CN216971642U - 用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，本实用新型解决现有技术的问题，其技术方案要点是，包括独立安装使用的壳体、至少一个用于采集声音和/或振动信息的数据采集单元、通信单元、供电单元和主控单元，数据采集单元、通信单元、供电单元和主控单元均配置在壳体内，数据采集单元可配置在壳体内，也可配置在壳体外通过音频线或wifi与装置主体连接，数据采集单元、通信单元和主控单元均由供电单元供电，数据采集单元通过输出线与主控单元连接，通信单元的通信天线贯穿壳体伸出在壳体外，主控单元通过通信单元与云服务器连接，当一台电梯安装多个装置时，通过蓝牙或wifi进行内部组网。

Description

用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置

技术领域

在此本实用新型属于一种设备监测装置，涉及一种用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置。

背景技术

特种设备是指涉及生命安全、危险性较大的锅炉、压力容器、压力管道、电梯、起重机械、客运索道、大型游乐设施和场内专用机动车辆。由于特种设备在出现故障时，极易带来不确定人员的人身伤害，严重的还会带来人员死亡事故。其中电梯特别是垂直电梯作为最常见的一种特种设备，使用者众多，已经融入到千家万户中了，因此为了确保电梯的安全稳定运行。为此，国家对各类特种设备，从生产、使用、检验检测三个环节都有严格规定，实行全程监管和强制维护。目前垂直电梯在生产阶段的质检较为完善。但是，垂直电梯维护保养机构存在较多问题，后期使用和维护检验环节比较薄弱。目前以电梯行业为代表的的特种机械设备针对故障检测主要进行电气故障的检测和告警，但对机械疲劳及机械故障没有有效的检测和诊断方法。

中国专利CN201810511921.2，公开日2018年5月25日，一种特种设备现场维保监控方法及系统，包括以下步骤：A1)同步目标特种设备档案数据到现场设备；A2)开启维保项目监控，现场设备开始收集现场数据，识别出正在进行的维保项目，判断正在进行的维保项目是否为流程正确的维保项目，若是，则继续收集现场数据直到维保项目完成，若否，则发出警告并重新开始本步骤； A3)现场设备与大数据服务器进行数据交互。本实用新型的实质性效果是：1、能够对维保过程进行项目级的监控，减少监控数据需分析量，提高监控效率；2、在维保项目监控中增加设定现场数据采集项目，为神经网络模型提供训练数据。但是此技术方案主要针对维保过程的规范性进行监控管理以及引导，且只能获取电梯的电气故障信息，对机械疲劳及机械故障没有有效的检测和诊断方法。

综上所述，大部分的技术判断都聚焦于故障的发生，且上述技术方案都不是综合性判断的方案，因此，缺少了设备整体状态的监控和预测，对于设备寿命趋势的监控存在有较大问题。为了解决上述问题，需要现场有合适的数据监测采集装置，这种数据监测采集装置应当适合准确的采集合适的声音，从而达到为后续计算处理提供准确参数的作用，而现有技术中存在数据监测装置需要破坏性安装或者只是依赖电梯本身的反馈信号，存在有监控不到位的问题。

实用新型内容

本实用新型解决了现有技术存在数据监测装置需要破坏性安装或者监控不到位的问题，提供一种用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，在同一垂直电梯上配置有若干用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置将检测到的信息上传至云服务器中，其特征在于，包括独立安装使用的壳体、至少一个用于采集声音和/或振动信息的数据采集单元、通信单元、供电单元和主控单元，数据采集单元、通信单元、供电单元和主控单元均配置在所述的壳体内，所述数据采集单元、通信单元和主控单元均由供电单元供电，所述数据采集单元通过输出线与主控单元连接，通信单元的通信天线贯穿壳体伸出在壳体外，所述主控单元通过通信单元与云服务器连接，用于监测垂直电梯的振动信息的数据采集单元至少包括一个陀螺仪，所述的陀螺仪与所述主控单元电连接，用于采集声音的数据采集单元为至少包括一个MIC，所述MIC与主控单元电连接。本实用新型提供了一种用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，通过多台用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置相互配合，整体检测电梯的运行振动数据和声音数据，通过不同位置配置不同的本装置，可以对垂直电梯的整体数据进行大量的采集，而且针对部分位置可以根据目标要求只监测振动数据，而另一部分则可以只监测声音数据，进一步的，由于MIC可以进行长距离布置，因此，可以在一个本装置中布置若干个MIC从而实现大量位置大量数据的采集，通过大量数据的采集，可以在后续的监测中针对机械疲劳进行整体检测，同时本实用新型不需要对现有的垂直电梯结构进行破坏，能够快速在原有垂直电梯的基础上形成安装和使用，适应性佳。

