CN112985309A - 一种电梯导轨垂直检测系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电梯导轨垂直检测系统及其方法，其中，系统包括：二维扫描仪，用于对导轨表面进行扫描，形成二维图像；移动组件，用于沿着导轨延伸方向移动二维扫描仪；位移检测组件，用于检测二维扫描仪的位移长度；计时组件，用于标记各二维采集图像的生成时间和各位移长度的位移时间；处理器，用于以生成时间和位移时间相同为条件，在三维空间中将生成时间对应的二维采集图像拟合于位移时间对应的位移长度，生成三维采集图像。具有得到导轨连续的图像以对导轨的垂直度进行分析，提高判断精度的优点。

Description

一种电梯导轨垂直检测系统及其方法

技术领域

本申请涉及电梯轨道垂直检测的领域，尤其是涉及一种电梯导轨垂直检测系统及其方法。

背景技术

电梯导轨垂直检测适用于测定导轨安装的铅垂性、平行性及在空间X、Y轴上的偏差。

相关技术中，一种通过导轨垂直度测量仪进行导轨检测方法中包括如下方案，在导轨工作面上确定若干检测点,逐一测量各检测点在导轨长度方向的位置坐标；逐一测量两个相邻检测点之间的连线与水平线或铅垂线的夹角；用上述数据、经数学计算、分析、整理，得到被检测导轨的垂直度误差数据及垂直度曲线图。

针对上述中的相关技术，发明人认为上述方案由于进行垂直度判断的过程中，选取的检测点是间隔的，由于两个检测点之间导轨形状结构并非一定是直线的，因此得到的连线与铅垂线之间的夹角并非一定能够代表该两个检测点之间的导轨的倾角，检测方案仍有改善的空间。

发明内容

为了得到导轨连续的图像以对导轨的垂直度进行分析，本申请提供一种电梯导轨垂直检测系统及其方法。

第一方面，本申请提供一种电梯导轨垂直检测系统，采用如下的技术方案：

一种电梯导轨垂直检测系统，所述系统包括：二维扫描仪，用于对导轨表面进行扫描，形成二维图像；移动组件，用于沿着导轨延伸方向移动二维扫描仪；位移检测组件，用于检测二维扫描仪的位移长度；计时组件，用于标记各二维采集图像的生成时间和各位移长度的位移时间；处理器，用于以生成时间和位移时间相同为条件，在三维空间中将生成时间对应的二维采集图像拟合于位移时间对应的位移长度，生成三维采集图像。

通过采用上述技术方案，移动组件带动二维扫描仪沿着导轨的延伸方向移动，从而使二维扫描仪能够对导轨进行扫描。而计时组件则对二维扫描仪扫描得到的二维采集图像的时间进行标记，以及对二维扫描仪位移长度的时间进行标记，从而使处理器能够根据时间在对应的位移长度上绘制二维采集图像，从而形成三维采集图像以供导轨垂直度判断。

可选的，所述移动组件包括牵引绳、主动轮和从动轮，所述二维扫描仪设于所述牵引绳上，所述主动轮位于所述从动轮上方，所述牵引绳一端与所述主动轮侧壁连接，所述牵引绳另一端与所述从动轮侧壁连接。

通过采用上述技术方案，主动轮转动带动牵引绳缠绕于主动轮上，在牵引绳在主动轮上缠绕时牵引绳带动二维扫描仪向上移动。牵引绳的另一端与从动轮固定，使主动轮在拉动牵引绳时，牵引绳被拉直以减少二维扫描仪以移动时的抖动。

可选的，所述主动轮两端设有主动转轴，所述转动转轴转动连接有主动底座，所述主动底座上设有转动电机，所述转动电机的驱动轴与所述主动转轴轴向连接，所述从动轮两端设有从动转轴，所述从动转轴转动连接有从动底座。

