CN112079221A - 电梯的载荷检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式涉及电梯的载荷检测装置。其课题在于，在轿厢停止时检测载荷检测装置的故障。本实施方式的电梯的载荷检测装置具备载荷传感器、图像分析部、以及故障检测部。载荷传感器检测电梯的轿厢内的载荷。图像分析部基于拍摄轿厢内的摄像机的图像，分析轿厢内的图像。故障检测部基于载荷传感器检测出的载荷与图像分析部分析出的轿厢内的图像，检测载荷传感器的故障。

Description

电梯的载荷检测装置

本申请以2019年6月12日提出申请的日本专利申请2019－109725号为基础，并从该申请享受优先的利益。本申请通过参照该申请而包括该申请的全部内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及电梯的载荷检测装置。

背景技术

在电梯中设有检测轿厢内的载荷的载荷检测装置。当载荷检测装置检测出由电梯的安全标准确定的值以上的载荷(超载)时，电梯停止升降。

设置于电梯的载荷检测装置大多通过设于轿厢的地板下的限位开关来检测超载。但是，为了减少信号线的削减、限位开关的设置作业负担，有不使用限位开关的类型的载荷检测装置。在不使用限位开关的类型的载荷检测装置中，例如在轿厢中的人数固定的轿厢的升降中载荷信号发生了变动的情况下，判断为载荷检测装置发生了故障。具体而言，根据表示加速度传感器、表示门关闭的关门信号推断轿厢处于升降中，在轿厢中的人数固定的升降中载荷信号发生了大幅变动的情况下，判断为载荷检测装置发生了故障。

然而，通过监视升降中的载荷信号的变动来检测故障这一类型的载荷检测装置无法检测出轿厢停止时所产生的载荷检测装置的故障。若无法检测出轿厢停止时所产生的载荷检测装置的故障，则存在尽管是超载，也使电梯进行升降动作的隐患。

发明内容

本发明是在上述情况下完成的，其课题在于，在轿厢停止时检测载荷检测装置的故障。

为了解决上述的课题，本实施方式的电梯的载荷检测装置具备载荷传感器、图像分析部、以及故障检测部。载荷传感器检测电梯的轿厢内的载荷。图像分析部基于拍摄轿厢内的摄像机的图像，分析轿厢内的图像。故障检测部基于载荷传感器检测出的载荷与图像分析部分析出的轿厢内的图像，检测载荷传感器的故障。

根据本实施方式的电梯的载荷检测装置，能够在轿厢停止时检测载荷检测装置的故障。

附图说明

图1是第一实施方式的电梯的立体图。

图2是表示第一实施方式的电梯的控制系统的框图。

图3是示意地表示第一实施方式的各种传感器的配置的图。

图4是表示第一实施方式的载荷检测装置的物理结构的框图。

图5是表示第一实施方式的载荷检测装置的功能性结构的框图。

图6A是表示第一实施方式的载荷检测装置的轿厢的载荷的信号的图表。

图6B是表示第一实施方式的载荷检测装置的轿厢内的人数的图表。

图6C是表示第一实施方式的载荷检测装置的故障检测部的输出的图表。

图7是表示第二实施方式的载荷检测装置的功能性结构的框图。

图8A是表示第二实施方式的载荷检测装置的轿厢的载荷的信号的图表。

图8B是表示第二实施方式的载荷检测装置的轿厢内的人数的图表。

图8C是表示第二实施方式的载荷检测装置的故障检测部的输出的图表。

图8D是表示第二实施方式的载荷检测装置的轿厢内移动检测部的输出的图表。

图9是表示第三实施方式的载荷检测装置的功能性结构的框图。

图10A是表示第三实施方式的载荷检测装置的轿厢的载荷的信号的图表。

图10B是表示第三实施方式的载荷检测装置的安全信号检测部的输出的图表。

图10C是表示第三实施方式的载荷检测装置的故障检测部的输出的图表。

具体实施方式

以下，使用附图对本实施方式进行说明。在说明中适当使用由相互正交的X轴、Y轴、Z轴构成的XYZ坐标系。

(第一实施方式)

