CN113213294A - 一种电梯轿厢运行振动冲击检测装置及方法 - Google Patents

一种电梯轿厢运行振动冲击检测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种电梯轿厢运行振动冲击检测装置及方法，解决了现有电梯轿厢运行状况检测的方法使用的设备较多，而且成本较高、操作复杂的问题，本发明以箱体封装图像采集器、图像采集稳定模块、等效目标设备及评估模块，箱体设置于电梯轿厢的顶部，电梯轿厢运行时，等效目标设备随电梯轿厢振动而移动，图像采集稳定模块过滤图像采集器的振动，图像采集器采集记录等效目标设的移动轨迹后，将采集记录的等效目标设备的移动轨迹信息输入至评估模块，最后评估模块对接收到的等效目标设备的移动轨迹信息进行分析处理，得到电梯轿厢在运行过程中的振动冲击分析结果，装置成本较低，操作简便，有利于工作人员及时察觉电梯运行状况，改善电梯的运行品质。

Description

一种电梯轿厢运行振动冲击检测装置及方法
技术领域
本发明涉及电梯运行质量评估的技术领域，更具体地，涉及一种电梯轿厢运行振动冲击检测装置及方法。
背景技术
随着我国城乡一体化进程的不断推进，农民的生活方式发生了根本性改变，他们从独门小院搬进了新型城镇社区及社区楼房，这也推动了住宅楼房建设楼层的不断增多，进一步使得新型城镇社区住宅电梯使用量增长，电梯作为人们出行的重要交通工具之一，其安全性与舒适性越来越受到人们的关注。
然而，电梯发生事故前并非毫无征兆，其中，电梯运行时的振动就是征兆之一。目前国际上常用于检测电梯运行状况的重要工具是EVA-625系统和EVA振动分析工具软件。EVA-625价格昂贵，使用较为复杂，目前还不能大面积普及使用。
如2019年12月24日，中国发明专利(公开号：CN110980467A)中公开了一种轿厢运行质量检测方法，将激光微小机械位移检测仪设于轿厢处，测量轿厢运行中振动程度，具体的，激光微小机械位移检测仪把轿厢运行时的振动放大为可测量的光信号，并根据轿厢运行的启停层站对轿厢的运行质量进行评估，实现以非接触方式对电梯轿厢运行时的振动进行检测评估，但整个过程采用的设备较多，成本较高，而且操作较复杂。
发明内容
为解决现有电梯轿厢运行状况检测的方法使用的设备较多，而且成本较高、操作复杂的问题，本发明提出一种电梯轿厢运行振动冲击检测装置及方法，操作简便且成本低，有利于改善电梯的运行品质。
为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：
一种电梯轿厢运行振动冲击检测装置，包括：图像采集器、图像采集稳定模块、等效目标设备、箱体及评估模块；所述箱体设置于电梯轿厢的顶部，所述图像采集稳定模块、等效目标设备及评估模块均固定于箱体内，电梯轿厢运行时，等效目标设备随电梯轿厢振动而移动，所述图像采集器采集记录等效目标设备的移动轨迹，图像采集器通过图像采集稳定模块固定安装于箱体内部，并连接评估模块的输入端，将采集记录的等效目标设备的移动轨迹信息输入至评估模块，所述评估模块对接收到的等效目标设备的移动轨迹信息进行分析处理，得到电梯轿厢在运行过程中的振动冲击分析结果。
优选地，所述等效目标设备包括靶标及光源，所述靶标为实体靶标，实体靶标设置于箱体内，所述光源为照明源，为实体靶标照明，所述图像采集器与实体靶标正向相对，保证实体靶标成像时位于图像正中央。
优选地，所述光源为条形光源。
优选地，所述等效目标设备包括靶标及光源，所述靶标为受光板，所述受光板固定设置于箱体上，所述光源为激光源或投影源，激光源或投影源投射于受光板上形成投射光斑，所述图像采集器与投射光斑正向相对，保证投影光斑成像时位于图像正中央。
优选地，所述图像采集器为CCD相机。
优选地，所述图像采集稳定模块为相机稳定器，使得图像采集器在电梯轿厢运行时保持原有状态。
