本實(shí)用新型屬于電梯系統(tǒng)自動(dòng)化檢測(cè)領(lǐng)域，特別涉及一種電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

電梯平衡系數(shù)是電梯最重要的特性參數(shù)之一，它直接影響著電梯的整體性能，電梯平衡系數(shù)即與電梯運(yùn)行的安全性能和舒適性能有重要關(guān)系，也是電梯節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的一個(gè)重要因素。每一臺(tái)電梯在初步安裝完成后都需要進(jìn)行電梯的平衡系數(shù)測(cè)定，并不斷優(yōu)化電梯對(duì)重的配重額度，合格的電梯平衡系數(shù)不僅僅能保證電梯在運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定和流暢，防止轎廂出現(xiàn)明顯抖動(dòng)等情況，還關(guān)系到電梯運(yùn)行的安全，其與鋼絲繩或傳送帶是否打滑也有直接或間接的關(guān)系。現(xiàn)有的電梯平衡系數(shù)測(cè)定方式主要有三種：

第一種是根據(jù)電梯轎廂在不同載重的情況下，控制電梯上下運(yùn)行，并記錄當(dāng)電梯轎廂與對(duì)重齊平時(shí)的電流值，根據(jù)上述值分別繪制上行的電流曲線和下行的電流曲線，兩條曲線的焦點(diǎn)即為當(dāng)前電梯的平衡系數(shù)。然而這種測(cè)試方法非常不方便，需要人工對(duì)轎廂內(nèi)的載重物進(jìn)行移動(dòng)或添加，從而達(dá)到改變轎廂載重的目的，耗費(fèi)時(shí)間也長(zhǎng)，而且其測(cè)試精度不高，若想得到在焦點(diǎn)處的精確值，就需要在焦點(diǎn)附近取多個(gè)值并繪制成曲線，也意味著需要多次更改轎廂內(nèi)的載重并測(cè)定其運(yùn)行時(shí)的電流值，然而即使這樣，在實(shí)際情況下的測(cè)量精度依然很不精確。

第二種是通過(guò)直接或間接測(cè)量電梯轎廂和對(duì)重的質(zhì)量或其質(zhì)量差，并帶入平衡系數(shù)的計(jì)算公式中，計(jì)算得出電梯的平衡系數(shù)。然而在這種方式中，多數(shù)情況需要專門(mén)的工具去測(cè)量如質(zhì)量或力矩等參數(shù)值，這樣增加了額外的硬件成本，同時(shí)也引入了額外的誤差來(lái)源，如測(cè)量工具的精度誤差以及電梯自身的靜摩擦等，而且該方式主要還是由人工進(jìn)行操作，不符合自動(dòng)化的需求。

第三種則是用專用測(cè)定設(shè)備進(jìn)行測(cè)定，這種方式往往要更精確些，但也額外增加了許多成本，且需要隨處攜帶，很不方便調(diào)試與維護(hù)。

在當(dāng)前的技術(shù)背景下，工業(yè)設(shè)備都在逐漸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化，且在此基礎(chǔ)上還不應(yīng)增加或只應(yīng)增加很少的成本來(lái)實(shí)現(xiàn)原來(lái)的功能，同時(shí)還應(yīng)該能滿足新時(shí)代的精確度需求等，而上述三種方式都存在不同的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)裝置，該裝置硬件構(gòu)成簡(jiǎn)單，并且能夠快速且精確的檢測(cè)出電梯平衡系數(shù)，具有安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)裝置，包括電梯控制系統(tǒng)、加速度傳感器和輸出恒定力矩至電梯的電梯主機(jī)，所述加速度傳感器和電梯主機(jī)分別與電梯控制系統(tǒng)連接；所述加速度傳感器置于電梯轎廂上用于檢測(cè)電梯的加速度。

