CN213834186U - 无线传输耦合接触式自动扶梯扶手带温度监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了无线传输耦合接触式自动扶梯扶手带温度监测系统，包括现场监测端、远程监测端和多个检测探轮；探轮包括安装支架、轮架、轮轴、耦合轮胎、探头、角度传感器、环境温度传感器和采集器耦合轮胎安装在轮轴上，以用于抵在扶手带上并被扶手带带动旋转；探头设有多个且周向均匀安装在耦合轮胎的内圆面上；探头包括无线传输模块和磁通量与温度传感器模块，磁通量与温度传感器模块用于采集扶手带的磁通量和温度；角度传感器与轮轴连接；远程监测端基于检测的温度和磁通量获得扶手带的温度状态和受力状态。本实用新型采集温度和磁通量数据，用于故障分析、定位及预测，为扶手带的及时检修提供可靠的数据支持。

Description

无线传输耦合接触式自动扶梯扶手带温度监测系统

技术领域

本实用新型属于自动扶梯监测技术领域，更具体地，涉及无线传输耦合接触式自动扶梯扶手带温度监测系统。

背景技术

机械传动机构是由传动装置和受到传动装置驱动的运动部件构成，在运动部件在循环运动时，譬如内有金属嵌件的传送带在传送物料、垂直电梯钢丝绳上下往复运动、自动扶梯扶手带或自动扶梯梯级链循环运动时，如果运动部件的调整过紧，将会导致过度摩擦而超温，而这将会造成运动部件的外层材料(如果有)加速老化、开裂、磨损等后果，降低使用寿命，而且过紧也会造成制动器超温而危害度更高，可能导致制动器温度骤升而烧坏内部器件，引起制动失效，使用寿命缩短。

自动扶梯作为特种设备，担负着铁路以及城市轨道交通运输乘客的重要任务，其安全性至关重要。为保证乘客安全，减少事故的发生概略，需对自动扶梯进行定期检测与维修，从而保证设备处于良好的运行状态。然而，目前自动扶梯的检修主要采用人工周期修和故障修，即未出现故障时通过工作人员进行周期性检查，出现故障时再进行维修，此方式属于事后行为，无法有效预防故障的发生，不利于避免重大事故的发生；同时周期性的检修可能造成过度修或者维修不及时，导致耗费大量时间、人力、物力，效果不佳，运营的难度与成本较高。

自动扶梯扶手带是与梯级同步运动，乘客可以抓扶以增加站立稳定性的部件，是自动扶梯的关键组成部分，对自动扶梯的运行安全至关重要。自动扶梯扶手带时刻在循环运动，在涨紧轮调节太紧而造成摩擦力过大时，其温度可能在开机后迅速升高，高温不但影响扶手带的强度，而且还会对乘客造成伤害，如果不及时检查出来，就会影响自动扶梯运行状态，对乘客的生命及财产安全产生威胁。目前，公开的专利中有关于自动扶梯扶手带温度监测技术方面的，如，CN201711498149.7在线监控设备、自动扶梯及在线监控自动扶梯的方法，该专利公开了一种检测自动扶梯扶手带温度的方法，但是该专利存在以下不足：(1)只有一个监测点，无法定位造成高温的位置，(2)环境温度和扶手带温度为同一个组件，坏境温度会受到扶手带温度场的影响而测不准，(3)温度传感器与扶手带之间有空隙，测量会受到环境的影响，(4)数据分析时只比较前后两个时段的差值平均值，普遍性低，误报率高，(5)非模块化设计，设计、制造、安装的成本高。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了无线传输耦合接触式自动扶梯扶手带温度监测系统，其可对运动的机械传动机构进行监测，采集状态数据，用于故障分析、定位及预测，为自动扶梯的及时检修提供可靠的数据支持，为保障自动扶梯的运行安全提供有效的技术手段。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了无线传输耦合接触式自动扶梯扶手带温度监测系统，其特征在于，包括现场监测端、远程监测端和多个检测探轮，其中：

