CN115479713A - 一种曳引式电梯制动力矩测量设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曳引式电梯制动力矩测量设备及方法，包括拉力组件和杠杆组件，拉力组件包括拉力电机、连接绳和拉力传感器。杠杆组件包括与电梯制动轮活动连接的制动轮夹具和杆件。杆件的一端与制动轮夹具传动连接。拉力传感器的一端与杆件远离制动轮夹具的一端的端部之间通过一条连接绳相连，拉力电机与电梯主机承重梁活动连接。拉力电机与拉力传感器的另一端之间通过另一条连接绳相连。本发明获取电梯参数和杆件的长度值，增大拉力电机的拉力输出，在制动轮转动时记录拉力输出最大值，得到制动力矩。本发明无需依靠电梯原有的主板等电梯装置，可适用于不同厂家设备，具有可靠的电梯制动力检验功能的同时适用范围广。

Description

一种曳引式电梯制动力矩测量设备及方法

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，特别涉及一种曳引式电梯制动力矩测量设备及方法。

背景技术

抱闸系统在电梯组成系统中是非常重要的组成部分。抱闸系统的抱闸制动力不足，则容易引发电梯门区剪切、轿厢冲顶等事故，对乘客的人身安全造成威胁。因此，抱闸制动力矩是否可靠的检测是非常有必要的。

然而，现有的电梯制动力的检测多采用的是空载试验或载荷试验方式定性判断，过程缺乏数据支撑，无法定量去判断制动力矩是否符合预期标准。并且，一些参照专利(专利申请号：201721046014.2)的电梯制动力矩多为出厂前进行测试，通过主板、变频器等电梯装置进行自监测，其功能往往要求指定的服务器才可查看，且不同厂家设备、甚至是同一厂家的不同设备均不相同，一是不利于保养及检验中实施，二是无法作为可靠的检验方法推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种曳引式电梯制动力矩测量设备及方法，具有可靠的电梯制动力检验功能的同时适用范围广。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种曳引式电梯制动力矩测量设备，包括拉力组件和杠杆组件，所述拉力组件包括拉力电机、连接绳和拉力传感器；

所述杠杆组件包括与电梯制动轮活动连接的制动轮夹具和杆件；

所述杆件的一端与所述制动轮夹具传动连接；

所述拉力传感器的一端与所述杆件远离所述制动轮夹具的一端的端部之间通过一条所述连接绳相连，所述拉力电机与电梯主机承重梁活动连接；

所述拉力电机与所述拉力传感器的另一端之间通过另一条所述连接绳相连；

所述拉力电机的拉力方向垂直于所述杆件的杆身。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

一种曳引式电梯制动力矩测量方法，应用于上述的一种曳引式电梯制动力矩测量设备，包括如下步骤：

S1、获取电梯参数和杆件的长度值；

S2、启动并持续增大拉力组件的拉力输出，在所述杆件带动电梯的制动轮转动时，记录所述拉力组件的拉力输出最大值；

S3、根据所述拉力输出最大值、所述长度值和所述电梯参数，得到制动力矩；

S4、将所述制动力矩与标准力矩相比，以评估所述制动轮的制动能力。

本发明的有益效果在于：提供一种曳引式电梯制动力矩测量设备及方法，在电梯的制动轮上安装上制动轮夹具和杆件，利用拉力电机拉动杆件的一端，从而使得杆件摆动并通过制动轮夹具控制动轮转动，依靠拉力输出最大值、长度值和电梯参数，计算得到制动力矩并与标准力矩做比较，无需依靠电梯原有的主板等电梯装置，具有可靠的数据支持，可适用于不同厂家设备，具有可靠的电梯制动力检验功能的同时适用范围广。

附图说明

图1为本发明实施例的一种曳引式电梯制动力矩测量设备的安装示意图；

图2为本发明实施例涉及的一种曳引式电梯制动力矩测量方法的步骤示意图。

标号说明：

1、制动轮；2、制动轮夹具；3、杆件；4、拉力组件；5、承重梁；6、驱动主机；7、连接螺栓；8、安装螺栓；9、空载轿厢；10、对重；

41、连接绳；42、拉力传感器；43、拉力电机。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1，一种曳引式电梯制动力矩测量设备，包括拉力组件4和杠杆组件，所述拉力组件包括拉力电机43、连接绳41和拉力传感器42；

