CN113620136A - 重力自驱动的电梯导轨检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重力自驱动的电梯导轨检测装置，所述电梯导轨检测装置包括运动控制组件、测量组件和数据处理组件，运动控制组件包括电机、齿轮组、滚珠丝杠、检测平台、第一弹簧和摩擦块，检测平台可移动设在电梯导轨上，第一弹簧与检测平台和摩擦块相连，第一弹簧推动摩擦块以使摩擦块止抵在电梯导轨上，电机与齿轮组相连，齿轮组与滚珠丝杠相连，滚珠丝杠与检测平台相连，测量组件包括光电编码器和顶轮，顶轮设在运动控制组件上，顶轮可在电梯导轨上自由滚动，光电编码器与顶轮同轴相连，数据处理组件与光电编码器数据连通，数据处理组件与运动控制组件数据连通。该电梯导轨检测装置在重力作用下沿电梯导轨匀速下行。

Description

重力自驱动的电梯导轨检测装置

技术领域

本发明涉及智能检测的技术领域，更具体地，涉及一种重力自驱动的电梯导轨检测装置。

背景技术

在相关技术中，电梯导轨自动化检测仪器可以分为两类，分别是轿厢搭载测量仪器和自爬升机器人搭载测量仪器，前者必须依赖于电梯轿厢才能工作，而后者负载能力小、续航时间短。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种重力自驱动的电梯导轨检测装置，该重力自驱动的电梯导轨检测装置在未通电时固定在电梯导轨上静止不动，通电时，在重力和摩擦力联合作用下，通过实时调节摩擦力的大小来控制检测装置匀速下行。

根据本发明实施例的重力自驱动的电梯导轨检测装置包括：运动控制组件，所述运动控制组件包括电机、齿轮组、滚珠丝杠、检测平台、第一弹簧和摩擦块，所述检测平台可移动设在电梯导轨上，所述第一弹簧的一端与所述检测平台相连，所述第一弹簧的另一端与所述摩擦块相连，所述第一弹簧推动所述摩擦块以使所述摩擦块止抵在所述电梯导轨上，所述电机与所述齿轮组相连，所述齿轮组与所述滚珠丝杠相连，所述滚珠丝杠与所述检测平台相连；测量组件，所述测量组件包括光电编码器和顶轮，所述顶轮设在所述运动控制组件上，所述顶轮可在所述电梯导轨上自由滚动，所述光电编码器与所述顶轮同轴相连；数据处理组件，所述数据处理组件与所述光电编码器数据连通，所述数据处理组件与所述运动控制组件数据连通；在未通电时，所述检测平台固定在所述电梯导轨上静止不动，通电时，所述检测平台在所述运动控制组件、所述测量组件、所述数据处理组件以及重力共同作用下沿所述电梯导轨匀速下行。

根据本发明实施例的重力自驱动的电梯导轨检测装置通过在电梯导轨上设置可相对移动的检测平台，检测平台与电梯导轨之间设有第一弹簧和摩擦块，摩擦块在第一弹簧的压力作用下止抵在电梯导轨上，通过调节检测平台与电梯导轨之间的相对距离，使得检测平台挤压第一弹簧，第一弹簧进而挤压摩擦块以使摩擦块和电梯导轨相互接触，本发明实施例的重力自驱动的电梯导轨检测装置通过实时调节摩擦力的大小来控制检测装置匀速下行。

在一些实施例中，所述的重力自驱动的电梯导轨检测装置还包括固定支撑组件，所述固定支撑组件包括机架、电机支架、编码器支架和支撑座，所述电机支架、所述编码器支架和所述支撑座均设在所述机架内，所述机架适于设在所述电梯导轨上，所述电机设在所述电机支架上，所述光电编码器设在所述编码器支架上，所述滚珠丝杠设在所述支撑座上。

在一些实施例中，所述测量组件还包括顶轮轴，所述顶轮轴设在所述支撑座上，所述顶轮套设在所述顶轮轴上。

在一些实施例中，所述运动控制组件还包括限位开关，所述限位开关设在所述机架上，所述限位开关适于抵靠在所述电梯导轨的侧面上。

在一些实施例中，所述测量组件还包括倾角传感器、轮式基座和第二弹簧，所述第二弹簧的一端与所述机架相连，所述第二弹簧的另一端与所述轮式基座相连，所述第二弹簧压迫所述轮式基座以使所述轮式基座止抵在所述电梯导轨上，所述倾角传感器设在所述轮式基座上，所述倾角传感器用于检测所述电梯导轨的垂直度、直线度和台阶误差。