优选地，所述相机稳定器及CCD相机等效为弹簧-质量系统，其中，设xi(t)为电梯轿厢运行第t时刻对应的弹簧-质量系统动态输入，xo(t)为电梯轿厢运行第t时刻对应的弹簧-质量系统动态输出，为CCD相机端；
在垂直方向上，弹簧-质量系统的力学平衡方程为：
k(xi(t)-xo(t))＝mx″o(t)+mg
其中，k为弹簧的劲度系数，g为重力加速度；
当输入xi(t)＝A sin(ωt)时，
Figure BDA0003029846640000021
其中，ω为谐波振动频率，A为幅值，m为CCD相机及相关结构的质量总和；在水平方向上，弹簧-质量系统的力学平衡方程为：
k(xi(t)-xo(t))＝mx″o(t)；
当输入xi(t)＝sin(ωt)时，
Figure BDA0003029846640000031
第t时刻，电梯轿厢高频的谐波振动在CCD相机端的幅值得到抑制。
本发明还提出一种电梯轿厢运行振动冲击检测方法，基于所述的电梯轿厢运行振动冲击检测装置实现，至少包括以下步骤：
S1.将箱体固定安装于电梯轿厢的顶部，并将图像采集器、图像采集稳定模块、等效目标设备及评估模块在箱体内安装连接完毕；
S2.电梯轿厢运行，等效目标设备随电梯轿厢振动而移动，将图像采集器正对等效目标设备，采集记录等效目标设备的移动轨迹信息；
S3.图像采集器将采集记录的等效目标设备的移动轨迹信息输入至评估模块，评估模块对接收到的等效目标设备的移动轨迹信息进行分析处理，得到电梯轿厢在运行过程中的振动冲击分析结果。
优选地，步骤S2所述的等效目标设备的移动轨迹信息为等效目标设备与图像采集器的相对位移变量。
优选地，步骤S3所述的评估模块对接收到的等效目标设备的移动轨迹信息进行分析处理过程为：评估模块对等效目标设备的移动轨迹信息进行快速傅里叶变换，得到等效目标设备振动的频率及幅值，从而获得电梯轿厢的振动冲击特性。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明提出一种电梯轿厢运行振动冲击检测装置及方法，以箱体封装图像采集器、图像采集稳定模块、等效目标设备及评估模块，箱体设置于电梯轿厢的顶部，电梯轿厢运行时，等效目标设备随电梯轿厢振动而移动，图像采集稳定模块过滤掉图像采集器的振动，保证后续信息采集的准确性，图像采集器采集记录等效目标设的移动轨迹后，将采集记录的等效目标设备的移动轨迹信息输入至评估模块，最后评估模块对接收到的等效目标设备的移动轨迹信息进行分析处理，得到电梯轿厢在运行过程中的振动冲击分析结果，装置成本较低，操作简便，有利于工作人员及时察觉电梯运行状况，改善电梯的运行品质。
附图说明
图1表示本发明实施例中提出的电梯轿厢运行振动冲击检测装置的整体结构图；
图2表示本发明实施例中提出的电梯轿厢运行振动冲击检测装置的第一种具体结构图；
图3表示本发明实施例中提出的电梯轿厢运行振动冲击检测装置的第二种具体结构图；
图4表示本发明实施例中提出的相机稳定器等效为弹簧-质量系统的示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好地说明本实施例，附图某些部位会有省略、放大或缩小，并不代表实际尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知内容说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例
附图中描述位置关系的仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
