CN114455429B - 一种电梯导轨直线度测量及自动校准的装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯导轨直线度测量及自动校准的装置，包括导轨测距仪和校准机械臂，导轨测距仪和校准机械臂设置于电梯井内，电梯井内设置有导轨支架和井道施工平台，导轨通过导轨支架安装于电梯井内，所述井道施工平台上设置有平台主梁，校准机械臂安装于平台主梁上，井道施工平台可由动力牵引在Z方向通过导轨引导升降到井道任意施工位置。所述校准机械臂包括下部支撑、撑墙主模组、左右调整模块、前后调整模块和夹持模块，下部支撑包含固定伸缩杆、两个相对的连梁组件，连梁组件与井道施工平台主梁连接并各包含一个以与撑墙主模组连接的铰接部件，撑墙主模组包含撑墙模块和若干加长杆，夹持模块包含夹持执行机构、夹持驱动机构和夹持块。

Description

一种电梯导轨直线度测量及自动校准的装置及其应用

技术领域

本发明属于电梯导轨检测设备技术领域，尤其涉及一种电梯导轨直线度测量及自动校准的装置。

背景技术

垂直升降电梯作为人员和货物的垂直作业运输设备，在高层建筑当中普遍应用，而电梯导轨的安装对电梯整机设备运行的稳定性和安全性至关重要，尤其是对于一些超高层建筑所用的高速电梯，导轨安装的精度会直接影响到电梯的舒适性以及使用的寿命。在过去，电梯井道施工人员一般是通过搭脚手架的方式进行施工，不仅加长了施工周期，具有施工安全隐患，而且不利于施工设备和自动化施工的应用。随着无脚手架工艺在国内的普及，井道施工和提升设备在井道施工领域得到了广泛的应用，使施工者能够从搭建脚手架的繁琐中脱离出来。然而，电梯导轨的安装和校准仍需人工进行，有着较高的操作难度，过于依赖施工者的经验和判断。特别是对于高层和超高层建筑，电梯升降速度更快，导轨的不平整对电梯运行舒适度的影响更大，对导轨的直线度要求更高。人工校准不仅无法达到足够的精度，而且往往需要多次校准后才能达到要求。因此自动测量导轨直线度及校准的装置在电梯安装施工领域具有一定的市场。

国内对于自动测量导轨直线度及校准的研究，多年来一直处于理论研究的阶段，许多理论并不具有实际可行性。如在公告号为CN 110526078的专利《一种电梯导轨纠偏用检修装置及应用该装置的检修方法》提供了一种测量导轨直线度及校准的方法，但是该方法引入了“基准滑轨”，需首先安装和保证“基准滑轨”的直线度，而且只能测量和校准单排导轨在一个方向上的直线度，并且测量和校准工作仍需人工进行。而在公告号为CN111170121的专利《一种电梯导轨质量检测装置和方法》中仅仅讨论了电梯导轨质量检测的装置和方法，直接使用激光作为直线度参考，电梯井道内部灰尘较大，激光直径扩大影响测量精度。

在公告号为CN105398911的专利《用于校准电梯竖井中的导轨的装置和方法》中提出了一种较为切实可行的导轨的校准方法，但未提及装置的安装固定方案和导轨的直线度测量方法，而且定位单元和校准单元分别安装在两套梁上，增加了自重和部件数量，增加了现场组装工时，占用了较多施工平台的空间。导致无法进行其他作业，降低了实际的工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电梯导轨直线度测量及自动校准的装置，可自动进行电梯导轨直线度测量和校准工作，并具有较简洁的结构，有效降低施工空间占用和现场组装工时，从而提高施工效率。

为了实现本发明的目的，本发明提供一种电梯导轨直线度测量及自动校准的装置，包括导轨测距仪和校准机械臂，所述导轨测距仪和校准机械臂设置于电梯井内，所述电梯井内设置有导轨支架和井道施工平台，所述导轨通过导轨支架安装于电梯井内，所述井道施工平台上设置有平台主梁，所述校准机械臂安装于平台主梁上，井道施工平台可由动力牵引在Z方向通过导轨引导升降到井道任意施工位置。所述校准机械臂包括下部支撑、撑墙主模组、左右调整模块、前后调整模块和夹持模块，所述下部支撑包含固定伸缩杆、两个相对的连梁组件，所述连梁组件与井道施工平台主梁连接并各包含一个以与撑墙主模组连接的铰接部件，所述撑墙主模组包含撑墙模块和若干加长杆，所述夹持模块包含夹持执行机构、夹持驱动机构和夹持块。

作为上述技术方案的进一步改进：

导轨测距仪包括可吸附在两侧相对导轨上并定位的磁吸块、可螺旋拧进以锁紧位置的顶块组件和测量头组，所述测量头组自动测量到导轨样线X方向和Y方向的距离并可间接得到两侧相对导轨相对导轨样线的距离。

