電梯故障診斷裝置、方法以及控制器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電梯故障診斷裝置、方法以及控制器。該電梯故障診斷裝置包括電梯垂直運(yùn)行加速度檢測單元和主控制器，該電梯垂直運(yùn)行加速度檢測單元用于檢測電梯轎廂和/或與電梯轎廂共同垂直運(yùn)行的電梯元件的垂直運(yùn)行的加速度信號。該主控制器連接到所述電梯垂直運(yùn)行加速度檢測單元，用于對電梯垂直進(jìn)行的加速度信號進(jìn)行處理，進(jìn)而判斷電梯制動和/或動力部件的接觸情況。本發(fā)明還公開了一種電梯故障診斷方法以及一種用于電梯故障診斷的控制器。
【專利說明】
電梯故障診斷裝置、方法以及控制器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于電梯測控技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種電梯故障診斷裝置、方法以及 控制器。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，中國已成為世界上電梯保有量最大的國家，而電梯安全問題卻日益突出。據(jù) 國家質(zhì)檢總局統(tǒng)計(jì)，從2003年至今，電梯的安全事故一直在八大類特種設(shè)備中排前三名。據(jù) 統(tǒng)計(jì)，諸多導(dǎo)致電梯安全隱患的因素中，制造質(zhì)量占16%，安裝占24%，而保養(yǎng)和使用問題 高達(dá)60%?，F(xiàn)在的電梯檢修系統(tǒng)，需要在出現(xiàn)故障后，由檢修人員到現(xiàn)場進(jìn)行故障判斷解 決。而由于電梯故障多樣和地域限制，并不能快捷、高效地發(fā)現(xiàn)和解決問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 較新型號的電梯在出廠時(shí)可能安裝有傳感器，這些傳感器能夠檢測電梯運(yùn)行過程 中的參數(shù)，并輸出所檢測的參數(shù)以供電梯的操作維護(hù)人員判斷電梯是否存在故障。但是，所 檢測的參數(shù)以及輸出這些參數(shù)的方式等與電梯的結(jié)構(gòu)、原理等有關(guān)，不同的電梯廠商甚至 不同的電梯型號可能采用不同的參數(shù)。而且，大量的老式電梯甚至根本無法提供這樣的參 數(shù)。這使得監(jiān)督電梯的運(yùn)行狀態(tài)以及在發(fā)生事故后判斷事故原因等非常不便。
[0004]由于長時(shí)間使用，電梯的制動部件制動后電梯容易出現(xiàn)"剎車剎不住"、"溜車"以 及動力部件在拽引轎廂的過程中容易出現(xiàn)"鋼絲繩打滑"、"溜車"、"沖頂"、"蹲底"等現(xiàn)象， 嚴(yán)重威脅到乘坐者的人身和財(cái)產(chǎn)安全。電梯維護(hù)人員很難在這樣的現(xiàn)象甚至事故發(fā)生前發(fā) 現(xiàn)制動部件與動力部件的異常。
[0005] 本發(fā)明提供了一種電梯故障診斷裝置、方法以及控制器。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種電梯故障診斷裝置，該電梯故障診斷裝置包括 電梯垂直運(yùn)行加速度檢測單元和主控制器，該電梯垂直運(yùn)行加速度檢測單元用于檢測電梯 轎廂和/或與電梯轎廂共同垂直運(yùn)行的電梯元件的垂直運(yùn)行的加速度信號。該主控制器連 接到所述電梯垂直運(yùn)行加速度檢測單元，用于對電梯垂直進(jìn)行的加速度信號進(jìn)行處理，進(jìn) 而判斷電梯制動和/或動力部件的接觸情況。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電梯故障診斷方法，包括檢測電梯轎廂和/或 與電梯轎廂共同垂直運(yùn)行的電梯元件的垂直運(yùn)行的加速度信號。對檢測的電梯垂直運(yùn)行的 加速度信號進(jìn)行處理，進(jìn)而判斷電梯制動和/或動力部件的接觸情況，并且將判斷結(jié)果發(fā)送 給顯示單元。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于電梯故障診斷的控制器，包括接收裝置、 處理裝置和判斷裝置，該接收裝置用于接收電梯轎廂和/或與電梯轎廂共同垂直運(yùn)行的電 梯元件的垂直運(yùn)行的加速度信號。該處理裝置連接到所述接收裝置，用于電梯垂直進(jìn)行的 加速度信號進(jìn)行處理。該判斷裝置連接到所述處理裝置，用于根據(jù)所述處理的結(jié)果判斷電 梯制動和/或動力部件是否出現(xiàn)異常接觸的故障情況。
[0009]該診斷裝置、方法與控制器能夠便于維護(hù)人員對電梯故障的定位和解決;并且能 分析電梯監(jiān)視的各部分實(shí)時(shí)狀態(tài)而預(yù)測故障的發(fā)生，提出維修警告，從而將電梯的重大故 障防患于未然。
【附圖說明】
[0010]通過參考附圖會更加清楚地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，附圖是示意性的而不應(yīng)理 解為對本發(fā)明進(jìn)行任何限制，在附圖中：
[0011]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的電梯故障診斷裝置的一個(gè)實(shí)施例的框圖；
[0012] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的電梯故障診斷方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