作为优选，所述数据采集单元配置的位置包括垂直电梯的机房处、轿顶处、轿厢处、曳引装置处、导向装置处、电梯门、重量平衡装置处和电力拖动装置处。更具体的是，针对曳引装置，所述信息数据采集设备采集的信息包括曳引电动机运行的声音、振动信息，曳引轮、曳引轮导轨、钢丝绳三者之间摩擦的声音；

针对导向装置，所述信息数据采集设备采集的信息包括导向轮、导向轮导轨、钢丝绳三者之间摩擦的声音，钢丝绳间碰撞、干涉声；

针对轿厢，所述信息数据采集设备采集的信息包括轿厢及轿厢导轨、导靴三者间的摩擦声、碰撞声以及轿厢的异常晃动声、轿厢内机械运行的噪声、轿厢的异常晃动声、轿厢x/y/z轴振动数据；针对电梯门，所述信息数据采集设备采集的信息包括轿厢门和层门的开关门振动数据、关门撞门声、异物卡阻声异常声音；针对重量平衡装置，所述信息数据采集设备采集的信息包括龙门架：x/y/z轴振动数据以及对重及对重导轨：对重块碰撞声，对重与对重导轨的摩擦声；针对安全保护装置，所述信息数据采集设备采集的信息包括制动器抱闸声、刹车摩擦声；针对电气控制装置和电力拖动装置，所述信息数据采集设备采集的信息包括机房运行声音。

作为优选，所述主控单元为STM32单片机，所述陀螺仪为TDK40625陀螺仪。STM32单片机、TDK40625陀螺仪本身都属于现有技术，其电路的组合是比较常见的，但是将之与MIC配合对垂直电梯的整体机械疲劳数据进行监测则是本实用新型的创造点。

作为优选，所述MIC根据设定选择为定向或全向MIC，所有的MIC均通过音频输出线与壳体内的ADC转换芯片ES8388连接，ADC转换芯片ES8388 与主控单元电连接。全向和定向的MIC选择，能够更有利的获取合适的声音数据，对于后续声音数据的处理也更为有利。

作为优选，所述通信单元包括自由选择的蓝牙模块、4G通信模块和/或 WIFI通信模块，所述4G通信模块为插设有SIM卡的4G通信芯片EC200T,4G 通信芯片EC200T通过4G天线与云服务器连接，4G通信芯片EC200T与主控单元的USB Host端连接，所述WIFI通信模块包括网口芯片RTL8201、网口变压器和RJ45接口，所述RJ45接口通过WIFI天线与云服务器连接，RJ45接口依次通过网口变压器和网口芯片RTL8201与主控单元的USB Host端连接，当一台电梯安装多个装置时，通过蓝牙或WIFI进行内部组网。

作为优选，所述主控单元预留有用于与现有垂直电梯检测电路连接的检测接口，所述的检测接口包括RS485/232电路接口或网关接口。本实用新型预留的RS485/232接口，利用RS485/232接口可以获取电梯的现有装置的检测数据，通过这个来进行电梯状态的输出。

作为优选，所述壳体包括上盖、U字形的下盖、面板和背板，所述供电单元配置形式为固定PCBA板，主控单元、通信单元、陀螺仪为独立模块且与PCBA 板连接，所述上盖、下盖、面板和背板相互连接形成盒装，所述面板上开设有 SIM卡接口、MIC接口、WIFI重置键、电源接口和LED指示灯，所述背板上固定有4G天线和WIFI天线。

作为优选，所述上盖的表面和开设有加强槽，下盖的两侧的侧板上部也开设有加强槽。

作为优选，MIC的配置方式包括壳内配置、壳外配置和综合配置三种， MIC壳内配置时，MIC位于壳体内与主控单元直接连接，MIC壳外配置时，MIC 位于壳体外侧与垂直电梯之间独立连接，MIC通过音频连接线延伸并与主控单元连接，MIC综合配置时，一个MIC位于壳体内与主控单元直接连接，至少一个MIC位于壳体外侧与垂直电梯之间独立连接，MIC通过音频连接线延伸并与主控单元。