如图1所示的电梯轿厢运行振动冲击检测装置的整体结构图，参见图1，所述装置包括：图像采集器1、图像采集稳定模块2、等效目标设备3、箱体4及评估模块5；具体应该用时，应该箱体4设置于电梯轿厢的顶部，A表示电梯轿厢。所述图像采集稳定模块2、等效目标设备3及评估模块5均固定于箱体4内，电梯轿厢运行时，等效目标设备3随电梯轿厢振动而移动，所述图像采集器1采集记录等效目标设备3的移动轨迹，图像采集器1通过图像采集稳定模块2固定安装于箱体4内部，并连接评估模块5的输入端，将采集记录的等效目标设备3的移动轨迹信息输入至评估模块5，评估模块5对接收到的等效目标设备3的移动轨迹信息进行分析处理，得到电梯轿厢在运行过程中的振动冲击分析结果。
如图2所示的一种具体实施方式中的电梯轿厢运行振动冲击检测装置结构图，参见图2，等效目标设备3包括靶标31及光源32，靶标31为实体靶标，实体靶标设置于箱体4内，所述光源32为照明源，具体形态参见图2中的光源32的示意，照明源为实体靶标照明，所述图像采集器1与实体靶标正向相对，保证实体靶标成像时位于图像正中央，光源32为条形光源。
如图3所示的另一种具体实施方式中的电梯轿厢运行振动冲击检测装置结构图，参见图3，等效目标设备3包括靶标31及光源32，所述靶标31为受光板，所述受光板固定设置于箱体4上，所述光源32为激光源或投影源，在本实施例中，光源32为激光源，激光源投射于受光板上形成投射光斑，可参见图3中受光板31上的黑圈，所述图像采集器1与投射光斑正向相对，保证投影光斑成像时位于图像正中央。
在本实施例中，所述图像采集器1为CCD相机。
在本实施例中，所述图像采集稳定模块2为相机稳定器，使得图像采集器1在电梯轿厢运行时保持原有状态。
具体的如图4所示，所述相机稳定器及CCD相机可等效为弹簧-质量系统，其中，设xi(t)为电梯轿厢运行第t时刻对应的弹簧-质量系统动态输入，xo(t)为电梯轿厢运行第t时刻对应的弹簧-质量系统动态输出，为CCD相机端；
在垂直方向上，弹簧-质量系统的力学平衡方程为：
k(xi(t)-xo(t))＝mx″o(t)+mg
其中，k为弹簧的劲度系数，g为重力加速度；
当输入xi(t)＝A sin(ωt)时，
Figure BDA0003029846640000051
其中，ω为谐波振动频率，A为幅值，m为CCD相机及相关结构的质量总和；在水平方向上，弹簧-质量系统的力学平衡方程为：
k(xi(t)-xo(t))＝mx″o(t)；
当输入xi(t)＝sin(ωt)时，
Figure BDA0003029846640000052
第t时刻，电梯轿厢高频的谐波振动在CCD相机端的幅值得到抑制。
本发明还提出一种电梯轿厢运行振动冲击检测方法，基于所述的电梯轿厢运行振动冲击检测装置实现，包括以下步骤：
S1.将箱体4固定安装于电梯轿厢的项部，并将图像采集器1、图像采集稳定模块2、等效目标设备3及评估模块5在箱体4内安装连接完毕；
S2.电梯轿厢运行，等效目标设备3随电梯轿厢振动而移动，将图像采集器1正对等效目标设备3，采集记录等效目标设备3的移动轨迹信息；
S3.图像采集器1将采集记录的等效目标设备3的移动轨迹信息输入至评估模块5，评估模块5对接收到的等效目标设备3的移动轨迹信息进行分析处理，得到电梯轿厢在运行过程中的振动冲击分析结果。
在本实施例中，步骤S2所述的等效目标设备3的移动轨迹信息为等效目标设备3与图像采集器1的相对位移变量。
在本实施例中，步骤S3所述的评估模块5对接收到的等效目标设备3的移动轨迹信息进行分析处理过程为：评估模块5对等效目标设备3的移动轨迹信息进行快速傅里叶变换，得到等效目标设备3振动的频率及幅值，从而获得电梯轿厢的振动冲击特性。
显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电梯轿厢运行振动冲击检测装置，其特征在于，包括：图像采集器(1)、图像采集稳定模块(2)、等效目标设备(3)、箱体(4)及评估模块(5)；所述箱体(4)设置于电梯轿厢的顶部，所述图像采集稳定模块(2)、等效目标设备(3)及评估模块(5)均固定于箱体(4)内，电梯轿厢运行时，等效目标设备(3)随电梯轿厢振动而移动，所述图像采集器(1)采集记录等效目标设备(3)的移动轨迹，图像采集器(1)通过图像采集稳定模块(2)固定安装于箱体(4)内部，并连接评估模块(5)的输入端，将采集记录的等效目标设备(3)的移动轨迹信息输入至评估模块(5)，所述评估模块(5)对接收到的等效目标设备(3)的移动轨迹信息进行分析处理，得到电梯轿厢在运行过程中的振动冲击分析结果。
