CN1231410C - 电梯的负载检测装置 - Google Patents

Abstract

一种电梯负载检测装置，将悬吊电梯轿厢的主绳索所连接的钩环在轿厢负荷重力下的位移通过钢索转换为近垂直状态下设有旋转面的滑轮的旋转运动，滑轮上固定有检测滑轮旋转角的加速度传感器，根据滑轮的旋转角检测轿厢负载量。

Description

电梯的负载检测装置

技术领域

本发明是关于一种检测电梯轿厢装载负荷的电梯负载检测装置。

背景技术

图9所示为特开平7-101646号公报中所述现有电梯负载检测装置。图中，1为主绳索(钢索绳)，2为钩环，3为检测板，4为双头螺栓，5为钢索，6为滑轮，7为差动变压器。

这种电梯负载检测装置可设置于电梯轿厢的升降井道顶部的机械室。悬吊电梯轿厢的主绳索1的端部所连接的多个钩环2在负载重力下移动，在该移动作用下，在双头螺栓4的引导下，检测板3发生位移。根据该位移，可以检测轿厢的装载负荷。

检测板3的位移通过钢索5，一度在滑轮6的作用下，转换为旋转运动，在改变方向后，再次变为直线运动，驱动差动变压器7，检测负载量。差动变压器7将通过钢索5传导的检测板3的位移转换为电气信号。

在采用上述构成的现有装置中，需要有设置差动变压器的空间，并且由于传感器——差动变压器本身有滑动部，所以检测动作无法长时间保持稳定，必须频繁检查。

发明内容

本发明正是为解决上述课题而设计，本发明的目的是，提供一种节约空间、可长期保持检测动作稳定性的电梯负载检测装置。

鉴于上述目的，本发明的电梯负载检测装置的特征如下：

将悬吊电梯轿厢的主绳索所连接的钩环在轿厢负载重力作用下的位移转为通过钢索在垂直状态下设有旋转面的滑轮的旋转运动，滑轮上固定有检测其旋转角的加速度检测器，根据滑轮的旋转角检测轿厢的装载负荷。

又，本发明的特征在于，为在钢索与滑轮间产生防止钢索滑动的摩擦力，在钢索的钩环侧与相反侧的端部悬吊有拉伸钢索并将其向滑轮侧按压的平衡锤。

又，本发明的特征在于，为检测钩环的位移，设有与钩环垂直连接、带与钩环同时位移面的检测板，钢索连接在检测板上。

又，本发明的特征在于，滑轮的外圆周侧固定有上述加速度传感器。

又，本发明的特征在于，滑轮的中心固定有所述加速度传感器。

又，本发明的特征在于，上述加速度传感器由半导体加速度传感器构成，并设有将半导体加速度传感器保持在一定温度的温度保持装置。

又，本发明的特征在于，上述温度保持装置由：测量半导体加速度传感器温度的温度测量部，；对半导体传感器进行加热器的加热器部；根据温度测量部所测量的温度与规定标准温度的比较结果，驱动加热器部的差动放大器所构成。

又，本发明的特征在于，半导体传感器的芯片安装在印刷电路板上，所述温度测量部以及差动放大器由内置于半导体传感器芯片内的温度测量及加热器驱动回路部构成，所述加热器部由通过导线固定在半导体加速度传感器芯片上的加热器用晶体管构成。

又，本发明的特征在于，温度测量及加热器驱动回路部包括热敏电阻以及差动放大器，加热器用晶体管包括利用晶体管的整流子损失进行发热的晶体管。

又，本发明的特征在于，半导体传感器芯片与加热器用晶体管间插有高导热材料。

附图说明

图1为本发明实施形态1的电梯负载检测装置的构成；图2为本发明的设有加速度传感器的滑轮的放大图；图3为本发明的加速度传感器的输出示意图；图4为本发明的加速度传感器与电梯控制用计算机的连接图；图5为本发明另一种设有加速度传感器的滑轮的放大图；图6为本发明的电梯负载检测装置中所用的半导体加速度传感器的周围结构；图7为图6的温度保持装置的构成示意方框图；图8为图6及图7所示的温度保持装置的具体回路一例；图9为现有电梯负载检测装置的构成。