通过采用上述技术方案，主动底座和从动底座由于自身的重量较重，放置于地面从而对分别对主动轮和从动轮进行固定，减少主动轮与从轮轮在工作时移动的可能性。

可选的，所述主动轮两端边缘设有第一环形挡板，所述从动轮两端边缘设有第二环形挡板，所述牵引绳位于主动轮的一端两侧限位于两个第一环形挡板之间，所述牵引绳位于从动轮的一端两侧限位于两个第二环形挡板之间。

通过采用上述技术方案，牵引绳的两端分别被两个第一环形挡板和两个第二环形挡板限位，从而减少了牵引绳在移动时的水平抖动。

可选的，所述位移检测组件包括转速传感器和两个夹持轮，所述夹持轮分别转动连接有夹杆，所述转速传感器的感应轴与其中一个所述夹持轮轴心固定，所述处理器根据转速传感器的转速、所述计时组件记录的转速对应的转速时间以及夹持轮的周长计算得到所述位移长度两个所述夹杆中部穿设有转轴，两个夹杆远离夹持轮的端部之间套接有夹紧环，所述转轴与所述主动底座固定连接，其中一个所述夹杆远离夹持轮的一端与所述主动底座固定。

通过采用上述技术方案，夹紧环在夹紧两个夹杆远离夹持轮的一端，从而使两个夹持轮相互靠近，以夹紧牵引绳，夹持轮夹紧牵引绳以减少其与牵引绳之间的打滑，提高处理器通过转速传感器间接检测牵引绳移动速度并通过计算得到位移长度的准确性。

可选的，所述主动轮周向侧壁设有主动绳夹，所述从动轮周向侧壁设有从动绳夹，所述牵引绳的两端分别夹紧于所述主动绳夹和从动绳夹上。

通过采用上述技术方案，牵引绳的两端分别通过主动绳夹和从动绳夹可拆卸固定于主动轮和从动轮上，以便于牵引绳的安装。

可选的，所述主动轮转动方向一侧间隔设置有主动滑轮，所述主动滑轮转动连接有第一固定杆，所述第一固定杆与所述主动底座固定，所述从动轮转动方向一侧间隔设置有从动滑轮，所述从动滑轮转动连接有第二固定杆，所述第二固定杆与所述从动底座固定。

通过采用上述技术方案，主动底座与从动底座在固定时，使主动滑轮与从动滑轮的轴心位于同一竖直平面上，牵引绳在主动滑轮与从动滑轮的导向下，位于主动滑轮与从动滑轮之间部分得以相对保持竖直。

可选的，所述二维扫描仪包括壳体和镜头，所述镜头设于所述壳体一端，所述壳体中部设有供牵引绳穿过的长条孔，所述长条孔的内壁与所述牵引绳的外壁抵接，所述长条孔长度方向的两侧边缘设有连接板，螺栓穿过连接板与牵引绳连接有螺母，螺栓的头部与螺母分别抵接两个连接板的侧面。

通过采用上述技术方案，牵引绳与二维扫描仪的中部固定，使二维扫描仪的重心靠近二维扫描仪，二维扫描仪固定在牵引绳上相对保持水平。

可选的，还包括振动检测模块，所述振动检测模块用于检测二维扫描仪的水平振动幅度，根据计时组件记录振动幅度对应的振动时间，处理器以振动时间、生成时间和位移时间均相同为条件，将二维采集图像与水平振动幅度抵消获得二维矫正图像，在三维空间中将二维矫正图像拟合于竖直直线对应的位移长度，生成三维矫正图像。

通过采用上述技术方案，二维扫描仪抖动产生的二维采集图像中的水平分量与振动幅度相互抵消，从而削减了二维扫描仪移动时抖动对二维图像采集的干扰。

第二方面，本申请提供一种电梯导轨垂直检测方法，采用如下的技术方案：

一种电梯导轨垂直检测方法，所述方法包括如下步骤：选定需要检测的轨道楼层；将主动底座固定于上一楼层，将从动底座固定于与上一楼层相邻的下一楼层，将主动底座的边缘与电梯口的边缘对齐，将从动底座的边缘与电梯口的边缘对齐；使二维扫描仪位于电梯井内，并且二维扫描仪的镜头正对待测轨道部分的下端；启动转动电机，竖直提升二维扫描仪，二维扫描仪对轨道进行扫描的同时，处理器结合振动检测模块检测得到的水平振动幅度生成三维矫正图像；处理器比对三维矫正图像与三维基准图像，输出局部偏移量。