所述杠杆组件包括与电梯制动轮活动连接的制动轮夹具2和杆件3；

所述杆件的一端与所述制动轮夹具传动连接；

所述拉力传感器的一端与所述杆件远离所述制动轮夹具的一端的端部之间通过一条所述连接绳相连，所述拉力电机43与电梯主机承重梁活动连接；

所述拉力电机与所述拉力传感器的另一端之间通过另一条所述连接绳相连；

所述拉力电机的拉力方向垂直于所述杆件的杆身。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供一种曳引式电梯制动力矩测量设备，由拉力组件和杠杆组件组成，在电梯的制动轮上安装上制动轮夹具和杆件，利用拉力电机拉动杆件的一端，从而使得杆件摆动并通过制动轮夹具控制动轮转动，无需依靠电梯原有的主板等电梯装置，具有可靠的数据支持，可适用于不同厂家设备，具有可靠的电梯制动力检验功能的同时适用范围广。

进一步地，所述杆件为伸缩杆件；

所述伸缩杆件上设有长度刻度。

从上述描述可知，杆件为伸缩杆件，可便捷地调节长度，以适应不同的制动轮，确保能够带动制动轮转动，在杆身上设有长度刻度，以便于读取杆身长度。

进一步地，所述拉力电机为滚珠丝杆电机。

从上述描述可知，滚珠丝杆电机将旋转运动化为线性运动，能够精密控制输出大小，还带有自锁功能。

请参照图1和图2，一种曳引式电梯制动力矩测量方法，应用于上述的一种曳引式电梯制动力矩测量设备，包括如下步骤：

S1、获取电梯参数和杆件的长度值；

S2、启动并持续增大拉力电机的拉力输出，在所述杆件带动电梯的制动轮转动时，记录所述拉力电机的拉力输出最大值；

S3、根据所述拉力输出最大值、所述长度值和所述电梯参数，得到制动力矩；

S4、将所述制动力矩与标准力矩相比，以评估所述制动轮的制动能力。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：提供一种曳引式电梯制动力矩测量方法，利用杆件摆动并通过制动轮夹具控制动轮转动，依靠拉力输出最大值、长度值和电梯参数，计算得到制动力矩并与标准力矩做比较，无需依靠电梯原有的主板等电梯装置，具有可靠的数据支持，可适用于不同厂家设备，具有可靠的电梯制动力检验功能的同时适用范围广。

进一步地，所述步骤S2具体为：

S21、启动拉力电机并按照预设增量持续增大所述拉力电机的输出功率；

S22、按预设周期持续记录所述拉力传感器的单次数据；

S23、在所述杆件带动电梯的制动轮转动时，从所述单次数据中得到所述拉力输出最大值。

从上述描述可知，依靠拉力电机作为动力来源，依靠拉力传感器进行拉力测量，以作为评估制动力矩的数据基础之一，其组成结构简单，控制方便。

进一步地，所述步骤S21之前还包括：

S20、调整并记录杆件的长度；

所述步骤S22具体为：

S221、按照时间顺序先后记录得到第一组数据和第二组数据，所述第一组数据和所述第二组数据中的所述单次数据的个数相同；

S222、分别取所述第一组数据和所述第二组数据的平均值，得到第一均值和第二均值；

S223、判断所述第二均值是否小于所述第一均值，若是，则说明所述杆件带动电梯的制动轮转动，执行所述步骤S23，否则执行步骤S224；

S224、判断所述拉力电机的输出功率是否为最大功率，若是，则关闭所述拉力电机并执行所述步骤S20，否则执行所述步骤S221。

从上述描述可知，由于连接绳在拉动杆件的时候会脱离绷直状态，从而使得拉力传感器的数值骤降，故而在记录单次数据时，分成第一组数据和第二组数据，依次得到第一均值和第二均值，若第二均值小于第一均值，则说明杆件被拉动，即杆件能够带动制动轮转动，否则说明杆件无法带动制动轮转动，而此时拉力电机已达最大输出，则需要调整杆件的长度，即变为更加省力的杠杆，从而继续尝试带动制动轮转动。

