CN111285215A - 电梯曳引条件评测方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电梯曳引条件评测方法及其系统，包括：控制系统；曳引系统，所述曳引系统包括曳引机、与所述曳引机配合的曳引轮及与所述曳引机驱动连接并与所述曳引轮滑动配合的钢丝绳，所述钢丝绳与轿厢连接；旋转编码器，所述旋转编码器设置于所述曳引轮上。至此，所检测计算得到的钢丝绳打滑量和摩擦力值均为具体的准确数值，该准确的钢丝绳打滑量和摩擦力值能够提供给控制系统精准数据来计算电梯当前的曳引条件，进而能够实现对电梯曳引条件的准确预诊断，即保证电梯安全可靠运行，又方便工作人员对电梯进行维保作业。

Description

电梯曳引条件评测方法及其系统

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，特别是涉及一种电梯曳引条件评测方法及其系统。

背景技术

目前，市面在用的电梯绝大部分均采用曳引牵引运行技术工作，因而曳引条件好坏将直接决定电梯是否能够安全、可靠运行。而曳引条件的评价指标主要为钢丝绳与曳引轮之间急停后的打滑量和摩擦力。当电梯高速运行发生急停时，钢丝绳会在曳引轮上发生打滑，此时曳引机上的旋转编码器的记录数值无法准确反映轿厢的实际位置数据，进而导致电梯系统无法直接通过旋转编码器记录数值来判断电梯的打滑量。正由于无法准确计算打滑量，就只能够进行估算，估算方法大致为先预先假设摩擦系数为a，再根据轿厢急停前的速度、载重等参数进行组合计算而得到打滑量的估算值。但实际情况却是，钢丝绳与曳引轮之间的摩擦力与电梯安装情况、使用工况、服役年限等条件息息相关，因而摩擦系数a和打滑量两者估算值误差较大，无法准确评价曳引条件，对电梯可靠运行无法提供准确预警判断数据支撑。

发明内容

基于此，有必要提供一种电梯曳引条件评测方法及其系统，旨在解决现有技术估算值无法准确评价电梯曳引条件，存在安全隐患的问题。

其技术方案如下：

一方面，本申请提供一种电梯曳引条件评测方法，其特征在于，包括如下步骤：

控制系统检测轿厢处于闲驶状态，控制系统进入检测工作模式；

曳引机带动轿厢上行至起始平层位置，之后所述控制系统控制所述曳引机输出额定速度V_额带动所述轿厢下行至急停触发平层位置；

所述轿厢抵达所述急停触发平层位置后，所述控制系统控制所述曳引机抱闸急停，所述轿厢在惯性作用下带动钢丝绳相对曳引轮发生打滑，所述轿厢继续下行至打滑止停位置；

所述控制系统启动所述曳引机驱动轿厢继续下行至自救最近平层位置，根据预设在所述曳引轮上的旋转编码器计算得到打滑止停位置与自救最近平层位置的间距S1，根据预存于所述控制系统内的楼层层高数据得到急停触发平层位置与自救最近平层位置的间距S2，将S2与S1进行差值计算得到钢丝绳打滑距离；

根据所述钢丝绳打滑距离和所述额定速度V_额计算得到钢丝绳与曳引轮之间的摩擦力值。

上述方案的电梯曳引条件评测方法用于对电梯运行的曳引条件和工况进行检测，从而获取准确评价数据，以实现对电梯曳引条件的准确预诊断。具体而言，工作时，控制系统定期对轿厢的运行状态进行检测，当检测轿厢处于闲驶状态，控制系统进入检测工作模式；此时曳引机带动轿厢上行至起始平层位置，之后所述控制系统控制所述曳引机输出额定速度V_额带动所述轿厢下行至急停触发平层位置；所述轿厢抵达所述急停触发平层位置后，所述控制系统控制所述曳引机抱闸急停，所述轿厢在惯性作用下带动钢丝绳相对曳引轮发生打滑，所述轿厢继续下行至打滑止停位置；所述控制系统启动所述曳引机驱动轿厢继续下行至自救最近平层位置，根据预设在所述曳引轮上的旋转编码器计算得到打滑止停位置与自救最近平层位置的间距S1，根据预存于所述控制系统内的楼层层高数据得到急停触发平层位置与自救最近平层位置的间距S2，将S2与S1进行差值计算得到钢丝绳打滑距离；根据所述钢丝绳打滑距离和所述额定速度V_额计算得到钢丝绳与曳引轮之间的摩擦力值。至此，所检测计算得到的钢丝绳打滑量和摩擦力值均为具体的准确数值，该准确的钢丝绳打滑量和摩擦力值能够提供给控制系统精准数据来计算电梯当前的曳引条件，进而能够实现对电梯曳引条件的准确预诊断，即保证电梯安全可靠运行，又方便工作人员对电梯进行维保作业。