对于每个所述探轮而言，其各自包括安装支架、轮架、轮轴、耦合轮胎、探头、角度传感器、环境温度传感器和采集器，所述轮架安装在所述安装支架上，并且所述轮架上可转动安装所述轮轴，所述耦合轮胎安装在所述轮轴上，所述探头设置有多个且它们周向均匀安装在所述耦合轮胎的内圆面上，所述角度传感器与所述轮轴连接，所述环境温度传感器安装在所述轮架上，并且，

对于每个所述探头而言，其各自包括探头基座以及共同安装在所述探头基座上的无线传输模块和磁通量与温度传感器模块，所述磁通量与温度传感器模块包括磁通量传感器和温度传感器并且它们分别通过所述无线传输模块与所述采集器连接；

所述采集器与所述现场监测端连接，所述现场监测端与所述远程监测终端连接。

优选地，每个所述探头还包括安装在探头基座上的无线充电模块；

所述探轮还包括无线充电盘，所述无线充电盘安装在所述安装支架上，以为各探头实施无线充电。

优选地，所述无线充电盘与所述耦合轮胎平行，所述无线充电盘的下部设置缺口，该缺口内设置充电线圈。

优选地，所述耦合轮胎采用石墨烯泡沫制成的柔性薄片，以与扶手带表面紧密接触。

优选地，所述采集器包括无线接收模块、无线发射模块和存储模块，所述无线接收模块与各探头连接并且所述无线接收模块还与所述存储模块连接，所述无线发射模块与所述现场监测端连接。

优选地，所述采集器呈圆筒形，其同轴穿装在所述轮轴上。

优选地，对于扶手带上摩擦严重的位置，沿着扶手带的移动方向在该位置的两端各设置一个所述检测探轮。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型的无线传输耦合接触式能自主定位的自动扶梯扶手带温度分布监测系统的探头封闭在耦合轮胎内，这种封闭式结构不易受环境因素影响，测量更加准确。

(2)本实用新型的无线传输耦合接触式能自主定位的自动扶梯扶手带温度分布监测系统直接与部件表面耦合接触，测量更真实。

(3)本实用新型的无线传输耦合接触式能自主定位的自动扶梯扶手带温度分布监测系统通过自带角度传感器，自主记录运动部件被检测点的位置，用于异常检测点的定位，具有自主定位功能。

(4)本实用新型的无线传输耦合接触式能自主定位的自动扶梯扶手带温度分布监测系统的探头，传输带宽高，传输数据容量及质量更高。

(5)本实用新型的无线传输耦合接触式能自主定位的自动扶梯扶手带温度分布监测系统与现场监测端通过超宽带无线数字网络进行传输，可以传输海量数据，实现无线传输。

(6)本实用新型的无线传输耦合接触式能自主定位的自动扶梯扶手带温度分布监测系统的探头采用无线充电，探头模块周期间隔性充电，工作持久，可避免出现同时没电的情况，保证系统的可靠性、监测的连续性。

(7)本实用新型的无线传输耦合接触式能自主定位的自动扶梯扶手带温度分布监测系统中安装多个探头，高冗余度，可靠性更高。

(8)在扶手带摩擦严重的位置进口和出口处各设置一检测探轮，可判断该位置是否要进行检修及是否要对自动扶梯进行调整，为自动扶梯的及时检修提供可靠的数据支持，为保障自动扶梯的运行安全。

附图说明

图1是本实用新型的无线传输耦合接触式能自主定位的自动扶梯扶手带温度分布监测系统在自动扶梯上监测时的示意图；

图2是本实用新型的无线传输耦合接触式能自主定位的自动扶梯扶手带温度分布监测系统的主视图；

图3是本实用新型的无线传输耦合接触式能自主定位的自动扶梯扶手带温度分布监测系统的侧视图；

图4是本实用新型的无线传输耦合接触式能自主定位的自动扶梯扶手带温度分布监测系统的无线充电盘的示意图。

图5是本实用新型的无线传输耦合接触式能自主定位的自动扶梯扶手带温度分布监测系统的探轮的分部示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图5，无线传输耦合接触式自动扶梯扶手带温度监测系统，用于检测循环运动的扶手带3的温度和磁通量，包括现场监测端、远程监测端和多个检测探轮，其中：

