CN111923057B - 电梯导轨自动安装设备、方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电梯导轨自动安装设备、方法、装置及系统。其中，电梯导轨自动安装设备，包括设于井道内安装平台上的机器人；机器人包括控制器、机械臂、以及设于机械臂上的摄像头；控制器分别连接机械臂、摄像头；控制器获取井道尺寸和机器人本体尺寸，并根据井道尺寸和机器人本体尺寸、驱动机器人动作，直至机器人的当前所处位置位于预设位置的情况下，通过摄像头拍摄当前井道及电梯导轨图像；控制器采用图像识别处理当前井道及电梯导轨图像，且在图像识别的结果满足本节导轨安装条件的情况下，驱动机械臂抓取待安装的本节导轨，并在本节导轨安装位置上对抓取到的本节导轨进行固定安装；本申请可实现电梯导轨的自动化安装。

Description

电梯导轨自动安装设备、方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及电梯技术领域，特别是涉及一种电梯导轨自动安装设备、方法、装置及系统。

背景技术

电梯导轨是电梯上下行驶在井道的安全路轨，导轨安装在井道壁上，被导轨架，导轨支架固定连接在井道墙壁。导轨在起导向作用的同时，承受轿厢，电梯制动时的冲击力，安全钳紧急制动时的冲击力等。这些力的大小与电梯的载质量和速度有关，因此应根据电梯速度和载质量选配导轨。

目前导轨的安装的方式有很多，从开始的安装脚手架，到现在的无脚手架安装方式，但在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统导轨安装的整个过程都依赖于人工，这一方面需要较大的人力成本，另一方面在井道里面高空作业，也给工作人员带来一定的安全风险。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现电梯导轨的自动化安装的电梯导轨自动安装设备、方法、装置及系统。

为了实现上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种电梯导轨自动安装设备，包括设于井道内安装平台上的机器人；机器人包括控制器、机械臂、以及设于机械臂上的摄像头；控制器分别连接机械臂、摄像头；

控制器获取井道尺寸和机器人本体尺寸，并根据井道尺寸和机器人本体尺寸、驱动机器人动作，直至机器人的当前所处位置位于预设位置的情况下，通过摄像头拍摄当前井道及电梯导轨图像；

控制器采用图像识别处理当前井道及电梯导轨图像，且在图像识别的结果满足本节导轨安装条件的情况下，驱动机械臂抓取待安装的本节导轨，并在本节导轨安装位置上对抓取到的本节导轨进行固定安装；本节导轨安装条件包括井道壁上靠近安装平台的上一节导轨垂直于井道底层所在平面；本节导轨安装位置为根据图像识别的结果、机器人的当前所处位置和本节导轨的尺寸得到。

在其中一个实施例中，安装平台用于连接电梯机房的曳引设备；机器人还包括连接控制器的无线通信装置；无线通信装置用于连接电梯机房的控制系统；

控制器确认本节导轨安装完成的情况下，通过无线通信装置发出运行指令；运行指令用于指示控制系统驱动曳引设备按照预设距离牵引安装平台；预设距离由曳引设备编码器的数据和本节导轨的长度经控制系统处理得到；

处于牵引状态的摄像头将拍摄图像传输至控制器；控制器基于拍摄图像、在监测到导靴和本节导轨顶部的距离小于预设阈值时，通过无线通信装置发出停止指令；停止指令用于指示控制系统停止曳引设备的运行。

在其中一个实施例中，还包括设于井道底层导轨处的反射器和设于机械臂上的发射器；

控制器驱动机械臂靠近上一节导轨的顶端，利用发射器发射信号，且在接收到反射器的反射信号时，确认上一节导轨垂直于井道底层所在平面；

控制器驱动机械臂靠近井道壁上本节导轨的顶端，利用发射器发射信号，且在接收到反射器的反射信号时、确定本节导轨与上一节导轨平行，并确认本节导轨安装完成。

在其中一个实施例中，

摄像头拍摄井道壁上本节导轨的图像；

控制器采用霍夫变换处理本节导轨的图像，基于处理的结果，确认本节导轨与上一节导轨平行，并确定本节导轨安装完成。

在其中一个实施例中，预设位置包括井道中心点；

机械臂设于机器人底盘上；机器人底盘用于在机器人的当前所处位置位于井道中心点的情况下、固定至安装平台；

机械臂的数量包括2个及以上；其中，任一机械臂于标定位置抓取本节导轨，并将抓取到的本节导轨固定在本节导轨安装位置上；控制器在确定上一节导轨与固定状态下的本节导轨平行时，驱动另一机械臂于标定位置抓取螺丝、以对固定状态下的本节导轨进行打孔安装。

