CN220115990U - 一种电梯限速器速度测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电梯限速器速度测量系统，属于电梯检测领域。该系统包括限速器速度测量主体、电气动作检测装置、霍尔转速传感器；所述限速器速度测量主体包括测量主轮、壳体、驱动机构和磁感应检测机构及微控制器；微控制器分别与电气动作检测装置、霍尔转速传感器、驱动机构、磁感应检测机构电性连接。本实用新型的系统能够用于快速准确检测限速器绳轮节圆的线速度。

Description

一种电梯限速器速度测量系统

技术领域

本实用新型属于电梯检测领域，特别涉及一种电梯限速器速度测量系统。

背景技术

限速器安全钳装置是电梯必不可少的安全装置，当电梯超速、运行失控或悬挂装置断裂时，限速器安全钳装置迅速将电梯轿厢制停在导轨上，并保持静止状态，从而避免发生人员伤亡及设备损坏事故。

为了确保限速器动作速度的准确性，在电梯日常维护保养和定期检验时，需要对电梯限速器的动作速度进行测量。目前市面上已有多种电梯限速器检测仪器可用于电梯限速器动作速度的测量，但一些电梯限速器检测仪器还存在缺点，如采用安装小磁豆在限速器节圆上，然后用霍尔接近传感器检测磁豆转速的方式，这种方式检测的只是电梯限速器转一周的平均速度，而不是瞬时速度，因此测量出来的电梯限速器节圆速度是不准确的。授权公告号为CN 206627272 U的实用新型专利提供一种电梯限速器动作速度校验仪器，该装置包括有控制主机以及连接于控制主机的驱动器、主速度检测器、次速度检测器，所述控制主机设置有用于连接电梯限速器电气安全开关的电气动作检测线，所述驱动器为接触式旋转驱动器并由控制主机控制转速，所述主速度检测器、次速度检测器为接触式测速器，该装置能够对限速器电气动作和机械动作时刻瞬时节圆线速度进行测量。该装置的次速度检测器检测的是钢丝绳的速度，但对于多次运行使用的限速器而言，由于电梯限速器轮槽轻微磨损、钢丝绳表面有油、夹绳钳磨损、钢丝绳伸长等多种不同因素的影响会导致钢丝绳和限速器绳轮间存在打滑现象，从而导致存在钢丝绳的速度与限速器节圆的实际线速度不一致的问题，会影响检测结果的准确性。

发明内容

本实用针对上述现有技术的不足之处，提供一种电梯限速器速度测量系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种电梯限速器速度测量系统，包括限速器速度测量主体、电气动作检测装置、霍尔转速传感器；

所述电气动作检测装置用于检测限速器的电气开关的动作信号；

所述霍尔转速传感器用于检测限速器绳轮转动圈数，霍尔转速传感器的探测头的位置与设置在限速器绳轮侧面的感应磁片的位置相对应；

所述限速器速度测量主体包括用于接触并驱动限速器绳轮转动的测量主轮、壳体、壳体内设置的用于驱动测量主轮转动的驱动机构和用于检测驱动机构旋转行程的磁感应检测机构及微控制器；

所述微控制器分别与电气动作检测装置、霍尔转速传感器、驱动机构、磁感应检测机构电性连接，微控制器实时采集和处理电气动作检测装置、霍尔转速传感器、磁感应检测机构传来的信号数据。