[0013] 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的用于電梯故障診斷的控制器的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的各個(gè)方面的特征和示例性實(shí)施例。在下面的詳細(xì)描述 中，提出了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對本發(fā)明的全面理解。但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說 很明顯的是，本發(fā)明可以在不需要這些具體細(xì)節(jié)中的一些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。下面對實(shí)施 例的描述僅僅是為了通過示出本發(fā)明的示例來提供對本發(fā)明的更好的理解。本發(fā)明決不限 于下面所提出的任何具體配置和方法，而是在不脫離本發(fā)明的精神的前提下覆蓋了元素、 部件和算法的任何修改、替換和改進(jìn)。在附圖和下面的描述中，沒有示出公知的結(jié)構(gòu)和技 術(shù)，以便避免對本發(fā)明造成不必要的模糊。
[0015] 下面結(jié)合附圖，詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電梯故障診斷裝置、方法以及控制 器。
[0016] 圖1示出根據(jù)本發(fā)明的電梯故障診斷裝置的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
[0017] 如圖1所示，該電梯故障診斷裝置可以包括電梯垂直運(yùn)行加速度檢測單元112和主 控制器108,該電梯垂直運(yùn)行加速度檢測單元112可以用于檢測電梯垂直運(yùn)行的加速度信 號，電梯垂直運(yùn)行的加速度信號可以理解為電梯上下運(yùn)行的加速度信號。該主控制器可以 連接到該電梯垂直運(yùn)行加速度檢測單元112,可以用于對電梯垂直進(jìn)行的加速度信號進(jìn)行 處理，進(jìn)而可以判斷電梯制動和/或動力部件的接觸情況，這里的接觸情況可以理解為電梯 制動和/或動力部件的磨損和潤滑情況。在一個(gè)實(shí)施例中，該裝置可以包括有顯示單元110， 主控制器108可以將將判斷結(jié)果發(fā)送給顯示單元。顯示單元110可以用于顯示該主控制器 108發(fā)來的判斷結(jié)果。主控制器108可以設(shè)置在電梯轎廂的內(nèi)部或外部，也可以設(shè)置在電梯 安裝間中，還可以相對于電梯位于遠(yuǎn)程，例如設(shè)置在電梯的監(jiān)控室中。
[0018] 在一種實(shí)施例中，根據(jù)需要，監(jiān)控室中還可以設(shè)置存儲單元109、報(bào)警單元111等。 主控制器108在判斷結(jié)果超出運(yùn)行質(zhì)量閾值時(shí)，可以向報(bào)警單元111發(fā)出報(bào)警信號，以由報(bào) 警單元111通知電梯的操作維護(hù)人員。存儲單元109可以隨時(shí)間存儲主控制器108的判斷結(jié) 果，以提供關(guān)于電梯運(yùn)行質(zhì)量的長期統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，主控制器108通過無 線通信的方式與遠(yuǎn)程服務(wù)器上的報(bào)警單元111、顯示單元110、存儲單元109相連接，從而能 夠便于維護(hù)人員對電梯故障的定位和解決;并且能分析電梯監(jiān)視的電梯制動和/或動力部 件的磨損和潤滑情況而預(yù)測故障的發(fā)生，提出維修警告，從而將電梯的重大故障防患于未 然。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施例中，該電梯垂直運(yùn)行加速度檢測單元112可以包括加速度振動傳感 器，該加速度振動傳感器用于檢測電梯轎廂和/或與電梯轎廂共同垂直運(yùn)行的電梯元件的 垂直運(yùn)行的加速度，這里的加速度振動傳感器可以設(shè)置在轎廂或者與轎廂共同垂直運(yùn)行的 任何電梯元件上，比如可以設(shè)置在轎廂內(nèi)、轎廂外壁、與轎廂共同做垂直運(yùn)動的拽引系統(tǒng)、 電梯電器控制系統(tǒng)、電梯導(dǎo)向系統(tǒng)等位置處，在這些位置測量的加速度結(jié)果都可認(rèn)為是電 梯垂直運(yùn)行加速度。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，該主控制器可以用于通過電梯的垂直進(jìn)行的加速度獲得動力部 件之間的摩擦系數(shù)。這里的動力部件之間的摩擦系數(shù)可以是曳引輪的繩槽與曳引鋼絲繩之 前的摩擦系數(shù)。由于電梯在運(yùn)行過程中，電動機(jī)轉(zhuǎn)動時(shí)由于曳引輪的繩槽與曳引鋼絲繩之 間的摩擦力（之后簡寫為動力摩擦力），帶動鋼絲繩使轎廂與對重作相對運(yùn)動，轎廂在井道 中沿導(dǎo)軌上下運(yùn)行。該摩擦力F = Ma，其中a是轎廂垂直運(yùn)行的加速度。Μ是等效的轎廂等垂 直方向運(yùn)行物體的總質(zhì)量。因此，電梯的垂直運(yùn)行加速度a與動力摩擦力F息息相關(guān)。當(dāng)動力 摩擦力F不穩(wěn)定，例如，時(shí)大時(shí)小或者偏大偏小，則轎廂的垂直運(yùn)行加速度相對電梯正常狀 態(tài)下的加速度也會時(shí)大時(shí)小或者偏大偏小。而動力摩擦力F=yF N。其中μ是曳引輪的繩槽與 曳引鋼絲繩的摩擦系數(shù)，取決于鋼絲繩和曳引輪的表面材質(zhì)及磨損、潤滑等情況，F(xiàn)n為電動 機(jī)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的牽引力。在電動機(jī)正常通電轉(zhuǎn)動下，可認(rèn)為Fn值是正常。則動力摩擦力F的異 常是由于μ的異常引起。實(shí)際上，電梯在使用時(shí)，鋼絲繩與曳引輪會產(chǎn)生磨損，或者潤滑脂過 多，需要及時(shí)維護(hù)。當(dāng)鋼絲繩與曳引輪表面磨損導(dǎo)致μ值變大，則轎廂的垂直運(yùn)行加速度a會 變大；相反，若μ值變小，則轎廂的垂直運(yùn)行加速度a會變小。嚴(yán)重情況下，會出現(xiàn)"鋼絲繩打 滑"、"溜車"、"沖頂"、"蹲底"等現(xiàn)象，因此，可通過實(shí)時(shí)監(jiān)測轎廂的垂直運(yùn)行加速度a反推出 μ值的大小，從而可對曳引輪的繩槽與曳引鋼絲繩的摩擦系數(shù)即磨損或者潤滑情況進(jìn)行檢 測，防患于未然。