图1是本实施方式的电梯10的立体图。电梯10配置在设置于公寓、大厦等建筑物的井道11的内部。如图1所示，电梯10具有轿厢31、配重32、升降马达40、导轨21～24、控制柜70。

导轨21～24是分别将长度方向设为Z轴方向的部件。导轨21、22是用于升降自如地引导轿厢31的一对部件。另外，导轨23、24是用于升降自如地引导配重32的一对部件。

轿厢31是收容乘客并沿着导轨21、22在井道11内升降的单元。轿厢31配置于导轨21、22之间，以能够沿上下方向移动的方式安装于导轨21、22。在轿厢31的侧面设有用于出入内部空间的门(图1中未图示)。

配重32以能够沿上下方向移动的方式安装于导轨23、24。配重32的重量被调整为，相对于轿厢31的重量成为规定的比例。配重32以能够滑动的方式设于导轨23、24。

升降马达40是用于使轿厢31升降的马达。升降马达40以旋转轴与Y轴平行的方式配置于井道11的上部。在升降马达40的旋转轴上固定有带轮42。

如图1所示，在升降马达40的带轮42上卷绕有钢索60。钢索60的一端固定于轿厢31，另一端固定于配重32。

在控制柜70中，收容有用于控制升降马达40、设于轿厢31的设备的控制装置。

图2是表示电梯10的控制系统的框图。控制系统由载荷传感器52、摄像机54、门传感器56、加速度传感器58、操作面板85、载荷检测单元100、控制单元80、驱动单元90构成。控制单元80、驱动单元90以及载荷检测单元100收容于控制柜70。载荷传感器52、摄像机54、门传感器56、加速度传感器58检测出的信号被供给至控制柜70。

图3是示意地表示载荷传感器52、摄像机54、门传感器56、加速度传感器58的配置的图。

载荷传感器52安装于轿厢31的地板面。载荷传感器52是检测电梯10的轿厢31内的载荷的传感器。载荷传感器52使用图1所示的线缆71，将表示与检测出的载荷相应的值的电压信号Sw发送至收容于控制柜70的载荷检测单元100。

摄像机54安装于轿厢31的轿顶附近。摄像机54对轿厢31内进行拍摄。摄像机54使用图1所示的线缆71，将表示拍摄轿厢31内而得的图像的信号Sc供给至收容于控制柜70的载荷检测单元100。

门传感器56安装于门33附近。门传感器56对在关门动作中的门33之间夹住了物体的情况进行检测。门传感器56是设于两扇门33的光传感器、接触传感器。门传感器56在门33进行关门动作过程中，当光传感器、接触传感器检测到在门33中夹着人等时，使用图1所示的线缆71向控制单元80以及载荷检测单元100输出安全信号Sd。

加速度传感器58例如安装于轿厢31的上表面。加速度传感器58检测铅垂方向(升降方向)的加速度。加速度传感器58使用图1所示的线缆71，将表示与检测出的加速度相应的值的电压信号Sv发送至控制单元80。另外，在轿厢31与导轨21、22之间，为了提高滑动性而设有导靴31a。

返回到图2，操作面板85设于轿厢31的内壁。操作面板85是用于从轿厢31的乘客受理目的地楼层等的接口。乘客能够通过操作操作面板85，来向控制单元80通知目的地楼层等。操作面板85使用图1所示的线缆71，与收容于控制柜70的控制单元80连接。

控制单元80是具有CPU(Central Processing Unit)、主存储部、辅助存储部以及接口部的计算机。控制单元80基于从操作面板85、载荷检测单元100、门传感器56、加速度传感器58取得到的各种信号，对驱动单元90进行控制。控制单元80在接收到安全信号Sd时，以使关门动作中的轿厢31的门33打开的方式控制驱动单元90。

驱动单元90具备用于向升降马达40供给电力的电源、逆变器等。驱动单元90基于来自控制单元80的指示，对升降马达40进行驱动。另外，驱动单元90基于来自控制单元80的指示，对设于轿厢31的门33、设于各楼层的侯梯厅的门进行开闭。