在其中一个实施例中，安装平台为利用导靴固定在导轨上的轿厢底板；

控制器以井道中心点为原点构建三维坐标系，并获取上一节导轨与井道中心点的坐标位置关系；

控制器根据图像识别的结果，获取上一节导轨相较于轿厢底板所在平面的突出部分高度；

基于三维坐标系，根据坐标位置关系、突出部分高度和本节导轨的尺寸，得到本节导轨安装位置。

在其中一个实施例中，本节导轨安装条件还包括上一节导轨的相邻井道壁区域内无导轨安装，以及上一节导轨的相邻井道壁区域内无凸出异物；

机器人还包括连接控制器的测距装置；

测距装置获取机器人当前与周围井道间的距离；控制器基于机器人当前与周围井道间的距离、驱动机器人动作，直至机器人的当前所处位置位于预设位置。

一种电梯导轨自动安装方法，包括步骤：

获取井道尺寸和机器人本体尺寸，并根据井道尺寸和机器人本体尺寸、驱动机器人动作，直至机器人的当前所处位置位于预设位置；

采用图像识别处理摄像头拍摄的当前井道及电梯导轨图像，在图像识别的结果满足本节导轨安装条件的情况下，驱动机械臂抓取待安装的本节导轨，并在本节导轨安装位置上对抓取到的本节导轨进行固定安装；其中，本节导轨安装条件包括井道壁上靠近安装平台的上一节导轨垂直于井道底层所在平面；本节导轨安装位置为根据图像识别的结果、机器人的当前所处位置和本节导轨的尺寸得到。

在其中一个实施例中，还包括步骤：

确认本节导轨安装完成的情况下，发出运行指令；运行指令用于指示电梯机房控制系统驱动曳引设备按照预设距离牵引安装平台；预设距离由曳引设备编码器的数据和本节导轨的长度经控制系统处理得到；

获取牵引状态下的摄像头拍摄图像，基于拍摄图像、在监测到导靴和本节导轨顶部的距离小于预设阈值时，发出停止指令；停止指令用于指示控制系统停止曳引设备的运行。

一种电梯导轨自动安装装置，包括：

驱动模块，用于获取井道尺寸和机器人本体尺寸，并根据井道尺寸和机器人本体尺寸、驱动机器人动作，直至机器人的当前所处位置位于预设位置；

图像识别及安装模块，用于采用图像识别处理摄像头拍摄的当前井道及电梯导轨图像，在图像识别的结果满足本节导轨安装条件的情况下，驱动机械臂抓取待安装的本节导轨，并在本节导轨安装位置上对抓取到的本节导轨进行固定安装；其中，本节导轨安装条件包括井道壁上靠近安装平台的上一节导轨垂直于井道底层所在平面；本节导轨安装位置为根据图像识别的结果、机器人的当前所处位置和本节导轨的尺寸得到。

一种电梯导轨自动安装系统，包括电梯机房以及上述的电梯导轨自动安装设备；

电梯机房包括控制系统和连接控制系统的曳引设备；还包括设于曳引设备上的编码器；

曳引设备用于牵引安装平台；控制系统与控制器相连接。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

本申请中的控制器分别连接机械臂、摄像头，其中，控制器驱动机器人动作，在机器人到达预设位置时，控制摄像头拍摄当前井道及电梯导轨图像，进而采用图像识别处理相应的图像，确认当前是否满足本节导轨安装条件以及本节导轨安装位置，并在满足条件时，驱动机械臂自动完成本节导轨的安装；在无脚手架安装方式的基础上，本申请可更进一步的利用图像识别技术以及机器人，实现自动安装的方式，以实现电梯导轨的自动化安装，节约人力成本，减少安全事故。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中电梯导轨自动安装设备的应用环境图；

图2为一个实施例中电梯导轨自动安装设备的结构示意图；

图3a为一个实施例中电梯导轨自动安装设备的安装平台结构示意图；

图3b为一个实施例中电梯导轨自动安装设备的安装平台顶部结构示意图；

图4为一个实施例中驱动机器人于井道中运动至预设位置示意图；

图5为一个实施例中电梯导轨自动安装设备中三维坐标系示意图；

图6为另一个实施例中电梯导轨自动安装设备的结构示意图；

图7为一个实施例中垂直测量结构示意图；

图8为一个实施例中电梯导轨自动安装方法的流程示意图；

图9为一个实施例中电梯导轨自动安装装置的结构框图；

图10为一个实施例中电梯导轨自动安装系统的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“任一”、“另一”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的电梯导轨自动安装设备、方法、装置及系统，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，如图1所示，作为电梯上下行驶在井道的安全路轨，电梯导轨安装在井道壁上，被导轨架，导轨支架固定连接在井道墙壁。电梯导轨可以是由钢轨和连接板构成的电梯构件，可以分为轿厢导轨(图1左侧所示导轨)和对重导轨(图1右侧所示导轨)，从截面形状可以分为T形，L形和空心三种形式；通常可称轿厢导轨为主轨，对重导轨为副轨。

