JP6504592B1 - エレベーターの吊体張力測定装置 - Google Patents

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Abstract

測定結果に含まれる誤差を低減させることができるエレベーターの吊体張力測定装置を得る。このエレベーターの吊体張力測定装置6は、エレベーターのロープ1に支持されたかご2に設けられ、ロープ1を撮影するカメラ601と、カメラ601が撮影した画像を用いて、ロープ1の振動波形を抽出する波形抽出部602と、抽出された振動波形を用いて、ロープ1の振動周波数を算出する解析部603と、カメラ601に作用する加速度を測定する加速度センサ604と、加速度センサ604の測定結果を用いて、カメラ601に作用する加速度が予め設定された範囲を超えるか否かを判定する判定部605とを備えている。

Description

この発明は、エレベーターの吊体をカメラが撮影するエレベーターの吊体張力測定装置に関する。
従来、ロープに支持されたかごに設けられ、ロープを撮影するカメラと、カメラによって撮影された画像を用いて、ロープの振動周波数を算出する画像解析装置とを備え、算出されたロープの振動周波数を用いて、ロープの張力を測定するエレベーターの吊体張力測定装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許第5418307号公報
しかしながら、かごに揺れが生じた場合に、カメラは、かごとともに揺れる。これにより、画像解析装置によって算出されたロープの振動周波数には、大きな誤差が含まれる。その結果、エレベーターの吊体張力測定装置の測定結果に大きな誤差が含まれてしまうという問題点があった。
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、測定結果に含まれる誤差を低減させることができるエレベーターの吊体張力測定装置を提供するものである。
この発明に係るエレベーターの吊体張力測定装置は、エレベーターの吊体に支持されたかごに設けられ、吊体を撮影するカメラと、カメラが撮影した複数の画像を用いて、吊体の振動波形を抽出する波形抽出部と、抽出された吊体の振動波形を用いて、吊体の振動周期または吊体の振動周波数を算出する解析部と、カメラに作用する加速度を測定する加速度センサと、加速度センサの測定結果を用いて、カメラに作用する加速度が予め設定された範囲を超えるか否かを判定する判定部と、カメラが撮影した画像に写る複数の吊体の中から測定対象とする吊体を選択するための操作を受け付ける操作部と、カメラが撮影した画像と吊体の振動周期または吊体の振動周波数とを表示する表示部とを備え、操作部は、表示部に重ねられたタッチパネルから構成されている
この発明に係るエレベーターの吊体張力測定装置によれば、加速度センサがカメラに作用する加速度を測定し、カメラに作用する加速度が予め設定された範囲を超えるか否かについて判定部が判定する。これにより、カメラに作用する加速度が予め設定された範囲を超えた場合には、エレベーターの吊体張力測定装置による吊体の張力の測定を停止させることができる。その結果、エレベーターの吊体張力測定装置の測定結果に含まれる誤差を低減させることができる。
この発明の実施の形態1に係るエレベーターの吊体張力測定装置が設置されたエレベーターを示す側面図である。 図1のエレベーターの吊体張力測定装置を示す構成図である。 図2の表示部の変化を示す図である。 図2の表示部の変化を示す図である。 図1のかごが振動した場合のエレベーターを示す側面図である。 この発明の実施の形態2に係るエレベーターの吊体張力測定装置を示す構成図である。 図6の表示部を示す図である。 重力方向に対してカメラが傾斜した場合の表示部を示す図である。 この発明の実施の形態3に係るエレベーターの吊体張力測定装置を示す構成図である。 図9の表示部を示す図である。 図10の表示部の変化を示す図である。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係るエレベーターの吊体張力測定装置が設置されたエレベーターを示す側面図である。エレベーターは、吊体であるロープ1と、ロープ1に支持され、昇降路を昇降するかご2と、ロープ1に支持され、昇降路を昇降するつり合いおもり3と、ロープ1が巻き掛けられた巻上機4と、昇降路の上部に設けられ、ロープ1が巻き掛けられた複数の吊車5とを備えている。
