CN111819144A - 升降机设备、用于所述升降机的导轨、用于监测所述设备的套件以及用于监测的方法及其用途 - Google Patents

Abstract

升降机设备(2)，包括：可以在竖井(4)中沿着相应的导轨(12)被滑动地引导的至少一个梯厢(13)或平台，以及用于监测竖井(4)的至少一个传感器(21a)，其中至少一个传感器(21a)包括与导轨(12)中的至少一个导轨相关联的至少一个倾斜仪(I1)和/或至少一个加速度计(A1)。

Description

升降机设备、用于所述升降机的导轨、用于监测所述设备的套 件以及用于监测的方法及其用途

描述

本发明涉及一种升降机设备，该术语意在指示用于运输物体和人的升降机和被设计仅用于运输物体的电梯两者，还涉及用于构建所述设备的路径的导轨，和用于监测的方法以及它们的用途。

众所周知的是，升降机设备(下文中也称为“电梯”或“升降机”的简称形式)包括至少一个梯厢，该梯厢由致动系统——例如是电动的或电动液压的致动系统——牵引或悬挂，使得该梯厢可以在竖井中沿着相应的导轨滑动，导轨通常由金属型材构成、以相互平行和对准的方式安装在竖井中。

这种导轨是升降机的重要元件，并且同时也是潜在问题的来源。

首先，存在的问题是将导轨在对准和平行的条件下安装在竖井中。在采矿升降机领域中的现有技术提出通过在梯厢或平台的位置安装机械监测系统来检查导轨的对准(US4,535,541)，该系统沿着竖井上升和下降，以便检测任何的未对准。该系统无法在设备的正常运行期间进行测量，该设备必须暂时停止使用。

更常见的是，用于升降机的导轨使用由公共铅垂线或激光束提供的竖直参考进行对准。然而，显然这种参考必然是不精确的，特别是随着竖井的高度增加，因为许多因素会影响线的实际布置，特别是当自由部分非常长的时候。另外，这种安装方法相对较慢，并且极易受到无法被立即检测到的并且纠正的人为错误的影响。

其次，存在的问题是一旦导轨被安装，就要确保导轨的充分预防性维护。例如，重要的是要考虑到，随着相互磨损的增加，导轨和安装在梯厢上的对应滑道之间的间隙趋于增加，并在此基础上确定需要针对维护、恢复或调整做出干预的时刻，以便不损害安装的安全性。

第三，必须检查导轨没有由于特定事件诸如地震、火灾或受热、结构的沉降、地基的沉降或安装有升降机的建筑物的简单变形而造成的损坏、部分分离、变形等。具体地，由于这种损坏，标准规定，例如，在发生火灾或地震时，不得使用升降机疏散人员，这在本质上与在这种情况下从受影响的建筑物中快速疏散许多人的需要是相反的。在一些国家(例如美国和欧洲-cfr.EN81 77和EN81 72)可以对专门为消防员设计的升降机的使用进行限制，然而，消防员必须有合适的钥匙来启动该设备，以为了达到熄灭火灾的焦点的目的，而不是为了救人。

最后，存在的事实是升降机的竖井通常是与它所服务的建筑物的支承结构紧密地互相连接的非常刚性的部分。因此，如果有可能充分地监测竖井，作为响应，将对建筑物的整个支承结构进行足够可靠的监测。

目前使用的升降机设备及升降机设备运行在其中的竖井不能令人满意地满足所有这些要求。

因此，本发明所基于的技术问题是提供一种具有对应的导轨的升降机，以及用于监测的方法和用途，这使得可以克服参考所引用的现有技术描述的缺点中的至少一个缺点。这个问题已经通过根据所附权利要求的升降机、导轨以及用于监测的方法和用途得以解决。

根据以下参考附图通过非限制性实施例提供的、对根据本发明生产的升降机设备的详细描述，本发明的特征和优点将变得更加明显，其中：

-图1是用于建筑物的升降机设备的示意性截面图；

-图2a是用于前面图中的设备的传感器的被封闭的盒体的立体图；

-图2b是图2a中传感器的被打开的盒体的立体图；

-图3和图4是前面图中的设备的局部布线图；

-图5是与所使用的传感器以及在前面的图中的设备中生成的数据有关的表格；

-图6是用于设备套件的致动的图；

-图7是安装过程的示意图；

-图8是用于用户的界面的示例；

-图9是表示根据本发明使用的软件的主要部件的实施例的图；

-图10是组装的控制单元的立体图；

-图11是从上方看到的图10中的控制单元打开的视图；

-图12至14是前面图中的设备的细节视图。

在附图中，1表示安装有升降机设备的整个建筑物，该升降机设备总体表示为2。建筑物1具有多个楼层P，并且每个楼层的楼层楼板由字母P后跟随递进的楼层编号来表示，从底楼层P0开始计数。图1中的设备包括竖井4，在竖井的基部有一井坑(pit，凹地，凹坑)10，该井坑的底部壁用11表示。

