CN205540998U - 一种升降移动设备专用黑匣子 - Google Patents

Abstract

一种升降移动设备专用黑匣子，包括独立电源、信号源组件、数据采集组件和数据处理组件，所述信号源组件包括数字信号源和模拟信号源，数字信号源、模拟信号源均连接数据采集组件内的数据采集系统，该数据采集系统通过整形放大电路、高速A/D转换器连接到数据处理组件内的主CPU系统，另外数据采集系统与主CPU系统之间通过CAN总线双向连接；所述数据采集系统、主CPU系统连接恒流源；本实用新型具有独立电源供电，且具有多用途、低成本的优点，又能在电梯等运行设备发生事故事件之后，能恢复和重现事故现场原貌的实时数据和实时场景，帮助解决电梯等移动设备正确客观分析和判断事故事件提供有效依据，值得大力推广。

Description

一种升降移动设备专用黑匣子

技术领域

本实用新型涉及通用黑匣子领域，尤其是一种可用于电梯、自动扶梯、自动人行道、起重设备和飞行器等上下运行和水平运行工具的升降移动设备专用黑匣子。

背景技术

电梯的监控设备做的比较多，但有人把它当做《黑匣子》使用，事实上这是两个概念，监控只是指示电梯运行的数据和故障代码的记录，是过去式，只能作为电梯事故和故障分析参考，因为，它不能重现事故现场的实时情况和相应的实时数据，不能作为判定事故和分析事故的依据；黑匣子记录的是实时信号，所指的是：电梯出事前、事故中和事故后的真实信号和实时场景的真实记录，能重现电梯事故前、事故中和事故后的现场的实时场景，是客观分析和判定事故责任的主要依据。这在电梯行业尚未得到开发应用，因此，给分析判定电梯和起重等或其他运行设备事故和分清责任带来很多困难或不能客观反映事故的真实情况而产生许多纠纷。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种具有独立电源供电，且具有多用途、低成本的优点，又能在电梯等运行设备发生事故事件之后，能恢复和重现事故现场原貌的实时数据和实时场景，帮助解决电梯等移动设备正确客观分析和判断事故事件提供有效依据的升降移动设备专用黑匣子。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种升降移动设备专用黑匣子，包括独立电源、信号源组件、数据采集组件和数据处理组件，所述信号源组件包括数字信号源和模拟信号源，数字信号源、模拟信号源均连接数据采集组件内的数据采集系统，该数据采集系统通过整形放大电路、高速A/D转换器连接到数据处理组件内的主CPU系统，另外数据采集系统与主CPU系统之间通过CAN总线双向连接；所述主CPU系统连接存储器、显示接口、备用接口；所述数据采集系统、主CPU系统连接恒流源；该升降移动设备专用黑匣子连接独立电源。

作为本实用新型的进一步方案：所述主CPU系统留有与上位机连接的双向连接口。

作为本实用新型的进一步方案：所述数字信号源包括安全信号源和保护信号源。

作为本实用新型的进一步方案：所述安全信号源包含厅门连锁信号源、轿门锁信号源、限位信号源和缓冲器信号源。

作为本实用新型的进一步方案：所述保护信号源包含变频器输出信号源、抱闸制停信号源、强迫减速信号源、限速器制停及安全钳的联动信号源。

作为本实用新型的进一步方案：所述模拟信号源包含速度/加速度传感器、震动/共振传感器、视频传感器和音频传感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该升降移动设备专用黑匣子通过数据采集系统采集数据，并分别传输数字、模拟信号至主CPU系统对数据作出处理后输出，可作为同步监视、数据存储、实时监控等功能，且采用高可靠的CAN通信系统，数据存储方式，采用：“先进先出”方式，可根据不同场所要求设置所需保存的时间和容量。

本实用新型具有独立电源供电，且具有多用途、低成本的优点，又能在电梯等运行设备发生事故事件之后，能恢复和重现事故现场原貌的实时数据和实时场景，帮助解决电梯等移动设备正确客观分析和判断事故事件提供有效依据，值得大力推广。