下面对本申请的技术方案作进一步的说明：

在其中一个实施例中，所述钢丝绳上预装有形变传感器，所述轿厢下行至所述自救最近平层位置时，根据预设在所述曳引轮上旋转编码器的脉冲数值和所述形变传感器的拉伸数值综合计算得到S1。

在其中一个实施例中，若所述轿厢上行至自救最近平层位置时，则所述轿厢的上行移动距离即为钢丝绳打滑距离。

在其中一个实施例中，根据所述钢丝绳打滑距离和所述额定速度V_额计算得到钢丝绳与曳引轮之间的摩擦力值的具体步骤为：根据S＝(V_额 ²-V₀ ²)/2a，变换得到a＝V_额 ²/2S，S为钢丝绳打滑距离；摩擦力值F＝ma；其中，m为轿厢与对重块的质量差。

在其中一个实施例中，当所述轿厢抵达自救最近平层位置时，所述轿厢将预设在所述自救最近平层位置门区内的平层传感器触发激活，所述平层传感器反馈信号至所述控制系统，所述控制系统退出检测工作模式。

此外，本申请还提供一种电梯曳引条件评测系统，其包括：

控制系统；

曳引系统，所述曳引系统包括曳引机、与所述曳引机配合的曳引轮及与所述曳引机驱动连接并与所述曳引轮滑动配合的钢丝绳，所述钢丝绳与轿厢连接；

旋转编码器，所述旋转编码器设置于所述曳引轮上。

在其中一个实施例中，所述电梯曳引条件评测系统还包括形变传感器，所述形变传感器连接于所述钢丝绳上并与所述控制系统电连接。

在其中一个实施例中，所述电梯曳引条件评测系统还包括与所述控制系统电连接的平层传感器，所述平层传感器用于设置在电梯井道内的各平层门区位置。

在其中一个实施例中，所述电梯曳引条件评测系统还包括与所述控制系统电连接的手动触发装置，所述手动触发装置用于装设在厅外可操作区域。

在其中一个实施例中，所述控制系统包括计算比较模块及与所述计算比较模块通信连接的报警模块；其中，所述计算比较模块用于将计算得到的摩擦力值与预设阈值进行比较；所述报警模块用于当计算得到的摩擦力值大于预设阈值时发出警报提示。

在其中一个实施例中，所述电梯曳引条件评测系统还包括与所述控制系统电连接的显示装置，所述显示装置用于装设在厅外可视区域。

附图说明

图1为本发明一实施例所述的电梯曳引条件评测系统的结构组成简图；

图2为本发明一实施例所述的电梯曳引条件评测系统的工作原理简图；

图3为本发明一实施例所述的电梯曳引条件评测方法的步骤流程图。

附图标记说明：

10、控制系统；20、曳引系统；30、旋转编码器；40、形变传感器；50、平层传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”、“设置于”或“安设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；一个元件与另一个元件固定连接的具体方式可以通过现有技术实现，在此不再赘述，优选采用螺纹连接的固定方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

如图1所示，为本申请一实施例展示的一种电梯曳引条件评测系统的简图，其包括：控制系统10、曳引系统20、轿厢、旋转编码器30、形变传感器40及平层传感器50。所述曳引系统20包括曳引机、与所述曳引机配合的曳引轮及与所述曳引机驱动连接并与所述曳引轮滑动配合的钢丝绳，所述钢丝绳与轿厢连接；所述旋转编码器30设置于所述曳引轮上。曳引机可选为永磁同步曳引机，其用于输出旋转动力提拉或释放钢丝绳，使得钢丝绳能够带动轿厢上行或下行。钢丝绳绕装在曳引轮上，受曳引轮的限位和导向而能够滑动平稳。