进一步的，导靴可以是电梯导轨与轿厢之间的可以滑动的尼龙块，能够将轿厢固定在导轨上，让轿厢只可以上下移动，导靴上部还可以有油杯，减少靴衬与导轨的摩擦力。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种电梯导轨自动安装设备，以该设备应用于图1中的电梯导轨的安装为例进行说明，包括设于井道内安装平台上的机器人；机器人包括控制器、机械臂、以及设于机械臂上的摄像头；控制器分别连接机械臂、摄像头；

控制器获取井道尺寸和机器人本体尺寸，并根据井道尺寸和机器人本体尺寸、驱动机器人动作，直至机器人的当前所处位置位于预设位置的情况下，通过摄像头拍摄当前井道及电梯导轨图像；

控制器采用图像识别处理当前井道及电梯导轨图像，且在图像识别的结果满足本节导轨安装条件的情况下，驱动机械臂抓取待安装的本节导轨，并在本节导轨安装位置上对抓取到的本节导轨进行固定安装；本节导轨安装条件包括井道壁上靠近安装平台的上一节导轨垂直于井道底层所在平面；本节导轨安装位置为根据图像识别的结果、机器人的当前所处位置和本节导轨的尺寸得到。

具体而言，本申请可以在无脚手架安装方式的基础上实施；例如，可由人工先安装井道最底层的导轨，进而完成自动安装设备顶部的设施安装，以及安装好导靴及滑轮，实现无脚手架的安装结构。本申请中的安装平台位于井道内，可由曳引装置拖动进入井道(例如底层厅门)，进而控制机器人，从厅门进入安装平台。此外，安装平台也可与电梯机房内的曳引设备相连接，以使该曳引设备能够牵引安装平台在井道内上升或下降。

在一个具体的示例中，安装平台可以为利用导靴固定在导轨上的轿厢底板；

具体如图3a所示，安装平台可以采用半成品的轿厢予以实现，而导靴及滑轮可以完成轿厢和导轨之间的固定。即图3a中的半成品轿厢可以作为本申请中的安装平台，而机器人底盘可以固定在轿厢上。进一步的，如图3b所示，自动安装设备顶部(即轿厢顶部)也可加导靴。本申请提出先在底层安装好一两条轨道，然后利用导靴固定住轿厢底部的板，进而形成本申请中的安装平台。

进一步的，如图4所示，在机器人进入安装平台后，控制器获取井道尺寸和机器人本体尺寸，并根据井道尺寸和机器人本体尺寸、驱动机器人动作，直至机器人的当前所处位置位于预设位置的情况下，通过摄像头拍摄当前井道及电梯导轨图像；

具体地，预设位置可以是安装平台上利于机器人进行导轨安装的位置，例如，便于机器人建立坐标系或者定位的位置；需要说明的是，本申请提出机器人执行安装、抓取等操作，可先完成本体定位，进而能够计算出机械臂要移动的距离，进一步的，在安装过程中判断导轨是否安装垂直时，也可以采用该预设位置。

本申请中的机器人可在控制器的驱动下，自动运行至预设位置，以便后续导轨的安装；在一个示例中，如图4所示，预设位置可以包括井道中心点，即机器人可自动寻找井道中心点的位置。进一步的，可以将井道尺寸导入机器人，进而控制器得到井道尺寸，同时控制器还可获取机器人本体尺寸，进而可以计算出机器人本体距离前端井道壁多远、左端井道壁多远等，从而驱动机器人动作，直至机器人所在的位置为井道中心位置。

在一个具体的示例中，机器人还可以包括连接控制器的测距装置；本申请可以通过测距装置，测量出前端和左端的距离符合计算得出的距离即可。例如，测距装置可以为传感器，机器人通过传感器，感应周围井道的距离，自动寻找井道中心点的位置。

当机器人的当前所处位置位于预设位置时，控制器可以通过摄像头拍摄当前井道及电梯导轨图像；其中，当机器人的当前所处位置位于预设位置时，机器人可以通过机器人底盘固定至安装平台，为后期的导轨安装提供稳定的平台支撑。

机器人可以通过安装在机械臂上的摄像头，获取井道及导轨安装情况；具体的，控制器在得到当前井道及电梯导轨图像后，采用图像识别处理该图像，进而可判断图像识别的结果是否满足本节导轨安装条件；其中，本节导轨安装条件可以包括井道壁上靠近安装平台的上一节导轨垂直于井道底层所在平面。

本节导轨安装条件可以根据实际安装环境以及导轨安装要求进行确认；在一个示例中，本节导轨安装条件还可以包括上一节导轨的相邻井道壁区域内无导轨安装，以及上一节导轨的相邻井道壁区域内无凸出异物。

具体而言，通过拍照进行图像识别，控制器可以判断以下方面：一个是当前安装好的导轨，是否垂直(即井道壁上靠近安装平台的上一节导轨是否垂直于井道底层所在平面)；二是当前安装的导轨，下一段符合安装的条件(即上一节导轨的相邻井道壁区域是否符合条件，例如，无导轨安装)，如是否已经安装好了，是否有凸出来的异物(即上一节导轨的相邻井道壁区域内无凸出异物)。