2.根据权利要求1所述的电梯轿厢运行振动冲击检测装置，其特征在于，所述等效目标设备(3)包括靶标(31)及光源(32)，所述靶标(31)为实体靶标，实体靶标设置于箱体(4)内，所述光源(32)为照明源，为实体靶标照明，所述图像采集器(1)与实体靶标正向相对。
3.根据权利要求2所述的电梯轿厢运行振动冲击检测装置，其特征在于，所述光源(32)为条形光源。
4.根据权利要求1所述的电梯轿厢运行振动冲击检测装置，其特征在于，所述等效目标设备(3)包括靶标(31)及光源(32)，所述靶标(31)为受光板，所述受光板固定设置于箱体(4)上，所述光源(32)为激光源或投影源，激光源或投影源投射于受光板上形成投射光斑，所述图像采集器(1)与投射光斑正向相对。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的电梯轿厢运行振动冲击检测装置，其特征在于，所述图像采集器(1)为CCD相机。
6.根据权利要求5所述的电梯轿厢运行振动冲击检测装置，其特征在于，所述图像采集稳定模块(2)为相机稳定器。
7.根据权利要求6所述的电梯轿厢运行振动冲击检测装置，其特征在于，所述相机稳定器及CCD相机等效为弹簧-质量系统，其中，设xi(t)为电梯轿厢运行第t时刻对应的弹簧-质量系统动态输入，xo(t)为电梯轿厢运行第t时刻对应的弹簧-质量系统动态输出，为CCD相机端；
在垂直方向上，弹簧-质量系统的力学平衡方程为：
k(xi(t)-xo(t))＝mx″o(t)+mg
其中，k为弹簧的劲度系数，g为重力加速度；
当输入xi(t)＝Asin(ωt)时，
Figure FDA0003029846630000021
其中，ω为谐波振动频率，A为幅值，m为CCD相机及相关结构的质量总和；在水平方向上，弹簧-质量系统的力学平衡方程为：
k(xi(t)-xo(t))＝mx″o(t)；
当输入xi(t)＝sin(ωt)时，
Figure FDA0003029846630000022
第t时刻，电梯轿厢高频的谐波振动在CCD相机端的幅值得到抑制。
8.一种电梯轿厢运行振动冲击检测方法，所述方法基于权利要求1所述的电梯轿厢运行振动冲击检测装置实现，其特征在于，至少包括以下步骤：
S1.将箱体(4)固定安装于电梯轿厢的顶部，并将图像采集器(1)、图像采集稳定模块(2)、等效目标设备(3)及评估模块(5)在箱体(4)内安装连接完毕；
S2.电梯轿厢运行，等效目标设备(3)随电梯轿厢振动而移动，将图像采集器(1)正对等效目标设备(3)，采集记录等效目标设备(3)的移动轨迹信息；
S3.图像采集器(1)将采集记录的等效目标设备(3)的移动轨迹信息输入至评估模块(5)，评估模块(5)对接收到的等效目标设备(3)的移动轨迹信息进行分析处理，得到电梯轿厢在运行过程中的振动冲击分析结果。
9.根据权利要求8所述的电梯轿厢运行振动冲击检测方法，其特征在于，步骤S2所述的等效目标设备(3)的移动轨迹信息为等效目标设备(3)与图像采集器(1)的相对位移变量。
10.根据权利要求9所述的电梯轿厢运行振动冲击检测方法，其特征在于，步骤S3所述的评估模块(5)对接收到的等效目标设备(3)的移动轨迹信息进行分析处理过程为：评估模块(5)对等效目标设备(3)的移动轨迹信息进行快速傅里叶变换，得到等效目标设备(3)振动的频率及幅值，从而获得电梯轿厢的振动冲击特性。
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