CN210558711U - 一种电梯曳引轮滑移量检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电梯曳引轮滑移量检测装置，涉及电梯检测领域，主要包括：曳引轮标记，电脑主机，以及与电脑主机分别连接的拉线位移传感器和相机；曳引轮标记以相等间隔设置于曳引轮的外轮廓；拉线位移传感器记录在电梯开始运行时和电梯停止运行时的轿厢位置数据；相机正对曳引轮的外轮廓，相机的主光轴、任意一个曳引轮标记、曳引轮的圆心均位于同一水平线上，用于在电梯开始运行前对曳引轮进行一次图片的采集以及从电梯开始运行到电梯运行结束，对曳引轮进行连续图片的采集；电脑主机接收拉线位移传感器记录的数据和相机采集的所有图片以确定电梯曳引轮滑移量。本实用新型公开的装置，可以对电梯曳引轮滑移量进行准确的测量。

Description

一种电梯曳引轮滑移量检测装置

技术领域

本实用新型涉及电梯检测领域，特别是涉及一种电梯曳引轮滑移量检测装置。

背景技术

电梯曳引机作为驱动机构，钢丝绳挂在曳引机的绳轮上，一端悬吊轿厢，另一端悬吊对重装置。曳引机转动时，由曳引轮与钢丝绳之间的摩擦力产生曳引力来驱使轿厢上下运动。轿厢在上升或下降的过程中由于钢丝绳两端受力不平衡，会产生一定的弹性拉伸，这时产生的曳引轮与钢丝绳的滑移属于正常滑移，但在电梯在长期使用的过程中，由于曳引轮或钢丝绳之间产生一定的磨损，这时曳引轮与钢丝绳之间会产生一定量的滑移，这是属于非正常滑移。现行的安全技术规范并没有对电梯曳引轮磨损状况和曳引轮与钢丝绳之间的滑移有定量的检测方法和相关的判废标准。电梯的使用单位对于电梯曳引轮和钢丝绳的更换一直是一笔不小的开支。为了减少不必要的额外成本，电梯检测人员在对这些相关的安全部件判废中慎之又慎。如何制定定量的判废标准，是个急需解决的难题，对曳引轮与钢丝绳之间的滑移量的定量检测，是解决这个难题首先需要解决的问题。

电梯曳引轮滑移量是指曳引轮和钢丝绳之间发生错位的距离，若要检测滑移量大小，需要同时测出曳引轮走过的距离、钢丝绳走过的距离，由于钢丝绳拉着轿厢上下运行，因此钢丝绳走过的距离和轿厢上下移动的距离等同，利用曳引轮走过的距离和钢丝绳走过的距离这二者的差值来表达电梯曳引轮滑移量值。

现有的检测电梯曳引轮滑移量的方法是，电梯维保人员通过使用直尺，对钢丝绳在绳槽中的下降距离进行测量，当下降距离大于0.1mm，即认为电梯存在较大滑移，需要进行更换钢丝绳或曳引轮。这种方法不能对电梯产生的滑移进行定量的分析，只是通过一个相关量，即钢丝绳在绳槽中的下降距离，进行电梯滑移的判定，二者并没有一个确定的对应关系，这种方法比较模糊不利于对电梯的滑移进行更精确的判定。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种电梯曳引轮滑移量检测装置，可以对电梯曳引轮滑移量进行准确的测量。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种电梯曳引轮滑移量检测装置，包括：曳引轮标记，电脑主机，以及与所述电脑主机分别连接的拉线位移传感器和相机；

所述曳引轮标记以相等间隔设置于曳引轮的外轮廓；

所述拉线位移传感器的一端安装在电梯机房的井道位置，另一端安装在轿厢的顶部；所述拉线位移传感器用于记录在电梯开始运行时和电梯停止运行时的轿厢位置数据；

所述相机固定于曳引轮的一侧，且正对曳引轮的外轮廓，所述相机的主光轴、任意一个所述曳引轮标记、曳引轮的圆心均位于同一水平线上；所述相机用于在电梯开始运行前对曳引轮进行一次图片的采集以及从电梯开始运行到电梯运行结束，对曳引轮进行连续图片的采集；

