有指数或对数变化的电阻的传感器表面。本领域技术人员将理解的是，也可以采用具有根据其他规则或不规则模式变化的电阻的传感器表面。

为了检测传动带的损坏，评估单元被配置用于将指示器元件的所确定的路径与至少一个参考模式进行比较。所述至少一个参考模式可以表示完好无损的传动带。在此情况下，实际模式与参考模式的（相当大的）偏差可以被认为指示了损坏的传动带。

替代地，所述至少一个参考模式可以表示损坏的传动带。在此情况下，实际模式与参考模式的（足够的）一致性可以被认为指示了损坏的传动带。

可以在学习运行（learning run）中记录至少一个预定模式。在这种学习运行中，人员输送带可以用已知完好无损的传动带来运行，并且在所述运行期间由传感器提供的模式被记录并被储存为表示完好无损的传动带的参考模式。

替代地或附加地，可以通过模式识别来检测损坏的传动带，所述模式识别对在指示了传动皮带的损坏的模式内的具体特征进行辨识。

一种根据本发明的示例性实施例的人员输送机可以包括支撑结构，特别是桁架，并且传感器轮可以安装到所述支撑结构上。传感器表面也可以形成在或安装到人员输送机的支撑结构上。

一种根据本发明的示例性实施例的人员输送机可以包括至少两个传动带和至少两个带安全装置。至少一个带安全装置可以被配置用于分别对每个传动带进行监测。这种配置允许包括多于一个传动带的人员输送机的安全运行。

人员输送机可以是自动扶梯，其中输送元件是梯级。替代地，人员输送机可以是移动人行道，其中输送元件是面板。在移动人行道中，输送元件（面板）的链可以相对于水平面倾斜，或者它可以水平地延伸。

附图说明

在下文中参考附图描述了本发明的示例性实施例。

图1描绘了自动扶梯的示意性侧视图。

图2描绘了移动人行道的示意性侧视图。

图3示出了移动人行道在它的其中一个楼梯平台部分附近的一部分的放大透视图。

图4描绘了根据本发明的示例性实施例的带安全装置的放大透视图。

图5示出了贯穿根据本发明的示例性实施例的带安全装置的传感器的剖视图。

图6示意性地阐示了所述传感器的功能。

具体实施方式

图1示出了人员输送机1（特别是自动扶梯1a）的示意性侧视图，其包括在两个楼梯平台部分20、21之间沿纵向输送方向延伸的输送元件13（梯级13a）的链12。输送元件13包括由引导导轨（未示出）所引导和支撑的滚轮23。

在紧邻于楼梯平台部分20、21的转向部分17中，输送元件13的链12从输送部分16进入返回部分18，并且反之亦然。

为了清楚，在图1中仅描绘了输送元件13（特别是输送部分16中的输送元件13）中的一些输送元件13。另外，不是所有的输送元件13和滚轮23都用参考符号表示。

沿着闭环延伸的传动带15被连接到输送元件13的链12上。传动带15是齿形带，具有至少形成在环的内侧上的齿。传动带15与至少一个齿形槽轮（toothed sheave）32接合并由其驱动，所述至少一个齿形槽轮32被布置在其中一个转向部分17中。人员输送机驱动器25被配置用于驱动齿形槽轮32。

人员输送机1进一步包括制动器29，其被配置用于制动输送元件13的链12的移动。制动器29可与齿形槽轮32或齿形槽轮32的轴接合。在图1中制动器29是被描绘成与人员输送机驱动器25分开。然而，制动器29可以是与人员输送机驱动器25结合成一体的。

支撑了移动扶手6的栏杆4平行于输送部分16延伸。在图1所示的侧视图中，仅其中一个栏杆4可见。

为了检测传动带15的损坏，传感器30紧邻于传动带15进行布置。下面参考图3至图5进一步描述所述传感器30的功能。

图2描绘了人员输送机1的示意性侧视图，该人员输送机被设置为移动人行道1b。

移动人行道1b包括输送元件13（面板13b）的环形链12，环形链12在上部输送部分16中沿纵向输送方向移动，并且在下部返回部分18中沿与输送方向相反的方向移动。

楼梯平台部分20、21设置在移动人行道1的两端处。在紧邻于楼梯平台部分20、21的转向部分17中，输送元件13的链12从输送部分16进入返回部分18，并且反之亦然。同样，为了清楚，不是所有的输送元件13（面板13b）都设置有参考符号。

