CN205722551U - 一种具有运行状态监控的电梯实验教学系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有运行状态监控的电梯实验教学系统，包括底座、上位机、框架、升降电机、轿厢模拟板、楼层控制单元、轿厢门机构和中央控制单元。本实用新型在电梯技术教学中使用时，可以让使用者充分理解电梯结构，包括电梯的组成、电梯的控制逻辑及其编程、电梯中每个组成部分的工作原理，这其中包括电路的设计和应用、通信的原理、控制程序的编程等内容，而且整体的造价较低，但是模拟功能很全面，为电梯行业的人才培养提供了一个综合的装置，弥补了现有设备综合性不足的缺点。
Description
技术领域
本实用新型属于电梯教学教具设备领域，尤其是一种具有运行状态监控的电梯实验教学系统。
背景技术
随着我国国民经济的持续发展，由于高层建筑规模与体量不断的增加，以及现代多功能、智能化楼宇中，人流、物流和信息流的流量极大，电梯成为大楼中重要的运输设备。由于电梯是典型的机电一体化技术应用的特种设备，特别是近年来由于计算机控制技术在电梯控制系统中的广泛应用，使电梯行业无论是在电梯研发、生产还是在电梯使用维护等各个方面都需要大量的具有专业技术知识的人员。
在电梯教学中电梯控制模型在现代实践性的教育上起着举足轻重的作用。很多大中专院校都增设了关于电梯相关专业的实践课程，并采用了接近于实际的模型教学方式。这样的教学方式，能够让学生能够更加近距离的接触到电梯技术本身，为将来从事该领域的技术工作，打下坚实的基础。基于单片机的电梯控制模型的设计是模块化的设计，这样让电梯模型的各部分可以实现拆卸、进行逻辑编程、系统调试、操作以及进行二次开发等等，由此弥补了由于电梯是特种设备，不能对真实现场的设备进行改变，进而不能充分快速掌握其原理和技术的局限性。但现有的电梯模拟教学教具非常的昂贵，动辄上万、甚至十万以上的价格导致学校无法购买大量的试验设备，导致在实际教学时只能让学生分时使用，无法满足程序调试等实践工作的需要，不仅导致教学周期的延长，而且学生因为实地操作较少，造成教学质量的降低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供结构简单、成本低廉、教学效果好的一种具有运行状态监控的电梯实验教学系统。
本实用新型采取的技术方案是：
一种具有运行状态监控的电梯实验教学系统，其特征在于：包括底座、上位机、框架、升降电机、轿厢模拟板、楼层控制单元、轿厢门机构和中央控制单元，所述底座上的一侧安装上位机，底座上的另一侧安装至少一个框架，每个框架的上端面安装升降电机，每个升降电机驱动同侧框架上端面安装的主动轮，该主动轮缠绕的链条向下延伸并连接同侧框架下端所装的从动轮，在主动轮和从动轮之间的框架内竖直安装两个导柱，该两个导柱上滑动套装轿厢模拟板，该轿厢模拟板在所述链条带动下竖直运动，在链条旁侧的框架侧壁上竖直间隔安装多个楼层限位模块，与每个楼层限位模块相对位的框架另一侧壁上竖直间隔安装多个楼层控制单元；
所述楼层控制单元包括楼层控制模块、厢内选层模块、厢门开关模块、厢内显示模块和厢外选择模块，厢内选层模块包括代表每个楼层的多个数字按键，厢门开关模块包括代表厢门打开和关闭的两个动作按键，厢外选择模块包括代表上行和/或下行的需求按键，所述楼层控制模块用于接收数字按键、动作按键、需求按键的输出信息后驱动所述厢内显示模块显示当前楼层的信息和轿厢模拟板上下运行的状态信息并向中央控制模块上传所述输出信息和状态信息；
所述中央控制单元包括主控模块、升降电机驱动模块和厢门电机驱动模块，主控模块用于接收每个楼层控制模块上传的输出信息和状态信息以及多个楼层限位模块的输出信号，并通过升降电机驱动模块驱动升降电机运行使轿厢模拟板上升或下降到指定楼层，主控模块还通过厢门电机驱动模块驱动轿厢门机构动作并依据轿厢门机构中的厢门限位模块的反馈来判断轿厢门机构是否正常工作；