所述电脑主机接收所述拉线位移传感器记录的数据和所述相机采集的所有图片以确定电梯曳引轮滑移量。

可选的，还包括：三角支架；所述三角支架设置于曳引轮的一侧，所述相机固定于所述三角支架上，通过调整所述三角支架使所述相机的主光轴、任意一个所述曳引轮标记、曳引轮的圆心均位于同一水平线上。

可选的，所述相机为具有固定拍照频率的相机；所述相机的单张拍照时间内曳引轮的运动位移小于等于所述相机的最大视野高度；所述固定拍照频率为在电梯运行过程中能够使所有所述曳引轮标记都拍到的频率，所述相机获取的每张图片中至多显示一个所述曳引轮标记。

可选的，所述拉线位移传感器的型号为SWH02。

可选的，所述拉线位移传感器的一端通过螺栓安装在电梯机房井道最上方，且所述拉线位移传感器与机房地面等高；所述拉线位移传感器的另一端通过螺栓安装在轿厢顶部。

可选的，所述相机为电荷耦合器件照相机。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型公开一种电梯曳引轮滑移量检测装置，利用拉线位移传感器记录在电梯开始运行时和电梯停止运行时的轿厢位置数据，通过在曳引轮的外轮廓做间隔相等的曳引轮标记，利用相机对曳引轮进行图片的采集，通过电脑主机利用现有技术对采集的图片进行图像处理，得到曳引轮的运动距离，从而根据轿厢在电梯开始运行时的位置数据和轿厢在电梯停止运行时的位置数据以及图片中显示的曳引轮的运动距离准确测量电梯曳引轮滑移量，实现对电梯产生的滑移进行定量的分析以及更精确的判定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型电梯曳引轮滑移量检测装置实施例的结构主视图；

图2为本实用新型电梯曳引轮滑移量检测装置实施例的结构侧视图；

图3为本实用新型电梯曳引轮滑移量检测装置实施例的工作流程图；

图4为本实用新型相机最大视野示意图；

图5为本实用新型连续图片处理流程图；

图6为本实用新型垂直于曳引轮圆面方向观察到的示意图；

图7为本实用新型电梯曳引轮滑移量检测装置使用流程图。

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。

本实用新型的目的是提供一种电梯曳引轮滑移量检测装置，可以对电梯曳引轮滑移量进行准确的测量。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

图1为本实用新型电梯曳引轮滑移量检测装置实施例的结构主视图，图2为本实用新型电梯曳引轮滑移量检测装置实施例的结构侧视图。参见图1和图2，该电梯曳引轮滑移量检测装置包括：曳引轮标记6，电脑主机11，以及与所述电脑主机11分别连接的拉线位移传感器8和相机5。

所述曳引轮标记6以相等间隔设置于曳引轮2的外轮廓。并且保证相机5视野下只能出现一个所述曳引轮标记6即可。

所述拉线位移传感器8的一端安装在电梯机房的井道位置，另一端安装在轿厢10的顶部；所述拉线位移传感器8用于记录在电梯开始运行时和电梯停止运行时的轿厢位置数据。由于电梯在运行过程中是通过钢丝绳3提供的曳引力拉动轿厢10进行上下移动的，那么可以认为轿厢10的运动距离即为钢丝绳3的运动距离。通过在机房的井道位置安装拉线位移传感器8，拉线位移传感器8的另一端安装在轿厢10的顶部，在轿厢10上下移动的过程中可以检测轿厢10运动的距离，在电梯运行前后拉线位移传感器8的数值差即为轿厢10的运动距离，也就是钢丝绳3的运动距离。曳引轮驱动电机7驱动曳引轮2转动。导向轮4为钢丝绳3提供曳引力。

