CN110775735A - 一种电梯智能化控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电梯智能化控制系统，该系统包括电源模块、控制模块、传感器模块和执行模块，控制模块、传感器模块和执行模块均与电源模块连接，传感器模块和执行模块均与控制模块连接；执行模块包括凸轮按键装置，凸轮按键装置设于电梯按钮面板上，控制模块用于控制凸轮按键装置进行按键操作；传感器模块包括若干光电传感器和姿态传感器，光电传感器用于实时检测电梯门的开合状态，姿态传感器包括加速度计和陀螺仪，加速度计用于检测电梯运行时启停的加速度值，控制模块用于根据加速度值和间隔时间计算出电梯楼层位置，陀螺仪用于判断电梯是否失衡。本系统可以对电梯进行智能化改造，提高了电梯运行效率，提高电梯运行安全性和可靠性。

Description

一种电梯智能化控制系统
技术领域
本发明涉及电梯技术领域，特别涉及一种电梯智能化控制系统。
背景技术
近年来，随着现代社会自动化、智能化程度的不断提高，智慧城市的快速发展，楼宇建筑中电梯也迎来了智能化控制的新需求。但是现有的电梯控制系统基本不对外提供通信控制接口，而对其中控进行改造又面临着多型号多标准等一系列技术和安全问题，这对未来需要与电梯互联的一系列智能设备提出了挑战，特别是配送/服务机器人、手机手环等。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明目的在于提供一种可以对电梯进行智能化改造，提高电梯安全性和可靠性的电梯智能化控制系统。其采用如下技术方案：
一种电梯智能化控制系统，其包括电源模块、控制模块、传感器模块和执行模块，所述控制模块、传感器模块和执行模块均与所述电源模块连接，所述传感器模块和执行模块均与所述控制模块连接；
所述执行模块包括凸轮按键装置，所述凸轮按键装置设于电梯按钮面板上，所述控制模块用于控制所述凸轮按键装置进行按键操作；
所述传感器模块包括若干光电传感器和姿态传感器，所述光电传感器用于实时检测电梯门的开合状态，所述姿态传感器包括加速度计和陀螺仪，所述加速度计用于检测电梯运行时启停的加速度值，所述控制模块用于根据所述加速度值和间隔时间计算出电梯楼层位置，所述陀螺仪用于判断电梯是否失衡。
作为本发明的进一步改进，所述控制模块包括无线通信单元和PLC控制单元，所述无线通信单元用于与外部智能设备连接，所述PLC控制单元用于与所述凸轮按键装置、光电传感器、姿态传感器连接。
作为本发明的进一步改进，所述光电传感器有三个，其中两光电传感器分别设于电梯门两边门框位置，另一光电传感器设于电梯门上方门框中间位置。
作为本发明的进一步改进，所述电源模块包括进行常规供电的AC-DC单元和进行应急供电的可充电电池单元。
作为本发明的进一步改进，所述凸轮按键装置包括：
Z轴驱动机构和Z轴平移座，所述Z轴平移座与Z轴驱动机构连接，所述Z轴驱动机构驱动所述Z轴平移座沿Z轴运动；
X轴驱动机构和X轴平移座，设于所述Z轴平移座上，所述X轴平移座与X轴驱动机构连接，所述X轴驱动机构驱动所述X轴平移座沿X轴运动；
按键机构，设于所述X轴平移座上，包括凸轮电机、凸轮、下压件，所述凸轮与凸轮电机的输出轴连接，所述凸轮驱动所述下压件沿垂直于电梯按钮面板方向运动进行按键。
作为本发明的进一步改进，所述按键机构还包括限位块，所述限位块与凸轮电机固定连接，所述限位块内设有与所述下压件配合的限位腔，所述凸轮设于所述限位腔内，所述限位腔底部设有下压孔，所述凸轮可转动带动所述下压件向下运动。