对于每个所述探轮而言，其各自包括安装支架107、轮架106、轮轴105、耦合轮胎102、探头101、角度传感器104、环境温度传感器110和采集器103，所述轮架106安装在所述安装支架107上，并且所述轮架106上可转动安装所述轮轴105；所述耦合轮胎102安装在所述轮轴105上，以用于抵在扶手带3上并被扶手带3带动旋转；所述探头101设置有多个且它们周向均匀安装在所述耦合轮胎102的内圆面上；所述角度传感器104与所述轮轴105连接，以通过所述耦合轮胎102的转动实现对所述扶手带3进行定位，角度传感器104处于探轮1外，自主记录检测点的位置，用于异常温升处的定位。其中，检测点是指被扶手带3上被探头101检测的部位。通过角度传感器104实现对检测点的位置的精确定位，所述环境温度传感器110安装在所述轮架106上，以用于获得环境温度并通过无线传输方式传送给采集器103，并且，

对于每个所述探头101而言，其各自包括探头101基座以及共同安装在所述探头101基座上的无线传输模块和磁通量与温度传感器模块，所述磁通量与温度传感器模块包括磁通量传感器和温度传感器，以分别采集扶手带3的磁通量和温度并通过所述无线传输模块传送给所述采集器103。

所述采集器通过无线传输方式将温度和磁通量数据传送给所述现场监测端，所述现场监测端通过无线网络传输给远程监测终端，所述远程监测终端根据探头测得的扶手带3各部位的温度和环境温度传感器获得的环境温度进行对比，得到扶手带3的温度状态；此外，所述远程监测终端根据探头测得的扶手带3各部位的磁通量来获得扶手带3的受力状态。

进一步，每个所述探头101还包括安装在探头101基座上的无线充电模块，无线充电模块、无线传输模块和磁通量与温度传感器模块这三种模块集成在一起而形成一体，使得本探头101成为一体式探头，探轮1的耦合轮胎102接触扶手带3表面时，探头101即可采集检测点的温度与磁通量，并将数据通过无线宽度网络传输至采集器103。

所述探轮1还包括无线充电盘108，无线充电盘108自带电源线109，以连接到电源上，所述无线充电盘108安装在所述安装支架107上，在轮架106旁，以为各探头101实施无线充电，从而使得所有的探头101交替周期间隔性充电，避免出现没电的情况。所述无线充电盘108与所述耦合轮胎102平行，所述无线充电盘108的下部设置缺口，该缺口内设置充电线圈。

进一步，所述耦合轮胎102采用对热辐射的透射性能好的柔性薄片，譬如石墨烯泡沫制成的柔性薄片，以与扶手带3表面紧密接触实现耦合。探头101可以通过耦合轮胎102与扶手带3表面更加贴近。

进一步，所述采集器103通过超宽带无线数字网络将温度和磁通量数据传送给所述现场监测端，所述现场监测端将所有的磁通量与温度数据压缩后，通过无线网络传输给远程监测终端。所述远程监测端对设定时间段内，探头101测得的扶手带3各部位的温度和环境温度传感器110获得的环境温度进行分析，得到扶手带3各部位的温度与环境温度的温度差值，进而获得温度差值的平均值，然后通过扶手带3各部位的温度和该平均值获得平均偏差，并记录对应的时间段和扶手带3的各部位，从而获得扶手带3的温度状态，进而可以获得驱动扶手带3的传动装置及机械传动机构的工作情况，譬如传动装置和扶手带3是否调整过紧、制动器是否调整过紧等，以为机械传动机构的运行提供准确的状态监测和数据支持。

进一步，所述采集器103包括无线接收模块、无线发射模块和存储模块，所述无线接收模块通过无线宽带网络接收各探头101采集的温度和磁通量数据并传送给所述存储模块存储，所述无线发射模块通过无线宽带网线将温度和磁通量数据传送给现场监测端。