优选地，所述拉线位移传感器8的一端通过螺栓安装在电梯机房井道最上方，且所述拉线位移传感器8与机房地面9等高；所述拉线位移传感器8的另一端通过螺栓安装在轿厢10顶部。所述拉线位移传感器8的型号为SWH02。

所述相机5固定于曳引轮2的一侧，且正对曳引轮2的外轮廓，所述相机5的主光轴、任意一个所述曳引轮标记6、曳引轮2的圆心均位于同一水平线上；所述相机5用于在电梯开始运行前对曳引轮2进行一次图片的采集以及从电梯开始运行到电梯运行结束，对曳引轮2进行连续图片的采集。

所述相机5为具有固定拍照频率的相机；所述相机5的单张拍照时间内曳引轮2的运动位移小于等于所述相机5的最大视野高度；所述固定拍照频率为在电梯运行过程中能够使所有所述曳引轮标记6都拍到的频率，所述相机5获取的每张图片中至多显示一个所述曳引轮标记6。

所述相机5为电荷耦合器件照相机。所述相机5采集的图片需确保一个所述曳引轮标记6位于视野中心位置。

所述电脑主机11接收所述拉线位移传感器8记录的数据和所述相机5采集的所有图片利用现有技术以确定电梯曳引轮滑移量。

所述电脑主机11内置的程序处理方法为现有程序；该电脑主机11包括接收单元、图像处理单元和计算单元。

所述接收单元分别与所述拉线位移传感器8和所述相机5连接，用于接收所述拉线位移传感器8记录的电梯开始运行时的轿厢位置数据和电梯停止运行时的轿厢位置数据，以及所述相机5采集的所有图片。

所述图像处理单元与所述接收单元连接，用于对所述相机5采集的所有图片进行图像处理，得到所述曳引轮标记6。

所述计算单元，分别与所述接收单元和所述图像处理单元连接，用于根据所述电梯开始运行时的轿厢位置数据和所述电梯停止运行时的轿厢位置数据计算轿厢10上下移动的距离，并根据所述曳引轮标记6计算曳引轮2的运动距离，还用于根据所述轿厢10上下移动的距离和所述曳引轮2的运动距离计算电梯曳引轮滑移量。

该电梯曳引轮滑移量检测装置还包括：三角支架1；所述三角支架1设置于曳引轮2的一侧，所述相机5固定于所述三角支架1上，通过调整所述三角支架1使所述相机5的主光轴、任意一个所述曳引轮标记6、曳引轮2的圆心均位于同一水平线上。通过调整相机5的参数使相机5能够呈现出清晰的图像。

图3为本实用新型电梯曳引轮滑移量检测装置实施例的工作流程图。参见图3，该电梯曳引轮滑移量检测装置的工作过程如下：

获取电梯开始运行前相机对曳引轮采集的初始位置图片。所述初始位置图片即所述相机在电梯开始运行前对曳引轮进行的一次图片的采集结果；所述初始位置图片包括一张图片。

获取电梯开始运行到电梯运行结束过程中相机以固定拍照频率对曳引轮采集的连续图片。所述连续图片即所述相机从电梯开始运行到电梯运行结束，对曳引轮进行的连续图片的采集结果；所述连续图片包括多张图片。

上述获取连续图片的过程，具体包括：

根据电梯的运行速度v和所述间隔k1，利用公式f＝v/k1设置所述相机的固定拍照频率；所述相机的单张拍照时间内曳引轮的运动位移小于等于所述相机的最大视野高度；所述固定拍照频率为在电梯运行过程中能够使所有所述曳引轮标记都拍到的频率，所述相机获取的每张图片中至多显示一个所述曳引轮标记。