所述测量头组安装在水平滑移结构和竖直滑移结构上，可在X和Y方向滑移并锁止。

所述连梁组件包括一组水平伸缩紧固杆、两组垂直伸缩紧固杆和一组用于实现校准机械臂沿Y方向的位置调整直线滑移导向组件。

所述撑墙主模组还包括避让杆组件和以校正校准机械臂自身装配导致的平直度误差的若干调整垫片。

所述前后调整模块包含可用于放置导轨测距仪的放置板。

所述夹持模块还包括可相对于导轨侧面伸缩的伸缩滚珠组件和相对于导轨正面且不可伸缩的顶紧滚珠组件。

本发明还公开了电梯导轨直线度测量及自动校准的装置的应用，包括以下步骤：

S1.井道施工平台升降至参考导轨对位置后，将导轨测距仪放置于导轨上，调整测量头组使其相对导轨样线位于合适位置并锁紧，此位置导轨对即为后续测量的标准位置；

S2.井道施工平台升降至第一对校准位置，此时此处导轨对处于松弛状态，通过调整校准机械臂位置将夹持驱动机构对准导轨后，左右调整模块自动滑移至夹持位置，夹持模块自动夹紧两侧相对导轨，将导轨测距仪安装于导轨上，读取出相对标准位置的误差，即为校准机械臂自身装配导致的平直度误差，通过在撑墙主模组单边增减调整垫片来校准设备并重复此步骤，直至平直度误差达到要求；

S3.重新夹紧两侧相对导轨并安装导轨测距仪后，撑墙主模组自动撑紧电梯井，左右调整模块和前后调整模块自动移动，将导轨调整至合适位置；

S4.人工固定导轨完成后，校准机械臂回到初始位置，取下导轨测距仪并放置于放置板上后，将井道施工平台升降至下一对校准位置；

S5.重复步骤S3-S4，直至完成井道内所有导轨的校准工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明极大地降低了校准过程中对相关人员的经验、能力的依赖，实现了自动化校准。显著提高了电梯导轨安装的精度，通过配合高精度的控制系统和运算程序，使得导轨安装精度大大提高，减小了人为因素引起的误差。操作简单快捷，提高了施工组装效率。结构简单，降低了占用空间。

附图说明

图1为本发明装置的轴测图；

图2为本发明装置的安装主视图；

图3为本发明导轨测距仪的安装俯视图；

图4为本发明导轨测距仪的轴测图；

图5为本发明校准机械臂的轴测图；

图6为本发明下部支撑的轴侧图；

图7为本发明撑墙主模组的轴侧图；

图8为本发明撑墙模块的轴侧图；

图9为本发明左右调整模块的轴侧图；

图10为本发明前后调整模块的轴侧图；

图11为本发明夹持模块的轴侧图。

附图标记：1、导轨测距仪；11、磁吸块；12、测量头组；13、顶块组件；14、水平滑移结构；15、竖直滑移结构；3、校准机械臂；31、下部支撑；311、连梁组件；3111、水平伸缩紧固杆；3112、垂直伸缩紧固杆；3113、垂直伸缩杆；3114、直线滑移导向组件；3115、铰接部件；312、固定伸缩杆；32、撑墙主模组；321、撑墙模块；3211、伸缩组件；3212、伸缩驱动机构；3213、第二直线滑移导向组件；322、避让杆组件；323、加长杆；324、调整垫片；33、左右调整模块；331、左右滑移部件；332、左右滑移驱动机构；34、前后调整模块；341、前后滑移部件；342、第二左右滑移驱动机构；343、放置板；35、夹持模块；351、夹持执行机构；352、夹持驱动机构；353、夹持块；354、伸缩滚珠组件；355、顶紧滚珠组件；500、井道施工平台；501、井道施工平台主梁；520、导轨；530、导轨样线；540、电梯井；550、导轨支架。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本实施例的电梯导轨直线度测量及自动校准的装置，包括导轨测距仪1和校准机械臂3。

如图2所示，导轨测距仪1和校准机械臂3设置于电梯井540内，电梯井540内设置有导轨支架550和井道施工平台500，导轨520通过导轨支架550安装于电梯井540内，井道施工平台500上设置有平台主梁501，校准机械臂3安装于平台主梁501上。

如图3和图4所示，导轨测距仪1包括可吸附在两侧相对导轨520上并定位的磁吸块11、可螺旋拧进以锁紧位置的顶块组件13和测量头组12，测量头组12自动测量导轨样线530到X方向和Y方向的距离并可间接得到两侧相对导轨520相对导轨样线530的距离。测量头组12安装在水平滑移结构14和竖直滑移结构15上，可在X和Y方向滑移并锁止。