在每个楼层P，以本身已知的方式设置了带有手动或自动控制的门的开口。在竖井4内部安装有两个(或更多个)导轨12，导轨是竖直的、平行的并且面向竖井4的相对的壁。这些导轨12被用于通过使用线缆14的致动或本身为本领域中已知的油动力缸的致动来控制梯厢13的上升和下降过程。还存在设置在竖井4中或其外部的一专用(technical，技术用)竖井15。

参照图12至图14，引导件12具有大体为“T”形式的截面，具有翼部16和芯部17，并且引导件通过彼此间隔开的支架或夹持装置18安装在竖井4的壁上；支架18又通过直接应用在这些壁上或其它地方来被固定，例如通过未示出的反支架被固定。在图12和图13所示的非限制性实施例中，支架18具有例如Ω形式的截面，并且支架被设计成在中央凹部19中接收由塑料材料——例如填充有玻璃纤维的聚碳酸酯——制成的盒体20，该盒体通过超声或通过其他合适的方式被焊接在其周边上。

如图2b所示，每个盒体20有利地容纳PCB 21，其上安装有多个传感器21a，传感器优选地选自三轴MEMS加速度计和三轴MEMS倾斜仪；板件21全部都连接到单个的CAN型数据总线23，该总线也承载从控制单元22获得的直流电源(12V)。

有利的是，微控制器被安装在PCB 21上，该微控制器的固件可以由控制单元22更新，例如经由CAN总线23更新。传感器的加速度和梯度根据传感器的使用进行校准。具有对应的传感器21a的盒体20以链的形式连接，该链可以预先布线并最终用线缆来提供，以用于连接到控制单元22。控制单元可以被定位在竖井中或在升降机的专用竖井15中，或者在其他地方。

加速度计的采样频率被设置为例如在1至150Hz之间，有利地在100Hz，以用于结构的监测(低频率加速度计)；以及被设置在1Hz至1kHz之间，有利地在200Hz，以用于监测传递到导轨12的振动(高频率加速度计)。

优选地，用于结构的监测(低频率)的加速度计始终是激活的，即，当它们被供电时，它们持续地将数据传输到控制单元22，而高频率加速度计仅在梯厢运动时是激活的。

在该设备的优选版本中，由传感器生成的原始数据被保存在控制单元22的本地存储器中，例如在SSD板或等效系统上。当超过预先建立的阈值时，只要信号的能量含量持续为显著大的，控制系统就会将数据传输到云。到达云的数据被存储以供后续处理。通过模态识别可以获得建筑物的安全状态。

传感器的标准偏差也以预定的间隔例如每5或10秒(心跳)传输到云。

图3示出了根据本发明的升降机设备的基本布线图的示例。控制单元22被插入待安装在升降机的专用区域的电气面板中，并且CAN总线23从控制单元22延伸到升降机的竖井4。加速度计被表示为A1-n，并且倾斜仪被表示为I1-n。

根据一个实施方式，加速度计被定位在楼层的至少一个楼层楼板上(例如，在第一楼层、第二楼层等)。

根据一个实施方式，倾斜仪被定位在预定的参考点，优选地是中间楼层(例如，在底楼层、第三楼层、第六楼层、第九楼层等)。

优选地，提供了安装在升降机的梯厢13上的附加传感器，这些传感器例如通过宽带电力线调制解调器Pm、利用网关G与控制系统22通信，该网关在电力线调制解调器Pm的以太网输入端转换来自CAN总线23的信号。控制单元还通过安培计夹或等效系统测量由升降机消耗的三相电源。

安装在梯厢13上的传感器包括：被安装在一位置以便检测与梯厢13和/或线缆14相关的振动现象的第一附加加速度计AC1和第二附加加速度计AC2，以及用于在楼层处检查的磁力计。如果专用竖井内的移动电话网络接收不充分，则提供安装在升降机竖井内的外部天线。图7中的表格显示了传感器的类型及其定位。

梯厢13在楼层处的水平通过传感器21a中存在的磁力计和放置在每个楼层处的固定磁体Ma来测量。固定磁体Ma和传感器21a之间的距离可以约为10cm。当梯厢完全对准楼层时，传感器21a测量最大磁场；否则，记录到未对准，该未对准的程度与和理想值的差异成比例(图5)。