[0021] 在一個(gè)實(shí)施例中，在電梯正常運(yùn)行時(shí)，可以認(rèn)為轎廂運(yùn)行的有用摩擦力即這里的 動力摩擦力F完全取決于曳引輪的繩槽與曳引鋼絲繩之間的摩擦力?？梢詫﹄娞荽怪边\(yùn)行 加速度傳感器測得的轎廂垂直運(yùn)行加速度a信號進(jìn)行濾波，去除加速度振動傳感器測得的 信號中不具有加速度信息的初始直流偏置，可得到較純凈的加速度信號。在一個(gè)示例中，還 可對電梯垂直運(yùn)行加速度a預(yù)設(shè)一個(gè)經(jīng)驗(yàn)閾值，該經(jīng)驗(yàn)閾值例如可以對電梯正常運(yùn)行狀態(tài) 下的轎廂垂直運(yùn)行加速度a提取最大/小幅值/均值經(jīng)驗(yàn)值范圍;變化趨勢，如a從最小值(約 為〇)升到最大值(或反向最大值)的時(shí)長或斜率，或最大值(或反向最大值)降到最小值的時(shí) 長或斜率;波形平滑度(或信號抖動程度)等信號特征值。在實(shí)時(shí)監(jiān)測轎廂的垂直運(yùn)行加速 度a的同時(shí)，也實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前加速度的幅值、變化趨勢和波形平滑度等相關(guān)信號特征值，與 存儲的相應(yīng)波形參數(shù)經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行一一比對。當(dāng)發(fā)現(xiàn)加速度a幅值超出經(jīng)驗(yàn)值閾值范圍，或者 波形平滑度差、變化趨勢異常時(shí)，主控制器108向報(bào)警單元111發(fā)出報(bào)警信號，通知報(bào)警單元 111進(jìn)行報(bào)警，提示維修人員和乘客。此外，根據(jù)一種實(shí)施例，所述的電梯故障診斷裝置可以 包括相對于電梯位于遠(yuǎn)程的終端，該終端可以包括所述存儲、顯示單元以及報(bào)警單元，從而 可以在出現(xiàn)"鋼絲繩打滑"、"溜車"、"沖頂"、"蹲底"等現(xiàn)象發(fā)生前提出預(yù)警，提示檢查曳引 輪的繩槽與曳引鋼絲繩的磨損或者潤滑情況。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施例中，該主控制器可以用于通過電梯的垂直進(jìn)行的加速度獲得制動瓦 塊與曳引輪之間的摩擦系數(shù)，電梯剎車正常情況下，等電梯已經(jīng)減速至零速，斷開抱閘制動 器和電動機(jī)電源，然后斷開運(yùn)行接觸器。此時(shí)完全依靠制動彈簧的作用下使制動瓦塊將曳 引輪抱住。而根據(jù)電梯曳引機(jī)結(jié)構(gòu)，合閘所受合力即有用摩擦力=摩擦系數(shù)*(彈簧彈力-阻 力）。抱閘抱住曳引輪的靜摩擦力為^ = yiFN1 =Mg，其中yi是制動瓦塊與曳引輪之間的摩擦 系數(shù)，F(xiàn)N1為制動瓦塊壓力，Μ是等效的轎廂等垂直方向運(yùn)行物體的總質(zhì)量，g是重力加速度。 摩擦系數(shù)以:與制動瓦塊與曳引輪的表面材質(zhì)及磨損、潤滑情況等有關(guān)系。當(dāng)摩擦系數(shù)以:減 小，使得摩擦力F N1小于等效的轎廂等垂直方向運(yùn)行物體的總重力，則會出現(xiàn)"剎車剎不住"、 "溜車"情況，即轎廂在抱閘合閘情況下還會在垂直方向運(yùn)行，即轎廂的加速度a不為0。因 此，可以通過電梯垂直運(yùn)行的加速度a來判斷制動瓦塊與曳引輪的磨損、潤滑情況。
[0023] 在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)電梯剎車的情況下，可以對電梯垂直運(yùn)行加速度傳感器測得 的轎廂垂直運(yùn)行加速度a信號進(jìn)行濾波，去除加速度振動傳感器測得的信號中不具有加速 度信息的初始直流偏置，可得到較純凈的加速度信號。在一個(gè)示例中，還可對電梯垂直運(yùn)行 加速度a預(yù)設(shè)一個(gè)經(jīng)驗(yàn)閾值，該經(jīng)驗(yàn)閾值例如可以對電梯正常運(yùn)行狀態(tài)下的轎廂垂直運(yùn)行 加速度a提取最大/小幅值/均值經(jīng)驗(yàn)值范圍；變化趨勢，如a從最小值(約為0)升到最大值 (或反向最大值）的時(shí)長或斜率，或最大值(或反向最大值)降到最小值的時(shí)長或斜率;波形 平滑度(或信號抖動程度)等信號特征值。在實(shí)時(shí)監(jiān)測轎廂的垂直運(yùn)行加速度a的同時(shí)，也實(shí) 時(shí)計(jì)算當(dāng)前加速度的幅值、變化趨勢和波形平滑度等相關(guān)信號特征值，與存儲的相應(yīng)波形 參數(shù)經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行一一比對。當(dāng)發(fā)現(xiàn)加速度a幅值超出經(jīng)驗(yàn)值閾值范圍，或者波形平滑度差、 變化趨勢異常時(shí)，主控制器108向報(bào)警單元111發(fā)出報(bào)警信號，通知報(bào)警單元111進(jìn)行報(bào)警， 提示維修人員和乘客。此外，根據(jù)一種實(shí)施例，所述的電梯故障診斷裝置可以包括相對于電 梯位于遠(yuǎn)程的終端，該終端可以包括所述存儲、顯示單元以及報(bào)警單元，從而可以在出現(xiàn) "剎車剎不住"、"溜車"等現(xiàn)象發(fā)生前提出預(yù)警，提示檢查制動瓦塊與曳引輪的磨損或者潤 滑情況。