所述上位机用于和中央控制单元进行通讯。
而且，轿厢模拟板正面的下端安装一平台，该平台上安装厢内称重模块，在轿厢模拟板正面的上端安装厢内灯具模块和厢内计时模块，所述厢内称重模块用于在放置模拟乘客进入的重物后向所述主控模块输出数据，主控模块根据该数据驱动所述厢内灯具模块点亮并在所述重物取下后使所述厢内计时模块启动计时，所述厢内计时模块用于在计时完毕后使所述厢内灯具模块关闭。
而且，所述楼层限位模块包括干簧管和磁铁，所述干簧管竖直间隔安装在链条旁侧的框架侧壁上，所述轿厢模拟板两侧分别设置一滑动套装在同侧导柱上的导套，磁铁安装在靠近所述干簧管的导套上。
而且，所述轿厢门机构包括厢门电机、齿条、齿轮、立柱、开启感应杆和关闭感应杆，所述厢门电机安装在导套的正面，厢门电机的轴上套装所述齿轮，该齿轮驱动导套正面所装的滑动轨内的齿条横向运动，该齿条位于两个导套之间的端部朝上安装所述立柱，该立柱上端分别向两侧的导套方向延伸安装开启感应杆和关闭感应杆，开启感应杆同侧的导套上及关闭感应杆同侧的导套上安装所述厢门限位模块。
本实用新型的优点和积极效果是：
本实用新型中，轿厢模拟板用于模拟轿厢的竖直运动，轿厢门机构用于模拟轿厢门的横向运动，楼层控制单元用于识别各种按键的信息并驱动厢内显示模块显示各种信息，中央控制单元用于接收各种信息并驱动升降电机和厢门电机动作，上位机用于和中央控制单元进行通讯，由此将常规电梯的各种功能集成在一起。在电梯技术教学中使用时，可以让使用者充分理解电梯结构，包括电梯的组成、电梯的控制逻辑及其编程、电梯中每个组成部分的工作原理，这其中包括电路的设计和应用、通信的原理、控制程序的编程等内容，而且整体的造价较低，但是模拟功能很全面，为电梯行业的人才培养提供了一个综合的装置，弥补了现有设备综合性不足的缺点。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的轿厢门机构的放大图；
图3是图1的原理图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。
一种具有运行状态监控的电梯实验教学系统，如图1、2、3所示，本实用新型的创新在于：包括底座3、上位机2、框架4、升降电机10、轿厢模拟板22、楼层控制单元、轿厢门机构和中央控制单元1，所述底座上的一侧安装上位机，底座上的另一侧安装至少一个框架，每个框架的上端面安装升降电机，每个升降电机通过减速机构6驱动同侧框架上端面安装的主动轮7，该主动轮缠绕的链条8通过框架上端面制出的开孔9向下延伸并连接同侧框架下端所装的从动轮31，在主动轮和从动轮之间的框架内竖直安装两个导柱30，该两个导柱上滑动套装轿厢模拟板，该轿厢模拟板在所述链条带动下竖直运动，在链条旁侧的框架侧壁上竖直间隔安装多个楼层限位模块5，与每个楼层限位模块相对位的框架另一侧壁上竖直间隔安装多个楼层控制单元11；
本实施例中，框架为两个，主要目的是为了让中央控制单元可以同时接收两个框架内的各部件的状态并按照优先原则进行控制。同时每个框架内的楼层为四层，分别是-1、1、2、3层。
所述楼层控制单元包括楼层控制模块、厢内选层模块12、厢门开关模块13、厢内显示模块14和厢外选择模块15，厢内选层模块包括代表每个楼层(-1、1、2、3层)的四个数字按键，厢门开关模块包括代表厢门打开和关闭的两个动作按键，厢外选择模块包括代表上行和/或下行的需求按键，所述楼层控制模块用于接收数字按键、动作按键、需求按键的输出信息后驱动所述厢内显示模块显示当前楼层的信息和轿厢模拟板上下运行的状态信息并向中央控制模块上传所述输出信息和状态信息；