優(yōu)選的，所述加速度傳感器通過(guò)有線或無(wú)線方式與電梯控制系統(tǒng)連接。

優(yōu)選的，所述加速度傳感器集成于電梯轎廂上。

優(yōu)選的，所述加速度傳感器以一個(gè)單獨(dú)模塊或?qū)Ｓ迷O(shè)備的形式設(shè)置于電梯轎廂上。

優(yōu)選的，所述電梯控制系統(tǒng)和電梯主機(jī)設(shè)置于電梯機(jī)房中。

優(yōu)選的，所述電梯控制系統(tǒng)包括主控板和變頻器，所述電梯主機(jī)通過(guò)變頻器與主控板連接。

優(yōu)選的，所述加速度傳感器為MPU6050。

本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

(1)本實(shí)用新型檢測(cè)裝置在電梯轎廂與電梯對(duì)重處于齊平位置時(shí)通過(guò)電梯主機(jī)輸出一個(gè)恒定力矩F1至電梯，通過(guò)加速度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)電梯的加速度并將加速度發(fā)送至電梯控制系統(tǒng)，電梯控制系統(tǒng)通過(guò)加速度傳感器獲取到電梯的穩(wěn)定加速度，然后根據(jù)電梯的穩(wěn)定加速度a和電梯主機(jī)輸出的恒定力矩F1，通過(guò)公式k＝[F1+m'(g-a)]/[(g-a)·Q]即可計(jì)算出電梯平衡系數(shù)。本實(shí)用新型檢測(cè)裝置只需知曉恒定力矩F1和電梯的穩(wěn)定加速度的情況下即可計(jì)算出電梯的平衡系數(shù)，具有硬件構(gòu)成簡(jiǎn)單、開(kāi)發(fā)成本低以及檢測(cè)速度快的優(yōu)點(diǎn)，幾乎可以在幾秒鐘時(shí)間內(nèi)完成電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)；并且本實(shí)用新型裝置在電梯轎廂空載或者帶負(fù)載(符合電梯正常運(yùn)行的任何載重)的情況下均可實(shí)現(xiàn)電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)，當(dāng)為空載時(shí)，將m'置為零即可，因此本實(shí)用新型檢測(cè)裝置中電梯轎廂無(wú)需人工添加任何砝碼以模擬其載重情況，具有檢測(cè)過(guò)程簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。

(2)本實(shí)用新型檢測(cè)裝置檢測(cè)出的電梯平衡系數(shù)的精確度主要和加速度傳感器檢測(cè)的加速度精確度有關(guān)，而現(xiàn)有加速度傳感器精確度完全能夠滿足現(xiàn)有工業(yè)需求，因此本發(fā)明具有電梯平衡系數(shù)檢測(cè)精度高的優(yōu)點(diǎn)。由于本實(shí)用新型檢測(cè)裝置不需要電梯做大范圍的運(yùn)行或快速運(yùn)行，因此其測(cè)量過(guò)程安全可靠。

(3)本實(shí)用新型檢測(cè)裝置電梯控制系統(tǒng)在檢測(cè)到電梯平衡系數(shù)k的情況下，可通過(guò)公式W＝G+k·Q計(jì)算得到電梯對(duì)重實(shí)際值W，在知曉電梯平衡系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值k1的范圍情況下，電梯控制系統(tǒng)可以通過(guò)公式W1＝G+k1·Q計(jì)算得到電梯對(duì)重標(biāo)準(zhǔn)值W1的范圍，電梯控制系統(tǒng)將電梯對(duì)重實(shí)際值W和標(biāo)準(zhǔn)值W1進(jìn)行比較后，能夠獲取到電梯對(duì)重的偏差范圍，根據(jù)電梯控制系統(tǒng)得到的電梯對(duì)重偏差范圍能夠輔助電梯現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員對(duì)電梯對(duì)重進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速調(diào)整和調(diào)試。

(4)本實(shí)用新型檢測(cè)裝置中電梯主機(jī)輸出的恒定力矩F1可以使得電梯以微小的速度啟動(dòng)，該微小的速度不大于當(dāng)前電梯檢修運(yùn)行時(shí)的速度，由常識(shí)可知，由于慣性以及自身重量的作用，當(dāng)電梯啟動(dòng)速度越大，則電梯鋼絲繩或傳送帶的彈性形變?cè)酱?，?duì)系統(tǒng)造成的震蕩干擾越劇烈，這將極大的降低電梯轎廂的加速度的正確性，因此，本實(shí)用新型檢測(cè)裝置通過(guò)恒定力矩F1使得電梯以微小的速度啟動(dòng)有助于降低電梯鋼絲繩或傳送帶的彈性形變?cè)斐傻南到y(tǒng)震蕩干擾。另外本實(shí)用新型檢測(cè)裝置中電梯主機(jī)輸出恒定力矩F1使得電梯運(yùn)行一個(gè)時(shí)間段，該時(shí)間段可控制為一個(gè)微小的時(shí)間段，滿足可以測(cè)得穩(wěn)定加速度的時(shí)間段即可，如5～20秒，該微小時(shí)間段可以消除由電梯鋼絲繩或傳送帶的彈性形變?cè)斐傻南到y(tǒng)震蕩干擾。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例