轿厢位置通过曳引轮上旋转编码器30输出的脉冲数确定，即曳引轮每旋转一圈，旋转编码器30给出固定的脉冲数，通过换算，可计算出轿厢的上行或下行距离。旋转编码器30较大程度决定了轿厢是否能够精准平层等，保证电梯运行安全。

所述形变传感器40连接于所述钢丝绳上并与所述控制系统10电连接。实际情况中，轿厢在运行过程中，钢丝绳会因载重量、速度、使用年限等因素产生一定的伸缩形变。钢丝绳伸缩形变量的大小，直接影响着电梯控制系统10对轿厢位置的确认，影响着控制系统10对钢丝绳打滑距离的判断。形变传感器40是安装于永磁同步曳引机旁边钢丝绳位置，能够实时检测整个运行过程中钢丝绳的形变程度，并把形变量参数传输给控制系统10，其能够对钢丝绳打滑距离的计算结果进行修正，以消除打滑距离值你，计算过程中受钢丝绳形变参数的影响。

所述平层传感器50用于设置在电梯井道内的各平层门区位置。具体地，每一个平层门区位置均安装有一个平层传感器50，当轿厢抵达任意平层门区位置时，对应的平层传感器50被触发，使控制系统10自行退出检查工作状态而恢复正常运行工态。

此外，所述电梯曳引条件评测系统还包括与所述控制系统10电连接的手动触发装置，所述手动触发装置用于装设在厅外可操作区域。也即本方案中电梯进入曳引条件评测模式有两种触发方式，其一为控制系统10根据轿厢是否处于闲驶状态而自行切换进入检测工作状态，其二为工作人员在厅外操作手动触发装置，手动控制电梯进入检测工作状态，操作更加灵活多变，满足不同需求。

进一步地，所述控制系统10包括计算比较模块及与所述计算比较模块通信连接的报警模块；其中，所述计算比较模块用于将计算得到的摩擦力值与预设阈值进行比较；所述报警模块用于当计算得到的摩擦力值大于预设阈值时发出警报提示。从而可提醒工作人员及时介入诊断，排出安全隐患。

所述电梯曳引条件评测系统还包括与所述控制系统10电连接的显示装置，所述显示装置用于装设在厅外可视区域。当电梯进入检测工作状态后，控制系统10锁定电梯门而不能自由打开，同时静止任何厅外召唤以及轿内召唤指令登记，并且控制系统10还会控制预装在厅外可视区域内的显示装置显示“自检中”字样，可温馨提醒厅外侯梯乘客该梯处于暂时不可用状态，利于提升侯梯体验。

如图3所示，此外，本申请还提供一种上述电梯曳引条件评测系统的评测工作方法，其包括如下步骤：

S100：控制系统10检测轿厢处于闲驶状态，控制系统10进入检测工作模式。

S200：曳引机带动轿厢上行至起始平层位置，之后所述控制系统10控制所述曳引机输出额定速度V_额带动所述轿厢下行至急停触发平层位置。

S300：所述轿厢抵达所述急停触发平层位置后，所述控制系统10控制所述曳引机抱闸急停，所述轿厢在惯性作用下带动钢丝绳相对曳引轮发生打滑，所述轿厢继续下行至打滑止停位置；

S400：所述控制系统10启动所述曳引机驱动轿厢继续下行至自救最近平层位置，根据预设在所述曳引轮上的旋转编码器30计算得到打滑止停位置与自救最近平层位置的间距S1，根据预存于所述控制系统10内的楼层层高数据得到急停触发平层位置与自救最近平层位置的间距S2，将S2与S1进行差值计算得到钢丝绳打滑距离；

S500：根据所述钢丝绳打滑距离和所述额定速度V_额计算得到钢丝绳与曳引轮之间的摩擦力值。

为便于理解技术方案，请参阅图2，其为电梯处于检测工作状态的工作原理简图。其中，起始平层位置对应于图中a点位置；较佳地，起始平层位置为最高楼层平层位置，可保证轿厢告诉下行时具备足够的行程。当然了，该起始平层位置也可以是接近于最高楼层平层位置的任意其它平层位置。急停触发平层位置对应于图中b点位置；较佳地，急停触发平层位置为中间楼层平层位置，可防止轿厢下行过度而存在冲底坑危险。打滑止停位置对应于图中c点位置，其为轿厢通过惯性继续下行后停止的位置，位于b点的正下方。而自救最近平层位置有两处，分别对应于图中的d点和e点位置。因为当轿厢借助惯性随即止停后，较大可能会停止在上下两侧平层之间，例如2楼和3楼位置之间。此时，轿厢不论是下行至2楼(d点)或是上行至3楼(e点)，其都能够实现行驶至最近平层实现自救。但需要说明的是，若所述轿厢上行至自救最近平层位置(即3楼(e点)位置)时，则所述轿厢的上行移动距离即为钢丝绳打滑距离。