获取电梯开始运行到电梯运行结束过程中相机以所述固定拍照频率对曳引轮采集的连续图片。

该实施例中，使用相机进行固定频率为f张/s拍照，保证在电梯运行过程中，每个曳引轮标记在经过相机视野时都能够被拍到，所拍图像的张数与电梯的运行时间有关，在频率为f张/s时，曳引轮的运动位移不超过相机的最大视野高度，保证电梯运行过程中每个曳引轮标记都能够拍到，且只能够拍到一个。图4为本实用新型相机最大视野示意图，参见图4，设相机的固定频率为f张/s，相机的最大视野高度为h，曳引轮半径为R，相机的最大视野高度h在曳引轮中所对应的弧长为k1，曳引轮标记的间隔也为k1。线段CD为h，弧CD为k1，半径CO为R，相当于以半径为R的圆中有一个长度为h的弦，求出这条弦所对的弧长为k1，求解方法为：

和

当电梯的运行速度为v(m/s)，1s电梯运动的路程为v米(曳引轮1s转过了v米的弧长)，相机的固定频率f＝v/k1，在此频率下，相机拍一张图片曳引轮转过的路程为v/f，正好等于相机的最大视野高度所对应的弧长k1，故能够保证在频率为f张/s时，曳引轮的运动位移不超过相机的最大视野高度，电梯运行过程中每个曳引轮标记都能够拍到，且只能够拍到一个。

对所述连续图片进行图像处理，得到曳引轮标记出现的总次数n1。

上述对连续图片进行图像处理，得到曳引轮标记出现的总次数n1的过程，具体包括：

根据所述曳引轮标记的面积大小设置阈值T；所述阈值T小于所述曳引轮标记的面积大小，且所述阈值T至少为所述曳引轮标记的面积大小的1/3；阈值T需提前设定好大小，跟做的曳引轮标记的大小有关，比所做曳引轮标记的面积略小；阈值T的取值可以设置为所述曳引轮标记的面积大小的1/3，或者设置为所述曳引轮标记的面积大小的1/3—2/3，因为相机视野中的曳引轮标记的面积是曳引轮外轮廓上的曳引轮标记投影后的面积(即相机视野中的曳引轮标记的面积比曳引轮外轮廓上的曳引轮标记的真实面积小)，由于曳引轮外轮廓上的曳引轮标记在曲面上，所以投影后的面积会变小，因此设置的阈值T的上限只要比曳引轮标记投影面积最小时还要小就可以，同时为了防止噪声形成的联通区域的干扰，T的下限不能设置的过小，最优设置为曳引轮标记的面积大小的1/3。

对每张图片依次进行灰度化、二值化处理后，再构建联通区域，确定最大联通区域面积S；所述连续图片包括多张图片；最大联通区域即为所述曳引轮标记；如果图像中含有曳引轮标记，那么一定是联通区域中面积最大的一个，其它的都是干扰的区域，面积较小，图像中如果没有曳引轮标记，那么所有的联通区域都是干扰区域。

若最大联通区域面积S大于阈值T，说明图像中含有曳引轮标记，则记录所述曳引轮标记出现一次，相机视野中的总次数n1加1；若最大联通区域面积S小于阈值T，说明图像中不含有曳引轮标记，则记录所述曳引轮标记出现0次，相机视野中的总次数n1加0，继续处理下一张图像，直到所有的图像处理完为止。

对曳引轮标记出现的次数进行加和，计算得到所述曳引轮标记出现的总次数n1。

图5为本实用新型连续图片处理流程图，参见图5，对连续图片进行处理后可以得到电梯运行过程中曳引轮标记出现在相机视野中的总次数n1。

对所述初始位置图片和所述连续图片的最后一张图片进行图像处理，得到所述初始位置图片和所述最后一张图片中所述曳引轮标记的质心位置，并根据两所述质心位置计算所述曳引轮标记相对于初始位置的实际距离L3。

上述对初始位置图片和最后一张图片进行图像处理，得到曳引轮标记相对于初始位置的实际距离L3的过程，具体包括：

分别对所述初始位置图片和所述连续图片的最后一张图片进行灰度化、二值化处理后，再构建联通区域，保留最大联通区域(曳引轮标记)。

根据每个所述最大联通区域，计算所述初始位置图片对应的所述曳引轮标记的质心位置和所述连续图片的最后一张图片对应的所述曳引轮标记的质心位置。

根据两所述质心位置之间的垂直像素个数以及像素当量计算所述曳引轮标记相对于初始位置的实际距离L3。

该实施例中，所述曳引轮标记相对于初始位置的实际距离L3即为最后一张图像中曳引轮标记偏移的距离L3，电梯在运行后回到原位置会产生滑移，曳引轮标记不可能回到原来的位置，L3就是代表停止运行后，曳引轮标记所移动的距离。