具体实施方式

实施形态1

图1为本发明实施形态1电梯负载检测装置的构成。在图中，1为主绳索；2为钩环；3为检测板，与钩环2大致垂直地连接，并设有与钩环同时位移的面；4为双头螺栓；5为钢索；10为弹簧；100为设有加速度传感器的滑轮。凡与现有装置相同部分均标注相同符号。

在本发明中，由于轿厢负重移动，与钩环2啮合的检测板3发生位移，钢索5移动，由此使滑轮100旋转，因此可通过固定于滑轮100上的加速度传感器求得滑轮100偏离基准位置的旋转位置，由此对轿厢负荷进行检测。

在滑轮100与钢索5之间，为了防止发生滑动而设有产生摩擦力用的弹簧10。由于钢索5在弹簧10的作用下被按压在滑轮100一侧，因此就在滑轮100与钢索5间产生摩擦力而不会出现滑动。

图2为设有加速度传感器110的滑轮100的放大图。钢索5的一端固定在由于负荷而位移的检测板3上。钢索5的另一端连接在弹簧10上，该弹簧10将钢索5按压在滑轮100侧，从而确保钢索带动滑轮100旋转所需的摩擦。

在图2中，当负载大时，钢索5被拉向检测板3一侧，同时滑轮100向右旋转。当负载小时，钢索5被拉向弹簧10一侧，滑轮100向左旋转。

将最大负载时作为OL位置，平衡负载时作为BL位置，最大负载时作为NL位置。加速度传感器110固定在滑轮100上，对处于基准位置(BL位置)时箭头N(任意方向均可)所示方向的重力加速度的分力(这里为重力加速度的滑轮100在圆周方向的分力)。

图3显示了以图2的平衡负载位置——基准位置(BL位置)为标准、滑轮100位于旋转角θ时的加速度传感器110的输出。该输出成为在滑轮100的旋转角θ时加速度传感器110的位置上的重力加速度的滑轮100在圆周方向(与径方向正交的方向)的分力——G·sinθ(G：重力加速度)。

不过此时滑轮100是在垂直方向坚立设置，如果滑轮100的面相对垂直方向倾斜，则成为A·sinθ(A：系数)。在本发明中，滑轮100最好是在大致垂直方向竖立设置。

因此，就可从加速度传感器110的输出电平求得滑轮100的旋转角θ，并由此换算成检测板3的位移乃至负载。

不过，如果旋转角θ的绝对值变大，则变化率变小，所以有效的检测范围(实用范围)是-20°～+20°左右。

另外，如果在最大负载位置OL、基准位置BL以及最大负载位置NL中的2点上以实际的机械上的输出数据为标准进行修正，则理论上可在整个检测范围内修正加速度传感器的偏差以及增益。

如图4所示，设有专用的负载检测用微机30，用于检测、处理加速度传感器110的输出，并检测负载，通过数据通信线50将该微机30连接在驱动控制电梯的电梯控制用计算机40上。

通过在负载检测用微机30与电梯控制用计算机40之间进行数据通信，可将加速度传感器110检测出的负载检测结果直接用于电梯的驱动控制。这样，可用最小限度的芯片在非常可靠的负载数据的基础上进行电梯控制。

作为将钢索5按压在滑轮100侧的装置，如图5所示，也可在钢索5的与连接在检测板3上的一端相反的另一端上悬吊平衡锤20来取代弹簧。同样也可在滑轮100与钢索5间产生摩擦力而不会出现滑动。

只要加速度传感器110可将滑轮100的旋转角作为重力加速度的分力加以检测，就可固定在滑轮100的任一处，也可不限于上述滑轮100的外圆周侧，而是如图5的110S所示，固定在滑轮100的中心部分。

实施形态2

使用半导体加速度传感器作为加速度传感器时，会因周围温度的影响而出现输出误差(以下称温度偏差)。特别是，电梯有时还要在温度差很大的环境下使用，必须充分留意加速度传感器因温度变化而受到的影响。因此，在本实施形态中，通过将半导体加速度传感器保持在一定温度来防止出现温度偏差。