本實(shí)施例公開(kāi)了一種電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)裝置，如圖1所示，包括電梯控制系統(tǒng)1、加速度傳感器5和輸出恒定力矩至電梯的電梯主機(jī)2，其中加速度傳感器5和電梯主機(jī)2分別與電梯控制系統(tǒng)1連接；加速度傳感器5置于電梯轎廂4上。本實(shí)施例中加速度傳感器5通過(guò)有線或無(wú)線方式與電梯控制系統(tǒng)1連接。本實(shí)施例中電梯主機(jī)2和電梯控制系統(tǒng)1安裝于機(jī)房中，加速度傳感器5可以集成于電梯轎廂4上，通過(guò)電梯系統(tǒng)內(nèi)部通信與電梯控制系統(tǒng)1進(jìn)行通信。需要說(shuō)明的是，加速度傳感器5也可以以單獨(dú)的模塊或?qū)Ｓ迷O(shè)備的形式設(shè)置于電梯轎廂4上。

本實(shí)施例中電梯控制系統(tǒng)1包括主控板和變頻器，所述電梯主機(jī)通過(guò)變頻器與主控板連接，主控板可以通過(guò)變頻器改變電梯主機(jī)輸出的恒定力矩F1，所使用的加速度傳感器5可以為MPU6050。

本實(shí)施例裝置的工作原理如下：首先在電梯轎廂4與電梯對(duì)重3處于齊平位置時(shí)，通過(guò)電梯主機(jī)2輸出一個(gè)恒定力矩F1至電梯，使得電梯以一個(gè)穩(wěn)定的加速度運(yùn)行一個(gè)時(shí)間段。然后通過(guò)加速度傳感器5實(shí)時(shí)檢測(cè)電梯加速度并發(fā)送至電梯控制系統(tǒng)，電梯控制系統(tǒng)通過(guò)加速度傳感器檢測(cè)的加速度獲取到電梯的穩(wěn)定加速度，最后電梯控制系統(tǒng)1根據(jù)電梯的穩(wěn)定加速度a和電梯主機(jī)輸出的恒定力矩F1，通過(guò)公式k＝[F1+m'(g-a)]/[(g-a)·Q]計(jì)算出電梯平衡系數(shù)；其中Q為電梯額定載重，g為重力加速度，m'為電梯的載重。

由上述可知，本實(shí)施例在輸出恒定力矩F1下，在檢測(cè)到電梯加速度的情況下即可計(jì)算出電梯的平衡系數(shù)，具有檢測(cè)速度快的優(yōu)點(diǎn)，幾乎可以在幾秒鐘時(shí)間內(nèi)完成電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)。本實(shí)施例裝置在電梯轎廂空載或者帶負(fù)載的情況下均可實(shí)現(xiàn)電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)，當(dāng)為空載時(shí)，m'置為零即可，即步驟S3中電梯平衡系數(shù)計(jì)算公式為：k＝F1/[(g-a)·Q]。

本實(shí)施例電梯主機(jī)2輸出的恒定力矩F1的方向?yàn)殡娞葜鳈C(jī)2指向電梯轎廂4或電梯主機(jī)2指向電梯對(duì)重3。電梯主機(jī)2輸出的恒定力矩F1大小根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電梯功率進(jìn)行選擇，通過(guò)該恒定力矩F1控制電梯以0.1～0.5m/s的速度啟動(dòng)。由常識(shí)可知，由于慣性以及自身重量的作用，當(dāng)電梯啟動(dòng)速度越大，則電梯鋼絲繩或傳送帶的彈性形變?cè)酱?，?duì)系統(tǒng)造成的震蕩干擾越劇烈，這將極大的降低電梯轎廂的加速度的正確性，因此，本實(shí)施例裝置通過(guò)電梯主機(jī)輸出的恒定力矩F1使得電梯以微小的速度啟動(dòng)有助于降低電梯鋼絲繩或傳送帶的彈性形變?cè)斐傻南到y(tǒng)震蕩干擾。在本實(shí)施例中，電梯主機(jī)2輸出恒定力矩F1控制電梯運(yùn)行一個(gè)時(shí)間段，該時(shí)間段可控制為一個(gè)微小的時(shí)間段，滿足可以測(cè)得穩(wěn)定加速度的時(shí)間段即可，如5～20秒，該微小時(shí)間段可以進(jìn)一步消除由電梯鋼絲繩或傳送帶的彈性形變?cè)斐傻南到y(tǒng)震蕩干擾。