在一些实施例中，所述倾角传感器为多个，多个所述倾角传感器间隔地设在所述轮式基座上。

在一些实施例中，所述测量组件还包括直线导轨，所述直线导轨设在所述机架上，且所述直线导轨的长度方向与所述电梯导轨的长度方向相互垂直，所述轮式基座可移动的设在所述直线导轨上。

在一些实施例中，所述数据处理组件包括微处理器、数据采集模块和无线模块，所述微处理器分别与所述光电编码器和所述倾角传感器数据连通，所述数据采集模块与所述微处理器数据连通，所述数据采集模块用于接收并保存数据，所述无线模块与所述数据采集模块数据连通。

在一些实施例中，所述的重力自驱动的电梯导轨检测装置还包括上位机，所述上位机与所述无线模块数据连通。

附图说明

图1是根据本发明实施例的重力自驱动的电梯导轨检测装置的示意图。

图2是根据本发明实施例的重力自驱动的电梯导轨检测装置的结构示意图。

图3是根据本发明实施例的重力自驱动的电梯导轨检测装置的原理示意图。

图4是根据本发明实施例的重力自驱动的电梯导轨检测装置的数据处理示意图。

附图标记：

重力自驱动的电梯导轨检测装置100，运动控制组件1，电机11，齿轮组12，滚珠丝杠13，检测平台14，第一弹簧15，摩擦块16，限位开关17，测量组件2，光电编码器21，顶轮22，顶轮轴23，倾角传感器24，轮式基座25，第二弹簧26，直线导轨27，数据处理组件3，微处理器31，数据采集模块32，无线模块33，电源模块34，固定支撑组件4，机架41，电机支架42，编码器支架43，支撑座44，电池紧固座35，上位机5。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的重力自驱动的电梯导轨检测装置100包括运动控制组件1、测量组件2和数据处理组件3。

运动控制组件1包括电机11、齿轮组12、滚珠丝杠13、检测平台14、第一弹簧15和摩擦块16。检测平台14可移动设在电梯导轨(未示出)上，第一弹簧15的一端与检测平台14相连，第一弹簧15的另一端与摩擦块16相连，第一弹簧15推动摩擦块16以使摩擦块16止抵在电梯导轨上，电机11与齿轮组12相连，齿轮组12与滚珠丝杠13相连，滚珠丝杠13与检测平台14相连。

具体地，如图1所示，检测平台14为左右对称设置的平台，检测平台14对称地设在电梯导轨的两侧，第一弹簧15为两个，两个第一弹簧15对称地设在检测平台14的内侧，摩擦块16为两个，两个摩擦块16分别与两个第一弹簧15的端部相连。

进一步地，检测平台14可靠近和远离电梯导轨，由此，位于检测平台14与电梯导轨之间的第一弹簧15被压缩或松弛，使得摩擦块16与电梯导轨之间的摩擦力增大或减小。

测量组件2包括光电编码器21和顶轮22。顶轮22设在运动控制组件1上，顶轮22可在电梯导轨上自由滚动，光电编码器21与顶轮22同轴相连。

可以理解的是，重力自驱动的电梯导轨检测装置100可沿电梯导轨的长度方向进行上下移动，在重力自驱动的电梯导轨检测装置100移动过程中，顶轮22可在电梯导轨进行滚动，光电编码器21与顶轮22同轴相连，光电编码器21主要用于测量顶轮22的转速，进而，通过顶轮22的转速可以计算出重力自驱动的电梯导轨检测装置100的移动速度。

数据处理组件3与光电编码器21数据连通，数据处理组件3与运动控制组件1数据连通。

由此，数据处理组件3接收到光电编码器21的数据后，将解析后的数据保存到SD卡。

在未通电时，检测平台14固定在电梯导轨上静止不动，通电时，检测平台14在运动控制组件1、测量组件2、数据处理组件3以及重力共同作用下沿所述电梯导轨匀速下行。

根据本发明实施例的重力自驱动的电梯导轨检测装置100通过在电梯导轨上设置可相对移动的检测平台14，检测平台14与电梯导轨之间设有第一弹簧15和摩擦块16，摩擦块16在第一弹簧15的压力作用下止抵在电梯导轨上，通过调节检测平台14与电梯导轨之间的相对距离，使得检测平台14挤压第一弹簧15，第一弹簧15进而挤压摩擦块16以使摩擦块16和电梯导轨相互接触，本发明实施例的重力自驱动的电梯导轨检测装置100通过实时调节摩擦力的大小来控制检测装置匀速下行。