本申请中，控制器在图像识别的结果满足本节导轨安装条件的情况下，驱动机械臂抓取待安装的本节导轨，并在本节导轨安装位置上对抓取到的本节导轨进行固定安装；即机器人通过机械臂抓取导轨，并由控制器通过图像识别的方式，确定导轨需要安装的位置(即本节导轨安装位置)，并由机械臂固定控制，进而抓取螺丝，在导轨的孔位上打孔，以完成一节导轨的安装。

其中，本节导轨安装位置可以为根据图像识别的结果、机器人的当前所处位置和本节导轨的尺寸得到；具体而言，控制器获取了机器人当前所处位置，也即预设位置，进而也可获得本节导轨的尺寸，从而可根据预设位置与本节导轨的几何关系，结合图像识别的结果(例如，上一节导轨目前的安装位置)，得到本节导轨安装位置。

在一个具体的实施例中，如图5所示，控制器以井道中心点为原点构建三维坐标系，并获取上一节导轨与井道中心点的坐标位置关系；

控制器根据图像识别的结果，获取上一节导轨相较于轿厢底板所在平面的突出部分高度；

基于三维坐标系，根据坐标位置关系、突出部分高度和本节导轨的尺寸，得到本节导轨安装位置。

具体而言，如图5所示，机器人可以相应的构建坐标系，并保证该坐标系和真实环境的坐标系一致。前文中论述了如何确定中心位置(预设位置，例如，井道中心点)，也即确定三位坐标系的坐标原点。如图5所示，根据设计图纸，导轨的位置和原点的位置关系也是确认的，也就是图5中的L(可根据坐标位置关系得到)已知，对此，本申请提出只要通过图像识别处理摄像头拍摄的当前井道及电梯导轨图像，即可测量出H(即上一节导轨相较于轿厢底板所在平面的突出部分高度)。控制器得到L和H后，根据安装导轨的尺寸(一般是固定的)，进而可以最终确定本节导轨的安装位置。

需要说明的是，图像识别处理当前井道及电梯导轨图像，进而得到突出部分高度，可以采用相应的开源算法得到，例如，获取摄像头的内参、外参，进而可以测量尺寸。

以上，本申请中的控制器分别连接机械臂、摄像头，其中，控制器驱动机器人动作，在机器人到达预设位置时，控制摄像头拍摄当前井道及电梯导轨图像，进而采用图像识别处理相应的图像，确认当前是否满足本节导轨安装条件以及本节导轨安装位置，并在满足条件时，驱动机械臂自动完成本节导轨的安装；在无脚手架安装方式的基础上，本申请可更进一步的利用图像识别技术以及机器人，实现自动安装的方式，以实现电梯导轨的自动化安装，节约人力成本，减少安全事故。

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种电梯导轨自动安装设备，以该设备应用于图1中的电梯导轨的安装为例进行说明，包括设于井道内安装平台上的机器人；机器人包括控制器、机械臂、以及设于机械臂上的摄像头；控制器分别连接机械臂、摄像头；其中，安装平台可以用于连接电梯机房的曳引设备；机器人还包括连接控制器的无线通信装置(即图6中的无线通信)；无线通信装置用于连接电梯机房的控制系统；机器人还可以包括连接控制器的测距装置；

进一步的，控制器获取井道尺寸和机器人本体尺寸，并根据井道尺寸和机器人本体尺寸、驱动机器人动作，直至机器人的当前所处位置位于预设位置的情况下，通过摄像头拍摄当前井道及电梯导轨图像；其中，测距装置获取机器人当前与周围井道间的距离；控制器基于机器人当前与周围井道间的距离、驱动机器人动作，直至机器人的当前所处位置位于预设位置。

控制器采用图像识别处理当前井道及电梯导轨图像，且在图像识别的结果满足本节导轨安装条件的情况下，驱动机械臂抓取待安装的本节导轨，并在本节导轨安装位置上对抓取到的本节导轨进行固定安装；本节导轨安装条件包括井道壁上靠近安装平台的上一节导轨垂直于井道底层所在平面；本节导轨安装位置为根据图像识别的结果、机器人的当前所处位置和本节导轨的尺寸得到。

具体而言，上述控制器驱动机器人运动至预设位置，以及采用图像识别处理当前井道及电梯导轨图像和安装本节导轨等的具体实现过程，可以参阅前文中各实施例的描述，此处不再赘述。

在一个具体的实施例中，机械臂可以设于机器人底盘上；机器人底盘用于在机器人的当前所处位置位于井道中心点的情况下、固定至安装平台；

机械臂的数量可以包括2个及以上；其中，任一机械臂于标定位置抓取本节导轨，并将抓取到的本节导轨固定在本节导轨安装位置上；控制器在确定上一节导轨与固定状态下的本节导轨平行时，驱动另一机械臂于标定位置抓取螺丝、以对固定状态下的本节导轨进行打孔安装。

