CN114394500B - 一种电梯运行姿态检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电梯运行姿态检测装置及方法，涉及电梯结构技术领域，包括第一感应部和第二感应部，第一感应部包括第一感应件和第二感应件，第二感应部包括第三感应件和第四感应件，第三感应件内设置有第一超声发出模块和第三超声接收模块，第四感应件内设置有第二超声发出模块和第四超声接收模块，第一感应件内设置有第一超声接收模块和第二超声接收模块；第二感应件内设置有第三超声发出模块和第四超声发出模块，轿厢上设置有控制器，第三感应件和第四感应件均与控制器电连接。本发明结构简单，采用超声波测距方式，通过两种不同路径下的感应时间差，来判断轿厢是否异常晃动，检测精确度高，可以针对轿厢在整个井道任意位置运行异常进行检测。
Description
技术领域
本发明涉及电梯结构技术领域，
尤其是，本发明涉及一种电梯运行姿态检测装置及方法。
背景技术
现代电梯作为重要的垂直交通工具在建筑中已经被广泛的使用。随着城市建设的高速发展，高层建筑，特别是超高层建筑越来越普遍，所以对于电梯使用的依赖程度更高。
由于现有高层建筑或超高层建筑越来越普遍，现有电梯运行速度大幅提高，有了高速电梯和超高速电梯这一概念，但是电梯的速度的提升，带来了更多的安全隐患，电梯运行姿态异常可能导致电梯内乘客发生意外，例如电梯急坠和电梯晃动，需要注意的是，电梯急坠时失去了牵引力，也是会进行晃动，所以对于电梯运行姿态的检测时，对于轿厢晃动的测量尤为重要，例如中国专利实用新型专利CN213170991U公开了一种电梯晃动检测器，包括检测器外壳，所述检测器外壳的内部固定安装有锂电池，所述锂电池的外壁一侧固定安装有连接线，所述连接线的一端固定安装有远程控制模块，所述远程控制模块的底端固定安装有信息处理模块，所述信息处理模块的一侧有固定安装位于检测器外壳内部的备份硬盘；通过检测器外壳，锂电池，充电插口，防护条，达到了便于安装拆卸，无需外接电源，提高防护性的目的，通过在检测器外壳的内部安装锂电池，且在外壁安装充电插口使其无需外接电源，防止拆装过程复杂，使用操作不便利的情况，通过检测器外壳的内部安装防护条，使内部部件不易损坏达到了对内部设备模块防护增加耐用性的目的。
但是上述电梯晃动检测结构依然存在以下问题：结构复杂，对于结构稳定性要求高，长时间使用之后检测精度会下降，无法有效进行电梯在井道内的异常运行姿态的检测工作，并且随着电梯轿厢运行至井道内高位和低位不同位置，对于电梯的整体运行检测能力差。
因此为了解决上述问题，设计一种合理高效的电梯运行姿态检测装置对我们来说是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，简单的采用超声波测距方式，通过两种不同路径下的感应时间差，来判断轿厢是否异常晃动，检测要求低却精确度高，可以针对轿厢在整个井道任意位置运行时的异常进行检测的电梯运行姿态检测装置。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：
一种电梯运行姿态检测装置，包括设置于井道端部的第一感应部和设置于所述轿厢靠近所述第一感应部的一端的第二感应部，所述第一感应部包括分别设置于所述井道两侧的第一感应件和第二感应件，所述第一感应件和第二感应件电连接，所述第二感应部包括第三感应件和第四感应件，所述第三感应件内设置有第一超声发出模块和第三超声接收模块，所述第四感应件内设置有第二超声发出模块和第四超声接收模块，所述第一感应件内设置有用于接收所述第一超声发出模块的信号的第一超声接收模块和用于接收所述第二超声发出模块的信号的第二超声接收模块；所述第二感应件内设置有用于发出方便所述第三超声接收模块接收的信号的第三超声发出模块和用于发出方便所述第四超声接收模块接收的信号的第四超声发出模块，所述轿厢上设置有用于与轿厢运行控制系统电连接的控制器，所述第三感应件和第四感应件均与所述控制器电连接。
作为本发明的优选，所述第一感应件和第二感应件高度相同。
作为本发明的优选，所述第一感应件、第二感应件、第三感应件和第四感应件位于同一平面上，且所述第一感应件与所述第三感应件之间的距离和所述第二感应件与所述第四感应件之间的距离相同。
作为本发明的优选，所述第一感应部和第二感应部的数量均至少为一个。
作为本发明的优选，所述控制器为32位STM32F103RCT6型单片机。