在一些实施例中，如图1所示，重力自驱动的电梯导轨检测装置100还包括固定支撑组件4，固定支撑组件4包括机架41、电机支架42、编码器支架43和支撑座44。电机支架42、编码器支架43和支撑座44均设在机架41内，机架41适于设在电梯导轨上，电机11设在电机支架42上，光电编码器21设在编码器支架43上，滚珠丝杠13设在支撑座44上。

可以理解的是，机架41为重力自驱动的电梯导轨检测装置100的机壳，电机支架42、编码器支架43和支撑座44均设在机架41内，电机11安装在电机支架42上，光电编码器21安装在编码器支架43上，滚珠丝杠13安装在支撑座44上。

固定支撑组件4用于支撑和固定电机11、光电编码器21与滚珠丝杠13，使得重力自驱动的电梯导轨检测装置100在移动过程中，有效地提高了电机11、光电编码器21与滚珠丝杠13的稳定性。

进一步地，固定支撑组件4还包括电池紧固座35，重力自驱动的电梯导轨检测装置100还包括电源(未示出)，电源为重力自驱动的电梯导轨检测装置100中各部件提供电能。

在一些实施例中，如图1所示，测量组件2还包括顶轮轴23，顶轮轴23设在支撑座44上，顶轮22套设在顶轮轴23上。

具体地，如图1所示，顶轮轴23设在支撑座44上，且顶轮轴23在机架41内处于悬空布置，顶轮22可转动地套设在顶轮轴23上，顶轮轴23用于支撑顶轮22。

在一些实施例中，如图1所示，运动控制组件1还包括限位开关17，限位开关17设在机架41上，限位开关17适于抵靠在电梯导轨的侧面上。

具体地，如图1所示，限位开关17设在机架41的外侧，当重力自驱动的电梯导轨检测装置100沿电梯导轨的长度方向进行移动时，限位开关17以便重力自驱动的电梯导轨检测装置100触碰到障碍物或运行到电梯井底端时，运动控制组件1及时控制重力自驱动的电梯导轨检测装置100快速停止运行，由此，有效地提高了重力自驱动的电梯导轨检测装置100的安全性。

在一些实施例中，如图1所示，测量组件2还包括倾角传感器24、轮式基座25和第二弹簧26。第二弹簧26的一端与机架41相连，第二弹簧26的另一端与轮式基座25相连，第二弹簧26压迫轮式基座25以使轮式基座25止抵在电梯导轨上，倾角传感器24设在轮式基座25上，倾角传感器24用于检测电梯导轨的垂直度、直线度和台阶误差。

具体地，如图1所示，第二弹簧26设在机架41内，第二弹簧26连接机架41与轮式基座25，且第二弹簧26一直处于压缩状态，由此，第二弹簧26压迫轮式基座25，使得轮式基座25的滚轮始终与电梯导轨接触，轮式基座25可在电梯导轨上进行移动，轮式基座25上安装有倾角传感器24，倾角传感器24用于检测电梯导轨的垂直度、直线度和台阶误差。

在一些实施例中，如图1所示，倾角传感器24为多个，多个倾角传感器24间隔地设在轮式基座25上。

具体地，如图1所示，倾角传感器24为2个，2个倾角传感器24对称地设在电梯导轨的两侧，由此，进一步地提高了倾角传感器24检测结果的稳定性。

在一些实施例中，如图1所示，测量组件2还包括直线导轨27，直线导轨27设在机架41上，且直线导轨27的长度方向与电梯导轨的长度方向相互垂直，轮式基座25可移动的设在直线导轨27上。

可以理解的是，电梯导轨为多个，多个电梯导轨并列设置，直线导轨27的长度方向与电梯导轨的长度方向相互垂直，且轮式基座25可移动的设在直线导轨27上，由此，通过移动轮式基座25即可检测不同规格的电梯导轨。

在一些实施例中，如图1所示，数据处理组件3包括微处理器31、数据采集模块32和无线模块33。微处理器31分别与光电编码器21和倾角传感器24数据连通，数据采集模块32与微处理器31数据连通，数据采集模块32用于接收并保存数据，无线模块33与数据采集模块32数据连通。