进一步，所述采集器103呈圆筒形，其同轴穿装在所述轮轴105上，可以随着轮轴105一起转动，从而便于其更好地接收和发送温度与磁通量数据。

对于扶手带3上摩擦严重的位置，沿着扶手带3的移动方向在该位置的两端各设置一个所述检测探轮，通过直接对比两端的温度差值来分析扶手带3在该位置处的摩擦带来的温度变化情况，从而判断该位置是否要进行检修以及是否要对自动扶梯上与扶手带3接触的构件的位置进行调整。譬如，沿扶手带3的移动方向，本实用新型的探轮1抵在扶手带3的内表面上，并设置在驱动轮2的进带端和出带端(参照图1)、张紧轮的进带端和出带端、端部回转轮的进带端和出带端，监测不同工况下的扶手带3的温度，在自动扶梯桁架4上安装现场监测端，具体检测方法包括以下步骤：

(1)自动扶梯启动，扶手带3循环运动，探轮1随扶手带3的运动而转动，并启动采集系统；

(2)探轮1与扶手带3内表面耦合接触，与扶手带3接触的耦合轮胎102部位处的探头101采集扶手带3的温度与扶手带3内嵌钢丝的磁通量；

(3)采集的温度和磁通量数据通过无线传输模块传输给采集器103，采集器103再通过超宽带无线数字网络将数据传输给现场监测端；

(4)现场监测端将所有的探轮1采集到的数据传输压缩，之后传输给远程监测终端；

(5)远程监测终端接收到监测数据之后对探轮1所采集的扶手带3的温度和环境温度数据进行分析，得到扶手带3的温度与对应位置的环境温度差值，并计算得出某一时间段内差值的平均值，计算得出偏差，并记录对应的时间和位置，用于扶手带3运动状态分析。

(6)远程监测终端接收到监测数据之后对探轮1所采集的扶手带3内嵌钢丝的磁通量数据，进行分析，利用磁弹效应，分析扶手带3的受力状态。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.无线传输耦合接触式自动扶梯扶手带温度监测系统，其特征在于，包括现场监测端、远程监测端和多个检测探轮，其中：

对于每个所述探轮而言，其各自包括安装支架、轮架、轮轴、耦合轮胎、探头、角度传感器、环境温度传感器和采集器，所述轮架安装在所述安装支架上，并且所述轮架上可转动安装所述轮轴，所述耦合轮胎安装在所述轮轴上，所述探头设置有多个且它们周向均匀安装在所述耦合轮胎的内圆面上，所述角度传感器与所述轮轴连接，所述环境温度传感器安装在所述轮架上，并且，

对于每个所述探头而言，其各自包括探头基座以及共同安装在所述探头基座上的无线传输模块和磁通量与温度传感器模块，所述磁通量与温度传感器模块包括磁通量传感器和温度传感器并且它们分别通过所述无线传输模块与所述采集器连接；

所述采集器与所述现场监测端连接，所述现场监测端与所述远程监测终端连接。

2.根据权利要求1所述的无线传输耦合接触式自动扶梯扶手带温度监测系统，其特征在于，每个所述探头还包括安装在探头基座上的无线充电模块；

所述探轮还包括无线充电盘，所述无线充电盘安装在所述安装支架上，以为各探头实施无线充电。

3.根据权利要求2所述的无线传输耦合接触式自动扶梯扶手带温度监测系统，其特征在于，所述无线充电盘与所述耦合轮胎平行，所述无线充电盘的下部设置缺口，该缺口内设置充电线圈。

4.根据权利要求1所述的无线传输耦合接触式自动扶梯扶手带温度监测系统，其特征在于，所述耦合轮胎采用石墨烯泡沫制成的柔性薄片，以与扶手带表面紧密接触。

5.根据权利要求1所述的无线传输耦合接触式自动扶梯扶手带温度监测系统，其特征在于，所述采集器包括无线接收模块、无线发射模块和存储模块，所述无线接收模块与各探头连接并且所述无线接收模块还与所述存储模块连接，所述无线发射模块与所述现场监测端连接。

6.根据权利要求1所述的无线传输耦合接触式自动扶梯扶手带温度监测系统，其特征在于，所述采集器呈圆筒形，其同轴穿装在所述轮轴上。

7.根据权利要求1所述的无线传输耦合接触式自动扶梯扶手带温度监测系统，其特征在于，对于扶手带上摩擦严重的位置，沿着扶手带的移动方向在该位置的两端各设置一个所述检测探轮。

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