进一步地，所述电气动作检测装置为刺线测试夹钳,两个刺线测试夹钳分别用于夹持在限速器电气开关安全回路进出线上，两个刺线测试夹钳通过信号线连接于电气动作检测端口。

进一步地，所述壳体外侧对称设置一对握把，双手把持握把，提高操作的稳定可靠性，使测量主轮与限速器绳轮外缘紧密贴合，减少脱离、打滑的情况发生。

进一步地，所述驱动机构包括驱动电机，驱动电机的输出轴可拆卸连接有轮毂，测量主轮安装于轮毂上。

进一步地，所述测量主轮采用强磁胶轮，强磁胶轮加强与限速器绳轮外缘的摩擦力，进一步减少脱离、打滑的情况发生。

进一步地，所述轮毂为中空结构，其一端外侧固定安装测量主轮，另一端侧面开设至少一个螺孔，通过穿过螺孔的锁紧螺丝与驱动电机的输出轴连接。

进一步地，所述感应磁片的数量为多个，多个感应磁片圆周布设于限速器绳轮一侧。

进一步地，所述磁感应检测机构包括绝对值磁编码器，绝对值磁编码器内置于驱动电机上，绝对值磁编码器与驱动电机远离输出轴一侧的轴端安装的感应磁铁耦合连接，绝对值磁编码器与微控制器电性连接。

进一步地，所述壳体内设置有锂电池，壳体上远离测量主轮的一侧嵌设用于连接电气动作检测装置的电气动作检测端口、用于连接霍尔转速传感器的限速器绳轮转速检测端口，壳体上还嵌设操控及显示主机，嵌设有操控及显示主机的壳体侧面上还设置开关按钮，操控及显示主机、开关按钮、限速器绳轮转速检测端口、电气动作检测端口、锂电池分别与微控制器电性连接。

进一步地，所述微控制器采用基于Cortex-M4的带硬件浮点运算器的单片机作为主控芯片。

进一步地，所述操控及显示主机采用触摸屏。

本实用新型的有益技术效果是：本实用新型的电梯限速器速度测量系统能够快速准确检测限速器绳轮节圆的线速度，驱动电机的驱动力矩和驱动速度能够实时控制，内置高分辨率绝对值磁编码器能够实现精确位置控制，无需每次上电校准电机编码器，双手操作握把，提高操作的稳定可靠性，使测量主轮与限速器绳轮外缘紧密贴合，减少脱离、打滑的情况发生；将驱动机构、磁感应检测机构、测量主轮、操控及显示主机一体化集成，节省空间，方便操作。

附图说明

图1是本实用新型的电梯限速器速度测量系统的结构示意图；

图2是本实用新型的限速器速度测量主体的立体图；

图3是本实用新型的限速器速度测量主体的主剖面图；

图4是本实用新型的限速器速度测量主体的原理框图；

附图标记：1-限速器速度测量主体，101-测量主轮，102-锁紧螺丝，103-轮毂，104-壳体，105-握把，106-操控及显示主机，107-开关按钮，108-驱动电机，1081-输出轴，109-微控制器，110-电气动作检测端口，111-限速器绳轮转动圈数磁感应端口，112-锂电池，113-感应磁铁，114-绝对值磁编码器，2-电气动作检测装置，3-霍尔转速传感器，4-感应磁片，5-限速器。

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，以下通过优选的实施例对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1-4所示，本实施例的一种电梯限速器5速度测量系统，包括限速器5速度测量主体1、电气动作检测装置2、霍尔转速传感器3；

所述电气动作检测装置2用于检测限速器5的电气开关的动作信号；

所述霍尔转速传感器3用于检测限速器5绳轮转动圈数，霍尔转速传感器3的探测头的位置与设置在限速器5绳轮侧面的感应磁片4的位置相对应；

所述限速器5速度测量主体1包括用于接触并驱动限速器5绳轮转动的测量主轮101、壳体104、壳体104内设置的用于驱动测量主轮101转动的驱动机构和用于检测驱动机构旋转行程的磁感应检测机构及微控制器109；

所述微控制器109分别与电气动作检测装置2、霍尔转速传感器3、驱动机构、磁感应检测机构电性连接，微控制器109实时采集和处理电气动作检测装置2、霍尔转速传感器3、磁感应检测机构传来的信号数据。

具体的，所述驱动机构包括驱动电机108，驱动电机108的输出轴1081可拆卸连接有轮毂103，测量主轮101安装于轮毂103上。驱动电机108固定于壳体104内，通过驱动电机108带动轮毂103上的测量主轮101，测量主轮101通过紧密接触限速器5绳轮，通过摩擦力的作用带动限速器5绳轮转动。