图6为本实用新型垂直于曳引轮圆面方向观察到的示意图，参见图6，圆O为曳引轮的圆心，直线AB为相机的主光轴与曳引轮的圆心等高位置，C点为最后一张图片中曳引轮标记质心所在的位置(以在直线AB上方为例)，D点为C点在直线AB方向的投影点(沿着直线AB的方向进行投影，投影点D落在直线EF上)，β角为弧AC所对的圆心角。通过对图像中C点与初始位置的像素求差可以得到DO之间的距离，通过像素当量(图像中一个像素点代表的实际物理尺寸是多少)转换成实际的距离，由于曳引轮的半径R已知，

故：sinβ＝sin∠DCO＝DO/R

β＝arcsin(DO/R)

L3＝弧AC＝R×arcsin(DO/R)。

根据所述曳引轮标记出现的总次数n1、间隔k1和所述曳引轮标记相对于初始位置的实际距离L3，利用公式L2＝n1*k1+L3计算曳引轮的运动距离L2(曳引轮实际转过的距离)；所述间隔k1为相邻所述曳引轮标记之间的距离。

获取拉线位移传感器记录的电梯开始运行时的轿厢位置数据b1和电梯停止运行时的轿厢位置数据b2。

根据所述电梯开始运行时的轿厢位置数据b1和所述电梯停止运行时的轿厢位置数据b2以及所述曳引轮的运动距离L2，利用公式L＝|b2-b1-L2|计算电梯曳引轮滑移量L。

图7为本实用新型电梯曳引轮滑移量检测装置使用流程图，参见图7，该使用流程包括：

在电梯开始运行之前，在曳引轮的外轮廓做好间隔为k1的曳引轮标记，并且安装好视觉检测装置(相机)，安装好拉线位移传感器。

相机开始采图获取原始图像1，读取拉线位移传感器读数记为b1。

电梯开始运行，相机进行固定频率拍照，不断获取原始图像。

电梯运行停止，相机采集到最后一张原始图像，同时再读取拉线位移传感器读数记为b2。

利用现有技术对采集到的图像进行处理，得到电梯运行过程中曳引轮标记出现在相机视野中的总次数n1，并对最后一张原始图像进行处理得到最后一张图像中曳引轮标记与初始位置图像中曳引轮标记的实际距离L3。

计算曳引轮运行的距离L2(曳引轮转过的距离)和钢丝绳运行的距离(轿厢的运动距离)L1＝|b1-b2|。

通过电脑主机处理，最终计算获得电梯的滑移量L＝|L1-L2|。

本实用新型公开的电梯曳引轮滑移量检测装置，利用拉线位移传感器记录电梯开始运行时和电梯停止运行时的轿厢位置数据，通过在曳引轮的外轮廓做间隔相等的曳引轮标记，将相机固定于曳引轮的一侧，且正对曳引轮的外轮廓，并且相机的主光轴、任意一个曳引轮标记、曳引轮的圆心均位于同一水平线上；利用相机在电梯开始运行前对曳引轮进行一次图片的采集以及从电梯开始运行到电梯运行结束，对曳引轮进行连续图片的采集，利用电脑主机接收拉线位移传感器记录的电梯轿厢相对位置数据得到轿厢上下移动的距离(钢丝绳运动的距离)，以及接收相机采集的所有图片，通过使用现有技术对所有图片进行图像处理，根据图片显示得到曳引轮标记出现的总次数以及曳引轮标记相对于初始位置的实际距离，从而根据曳引轮标记出现的总次数、曳引轮标记之间的间隔以及曳引轮标记相对于初始位置的实际距离得到曳引轮的运动距离(曳引轮转过的距离)，最后根据轿厢上下移动的距离和曳引轮的运动距离得到电梯曳引轮滑移量，从而实现对电梯的滑移量进行准确的测量，对电梯产生的滑移进行定量的分析以及更精确的判定。

