電梯運行狀態檢測裝置的製作方法

2023-09-12 23:55:50

專利名稱：電梯運行狀態檢測裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於電梯門區、位置和端站(換速)信號的檢測裝置，特別是 一種與現有電梯井道隔磁板相配合，能夠實現獨立於電梯控制系統的實時監視電梯位置和 速度的電梯運行狀態檢測裝置，它主要應用於電梯平層和端站信號檢測，電梯語音報站、電 梯監控等需要電梯位置、速度檢測的場所。
背景技術：
目前，電梯已成為高層建築必不可少的垂直交通工具。全世界每年新增的電梯數 量約50萬部，僅中國電梯保有量就達130萬部，並且以每年20%的速度增長。在電梯控制 系統中，旋轉編碼器與門區位置和端站位置檢測必不可少，旋轉編碼器實現精確位置、速度 的測量，便於系統對電梯的驅動控制，門區位置和端站位置檢測開關，實現位置的校準及校 正。人們乘坐電梯不僅僅要求準確停靠所要到達的樓層，還要求乘坐舒適、安全。因此，在 電梯運行過程中有的要求電梯添加語音報站功能，在到達目的樓層時給出語音提示；而有 的要求電梯添加監控功能，以便能夠實時監視電梯運行狀態。這兩種應用，對於檢測電梯位 置、速度信號來說，一般是通過電梯系統自身接口獲取，但是往往電梯廠家出於技術保密、 系統功能不具備，而得不到相關數據，這樣對電梯的位置和速度進行單獨檢測就較為困難。 以往的方式採用在井道內每層位置加裝一個隔磁板，在轎頂加裝兩個以上光電開關或磁感 應器開關分別檢測上、下門區，並且在電梯上下兩端各增加1對上下端站(換速)開關，這 樣每部電梯至少要有4個開關進行位置檢測，井道中增加總樓層數加2個隔磁板等對應檢 測附件。該方式成本較高、施工難度大。如專利公開號為Cm01597001A的「一種用於檢測 電梯平層位置的檢測裝置」就是採用兩路霍爾開關檢測電梯平層位置的方式。現代電梯控 制系統由編碼器實現精確位置測量，該檢測裝置，無論是測量精度和抗幹擾能力都不能與 編碼器相比，也不能實現速度測量，每層還要加裝磁體定位板，增加安裝難度及成本，輸出 信號為模擬量，增加採集難度，並且對於電梯這個高干擾性現場，很容易產生誤差，所以現 有電梯系統中極少使用該裝置。公告號為CN2591006Y的「電梯平層信號裝置」與傳統檢測 門區信號是一樣的，該裝置僅僅是在隔磁板上開些條形孔，使其進入門區時給出了門區位 置連續信號，對於在具有編碼器的電梯系統中意義不大，而且使用這種裝置，還要修改電梯 控制系統平層的檢測方式，這樣通用性很低，無法廣泛使用。上述裝置只能檢測平層，不能 實現速度測量，而且在每層門區附近都要加裝磁體定位板和在轎廂上裝對應的兩個霍爾開 關檢測頭，這樣勢必增加安裝難度及成本，同時因輸出信號為模擬量，故也增加採集難度。公開號為CN1185406A的「具有改進精度的用於監控電梯平層特性的方法」，雖然 他也採用兩個水平和垂直有一定位移發光、受光器件，長方型孔的擋板組成的檢測裝置，來 實現電梯位置的檢測。但是要求必須為特製井道隔磁板，並且每層電梯的隔磁板長方形孔 的位置都是不一樣的，這對於現有電梯系統的檢測，必須每層都加裝這種隔磁板，考慮井道 空間位置及成本，這是不可能的；對於新裝電梯，由於每層隔磁板都有差異，這樣對安裝、生 產都加大了難度，並且單個該裝置只有兩路信號輸出，如果應用在每層隔磁板同等形狀的場合，不能實現樓層校號功能，需要額外在井道中增加開有方形孔的隔磁板來實現，這樣增 加成本及安裝難度。公開號為CN1468195A的「電梯位置檢測裝置」，該裝置在電梯轎廂側 設置帶有舌簧接點開關的檢測器，在升降道的乘梯口側設置由多塊永久磁鐵構成的被檢測 器。其用兩個相垂直分布的舌簧接點開關來實現位置的檢測。由於舌簧接點開關對磁場的 感應靈敏等原因，這個裝置垂直方向要有一定的距離，不能實現小型化，並且單一裝置不能 檢測到端站、基站等電梯位置校正信號。