具体的，所述磁感应检测机构包括绝对值磁编码器114，绝对值磁编码器114内置于驱动电机108上，绝对值磁编码器114与驱动电机108远离输出轴1081一侧的轴端安装的感应磁铁113耦合连接，绝对值磁编码器114与微控制器109电性连接。绝对值磁编码器114通过检测感应磁铁113的位置检测感应磁铁113的旋转行程。当选用的感应磁铁113外径与测量主轮101外径相同时，感应磁铁113的旋转行程与测量主轮101的旋转行程相同，即与限速器5绳轮的外缘旋转行程相同。

具体的，所述壳体104内设置有锂电池112，壳体104上远离测量主轮101的一侧嵌设用于连接电气动作检测装置2的电气动作检测端口110、用于连接霍尔转速传感器3的限速器5绳轮转速检测端口，壳体104上还嵌设操控及显示主机106，嵌设有操控及显示主机106的壳体104侧面上还设置开关按钮107，操控及显示主机106、开关按钮107、限速器5绳轮转速检测端口、电气动作检测端口110、锂电池112分别与微控制器109电性连接。

具体的，所述壳体104外侧对称设置一对握把105，双手把持握把105，提高操作的稳定可靠性，使测量主轮101与限速器5绳轮外缘紧密贴合，减少脱离、打滑的情况发生；所述测量主轮101采用强磁胶轮，强磁胶轮加强与限速器5绳轮外缘的摩擦力，进一步减少脱离、打滑的情况发生；所述轮毂103为中空结构，其一端外侧固定安装测量主轮101，另一端侧面开设至少一个螺孔，通过穿过螺孔的锁紧螺丝102与驱动电机108的输出轴1081连接。

具体的，所述操控及显示主机106采用触摸屏，驱动电机108采用“大功率小尺寸”三相直流无刷电机，微控制器109采用基于Cortex-M4的带硬件浮点运算器的单片机作为主控芯片，通过SVPWM 矢量控制算法，实现正弦波驱动控制，可实现高达20 kHz的电流、转速、位置控制频率；采用电流环、速度环多环闭环的PID控制方式，实现驱动力矩和驱动速度的实时控制，内置一颗分辨率高达18 bit的绝对值磁编码器14芯片，实现精确位置控制，无需每次上电校准电机编码器，可实现绝对值磁编码器14和感应磁铁113同心度偏移补偿，可实现自动测量驱动电机108相关参数，可根据驱动电机108参数拓展生成电流环控制增益。

具体的，电气动作检测装置2采用刺线测试夹钳,检测时使用两个刺线测试夹钳分别夹持在限速器5电气开关安全回路进出线上，两个刺线测试夹钳通过信号线连接于电气动作检测端口110。霍尔转速传感器3是基于霍尔原理的非接触式传感器，通过检测感应磁片4的位置检测限速器5绳轮转动圈数，所述感应磁片4的数量为多个，多个感应磁片4圆周布设于限速器5绳轮一侧，感应磁片4可通过胶粘方式固定于限速器5绳轮一侧，检测时霍尔转速传感器3的探测头对着固定有感应磁片4一侧的限速器5绳轮，霍尔转速传感器3尾端通过数据线插接于限速器5绳轮转速检测端口。

本实用新型的电梯限速器5速度测量系统用于检测电梯限速器5绳轮节圆线速度的方法：

①双手握紧握把105，使测量主轮101紧密贴合限速器5绳轮外缘，保证测量主轮101与限速器5绳轮速度保持一致，驱动电机108通过带动测量主轮101驱动限速器5绳轮转动；

②利用霍尔转速传感器3测量限速器5绳轮的转动圈数，并同时利用内置的高精度绝对值磁编码器114测量感应磁铁113的旋转行程，实现限速器5绳轮外缘周长S的测量，通过公式S=2πR获得限速器5绳轮外缘半径R；