支撑了移动扶手6的栏杆4在输送元件13的链12的两侧上平行于输送部分16延伸。在图2所描绘的侧视图中，仅其中一个栏杆4可见。

类似于图1中所示的实施例，输送元件13的链12与齿形的环形传动带15连接。在转向部分17中的至少一个转向部分17中，环形传动带15与齿形槽轮32接合。当移动人行道1b运行时，齿形槽轮32由人员输送机驱动器25驱动，该人员输送机驱动器25用于驱动输送元件13的链12。

人员输送机1进一步包括制动器29，其被配置用于制动输送元件13的链12的移动。虽然被描绘成分开地，但制动器29可以是与人员输送机驱动器25结合成一体的。

被配置用于检测传动带15的损坏的传感器30是紧邻于传动带15进行布置。

图3示出了靠近于其中一个转向部分17的人员输送机1（特别是移动人行道1b）的输送元件13的链12的一部分的放大透视图。

虽然图3中所描绘的人员输送机1是包括多个面板13b的移动人行道1b，但本领域技术人员理解的是，本发明同样适用于包括多个梯级13a而不是面板13b的自动扶梯。

如图3中所描绘的，被配置用于检测传动带15的损坏的传感器30是靠近于与传动带15接合的齿形槽轮32进行布置。

然而，在图1、图2和图3中所阐示的传感器30的位置仅是示例性的。传感器30可以沿着传动带15的延伸部布置在任何所需的位置。特别是，根据本发明的示例性实施例的传感器30可以布置在人员输送机1的输送部分16中和/或返回部分18中。

传感器30包括支撑件36和与传动带15的齿接合的齿形传感器轮34。支撑件36被附接到人员输送机1的支撑结构（桁架）38的一部分上。

传感器轮34可以由支撑件36或者由未在图中描绘的另一支撑结构可旋转地支撑。

图4描绘了包括传感器30和评估单元44的带安全装置2的放大透视图。

图5示出了贯穿与传动带15接合的传感器30的剖视图。

图6示意性地阐示了传感器30的功能。

在面向传感器轮34的一侧，支撑件36包括成曲柄状（cranked）的端部分37。端部分37相对于支撑件36的主要部分成曲柄状，使得其平行于传感器轮34的平面延伸。传感器表面42形成在端部分37面向传感器轮34的面上。

特别地，传感器表面42是导电表面。

指示器元件40从传感器轮34朝向传感器表面42延伸。特别地，指示器元件40是电导体，或至少包括电导体。指示器元件40接触传感器表面42，允许电流I在指示器元件40与传感器表面42之间流动。

指示器元件40可以是附接到传感器轮34上或者与其结合成一体形成的（金属）销或突起。指示器元件40偏心地定位，即，定位在距传感器轮34的中心C的距离a>0处（见图5和图6）。结果，当传感器轮34旋转时，指示器元件40沿着传感器表面42上的圆形路径P移动。

假使传感器表面42是均匀的，则设置在传感器表面42的接触侧43处的电触头50与指示器元件40（见图6）之间的电阻R随着电触头50与指示器元件40之间的距离d线性地变化。

评估单元44通过电接触器52与指示器元件40和设置在传感器表面42的接触侧43处的电触头50电连接。特别地，评估单元44被配置用于在指示器元件40与电触头50之间施加电压U（见图6）。

由于指示器元件40与电触头50之间的电阻R随着指示器元件40与电触头50之间的距离d变化，指示器元件40和传感器表面42的组合构成“表面电位计”。因此，当在指示器元件40与电触头50之间施加恒定电压U时，流经指示器元件40和传感器表面42的电流I随着指示器元件40在传感器表面42上的位置变化。

如所提到的，当传感器轮34旋转时，指示器元件40在传感器表面42之上沿着圆形路径P移动。因此，当在指示器元件40与电触头50之间施加恒定电压U时，流经指示器元件40的电流I以预定模式进行周期性变化。所述模式由指示器元件40与传感器轮34的中心C之间的距离a、由传感器表面42的电阻的空间变化、并且由传感器轮34的旋转速度ω限定。

例如，假使传感器表面42是均匀的，则电触头50与指示器元件40之间的电阻R随着电触头50与指示器元件40之间的距离d线性地变化，因此在忽略噪声的理想情况下，流经指示器元件40的电流I遵循正弦曲线：