如图5所示，校准机械臂3包括下部支撑31、撑墙主模组32、左右调整模块33、前后调整模块34和夹持模块35。

如图6所示，下部支撑31包含固定伸缩杆312和两个相对的连梁组件311，连梁组件311与井道施工平台主梁501连接并各包含一个可以与撑墙主模组32连接的铰接部件3115，其中连梁组件311包括垂直伸缩杆3113、水平伸缩紧固杆3111、两组垂直伸缩紧固杆3112和一组用于实现校准机械臂3沿Y方向的位置调整直线滑移导向组件3114。

如图7所示，撑墙主模组32包含撑墙模块321、若干加长杆323、避让杆组件322和以校正校准机械臂3自身装配导致的平直度误差的若干调整垫片324。

如图8所示，撑墙模块321包括伸缩组件3211、伸缩驱动机构3212和第二直线滑移导向组件3213；

如图9所示，左右调整模块33包括左右滑移部件331和左右滑移驱动机构332。

如图10所示，前后调整模块34包括前后滑移部件341、第二左右滑移驱动机构342和可用于放置导轨测距仪1的放置板343。

如图11所示，夹持模块35包含夹持执行机构351、夹持驱动机构352、夹持块353和可相对于导轨侧面伸缩的伸缩滚珠组件354和相对于导轨正面且不可伸缩的顶紧滚珠组件355。在夹持导轨520时，夹持驱动机构352驱动夹持执行机构351向中心靠拢，伸缩滚珠组件354可在夹持过程中提供缓冲，避免导轨侧面与夹持块353直接摩擦损伤导轨，顶紧滚珠组件355可防止夹持导轨过深导致夹持块353对导轨正面的损伤。

电梯在安装过程中，首先要将两侧导轨520通过导轨支架550固定在电梯井540上，每根导轨上会有多个导轨支架550进行固定，两个导轨之间还有固定板进行连接。理论上，左右两根导轨的间距应保持一致，其前后中心面应该完全重合。实际安装时，由于导轨在安装定位时多个导轨支架550的位置存在误差，这就使得左右轨距和前后中面偏离理论值，电梯井540的不平整也会造成误差，这些误差会导致电梯导靴运行过程中的晃动，直接影响电梯运行的平稳性和舒适性。为提高电梯运行平稳性和舒适性，就要求安装导轨时对导轨进行校准，以提高电梯安装的质量。导轨的校准主要是对其安装的支架位置进行调整，传统的校准方式是安装人员先在井道内部，在导轨安装位置悬挂出两条铅垂线，然后利用校导尺等工具在每个支架安装处进行人为校准，使同一侧的导轨与铅垂线的距离相同，最后紧固支架完成调节。在此过程中，安装人员的经验和技术水平直接影响安装质量。

本实施例还公开了一种电梯导轨直线度测量及自动校准的装置的应用，包括以下步骤：

S1.井道施工平台500升降至参考导轨对位置后，将导轨测距仪1放置于导轨520上，调整测量头组12使其相对导轨样线530位于合适位置并锁紧，此位置导轨对即为后续测量的标准位置；其中测量头组12由一对相互垂直的传感器组成。安装人员控制井道施工平台500到达电梯井道底部第一对导轨520位置，导轨测距仪1通过磁吸块11贴合于两侧对称导轨520上，然后通过螺旋拧进顶块组件13将导轨测距仪1固定于导轨上，通过滑移水平滑移结构14和竖直滑移结构15，可调整测量头组12的位置使其相对导轨样线530位于合适位置,此位置导轨对即为后续测量的标准位置，锁紧测量头组12的位置，使其在后续校对工作中不会发生滑移，导轨测距仪1的校对工作完成。

S2.井道施工平台500升降至第一对校准位置，此时此处导轨对处于松弛状态，由于直线滑移导向组件3114和第二直线滑移导向组件3213，使撑墙主模组32及以上组件和可在X和Y方向作位置调整。通过调整校准机械臂3位置将夹持驱动机构352对准导轨后，左右调整模块33自动滑移至夹持位置，夹持模块35自动夹紧两侧相对导轨520，将导轨测距仪1安装于导轨520上，读取出相对标准位置的误差，即为校准机械臂3自身装配导致的平直度误差，使校准机械臂3回复初始位置，通过在撑墙主模组32单边增减调整垫片324来校准设备并重复此步骤，直至平直度误差达到要求。

S3.重新夹紧两侧相对导轨520并安装导轨测距仪1后，撑墙主模组32自动撑紧电梯井540，左右调整模块33和前后调整模块34自动移动，将导轨520调整至合适位置；