在如上述那样构成的电梯10中，构成控制单元80的CPU基于来自操作面板85的输入，控制驱动单元90。例如，当CPU经由驱动单元90使升降马达40正转时，轿厢31上升，并且配重32下降。另外，当CPU经由驱动单元90使升降马达40反转时，轿厢31下降，并且配重32上升。

接下来，对载荷检测单元100进行说明。图4是表示载荷检测单元100的物理结构的框图。载荷检测单元100具有CPU101、主存储部102、辅助存储部103、接口部104以及载荷传感器52。CPU101按照存储于辅助存储部103的程序，判断载荷传感器52是否发生了故障。主存储部102具有RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等。主存储部102被用作CPU101的作业区域。辅助存储部103具有ROM(Read Only Memory：只读存储器)、半导体存储器等非易失性存储器。辅助存储部103存储有CPU101所执行的程序等。接口部104具有串行接口、并行接口、无线LAN接口等。载荷传感器52以及摄像机54经由接口部104与CPU101连接。

图5是表示载荷检测单元100的功能性结构的框图。如图5所示，载荷检测单元100具有图像分析部110、故障检测部120。

图像分析部110基于拍摄轿厢31内的摄像机54的图像，分析轿厢31内的图像。图像分析部110具有人数检测部111。人数检测部111基于从摄像机54取得到的表示拍摄轿厢31内而得的图像的信号Sc，对位于轿厢31内的人的数量进行合计。具体而言，人数检测部111使用图像分析软件，例如基于头、臂、眼、口、耳等的特征量，对轿厢31内的人的数量进行合计。

故障检测部120基于载荷传感器52检测出的载荷与图像分析部110分析出的轿厢31内的人数，检测载荷传感器52的故障。具体而言，故障检测部120基于人数检测部111检测出的轿厢31内的人数的增减与载荷传感器52检测出的载荷的增减的相关性，检测载荷传感器52的故障。故障检测部120具有人数增减检测部121、载荷增减检测部122、判断部123。

人数增减检测部121检测从人数检测部111供给的轿厢31内的人数的变化的有无。载荷增减检测部122检测从载荷传感器52供给的轿厢31内的载荷是否变化了规定的值以上。所谓规定的值，例如为10kg。

在尽管存在轿厢31内的人数的增减，但不存在载荷传感器52检测出的载荷的增减的情况下，判断部123判断为载荷传感器52发生了故障。判断部123在判断为载荷传感器52发生了故障的情况下，输出成为高电平的信号。

参照图6A至图6C对基于具有以上的结构的载荷检测单元100的载荷传感器52的故障的检测方法进行说明。图6A是表示载荷传感器52输出的轿厢31的载荷的信号的图表。纵轴表示载荷，横轴表示时间。图6B是表示人数检测部111检测出的轿厢31内的人数的图表。纵轴表示轿厢31内的人数，横轴表示时间。图6C是表示故障检测部120的输出的图表。故障检测部120在判断为载荷传感器52发生了故障的情况下，输出成为高电平信号。

由于在图6B所示的时刻t0至t1的期间轿厢31内的人数增减，因此人数增减检测部121检测轿厢31内的人数的变动。由于在图6A所示的时刻t0至t1的期间轿厢31的载荷增减，因此载荷增减检测部122检测轿厢31内的载荷的变动。在图6C所示的时刻t0至t1的期间，轿厢31的载荷对应于轿厢31内的人数的变动而变动，因此故障检测部120判断为从载荷传感器52以及载荷传感器52到载荷检测单元100的布线正常，并输出低电平的信号。另一方面，在图6B所示的时刻t1至t2的期间，人数增减检测部121检测出存在轿厢31内的人数的变动。但是，在图6A所示的时刻t1至t2的期间，载荷增减检测部122未检测出载荷的增减。在图6C所示的时刻t1至t2的期间，由于轿厢31的载荷并未对应于轿厢31内的人数的变动而变动，因此故障检测部120判断为载荷传感器52发生了故障、或者从载荷传感器52到载荷检测单元100的布线存在异常，并输出成为高电平的信号。

详细而言，判断部123在从人数增减检测部121接收到表示检测出人数的增减的信号的定时的前后几秒的期间，未从载荷增减检测部122接收到表示存在载荷的变动的信号的情况下，输出成为高电平的信号。另外，在轿厢31内的载荷的变动为例如10kg以下的情况下，载荷增减检测部122不输出表示存在载荷的变动的信号。