所述中央控制单元包括主控模块、升降电机驱动模块和厢门电机驱动模块，主控模块用于接收每个楼层控制模块上传的输出信息和状态信息以及多个楼层限位模块的输出信号，并通过升降电机驱动模块驱动升降电机运行使轿厢模拟板上升或下降到指定楼层，主控模块还通过厢门电机驱动模块驱动轿厢门机构动作并依据轿厢门机构中的厢门限位模块的反馈来判断轿厢门机构是否正常工作；所述上位机用于和中央控制单元进行通讯。
为了模拟乘客的进入和离开，同时模拟轿厢内灯具的开启和关闭过程，采用如下结构：轿厢模拟板正面的下端安装一平台23，该平台上安装厢内称重模块20，在轿厢模拟板正面的上端安装厢内灯具模块18和厢内计时模块21，所述厢内称重模块用于在放置模拟乘客进入的重物19后向所述主控模块输出数据，主控模块根据该数据驱动所述厢内灯具模块点亮并在所述重物取下后使所述厢内计时模块启动计时，所述厢内计时模块用于在计时完毕后使所述厢内灯具模块关闭。
所述楼层限位模块包括干簧管36和磁铁16，所述干簧管竖直间隔安装在链条旁侧的框架侧壁上，所述轿厢模拟板两侧分别设置一滑动套装在同侧导柱上的导套17，磁铁安装在靠近所述干簧管的导套上。
轿厢门机构包括厢门电机33、齿条29、齿轮34、立柱26、开启感应杆27和关闭感应杆25，所述厢门电机安装在导套的正面的托架35上，厢门电机的轴上套装所述齿轮，该齿轮驱动导套正面所装的滑动轨32内的齿条横向运动，该齿条位于两个导套之间的端部朝上安装所述立柱，该立柱上端分别向两侧的导套方向延伸安装开启感应杆和关闭感应杆，开启感应杆同侧的导套上及关闭感应杆同侧的导套上安装所述厢门限位模块，该厢门限位模块由开启感应干簧管28和关闭感应干簧管24构成，与该两个干簧管相对位的感应杆端部均安装用于触发的磁铁。
本实用新型工作时：
1.假设乘客位于三层，此时左侧的轿厢模拟板位于-1层，右侧的轿厢模拟板位于2层，学生按下厢外选择模块中代表下行的需求按键15；
2.需求按键的动作由楼层控制模块上传至主控模块，主控模块比较两个轿厢模拟板的位置，判断出右侧的轿厢模拟板离乘客最近，所以驱动右侧的升降电机10工作，将右侧的轿厢模拟板提升到3层，轿厢模拟板的到位信息由位于三层的干簧管36提供，然后主控模块通过厢门电机使立柱26向左侧的开启感应干簧管28运行，当触发该干簧管时表示厢门打开，此时学生将重物19防盗厢内称重模块上，表示乘客进入；
3.学生按下厢门开关模块，该按下的动作由楼层控制模块上传至主控模块，主控模块通过厢门电机驱动立柱向右侧的关闭感应干簧管24运行，当触发该干簧管时表示厢门关闭；
4.学生按下厢内选层模块的代表-1层的数字按键12，该按下的动作由楼层控制模块上传至主控模块，主控模块通过升降电机驱动轿厢模拟板向-1层运行，当触发该楼层的干簧管时表示轿厢模拟板运行到指定的楼层，在轿厢模拟板运行的同时，厢内显示模块不断的显示轿厢模拟板的运行方向和楼层的变化；
5.学生按下厢门开关模块的代表打开的动作按键13，该按下的动作由楼层控制模块上传至主控模块，主控模块通过厢门电机驱动立柱向左侧的开启感应干簧管28运行，当触发该干簧管时表示厢门开启，学生取出重物后，主控模块通过厢门电机驱动齿条向右运行，当触发关闭感应干簧管28时表示厢门关闭。
6.进入等待期，等待下一次乘客的运载。
本实用新型中，轿厢模拟板用于模拟轿厢的竖直运动，轿厢门机构用于模拟轿厢门的横向运动，楼层控制单元用于识别各种按键的信息并驱动厢内显示模块显示各种信息，中央控制单元用于接收各种信息并驱动升降电机和厢门电机动作，上位机用于和中央控制单元进行通讯，由此将常规电梯的各种功能集成在一起。在电梯技术教学中使用时，可以让使用者充分理解电梯结构，包括电梯的组成、电梯的控制逻辑及其编程、电梯中每个组成部分的工作原理，这其中包括电路的设计和应用、通信的原理、控制程序的编程等内容，而且整体的造价较低，但是模拟功能很全面，为电梯行业的人才培养提供了一个综合的装置，弥补了现有设备综合性不足的缺点。
Claims (4)