[0024] 在一個(gè)實(shí)施例中，電梯處于運(yùn)行狀態(tài)還是剎車停止?fàn)顟B(tài)可以通過多種方式進(jìn)行判 斷。在一個(gè)示例中，該裝置還可以包括電梯開合閘檢測單元，該電梯抱閘開合閘檢測單元用 于檢測電梯抱閘開合閘狀態(tài)，在一個(gè)示例中主控制器可以根據(jù)電梯抱閘開合閘狀態(tài)判斷電 梯的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)電梯抱閘開閘時(shí)可以認(rèn)為電梯在正常運(yùn)行，則主控制器選擇判斷曳引輪 的繩槽與曳引鋼絲繩的磨損和潤滑情況，例如曳引輪的繩槽與曳引鋼絲繩之間的摩擦系 數(shù)。當(dāng)電梯抱閘合閘時(shí)，選擇判斷電梯制動和動力部件中的一者對磨損和潤滑情況進(jìn)行判 斷制動瓦塊與曳引輪之間的摩擦系數(shù)。
[0025] 在一個(gè)實(shí)施例中，該裝置還可以包括抱閘剎車運(yùn)行檢測單元，用于檢測抱閘動作 的振動信號。該抱閘動作的振動信號包括左右抱閘的開/合閘動作振動信號。加速度傳感器 可以檢測左右抱閘的開/合閘動作的加速度。主控制器108可以從左右抱閘的開/合閘動作 的振動信號提取出左右抱閘的開/合閘動作的起始時(shí)刻tQL、tQR、4、和停止時(shí)刻t1L、 ^^^.、^還可以計(jì)算開/合閘動作信號的脈寬么七^么七匕厶^^^厶廣以例如通過八乜 = t1L-tQL等）。主控制器108可判斷左右抱閘開/合閘動作是否存在時(shí)延。抱閘動作延時(shí)時(shí)間 是給電動機(jī)扭矩后打開抱閘的延時(shí)時(shí)間，電梯抱閘的作用是當(dāng)電梯轎廂處于靜止且馬達(dá)處 于失電狀態(tài)下防止電梯再移動的機(jī)電裝置。在某些控制形式中，它會在馬達(dá)斷電時(shí)剎住電 梯。它的控制方式一般是得電時(shí)抱閘松開，失電時(shí)抱閘抱緊。如上所述，抱閘剎車運(yùn)行檢測 單元101通過提取出左右抱閘的開/合閘動作的起始時(shí)刻tQL、tQR、d、^.和停止時(shí)刻t 1L、 tiR、^、Γ:，從而有效判斷電梯的左右抱閘的開/合閘動作的動作是否一致，抱閘動作是 否存在時(shí)延，并針對以上結(jié)果及時(shí)對電梯是否需要維護(hù)進(jìn)行預(yù)判，提高電梯的安全性和電 梯維保的時(shí)效性。
[0026]在一種實(shí)施例中，根據(jù)加速度振動傳感器檢測到的開/合閘動作的加速度ai，可知 抱閘抱住滑輪的有用摩擦力為Fc = yFb = ymai，其中μ是曳引輪的繩槽曳引鋼絲繩的摩擦系 數(shù)，F(xiàn)b為抱閘壓力，m為抱閘的質(zhì)量。而根據(jù)電梯曳引機(jī)結(jié)構(gòu)，開閘所受合力即有用摩擦力= 摩擦系數(shù)*(制動力-彈簧彈力-阻力），合閘所受合力即有用摩擦力=摩擦系數(shù)*(彈簧彈力-阻力）。因?yàn)樯鲜街匈|(zhì)量m保持不變，摩擦系數(shù)μ與鋼絲繩和曳引輪的表面材質(zhì)有關(guān)系，當(dāng)二 者未發(fā)生磨損時(shí)，μ可認(rèn)為保持不變;因此F。的變化可轉(zhuǎn)化為加速度m的變化。
[0027]設(shè)加速度傳感器輸出加速度信號為fT(t)，fT(t)的傅里葉變換為FT( ω )，根據(jù)帕塞 瓦爾定理，fT(t)的能量
其中，G(f) = |Ft( ω ) |2稱為 能量譜密度。
[0028]
[0029]
[0030] 因此對所測加速度值，可通過例如傅里葉變換方式求積分，獲得能量譜密度。
[0031] 根據(jù)左右開/合閘的脈寬、能量譜密度是否正常，可以判斷抱閘壓力是否正常，得 到抱閘剎車運(yùn)行質(zhì)量。并可以根據(jù)以上結(jié)果及時(shí)對電梯是否需要維護(hù)進(jìn)行預(yù)判，提高電梯 的安全性能。在一個(gè)示例中，對電梯處于運(yùn)行狀態(tài)還是剎車停止?fàn)顟B(tài)的判斷中，電梯開合閘 檢測單元也可以采用抱閘剎車運(yùn)行檢測單元中的加速度振動傳感器來進(jìn)行判斷。
[0032] 在一個(gè)實(shí)施例中，電梯故障診斷裝置還包括轎廂垂直運(yùn)行檢測單元106,所述轎廂 垂直運(yùn)行檢測單元106用于采集電梯轎廂的垂直運(yùn)行速度，電梯轎廂的垂直運(yùn)行速度可以 理解為電梯轎廂的上下運(yùn)行速度。廂垂直運(yùn)行檢測單元可以設(shè)置在轎廂內(nèi)外也可以設(shè)置在 與轎廂共同做垂直運(yùn)動的電梯部件上，比如可以設(shè)置在轎廂內(nèi)、轎廂外壁、與轎廂共同做垂 直運(yùn)動的拽引系統(tǒng)、電梯電器控制系統(tǒng)、電梯導(dǎo)向系統(tǒng)等位置處，在這些位置測量的加速度 結(jié)果都可認(rèn)為是轎廂垂直運(yùn)行速度。可以對轎廂垂直運(yùn)行信號設(shè)置安全維護(hù)閾值和預(yù)警閾 值，若維護(hù)期間，轎廂的垂直運(yùn)行速度超出安全維護(hù)閾值，則提出警報(bào)，例如主控制器108可 以向報(bào)警單元111發(fā)出報(bào)警信號；若電梯正常運(yùn)行期間，轎廂的垂直運(yùn)行速度超出預(yù)警閾 值，速度過快或過慢，則提出警報(bào)，例如主控制器108向報(bào)警單元111發(fā)出報(bào)警信號，提醒維 保人員需進(jìn)行維護(hù)。