公開號為CN1613738A的「電梯位置檢測裝置」，它 採用平行兩路光電開關，即在電梯轎廂側上安裝水平並排配置了兩個光電傳感器的光電開 關；在升降道的各樓層位置上配備具有兩列孔的檢測板，通過設置檢測板的孔的長度調整 板，進行樓層地面對齊位置的調整。該裝置是一種對檢測轎廂是否處於各樓層的門區範圍 以及正規的停止位置的位置檢測裝置的改進，其光路容易受到外界光源幹擾，檢測狀態不 穩定，檢測板的安裝、長度調整板的開口部的設置和調整均麻煩，並且不能實現電梯運行方 向的檢測，也不能實現位置信號的檢測。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種電梯運行狀態檢測裝置，解決了現有電梯位置、運 行狀態檢測不穩定、成本高，施工難度大等問題，其設計合理，實現調製防幹擾信號檢測，光 路間相互不受幹擾，也不受外界光源幹擾，確保檢測狀態穩定、數據準確，它與現有電梯井 道隔磁板相配合，具有結構簡單，體積小，便於現場安裝及調試的優點，不僅能夠實現獨立 於電梯控制系統的快速實時監視電梯位置、速度和方向，而且還可以具有樓層位置校正功 能。本實用新型所採用的技術方案是該電梯運行狀態檢測裝置包括與電梯井道隔磁 板相配合的凹型本體，內置電路板以及由紅外發射管、紅外接收管和幹簧管構成的控制回 路，其技術要點是所述凹型本體採用一個基座和兩個相互平行的立座構成的U形封閉腔 體，所述基座與電梯轎廂的連接部位設置內螺紋孔，側面引出信號傳輸線，封裝在所述立座 腔體的所述內置電路板上的兩對分別調製、互不幹擾的所述紅外發射管和紅外接收管，對 應並列固定在所述立座的發射孔和接收孔內，兩對所述紅外發射管和紅外接收管的中心連 線方向與所述凹型本體沿所述電梯井道隔磁板的運行方向相互平行，在固定所述紅外接收 管的所述內置電路板上設置一個高靈敏度的幹簧管。所述凹型本體單獨與所述井道隔磁板配合使用。所述凹型本體單獨與所述井道隔磁板和設置在所述井道隔磁板上的校正磁條配 合使用。所述凹型本體成對的與所述井道隔磁板配合使用。所述凹型本體成對的與所述井道隔磁板和設置在所述井道隔磁板上的正面校正 磁條配合使用。所述凹型本體成對的與所述井道隔磁板和設置在所述井道隔磁板上的反面校正 磁條配合使用。所述控制迴路包括兩路開關檢測電路、兩路狀態指示電路、磁感應接收電路和磁 感應狀態指示電路，其中由第一路紅外接收管U1，電容C4、C5，電阻R7、R9、穩壓二極體D9、 場效應管Q2組成第一路紅外接收電路；第一路紅外接收管Ul的4腳輸出可變頻率的調製
4信號，作為第一路紅外發射管IR1、穩壓二極體D4、電阻R5組成的紅外輸出的載波頻率；發 光二極體LED1、電阻R8組成第一路狀態指示電路；由第二路紅外接收管U2、電容C6、C7、電 阻R10、R12、穩壓二極體D10、場效應管Q3組成第二路紅外接收電路；第二路紅外接收管U2 的4腳輸出可變頻率的調製信號，作為第二路紅外發射管IR2、穩壓二極體D5、電阻R4組成 的紅外輸出的載波頻率，發光二極體LED2、電阻Rl 1組成第二路狀態指示電路；電阻Rl，R3， 三極體Q1，開關二極體D3，電容C3組成所述紅外發射管的穩壓電源供電，抑制電源波動的 幹擾，發光二極體LED3、開關二極體D8、電阻R6、幹簧管Gl組成磁感應接收電路和磁感應狀 態指示電路，電路板內接線端子Jl，J2分別與電路板外接線端子J3連接，將相應信號通過 所述信號傳輸線輸出至電梯控制系統。本實用新型具有的優點及積極效果是由於本實用新型的凹型本體是採用一個基 座和兩個相互平行的立座構成的U形封閉腔體，並在基座與電梯轎廂的連接部位設置可以 通過螺釘連接的內螺紋孔，側面引出信號傳輸線，減少佔用空間，所以該裝置結構簡單，外 形美觀，體積小，便於現場安裝及調試。