进一步地，所述从所述单次数据中得到所述拉力输出最大值具体为：

在所述第一组数据和所述第二组数据的所有单次数据中从大到小依次选取预设个数的所述单次数据并取平均值，得到所述拉力输出最大值。

从上述描述可知，在第二组数据中从大到小依次选取预设个数的单次数据并取平均值，从而使得得到的拉力输出最大值更加准确可靠。

进一步地，

所述电梯参数包括平衡系数、制动轮直径和轿厢额定载重量；

所述步骤S3具体为：

判断所述杆件是否位于空载轿厢9侧，若是，则所述制动力矩的表达式为：

M＝FL-wqd/2；

其中，M表示所述制动力矩，F表示所述拉力输出最大值，w表示所述轿厢额定载重量，q表示所述平衡系数，d表示所述制动轮直径；

否则所述制动力矩的表达式为：

M＝FL+wqd/2。

从上述表述可知，根据杆件与空载轿厢的相对位置，分别采用不同的表达式计算制动力矩，从而确保获取准确的计算结果。

本发明的一种曳引式电梯制动力矩测量设备及方法能够适用于曳引式电梯制动轮制动力矩测量的场景，以下通过具体的实施方式进行说明：

请参照图1，本发明的实施例一为：

一种曳引式电梯制动力矩测量设备，如图1所示，包括拉力组件和杠杆组件。其中，杠杆组件包括与电梯制动轮活动连接的制动轮夹具和杆件。拉力组件包括拉力电机、连接绳和拉力传感器。

如图1所示，杆件的一端与制动轮夹具传动连接，另一端通过一条连接绳与拉力传感器相连。拉力电机的拉力方向垂直于所述杆件的杆身。拉力传感器的一端与杆件远离制动轮夹具的一端的端部之间通过相连。拉力电机与拉力传感器的另一端之间通过另一条连接绳相连，拉力电机与电梯主机承重梁活动连接。

在本实施例中，如图所示，制动轮夹具通过连接螺栓7和杆件3相连。并且，在制动轮夹具上配设有两条长孔和两个安装螺栓8。制动轮夹具通过安装螺栓夹紧固定于制动轮上。

在本实施例中，杆件为伸缩杆件。可调节自身的长度。并且，伸缩杆件上设有长度刻度，以便于读取杆身长度。

在本实施例中，拉力电机为滚珠丝杆电机，如图所示，曳引机主要有承重梁5、制动轮1和驱动主机6组成，拉力电机通过挡杆固定在承重梁上。本实施例的曳引式电梯制动力矩测量设备无需运行电梯或依靠电梯自身的系统，利用拉力电机等控制制动轮转动，模拟平常的电梯运行过程，从而借助拉力传感器等进行制动力矩分析，具有高安全性，能够适用于不同厂家不同电梯设备，便于该领域技术应用市场推广。

请参照图1和图2，本发明的实施例二为：

一种曳引式电梯制动力矩测量方法，应用于实施例一的一种曳引式电梯制动力矩测量设备，如图2所示，包括如下步骤：

S1、获取电梯参数和杆件的长度值；

在本实施例中，电梯参数包括平衡系数、制动轮直径和额定载重量。长度值则通过杆件上的长度刻度读取得到。

S2、启动并持续增大拉力电机的拉力输出，在杆件带动电梯的制动轮转动时，记录拉力电机的拉力输出最大值；

其中，步骤S2具体为：

S21、启动拉力电机并按照预设增量持续增大拉力电机的输出功率；

在本实施例中，在曳引式电梯制动力矩测量设备处于静态下，启动拉力电机。拉力电机持续转动，下拉杆件。

拉力电机采用滚珠丝杆电机，由于其主要作为动力装置输出，不需要精确控制电机转速，采用通过力反馈的来调整步进电机转速的闭环控制。具体过程如下：

首先，以拉力电机的输出转矩为T，其最高保持转矩为Tmax；设置输出转速为5挡，分别为n1～n5，以Tmax为参考，预设增量为0.2Tmax，则n1～n5对应为0.2Tmax～Tmax。

其次，在运行过程中，拉力电机的输出转矩的表达式为：

T＝F_gP/(2πk)