若从载荷检测单元100输出的信号为高电平，则控制单元80控制驱动单元90，维持轿厢31的停止状态。

如以上说明那样，第一实施方式的电梯10的载荷检测装置基于载荷传感器52检测出的载荷与图像分析部110分析出的轿厢31内的图像，检测载荷传感器52的故障。具体而言，基于轿厢31内的人数的增减与载荷传感器52检测出的载荷的增减的相关性，检测载荷传感器52的故障。更详细而言，在尽管存在轿厢31内的人数的变动，但载荷传感器52检测出的载荷的值没有变化的情况下，判断为载荷传感器52发生了故障。或者，判断为从载荷传感器52到载荷检测单元100的布线存在异常。由此，能够在轿厢停止时检测载荷检测装置的故障。另外，载荷检测装置的故障是指，载荷传感器52故障、或者从载荷传感器52到载荷检测单元100的布线的断线或短路等异常。

另外，载荷检测装置由载荷传感器52与载荷检测单元100构成。

在使用了图6A至图6C的上述的说明中，将尽管轿厢31内的人数增减但载荷未变化10kg以上的情况作为故障的例子而进行了说明。但是，不需要将判断为载荷传感器52发生了故障的条件限定于此。例如，也可以在尽管轿厢31内的人数固定但载荷变化了10kg以上的情况下，判断为载荷传感器52发生了故障。即，也可以在轿厢31内的人数的增减与载荷传感器52检测出的载荷的增减不相关的情况下，判断为载荷传感器52发生了故障。

在上述的说明中，对使用线缆71从载荷传感器52、摄像机54、门传感器56、加速度传感器58向控制单元80或载荷检测单元100供给各种信号的情况进行了说明，但也可以无线地供给各种信号。

(第二实施方式)

另外，还有利用了摄像机图像的检测载荷检测装置的故障的方法。当人在轿厢31内移动时，轿厢31晃动。在载荷传感器52正常动作的情况下，由于伴随着轿厢31内的人的移动的轿厢31的晃动的影响，载荷传感器52的输出发生某种程度(例如，500g以上)的变动。因而，根据尽管检测出人在轿厢31内移动，但载荷传感器52输出的载荷的值没有变化的情况，也能够判断为载荷传感器52发生了故障、或者从载荷传感器52到载荷检测单元100的布线存在异常。

如图7所示，第二实施方式的图像分析部110具有人数检测部111与轿厢内移动检测部112。人数检测部111的说明与第一实施方式中的说明相同。

轿厢内移动检测部112检测位于轿厢31内的人是否在轿厢31内进行了移动。例如，在位于门33的附近的人向轿厢31的里侧移动了的情况下，轿厢内移动检测部112检测出人在轿厢31内进行了移动。轿厢内移动检测部112使用图像分析软件，例如在人的位置移动了规定的距离以上的情况下，检测为人在轿厢31内进行了移动。规定的距离例如为1m。

故障检测部120具有人数增减检测部121、载荷增减检测部122b、判断部123。

人数增减检测部121检测从人数检测部111供给的轿厢31内的人数的变化的有无。载荷增减检测部122b检测从载荷传感器52供给的轿厢31内的载荷是否变化了规定的值以上。所谓规定的值，例如为500g。

在尽管检测出轿厢31内的人的移动，但载荷传感器52检测出的载荷未变化规定的值以上的情况下，判断部123判断为载荷传感器52发生了故障、或者从载荷传感器52到载荷检测单元100的布线存在异常。

参照图8A至图8D对具体例进行说明。图8D是表示轿厢内移动检测部112的输出的图表。轿厢内移动检测部112在检测出人在轿厢31内进行了移动时，输出成为高电平的信号。载荷增减检测部122b在检测出轿厢31内的载荷变动了例如500g以上时，输出成为高电平的信号。