作为本发明的优选，所述轿厢端部设置有承载板，且所述第二感应部设置于所述承载板远离所述轿厢的一侧。
作为本发明的优选，所述轿厢上设置有用于为所述控制器供电的电源，所述承载板上设置有安装槽，且所述控制器和电源均至少有一部分位于所述安装槽内。
作为本发明的优选，所述承载板为一体成型件。
本发明还提供一种电梯运行姿态检测装置的检测方法，包括以下步骤：
S1：轿厢在井道运行时，轿厢运行控制系统实时获取轿厢运行速度并发送给控制器；
S2：控制器判断轿厢运行速度是否大于第一阈值，若是则每间隔预定时间执行一次步骤S3；反之则不执行操作；
S3：设置于轿厢上的第二感应部中的第三感应件和第四感应件同时分别通过第一超声发出模块和第二超声发出模块发出第一频率的超声波和第二频率的超声波；
S4：第一感应部中的第一感应件上的第一超声接收模块接收到第一频率的超声波的同时控制第二感应件的第三超声发出模块发出第三频率的超声波；以及第一感应件上的第二超声接收模块接收到第二频率的超声波的同时控制第二感应件的第四超声发出模块发出第四频率的超声波；
S5：第三感应件和第四感应件分别通过第三超声接收模块和第四超声接收模块接收第三频率的超声波和第四频率的超声波，并记录超声波接收时间；
S6：控制器判断第三感应件和第四感应件接收超声波的时间差是否小于第二阈值，若是则电梯运行姿态正常；反之则电梯运行姿态异常，并发出警报。
作为本发明的优选，在执行步骤S3至S6时，通过至少一组第一感应部和第二感应部进行同步检测。
本发明一种电梯运行姿态检测装置的有益效果在于：结构简单，简单的采用超声波测距方式，通过两种不同路径下的感应时间差，来判断轿厢是否异常晃动，检测要求低却精确度高，可以针对轿厢在整个井道任意位置运行时的异常进行检测。
附图说明
图1为本发明一种电梯运行姿态检测装置的一个实施例的整体结构的主视示意图；
图2为本发明一种电梯运行姿态检测装置的一个实施例的整体结构的俯视示意图；
图3为本发明一种电梯运行姿态检测装置的一个实施例中的超声波信号传输示意图；
图4为本发明一种电梯运行姿态检测方法的流程示意图；
图中：1、第一感应件，2、第二感应件，3、第三感应件，4、第四感应件，5、轿厢，51、控制器，52、承载板，6、井道。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的模块和步骤的相对布置和步骤不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中的流程并不仅仅是单独进行，而是多个步骤相互交叉进行。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是本发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法及系统可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法及系统应当被视为授权说明书的一部分。
实施例一：如图1至3所示，仅仅为本发明的其中一个的实施例，一种电梯运行姿态检测装置，包括设置于井道6端部的第一感应部和设置于所述轿厢5靠近所述第一感应部的一端的第二感应部，所述第一感应部包括分别设置于所述井道6两侧的第一感应件1和第二感应件2，所述第一感应件1和第二感应件2电连接，所述第二感应部包括第三感应件3和第四感应件4，所述第三感应件3内设置有第一超声发出模块和第三超声接收模块，所述第四感应件4内设置有第二超声发出模块和第四超声接收模块，所述第一感应件1内设置有用于接收所述第一超声发出模块的信号的第一超声接收模块和用于接收所述第二超声发出模块的信号的第二超声接收模块；所述第二感应件2内设置有用于发出方便所述第三超声接收模块接收的信号的第三超声发出模块和用于发出方便所述第四超声接收模块接收的信号的第四超声发出模块，所述轿厢5上设置有用于与轿厢运行控制系统电连接的控制器51，所述第三感应件3和第四感应件4均与所述控制器51电连接。
在本发明中，第一感应部设置于井道6处，第二感应部设置于轿厢5上，第二感应部中第三感应件3和第四感应件4分别可以发出第一超声波和第二超声波，被第一感应部中的第一感应件1进行接收，且第二感应件2可发出第三超声波和第四超声波分别被第三感应件3和第四感应件4接收；控制器51可以控制第三感应件3和第四感应件4发出（第一和第二）超声波并获取第三感应件3和第四感应件4分别接收到（第三和第四）超声波的接受时间。