在一些实施例中，如图1所示，重力自驱动的电梯导轨检测装置100还包括上位机5，上位机5与无线模块33数据连通。

具体地，倾角传感器24安装在轮式基座25上，重力自驱动的电梯导轨检测装置100匀速运行过程中，数据采集模块32定时采集并处理倾角传感器24的数据，同时将传感器数据保存至SD卡，其数据采集原理如图4所示。

微处理器31定时向多个倾角传感器24依次发送读数指令，数据采集模块32按接收指令顺序依次返回当前传感器数据。微处理器31接收到传感器数据后，将解析后的数据保存到SD卡，并通过无线模块33将传感器数据传输到上位机5。

上位机5通过无线模块33与微处理器31通信，微处理器31接收到上位机5指令后执行相应的任务函数，最终实现设定的功能，如通信测试、参数设置、检测装置匀速运行等。

上位机5通过无线模块33接收到传感器数据和重力自驱动的电梯导轨检测装置100运行参数等数据后，首先解析数据并计算出电梯导轨垂直度、直线度和接头台阶误差，然后将这些数据以可视化方式显示并保存。

进一步地，数据处理组件3还包括电源模块34，电源模块34用于给电机11、无线模块33、数据采集模块32和倾角传感器24供电，电源模块34中的电源可以为锂电池。

在一具体实施例中，重力自驱动的电梯导轨检测装置100的一个具体实施过程如下：

运动控制组件1基于上位机5运动指令和重力自驱动的电梯导轨检测装置100运行状态实时调节摩擦力大小来控制重力自驱动的电梯导轨检测装置100沿电梯导轨匀速下行，同时，测量组件2采集并处理多个倾角传感器24的数据并将其通过无线模块33传输到上位机5，以便上位机5能实时显示当前误差曲线及存储数据。

电机11用于提供动力，电机11通过齿轮组12将动力传递到滚珠丝杠13，光电编码器21与顶轮22同轴相连，光电编码器21用于测量顶轮22的转速，以便计算出重力自驱动的电梯导轨检测装置100的运行速度。第一弹簧15用于保证摩擦块16与电梯导轨接触，以便重力自驱动的电梯导轨检测装置100与电梯导轨间产生摩擦力。滚珠丝杠13和检测平台14通过压缩或松弛第一弹簧15来间接调节摩擦力，限位开关17用于重力自驱动的电梯导轨检测装置100触碰到障碍物时急停，以保证重力自驱动的电梯导轨检测装置100不会因发生碰撞而损坏。

光电编码器21通过柔性联轴器与顶轮轴23同轴相连，当顶轮17沿电梯导轨滚动时，光电编码器21间接测量得到检测装置运行速度。

光电编码器21获得重力自驱动的电梯导轨检测装置100的运行速度后，微处理器31计算出摩擦力变化量，并控制运动控制组件1实时调节摩擦力大小。

电机11通过齿轮组12将动力传递到滚珠丝杠13，由滚珠丝杠13带动检测平台14沿电梯导轨相向(或相背)运动。

当要求摩擦力变化量大于零时，即压缩第一弹簧15弹力增大，滚珠丝杠13推动两个检测平台14相互靠近，此时第一弹簧15不断被缩短。

当要求摩擦力变化量小于零时，即压缩第一弹簧15弹力减小，滚珠丝杠13推动两个检测平台14相互远离，此时第一弹簧15不断伸长。

轮式基座25用于搭载倾角传感器24，第二弹簧26为压缩弹簧，第二弹簧26一端与轮式基座25相连，第二弹簧26另一端固定在机架41上，以便轮式基座25始终与电梯导轨接触。

直线导轨27与轮式基座25通过移动副配合，因此轮式基座25可以沿直线导轨27左右移动，以便重力自驱动的电梯导轨检测装置100适用于不同规格的电梯导轨。

机架41用于固定重力自驱动的电梯导轨检测装置100中静止不动的零件，它们通过螺钉固定在机架41上，电机支架42用于安装电机11，以便齿轮组12与电机11之间能准确啮合。编码器支架43用于安装光电编码器21，以保证光电编码器21与顶轮17同步转动，从而能间接测量重力自驱动的电梯导轨检测装置100的运行速度，支撑座44用于支撑滚珠丝杠13和顶轮轴23，电池紧固座35用于安装电池。

无线模块33用于传输传感器数据和上位机5的指令，微处理器31用于接收上位机5的指令和采集光电编码器21信号，微处理器31根据运动控制算法向电机11发送控制指令，最终实现运动控制模块功能。