如图8D所示，在时刻t0至t3的期间，检测出轿厢31内的人的移动。如图8A所示，在时刻t0至t3的期间，载荷对应于轿厢31内的人的移动而变动。因而，如图8C所示，判断部123判断为从载荷传感器52以及载荷传感器52到载荷检测单元100的布线正常，并向控制单元80输出低电平的信号。另一方面，在图8D所示的时刻t4至t5的期间，虽然不存在轿厢31内的人数的变动，但轿厢内移动检测部112检测出轿厢31内的人的移动。但是，如图8A所示，在时刻t4至t5的期间，尽管轿厢内移动检测部112检测出轿厢31内的人的移动但不存在载荷的变化。因而，判断部123判断为载荷传感器52发生了故障、或者从载荷传感器52到载荷检测单元100的布线存在异常，并向控制单元80输出成为高电平的信号。

详细而言，在判断部123从轿厢内移动检测部112接收到表示检测出轿厢31内的人的移动的信号的定时的前后几秒的期间，判断部123未从载荷增减检测部122b接收到表示存在例如500g以上的载荷的变动的信号的情况下，判断部123输出成为高电平信号。从载荷检测单元100接收到成为高电平的信号的控制单元80控制驱动单元90，维持轿厢31的停止状态。

另外，在第二实施方式的载荷检测装置中，也可以将接收到表示门33关闭的关门信号包含在故障的检测条件中。

在第二实施方式的载荷检测装置中，在尽管基于拍摄轿厢31内的摄像机54的图像检测出轿厢31内的人的移动，但载荷传感器52检测出的载荷未变化规定的值(例如，500g)以上的情况下，判断为载荷传感器52发生了故障。由此，能够在轿厢31停止时检测载荷检测装置的故障。

(第三实施方式)

在第一实施方式以及第二实施方式中，对利用由摄像机54拍摄到的图像检测载荷检测装置的故障的技术进行了说明。在第三实施方式中，对不使用摄像机54而检测载荷检测装置的故障的技术进行说明。

图9是表示第三实施方式的载荷检测装置的功能性结构的框图。如图9所示，第三实施方式的载荷检测装置不具有图像分析部110。第三实施方式的载荷检测装置的故障检测部120具有安全信号检测部124、载荷增减检测部122、判断部123。

安全信号检测部124检测门传感器56输出的安全信号。安全信号是表示在关门动作中的门33中夹住了人等的信号。载荷增减检测部122检测从载荷传感器52供给的轿厢31内的载荷是否变化了规定的值以上。所谓规定的值，例如为10kg。在尽管门传感器56检测出在关门动作中的门33之间夹住了物体，但轿厢31内的载荷的变动为规定的值以下的情况下，判断部123判断为载荷传感器52发生了故障。或者，判断为从载荷传感器52到载荷检测单元100的布线存在异常。

参照图10A至图10C对第三实施方式的载荷检测装置的动作进行说明。图10A是表示载荷传感器52输出的轿厢31的载荷的信号的图表。纵轴表示载荷，横轴表示时间。图10B是表示门传感器56的输出的图表。门传感器56在从控制单元80接收到表示门33处于关门动作中的信号的过程中，当光传感器、接触传感器检测出人等被门33夹住时，输出成为高电平的信号。图10C是表示故障检测部120的输出的图表。故障检测部120在判断为载荷传感器52发生了故障的情况下，输出成为高电平的信号。

门传感器56输出成为高电平的信号的条件为，检测出在关门动作中的门33中夹住了人等。即，在门传感器56输出了成为高电平的信号的情况下，人上下梯的概率较高。在尽管人上下梯的概率较高，但载荷传感器52所示的载荷没有变动的情况下，故障检测部120判断为载荷传感器52发生了故障、或者从载荷传感器52到载荷检测单元100的布线存在异常。

在图10B所示的时刻t6至t7的期间，安全信号检测部124从门传感器56接收了安全信号。但是，如图10A所示，载荷增减检测部122未检测出轿厢31内的载荷的变动。故障检测部120在从接收到安全信号起几秒以内载荷未变动例如10kg以上的情况下，判断为载荷传感器52发生了故障、或者从载荷传感器52到载荷检测单元100的布线存在异常，并输出成为高电平的信号。从载荷检测单元100接收到成为高电平的信号的控制单元80控制驱动单元90，使轿厢31的升降动作停止。