本实用新型公开的基于拉线传感器和机器视觉的电梯曳引轮滑移量检测装置，检测曳引轮的运行距离是通过在曳引轮的外轮廓做上等间隔的4—8个曳引轮标记，通过机器视觉的方法(相机采集图片)检测曳引轮标记的运行距离得到的。在检测曳引轮的运行距离的过程中，其初始位置是相机主光轴、曳引轮标记的中心和曳引轮的圆心三者是在同一条直线上的。检测钢丝绳的运行距离是通过在机房顶部安装一个拉线位移传感器，检测其到轿厢的顶部之间的距离，通过计算电梯运行前后的两个不同位置的距离差得到的。本实用新型检测电梯曳引轮滑移的装置，可以检测任意楼层到任意楼层产生的滑移量，即曳引轮和钢丝绳的运行距离可以实时得到。该装置可以进行在线检测，方便长期使用。本实用新型通过分别测量钢丝绳和曳引轮的运行距离再求差值可以对电梯的滑移量进行准确的测量，检测出曳引轮与钢丝绳之间产生的正常滑移和非正常滑移的总和，从而定量地检测出电梯曳引轮滑移量，为电梯检测机构判断曳引轮失效与否提供依据，解决了电梯检修人员判断曳引轮与钢丝绳滑移是否过大，仅靠个人经验做定性评价的难题，便于在电梯行业进行推广使用。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的装置及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种电梯曳引轮滑移量检测装置，其特征在于，包括：曳引轮标记，电脑主机，以及与所述电脑主机分别连接的拉线位移传感器和相机；

所述曳引轮标记以相等间隔设置于曳引轮的外轮廓；

所述拉线位移传感器的一端安装在电梯机房的井道位置，另一端安装在轿厢的顶部；所述拉线位移传感器用于记录在电梯开始运行时和电梯停止运行时的轿厢位置数据；

所述相机固定于曳引轮的一侧，且正对曳引轮的外轮廓，所述相机的主光轴、任意一个所述曳引轮标记、曳引轮的圆心均位于同一水平线上；所述相机用于在电梯开始运行前对曳引轮进行一次图片的采集以及从电梯开始运行到电梯运行结束，对曳引轮进行连续图片的采集；

所述电脑主机接收所述拉线位移传感器记录的数据和所述相机采集的所有图片以确定电梯曳引轮滑移量。

2.根据权利要求1所述的电梯曳引轮滑移量检测装置，其特征在于，还包括：三角支架；所述三角支架设置于曳引轮的一侧，所述相机固定于所述三角支架上，通过调整所述三角支架使所述相机的主光轴、任意一个所述曳引轮标记、曳引轮的圆心均位于同一水平线上。

3.根据权利要求1所述的电梯曳引轮滑移量检测装置，其特征在于，所述相机为具有固定拍照频率的相机；所述相机的单张拍照时间内曳引轮的运动位移小于等于所述相机的最大视野高度；所述固定拍照频率为在电梯运行过程中能够使所有所述曳引轮标记都拍到的频率，所述相机获取的每张图片中至多显示一个所述曳引轮标记。

4.根据权利要求1所述的电梯曳引轮滑移量检测装置，其特征在于，所述拉线位移传感器的型号为SWH02。

5.根据权利要求1所述的电梯曳引轮滑移量检测装置，其特征在于，所述拉线位移传感器的一端通过螺栓安装在电梯机房井道最上方，且所述拉线位移传感器与机房地面等高；所述拉线位移传感器的另一端通过螺栓安装在轿厢顶部。

6.根据权利要求1所述的电梯曳引轮滑移量检测装置，其特征在于，所述相机为电荷耦合器件照相机。

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