巻上機4が駆動することによって、ロープ1が移動する。ロープ1が移動することによって、かご2およびつり合いおもり3が互いに反対方向に昇降路を昇降する。かご2およびつり合いおもりが支持される吊体としては、ロープ1に限らず、例えば、ベルトであってもよい。この例では、機械室レス型エレベーターについて説明するが、これに限らず、機械室あり型エレベーターであってもよい。
エレベーターの吊体張力測定装置6は、かご2に設けられる。この例では、エレベーターの吊体張力測定装置6は、かご2の天井の上に設けられる。ロープ1の張力を測定する作業者7は、ロープ1の張力を測定する際に、かご2の天井の上に乗る。
図2は、図1のエレベーターの吊体張力測定装置6を示す構成図である。エレベーターの吊体張力測定装置6は、携帯型端末装置から構成されている。したがって、作業者7は、エレベーターの吊体張力測定装置6を容易に持ち運ぶことができる。
エレベーターの吊体張力測定装置6は、ロープ1を撮影するカメラ601と、カメラ601が撮影した複数の画像を用いて、ロープ1の振動波形を抽出する波形抽出部602とを備えている。カメラ601は、複数のロープ1の全てを同時に撮影できるように配置される。言い換えれば、カメラ601の位置およびカメラ601が向く方向は、複数のロープ1の全てがカメラ601の視野に入るように設定される。
また、エレベーターの吊体張力測定装置6は、波形抽出部602によって抽出されたロープ1の振動波形を用いて、ロープ1の振動周波数を算出する解析部603と、カメラ601に作用する加速度を測定する加速度センサ604と、加速度センサ604の測定結果が入力される判定部605とを備えている。
また、エレベーターの吊体張力測定装置6は、波形抽出部602、解析部603、加速度センサ604および判定部605のそれぞれを制御する制御部606と、作業者7によって操作される操作部607と、ロープ1の張力の測定に関係する情報を表示する表示部608とを備えている。
カメラ601は、予め設定された時間に、連続して撮影する。波形抽出部602には、カメラ601が撮影した複数の画像と、複数の画像のそれぞれの撮影時刻情報とが対応して入力される。
波形抽出部602は、カメラ601が撮影した複数の画像のそれぞれについて、ロープ1の位置情報を撮影時刻情報に対応させて抽出する。また、波形抽出部602は、抽出されたロープ1の位置情報および撮影時刻情報を用いて補間波形を生成する。また、波形抽出部602は、生成された補間波形を等間隔時間でリサンプリングして、ロープ1の振動波形を抽出する。波形抽出部602が行うロープ1の振動波形の抽出の時間は、例えば、数秒から数十秒となっている。
なお、波形抽出部602は、生成された補間波形を等間隔時間でリサンプリングしてロープ1の振動波形を抽出する代わりに、生成された補間波形をアップサンプリングしてロープ1の振動波形を抽出してもよい。アップサンプリングでは、元のサンプリング間隔よりも短い間隔でサンプリングが行われる。
解析部603は、波形抽出部602によって抽出されたロープ1の振動波形をフーリエ変換して、周波数スペクトルを算出する。また、解析部603は、算出された周波数スペクトルを用いて、ロープ1の振動周波数を算出する。
なお、解析部603は、ロープ1の振動波形をフーリエ変換して周波数スペクトルを算出し、算出された周波数スペクトルを用いて、ロープ1の振動周波数を算出する代わりに、抽出されたロープ1の振動波形の自己相関関数を用いて、ロープ1の振動周波数を算出してもよい。
加速度センサ604は、周期的な振動をするカメラ601に作用する加速度を測定する。また、加速度センサ604は、インパルス振動をするカメラ601に作用する加速度を測定する。インパルス振動とは、ごく短時間に発生する大きな振動を指す。なお、加速度センサ604は、周期的な振動をするカメラ601に作用する加速度およびインパルス振動をするカメラ601に作用する加速度の何れか一方のみを測定する構成であってもよい。
判定部605は、判定部605に入力された加速度センサ604の測定結果を用いて、カメラ601に作用する加速度が予め設定された範囲を超えるか否かについて判定する。判定部605の判定結果は、制御部606に入力される。判定部605に設定される予め設定された範囲とは、ロープ1の張力の測定に影響がない程度にカメラに作用する加速度である。判定部605に設定される予め設定された範囲は、自由に変更可能である。
制御部606は、カメラ601に作用する加速度が予め設定された範囲内であると判定部605が判定する場合に、波形抽出部602による振動波形の抽出および解析部603によるロープ1の振動周波数の算出を継続させる。これにより、エレベーターの吊体張力測定装置6によるロープ1の張力の測定が継続される。