通过采用上述技术方案，将扫描仪沿着轨道平移，并且根据振动检测模块检测到的水平振动幅度对二位采集图像进行矫正，从而避免了由于扫描仪振动带来的扫描误差，得到的三维矫正图像为连续的图像，相对于传统的选取点以进行测量，提高了检测的精度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.二维扫描仪沿着导轨方向移动，对导轨图像进行采集，以得到导轨的完整图像，使导轨垂直度判断更加精确；

2.主动轮的第一环形挡板与从动轮的第二环形挡板对牵引绳进行限位，减少牵引绳的水平抖动，从而减少水平抖动对二维扫描仪采集图像的影响；

3.在检测操作中，主动滑轮与从动滑轮的轴线位于同一竖直平面，使牵引绳位于电梯井的部分保持竖直，使二维扫描仪采集的图像为以竖直方向为基准的图像。

附图说明

图1是本申请实施例电梯导轨垂直检测系统的整体结构示意图；

图2是本申请实施例电梯导轨垂直检测系统中主动轮的结构示意图；

图3是本申请实施例电梯导轨垂直检测系统中从动轮的结构示意图；

图4是本申请实施例电梯导轨垂直检测系统中牵引绳与二维扫描仪连接的结构示意图；

图5是本申请实施例电梯导轨垂直检测系统对楼层中轨道进行扫描的原理结构示意图；

图6是本申请实施例电梯导轨垂直检测方法的流程框图。

附图标记说明：1、二维扫描仪；101、壳体；102、镜头；2、牵引绳；3、主动轮；4、从动轮；5、主动转轴；6、主动底座；7、转动电机；8、从动转轴；9、从动底座；10、第一环形挡板；11、第二环形挡板；12、转速传感器；13、夹持轮；14、夹杆；15、转轴；16、夹紧环；17、主动绳夹；18、从动绳夹；19、主动滑轮；20、第一固定杆；21、从动滑轮；22、第二固定杆；23、长条孔；24、连接板；25、螺栓；26、螺母。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种电梯导轨垂直检测系统。参照图1，电梯导轨垂直检测系统包括二维扫描仪1、移动组件和位移检测组件。移动组件可驱动二维扫描仪1在竖直方向上下移动。

移动组件包括主动轮3、从动轮4和牵引绳2，牵引绳2的两端分别固定于主动轮3和从动轮4的周向侧壁，在主动轮3与从动轮4之间，二维扫描仪1固定于牵引绳2长度方向的中部。在图中，主动轮3位于从动轮4的上方，转动轮转动以使牵引绳2卷绕于主动轮3上，从而使二维扫描仪1在牵引绳2的带动下竖直向上移动。牵引绳2呈宽度较大的扁平状，横截面呈长条形。

结合图1和图2，主动轮3的两端轴向一体成型有主动转轴5。在主动轮3的两端边缘周向一体成型有第一环形挡板10，两个第一环形挡板10与主动轮3之间形成一个环形凹槽，以容纳成卷的牵引绳2，并且牵引绳2长度方向的两侧面分别抵接于第一环形挡板10，从而使两个第一环形挡板10对牵引绳2的两侧进行限位，减少牵引绳2的水平抖动。在主动轮3的周向侧壁转动连接有主动绳夹17，主动绳夹17呈弧形的板状，主动绳夹17的一侧边缘沿着主动轮3的轴线方向转动连接于主动轮3的周向侧壁。主动绳夹17与主动轮3之间设置有扭簧，通过扭簧以为主动绳夹17提供朝主动轮3周向侧壁方向的夹紧力，牵引绳2的端部可被夹紧于主动绳夹17与主动轮3侧壁之间。主动轮3两端的主动转轴5转动连接有主动底座6，主动底座6的重量较大，以将主动轮3固定于地面上，降低主动轮3在工作时移动的可能性。主动底座6上固定有转动电机7，转动电机7的驱动轴轴向连接主动转轴5的端部。