其中，F_g表示拉力电机丝杆的推拉力，P表示拉力电机的滚珠丝杆导程，K为丝杆机构总的效率。

拉力电机丝杆的推拉力F_g的计算式为：

F_g＝F-F_z；

代入拉力电机的输出转矩的表达式，可得：

T＝(F-F_z)P/(2πk)；

其中，F为拉力传感器的拉力值，F_z为拉力电机滚珠丝杆系统自重产生的重力值。

最后，在运行过程中，当测得拉力传感器的拉力后，计算拉力电机的输出转矩与最高转矩的比值N＝T/Tmax，即：

N＝[(F-F_z)P/(2πk)]/Tmax；

其中，N≥1，输出保护，停止电机运行；0.8＜N＜1，输出转速n1；0.6＜N≤0.8，输出转速n2；0.4＜N≤0.6，输出转速n3；0.2＜N≤0.4，输出转速n4；N≤0.2，输出转速n5。

S22、按预设周期持续记录拉力传感器的单次数据；

S23、在杆件带动电梯的制动轮转动时，从单次数据中得到拉力输出最大值。

其中，步骤S21之前还包括：

S20、调整并记录杆件的长度；

步骤S22具体为：

S221、按照时间顺序先后记录得到第一组数据和第二组数据，第一组数据和第二组数据中的单次数据的个数相同；

在本实施例中，具体按照时间顺序选取20个单次数据分为第一组数据和第二组数据。第一组数据为{N1、N2……N10}，第二组数据为{N11、N12……N20}。N20为最新数据。

S222、分别取第一组数据和第二组数据的平均值，得到第一均值和第二均值；

在本实施例中，对应得到的第一均值和第二均值分别为：

K1＝(N1+N2+……+N10)/10；

L1＝(N11+N12+……+N20)/10；

其中，K1代表第一组数据；L1代表第二均值。

S223、判断第二均值是否小于第一均值，即L1<K1，若是，则说明杆件带动电梯的制动轮转动，执行步骤S23，否则执行步骤S224；

在本实施例中，由于连接绳在拉动杆件的时候会脱离绷直状态，从而使得拉力传感器的数值骤降，故而在记录单次数据时，分成第一组数据和第二组数据，依次得到第一均值和第二均值，若第二均值小于第一均值，则说明杆件被拉动，即杆件能够带动制动轮转动，否则说明杆件无法带动制动轮转动，而此时拉力电机已达最大输出，则需要调整杆件的长度，即变为更加省力的杠杆，从而继续尝试带动制动轮转动。

S224、判断拉力电机的输出功率是否为最大功率，若是，则关闭拉力电机并执行步骤S20，否则执行步骤S221。

在本实施例中，从单次数据中得到拉力输出最大值具体为：

在第一组数据和第二组数据的所有单次数据中从大到小依次选取预设个数的单次数据并取平均值，得到拉力输出最大值。其中，预设个数为3个，将{N1、N2……N10}和{N11、N12……N20}的数据有小到大排列，得到{M1、M2……M20}。拉力输出最大值的表达式为：

F＝(M18+M19+M20)/3；

其中，F表示拉力输出最大值。

S3、根据拉力输出最大值、长度值和电梯参数，得到制动力矩；

在本实施例中，步骤S3具体为：

判断杆件是否位于空载轿厢侧，若是，则制动力矩的表达式为：

M＝FL-wqd/2；

其中，M表示制动力矩，F表示拉力输出最大值，w表示轿厢额定载重量，q表示平衡系数，d表示制动轮直径；

否则制动力矩的表达式为：

M＝FL+wqd/2。

S4、将制动力矩与标准力矩相比，以评估制动轮的制动能力。

在本实施例中，如图1所示，测量时，空载轿厢与对重10位于同一水平位置。显然，对重侧重于轿厢侧，其重量差为wq。两侧之间的重量差加载到制动轮上的转矩T1＝wqd/2。因此，杠杆上施加的力对制动轮产生的力矩T。当制动轮开始转动瞬间，T＝T1+M。其中T＝FL。因此，M＝FL-wqd/2。相反，如果轿杠杆位于对重侧，则T+T1＝M，因此，M＝FL+wqd/2。