I(t) = U / R(d(t))

I(t) = I₀ + A * sin (α(t))

I(t) = I₀ + A * sin (ωt + φ)。

所述变化的频率由传感器轮34的旋转速度ω设定。幅度A由传感器表面42的电阻R、施加的电压U、并且由指示器元件40与传感器轮34的中心C之间的距离a确定。φ是表示传感器轮在t=0时的旋转位置的相位因子。

假使传动带15被损坏或断裂，则流经指示器元件40的电流I的模式是明显不同的。

当传动带15完全断裂时，传感器轮34不再由传动带15驱动。结果，指示器元件40在传感器表面42上的位置不会发生变化，导致了流经指示器元件40的恒定电流I。

在传动带15没有完全断裂，但传动带15的齿中的至少一个齿缺失或损坏的情况下，传感器轮34可能仍然旋转。然而，传感器轮34将不以恒定的旋转速度ω旋转，而是当传动带15的损坏部分通过传感器轮34时，旋转速度将发生变化。例如，当传动带15的一个或多个齿缺失时，当传动带15的损坏（无齿）部分通过传感器轮34时，传感器轮34将旋转减慢，甚至在短时间内停止旋转。

结果，评估单元44能够通过分析流经指示器元件40的电流I的模式来检测传动带15的损坏。

例如，评估单元44可以包括由程序控制的（微）处理器46，其被配置用于分析流经指示器元件40的电流I的模式。

所述分析可以是基于模式识别。例如，模式识别可以包括确定流经指示器元件40的电流I的模式是否为正弦形状，和/或电流I的频率是否在对应于人员输送机1运行的正常速度的预定范围之内。

替代地或附加地，分析可以包括将流经指示器元件40的电流I的模式与储存在评估单元44的存储器48中的至少一个预定模式进行比较。

例如，所述至少一个预定模式可以对应于完好无损的传动带15。在此情况下，当电流I的实际模式与电流I的给定模式之间的计算的差超过了给定阈值时，则检测到传动带15的损坏。

替代地或附加地，所述至少一个预定模式可以表示损坏的传动带15。在此情况下，当电流I的实际模式与电流I的预定模式之间的计算的差没有超过给定阈值时，则将传动带15确定为损坏。

当对接收到的信号的评估表明了传动带15被损坏或断裂时，评估单元44可被配置用于发出报警信号。

特别地，评估单元44可被配置用于仅在传动带15的损坏被重复检测到预定次数之后才发出报警信号，以避免误报警。特别地，评估单元44可被配置用于仅在传动带15的损坏在预定时间范围之内被重复检测到预定次数之后才发出报警信号。

报警信号可以导致向技术人员通知检测到的损坏，使得技术人员可以查看人员输送机1，以检查和维修损坏的传动带15。替代地或附加地，报警信号可以导致人员输送机1停止任何进一步的运行，以防止可能由运行具有损坏的传动带15的人员输送机1而导致附加的损坏或甚至严重的安全问题。

停止人员输送机1的运行可以进一步包括接合（engage）人员输送机1的制动器29，以防止输送元件13的链12的任何进一步移动。

特别地，当人员输送机1是自动扶梯1a或倾斜的移动人行道1b（其中，即使在人员输送机驱动器25的主动运行（驱动）已经停止之后，输送元件13的链12也可以由重力驱动）时，接合制动器29是有益的。

虽然在每个图中仅描绘了一个传动带15，但本领域技术人员将理解的是，人员输送机1可以包括两个传动带15，特别是彼此平行延伸的两个传动带15。至少一个传感器30可以紧邻于每个传动带15横向地布置，用于对相应的传动带15进行监测。

虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种更改，并且可以用等同物替代其要素。此外，在不脱离本发明的实质范围的情况下，可以进行许多修改以对本发明的教导采用特定的情况或材料。因此，旨在本发明不受限于所公开的特定实施例，而是本发明包括落入权利要求书范围内的所有实施例。