一实施例中，所述钢丝绳上预装有形变传感器40，所述轿厢下行至所述自救最近平层位置时，根据预设在所述曳引轮上旋转编码器30的脉冲数值和所述形变传感器40的拉伸数值综合计算得到S1。形变传感器40能够对钢丝绳打滑距离的计算结果进行修正，以消除打滑距离值在计算过程中受钢丝绳形变参数的影响。需要说明的是，上述的形变传感器40用于检测钢丝绳的伸长量或收缩量，因而可根据实际需要选用现有技术中任意能够检测钢丝绳伸缩程度的传感器产品。

在本方案中，根据所述钢丝绳打滑距离和所述额定速度V_额计算得到钢丝绳与曳引轮之间的摩擦力值的具体步骤为：根据S＝(V_额 ²-V₀ ²)/2a，先变换得到a＝(V_额 ²-V₀ ²)/2S,S为钢丝绳打滑距离；由于轿厢的初始速度V₀为零，因而可继续变换得到a＝V_额 ²/2S；之后再利用计算公式F＝ma，即可求出准确的摩擦力值F；其中，m为轿厢与对重块的质量差，可通过查阅产品手册直接获取准确数值。

需要说明的是，轿厢需要在预设的额定速度V_额下才能更有效产生打滑量。因而当控制系统10进入检测工作状态后，需要首先检测轿厢的速度是否已经达到V_额，若未达到，需使轿厢继续加速运行一段时间后再开启急停抱闸。

进一步地，当所述轿厢抵达自救最近平层位置时，所述轿厢将预设在所述自救最近平层位置门区内的平层传感器50触发激活，所述平层传感器50反馈信号至所述控制系统10，所述控制系统10退出检测工作模式。可以理解的，平层传感器50用于检测轿厢的位置，即轿厢是否到达了自救最近平层位置，因而平层传感器50可以是现有技术中任意能够实现位置检测的传感器产品，例如但不限于激光传感器、光电传感器、红外传感器等。

综上，实施本申请技术方案将具有如下有益效果：上述方案的电梯曳引条件评测系统用于对电梯运行的曳引条件和工况进行检测，从而获取准确评价数据，以实现对电梯曳引条件的准确预诊断。具体而言，工作时，控制系统10定期对轿厢的运行状态进行检测，当检测轿厢处于闲驶状态，控制系统10进入检测工作模式；此时曳引机带动轿厢上行至起始平层位置，之后所述控制系统10控制所述曳引机输出额定速度V_额带动所述轿厢下行至急停触发平层位置；所述轿厢抵达所述急停触发平层位置后，所述控制系统10控制所述曳引机抱闸急停，所述轿厢在惯性作用下带动钢丝绳相对曳引轮发生打滑，所述轿厢继续下行至打滑止停位置；所述控制系统10启动所述曳引机驱动轿厢继续下行至自救最近平层位置，根据预设在所述曳引轮上的旋转编码器30计算得到打滑止停位置与自救最近平层位置的间距S1，根据预存于所述控制系统10内的楼层层高数据得到急停触发平层位置与自救最近平层位置的间距S2，将S2与S1进行差值计算得到钢丝绳打滑距离；根据所述钢丝绳打滑距离和所述额定速度V_额计算得到钢丝绳与曳引轮之间的摩擦力值。相较于传统现有技术根据速度、减速度、时间等参数进行的正向思路计算相比，本方案采用的是逆向思维，即在电梯发生打滑后，预先控制电梯进行自救运行，记录下自救运行距离(即S1)；之后再借助电梯初装阶段控制系统10内的楼层数据(即不同楼层平层的高度；任意不同楼层平层之间的距离等)，进而方向得出轿厢的打滑距离(也即钢丝绳打滑距离)。至此，所检测计算得到的钢丝绳打滑量和摩擦力值均为具体的准确数值，该准确的钢丝绳打滑量和摩擦力值能够提供给控制系统10精准数据来计算电梯当前的曳引条件，进而能够实现对电梯曳引条件的准确预诊断，即保证电梯安全可靠运行，又方便工作人员对电梯进行维保作业。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种电梯曳引条件评测方法，其特征在于，包括如下步骤：