一方、制御部606は、カメラ601に作用する加速度が予め設定された範囲を超えると判定部605が判定する場合に、波形抽出部602による振動波形の抽出および解析部603によるロープ1の振動周波数の算出を停止させる。これにより、エレベーターの吊体張力測定装置6によるロープ1の張力の測定が停止される。
操作部607は、表示部608に重ねられたタッチパネルから構成されている。なお、操作部607は、タッチパネルに限らず、例えば、キーボード、マウス、音声認識装置などの操作装置であってもよい。作業者7が操作部607を操作することによって、複数のロープ1の中から測定対象となるロープ1が選択され、エレベーターの吊体張力測定装置6によるロープ1の張力の測定が開始される。
表示部608には、カメラ601が撮影する画像と、選択されたロープ1を示す記号と、ロープ1の振動周波数と、選択されたロープ1を振動させる旨のコメントと、測定済みのロープ1を示す記号とが表示される。なお、エレベーターの吊体張力測定装置6は、表示部608の代わりに、ロープ1の張力の測定に関係する情報を発する音声出力装置を備えてもよい。
次に、エレベーターの吊体張力測定装置6を用いたロープ1の張力の測定の手順について説明する。図3は、図2の表示部608の変化を示す図である。図3では、複数のロープ1の中から1番目に測定されるロープ1が選択され、選択されたロープ1の振動周波数が測定される様子を示している。まず、図3の(a)に示すように、表示部608には、カメラ601によって撮影されたロープ1の画像が表示される。
その後、作業者7は、操作部607を操作して、複数のロープ1の中から1番目に測定されるロープ1を選択する。測定されるロープ1の選択は、タッチパネルの中で表示部608に表示されたロープ1に重ねられた部分に作業者が触れることによって行われる。1番目に測定されるロープ1が選択された場合に、図3の(b)に示すように、表示部608には、選択されたロープ1を示す記号が表示される。この例では、表示部608には、選択されたロープ1を示す記号として、選択されたロープ1の画像に重ねられた赤色の枠609が表示される。これにより、作業者7に対して選択されたロープ1をより明確に知らせることができる。
その後、図3の(c)に示すように、表示部608には、作業者7に対して、選択されたロープ1を振動させる旨のコメントが表示される。これにより、作業者7は、選択されたロープ1を叩いて、選択されたロープ1を振動させる。
図4は、図2の表示部608の変化を示す図である。図4では、複数のロープ1の中から2番目に測定されるロープ1が選択され、選択されたロープ1の振動周波数が測定される様子を示している。1番目に測定されるロープ1が振動した後、図4の(a)に示すように、表示部608には、1番目に測定されるロープ1の振動周波数が表示される。ロープ1の振動周波数は、測定されたロープ1の画像に重ねて表示される。これにより、作業者7に対して振動周波数が測定されたロープ1をより明確に知らせることができる。また、表示部608には、測定済みのロープ1を示す記号として、測定済みのロープ1の画像に重ねられた黒色の枠610が表示される。これにより、作業者7に対して測定済みのロープ1をより明確に知らせることができる。
その後、作業者7は、操作部607を操作して、複数のロープ1の中から2番目に測定されるロープ1を選択する。2番目に測定されるロープ1が選択された場合に、図4の(b)に示すように、表示部608には、選択されたロープ1を示す記号が表示される。この例では、表示部608には、選択されたロープ1を示す記号として、選択されたロープ1の画像に重ねて赤色の枠609が表示される。これにより、作業者7に対して選択されたロープ1をより明確に知らせることができる。
その後、図4の(c)に示すように、表示部608には、作業者7にたいして、選択されたロープ1を振動させる旨のコメントが表示される。これにより、作業者7は、選択されたロープ1を叩いて、選択されたロープ1を振動させる。複数のロープ1の中から3番目以降のロープ1の振動周波数の測定の手順は、複数のロープ1の中から1番目および2番目のロープ1の振動周波数の測定と同様である。
次に、ロープ1の張力の測定中にかご2が振動した場合について説明する。図5は、図1のかご2が振動した場合のエレベーターを示す側面図である。かご2の天井の上に乗る作業者7がかご2に対して移動すると、作業者7の移動によってかご2が振動する場合がある。かご2が振動すると、かご2の振動がロープ1に伝達される。したがって、この場合に波形抽出部602によって抽出されるロープ1の振動波形には、かご2の振動成分が含まれる。これにより、解析部603によって算出されるロープ1の振動周波数には、誤差が含まれる。しかしながら、カメラ601に作用する加速度が予め設定された範囲を超える場合には、エレベーターの吊体張力測定装置6によるロープ1の張力の測定が停止される。