数据采集模块32结合微处理器31用于定时采集多个光电编码器21的数据，同时将数据保存至SD卡。

上位机5通过无线模块33向运动控制组件1和测量组件2发送指令，同时接收光电编码器21的数据和重力自驱动的电梯导轨检测装置100的运行状态等。

当接收到数据后，上位机5解析串口数据，并实时显示垂直度、直线度和接头台阶误差变化曲线。上位机5的指令包括运动控制指令和参数设置指令，其中，运动控制指令用于控制重力自驱动的电梯导轨检测装置100启动、停止等运行状态，参数设置指令用于配置重力自驱动的电梯导轨检测装置100的运行速度、待测导轨基准高度和PID参数等。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点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表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种重力自驱动的电梯导轨检测装置，其特征在于，包括：

运动控制组件，所述运动控制组件包括电机、齿轮组、滚珠丝杠、检测平台、第一弹簧和摩擦块，所述检测平台可移动设在电梯导轨上，所述第一弹簧的一端与所述检测平台相连，所述第一弹簧的另一端与所述摩擦块相连，所述第一弹簧推动所述摩擦块以使所述摩擦块止抵在所述电梯导轨上，所述电机与所述齿轮组相连，所述齿轮组与所述滚珠丝杠相连，所述滚珠丝杠与所述检测平台相连；

测量组件，所述测量组件包括光电编码器和顶轮，所述顶轮设在所述运动控制组件上，所述顶轮可在所述电梯导轨上自由滚动，所述光电编码器与所述顶轮同轴相连；

数据处理组件，所述数据处理组件与所述光电编码器数据连通，所述数据处理组件与所述运动控制组件数据连通；

在未通电时，所述检测平台固定在所述电梯导轨上静止不动，通电时，所述检测平台在所述运动控制组件、所述测量组件、所述数据处理组件以及重力共同作用下沿所述电梯导轨匀速下行。

2.根据权利要求1所述的重力自驱动的电梯导轨检测装置，其特征在于，还包括固定支撑组件，所述固定支撑组件包括机架、电机支架、编码器支架和支撑座，所述电机支架、所述编码器支架和所述支撑座均设在所述机架内，所述机架适于设在所述电梯导轨上，所述电机设在所述电机支架上，所述光电编码器设在所述编码器支架上，所述滚珠丝杠设在所述支撑座上。

3.根据权利要求2所述的重力自驱动的电梯导轨检测装置，其特征在于，所述测量组件还包括顶轮轴，所述顶轮轴设在所述支撑座上，所述顶轮套设在所述顶轮轴上。

4.根据权利要求2所述的重力自驱动的电梯导轨检测装置，其特征在于，所述运动控制组件还包括限位开关，所述限位开关设在所述机架上，所述限位开关适于抵靠在所述电梯导轨的侧面上。

5.根据权利要求2所述的重力自驱动的电梯导轨检测装置，其特征在于，所述测量组件还包括倾角传感器、轮式基座和第二弹簧，所述第二弹簧的一端与所述机架相连，所述第二弹簧的另一端与所述轮式基座相连，所述第二弹簧压迫所述轮式基座以使所述轮式基座止抵在所述电梯导轨上，所述倾角传感器设在所述轮式基座上，所述倾角传感器用于检测所述电梯导轨的垂直度、直线度和台阶误差。

6.根据权利要求5所述的重力自驱动的电梯导轨检测装置，其特征在于，所述倾角传感器为多个，多个所述倾角传感器间隔地设在所述轮式基座上。

7.根据权利要求5所述的重力自驱动的电梯导轨检测装置，其特征在于，所述测量组件还包括直线导轨，所述直线导轨设在所述机架上，且所述直线导轨的长度方向与所述电梯导轨的长度方向相互垂直，所述轮式基座可移动的设在所述直线导轨上。

8.根据权利要求7所述的重力自驱动的电梯导轨检测装置，其特征在于，所述数据处理组件包括微处理器、数据采集模块和无线模块，所述微处理器分别与所述光电编码器和所述倾角传感器数据连通，所述数据采集模块与所述微处理器数据连通，所述数据采集模块用于接收并保存数据，所述无线模块与所述数据采集模块数据连通。

9.根据权利要求8所述的重力自驱动的电梯导轨检测装置，其特征在于，还包括上位机，所述上位机与所述无线模块数据连通。

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