具体而言，机器人通过安装在机械臂上的摄像头，获取井道及导轨安装情况，如果所在平台位置的下一节导轨未安装成功(例如，上一节导轨的相邻井道壁区域内无导轨安装)，则机器人通过机械臂抓取导轨，并通过图像识别的方式，确定导轨需要安装的位置，并由机械臂固定控制，同时通过图像识别的方式，确定需要安装的导轨和之前的导轨是否平行。确认平行后，由另一个负责打孔的机械臂抓取螺丝，在导轨的孔位上打孔，以完成本节导轨的安装。

其中，标定位置指的是导轨材料和螺丝预先放置的位置，比如导轨在机器人左侧，安装螺丝在机器人右侧。进而，在机器人底盘固定至安装平台时，机器人可以自动获取到相应的安装材料。

在一个具体的实施例中，摄像头拍摄井道壁上本节导轨的图像；

控制器采用霍夫变换处理本节导轨的图像，基于处理的结果，确认本节导轨与上一节导轨平行。

在一个具体的实施例中，如图7所示，本申请电梯导轨自动安装设备还可以包括设于井道底层导轨处的反射器和设于机械臂上的发射器；控制器驱动机械臂靠近井道壁上本节导轨的顶端，利用发射器发射信号，且在接收到反射器的反射信号时，确定本节导轨与上一节导轨平行。

具体而言，本申请提出可以通过图像识别的方式，确定需要安装的导轨和之前的导轨是否平行，可以通过图像识别的方法，即判断两根相邻的导轨是否一根直线，例如相应的开源算法予以实现，如hough算法(即霍夫变换)。也可以通过激光或者TOF(Time offlight，飞行时间测距法)的方式测量，而激光或者TOF，可以采用发射器与反射器予以实现。

进一步的，控制器在确认本节导轨安装完成的情况下，可以通过无线通信装置发出运行指令；运行指令用于指示控制系统驱动曳引设备按照预设距离牵引安装平台；预设距离由曳引设备编码器的数据和本节导轨的长度经控制系统处理得到；

而处于牵引状态的摄像头可以将拍摄图像传输至控制器；控制器基于拍摄图像、在监测到导靴和本节导轨顶部的距离小于预设阈值时，通过无线通信装置发出停止指令；停止指令用于指示控制系统停止曳引设备的运行。

具体而言，当机械臂完成本节导轨安装后，机器人控制器可以通过图像识别的方式，安装完成确认后(例如，用图像判断两根导轨是否一条直线即可，或者机械臂伸到顶端测量)。机器人发送运行指令给控制系统，一方面，控制系统根据旋转编码器的数据计算需要上升的距离(通常可以为一根导轨的长度)；另一方面，机器人也通过摄像头监控导靴位置和下一节导轨顶部的距离，如果距离小于一定阈值(即预设阈值，例如10cm)，则发送指令让控制系统停止运行。通过上述两方面的措施，本申请可确保安装平台不会脱轨。重复上述本节导轨安装以及曳引设备牵引的过程，直到电梯导轨安装完成。

其中，编码器可以安装在电梯主机上面，主机转动，控制系统就可以获取到编码器信息；而以安装平台为轿厢底部为例，控制系统驱动曳引设备按照预设距离牵引安装平台，也就是机房的曳引设备吊着轿厢架上升。进一步的，编码器可以安装在曳引设备上，曳引设备转了多少角度，就会产生多少个脉冲，从而可以计算出曳引设备旋转了多少距离。而整个平台通过钢丝绳吊着，曳引设备带动钢丝绳，钢丝绳带动平台，就可以算出平台走了多少距离。

在一个具体的实施例中，如图7所示，还可以包括设于井道底层导轨处的反射器和设于机械臂上的发射器；

控制器驱动机械臂靠近上一节导轨的顶端，利用发射器发射信号，且在接收到反射器的反射信号时，确认上一节导轨垂直于井道底层所在平面；

控制器驱动机械臂靠近井道壁上本节导轨的顶端，利用发射器发射信号，且在接收到反射器的反射信号时、确定本节导轨与上一节导轨平行，并确认本节导轨安装完成。

在一个具体的实施例中，摄像头拍摄井道壁上本节导轨的图像；

控制器采用霍夫变换处理本节导轨的图像，基于处理的结果，确认本节导轨与上一节导轨平行，并确定本节导轨安装完成。

具体而言，安装成功的判断依据可以是导轨是否都平行的。本申请中底层的导轨是预安装的，进而在底层导轨保证了是垂直的情况下，后续安装的导轨，只要和前面的导轨保持水平，即可保证整条导轨就是垂直的。关于是否平行，本申请提出可以通过图像识别的方法，即判断两根相邻的导轨是否一根直线，例如hough算法。也可以通过激光或者TOF的方式测量，如图7所示，在底部安装一个反射器，每安装完一根导轨，机械臂在导轨顶端，同样的距离发射信号下去，收到反射信号就认为垂直(也即本节导轨与上一节导轨平行)。