ロープ1の張力の測定が停止された後、カメラ601に作用する加速度が予め設定された範囲内になった場合に、エレベーターの吊体張力測定装置6によるロープ1の張力の測定が再開される。したがって、エレベーターの吊体張力測定装置6の測定結果に含まれる誤差が低減される。
以上説明したように、この発明の実施の形態1に係るエレベーターの吊体張力測定装置6によれば、加速度センサ604がカメラ601に作用する加速度を測定し、加速度センサ604の測定結果を用いて、カメラ601に作用する加速度が予め設定された範囲を超えるか否かについて判定部605が判定する。これにより、カメラ601に作用する加速度が予め設定された範囲を超えたと判定部605が判定した場合には、エレベーターの吊体張力測定装置6によるロープ1の張力の測定を停止させることができる。その結果、エレベーターの吊体張力測定装置6の測定結果に含まれる誤差を低減させることができる。
また、波形抽出部602は、カメラ601が撮影した複数の画像のそれぞれについてロープ1の位置情報を撮影時刻情報と対応させて抽出し、抽出されたロープ1の位置情報および撮影時刻情報を用いて補間波形を生成し、生成された補間波形を等間隔時間でリサンプリングして、ロープ1の振動波形を抽出する。これにより、カメラ601が連続して撮影するサンプリング間隔にばらつきがある場合であっても、測定されたロープ1の振動周波数に含まれる誤差を低減させることができる。
また、波形抽出部602は、カメラ601が撮影した複数の画像のそれぞれについてロープ1の位置情報を撮影時刻情報と対応させて抽出し、抽出されたロープ1の位置情報および撮影時刻情報を用いて補間波形を生成し、生成された補間波形をアップサンプリングして、ロープ1の振動波形を抽出する。これにより、高い分解能でロープ1の振動周波数を測定することができる。
また、加速度センサ604は、周期的な振動をするカメラ601に作用する加速度を測定する。これにより、かご2が周期的に振動する場合に、エレベーターの吊体張力測定装置6によるロープ1の張力の測定を停止させることができる。かご2が周期的に振動した場合には、かご2の振動成分がロープ1に伝達する。この場合に、エレベーターの吊体張力測定装置6によるロープ1の張力の測定を停止させることによって、エレベーターの吊体張力測定装置6の測定結果に含まれる誤差を低減させることができる。
また、加速度センサ604は、インパルス振動をするカメラ601に作用する加速度を測定する。これにより、かご2がインパルス振動をする場合に、エレベーターの吊体張力測定装置6によるロープ1の張力の測定を停止させることができる。ロープ1の張力の測定中に作業者7がエレベーターの吊体張力測定装置6に接触した場合に、波形抽出部602によって抽出されるロープ1の振動波形には、誤差が含まれる。この場合に、エレベーターの吊体張力測定装置6によるロープ1の張力の測定を停止させることによって、エレベーターの吊体張力測定装置6の測定結果に含まれる誤差を低減させることができる。
実施の形態2.
図6は、この発明の実施の形態2に係るエレベーターの吊体張力測定装置を示す構成図である。エレベーターの吊体張力測定装置6は、加速度センサ604の測定結果を用いて、重力方向に対するカメラ601の傾斜角を測定するカメラ傾斜角測定部611を備えている。
図7は、図6の表示部608を示す図である。表示部608には、カメラ傾斜角測定部611の測定結果を用いて水準器612が表示される。作業者7は、表示部608に表示された水準器612を見ながらエレベーターの吊体張力測定装置6をかご2の天井に設置する。
図8は、重力方向に対してカメラ601が傾斜した場合の表示部608を示す図である。重力方向に対してカメラ601が傾斜した場合には、カメラ601が撮影する画像には、ロープ1が重力方向に対して傾斜して配置される。これにより、エレベーターの吊体張力測定装置6の測定結果に誤差が含まれる。したがって、作業者7は、図7に示すように、表示部608に表示された水準器612を見ながらカメラ601の位置およびカメラ601の向く方向を設定する。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
以上説明したように、この発明の実施の形態2に係るエレベーターの吊体張力測定装置6によれば、加速度センサ604の測定結果を用いて、重力方向に対するカメラ601の傾斜角をカメラ傾斜角測定部611が測定する。これにより、波形抽出部602は、重力方向に延びるロープ1の振動波形を高精度に抽出することができる。
実施の形態3.