[0033] 在一個(gè)實(shí)施例中，電梯故障診斷裝置還包括電梯門鎖回路檢測單元102,所述電梯 門鎖回路檢測單元102被設(shè)置為串聯(lián)或并聯(lián)在門鎖回路中，用于測量門鎖回路的電阻值。在 主控制器中可以對轎廂運(yùn)行中門鎖回路的電阻值設(shè)置預(yù)警閾值和安全閾值，所述的主控制 器108對電梯門鎖回路檢測單元102檢測的結(jié)果與所述的預(yù)警閾值和安全閾值進(jìn)行比較，并 將結(jié)果發(fā)送給存儲與顯示單元109、110,當(dāng)回路電阻值超過預(yù)警閾值時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號，提 示回路開關(guān)可能磨損、灰塵過多等原因，維保人員需進(jìn)行保養(yǎng)，當(dāng)回路電阻值無窮大時(shí)，則 回路開關(guān)損壞，轎廂無法運(yùn)行，維保人員需進(jìn)行維修；當(dāng)回路電阻值屬于安全閾值時(shí)，結(jié)合 轎廂運(yùn)行速度，當(dāng)轎廂運(yùn)行速度超出維修速度(維修速度通常是個(gè)很低的速度，表明電梯處 在維修狀態(tài))時(shí)，主控制器108向報(bào)警單元111發(fā)出報(bào)警信號，通知報(bào)警單元111進(jìn)行報(bào)警，提 示維修人員和乘客。在一個(gè)實(shí)施例中，為了更安全起見，電梯門鎖回路檢測單元102被串聯(lián) 在門鎖回路中，而不選擇并聯(lián)方式，防止測量單元自身損壞引起的短路。
[0034] 在一個(gè)實(shí)施例中，電梯故障診斷裝置還包括電梯安全回路檢測單元103,所述電梯 安全回路檢測單元103被設(shè)置為串聯(lián)或并聯(lián)在安全回路中，用于測量安全回路的電阻值。主 控制器中可以對轎廂運(yùn)行中安全回路的電阻值設(shè)置預(yù)警閾值和安全閾值，所述的主控制器 108對電梯安全回路檢測單元103檢測的結(jié)果與所述的預(yù)警閾值和安全閾值進(jìn)行比較，并可 以將結(jié)果發(fā)送給存儲與顯示單元109、110,當(dāng)回路電阻值超過預(yù)警閾值時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號， 提示回路開關(guān)可能磨損、灰塵過多等原因，維保人員需進(jìn)行保養(yǎng)，當(dāng)回路電阻值無窮大時(shí)， 則回路開關(guān)損壞，轎廂無法運(yùn)行，維保人員需進(jìn)行維修；當(dāng)回路電阻值屬于安全閾值時(shí)，結(jié) 合轎廂運(yùn)行速度，當(dāng)轎廂運(yùn)行速度超出維修速度時(shí)，主控制器108向報(bào)警單元111發(fā)出報(bào)警 信號，通知報(bào)警單元111進(jìn)行報(bào)警，提示維修人員和乘客。此外，根據(jù)一種實(shí)施例，所述的電 梯故障診斷裝置可以包括相對于電梯位于遠(yuǎn)程的終端，該終端可以包括所述存儲、顯示單 元以及報(bào)警單元，從而可以對電梯的安全回路進(jìn)行遠(yuǎn)程的監(jiān)控。在一個(gè)實(shí)施例中，電梯安全 回路檢測單元103串聯(lián)在安全回路中，而不選擇并聯(lián)方式，防止測量單元自身損壞引起的短 路。
[0035] 在一個(gè)實(shí)施例中，電梯故障診斷裝置還包括電梯異響檢測單元104,所述電梯異響 檢測單元104用于采集電梯運(yùn)行期間產(chǎn)生的音頻信號，所述電梯異響檢測單元例如可以設(shè) 置在轎廂的外部。在一個(gè)實(shí)施例中，所述的電梯異響檢測單元可以設(shè)置在轎廂外部的頂部 和/或電梯井道內(nèi)部。
[0036] 在一個(gè)實(shí)施例中，主控制器108對音頻信號進(jìn)行分離和提取，剔除無用音頻信號的 干擾。音頻信號是帶有語音、音樂和音效的有規(guī)律的聲波的頻率、幅度變化結(jié)果載體。根據(jù) 聲波的特征，可把音頻結(jié)果分類為規(guī)則音頻和不規(guī)則聲音。其中規(guī)則音頻又可以分為語音、 音樂和音效。規(guī)則音頻是一種連續(xù)變化的模擬信號，可用一條連續(xù)的曲線來表示，稱為聲 波。聲音的三個(gè)要素是音調(diào)、音強(qiáng)和音色。聲波或正弦波有三個(gè)重要參數(shù):頻率ω〇、幅度An 和相位如，這也就決定了音頻信號的特征?？梢愿鶕?jù)音頻信號的特征利用現(xiàn)有的音頻分離 設(shè)備剔除檢測到的音頻信號的無用音頻例如風(fēng)和人引起的聲音;并且，實(shí)時(shí)計(jì)算聲音聲強(qiáng)。 當(dāng)聲強(qiáng)超過設(shè)定閾值，提出預(yù)警;并且對音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、診斷和分析，檢查電梯部件是 否磨損和異物阻礙等異常。并針對以上結(jié)果及時(shí)對電梯是否需要維護(hù)進(jìn)行預(yù)判，防患于未 然。