作为本发明的进一步改进，所述下压件的上端与凸轮抵接，所述下压件的下端用于与电梯按钮面板上的按钮接触，所述下压件上套设有弹簧，所述弹簧的上端与所述下压件的上端连接，所述弹簧的下端与所述限位腔的底部连接，所述凸轮转动时，所述下压件可在所述弹簧的回复力下向上运动。
作为本发明的进一步改进，所述下压件为T型结构，包括上部端盖和下部柱体，所述限位腔底部设有环状限位部，所述弹簧套设于所述下部柱体上，所述弹簧的上端与所述上部端盖抵接，所述弹簧的底部与所述环状限位部抵接。
作为本发明的进一步改进，所述Z轴驱动机构包括Z轴电机、Z轴丝杆、Z轴导向轴，所述Z轴丝杆和Z轴导向轴分别设于电梯按钮面板的两侧，所述Z轴丝杆与Z轴电机连接，所述Z轴丝杆上装配有第一滑台，所述Z轴导向轴上装配有第一直线轴承，所述Z轴平移座的一端与所述第一滑台连接，另一端与所述第一直线轴承连接。
作为本发明的进一步改进，所述X轴驱动机构包括X轴电机、X轴丝杆、X轴导向轴，所述X轴丝杆与X轴电机连接，所述X轴丝杆上装配有第二滑台，所述X轴导向轴上装配有第二直线轴承，所述X轴平移座的一端与所述第二滑台连接，另一端与所述第二直线轴承连接。
本发明的有益效果：
本发明电梯智能化控制系统可以对电梯进行智能化改造，部署速度快，应用范围广；使智能设备可以对电梯进行智能控制，实现远程呼叫，机器人跨楼层运行等功能，提高了电梯运行效率；可实时反馈电梯运行状态，提高了电梯运行安全性和可靠性；凸轮按键装置结构简单，安装方便，并且不会影响人们手动按压楼层按钮。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明实施例中电梯智能化控制系统的示意图；
图2是本发明实施例中凸轮按键装置、光电传感器和电梯的装配结构示意图；
图3是本发明实施例中凸轮按键装置的结构示意图一；
图4是本发明实施例中凸轮按键装置的结构示意图二；
图5是本发明实施例中第一滑台的结构示意图；
图6是本发明实施例中按键机构的结构示意图一；
图7是本发明实施例中按键机构的结构示意图二；
图8是本发明实施例中按键机构的内部结构示意图；
图9是本发明实施例中限位块的结构示意图一；
图10是本发明实施例中限位块的结构示意图二；
图11是本发明实施例中限位块的结构示意图三。
标记说明：1、电梯按钮面板；2、按钮；10、安装板；21、Z轴电机；22、Z轴丝杆；23、Z轴导向轴；24、第一滑台；25、第一直线轴承；30、Z轴平移座；31、X轴电机；32、X轴丝杆；33、X轴导向轴；40、X轴平移座；51、凸轮电机；52、凸轮；53、弹簧；60、下压件；61、上部端盖；62、下部柱体；70、限位块；71、限位腔；72、下压孔；73、环状限位部；74、装配孔；100、电梯门；110、两边门框；120、上方门框；130、光电传感器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1-11所示，为本发明实施例中的电梯智能化控制系统，该电梯智能化控制系统包括电源模块、控制模块、传感器模块和执行模块，所述控制模块、传感器模块和执行模块均与所述电源模块连接，所述传感器模块和执行模块均与所述控制模块连接。
所述电源模块包括进行常规供电的AC-DC单元和进行应急供电的可充电电池单元，AC-DC单元将常规220V交流电转换为低电压直流电，给其他模块供电；在异常停电或AC-DC单元发生故障时，可充电电池单元使用储存的电量进行应急供电，完成当下任务，同时发出警报提醒工作人员检修。
所述执行模块包括凸轮按键装置，所述凸轮按键装置设于电梯按钮面板上，所述控制模块用于控制所述凸轮按键装置进行按键操作；