结合图1和图3，从动轮4的结构与主动轮3的结构、大小相同，即，从动轮4的两端轴向一体成型有从动转轴8，在从动轮4的两端边缘周向一体成型有第二环形挡板11。从动轮4的周向侧壁转动连接有从动绳夹18。从动轮4两端的从动转轴8转动连接有从动底座9，从动底座9的重量较大，以将从动轮4固定于底面上，降低从动轮4在工作是移动的可能性。

参照图1，主动底座6上固定有第一固定杆20，第一固定杆20在主动底座6上倾斜设置，以使第一固定杆20远离主动底座6的端部超过主动底座6边缘所围成的纵向空间。第一固定杆20远离主动底座6的端部转动连接有主动滑轮19。从动底座9上在第一固定杆20与主动底座6连接的相同位置固定有第二固定杆22，第二固定杆22同样斜向设置，并且端部超过从动底座9边缘所围成的纵向空间。第二固定杆22远离从动底座9的端部转动连接有从动滑轮21。在主动轮3与从动轮4之间，牵引绳2绕过第一滑轮和第二滑轮。

位移检测组件包括转速传感器12和两个夹持轮13。两个夹持轮13位于主动轮3与主动滑轮19之间，并且位于分别位于牵引绳2的上下两侧，与牵引绳2紧密贴合。两个夹持轮13分别转动连接于两个中部交叉设置的夹杆14端部，转速传感器12的机体与其中一个夹杆14固定，转速传感器12的感应轴穿过夹杆14与夹持轮13侧壁的轴心固定连接。两个夹杆14交叉的位置穿设有转轴15，转轴15与底座固定。两个夹杆14远离夹持轮13的一端套接有夹紧环16，夹紧环16由具有弹性的橡胶制成，夹紧环16将两个夹杆14远离夹持轮13的端部夹紧，从而使夹持轮13将牵引绳2夹紧。为对夹持轮13的位置进行限制，其中一个夹杆14远离夹持轮13的端部与底座固定。当牵引绳2移动时，牵引绳2带动夹持轮13转动，从而使转速传感器12读取到夹持轮13的转速。

参照图4，二维扫描仪1包括壳体101和镜头102，镜头102安装于壳体101的一侧。二维扫描仪1是一种轮廓扫描仪器，在本申请中，二维扫描仪1在对导轨进行扫描时，每进行一次扫描，扫描得到的二维采集图像为一个线条。壳体101的中部贯穿有长条形孔，壳体101的两个侧面在长条形孔长度方向的两侧一体成型有对称的连接板24。牵引绳2穿过长条形孔后，通过螺栓25和螺母26与连接板24固定，其中，螺栓25的杆部依次穿过连接板24、牵引绳2和另一个连接板24，螺栓25的头部抵接其中一个连接板24，螺母26与螺栓25的杆部连接后抵接另一个连接板24。

本申请的电梯导轨垂直检测系统还包括处理器和计时组件，二维扫描仪1的壳体101内还安装有振动检测模块。其中，计时组件为具有计时功能的电子元件。振动检测模块包括振动传感器，可检测输出二维扫描仪1的水平振动幅度。处理器用于提供运算功能和控制功能。在本申请中，处理器可根据转速传感器12的转速、计时组件记录的转速对应的转速时间以及夹持轮13的周长计算得到位移长度。其中，转速时间为瞬时的时间点。

当转动电机7开始的同时，二维扫描仪1开始采集二维采集图像，振动检测模块开始工作，转动计时组件开始计时，计时组件对二维扫描仪1采集的二维采集图像标记生成时间、对振动检测模块检测的水平振动幅度标记振动时间、对计算得到的位移长度标记位移时间。处理器，以生成时间、振动时间和位移时间均相等为条件，先将二维采集图像与振动幅度进行抵消，生成二维矫正图像，然后将二维矫正图像拟合绘制于三维空间中竖直直线对应的位移长度上，生成三维矫正图像。处理器还可在三维空间中设置三维基准图像，将三维基准图像与三维矫正图像进行比对，输出偏移量。