在这里，所述第一感应件1和第二感应件2高度相同，由于所述第一感应件1和第二感应件2电连接，那么第一感应件1接收到第一超声波时命令第二感应件2立刻发出第三超声波；同样的，第一感应件1接收到第二超声波时命令第二感应件2立刻发出第四超声波。
以上的第一超声波、第二超声波、第三超声波以及第四超声波分别指的是第一频率的超声波、第二频率的超声波、第三频率的超声波以及第四频率的超声波，下同。
而且，所述第一感应件1与所述第三感应件3之间的距离和所述第二感应件2与所述第四感应件4之间的距离相同；同样的第二感应件2与所述第三感应件3之间的距离和所述第一感应件1与所述第四感应件4之间的距离相同。
那么就有以下两个超声波传输路线：
第一条、第三感应件3发出第一超声波到达第一感应件1处，第二感应件2立刻发送第三超声波到达第三感应件3处；
第二条、第四感应件4发出第二超声波到达第一感应件1处，第二感应件2立刻发送第四超声波到达第四感应件4处；
而且，以上两条超声波传输路线的总路线长度是相同的，也就是说，如果第三感应件3发出第一超声波的时间与第四感应件4发出第二超声波的时间相同的话，那么第三感应件3接收第三超声波的时间与第四感应件4接收第四超声波的时间也必然相同。
也就是说，控制器51在得到轿厢可能存在运行姿态异常的时候（一般是轿厢高速运行大于第一阈值时）控制第三感应件3和第四感应件4同时分别发出第一超声波和第二超声波；并获取第三感应件3接收第三超声波的时间与第四感应件4接收第四超声波的时间差。
一旦第三感应件3接收第三超声波的时间与第四感应件4接收第四超声波的时间差过大，则说明第三感应件3和第四感应件4位置不在原始位置，即轿厢发生了异常晃动，可以判定为轿厢运行姿态异常。
一般来说，所述第一感应件1、第二感应件2、第三感应件3和第四感应件4位于同一平面上，且第一感应件1、第二感应件2、第三感应件3和第四感应件4分别位于一个等腰梯形的四个端点上，此时两条超声波传输路线总长度必然相等。
最后，所述第一感应部和第二感应部的数量均至少为一个，可以在井道6顶底都设置第一感应部，在轿厢5上下外壁都设置第二感应部，而且轿厢5上下外壁的第二感应部中的第三感应件3和第四感应件4连线不平行设置，这样可以同时从多个方向上检测轿厢的晃动。
本发明一种电梯运行姿态检测装置的结构简单，简单的采用超声波测距方式，通过两种不同路径下的感应时间差，来判断轿厢是否异常晃动，检测要求低却精确度高，可以针对轿厢在整个井道任意位置运行时的异常进行检测。
实施例二，仍如图1至3所示，仅为本发明的其中一个实施例，在实施例一的基础上，本发明一种电梯运行姿态检测装置中，所述控制器51为32位STM32F103RCT6型单片机。
然后，所述轿厢5端部设置有承载板52，且所述第二感应部设置于所述承载板52远离所述轿厢5的一侧。
当然承载板52为一体成型的高强度件，承载板52除了可以承载轿厢5内的质量之外，还可以保证承载板52不会发生压力下的弯曲造成位于承载板52外侧的第二感应部位置变化引起检测误差。
最后，所述轿厢5上设置有用于为所述控制器51供电的电源，所述承载板52上设置有安装槽，且所述控制器51和电源均至少有一部分位于所述安装槽内。
实施例三，如图4所示，本发明还提供上述任一实施例中的一种电梯运行姿态检测装置的检测方法，包括以下步骤：
S1：轿厢在井道运行时，轿厢运行控制系统实时获取轿厢运行速度并发送给控制器；
S2：控制器判断轿厢运行速度是否大于第一阈值，若是则每间隔预定时间执行一次步骤S3；反之则不执行操作；
S3：设置于轿厢上的第二感应部中的第三感应件和第四感应件同时分别通过第一超声发出模块和第二超声发出模块发出第一频率的超声波和第二频率的超声波；
S4：第一感应部中的第一感应件上的第一超声接收模块接收到第一频率的超声波的同时控制第二感应件的第三超声发出模块发出第三频率的超声波；以及第一感应件上的第二超声接收模块接收到第二频率的超声波的同时控制第二感应件的第四超声发出模块发出第四频率的超声波；
S5：第三感应件和第四感应件分别通过第三超声接收模块和第四超声接收模块接收第三频率的超声波和第四频率的超声波，并记录超声波接收时间；
S6：控制器判断第三感应件和第四感应件接收超声波的时间差是否小于第二阈值，若是则电梯运行姿态正常；反之则电梯运行姿态异常，并发出警报。
当然，在执行步骤S3至S6时，通过至少一组第一感应部和第二感应部进行同步检测。