参考图1中的实施例，用于为高达三层的建筑物生产升降机设备的传感器配备套件优选地包括传感器21a，该传感器设置有指示性地以100Hz采样的MEMS加速度计A1，该传感器安装在井坑中。

相同的传感器A2和AC1被设置在例如第一楼层P1的楼层楼板上，以及梯厢13的顶部上。

设置有指示性地以200Hz采样的MEMS加速度计A3、A4的传感器被安装在底楼层的楼层楼板上和竖井的顶部上，而另一个相同的传感器AC2被安装在梯厢中。这些传感器被用于检测梯厢的振动，通过适当的算法与导轨上检测到的振动相比来指示用于使梯厢本身在导轨上运行的滑道或轮的磨损状态、悬挂线缆的磨损状态以及电机和与其连接的机械单元的任何操作异常。

还提供了两个倾斜仪类型的传感器I1、I2，其被安装在底楼层和第三楼层的中间位置。所有上述传感器，除了安装在梯厢和井坑中的传感器之外，都在导轨12上被应用于支架18的凹部19处。

永磁体Ma被应用在每个楼层，该永磁体通过在一个或多个传感器AC1、AC2中设置的磁力计来检测梯厢13相对于卸载阈值的水平位置。

根据一个实施方式，在用于生产高达六层的建筑物的升降机设备的传感器配备套件中，在竖井第三楼层的顶板处还设置有指示性地以100Hz采样的加速度计A5，分别地且指示性地在第三楼层和第六楼层处设置两个中间倾斜仪I3、I4，以及在第三楼层的楼层楼板处设置以200Hz采样的加速度计A6。

用于高度和楼层数不同于图1所示的建筑物的套件的布置是完全相似的。

根据一个实施方式，传感器21a包括待在相应的楼层开口处与竖井4相关联的至少一个温度传感器。有利的是，该附加传感器既可以用于供消防员使用的设备中，以监测特定楼层的危险水平，也可以用于与由应用于导轨的所有其它传感器检测到的导轨的变形相关的数据相关联的设备的使用中，以用于监测功能来例如在火灾期间帮助人们从建筑物中疏散。

根据一个实施方式，用于升降机设备的紧急控制的方法包括：升降机设备能够在火灾或地震期间或之后被安全地使用，以将人员从建筑物中疏散。例如，当安装在楼层的门附近的火灾报警传感器的时刻，或者另外在建筑物的火灾报警之后，或者当传感器11检测到高于确定阈值的地震冲击的时刻，升降机设备可以通过其自身的控制面板切换到紧急使用操作，从而使得合适地应用于导轨、在梯厢顶部上和楼层处的传感器系统与控制面板交互，只要升降机能够在导轨中自由滑动，传感器系统就准许使用升降机设备，并在不再具备安全使用条件时停止使用升降机设备。在梯厢顶部处和楼层处的传感器装备可以完备有烟雾传感器，以避免在准许该升降机设备运行的情况下，梯厢内任何人的窒息的风险。

优选地，该设备还可以在紧急情况(脱离)下，诸如火灾、地震等情况下，更安全地利用升降机或平台或梯厢。为了这个目的，至此描述的传感器可以与位于楼层处的任何温度传感器和烟雾检测器集成。

根据一个实施方式，这些温度传感器和烟雾检测器优选地安装在通道门的顶部部分，发生火灾时烟雾和温度最集中的位置。通过联合检测导轨的线性度和效率，以及升降机竖井中的环境和安全条件，即使在高度危急的条件下，也可以通过这种方式使用升降机或平台或梯厢进行紧急操作。根据所检测到的导轨的状态和环境条件，也可以改变梯厢的行进速度，以及排除不满足安全条件的一个或多个楼层，并且可选地区分上升速度和下降速度，这被认为是必要的和/或适当的。

尽管所提出的布置是优选的，但是它们仅仅是指示性的，并且在实践中，可以想象生产具有不同配置和分布的传感器的套件和设备。

在井坑10中，可以另外提供氡传感器，该传感器可以评估这种气体的任何存在和浓度，这种气体事实上倾向于在设备的最底部部分积累，并且通常集中在井坑中。

Claims (25)