基于上述电梯导轨垂直检测系统，本申请还提供一种电梯导轨垂直检测方法，结合图5的电梯导轨垂直检测系统安装原理图，参照图6，该方法包括如下步骤：

S101：选定需要检测的轨道楼层。

在本申请实施例中，轨道楼层为两个楼层之间的楼层，两个楼层可以为相邻的楼层，所要检测的轨道即为这两个楼层之间的轨道。

S102：将主动底座6固定于上一楼层，将从动底座9固定于与上一楼层相邻的下一楼层，将主动底座6的边缘与电梯口的边缘对齐，将从动底座9的边缘与电梯口的边缘对齐。

在本申请实施例中，牵引绳2通过主动滑轮19与从动滑轮21之间的位置关系对位于电梯井内的部分进行导向，但由于无法直接观测主动滑轮19与从动滑轮21之间的位置关系，将主动底座6边缘和从动底座9边缘分别与电梯口边缘对齐，使主动滑轮19与从动滑轮21的轴线位于同一竖直平面，使牵引绳2位于电梯井的部分呈竖直状态。在安装主动底座6和从动底座9的过程中，将牵引绳2的一端通过主动绳夹17与主动轮3固定，然后将牵引绳2从电梯口放入电梯井至下方从动底座9所在的电梯口，将牵引绳2的下端通过从动绳夹18与从动轮4固定。

S103：使二维扫描仪1位于电梯井内，并且二维扫描仪1的镜头102正对待测轨道部分的下端。

在本申请实施例中，二维扫描仪1的初始位置为靠近从动底座9的附近，从而使二维扫描仪1位于待测轨道部分的下端。

S104：启动转动电机7，竖直提升二维扫描仪1，二维扫描仪1对轨道进行扫描的同时，处理器结合振动检测模块检测得到的水平振动幅度生成三维矫正图像。

在本申请实施例中，生成三维矫正图像的方法已在上述电梯导轨垂直检测系统中公开。在提升二维扫描仪1的过程中，需要注意尽量保持转动电机7匀速转动，以保证图像采集稳定。

S105：处理器比对三维矫正图像与三维基准图像，输出局部偏移量。

在本申请实施例中，三维基准图像为预设的导轨处于竖直状态的图像。通过对三维矫正图像和三维基准图像进行图像处理，即可得到局部偏移量，局部偏移量为三维矫正图像相对于散文基准图像所偏移的角度。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电梯导轨垂直检测系统，其特征在于，所述系统包括：

二维扫描仪(1)，用于对导轨表面进行扫描，形成二维图像；

移动组件，用于沿着导轨延伸方向移动二维扫描仪(1)；

位移检测组件，用于检测二维扫描仪(1)的位移长度；

计时组件，用于标记各二维采集图像的生成时间和各位移长度的位移时间；

处理器，用于以生成时间和位移时间相同为条件，在三维空间中将生成时间对应的二维采集图像拟合于位移时间对应的位移长度，生成三维采集图像。

2.根据权利要求1所述的电梯导轨垂直检测系统，其特征在于，所述移动组件包括牵引绳(2)、主动轮(3)和从动轮(4)，所述二维扫描仪(1)设于所述牵引绳(2)上，所述主动轮(3)位于所述从动轮(4)上方，所述牵引绳(2)一端与所述主动轮(3)侧壁连接，所述牵引绳(2)另一端与所述从动轮(4)侧壁连接。

3.根据权利要求2所述的电梯导轨垂直检测系统，其特征在于，所述主动轮(3)两端设有主动转轴(5)，所述主动转轴(5)转动连接有主动底座(6)，所述主动底座(6)上设有转动电机(7)，所述转动电机(7)的驱动轴与所述主动转轴(5)轴向连接，所述从动轮(4)两端设有从动转轴(8)，所述从动转轴(8)转动连接有从动底座(9)。