如以上说明那样，第三实施方式的电梯10的载荷检测装置，在尽管接收到表示在关门动作中的门33之间检测到人等的安全信号，但轿厢31的载荷未变动规定的值以上的情况下，判断为载荷传感器52发生了故障。或者，判断为直到载荷检测单元100为止的布线存在异常。由此，能够不使用摄像机54而在轿厢31停止时检测载荷检测装置的故障。

另外，也可以具备第一实施方式以及第二实施方式中所说明的使用了摄像机54的故障检测功能、以及利用了安全信号的故障检测功能这两方的故障检测功能。

(变形例1)

在门传感器56输出安全信号状况下，由于人碰撞到门33，因此轿厢31一定晃动。在载荷传感器52正常动作的情况下，由于轿厢31的晃动的影响，载荷传感器52的输出发生某种程度(例如，500g以上)的变动。因而，根据尽管安全信号检测部124接收到安全信号，但载荷传感器52输出的载荷的值没有变化，也能够判断为载荷传感器52发生了故障、或者从载荷传感器52到载荷检测单元100的布线存在异常。

变形例1的载荷增减检测部122检测从载荷传感器52供给的轿厢31内的载荷是否变化了规定的值以上。所谓规定的值，例如为500g。在尽管安全信号检测部124接收到安全信号，但轿厢31内的载荷的变动为规定的值(500g)以下的情况下，判断部123判断为载荷传感器52发生了故障、或者从载荷传感器52到载荷检测单元100的布线存在异常。

根据以上所述的至少一个实施方式的电梯的载荷检测装置，通过具备故障检测部，能够在轿厢停止时检测载荷检测装置的故障，该故障检测部基于拍摄轿厢内的摄像机的图像、或者对在关门动作中的门之间夹住了物体的情况进行检测的门传感器的输出与载荷传感器的输出，检测载荷传感器的故障。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提示的，并不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨内，并且包含在权利要求书所记载的发明及其等效的范围内。

Claims (6)

1.一种电梯的载荷检测装置，具备：

载荷传感器，检测电梯的轿厢内的载荷；

图像分析部，基于拍摄所述轿厢内的摄像机的图像，分析所述轿厢内的图像；以及

故障检测部，基于所述载荷传感器检测出的载荷与所述图像分析部分析出的所述轿厢内的图像，检测所述载荷传感器的故障。

2.如权利要求1所述的电梯的载荷检测装置，其中，

所述图像分析部具有人数检测部，该人数检测部基于所述摄像机的图像，检测所述轿厢内的人数，

所述故障检测部，

基于所述人数检测部检测出的所述轿厢内的人数的增减与所述载荷传感器检测出的载荷的增减的相关性，检测所述载荷传感器的故障。

3.如权利要求1或2所述的电梯的载荷检测装置，其中，

所述故障检测部，

在存在所述轿厢内的人数的增减时，不存在所述载荷传感器检测出的载荷的增减的情况下，判断为所述载荷传感器发生了故障。

4.如权利要求1所述的电梯的载荷检测装置，其中，

所述图像分析部具有轿厢内移动检测部，该轿厢内移动检测部基于所述摄像机的图像，检测所述轿厢内的人的移动，

所述故障检测部，

在尽管检测出所述轿厢内的人的移动，但所述载荷传感器检测出的载荷未变化规定的值以上的情况下，判断为所述载荷传感器发生了故障。

5.如权利要求4所述的电梯的载荷检测装置，其中，

所述故障检测部在接收到表示轿厢的门关闭的信号的过程中，在尽管检测出所述轿厢内的人的移动，但所述载荷传感器检测出的载荷未变化规定的值以上的情况下，判断为所述载荷传感器故障。

6.一种电梯的载荷检测装置，具备：

载荷传感器，检测电梯的轿厢内的载荷；

门传感器，对在关门动作中的门之间夹住了物体的情况进行检测；以及

故障检测部，在尽管所述门传感器检测出在关门动作中的门之间夹住了物体，但所述轿厢内的载荷的变动为规定的值以下的情况下，判断为所述载荷传感器发生了故障。

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