[0037] 在一個(gè)實(shí)施例中，電梯故障診斷裝置還包括電梯轎廂的晃動檢測單元105,所述電 梯轎廂的晃動檢測單元105用于采集電梯轎廂的水平振動信號。在一個(gè)實(shí)施例中，主控制器 108對電梯轎廂的晃動檢測單元105檢測的結(jié)果與設(shè)定的經(jīng)驗(yàn)閾值進(jìn)行比較，并將結(jié)果發(fā)送 給存儲與顯示單元109、110,當(dāng)水平振動信號超出閾值范圍時(shí)，說明導(dǎo)靴磨損、導(dǎo)軌不垂直 等水平晃動相關(guān)設(shè)備異常。導(dǎo)靴是電梯導(dǎo)軌與轎廂之間的可以滑動的部件，例如尼龍塊，它 可以將轎廂固定在導(dǎo)軌上，讓轎廂只可以上下移動。導(dǎo)靴上部還可以有油杯，減少靴襯與導(dǎo) 軌的摩擦力。導(dǎo)靴磨損會導(dǎo)致電梯的水平晃動，嚴(yán)重威脅電梯的使用安全，維保人員需進(jìn)行 維護(hù)。主控制器108向報(bào)警單元111發(fā)出報(bào)警信號，通知報(bào)警單元111進(jìn)行報(bào)警。
[0038]在一個(gè)實(shí)施例中，電梯故障診斷裝置還包括樓層平層檢測單元108,所述樓層平層 檢測單元108例如通過電梯平層開關(guān)和轉(zhuǎn)速脈沖測量電梯轎廂平層結(jié)果。在一個(gè)實(shí)施例中， 主控制器108對電梯樓層平層檢測單元108檢測的結(jié)果與設(shè)定的經(jīng)驗(yàn)閾值進(jìn)行比較，主控制 器108向報(bào)警單元111發(fā)出報(bào)警信號，通知報(bào)警單元111進(jìn)行報(bào)警。
[0039]根據(jù)本申請各種實(shí)施例的電梯故障診斷裝置能夠快速診斷電梯故障的位置及問 題，便于維護(hù)人員高效解決問題和保護(hù)乘梯人和設(shè)備的安全;并且，對未發(fā)生故障提出預(yù) 警，減少電梯事故的發(fā)生。根據(jù)各種實(shí)施例的電梯故障診斷裝置對于不同廠商、不同型號的 電梯都可以適用，而且能夠加裝到老式電梯上，從而允許監(jiān)管部門或第三方更好地監(jiān)管電 梯的運(yùn)行狀態(tài)和確定事故責(zé)任。
[0040] 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的電梯故障診斷方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。根據(jù)該實(shí)施例 的方法可以包括:在步驟s201中，檢測電梯垂直運(yùn)行的加速度信號。在步驟s202中，對檢測 的電梯垂直運(yùn)行的加速度信號進(jìn)行處理，進(jìn)而判斷電梯制動和/或動力部件的接觸情況，這 里的接觸情況可以理解為電梯制動和/或動力部件的磨損和潤滑情況。在一個(gè)示例中，步驟 s202還可以包括將判斷結(jié)果發(fā)送給顯示單元進(jìn)行顯示。通過上述步驟，可以有效判斷電梯 制動和/或動力部件的磨損和潤滑情況，并針對以上結(jié)果及時(shí)進(jìn)行電梯的維護(hù)，提高電梯的 安全性，防患于未然。
[0041] 根據(jù)一種實(shí)施例，該方法檢測的電梯垂直運(yùn)行加速度信號可以是電梯轎廂和/或 與電梯轎廂共同垂直運(yùn)行的電梯元件的垂直運(yùn)行的加速度。這里的垂直運(yùn)行的加速度可以 是轎廂或者與轎廂共同垂直運(yùn)行的任何電梯元件上的垂直運(yùn)行的加速度，比如可以檢測在 轎廂內(nèi)、轎廂外壁、與轎廂共同做垂直運(yùn)動的拽引系統(tǒng)、電梯電器控制系統(tǒng)、電梯導(dǎo)向系統(tǒng) 等位置處的垂直運(yùn)行的加速度，在這些位置測量的加速度結(jié)果都可認(rèn)為是電梯垂直運(yùn)行加 速度。
[0042] 在一個(gè)實(shí)施例中，該方法可以通過檢測電梯的垂直進(jìn)行的加速度獲得動力部件之 間的摩擦系數(shù)。這里的動力部件之間的摩擦系數(shù)可以是曳引輪的繩槽與曳引鋼絲繩之前的 摩擦系數(shù)。在一個(gè)示例中，該方法可以通過檢測電梯的垂直進(jìn)行的加速度獲得制動部件之 間的摩擦系數(shù)。這里的，制動部件之間的摩擦系數(shù)可以是制動瓦塊與曳引輪之間的摩擦系 數(shù)，進(jìn)而判斷曳引輪的繩槽與曳引鋼絲繩的磨損和潤滑情況。在一個(gè)示例中，在電梯正常垂 直運(yùn)行的情況下，可以通過垂直進(jìn)行的加速度判斷曳引輪的繩槽與曳引鋼絲繩之前的摩擦 系數(shù)。在電梯剎車停止的情況下，可以通過垂直進(jìn)行的加速度判斷制動瓦塊與曳引輪之間 的摩擦系數(shù)進(jìn)而判斷制動瓦塊與曳引輪的磨損和潤滑情況。
[0043] 在一個(gè)實(shí)施例中，該方法可以通過多種方式進(jìn)行判斷電梯處于運(yùn)行狀態(tài)還是剎車 停止?fàn)顟B(tài)。在一個(gè)示例中，可以通過檢測電梯開合閘狀態(tài)來判斷電梯處于剎車停止?fàn)顟B(tài)還 是垂直運(yùn)行狀態(tài)。進(jìn)而考慮判斷制動瓦塊與曳引輪之間的摩擦系數(shù)還是曳引輪的繩槽與曳 引鋼絲繩的摩擦系數(shù)。
[0044] 在一個(gè)實(shí)施例中，分別測量、電梯門鎖回路電阻值、電梯安全回路電阻值、抱閘動 作的振動信號、電梯異響的音量與頻率、水平振動信號、電梯轎廂的實(shí)時(shí)上下運(yùn)行速度和樓 層平層信號的結(jié)果，并將所述結(jié)果和\或主控制器計(jì)算后的結(jié)果與預(yù)設(shè)閾值進(jìn)行比較，當(dāng)信 號超出閾值時(shí)發(fā)出報(bào)警信號進(jìn)行報(bào)警，可以對電梯的各類情況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，該實(shí)施例中 的電梯故障診斷方法能夠快速診斷電梯故障的位置及問題，便于維護(hù)人員高效解決問題和 保護(hù)乘梯人和設(shè)備的安全;并且，對未發(fā)生故障提出預(yù)警，減少電梯事故的發(fā)生。