4.根据权利要求2所述的电梯导轨垂直检测系统，其特征在于，所述主动轮(3)两端边缘设有第一环形挡板(10)，所述从动轮(4)两端边缘设有第二环形挡板(11)，所述牵引绳(2)位于主动轮(3)的一端两侧限位于两个第一环形挡板(10)之间，所述牵引绳(2)位于从动轮(4)的一端两侧限位于两个第二环形挡板(11)之间。

5.根据权利要求3所述的电梯导轨垂直检测系统，其特征在于，所述位移检测组件包括转速传感器(12)和两个夹持轮(13)，所述夹持轮(13)分别转动连接有夹杆(14)，所述转速传感器(12)的感应轴与其中一个所述夹持轮(13)轴心固定，所述处理器根据转速传感器(12)的转速、所述计时组件记录的转速对应的转速时间以及夹持轮(13)的周长计算得到所述位移长度，两个所述夹杆(14)中部穿设有转轴(15)，两个夹杆(14)远离夹持轮(13)的端部之间套接有夹紧环(16)，所述转轴(15)与所述主动底座(6)固定连接，其中一个所述夹杆(14)远离夹持轮(13)的一端与所述主动底座(6)固定。

6.根据权利要求2所述的电梯导轨垂直检测系统，其特征在于，所述主动轮(3)周向侧壁设有主动绳夹(17)，所述从动轮(4)周向侧壁设有从动绳夹(18)，所述牵引绳(2)的两端分别夹紧于所述主动绳夹(17)和从动绳夹(18)上。

7.根据权利要求2所述的电梯导轨垂直检测系统，其特征在于，所述主动轮(3)转动方向一侧间隔设置有主动滑轮(19)，所述主动滑轮(19)转动连接有第一固定杆(20)，所述第一固定杆(20)与所述主动底座(6)固定，所述从动轮(4)转动方向一侧间隔设置有从动滑轮(21)，所述从动滑轮(21)转动连接有第二固定杆(22)，所述第二固定杆(22)与所述从动底座(9)固定。

8.根据权利要求2所述的电梯导轨垂直检测系统，其特征在于，所述二维扫描仪(1)包括壳体(101)和镜头(102)，所述镜头(102)设于所述壳体(101)一端，所述壳体(101)中部设有供牵引绳(2)穿过的长条孔(23)，所述长条孔(23)的内壁与所述牵引绳(2)的外壁抵接，所述长条孔(23)长度方向的两侧边缘设有连接板(24)，螺栓(25)穿过连接板(24)与牵引绳(2)连接有螺母(26)，螺栓(25)的头部与螺母(26)分别抵接两个连接板(24)的侧面。

9.根据权利要求1所述的电梯导轨垂直检测系统，其特征在于，还包括振动检测模块，所述振动检测模块用于检测二维扫描仪(1)的水平振动幅度，根据计时组件记录振动幅度对应的振动时间，处理器以振动时间、生成时间和位移时间均相同为条件，将二维采集图像与水平振动幅度抵消获得二维矫正图像，在三维空间中将二维矫正图像拟合于竖直直线对应的位移长度，生成三维矫正图像。

10.一种电梯导轨垂直检测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

选定需要检测的轨道楼层；

将主动底座(6)固定于上一楼层，将从动底座(9)固定于与上一楼层相邻的下一楼层，将主动底座(6)的边缘与电梯口的边缘对齐，将从动底座(9)的边缘与电梯口的边缘对齐；

使二维扫描仪(1)位于电梯井内，并且二维扫描仪(1)的镜头(102)正对待测轨道部分的下端；

启动转动电机(7)，竖直提升二维扫描仪(1)，二维扫描仪(1)对轨道进行扫描的同时，处理器结合振动检测模块检测得到的水平振动幅度生成三维矫正图像；

处理器比对三维矫正图像与三维基准图像，输出局部偏移量。

Images