以上，本申请在无脚手架安装方式的基础上，更进一步，利用图像识别技术以及机器人，实现自动安装的方式，以实现电梯导轨的自动化安装，节约人力成本，减少安全事故。

在一个实施例中，如图8所示，提供了一种电梯导轨自动安装方法，以该方法应用于图1中的电梯导轨的安装为例进行说明，具体的，本申请电梯导轨自动安装方法可以应用于前述各实施例提出的电梯导轨自动安装设备中的控制器。包括步骤：

步骤802，获取井道尺寸和机器人本体尺寸，并根据井道尺寸和机器人本体尺寸、驱动机器人动作，直至机器人的当前所处位置位于预设位置。

步骤804，采用图像识别处理摄像头拍摄的当前井道及电梯导轨图像，在图像识别的结果满足本节导轨安装条件的情况下，驱动机械臂抓取待安装的本节导轨，并在本节导轨安装位置上对抓取到的本节导轨进行固定安装；其中，本节导轨安装条件包括井道壁上靠近安装平台的上一节导轨垂直于井道底层所在平面；本节导轨安装位置为根据图像识别的结果、机器人的当前所处位置和本节导轨的尺寸得到。

具体而言，本申请中的控制器可以驱动机器人动作，直至机器人的当前所处位置位于预设位置时，采用摄像头获取井道及导轨安装情况，并在满足本节导轨安装条件时，驱动机械臂抓取待安装的本节导轨，并在本节导轨安装位置上对抓取到的本节导轨进行固定安装；其中，控制器可以通过根据图像识别的结果、机器人的当前所处位置和本节导轨的尺寸得到本节导轨安装位置。

在一个具体的实施例中，还可以包括步骤：

确认本节导轨安装完成的情况下，发出运行指令；运行指令用于指示电梯机房控制系统驱动曳引设备按照预设距离牵引安装平台；预设距离由曳引设备编码器的数据和本节导轨的长度经控制系统处理得到；

获取牵引状态下的摄像头拍摄图像，基于拍摄图像、在监测到导靴和本节导轨顶部的距离小于预设阈值时，发出停止指令；停止指令用于指示控制系统停止曳引设备的运行。

在一个具体的实施例中，还可以包括步骤：

获取摄像头拍摄井道壁上本节导轨的图像；

采用霍夫变换处理本节导轨的图像，基于处理的结果，确认本节导轨与上一节导轨平行，并确定本节导轨安装完成。

在一个具体的实施例中，还可以包括步骤：

以井道中心点为原点构建三维坐标系，并获取上一节导轨与井道中心点的坐标位置关系；

根据图像识别的结果，获取上一节导轨相较于轿厢底板所在平面的突出部分高度；

基于三维坐标系，根据坐标位置关系、突出部分高度和本节导轨的尺寸，得到本节导轨安装位置。

需要说明的是，本申请中电梯导轨自动安装方法包含的步骤，可以与前文各实施例提出的电梯导轨自动安装设备中的控制器执行的程序或流程相对应，此处不再赘述。

上述电梯导轨自动安装方法，首先驱动机器人动作，直至机器人到达预设位置时，获取摄像头拍摄当前井道及电梯导轨图像，进而采用图像识别处理相应的图像，确认当前是否满足本节导轨安装条件以及本节导轨安装位置，并在满足条件时，指示机械臂自动完成本节导轨的安装；在无脚手架安装方式的基础上，本申请可更进一步的利用图像识别技术，使得机器人实现自动安装的方式，以实现电梯导轨的自动化安装，节约人力成本，减少安全事故。

应该理解的是，虽然图8的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图8中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图9所示，提供了一种电梯导轨自动安装装置，以该装置应用于图1中的电梯导轨的安装为例进行说明，具体的，本申请电梯导轨自动安装装置可以应用于前述各实施例提出的电梯导轨自动安装设备中的控制器。包括：

驱动模块910，用于获取井道尺寸和机器人本体尺寸，并根据井道尺寸和机器人本体尺寸、驱动机器人动作，直至机器人的当前所处位置位于预设位置；

图像识别及安装模块920，用于采用图像识别处理摄像头拍摄的当前井道及电梯导轨图像，在图像识别的结果满足本节导轨安装条件的情况下，驱动机械臂抓取待安装的本节导轨，并在本节导轨安装位置上对抓取到的本节导轨进行固定安装；其中，本节导轨安装条件包括井道壁上靠近安装平台的上一节导轨垂直于井道底层所在平面；本节导轨安装位置为根据图像识别的结果、机器人的当前所处位置和本节导轨的尺寸得到。

关于电梯导轨自动安装装置的具体限定可以参见上文中对于电梯导轨自动安装方法的限定，在此不再赘述。上述电梯导轨自动安装装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，如图10所示，提供了一种电梯导轨自动安装系统，包括电梯机房以及上述的电梯导轨自动安装设备；