所述传感器模块包括若干光电传感器和姿态传感器，所述光电传感器用于实时检测电梯门的开合状态，如图2所示，所述光电传感器130有三个，其中两光电传感器130分别设于电梯门两边门框110位置，另一光电传感器130设于电梯门上方门框120中间位置。所述姿态传感器包括加速度计和陀螺仪，所述加速度计用于检测电梯运行时启停的加速度值，所述控制模块用于根据所述加速度值和间隔时间计算出电梯楼层位置，所述陀螺仪用于判断电梯是否失衡。
所述控制模块包括无线通信单元和PLC控制单元，所述无线通信单元用于与外部智能设备(机器人、手机、手环等)通过WiFi或蓝牙无线连接，接收楼层呼叫指令，反馈当前电梯状态等数据。所述PLC控制单元用于与所述凸轮按键装置、光电传感器、姿态传感器连接。
其中，无线通信单元的天线在电梯顶部、底部各有一个(如果电梯井较深，可在井内设置无线中继节点)，确保无线信号覆盖每层电梯入口；PLC处理单元通过算法分析传感器模块传递的数据，判断当前电梯运行状态，同时处理呼叫指令，控制执行模块进行按键。
如图3-11所示，凸轮按键装置包括安装板10，安装板10上装配有Z轴驱动机构、Z轴平移座30、X轴驱动机构、X轴平移座40按键机构。
Z轴平移座30与Z轴驱动机构连接，Z轴驱动机构驱动Z轴平移座30沿Z轴运动。
X轴驱动机构和X轴平移座40设于Z轴平移座30上，X轴平移座40与X轴驱动机构连接，X轴驱动机构驱动X轴平移座40沿X轴运动。
具体的，Z轴驱动机构包括Z轴电机21、Z轴丝杆22、Z轴导向轴23，Z轴丝杆22和Z轴导向轴23分别设于电梯按钮面板1的两侧，Z轴丝杆22与Z轴电机21连接，Z轴丝杆22上装配有第一滑台24，Z轴导向轴23上装配有第一直线轴承25，Z轴平移座30的一端与第一滑台24连接，另一端与第一直线轴承25连接。
X轴驱动机构包括X轴电机31、X轴丝杆32、X轴导向轴33，X轴丝杆32与X轴电机31连接，X轴丝杆32上装配有第二滑台，X轴导向轴33上装配有第二直线轴承，X轴平移座40的一端与第二滑台连接，另一端与第二直线轴承连接。
如图6-11所示，按键机构设于X轴平移座40上，包括凸轮电机51、凸轮52、下压件60，凸轮52与凸轮电机51的输出轴连接，凸轮52驱动下压件60沿垂直于电梯按钮面板1方向运动进行按键。
具体的，按键机构还包括限位块70，限位块70的一侧与凸轮电机51固定连接，另一侧与X轴平移座40固定连接，限位块70内设有与下压件60配合的限位腔71，凸轮52设于限位腔71内，限位腔71底部设有下压孔72，凸轮52可转动带动下压件60向下运动。
下压件60的上端与凸轮52抵接，下压件60的下端用于与电梯按钮面板1上的按钮2接触，下压件60上套设有弹簧53，弹簧53的上端与下压件60的上端连接，弹簧53的下端与限位腔71的底部连接，凸轮52转动时，下压件60可在弹簧53的回复力下向上运动。
在本实施例中，下压件60为T型结构，包括上部端盖61和下部柱体62，限位腔71底部设有环状限位部73，弹簧53套设于下部柱体62上，弹簧53的上端与上部端盖61抵接，弹簧53的底部与环状限位部73抵接。
限位块70上设有与限位腔71连通且与凸轮52大小匹配的装配孔74，用于将凸轮电机51与限位块70装配在一起。
需要按键时，PLC控制单元查找相应按钮坐标(其中每个按钮坐标已存储在控制模块中)，并发出指令，控制Z轴驱动机构驱动Z轴平移座30，X轴驱动机构驱动X轴平移座40，将下压件60驱动至待按的按钮2位置，通过凸轮电机51驱动凸轮52转动，凸轮52驱动下压件60下压，下压件60将按钮2下压并完成按键操作，之后，凸轮电机51转动，凸轮52在弹簧53的回复力下回复至原位。