本发明一种电梯运行姿态检测装置及方法的结构简单，简单的采用超声波测距方式，通过两种不同路径下的感应时间差，来判断轿厢是否异常晃动，检测要求低却精确度高，可以针对轿厢在整个井道任意位置运行时的异常进行检测。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种电梯运行姿态检测装置，其特征在于：包括设置于井道（6）端部的第一感应部和设置于轿厢（5）靠近所述第一感应部的一端的第二感应部，所述第一感应部包括分别设置于所述井道（6）两侧的第一感应件（1）和第二感应件（2），所述第一感应件（1）和第二感应件（2）电连接，所述第二感应部包括第三感应件（3）和第四感应件（4），所述第三感应件（3）内设置有第一超声发出模块和第三超声接收模块，所述第四感应件（4）内设置有第二超声发出模块和第四超声接收模块，所述第一感应件（1）内设置有用于接收所述第一超声发出模块的信号的第一超声接收模块和用于接收所述第二超声发出模块的信号的第二超声接收模块；所述第二感应件（2）内设置有用于发出方便所述第三超声接收模块接收的信号的第三超声发出模块和用于发出方便所述第四超声接收模块接收的信号的第四超声发出模块，所述轿厢（5）上设置有用于与轿厢运行控制系统电连接的控制器（51），所述第三感应件（3）和第四感应件（4）均与所述控制器（51）电连接；
所述第一感应件（1）和第二感应件（2）高度相同；所述第一感应件（1）、第二感应件（2）、第三感应件（3）和第四感应件（4）位于同一平面上，且所述第一感应件（1）与所述第三感应件（3）之间的距离和所述第二感应件（2）与所述第四感应件（4）之间的距离相同，使得所述第一感应件（1）、第二感应件（2）、第三感应件（3）和第四感应件（4）分别位于一个等腰梯形的四个端点上；
在使用时，所述第三感应件（3）发出第一超声波到达第一感应件（1）处时，所述第二感应件（2）立刻发送第三超声波到达第三感应件（3）处；所述第四感应件（4）发出第二超声波到达第一感应件（1）处时，所述第二感应件（2）立刻发送第四超声波到达第四感应件（4）处。
2.根据权利要求1所述的一种电梯运行姿态检测装置，其特征在于：所述第一感应部和第二感应部的数量均至少为一个。
3.根据权利要求1所述的一种电梯运行姿态检测装置，其特征在于：所述控制器（51）为32位STM32F103RCT6型单片机。
4.根据权利要求3所述的一种电梯运行姿态检测装置，其特征在于：所述轿厢（5）端部设置有承载板（52），且所述第二感应部设置于所述承载板（52）远离所述轿厢（5）的一侧。
5.根据权利要求4所述的一种电梯运行姿态检测装置，其特征在于：所述轿厢（5）上设置有用于为所述控制器（51）供电的电源，所述承载板（52）上设置有安装槽，且所述控制器（51）和电源均至少有一部分位于所述安装槽内。
6.根据权利要求4所述的一种电梯运行姿态检测装置，其特征在于：所述承载板（52）为一体成型件。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的一种电梯运行姿态检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：轿厢在井道运行时，轿厢运行控制系统实时获取轿厢运行速度并发送给控制器；
S2：控制器判断轿厢运行速度是否大于第一阈值，若是则每间隔预定时间执行一次步骤S3；反之则不执行操作；
S3：设置于轿厢上的第二感应部中的第三感应件和第四感应件同时分别通过第一超声发出模块和第二超声发出模块发出第一频率的超声波和第二频率的超声波；
S4：第一感应部中的第一感应件上的第一超声接收模块接收到第一频率的超声波的同时控制第二感应件的第三超声发出模块发出第三频率的超声波；以及第一感应件上的第二超声接收模块接收到第二频率的超声波的同时控制第二感应件的第四超声发出模块发出第四频率的超声波；
S5：第三感应件和第四感应件分别通过第三超声接收模块和第四超声接收模块接收第三频率的超声波和第四频率的超声波，并记录超声波接收时间；
S6：控制器判断第三感应件和第四感应件接收超声波的时间差是否小于第二阈值，若是则电梯运行姿态正常；反之则电梯运行姿态异常，并发出警报。
8.根据权利要求7所述的一种电梯运行姿态检测装置的检测方法，其特征在于：
在执行步骤S3至S6时，通过至少一组第一感应部和第二感应部进行同步检测。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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