控制系统检测轿厢处于闲驶状态，控制系统进入检测工作模式；

曳引机带动轿厢上行至起始平层位置，之后所述控制系统控制所述曳引机输出额定速度V_额带动所述轿厢下行至急停触发平层位置；

所述轿厢抵达所述急停触发平层位置后，所述控制系统控制所述曳引机抱闸急停，所述轿厢在惯性作用下带动钢丝绳相对曳引轮发生打滑，所述轿厢继续下行至打滑止停位置；

所述控制系统启动所述曳引机驱动轿厢继续下行至自救最近平层位置，根据预设在所述曳引轮上的旋转编码器计算得到打滑止停位置与自救最近平层位置的间距S1，根据预存于所述控制系统内的楼层层高数据得到急停触发平层位置与自救最近平层位置的间距S2，将S2与S1进行差值计算得到钢丝绳打滑距离；

根据所述钢丝绳打滑距离和所述额定速度V_额计算得到钢丝绳与曳引轮之间的摩擦力值。

2.根据权利要求1所述的电梯曳引条件评测方法，其特征在于，所述钢丝绳上预装有形变传感器，所述轿厢下行至所述自救最近平层位置时，根据预设在所述曳引轮上旋转编码器的脉冲数值和所述形变传感器的拉伸数值综合计算得到S1。

3.根据权利要求1所述的电梯曳引条件评测方法，其特征在于，若所述轿厢上行至自救最近平层位置时，则所述轿厢的上行移动距离即为钢丝绳打滑距离。

4.根据权利要求1所述的电梯曳引条件评测方法，其特征在于，根据所述钢丝绳打滑距离和所述额定速度V_额计算得到钢丝绳与曳引轮之间的摩擦力值的具体步骤为：根据S＝(V_额 ²-V₀ ²)/2a，变换得到a＝V_额 ²/2S，S为钢丝绳打滑距离；摩擦力值F＝ma；其中，m为轿厢与对重块的质量差。

5.根据权利要求1所述的电梯曳引条件评测方法，其特征在于，当所述轿厢抵达自救最近平层位置时，所述轿厢将预设在所述自救最近平层位置门区内的平层传感器触发激活，所述平层传感器反馈信号至所述控制系统，所述控制系统退出检测工作模式。

6.一种电梯曳引条件评测系统，其特征在于，包括：

控制系统；

曳引系统，所述曳引系统包括曳引机、与所述曳引机配合的曳引轮及与所述曳引机驱动连接并与所述曳引轮滑动配合的钢丝绳，所述钢丝绳与轿厢连接；

旋转编码器，所述旋转编码器设置于所述曳引轮上。

7.根据权利要求1所述的电梯曳引条件评测系统，其特征在于，所述电梯曳引条件评测系统还包括形变传感器，所述形变传感器连接于所述钢丝绳上并与所述控制系统电连接。

8.根据权利要求1所述的电梯曳引条件评测系统，其特征在于，所述电梯曳引条件评测系统还包括与所述控制系统电连接的平层传感器，所述平层传感器用于设置在电梯井道内的各平层门区位置。

9.根据权利要求1所述的电梯曳引条件评测系统，其特征在于，所述电梯曳引条件评测系统还包括与所述控制系统电连接的手动触发装置，所述手动触发装置用于装设在厅外可操作区域。

10.根据权利要求1所述的电梯曳引条件评测系统，其特征在于，所述控制系统包括计算比较模块及与所述计算比较模块通信连接的报警模块；其中，所述计算比较模块用于将计算得到的摩擦力值与预设阈值进行比较；所述报警模块用于当计算得到的摩擦力值大于预设阈值时发出警报提示。

11.根据权利要求1所述的电梯曳引条件评测系统，其特征在于，所述电梯曳引条件评测系统还包括与所述控制系统电连接的显示装置，所述显示装置用于装设在厅外可视区域。

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