S4.人工固定导轨520完成后，校准机械臂3回到初始位置，取下导轨测距仪1并放置于放置板343上后，将井道施工平台500升降至下一对校准位置；

S5.重复步骤S3-S4，直至完成井道内所有导轨的校准工作。

本发明的校准装置对于不同型号的轿厢和电梯导轨均有适用性。在需要的情况下，可通过增加延长梁，来增加机器人左侧夹持组件和右侧夹持组件的间距，从而适应不同的导轨间距。本校准机器人可应用于有机房电梯和无机房电梯中，可固定至电梯顶部，也可固定在专用升降平台上。极大地降低了校准过程中对相关人员的经验、能力的依赖，实现了自动化校准。显著提高了电梯导轨安装的精度，通过配合高精度的控制系统和运算程序，使得导轨安装精度大大提高，减小了人为因素引起的误差。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种电梯导轨直线度测量及自动校准的装置，包括导轨测距仪（1）和校准机械臂（3），所述导轨测距仪（1）和校准机械臂（3）设置于电梯井（540）内,所述电梯井（540）内设置有导轨支架（550）和井道施工平台（500），所述导轨（520）通过导轨支架（550）安装于电梯井（540）内，所述井道施工平台（500）上设置有平台主梁（501），所述校准机械臂（3）安装于平台主梁（501）上，其特征在于：所述校准机械臂（3）包括下部支撑（31）、撑墙主模组（32）、左右调整模块（33）、前后调整模块（34）和夹持模块（35），所述下部支撑（31）包含固定伸缩杆（312）、两个相对的连梁组件（311），所述连梁组件（311）与井道施工平台主梁（501）连接并各包含一个与撑墙主模组（32）连接的铰接部件（3115）,所述撑墙主模组（32）包含撑墙模块（321）和若干加长杆（323），所述夹持模块（35）包含夹持执行机构（351）、夹持驱动机构（352）和夹持块（353）；

导轨测距仪（1）包括可吸附在两侧相对导轨（520）上并定位的磁吸块（11）、可螺旋拧进以锁紧位置的顶块组件（13）和测量头组（12）,所述测量头组（12）自动测量导轨样线（530）X方向和Y方向的距离并可间接得到两侧相对导轨（520）相对导轨样线（530）的距离；

所述连梁组件（311）包括一组水平伸缩紧固杆（3111）、两组垂直伸缩紧固杆（3112）和一组用于实现校准机械臂（3）沿Y方向的位置调整直线滑移导向组件（3114）；

所述撑墙主模组（32）还包括避让杆组件（322）和以校正校准机械臂（3）自身装配导致的直线度误差的若干调整垫片（324）。

2.根据权利要求1所述的电梯导轨直线度测量及自动校准的装置，其特征在于：所述测量头组（12）安装在水平滑移结构（14）和竖直滑移结构（15）上，可在X和Y方向滑移并锁止。

3.根据权利要求1所述的电梯导轨直线度测量及自动校准的装置，其特征在于：所述前后调整模块（34）包含用于放置导轨测距仪（1）的放置板（343）。

4.根据权利要求1所述的电梯导轨直线度测量及自动校准的装置，其特征在于：所述夹持模块（35）还包括相对于导轨侧面伸缩的伸缩滚珠组件（354）和相对于导轨正面且不可伸缩的顶紧滚珠组件（355）。

5.一种基于权利要求1-4中任一所述电梯导轨直线度测量及自动校准的装置的应用，其特征在于，包括以下步骤：

S1.井道施工平台（500）升降至参考导轨对位置后，将导轨测距仪（1）放置于导轨（520）上，调整测量头组（12）使其相对导轨样线（530）位于合适位置并锁紧，此位置导轨对即为后续测量的标准位置；

S2.井道施工平台（500）升降至第一对校准位置，此时此处导轨对处于松弛状态，通过调整校准机械臂（3）位置将夹持驱动机构（352）对准导轨后，左右调整模块（33）自动滑移至夹持位置，夹持模块（35）自动夹紧两侧相对导轨（520），将导轨测距仪（1）安装于导轨（520）上，读取出相对标准位置的误差，即为校准机械臂（3）自身装配导致的直线度误差，通过在撑墙主模组（32）单边增减调整垫片（324）来校准设备并重复此步骤，直至直线度误差达到要求；

S3.重新夹紧两侧相对导轨（520）并安装导轨测距仪（1）后，撑墙主模组（32）自动撑紧电梯井（540），左右调整模块（33）和前后调整模块（34）自动移动，将导轨（520）调整至合适位置；

S4.人工固定导轨（520）完成后，校准机械臂（3）回到初始位置，取下导轨测距仪（1）并放置于放置板（343）上后，将井道施工平台（500）升降至下一对校准位置；

S5.重复步骤S3-S4，直至完成井道内所有导轨的校准工作。

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