参考符号

1 人员输送机

2 带安全装置

1a 自动扶梯

1b 移动人行道

4 栏杆

6 移动扶手

12 输送元件的链

13 输送元件

13a 梯级

13b 面板

15 传动带

16 输送部分

17 转向部分

18 返回部分

20,21 楼梯平台部分

23 滚轮

25 人员输送机驱动器

27 传输元件

29 制动器

30 传感器

32 齿形槽轮

34 传感器轮

36 支撑件

37 支撑件的端部分

38 支撑结构

40 指示器元件

42 传感器表面

43 传感器表面的接触侧

44 评估单元

46 （微）处理器

48 存储器

50 电触头

52 电接触器

A 幅度

a 指示器元件与传感器轮的中心之间的距离

C 传感器轮的中心

d 指示器元件与电触头之间的距离

I 电流

P 指示器元件的路径

R 电阻

t 时间

U 电压

α 指示器元件的角位置

φ 相位因子

ω 旋转速度

Claims (16)

1.带安全装置（2），其用于对传动带（15）进行监测，所述带安全装置（2）包括：

传感器轮（34），其被配置为由所述传动带（15）驱动；

传感器表面（42）；

其中，所述带安全装置（2）还包括：

指示器元件（40），其从所述传感器轮（34）偏心地延伸，并且当所述传感器轮（34）旋转时在所述传感器表面（42）处沿着路径（P）移动；以及

评估单元（44），其被配置用于确定沿着所述传感器表面（42）移动的所述指示器元件（40）的路径（P），以检测所述传动带（15）的损坏；

其中，所述指示器元件（40）包括或者是接触所述传感器表面（42）的电导体，并且

其中，所述传感器表面（42）具有在至少一个维度上变化的电阻。

2.根据权利要求1所述的带安全装置（2），其中，所述评估单元（44）被配置用于确定所述指示器元件（40）在至少一个维度上的路径（P）。

3.根据权利要求2所述的带安全装置（2），其中，所述评估单元（44）被配置用于确定所述指示器元件（40）在正好一个维度上的路径（P）。

4.根据权利要求1所述的带安全装置（2），其中，所述传感器表面（42）具有在正好一个维度上变化的电阻。

5.根据权利要求1所述的带安全装置（2），其中，所述传感器表面（42）的电性能是均匀的。

6.根据权利要求1所述的带安全装置（2），其中，所述评估单元（44）被配置用于将电压（U）施加到所述指示器元件（40）并施加到被附接到所述传感器表面（42）的接触侧（43）上的电触头（50），并用于测量流经所述指示器元件（40）的电流（I），以确定沿着所述传感器表面（42）移动的所述指示器元件（40）的路径（P）。

7.根据前述权利要求1-3中任一项所述的带安全装置（2），其中，所述评估单元（44）被配置用于将所述指示器元件（40）的所确定的路径（P）与至少一个参考模式进行比较。

8.根据权利要求7所述的带安全装置（2），其中，所述至少一个参考模式表示损坏的传动带（15）和/或完好无损的传动带（15）。

9.根据前述权利要求1-3中任一项所述的带安全装置（2），其中，所述传感器轮（34）是被配置用于与齿形传动带（15）接合的齿形传感器轮（34）。

10.根据前述权利要求1-3中任一项所述的带安全装置（2），其中，所述传动带（15）是人员输送机（1）的传动带（15）。

11.人员输送机（1），其包括：

输送元件（13）的链（12），其连接至少一个传动带（15）并由其驱动；以及

至少一个根据前述权利要求1-10中任一项所述的带安全装置（2），其中，至少一个所述带安全装置（2）的传感器轮（34）被配置用于由所述至少一个传动带（15）驱动。

12.根据权利要求11所述的人员输送机（1），其中，至少一个所述传动带（15）是齿形传动带（15），并且其中，至少一个所述传感器轮（34）是与所述齿形传动带（15）接合的齿形传感器轮（34）。

13.根据权利要求11或12所述的人员输送机（1），其包括至少两个传动带（15）和至少两个带安全装置（2），其中，至少一个带安全装置（2）被配置用于分别对每个所述传动带（15）进行监测。

14.根据权利要求11至12中任一项所述的人员输送机（1），其包括支撑结构（38），其中，至少一个带安全装置（2）的传感器轮（34）附接到所述支撑结构（38）上，并且/或者其中，所述传感器表面（42）形成在或附接到所述支撑结构（38）上。

15.根据权利要求11至12中任一项所述的人员输送机（1），其中，所述人员输送机（1）是自动扶梯（1a），其包括多个作为输送元件（13）的梯级（13a）。

16.根据权利要求11至12中任一项所述的人员输送机（1），其中，所述人员输送机（1）是移动人行道（1b），其包括多个作为输送元件（13）的面板（13b）。

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