③通过手动测量槽轮深度H、计算获得外缘半径R，输入铭牌钢丝绳直径d，经过几何关系计算获得限速器5绳轮节圆半径r:

r=R-H+d/2

通过几何关系，限速器5绳轮外缘速度V1与限速器5绳轮节圆速度V2关系为：

V1/V2=R/r

④通过电气动作检测装置2检测限速器5电气开关断开瞬间，自动获取此时的电气动作速度值V2；当速度继续增大至限速器5机械开关动作制停瞬间，产生堵转激增电流信号，触发控制系统自动获取此时的机械动作速度值V2’。

以上所述为本实用新型的较佳实施例，用以解释本实用新型的技术方案，本领域技术人员还可以在本实用新型的精神和原则之内作常规修改、等同替换和改进等。

Claims (10)

1.一种电梯限速器速度测量系统，其特征在于：包括限速器速度测量主体、电气动作检测装置、霍尔转速传感器；

所述电气动作检测装置用于检测限速器的电气开关的动作信号；

所述霍尔转速传感器用于检测限速器绳轮转动圈数，霍尔转速传感器的探测头的位置与设置在限速器绳轮侧面的感应磁片的位置相对应；

所述限速器速度测量主体包括用于接触并驱动限速器绳轮转动的测量主轮、壳体、壳体内设置的用于驱动测量主轮转动的驱动机构和用于检测驱动机构旋转行程的磁感应检测机构及微控制器；

所述微控制器分别与电气动作检测装置、霍尔转速传感器、驱动机构、磁感应检测机构电性连接，微控制器实时采集和处理电气动作检测装置、霍尔转速传感器、磁感应检测机构传来的信号数据。

2.根据权利要求1所述的电梯限速器速度测量系统，其特征在于：所述电气动作检测装置为刺线测试夹钳,两个刺线测试夹钳分别用于夹持在限速器电气开关安全回路进出线上，两个刺线测试夹钳通过信号线连接于电气动作检测端口。

3.根据权利要求1所述的电梯限速器速度测量系统，其特征在于：所述壳体外侧对称设置一对握把。

4.根据权利要求1所述的电梯限速器速度测量系统，其特征在于：所述驱动机构包括驱动电机，驱动电机的输出轴可拆卸连接有轮毂，测量主轮安装于轮毂上。

5.根据权利要求4所述的电梯限速器速度测量系统，其特征在于：所述测量主轮采用强磁胶轮。

6.根据权利要求5所述的电梯限速器速度测量系统，其特征在于：所述轮毂为中空结构，其一端外侧固定安装测量主轮，另一端侧面开设至少一个螺孔，通过穿过螺孔的锁紧螺丝与驱动电机的输出轴连接。

7.根据权利要求1所述的电梯限速器速度测量系统，其特征在于：所述感应磁片的数量为多个，多个感应磁片圆周布设于限速器绳轮一侧。

8.根据权利要求1所述的电梯限速器速度测量系统，其特征在于：所述磁感应检测机构包括绝对值磁编码器，绝对值磁编码器内置于驱动电机上，绝对值磁编码器与驱动电机远离输出轴一侧的轴端安装的感应磁铁耦合连接，绝对值磁编码器与微控制器电性连接。

9.根据权利要求8所述的电梯限速器速度测量系统，其特征在于：所述壳体内设置有锂电池，壳体上远离测量主轮的一侧嵌设用于连接电气动作检测装置的电气动作检测端口、用于连接霍尔转速传感器的限速器绳轮转速检测端口，壳体上还嵌设操控及显示主机，嵌设有操控及显示主机的壳体侧面上还设置开关按钮，操控及显示主机、开关按钮、限速器绳轮转速检测端口、电气动作检测端口、锂电池分别与微控制器电性连接。

10.根据权利要求9所述的电梯限速器速度测量系统，其特征在于：所述微控制器采用基于Cortex-M4的带硬件浮点运算器的单片机作为主控芯片；所述操控及显示主机采用触摸屏。