在运行过程中，PLC控制单元实时接收并分析传感器模块数据，得出电梯运行状态，验证按键操作有效性与电梯运行安全性。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种电梯智能化控制系统，其特征在于，包括电源模块、控制模块、传感器模块和执行模块，所述控制模块、传感器模块和执行模块均与所述电源模块连接，所述传感器模块和执行模块均与所述控制模块连接；
所述执行模块包括凸轮按键装置，所述凸轮按键装置设于电梯按钮面板上，所述控制模块用于控制所述凸轮按键装置进行按键操作；
所述传感器模块包括若干光电传感器和姿态传感器，所述光电传感器用于实时检测电梯门的开合状态，所述姿态传感器包括加速度计和陀螺仪，所述加速度计用于检测电梯运行时启停的加速度值，所述控制模块用于根据所述加速度值和间隔时间计算出电梯楼层位置，所述陀螺仪用于判断电梯是否失衡。
2.如权利要求1所述的电梯智能化控制系统，其特征在于，所述控制模块包括无线通信单元和PLC控制单元，所述无线通信单元用于与外部智能设备连接，所述PLC控制单元用于与所述凸轮按键装置、光电传感器、姿态传感器连接。
3.如权利要求1所述的电梯智能化控制系统，其特征在于，所述光电传感器有三个，其中两光电传感器分别设于电梯门两边门框位置，另一光电传感器设于电梯门上方门框中间位置。
4.如权利要求1所述的电梯智能化控制系统，其特征在于，所述电源模块包括进行常规供电的AC-DC单元和进行应急供电的可充电电池单元。
5.如权利要求1所述的电梯智能化控制系统，其特征在于，所述凸轮按键装置包括：
Z轴驱动机构和Z轴平移座，所述Z轴平移座与Z轴驱动机构连接，所述Z轴驱动机构驱动所述Z轴平移座沿Z轴运动；
X轴驱动机构和X轴平移座，设于所述Z轴平移座上，所述X轴平移座与X轴驱动机构连接，所述X轴驱动机构驱动所述X轴平移座沿X轴运动；
按键机构，设于所述X轴平移座上，包括凸轮电机、凸轮、下压件，所述凸轮与凸轮电机的输出轴连接，所述凸轮驱动所述下压件沿垂直于电梯按钮面板方向运动进行按键。
6.如权利要求5所述的电梯智能化控制系统，其特征在于，所述按键机构还包括限位块，所述限位块与凸轮电机固定连接，所述限位块内设有与所述下压件配合的限位腔，所述凸轮设于所述限位腔内，所述限位腔底部设有下压孔，所述凸轮可转动带动所述下压件向下运动。
7.如权利要求6所述的电梯智能化控制系统，其特征在于，所述下压件的上端与凸轮抵接，所述下压件的下端用于与电梯按钮面板上的按钮接触，所述下压件上套设有弹簧，所述弹簧的上端与所述下压件的上端连接，所述弹簧的下端与所述限位腔的底部连接，所述凸轮转动时，所述下压件可在所述弹簧的回复力下向上运动。
8.如权利要求7所述的电梯智能化控制系统，其特征在于，所述下压件为T型结构，包括上部端盖和下部柱体，所述限位腔底部设有环状限位部，所述弹簧套设于所述下部柱体上，所述弹簧的上端与所述上部端盖抵接，所述弹簧的底部与所述环状限位部抵接。
9.如权利要求5所述的电梯智能化控制系统，其特征在于，所述Z轴驱动机构包括Z轴电机、Z轴丝杆、Z轴导向轴，所述Z轴丝杆和Z轴导向轴分别设于电梯按钮面板的两侧，所述Z轴丝杆与Z轴电机连接，所述Z轴丝杆上装配有第一滑台，所述Z轴导向轴上装配有第一直线轴承，所述Z轴平移座的一端与所述第一滑台连接，另一端与所述第一直线轴承连接。
10.如权利要求5所述的电梯智能化控制系统，其特征在于，所述X轴驱动机构包括X轴电机、X轴丝杆、X轴导向轴，所述X轴丝杆与X轴电机连接，所述X轴丝杆上装配有第二滑台，所述X轴导向轴上装配有第二直线轴承，所述X轴平移座的一端与所述第二滑台连接，另一端与所述第二直线轴承连接。
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