另外封裝在立座腔體的內置電路板上的兩對分別調 制、互不幹擾的紅外發射管和紅外接收管，對應並列固定在立座的發射孔和接收孔內，並使 兩對紅外發射管和紅外接收管的中心連線方向與凹型本體沿電梯井道隔磁板的運行方向 相互平行，在固定紅外接收管的內置電路板上設置一個高靈敏度的幹簧管，因此，可以很好 地解決現有電梯位置、運行狀態檢測不穩定、成本高，施工難度大等問題。因上述結構設計 合理，故能有效地實現調製防幹擾信號檢測，光路間相互不受幹擾，也不受外界光源幹擾， 確保檢測狀態穩定、數據準確。它不僅可以單獨或成對的與現有電梯井道隔磁板相配合使 用，無須另外增設檢測板，而且只要在井道隔磁板上粘貼校正磁條，分別檢測電梯每層的隔 磁板和校正磁條，即能夠實現獨立於電梯控制系統的快速實時監視電梯位置、速度和方向， 並且還可以具有樓層位置校正功能。由此也解決了現有檢測方法中使用多達三個相關檢測 開關的實現方式。利用本實用新型獨特的與井道隔磁板相配合、並能實現調製防幹擾信號 檢測、確保檢測狀態穩定、數據準確的結構，可以非常方便地廣泛應用在眾多電梯系統中。
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。

圖1是本實用新型的一種具體結構示意圖。圖2是圖1沿A-A線的剖視圖。圖3是圖1沿B-B線的剖視圖。圖4是圖1沿C-C線的剖視圖。圖5是圖1中的凹型本體單獨與井道隔磁板配合的使用狀態示意圖。圖6是圖1中的凹型本體單獨與井道隔磁板和校正磁條配合的使用狀態示意圖。圖7是圖1中的凹型本體成對與井道隔磁板配合的使用狀態示意圖。圖8是圖1中的凹型本體成對與井道隔磁板和正面校正磁條配合的使用狀態示意 圖。圖9是圖1中的凹型本體成對與井道隔磁板和反面校正磁條配合的使用狀態示意 圖。圖10是本實用新型的一種紅外發射電路原理圖。[0024]圖11是本實用新型的一種紅外接收電路原理圖。圖中序號說明1凹型本體、2內螺紋孔、3第一路紅外發射管發射孔、4第二路紅外 發射管發射孔、5第一路紅外接收管接收孔、6第二路紅外接收管接收孔、7A第一路紅外接 收管指示燈、7B第二路紅外接收管指示燈、7C幹簧管指示燈、8信號傳輸線、9第一路紅外接 收管(U1)、10第二路紅外接收管(U2)、ll幹簧管(Gl)、12內置電路板、13電梯井道隔磁板、 14校正磁條、IR1第一路紅外發射管、IR2第二路紅外發射管、J3電路板外接線端子，Jl、J2 電路板內接線端子。
具體實施方式
根據圖1 11詳細說明本實用新型的具體結構。該電梯運行狀態檢測裝置包括 與電梯井道隔磁板13相配合的凹型本體1，內置電路板12以及由紅外發射管、紅外接收管 和幹簧管11構成的控制迴路。其中凹型本體1是採用一個基座和兩個相互平行的立座構 成的U形封閉腔體，規格、形狀應根據實際需要確定。基座與電梯轎廂的連接部位設置內螺 紋孔2，側面引出信號傳輸線8。封裝在立座腔體的內置電路板12上的兩對分別調製、互不 幹擾的第一、二路紅外發射管(圖中未示出)和第一、二路紅外接收管9、10，對應並列固定 在立座的第一、二路紅外發射管發射孔3、4和第一、二路紅外接收管接收孔5、6內。兩對紅 外發射管和紅外接收管的中心連線方向與凹型本體1沿電梯井道隔磁板13的運行方向相 互平行。在固定紅外接收管的內置電路板12上設置一個高靈敏度的幹簧管11。在實際應 用中，凹型本體1可以單獨與井道隔磁板13配合使用，如圖5所示，用於電梯平層檢測。凹 型本體1可以單獨與井道隔磁板13和設置在井道隔磁板上的校正磁條14配合使用，如圖6 所示，用於電梯平層檢測及校正樓層檢測。凹型本體1可以成對的與井道隔磁板13配合使 用，如圖7所示，用於電梯平層檢測。凹型本體1可以成對的與井道隔磁板13和設置在井 道隔磁板上的正面校正磁條14配合使用，如圖8所示，用於電梯上(下)端站檢測。凹型 本體1可以成對的與井道隔磁板13和設置在井道隔磁板上的反面校正磁條14配合使用， 如圖9所示，用於電梯下(上)端站檢測。本實用新型的適用範圍非常廣泛。