作为优选，所述陀螺仪的配置方式也包括壳内配置、壳外配置和综合配置三种，陀螺仪壳内配置时，陀螺仪位于壳体内与主控单元直接连接，陀螺仪壳外配置时，陀螺仪位于壳体外侧与垂直电梯之间独立连接，陀螺仪通过延长线延伸并与主控单元连接，陀螺仪综合配置时，至少有一个陀螺仪位于壳体内与主控单元直接连接，至少有一个陀螺仪位于壳体外侧与垂直电梯之间独立连接，位于壳体外侧的陀螺仪通过延长线延伸并与主控单元连接。

本实用新型的实质性效果是：本实用新型提供了一种用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，通过多台用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置相互配合，整体检测电梯的运行振动数据和声音数据，通过不同位置配置不同的本装置，可以对垂直电梯的整体数据进行大量的采集，通过大量数据的采集，可以在后续的监测中针对机械疲劳进行整体检测，同时本实用新型不需要对现有的垂直电梯结构进行破坏，能够快速在原有垂直电梯的基础上形成安装和使用，适应性佳。

附图说明

图1为本实用新型的一种外观结构示意图；

图2为本实用新型的一种电路结构示意图；

图中：1、上盖，2、下盖，3、背板，4、面板，5、4G天线，6、WIFI天线，7、 SIM卡接口，8、MIC接口，9、WIFI重置键，10、PCBA板，11、主控单元， 12、陀螺仪，13、通信单元。

具体实施方式

下面通过具体实施例，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。

实施例1：

一种用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置(参见附图1和附图2)，在同一垂直电梯上配置有若干用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，所述数据采集单元配置的位置包括垂直电梯的机房处、轿顶处、轿厢处、曳引装置处、导向装置处、电梯门、重量平衡装置处和电力拖动装置处。用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置将检测到的信息上传至云服务器中，其特征在于，包括独立安装使用的壳体、至少一个用于采集声音和/或振动信息的数据采集单元、通信单元、供电单元和主控单元，数据采集单元、通信单元、供电单元和主控单元均配置在所述的壳体内，所述数据采集单元、通信单元和主控单元均由供电单元供电，所述数据采集单元通过输出线与主控单元连接，通信单元的通信天线贯穿壳体伸出在壳体外，所述主控单元通过通信单元与云服务器连接，用于监测垂直电梯的振动信息的数据采集单元为陀螺仪，所述陀螺仪安装在壳体内，所述的陀螺仪与所述主控单元电连接，用于采集声音的数据采集单元为MIC，进一步的是 MIC的配置方式包括壳内配置、壳外配置和综合配置三种，MIC壳内配置时， MIC位于壳体内与主控单元直接连接，MIC壳外配置时，MIC位于壳体外侧与垂直电梯之间独立连接，MIC通过音频连接线延伸并与主控单元连接，MIC综合配置时，一个MIC位于壳体内与主控单元直接连接，至少一个MIC位于壳体外侧与垂直电梯之间独立连接，MIC通过音频连接线延伸并与主控单元。所述陀螺仪的配置方式也包括壳内配置、壳外配置和综合配置三种，陀螺仪壳内配置时，陀螺仪位于壳体内与主控单元直接连接，陀螺仪壳外配置时，陀螺仪位于壳体外侧与垂直电梯之间独立连接，陀螺仪通过延长线延伸并与主控单元连接，陀螺仪综合配置时，至少有一个陀螺仪位于壳体内与主控单元直接连接，至少有一个陀螺仪位于壳体外侧与垂直电梯之间独立连接，位于壳体外侧的陀螺仪通过延长线延伸并与主控单元连接。