[0045] 圖3示出了根據(jù)一種實(shí)施例，用于電梯故障診斷的控制器300的示例性結(jié)構(gòu)。控制 器300可以作為圖1中的總控制器108。如圖3所示，控制器300可以包括接收裝置310、處理裝 置320和判斷裝置330。接收裝置310可以用于接收電梯垂直運(yùn)行的加速度信號。處理裝置 320連接到接收裝置310,可以用于對電梯垂直進(jìn)行的加速度信號進(jìn)行處理。判斷裝置330連 接到處理裝置320,可以用于根據(jù)該處理的結(jié)果判斷電梯制動和/或動力部件是否出現(xiàn)異常 接觸的情況，這里的接觸情況可以理解為電梯制動和/或動力部件的磨損和潤滑情況。這里 可以結(jié)合圖1所示對該電梯故障診斷的控制器300進(jìn)行描述，接收裝置310接收的電梯垂直 進(jìn)行的加速度信號可以包括電梯轎廂和/或與電梯轎廂共同垂直運(yùn)行的電梯元件的垂直運(yùn) 行的加速度，該處理裝置320可以用于根據(jù)電梯轎廂和/或與電梯轎廂共同垂直運(yùn)行的電梯 元件的垂直運(yùn)行的加速度獲得電梯制動和/或動力部件之間的摩擦系數(shù)。在一個(gè)示例中，處 理裝置320可以接收電梯的垂直運(yùn)行狀態(tài)信號，并發(fā)送給判斷裝置330,判斷裝置330可以通 過接收到的電梯的垂直運(yùn)行狀態(tài)信號判斷電梯現(xiàn)在所處的運(yùn)行狀態(tài)是垂直運(yùn)行中還是剎 車停止中，處理裝置320根據(jù)判斷結(jié)果選擇電梯制動和動力部件中的一者對磨損和潤滑情 況進(jìn)行判斷。在一個(gè)示例中，垂直運(yùn)行狀態(tài)信號可以是電梯抱閘開合閘狀態(tài)信號，處理裝置 320根據(jù)電梯抱閘開閘判斷結(jié)果選擇電梯制動和動力部件中的一者對磨損和潤滑情況。判 斷結(jié)果可以例如通過有線或無線的方式發(fā)送給遠(yuǎn)程的監(jiān)視終端，用于顯示、存儲或報(bào)警的 目的。
[0046] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，控制器300可以使用軟件、硬件和/或固件的方式來實(shí) 現(xiàn)。例如，在一種實(shí)施例中，控制器300可以在信息處理設(shè)備中通過程序指令來實(shí)現(xiàn)，這些程 序指令可以被存儲在該信息處理設(shè)備的非易失性存儲器中，并且在由該信息處理設(shè)備的一 個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)使該信息處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的接收裝置、處理裝置和判斷裝置。這 些程序指令可以被包含在以源代碼、目標(biāo)代碼、中間代碼等形式存在并能夠以編譯或解釋 方式執(zhí)行的可執(zhí)行文件或APP中。在另一種實(shí)施例中，控制器300可以由硬連線電路實(shí)現(xiàn)，其 中的接收裝置、處理裝置和判斷裝置可以是彼此分立并連接的電路，也可以集成在一起。
[0047] 應(yīng)當(dāng)注意，在權(quán)利要求中，單詞"包含"或"包括"并不排除存在未列在權(quán)利要求中 的元件或組件。位于元件或組件之前的冠詞"一"或"一個(gè)"也并不排除存在多個(gè)這樣的元件 或組件的情況。
[0048] 此外，還應(yīng)當(dāng)注意，本說明書中使用的語言主要是為了可讀性和教導(dǎo)的目的而選 擇的，而不是為了解釋或者限定本發(fā)明的主題而選擇的。因此，在不偏離所附權(quán)利要求書的 范圍和精神的情況下，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說許多修改和變更都是顯而易見 的。關(guān)于本發(fā)明的范圍，說明書中所做的描述都是說明性的，而非限制性的，本發(fā)明的范圍 由所附權(quán)利要求書限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電梯故障診斷裝置，包括： 電梯垂直運(yùn)行加速度檢測單元，所述電梯垂直運(yùn)行加速度檢測單元用于檢測電梯轎廂 和/或與電梯轎廂共同垂直運(yùn)行的電梯元件的垂直運(yùn)行的加速度信號；以及 主控制器，連接到所述電梯垂直運(yùn)行加速度檢測單元，用于對電梯垂直進(jìn)行的加速度 信號進(jìn)行處理，進(jìn)而判斷電梯制動和/或動力部件的接觸情況。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯故障診斷裝置，其中，所述主控制器用于通過電梯的垂直 進(jìn)行的加速度獲得電梯制動和/或動力部件之間的摩擦系數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電梯故障診斷裝置，其中，所述電梯制動和/或動力部件之間 的摩擦系數(shù)包括曳引輪的繩槽與曳引鋼絲繩之間的摩擦系數(shù)。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電梯故障診斷裝置，其中，所述電梯制動和/或動力部件之間 的摩擦系數(shù)包括制動瓦塊與曳引輪之間的摩擦系數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯故障診斷裝置，其中，所述主控制器用于通過電梯的垂直 進(jìn)行的加速度獲得加速度的幅值、變化趨勢以及波形平滑度中的至少一項(xiàng)的信號特征值。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯故障診斷裝置，還包括電梯開合閘檢測單元，所述電梯抱 閘開合閘檢測單元用于檢測電梯抱閘開合閘狀態(tài)，所述主控制器根據(jù)電梯抱閘開合閘狀態(tài) 選擇電梯制動和動力部件中的一者對接觸情況進(jìn)行判斷。