由第一、二路紅外發射管IR1、IR2和第一、二路紅外接收管U1、U2及幹簧管G1構 成的控制迴路，包括兩路開關檢測電路、兩路狀態指示電路、磁感應接收電路和磁感應狀態 指示電路。其中由第一路紅外接收管U1，電容C4、C5，電阻R7、R9、穩壓二極體D9、場效應管 Q2組成第一路紅外接收電路；第一路紅外接收管U1的4腳輸出可變頻率的調製信號，作為 第一路紅外發射管IR1、穩壓二極體D4、電阻R5組成的紅外輸出的載波頻率；這樣接收電路 只有接收到與自身調製頻率及相位一致的紅外輸出信號時，才由第一路紅外接收管U1的2 腳輸出有效信號，使用這種方法可以方便的實現調製防幹擾信號檢測。發光二極體LED1、電 阻R8組成第一路狀態指示電路；由第二路紅外接收管U2、電容C6、C7、電阻RIO、R12、穩壓 二極體D10、場效應管Q3組成第二路紅外接收電路；第二路紅外接收管U2的4腳輸出可變 頻率的調製信號，作為第二路紅外發射管IR2、穩壓二極體D5、電阻R4組成的紅外輸出的載 波頻率，發光二極體LED2、電阻R11組成第二路狀態指示電路；電阻Rl，R3，三極體Q1，開關 二極體D3，電容C3組成所述紅外發射管的穩壓電源供電，抑制電源波動的幹擾，發光二極 管LED3、開關二極體D8、電阻R6、幹簧管G1組成磁感應接收電路和磁感應狀態指示電路，電 路板內接線端子J1，J2分別與電路板外接線端子J3連接，將相應信號通過所述信號傳輸線輸出至電梯控制系統。使用時，以螺釘通過內螺紋孔2，把凹型本體1安裝在轎廂頂部，使電梯井道內的 隔磁板13能夠插入到凹型本體1的凹型口內，並且電梯運行時，隔磁板13能夠順序遮擋紅 外發射管，使紅外接收管不能接收到紅外信號，從而第一路光電接收信號和第二路光電接 收輸出相應狀態信號。對於校正樓層，如圖6隻需在井道的隔磁板13上，在幹簧管11的 一側安裝一個校正磁條14，使電梯到達該層平層，裝置內的幹簧管11可以檢測到校正磁條 14，對應輸出磁感應信號。關於裝置對電梯上行、下行的檢測檢測方法參照圖5，通過判斷電梯上行和下行 時裝置輸出第一路和第二路紅外接收信號的時序不同可以判別電梯運行方向。關於對電梯速度的檢測方法當電梯以額定速度(設為e，電梯銘牌標明)運行經 過某層時，接收信號有效時間(設為t)，由這兩個參數我們可以算出隔磁板13的長度L = e*t ；實際電梯運行時經過某樓層時，實際接收信號有效時間T，計算實際電梯運行速度V = L/T。對於電梯處在第幾樓層的計算可以根據某路紅外接收信號的有效次數、電梯運 行方向、幹簧管11有效時所在的樓層(該樓層與幹簧管有效信號唯一對應，可作為樓層計 數錯誤時的校正)，計算出當前電梯位置。如磁感應信號有效時為第N層，電梯上行檢測到 某路紅外接收信號有效，當前樓層為N = N+1層，電梯下行檢測到某路紅外接收信號有效， 當前樓層為N = N-1層。這種實施方式多在電梯監控、語音報站需要電梯位置、樓層、速度 的應用中。另外一種實施方式可以成對使用該裝置作為電梯平層精確定位、電梯端站(強迫 換速)信號使用。如圖7，在平層位置放置隔磁板13，兩個凹型本體1，上下相反方向放置， 電梯在平層位置時，兩個裝置四路接收管信號都有效，表示精確平層；如圖8，在電梯上行 換速位置放置一個隔磁板13，並在第一個凹型本體1的幹簧管11 一側的隔磁板13表面放 置一個校正磁條14，隔磁板13位置不要遮擋光電接收管，經過上換速點時，第一個凹型本 體1的磁感應信號有效，判定為上行換速(第二個凹型本體1經過上換速點時，由於幹簧管 11在另一側，隔磁板13的隔磁作用，不會動作，不會輸出信號)；圖9所示，在下行換速位置 放置一個隔磁板13，並在第二個凹型本體1的幹簧管11 一側的隔磁板13表面上放置一個 校正磁條14 (與圖8方向相反)，隔磁板13位置不要遮擋光電接收管，經過下換速點時，第 二個裝置的磁感應信號有效，判定為下行換速(第一個凹型本體1經過上換速點時，由於幹 簧管11在另一側，隔磁板13的隔磁作用，不會動作，不會輸出信號)。這種實施方式完全可 以替代以分別安裝檢測開關，檢測電梯平層、換速信號的方式，節約成本和降低安裝複雜程 度。當然本實用新型不限於上述兩種具體實施方式