1.升降机设备(2)，包括能够在竖井(4)中沿着相应的导轨(12)被滑动地引导的至少一个梯厢(13)或平台并且包括用于监测所述竖井(4)的至少一个传感器(21a)，其特征在于，所述至少一个传感器(21a)包括与所述导轨(12)中的至少一个导轨相关联的至少一个倾斜仪(I1)和/或至少一个加速度计(A1)。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个传感器(21a)被安装以传递通过所述导轨(12)的振动。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述至少一个传感器(21a)被安装以(直接或间接地)接触所述导轨(21a)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述传感器(21a)被安装在所述导轨(12)在所述竖井(4)中被固定至的夹持装置(18)上。

5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，包括被安装在中间楼层上的至少一个倾斜仪(I1)，所述中间楼层为底楼层或第三楼层或第六楼层或第九楼层。

6.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，除了所述倾斜仪(I1)之外，还包括安装在所述梯厢(13)上的一位置的至少一个附加(AC1)，使得其检测与所述梯厢(13)相关联的振动和/或检测与用于移动所述梯厢的线缆(14)相关联的振动。

7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述附加加速度计(AC1)是具有在1Hz至1kHz之间的、优选地200Hz的高采样频率的加速度计。

8.根据权利要求6或7所述的设备，其中，所述附加加速度计是具有在1Hz至150Hz之间的、优选地100Hz的低采样频率的加速度计。

9.根据权利要求7和8中的一项或多项所述的设备，其中，设置有所述附加低频率加速度计和附加高频率加速度计两者。

10.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其中，在所述竖井(4)的井坑(11)中设置有加速度计。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述井坑(11)中的所述加速度计是低频率加速度计。

12.根据权利要求10或权利要求11所述的设备，其中，所述至少一个传感器(21a)包括所述倾斜仪(I1)和至少所述高频率加速度计(A1)两者。

13.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其中，所述测斜仪(I1)由低频率加速度计(A1)组成。

14.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其中，所述传感器(21a)包括待在相应的楼层开口处与所述竖井(4)相关联的至少一个温度传感器。

15.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，包括按如下进行布置的多个所述传感器：

-被定位在所述导轨(12)上、位于第一组楼层楼板上的多个高频率加速度计，

-被定位在所述导轨(12)上、位于第二组楼层楼板上的多个低频率加速度计，

-被定位在所述导轨(12)上、位于中间楼层上的多个倾斜仪，

-在所述梯厢(13)上的附加高频率加速度计(AC1)，

-在所述梯厢(13)上的附加低频率加速度计(AC2)。

16.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其中，所述传感器以并联方式互相连接，并且由控制单元(22)控制。

17.根据前述权利要求中的一项或多项所述的设备，其中，所述倾斜仪和/或加速度计安装在单个PCB(21)上，所述PCB的电路还包括温度传感器或烟雾检测器或被配置为与定位在所述竖井(4)的预定点处的固定磁体(Ma)可操作地配合的磁力计。

18.根据权利要求17所述的设备，其中，所述PCB(21)被容置在由塑料材料制成的盒体(20)内，并且抵靠所述盒体的壁。

19.升降机导轨，包括用于接收下述类型的至少一个传感器的至少一个座部：所述类型的至少一个传感器包括至少一个倾斜仪(I1)和/或至少一个加速度计(A1)。

20.根据权利要求19所述的升降机导轨，其中，所述传感器(21a)被容置在用于升降机设备的竖井(4)中的所述导轨(12)的安装支架(18)中。

21.根据权利要求20所述的导轨，其中，所述至少一个传感器是根据权利要求1至20中的一项或多项所述种类的传感器。

22.套件，包括多个传感器、控制单元(22)以及在所述控制单元和所述多个传感器(21a)之间的CAN总线连接件(23)，所述多个传感器包括：加速度计、倾斜仪、高频率加速度计、低频率加速度计、磁力计。

23.用于监测所生产的根据前述权利要求中的一项或多项所述的升降机设备的方法，其中，通过所述至少一个传感器(21a)监测下述参数中的一个或多个：

-导轨(12)上的多个点处的三轴运动和/或梯度，

-梯厢(13)的水平。

24.用于安装根据权利要求1至22中的一项或多项所述的升降机设备的方法，其中，所述竖井(4)中的所述导轨(12)被安装成通过所述至少一个倾斜仪(I)检查所述导轨的对准。

25.用于紧急管理根据权利要求23至24中的一项或多项所述的升降机设备的方法，包括：

-由所述至少一个传感器(21a)通过检测升降机或梯厢或平台在导轨(12)上的多个点处的运动和/或梯度值来监测建筑物(1)的安全状态，

-当由所述至少一个传感器(21a)检测的值中的一个不符合预定的安全条件时，发送警报消息，

-停止使用所述升降机或梯厢或平台。

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