附图说明

图1为本实用新型的模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例中，一种升降移动设备专用黑匣子，包括独立电源、信号源组件、数据采集组件和数据处理组件，所述信号源组件包括数字信号源和模拟信号源，数字信号源、模拟信号源均连接数据采集组件内的数据采集系统，该数据采集系统通过整形放大电路、高速A/D转换器连接到数据处理组件内的主CPU系统，另外数据采集系统与主CPU系统之间通过CAN总线双向连接；所述主CPU系统连接存储器、显示接口、备用接口，备用接口可作为数据读取口使用；所述数据采集系统、主CPU系统连接恒流源，这里的恒流源，可根据具体情况和客户的不同的精度要求处理，但整机电源必须是独立的，不受外界停电和运行设备故障的影响，最好采取冗余电源设计。

该升降移动设备专用黑匣子连接独立电源，独立电源本系统自成体系。

进一步，所述主CPU系统留有与上位机连接的双向连接口；

进一步，所述数字信号源包括安全信号源和保护信号源，安全信号源包含厅门连锁信号源、轿门锁信号源、限位信号源和缓冲器信号源等，保护信号源包含变频器输出信号源、抱闸制停信号源、强迫减速信号源、限速器制停及安全钳的联动信号源等；

进一步，所述模拟信号源包含有各种敏感的传感器，如速度/加速度传感器、震动/共振传感器、视频传感器和音频传感器等。

本实用新型的运行：一、数字信号（取黑匣子需要的安全信号：安全信号：厅门连锁信号，轿门锁信号，限位信号，强迫减速信号和保护信号：变频器输出信号，抱闸制停信号，限速器制停信号和安全钳的联动信号等）从电梯控制柜取出，经采集板的数字通道（共设12-16个数据通道）直接送主CPU系统处理存储。

二、模拟信号有各种敏感的传感器（速度、加速度，震动、共振，视频音频等传感器）组成，安装在轿厢内，只要轿厢处于运行状态，各敏感传感器均趋于工作状态，采集板连续不断地采集各通道的模拟信号（根据需要设4-8通道），送数据采集系统（整形、放大、A/D转换）后，送主CPU系统处理（包括D/A变换）存储；模拟信号也可在前向通道直接整形、放大后送数据采集系统处理（高速A/D转换为数据信号）后经CAN总线送主CPU系统处理并经D/A转换还原现场实时场景。

三、现场的实时数据可从备用口取出，也可取出存储器卡直接读取。

四、存储器的容量大小，可根据用户的实际情况可设置为16G/32G/64G。

五、速度、加速度曲线，震动和共振曲线等采用专用软件形成。

本实用新型的具体实施及其实现方法：随着电梯和起重设备等的可移动设备数量的不断增长，电梯的故障事件也相应增多，对于故障评判的争议要求也越来越高，重现事故事件现场的实时场景和相应的实时数据显得十分重要，只有这样，才能帮助我们客观准确分析故障的前因、后果，才能做出正确的评判，本发明就在此前提下提出设计，其总体的设计方案如下：

综上所述，黑匣子的设计重点是前向通道的数据采集和后向通道的数据处理、存储和重现。

本系统按其主要功能分为A、B、C三部分。

A、按电梯事故现场判定所必需的各种信号源（如数字和模拟信号）。

B、是以采集板为主体组成的信号采集处理系统。

C、高速D/A、CPU和存储器即数据重现的读取口为主体组成主控系统，并以CAN总线贯穿整机实施串行通信。

实施方案：

A、处理判定电梯故障现场所必须的最基本的数字信号和模拟信号：

模拟信号源：（飞行器等通用）

1、在轿厢内设置速度、加速度信号传感器：这是反映电梯事故前后电梯轿厢运行的实时情况的基本信号，也就是说，电梯在发生事故前、事故中和事故后轿厢是否突然加速，其加速度多少；轿厢的运行速度的变化过程的速度、加速度曲线和最终撞击缓冲器的末速度多少等等，必须能自动记录全过程并能自动形成速度和加速度曲线。这些数据都是分析、判定伤害事故及伤害程度所必须的条件，同时能自动保存这些数据直到人工清除为止，为分析判定事故原因和可能引起的伤害程度提供有效的科学数据；

2、其次是在轿厢内设置震动传感器：震动信号是反映轿厢事故前、事故中和事故后轿厢运行的震动和共振的程度，而且是连续的无断点数据信号，由此可分析电梯的故障原因和轿厢内乘客对震动和共振引起的反映或引起的过激反映的实时场景和由此产生对人体的伤害情况的判定。