电梯机房包括控制系统和连接控制系统的曳引设备；还包括设于曳引设备上的编码器；曳引设备用于牵引安装平台；控制系统与控制器相连接。

为了进一步阐明本申请的方案，下面结合一个具体示例予以说明，本申请电梯导轨自动安装系统的具体实现过程可以包括：

首先，可由人工安装最底层的导轨，以及轿厢顶部，以及安装好导靴及滑轮，形成安装平台，并实现无脚手架的安装结构。其中，安装平台可以是半成品的轿厢，导靴及滑轮用来和导轨之间固定。

由曳引装置拖动安装平台到底层厅门，控制机器人从厅门进入安装平台。机器人通过传感器，感应周围井道的距离，自动寻找井道中心点的位置。

进一步的，固定好机器人底盘，将导轨材料和螺丝放置在标定位置，比如导轨在机器人左侧，安装螺丝在机器人右侧。

准备就绪后，人员离开井道。机器人可以通过无线通信装置，和机房的控制系统建立数据交互。

然后，机器人通过安装在机械臂上的摄像头，获取井道及导轨安装情况，如果所在平台位置的下一节导轨未安装成功，则机器人通过机械臂抓取导轨，通过图像识别的方式，确定导轨需要安装的位置，并由机械臂固定控制，同时通过图像识别的方式，确定需要安装的导轨和之前的导轨是否平行。确认平行后，由另一个负责打孔的机械臂抓取螺丝，在导轨的孔位上打孔，以完成本节导轨的安装。

当机器人通过图像识别的方式，确认本节导轨安装完成后。机器人发送运行指令给控制系统，一方面，控制系统根据旋转编码器的数据计算需要上升的距离(通常为一根导轨的长度)，另一方面，机器人也通过摄像头监控导靴位置和下一节导轨顶部的距离，如果距离小于一定阈值(如10cm)，则发送指令让控制系统停止运行。通过这两方面的措施，确保安装平台不会脱轨。

循环重复上述安装本节导轨以及上升的步骤，直到导轨安装完成。

以上，本申请在无脚手架安装方式的基础上，更进一步，利用图像识别技术以及机器人，实现自动安装的方式，以实现电梯导轨的自动化安装，节约人力成本，显著减少安全事故。

本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的器件和设备的限定，具体的设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时上述电梯导轨自动安装方法的各步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线式动态随机存储器(Rambus DRAM，简称RDRAM)、以及接口动态随机存储器(DRDRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上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申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种电梯导轨自动安装设备，其特征在于，所述电梯导轨自动安装设备应用于无脚手架安装结构的电梯井；所述电梯导轨自动安装设备包括设于井道内安装平台上的机器人；所述机器人包括控制器、机械臂、以及设于所述机械臂上的摄像头；所述控制器分别连接所述机械臂、所述摄像头；

所述控制器获取井道尺寸和机器人本体尺寸，并根据所述井道尺寸和所述机器人本体尺寸、驱动所述机器人动作，直至所述机器人的当前所处位置位于预设位置的情况下，通过所述摄像头拍摄当前井道及电梯导轨图像；

所述控制器采用图像识别处理所述当前井道及电梯导轨图像，且在所述图像识别的结果满足本节导轨安装条件的情况下，驱动所述机械臂抓取待安装的本节导轨，并在本节导轨安装位置上对抓取到的所述本节导轨进行固定安装；所述本节导轨安装条件包括井道壁上靠近所述安装平台的上一节导轨垂直于井道底层所在平面；所述本节导轨安装位置为根据所述图像识别的结果、所述机器人的当前所处位置和所述本节导轨的尺寸得到。

2.根据权利要求1所述的电梯导轨自动安装设备，其特征在于，所述安装平台用于连接电梯机房的曳引设备；所述机器人还包括连接所述控制器的无线通信装置；所述无线通信装置用于连接所述电梯机房的控制系统；

所述控制器确认所述本节导轨安装完成的情况下，通过所述无线通信装置发出运行指令；所述运行指令用于指示所述控制系统驱动所述曳引设备按照预设距离牵引所述安装平台；所述预设距离由曳引设备编码器的数据和所述本节导轨的长度经所述控制系统处理得到；

处于牵引状态的所述摄像头将拍摄图像传输至所述控制器；所述控制器基于所述拍摄图像、在监测到导靴和所述本节导轨顶部的距离小于预设阈值时，通过所述无线通信装置发出停止指令；所述停止指令用于指示所述控制系统停止所述曳引设备的运行。

3.根据权利要求2所述的电梯导轨自动安装设备，其特征在于，还包括设于井道底层导轨处的反射器和设于所述机械臂上的发射器；

所述控制器驱动所述机械臂靠近所述上一节导轨的顶端，利用所述发射器发射信号，且在接收到所述反射器的反射信号时，确认所述上一节导轨垂直于井道底层所在平面；

所述控制器驱动所述机械臂靠近井道壁上所述本节导轨的顶端，利用所述发射器发射信号，且在接收到所述反射器的反射信号时、确定所述本节导轨与所述上一节导轨平行，并确认所述本节导轨安装完成。