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯故障診斷裝置，還包括以下至少一項(xiàng)： 轎廂垂直運(yùn)行速度檢測單元，用于采集電梯轎廂的垂直運(yùn)行速度； 抱閘剎車運(yùn)行檢測單元，用于檢測抱閘動作的振動信號； 電梯安全回路檢測單元，所述電梯安全回路檢測單元被設(shè)置為串聯(lián)或并聯(lián)在安全回路 中，用于測量安全回路的電阻值； 電梯門鎖回路檢測單元，所述電梯門鎖回路檢測單元被設(shè)置為串聯(lián)或并聯(lián)在門鎖回路 中； 晃動檢測單元，用于采集電梯轎廂的水平振動信號； 電梯異響檢測單元，用于采集電梯運(yùn)行期間產(chǎn)生的音頻信號；以及 樓層平層檢測單元，用于測量電梯轎廂平層結(jié)果。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯故障診斷裝置，還包括報(bào)警單元，用于當(dāng)判斷結(jié)果超出運(yùn) 行質(zhì)量閾值時(shí)，主控制器向報(bào)警單元發(fā)出報(bào)警信號。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電梯故障診斷裝置，還包括顯示單元，所述顯示單元用于顯示 主控制器輸出的判斷結(jié)果。10. -種電梯故障診斷方法，包括： 檢測電梯轎廂和/或與電梯轎廂共同垂直運(yùn)行的電梯元件的垂直運(yùn)行的加速度信號； 以及 對檢測的電梯垂直運(yùn)行的加速度信號進(jìn)行處理，進(jìn)而判斷電梯制動和/或動力部件的 接觸情況。11. 根據(jù)權(quán)利要求1 〇所述的電梯故障診斷方法，其中，通過電梯的垂直進(jìn)行的加速度， 獲得電梯制動和/或動力部件之間的摩擦系數(shù)。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電梯故障診斷方法，其中，所述電梯制動和/或動力部件之 間的摩擦系數(shù)包括曳引輪的繩槽與曳引鋼絲繩之前的摩擦系數(shù)。13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電梯故障診斷方法，其中，所述電梯制動和/或動力部件之 間的摩擦系數(shù)包括制動瓦塊與曳引輪之間的摩擦系數(shù)。14. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電梯故障診斷方法，其中，通過電梯的垂直進(jìn)行的加速度獲 得加速度的幅值、變化趨勢以及波形平滑度中的至少一項(xiàng)的信號特征值。15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電梯故障診斷方法，還包括檢測電梯抱垂直運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù) 電梯垂直運(yùn)行狀態(tài)選擇電梯制動和動力部件中的一者對接觸情況進(jìn)行判斷。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的電梯故障診斷方法，還包括檢測電梯抱閘開合閘狀態(tài)，根據(jù) 電梯抱閘開合閘狀態(tài)選擇電梯制動和動力部件中的一者對接觸情況進(jìn)行判斷。17. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電梯故障診斷方法，還包括對電梯垂直運(yùn)行速度、抱閘動作 的振動信號、電梯門鎖回路電阻值、電梯安全回路電阻值、電梯異響音量與頻率、水平振動 信號和樓層平層信號中的至少一項(xiàng)進(jìn)行檢測。18. 根據(jù)權(quán)利要求10~17中任意一項(xiàng)所述的電梯故障診斷方法，還包括以下至少一種 操作：當(dāng)判斷結(jié)果超出運(yùn)行質(zhì)量閾值時(shí)，進(jìn)行報(bào)警;對所述判斷結(jié)果進(jìn)行顯示。19. 一種用于電梯故障診斷的控制器，包括： 接收裝置，用于接收電梯垂直運(yùn)行的加速度信號； 處理裝置，連接到所述接收裝置，用于對電梯垂直進(jìn)行的加速度信號進(jìn)行處理； 判斷裝置，連接到所述處理裝置，用于根據(jù)所述處理的結(jié)果判斷電梯制動和/或動力部 件是否出現(xiàn)異常接觸的情況。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的用于電梯故障診斷的控制器，其中，所述電梯垂直進(jìn)行的加 速度信號包括電梯轎廂和/或與電梯轎廂共同垂直運(yùn)行的電梯元件的垂直運(yùn)行的加速度， 所述處理裝置用于根據(jù)電梯轎廂和/或與電梯轎廂共同垂直運(yùn)行的電梯元件的垂直運(yùn)行的 加速度獲得電梯制動和/或動力部件之間的摩擦系數(shù)。21. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的用于電梯故障診斷的控制器，其中，所述接收裝置還用于接 收電梯抱閘開合閘狀態(tài)信號，所述處理裝置根據(jù)電梯抱閘開合閘狀態(tài)選擇電梯制動和動力 部件中的一者對所述部件接觸情況進(jìn)行判斷。22. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的用于電梯故障診斷的控制器，其中，所述處理裝置還用于通 過電梯的垂直進(jìn)行的加速度獲得加速度的幅值、變化趨勢以及波形平滑度中的至少一項(xiàng)的 信號特征值。
【文檔編號】B66B5/00GK105947819SQ201610348329
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】鄧立保, 聶泳忠, 林梅英
【申請人】西人馬（廈門）科技有限公司, 鄧立保