本實(shí)施例中，電梯運(yùn)行時(shí)電梯控制系統(tǒng)1獲取穩(wěn)定加速度a過(guò)程如下：通過(guò)加速度傳感器5實(shí)時(shí)檢測(cè)電梯運(yùn)行的加速度并且傳送給電梯控制系統(tǒng)1，電梯控制系統(tǒng)1將在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)保持不變或者其變化幅度在預(yù)設(shè)幅度范圍內(nèi)時(shí)的加速度作為穩(wěn)定加速度。該預(yù)設(shè)時(shí)間可以為5～20秒，預(yù)設(shè)幅度范圍可以為-20％～+20％，也可為出廠時(shí)預(yù)設(shè)或現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試確定。在本實(shí)施例中，電梯控制系統(tǒng)若在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)不能獲取到穩(wěn)定加速度a，則可以通過(guò)適當(dāng)增大預(yù)設(shè)時(shí)間或調(diào)整預(yù)設(shè)幅度范圍進(jìn)一步獲取到穩(wěn)定加速度a。

本實(shí)施例中電梯控制系統(tǒng)在計(jì)算得到電梯平衡系數(shù)k的情況下，可通過(guò)公式W＝G+k·Q計(jì)算得到電梯對(duì)重實(shí)際值W，在知曉電梯平衡系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值或預(yù)設(shè)范圍k1的情況下，通過(guò)公式W1＝G+k1·Q計(jì)算得到電梯對(duì)重標(biāo)準(zhǔn)值W1，電梯控制系統(tǒng)將電梯對(duì)重實(shí)際值W和標(biāo)準(zhǔn)值W1進(jìn)行比較后，能夠獲取到電梯對(duì)重的偏差范圍，并且將該偏差范圍反饋出來(lái)后，以輔助電梯現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員對(duì)電梯對(duì)重進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的快速調(diào)整和調(diào)試。

本實(shí)施例檢測(cè)裝置通過(guò)電梯主機(jī)實(shí)現(xiàn)恒定力矩F1的輸出，通過(guò)加速度傳感器5檢測(cè)出電梯的加速度并且傳送到電梯控制系統(tǒng)，電梯控制系統(tǒng)通過(guò)加速度傳感器獲取到電梯的穩(wěn)定加速度，電梯控制系統(tǒng)根據(jù)電機(jī)主機(jī)輸出的恒定力矩F1和電梯的穩(wěn)定加速度即可實(shí)現(xiàn)電梯平衡系數(shù)的檢測(cè)，具有硬件構(gòu)成簡(jiǎn)單，開(kāi)發(fā)成本低的優(yōu)點(diǎn)，并且只需要通過(guò)程序升級(jí)就能進(jìn)行后期的優(yōu)化開(kāi)發(fā)。

本實(shí)施例電機(jī)控制系統(tǒng)所使用的電梯平衡系數(shù)k＝[F1+m'(g-a)]/[(g-a)·Q]的推導(dǎo)過(guò)程如下：

已知

F＝(m+m')a； (1)

W＝G+kQ； (2)

其中F為當(dāng)前電梯對(duì)重、電梯轎廂、電梯轎廂負(fù)載以及電梯主機(jī)輸出的恒定力矩F1的合力，a為電梯的穩(wěn)定加速度。W為電梯對(duì)重的重量值，G為電梯轎廂空載的重量值，Q為電梯額定載重，k為電梯平衡系數(shù)；m為空載時(shí)電梯轎廂與電梯對(duì)重之重量之差，即m＝G-W，m'為電梯轎廂載重，即電梯轎廂中負(fù)載的重量。

由于

F＝F1+mg+m'g； (3)

將上述公式(3)代入公式(1)中即可得到：

m＝[F1+m'(g-a)]/(a-g) (4)

由于m＝G-W，將公式(4)代入到公式(2)中，得到電梯平衡系數(shù)k為：

k＝[F1+m'(g-a)]/[(g-a)·Q]。

上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。