4.根据权利要求2所述的电梯导轨自动安装设备，其特征在于，

所述摄像头拍摄井道壁上所述本节导轨的图像；

所述控制器采用霍夫变换处理所述本节导轨的图像，基于所述处理的结果，确认所述本节导轨与所述上一节导轨平行，并确定所述本节导轨安装完成。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电梯导轨自动安装设备，其特征在于，所述预设位置包括井道中心点；

所述机械臂设于机器人底盘上；所述机器人底盘用于在所述机器人的当前所处位置位于所述井道中心点的情况下、固定至所述安装平台；

所述机械臂的数量包括2个及以上；其中，任一所述机械臂于标定位置抓取所述本节导轨，并将抓取到的所述本节导轨固定在所述本节导轨安装位置上；所述控制器在确定所述上一节导轨与固定状态下的所述本节导轨平行时，驱动另一所述机械臂于标定位置抓取螺丝、以对固定状态下的所述本节导轨进行打孔安装。

6.根据权利要求5所述的电梯导轨自动安装设备，其特征在于，所述安装平台为利用导靴固定在导轨上的轿厢底板；

所述控制器以所述井道中心点为原点构建三维坐标系，并获取所述上一节导轨与所述井道中心点的坐标位置关系；

所述控制器根据所述图像识别的结果，获取所述上一节导轨相较于所述轿厢底板所在平面的突出部分高度；

基于所述三维坐标系，根据所述坐标位置关系、所述突出部分高度和所述本节导轨的尺寸，得到所述本节导轨安装位置。

7.根据权利要求5所述的电梯导轨自动安装设备，其特征在于，所述本节导轨安装条件还包括所述上一节导轨的相邻井道壁区域内无导轨安装，以及所述上一节导轨的相邻井道壁区域内无凸出异物；

所述机器人还包括连接所述控制器的测距装置；

所述测距装置获取所述机器人当前与周围井道间的距离；所述控制器基于所述机器人当前与周围井道间的距离、驱动所述机器人动作，直至所述机器人的当前所处位置位于预设位置。

8.一种电梯导轨自动安装方法，其特征在于，所述方法应用于无脚手架安装结构的电梯井；所述方法包括步骤：

获取井道尺寸和机器人本体尺寸，并根据所述井道尺寸和所述机器人本体尺寸、驱动机器人动作，直至所述机器人的当前所处位置位于预设位置；

采用图像识别处理摄像头拍摄的当前井道及电梯导轨图像，在所述图像识别的结果满足本节导轨安装条件的情况下，驱动机械臂抓取待安装的本节导轨，并在本节导轨安装位置上对抓取到的所述本节导轨进行固定安装；其中，所述本节导轨安装条件包括井道壁上靠近安装平台的上一节导轨垂直于井道底层所在平面；所述本节导轨安装位置为根据所述图像识别的结果、所述机器人的当前所处位置和所述本节导轨的尺寸得到。

9.根据权利要求8所述的电梯导轨自动安装方法，其特征在于，还包括步骤：

确认所述本节导轨安装完成的情况下，发出运行指令；所述运行指令用于指示电梯机房控制系统驱动曳引设备按照预设距离牵引所述安装平台；所述预设距离由曳引设备编码器的数据和所述本节导轨的长度经所述控制系统处理得到；

获取牵引状态下的摄像头拍摄图像，基于所述拍摄图像、在监测到导靴和所述本节导轨顶部的距离小于预设阈值时，发出停止指令；所述停止指令用于指示所述控制系统停止所述曳引设备的运行。

10.一种电梯导轨自动安装装置，其特征在于，所述装置应用于无脚手架安装结构的电梯井；所述装置包括：

驱动模块，用于获取井道尺寸和机器人本体尺寸，并根据所述井道尺寸和所述机器人本体尺寸、驱动机器人动作，直至所述机器人的当前所处位置位于预设位置；

图像识别及安装模块，用于采用图像识别处理摄像头拍摄的当前井道及电梯导轨图像，在所述图像识别的结果满足本节导轨安装条件的情况下，驱动机械臂抓取待安装的本节导轨，并在本节导轨安装位置上对抓取到的所述本节导轨进行固定安装；其中，所述本节导轨安装条件包括井道壁上靠近所述安装平台的上一节导轨垂直于井道底层所在平面；所述本节导轨安装位置为根据所述图像识别的结果、所述机器人的当前所处位置和所述本节导轨的尺寸得到。

11.一种电梯导轨自动安装系统，其特征在于，包括电梯机房以及权利要求1至7任一项所述的电梯导轨自动安装设备；

所述电梯机房包括控制系统和连接所述控制系统的曳引设备；还包括设于所述曳引设备上的编码器；

所述曳引设备用于牵引所述安装平台；所述控制系统与所述控制器相连接。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求8或9所述的方法的步骤。

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