，其他等同方式均在本實用新型保 護之列。
權利要求一種電梯運行狀態檢測裝置，包括與電梯井道隔磁板相配合的凹型本體，內置電路板以及由紅外發射管、紅外接收管和幹簧管構成的控制迴路，其特徵在於所述凹型本體採用一個基座和兩個相互平行的立座構成的U形封閉腔體，所述基座與電梯轎廂的連接部位設置內螺紋孔，側面引出信號傳輸線，封裝在所述立座腔體的所述內置電路板上的兩對分別調製、互不幹擾的所述紅外發射管和紅外接收管，對應並列固定在所述立座的發射孔和接收孔內，兩對所述紅外發射管和紅外接收管的中心連線方向與所述凹型本體沿所述電梯井道隔磁板的運行方向相互平行，在固定所述紅外接收管的所述內置電路板上設置一個高靈敏度的幹簧管。
2.根據權利要求1所述電梯運行狀態檢測裝置，其特徵在於所述凹型本體單獨與所 述井道隔磁板配合使用。
3.根據權利要求1所述電梯運行狀態檢測裝置，其特徵在於所述凹型本體單獨與所 述井道隔磁板和設置在所述井道隔磁板上的校正磁條配合使用。
4.根據權利要求1所述電梯運行狀態檢測裝置，其特徵在於所述凹型本體成對的與 所述井道隔磁板配合使用。
5.根據權利要求1所述電梯運行狀態檢測裝置，其特徵在於所述凹型本體成對的與 所述井道隔磁板和設置在所述井道隔磁板上的正面校正磁條配合使用。
6.根據權利要求1所述電梯運行狀態檢測裝置，其特徵在於所述凹型本體成對的與 所述井道隔磁板和設置在所述井道隔磁板上的反面校正磁條配合使用。
7.根據權利要求1所述電梯運行狀態檢測裝置，其特徵在於所述控制迴路包括兩路 開關檢測電路、兩路狀態指示電路、磁感應接收電路和磁感應狀態指示電路，其中由第一路 紅外接收管U1，電容C4、C5，電阻R7、R9、穩壓二極體D9、場效應管Q2組成第一路紅外接收 電路；第一路紅外接收管Ul的4腳輸出可變頻率的調製信號，作為第一路紅外發射管IR1、 穩壓二極體D4、電阻R5組成的紅外輸出的載波頻率；發光二極體LEDl、電阻R8組成第一路 狀態指示電路；由第二路紅外接收管U2、電容C6、C7、電阻R10、R12、穩壓二極體D10、場效應 管Q3組成第二路紅外接收電路；第二路紅外接收管U2的4腳輸出可變頻率的調製信號，作 為第二路紅外發射管IR2、穩壓二極體D5、電阻R4組成的紅外輸出的載波頻率，發光二極體 LED2、電阻Rll組成第二路狀態指示電路；電阻Rl，R3，三極體Ql，開關二極體D3，電容C3 組成所述紅外發射管的穩壓電源供電，抑制電源波動的幹擾，發光二極體LED3、開關二極體 D8、電阻R6、幹簧管Gl組成磁感應接收電路和磁感應狀態指示電路，電路板內接線端子J1， J2分別與電路板外接線端子J3連接，將相應信號通過所述信號傳輸線輸出至電梯控制系 統。
專利摘要一種電梯運行狀態檢測裝置，解決了現有電梯運行狀態檢測不穩定，施工難度大等問題，包括與電梯井道隔磁板相配合的凹型本體，內置電路板以及控制迴路，其技術要點是凹型本體由基座和兩個立座構成的U形封閉腔體，基座設置內螺紋孔，封裝在立座腔體的兩對紅外發射管和紅外接收管，固定在立座的發射孔和接收孔內，兩管的中心連線方向與凹型本體沿隔磁板的運行方向相互平行，在固定紅外接收管側設置幹簧管。其設計合理，可以實現調製防幹擾信號檢測，確保檢測狀態穩定、數據準確，它與隔磁板相配合，結構簡單，體積小，便於現場安裝及調試，能夠實現獨立於電梯控制系統的快速實時檢測電梯位置、速度和方向，還具有樓層位置校正功能。
文檔編號B66B5/00GK201713168SQ20102018155
公開日2011年1月19日 申請日期2010年5月7日 優先權日2010年5月7日
發明者宋新軍, 鄭剛, 隋舒傑 申請人:瀋陽藍光網絡數據技術有限公司