图6为本实施形态的电梯负载检测装置中所用的加速度传感器的外部构成图。在图6中，110a为构成上述实施形态中所述的加速度传感器的半导体加速度传感器；61为安装半导体所用的印刷电路板；62为温度测量及加热器驱动回路部，包括内置于半导体加速度传感器110a的芯片内而检测其温度的热敏电阻、以及根据测量到的温度与规定的标准温度的关系对加热器进行驱动的差动放大器。

63为加热器用晶体管，用于将半导体加速度传感器110a保持在一定温度，譬如利用晶体管的整流子损失进行加热；64为将加热器用晶体管63支承在半导体加速度传感器110a上、同时进行电连接的导线；65为由可提高半导体加速度传感器110a与加热器用晶体管63间的导热率的高导热性材料制成的树脂或粘接剂。该树脂或粘接剂65插入半导体加速度传感器110a与加热器用晶体管63之间，半导体加速度传感器110a被粘接剂65覆盖(图6中进行了透视显示)。

图7为图6温度保持装置构成的普通方框图。62a为由热敏电阻构成的温度测量部；62b为差动放大部，通过根据温度测量部62a测量的温度的电压VT与相当于规定标准温度的标准电压Vref的比较，对加热器进行驱动。这些均相当于图6的温度测量及加热器驱动回路部62。63a为根据差动放大部62b的输出驱动的加热器部，相当于图6的加热器用晶体管63。

如图7所示，构成负反馈回路，使温度测量部62a测量的半导体加速度传感器110a的温度越高(VT越大)，加热器部63a产生的热越少；控制加热器部，使半导体加速度传感器110a上的温度维持恒定，籍此，可将半导体加速度传感器110a保持在一定温度，减少由于温度而引起的偏差。

在将温度控制成恒定时，在差动放大部62b上，也可将与标准温度相当的标准电压Vref设定成高于与半导体加速度传感器110a的最高使用环境温度相当的电压。并且，加热器部63a要具备在最低环境温度下也可加热至最高环境温度的能力。这样的话，才能在可使用温度范围内，将半导体加速度传感器110a保持在恒定温度。

图8为图6及图7所示的温度保持装置的具体回路构成举例。温度测量部62a设有热敏电阻TH，差动放大部62b设有差动放大器AP，加热器部63a设有利用整流子损失进行加热的晶体管TR。

晶体管TR所产生的所有损耗为PL(Vcc-VFB)·(VFB/RE)

在这里，表示为VFB＝Vcc-(Vref-VT)·(R2/R1)

如上所述，本发明的电梯负载检测装置的特征在于，将悬吊电梯轿厢的主绳索上所连接的钩环在轿厢负载重力下的位移通过钢索转换为滑轮的旋转运动，该滑轮以大致垂直的状态设置旋转面，在所述滑轮上固定对滑轮的旋转角进行检测的加速度传感器，所以不需设置耗费设置空间、设有滑动部的差动变压器，这样，既可节约空间，又可保持长期稳定检测。

为了使钢索与滑轮间产生防止钢索滑动的摩擦力，在钢索的与钩环一侧相反一侧的端部设有弹簧，用于牵引钢索，并将其按压在滑轮侧，从而可正确进行检测。

又，为了使钢索与滑轮间产生防止钢索滑动的摩擦力，在钢索的与钩环一侧相反一侧的端部设有锤，用于牵引钢索，并将其按压在滑轮侧，从而可正确进行检测。

又，为检测上述钩环的位移，设有检测板，该检测板与钩环结合并与之大致正交且与与钩环同时位移，钢索连接在上述检测板上，所以可正确进行检测。

又，由于加速度传感器固定在滑轮的外圆周侧，所以也可在滑轮的外圆周侧检测旋转角，并据此检测轿厢的负载量。

又，由于加速度传感器固定在滑轮的中心，所以可在滑轮的中心检测旋转角，并据此检测轿厢的负载量。并且，不会影响滑轮的旋转平衡。

又，由于加速度传感器由半导体加速度传感器构成，并设有可将半导体加速度传感器保持在一定温度的温度保持装置，所以可节约空间，即使周围温度发生变化，也可保持检测动作的稳定性。