1.一种具有运行状态监控的电梯实验教学系统，其特征在于：包括底座、上位机、框架、升降电机、轿厢模拟板、楼层控制单元、轿厢门机构和中央控制单元，所述底座上的一侧安装上位机，底座上的另一侧安装至少一个框架，每个框架的上端面安装升降电机，每个升降电机驱动同侧框架上端面安装的主动轮，该主动轮缠绕的链条向下延伸并连接同侧框架下端所装的从动轮，在主动轮和从动轮之间的框架内竖直安装两个导柱，该两个导柱上滑动套装轿厢模拟板，该轿厢模拟板在所述链条带动下竖直运动，在链条旁侧的框架侧壁上竖直间隔安装多个楼层限位模块，与每个楼层限位模块相对位的框架另一侧壁上竖直间隔安装多个楼层控制单元；
所述楼层控制单元包括楼层控制模块、厢内选层模块、厢门开关模块、厢内显示模块和厢外选择模块，厢内选层模块包括代表每个楼层的多个数字按键，厢门开关模块包括代表厢门打开和关闭的两个动作按键，厢外选择模块包括代表上行和/或下行的需求按键，所述楼层控制模块用于接收数字按键、动作按键、需求按键的输出信息后驱动所述厢内显示模块显示当前楼层的信息和轿厢模拟板上下运行的状态信息并向中央控制模块上传所述输出信息和状态信息；
所述中央控制单元包括主控模块、升降电机驱动模块和厢门电机驱动模块，主控模块用于接收每个楼层控制模块上传的输出信息和状态信息以及多个楼层限位模块的输出信号，并通过升降电机驱动模块驱动升降电机运行使轿厢模拟板上升或下降到指定楼层，主控模块还通过厢门电机驱动模块驱动轿厢门机构动作并依据轿厢门机构中的厢门限位模块的反馈来判断轿厢门机构是否正常工作；
所述上位机用于和中央控制单元进行通讯。
2.根据权利要求1所述的一种具有运行状态监控的电梯实验教学系统，其特征在于：轿厢模拟板正面的下端安装一平台，该平台上安装厢内称重模块，在轿厢模拟板正面的上端安装厢内灯具模块和厢内计时模块，所述厢内称重模块用于在放置模拟乘客进入的重物后向所述主控模块输出数据，主控模块根据该数据驱动所述厢内灯具模块点亮并在所述重物取下后使所述厢内计时模块启动计时，所述厢内计时模块用于在计时完毕后使所述厢内灯具模块关闭。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有运行状态监控的电梯实验教学系统，其特征在于：所述楼层限位模块包括干簧管和磁铁，所述干簧管竖直间隔安装在链条旁侧的框架侧壁上，所述轿厢模拟板两侧分别设置一滑动套装在同侧导柱上的导套，磁铁安装在靠近所述干簧管的导套上。
4.根据权利要求3所述的一种具有运行状态监控的电梯实验教学系统，其特征在于：所述轿厢门机构包括厢门电机、齿条、齿轮、立柱、开启感应杆和关闭感应杆，所述厢门电机安装在导套的正面，厢门电机的轴上套装所述齿轮，该齿轮驱动导套正面所装的滑动轨内的齿条横向运动，该齿条位于两个导套之间的端部朝上安装所述立柱，该立柱上端分别向两侧的导套方向延伸安装开启感应杆和关闭感应杆，开启感应杆同侧的导套上及关闭感应杆同侧的导套上安装所述厢门限位模块。
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|---|---|---|---|---|
| CN106782015A (zh) * | 2017-01-17 | 2017-05-31 | 顺德职业技术学院 | 可编程控制的电梯试验台架 |
| CN108230816A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-06-29 | 无锡职业技术学院 | 一种楼层高度模拟模块及跨代楼宇对讲实训装置 |
| CN117556520A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-02-13 | 南京瑞永城市更新研究院有限公司 | 一种既有住宅加装电梯的vr协同处理系统 |
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