更具体的是，针对曳引装置，所述信息数据采集设备采集的信息包括曳引电动机运行的声音、振动信息，曳引轮、曳引轮导轨、钢丝绳三者之间摩擦的声音；

针对导向装置，所述信息数据采集设备采集的信息包括导向轮、导向轮导轨、钢丝绳三者之间摩擦的声音，钢丝绳间碰撞、干涉声；

针对轿厢，所述信息数据采集设备采集的信息包括轿厢及轿厢导轨、导靴三者间的摩擦声、碰撞声以及轿厢的异常晃动声、轿厢内机械运行的噪声、轿厢的异常晃动声、轿厢x/y/z轴振动数据；针对电梯门，所述信息数据采集设备采集的信息包括轿厢门和层门的开关门振动数据、关门撞门声、异物卡阻声异常声音；针对重量平衡装置，所述信息数据采集设备采集的信息包括龙门架：x/y/z轴振动数据以及对重及对重导轨：对重块碰撞声，对重与对重导轨的摩擦声；针对安全保护装置，所述信息数据采集设备采集的信息包括制动器抱闸声、刹车摩擦声；针对电气控制装置和电力拖动装置，所述信息数据采集设备采集的信息包括机房运行声音。

本实施例提供的用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，通过多台用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置相互配合，整体检测电梯的运行振动数据和声音数据，通过不同位置配置不同的本装置，可以对垂直电梯的整体数据进行大量的采集，而且针对部分位置可以根据目标要求只监测振动数据，而另一部分则可以只监测声音数据，进一步的，由于MIC可以进行长距离布置，因此，可以在一个本装置中布置若干个MIC从而实现大量位置大量数据的采集，通过大量数据的采集，可以在后续的监测中针对机械疲劳进行整体检测。所述主控单元为STM32单片机，所述陀螺仪为TDK40625陀螺仪。所述MIC根据设定选择为定向或全向MIC，所有的MIC均通过音频输出线与壳体内的ADC转换芯片 ES8388连接，ADC转换芯片ES8388与主控单元电连接。全向和定向的MIC选择，能够更有利的获取合适的声音数据，对于后续声音数据的处理也更为有利。所述通信单元包括自由选择的4G通信模块和WIFI通信模块以及蓝牙模块等各种形式的通信方式，一般是以4G模块和WIFI模块为主，如果配置有蓝牙模块则也可以增加主从系统，通过蓝牙自组网等方式进行通信传输，在本实施例中不对通信方式的具体结构进行限制，所述4G通信模块为插设有SIM卡的4G通信芯片EC200T,4G通信芯片EC200T通过4G天线5与云服务器连接，4G通信芯片EC200T与主控单元的USB Host端连接，所述WIFI通信模块包括网口芯片 RTL8201、网口变压器和RJ45接口，所述RJ45接口通过WIFI天线5与云服务器连接，RJ45接口依次通过网口变压器和网口芯片RTL8201与主控单元的USB Host端连接。同时，所述主控单元预留有用于与现有垂直电梯检测电路连接的检测接口，所述的检测接口包括RS485/232电路接口或网关接口。但是也并不限于上述主要接口，也应该理解为包括其他可行的接口方案。本实施例中，包括 STM32单片机、TDK40625陀螺仪在内的电器元件、电路本身都属于现有技术，其电路的组合是比较常见的，但是将之与MIC配合对垂直电梯的整体机械疲劳数据进行监测则是本实用新型的创造点。至于为主控单元等元件所必须配置的晶振、复位、存储和显示部分的电路都属于及其常见的部分，本实施例中就不做赘述了。本实施例通过将这些元件进行合理的选用、配置，可以起到更好的通信冗余、检测采集等等优点，且这些元件的成熟度较高，适用性好，可替代性也足够，更换不同的元件也可达到类似的功能。述壳体包括上盖1、U字形的下盖2、面板4和背板3，所述供电单元配置形式为固定PCBA板10，主控单元11、通信单元12、陀螺仪13为独立模块且与PCBA板连接，所述上盖、下盖、面板和背板相互连接形成盒装，所述面板上开设有SIM卡接口7、MIC接口8、WIFI重置键9、电源接口和LED指示灯，所述背板上固定有4G天线和WIFI天线。所述上盖的表面和开设有加强槽，下盖的两侧的侧板上部也开设有加强槽。

综上所述，在同一部垂直电梯中，通过设置多个本实施例，可以对电梯运行状态中的声音数据、振动数据进行全面的检测和获取，而据此将上述运行中的过程数据全部上传至云服务器中，由云服务器对所有数据进行后续的利用，从而帮助云服务器实现对垂直电梯为代表的特种设备的机械疲劳状态的过程监控。