図9は、この発明の実施の形態3に係るエレベーターの吊体張力測定装置を示す構成図である。エレベーターの吊体張力測定装置6は、複数のロープ1のそれぞれに対応する複数のマーカーを記憶するマーカー記憶部613を備えている。カメラ601は、ロープ1の撮影として、マーカーを撮影する。
図10は、図9の表示部608を示す図である。ロープ1には、マーカー614が取り付けられる。マーカー614は、図示しないクリップを有している。マーカー614は、クリップがロープ1を挟むことによって、ロープ1に容易に取り付けられる。図10では、マーカー614がロープ1に重ねられる構成について示しているが、マーカー614がロープ1に対して横幅方向にずれて配置される構成であってもよい。この場合、カメラ601によって撮影される複数のロープ1が互いに重ねられた状態であっても、カメラ601がマーカー614を撮影することによって、ロープ1の振動を測定することができる。
マーカー614は、白黒の二色により構成されるパターンとなっている。図10には、1つのマーカー614を示しているが、複数のロープ1のそれぞれにマーカー614が取り付けられる。その他の構成は、実施の形態1と同様である。なお、その他の構成として、実施の形態2と同様にしてもよい。
次に、エレベーターの吊体張力測定装置6を用いたロープ1の張力の測定の手順について説明する。図11は、図10の表示部608の変化を示す図である。図11では、複数のロープ1の中から1番目に測定されるロープ1が選択され、選択されたロープ1の振動周波数が測定される様子を示している。まず、図11の(a)に示すように、表示部608には、カメラ601によって撮影されたロープ1の画像が表示される。
その後、作業者7は、図11の(b)に示すように、複数のロープ1の中から1番目に測定されるロープ1にマーカー614を取り付ける。これにより、カメラ601がマーカー614を撮影する。波形抽出部602は、カメラ601が撮影した画像を用いて、測定されるロープ1を特定する。
その後、図11の(c)に示すように、表示部608には、作業者7に対して、測定されるロープ1を振動させる旨のコメントが表示される。これにより、作業者7は、測定されるロープ1を叩いて、測定されるロープ1を振動させる。その他の手順は、実施の形態1と同様である。
以上説明したように、この発明の実施の形態3に係るエレベーターの吊体張力測定装置6によれば、ロープ1に取り付けられるマーカー614をマーカー記憶部613が記憶し、カメラ601は、ロープ1の撮影として、マーカー614を撮影する。これにより、カメラ601に表示されたロープ1と測定対象のロープ1との対応付けを容易にすることができる。また、測定されるロープ1に汚れが付いている場合であっても、ロープ1の張力を確実に測定することができる。
また、マーカー記憶部613に記憶されるマーカー614は、白黒の二色により構成されるパターンである。これにより、波形抽出部602は、照明条件、日照条件の影響を受けにくくなり、ロープ1の振動波形をより確実に抽出することができる。また、波形抽出部602による波形抽出処理は、二値画像処理によって実現される。これにより、画像処理演算の負荷を軽減させることができる。
また、マーカー記憶部613には、複数のロープ1のそれぞれに対応する複数のマーカー614が記憶される。これにより、作業者7が操作部607を操作することなく、測定されるロープ1をエレベーターの吊体張力測定装置6に特定させることができる。
なお、各上記実施の形態では、解析部603がロープ1の振動周波数を算出する構成について説明した。これに対して、解析部603がロープ1の振動周期を算出する構成であってもよい。
また、各上記実施の形態では、カメラ601、波形抽出部602、解析部603、加速度センサ604、制御部606、操作部607および表示部608の全てが同一の筐体内に収納された構成について説明したが、これに限らない。例えば、少なくともカメラ601および加速度センサ604が同一の筐体内に収納され、その他の部材が別の筐体内に収納された構成であってもよい。