在本实施例中，标准力矩是制动器铭牌设备出厂前测得的额定力矩，从而通过对比来判断制动轮是否正常。

综上所述，本发明提供的一种曳引式电梯制动力矩测量设备及方法，在电梯的制动轮上安装上制动轮夹具和杆件，利用拉力组件拉动杆件的一端，从而使得杆件摆动并通过制动轮夹具控制动轮转动，依靠拉力输出最大值、长度值和电梯参数，计算得到制动力矩并与标准力矩做比较，无需依靠电梯原有的主板等电梯装置，具有可靠的数据支持，可适用于不同厂家设备，具有可靠的电梯制动力检验功能的同时适用范围广。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种曳引式电梯制动力矩测量设备，其特征在于，包括拉力组件和杠杆组件，所述拉力组件包括拉力电机、连接绳和拉力传感器；

所述杠杆组件包括与电梯制动轮活动连接的制动轮夹具和杆件；

所述杆件的一端与所述制动轮夹具滑动连接；

所述拉力传感器的一端与所述杆件远离所述制动轮夹具的一端的端部之间通过所述连接绳相连，所述拉力电机与所述拉力传感器的另一端之间通过另外的所述连接绳相连，所述拉力电机与电梯主机承重梁活动连接；

所述拉力电机的拉力方向垂直于所述杆件的杆身。

2.根据权利要求1所述的一种曳引式电梯制动力矩测量设备，其特征在于，所述杆件为伸缩杆件；

所述伸缩杆件上设有长度刻度。

3.根据权利要求1所述的一种曳引式电梯制动力矩测量设备，其特征在于，所述拉力电机为滚珠丝杆电机。

4.一种曳引式电梯制动力矩测量方法，应用于权利要求1至3任一所述的一种曳引式电梯制动力矩测量设备，其特征在于，包括如下步骤：

S1、获取电梯参数和杆件的长度值；

S2、启动并持续增大拉力电机的拉力输出，在所述杆件带动电梯的制动轮转动时，记录所述拉力电机的拉力输出最大值；

S3、根据所述拉力输出最大值、所述长度值和所述电梯参数，得到制动力矩；

S4、将所述制动力矩与标准力矩相比，以评估所述制动轮的制动能力。

5.根据权利要求4所述的一种曳引式电梯制动力矩测量方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：

S21、启动拉力电机并按照预设增量持续增大所述拉力电机的输出功率；

S22、按预设周期持续记录所述拉力传感器的单次数据；

S23、在所述杆件带动电梯的制动轮转动时，从所述单次数据中得到所述拉力输出最大值。

6.根据权利要求5所述的一种曳引式电梯制动力矩测量方法，其特征在于，所述步骤S21之前还包括：

S20、调整并记录杆件的长度；

所述步骤S22具体为：

S221、按照时间顺序先后记录得到第一组数据和第二组数据，所述第一组数据和所述第二组数据中的所述单次数据的个数相同；

S222、分别取所述第一组数据和所述第二组数据的平均值，得到第一均值和第二均值；

S223、判断所述第二均值是否小于所述第一均值，若是，则说明所述杆件带动电梯的制动轮转动，执行所述步骤S23，否则执行步骤S224；

S224、判断所述拉力电机的输出功率是否为最大功率，若是，则关闭所述拉力电机并执行所述步骤S20，否则执行所述步骤S221。

7.根据权利要求6所述的一种曳引式电梯制动力矩测量方法，其特征在于，所述从所述单次数据中得到所述拉力输出最大值具体为：

在所述第一组数据和所述第二组数据的所有单次数据中从大到小依次选取预设个数的所述单次数据并取平均值，得到所述拉力输出最大值。

8.根据权利要求4所述的一种曳引式电梯制动力矩测量方法，其特征在于，

所述电梯参数包括平衡系数、制动轮直径和轿厢额定载重量；

所述步骤S3具体为：

判断所述杆件是否位于空载轿厢侧，若是，则所述制动力矩的表达式为：

M＝FL-wqd/2；

其中，M表示所述制动力矩，F表示所述拉力输出最大值，w表示所述轿厢额定载重量，q表示所述平衡系数，d表示所述制动轮直径；

否则，所述制动力矩的表达式为：

M＝FL+wqd/2。

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