3、在轿厢内安装高保真的录像和录音头，以还原事故现场的实时动态（轿厢内的乘客的动态和求救信号和应答信号等），如记录电梯在失速过程轿厢内乘客对失速的反应和乘客的姿态等，这是判定相关部门人员的责任的主要依据；还能在事故出现时，轿厢内部人员的即时反映和采取的行为，需要现场的录像和录音并可靠的存储、重现。如轿厢内人员与外部相关部门的联系情况及对话的录音和录像，相关部门的回复是否及时并采取相应有效的措施，轿厢内有无过激行动及由此引起的伤害事故等等的场景。

模拟信号的种类和数量多少及对精度的要求，都要根据使用的场所、类别和顾客对现场的要求确定，不拘一格，这里仅举数例说明。

模拟信号的采集口共设4-8位，一般都能满足要求，遇特殊需要可另行增设。

数字信号源：（飞行器需另取安全信号）

数字信号源，从电梯或其他运行设备取出必要和合理的信号，数字信号采集口共设12-16位。以电梯为例，对电梯判定所需要的基本信号可根据电梯梯种的不同和客户的要求确定，根据电梯事故现场应取出相应的信号如下：

1、安全信号：厅门连锁信号，轿门锁信号，限位信号，强迫减速信号，限速器动作信号等，特别是这些信号的丢失时间和时序的记录，以供分析事故备查。

2、保护信号：变频器输出信号，抱闸制停信号，限速器制停信号和安全钳的联动情况等；特别是要记录这些保护信号的送出时间、时序以供分析事故备查。安全信号和保护信号，特别是这些信号的送出时间和时序是分析事故原因的重要依据之一。

B、数据采系统集板：

数据采集板的作用是用以采集前向通道的数字信号和模拟信号并根据不同信号的要求进行放大、整形后送微机进行转换处理，或在前向通道处理（如A/D转换等）后，再送微机处理存储。

C、CPU系统板：

1、数字信号：一般设12-16通道均能满足数据分析的要求，采集板直接采自电（扶）梯或其它运行设备的必要数据，送微机处理存贮（主要是时序处理记录）。

2、模拟信号（4-8通道）:采集板直接采集传感器信号并经过放大、整形并送CPU高速A/D处理、存贮（这里的主要信号有速度和加速度信号（包括速度和加速度曲线——，震动和共震频谱信号处理，录音和录像信号处理等关键信号处理）。

3、恒流源：这里的恒流源，可根据具体情况和客户的不同的精度要求处理，但整机电源必须是独立的，不受外界停电和运行设备故障的影响，最好采取冗余电源设计。

4、通信：本系统的通信全部采用高可靠的CAN通信系统。

5、本系统的数据存储方式，采用：“先进先出”方式。可根据不同场所要求设置所需保存的时间和容量。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型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实用新型。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，本实用新型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实用新型内。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。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种升降移动设备专用黑匣子，包括独立电源、信号源组件、数据采集组件和数据处理组件，其特征在于，所述信号源组件包括数字信号源和模拟信号源，数字信号源、模拟信号源均连接数据采集组件内的数据采集系统，该数据采集系统通过整形放大电路、高速A/D转换器连接到数据处理组件内的主CPU系统，另外数据采集系统与主CPU系统之间通过CAN总线双向连接；所述主CPU系统连接存储器、显示接口、备用接口；所述数据采集系统、主CPU系统连接恒流源；该升降移动设备专用黑匣子连接独立电源。

2.根据权利要求1所述的升降移动设备专用黑匣子，其特征在于，所述主CPU系统留有与上位机连接的双向连接口。

3.根据权利要求1所述的升降移动设备专用黑匣子，其特征在于，所述数字信号源包括安全信号源和保护信号源。

4.根据权利要求3所述的升降移动设备专用黑匣子，其特征在于，所述安全信号源包含厅门连锁信号源、轿门锁信号源、限位信号源和缓冲器信号源。

5.根据权利要求3所述的升降移动设备专用黑匣子，其特征在于，所述保护信号源包含变频器输出信号源、抱闸制停信号源、强迫减速信号源、限速器制停及安全钳的联动信号源。

6.根据权利要求1所述的升降移动设备专用黑匣子，其特征在于，所述模拟信号源包含速度/加速度传感器、震动/共振传感器、视频传感器和音频传感器。