1 ロープ、2 かご、3 つり合いおもり、4 巻上機、5 吊車、6 エレベーターの吊体張力測定装置、7 作業者、601 カメラ、602 波形抽出部、603 解析部、604 加速度センサ、605 判定部、606 制御部、607 操作部、608 表示部、609 枠、610 枠、611 カメラ傾斜角測定部、612 水準器、613 マーカー記憶部、614 マーカー。

Claims (11)

  1. エレベーターの吊体に支持されたかごに設けられ、前記吊体を撮影するカメラと、
    前記カメラが撮影した複数の画像を用いて、前記吊体の振動波形を抽出する波形抽出部と、
    抽出された前記吊体の振動波形を用いて、前記吊体の振動周期または前記吊体の振動周波数を算出する解析部と、
    前記カメラに作用する加速度を測定する加速度センサと、
    前記加速度センサの測定結果を用いて、前記カメラに作用する加速度が予め設定された範囲を超えるか否かを判定する判定部と
    前記カメラが撮影した画像に写る複数の前記吊体の中から測定対象とする前記吊体を選択するための操作を受け付ける操作部と、
    前記カメラが撮影した画像と前記吊体の振動周期または前記吊体の振動周波数とを表示する表示部と
    を備え
    前記操作部は、前記表示部に重ねられたタッチパネルから構成されているエレベーターの吊体張力測定装置。
  2. 前記波形抽出部は、前記カメラが撮影した複数の画像のそれぞれについて前記吊体の位置情報を撮影時刻情報と対応させて抽出し、抽出された前記吊体の位置情報および前記撮影時刻情報を用いて補間波形を生成し、生成された前記補間波形を等間隔時間でリサンプリングして、前記吊体の振動波形を抽出する請求項1に記載のエレベーターの吊体張力測定装置。
  3. 前記波形抽出部は、前記カメラが撮影した複数の画像のそれぞれについて前記吊体の位置情報を撮影時刻情報と対応させて抽出し、抽出された前記吊体の位置情報および前記撮影時刻情報を用いて補間波形を生成し、生成された前記補間波形をアップサンプリングして、前記吊体の振動波形を抽出する請求項1に記載のエレベーターの吊体張力測定装置。
  4. 前記解析部は、抽出された前記吊体の振動波形をフーリエ変換して周波数スペクトルを算出し、算出された前記周波数スペクトルを用いて、前記吊体の振動周期または前記吊体の振動周波数を算出する請求項1から請求項3までの何れか一項に記載のエレベーターの吊体張力測定装置。
  5. 前記解析部は、抽出された前記吊体の振動波形の自己相関関数を用いて、前記吊体の振動周期または前記吊体の振動周波数を算出する請求項1から請求項3までの何れか一項に記載のエレベーターの吊体張力測定装置。
  6. 前記加速度センサの測定結果を用いて、重力方向に対する前記カメラの傾斜角を測定するカメラ傾斜角測定部をさらに備えた請求項1から請求項5までの何れか一項に記載のエレベーターの吊体張力測定装置。
  7. 前記加速度センサは、周期的な振動をする前記カメラに作用する加速度を測定する請求項1から請求項6までの何れか一項に記載のエレベーターの吊体張力測定装置。
  8. 前記加速度センサは、インパルス振動をする前記カメラに作用する加速度を測定する請求項1から請求項7までの何れか一項に記載のエレベーターの吊体張力測定装置。
  9. 前記吊体に取り付けられるマーカーを記憶するマーカー記憶部をさらに備え、
    前記カメラは、前記吊体の撮影として、前記マーカーを撮影する請求項1から請求項8までの何れか一項に記載のエレベーターの吊体張力測定装置。
  10. 前記マーカー記憶部に記憶される前記マーカーは、白黒の二色により構成されるパターンである請求項9に記載のエレベーターの吊体張力測定装置。
  11. 前記マーカー記憶部には、複数の前記吊体のそれぞれに対応する複数の前記マーカーが記憶される請求項9または請求項10に記載のエレベーターの吊体張力測定装置。
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