又，上述温度保持装置设有：测量半导体加速度传感器的温度的温度测量部，对半导体加速度传感器进行加热器的加热器部，根据上述温度测量部测量的温度与规定的标准温度间的比较而对加热器部进行驱动的差动放大部。由此，使得本发明的构造简单，节约空间，并且，即使在周围温度发生变化时，也可保持检测的稳定性。

由于半导体加速度传感器的芯片芯片安装在印刷电路板上，温度测量部及差动放大部由内置于半导体加速度传感器芯片内的温度测量及加热器驱动回路部构成，加热器部由通过导线固定在半导体加速度传感器芯片上的加热器用晶体管构成，所以，使得本发明的构造简单，节约空间，并且，即使周围温度发生变化，也可保持检测的稳定性。

上述温度测量及加热器驱动回路部包括热敏电阻以及差动放大器，加热器用晶体管包括利用晶体管的整流子损耗进行发热的晶体管，所以，构造简单，节约空间，并且，即使周围温度发生变化，也可保持检测的稳定性。

由于半导体加速度传感器芯片与加热器用晶体管间插有高导热材料，所以半导体加速度传感器芯片与加热器用晶体管间的导热性有所提高，提高了加热器效率，减少加热器用晶体管的电力消耗。

Claims (11)

1.一种电梯负载检测装置，其特征在于，将悬吊电梯轿厢的主绳索所连接的钩环在轿厢负荷重力下的位移通过钢索转换为以近垂直的状态设置旋转面的滑轮的旋转运动，在所述滑轮上固定有检测滑轮旋转角的加速度传感器，根据滑轮的旋转角检测轿厢负载量。

2.如权利要求1所述的电梯负载检测装置，其特征在于，在钢索的与钩环一侧相反一侧的端部设有弹簧，牵引钢索，并其按压在滑轮侧，从而在钢索与滑轮间产生摩擦力，防止钢索滑动。

3.如权利要求1所述的电梯负载检测装置，其特征在于，在钢索的与钩环一侧相反一侧的端部设有平衡锤，牵引钢索，并其按压在滑轮侧，从而在钢索与滑轮间产生摩擦力，防止钢索滑动。

4.如权利要求1所述电梯负载检测装置，其特征在于，安装检测板，该检测板与钩环近垂直地连接并设有与钩环同时位移的面，以检测钩环的位移，所述钢索连接在所述检测板上。

5.如权利要求1所述的电梯负载检测装置，其特征在于，加速度传感器固定在滑轮的外圆周侧。

6.如权利要求1所述的电梯负载检测装置，其特征在于，加速度传感器固定在滑轮的中心。

7.如权利要求1所述的电梯负载检测装置，其特征在于，加速度传感器由半导体加速度传感器构成，并设有将半导体加速度传感器保持在一定温度的温度保持装置。

8.如权利要求7所述的电梯负载检测装置，其特征在于，所述温度保持装置由：测量半导体加速度传感器温度的温度测量部，对半导体传感器进行加热器的加热器部，根据温度测量部所测量的温度与规定标准温度的比较结果，驱动加热器部的差动放大器所构成。

9，如权利要求8所述的电梯负载检测装置，其特征在于，所述半导体加速度传感器芯片安装在印刷电路板上，所述温度测量部及差动放大部由内置于半导体加速度传感器芯片内的温度测量及加热器驱动回路部构成，所述加热器部由通过导线固定在半导体加速度传感器芯片上的加热器用晶体管构成。

10.如权利要求9所述的电梯负载检测装置，其特征在于，所述温度测量及加热器驱动回路部包括热敏电阻以及差动放大器，所述加热器用晶体管包括利用晶体管的整流子损耗进行发热的晶体管。

11.如权利要求9所述的电梯负载检测装置，其特征在于，所述半导体加速度传感器芯片与加热器用晶体管间插有高导热材料。

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