以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，在同一垂直电梯上配置有若干用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置将检测到的信息上传至云服务器中，其特征在于，包括独立安装使用的壳体、至少一个用于采集声音和/或振动信息的数据采集单元、通信单元、供电单元和主控单元，数据采集单元、通信单元、供电单元和主控单元均配置在所述的壳体内，所述数据采集单元、通信单元和主控单元均由供电单元供电，所述数据采集单元通过输出线与主控单元连接，通信单元的通信天线贯穿壳体伸出在壳体外，所述主控单元通过通信单元与云服务器连接，用于监测垂直电梯的振动信息的数据采集单元至少包括一个陀螺仪，所述的陀螺仪与所述主控单元电连接，用于采集声音的数据采集单元为至少包括一个MIC，所述MIC与主控单元电连接。

2.根据权利要求1所述的用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，其特征在于：所述数据采集单元配置的位置包括垂直电梯的机房处、轿顶处、轿厢处、曳引装置处、导向装置处、电梯门、重量平衡装置处和电力拖动装置处。

3.根据权利要求1所述的用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，其特征在于：所述主控单元为STM32单片机，所述陀螺仪为TDK40625陀螺仪。

4.根据权利要求3所述的用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，其特征在于：所述MIC根据设定选择为定向或全向MIC，所有的MIC均通过音频输出线与壳体内的ADC转换芯片ES8388连接，ADC转换芯片ES8388与主控单元电连接。

5.根据权利要求4所述的用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，其特征在于：所述通信单元包括自由选择的蓝牙模块、4G通信模块和/或WIFI通信模块，所述4G通信模块为插设有SIM卡的4G通信芯片EC200T,4G通信芯片EC200T通过4G天线与云服务器连接，4G通信芯片EC200T与主控单元的USB Host端连接，所述WIFI通信模块包括网口芯片RTL8201、网口变压器和RJ45接口，所述RJ45接口通过WIFI天线与云服务器连接，RJ45接口依次通过网口变压器和网口芯片RTL8201与主控单元的USB Host端连接，当一台电梯安装多个装置时，通过蓝牙或WIFI进行内部组网。

6.根据权利要求4所述的用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，其特征在于：所述主控单元预留有用于与现有垂直电梯检测电路连接的检测接口，所述的检测接口包括RS485/232电路接口或网关接口。

7.根据权利要求4所述的用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，其特征在于：所述壳体包括上盖、U字形的下盖、面板和背板，所述供电单元配置形式为固定PCBA板，主控单元、通信单元、陀螺仪为独立模块且与PCBA板连接，所述上盖、下盖、面板和背板相互连接形成盒装，所述面板上开设有SIM卡接口、MIC接口、WIFI重置键、电源接口和LED指示灯，所述背板上固定有4G天线和WIFI天线。

8.根据权利要求7所述的用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，其特征在于：所述上盖的表面开设有加强槽，下盖的两侧的侧板上部也开设有加强槽。

9.根据权利要求1所述的用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，其特征在于：MIC的配置方式包括壳内配置、壳外配置和综合配置三种，MIC壳内配置时，MIC位于壳体内与主控单元直接连接，MIC壳外配置时，MIC位于壳体外侧与垂直电梯之间独立连接，MIC通过音频连接线延伸并与主控单元连接，MIC综合配置时，一个MIC位于壳体内与主控单元直接连接，至少一个MIC位于壳体外侧与垂直电梯之间独立连接，MIC通过音频连接线延伸并与主控单元连接。

10.根据权利要求1或9所述的用于监测垂直电梯机械部件疲劳程度的装置，其特征在于：所述陀螺仪的配置方式也包括壳内配置、壳外配置和综合配置三种，陀螺仪壳内配置时，陀螺仪位于壳体内与主控单元直接连接，陀螺仪壳外配置时，陀螺仪位于壳体外侧与垂直电梯之间独立连接，陀螺仪通过延长线延伸并与主控单元连接，陀螺仪综合配置时，至少有一个陀螺仪位于壳体内与主控单元直接连接，至少有一个陀螺仪位于壳体外侧与垂直电梯之间独立连接，位于壳体外侧的陀螺仪通过延长线延伸并与主控单元连接。

Images