一种电梯层门门锁短接检测及定位装置的制作方法

本实用新型涉及一种电梯层门门锁短接检测及定位装置，属于电梯故障检测技术领域。

背景技术：

伴随经济的快速发展和城镇化进程的不断深入，电梯得到普及，电梯的安全防护也变得越来越重要，因电梯电气安全装置被短接、电气线路老化导致电气安全回路对地短路、电气安全回路故障等原因造成的电梯安全事故多发。因此，如何通过检测手段来及早发现电梯电气安全回路中的隐患，从而预防此类事故发生已成为电梯行业的一个重要课题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种电梯层门门锁短接检测及定位装置，通过安全及门锁电路状态监测模块和轿门及层门开闭监测模块分别检测安全电路和层门门锁电路的通断状态与轿门和层门的开闭状态，综合判断层门门锁是否短接，通过轿厢位置监测模块测出轿厢的位移，结合轿厢初始位置可以计算出层门门锁出现短接的位置。

本实用新型的技术方案为一种电梯层门门锁短接检测及定位装置，该装置包括：安全及门锁电路状态监测模块，用于实时监控安全电路和层门门锁电路的通断状态，存储相关波形和数据；轿门及层门开闭监测模块，用于实时监控轿门和层门的开闭状态，存储相关波形和数据；轿厢位置监测模块，用于实时监控轿厢所处位置，存储相关位置数据；同步触发及信号分析模块，与上述各模块连接，用于向各模块发送同步信号，收集各模块的相关波形和数据进行综合分析处理，判断电梯层门门锁是否短接并定位短接位置。

作为技术方案的进一步改进，所述同步触发及信号分析模块与所述轿门及层门开闭监测模块无线连接，所述同步触发及信号分析模块与所述安全及门锁电路状态监测模块和所述轿厢位置监测模块无线连接或有线连接。

作为技术方案的进一步改进，所述安全及门锁电路包括电源正极和电源负极，所述电源正极和电源负极之间包括若干安全开关串联而成的安全电路、若干层门门锁开关串联而成的层门门锁电路、轿门开关电路、安全继电器和门锁继电器；所述安全电路的一端与电源正极相连，所述安全电路的另一端一方面通过安全继电器与电源负极相连，另一方面依次通过串联的轿门开关电路、层门门锁电路、门锁继电器与电源负极相连。

作为技术方案的进一步改进，所述安全及门锁电路状态监测模块包括第一电流监控模块.第二电流监控模块和第一信号处理及记录模块；所述第一电流监控模块串联在安全继电器与电源负极之间，用于监控安全电路的通断状态；所述第二电流监控模块串联在门锁继电器与电源负极之间，用于监控轿门开关电路及层门门锁电路的通断状态；所述第一电流监控模块和第二电流监控模块分别与第一信号处理及记录模块连接，所述第一信号处理及记录模块与同步触发及信号分析模块连接，所述第一信号处理及记录模块用于收集存储两个电流监控模块的电流信号，将电流信号二值化处理后发送至同步触发及信号分析模块。

作为技术方案的进一步改进，所述轿门及层门开闭监测模块包括第一传感器和与之相连的第二信号处理及记录模块；所述第一传感器和第二信号处理及记录模块设置在轿厢内，用于监控轿门和层门的开闭状态，所述第二信号处理及记录模块收集存储第一传感器采集的相关信号，将其二值化处理后发送至同步触发及信号分析模块。

作为技术方案的进一步改进，所述轿厢位置监测模块包括加速度传感器和与之相连的第三信号处理及记录模块；所述加速度传感器与第三信号处理及记录模块一起设置于轿厢内，所述第三信号处理及记录模块用于将加速度传感器采集的轿厢的加速度信号进行滤波以及积分，计算出轿厢的相对位移值，并将其发送至同步触发及信号分析模块。

作为技术方案的进一步改进，所述轿门及层门开闭监测模块包括第一传感器，所述轿厢位置监测模块包括加速度传感器，所述第一传感器和加速度传感器分别连接至第四信号处理及记录模块，所述第一传感器、加速度传感器和第四信号处理及记录模块均设置于轿厢内；所述第四信号处理及记录模块一方面收集存储第一传感器采集的相关信号，将其二值化处理后发送至同步触发及信号分析模块，另一方面将加速度传感器采集的轿厢的加速度信号进行滤波以及积分，计算出轿厢的相对位移值，并将其发送至同步触发及信号分析模块。

作为技术方案的进一步改进，所述轿厢位置监测模块包括带有滚轮的旋转编码器和第五信号处理及记录模块，旋转编码器的滚轮与曳引轮或限速器轮的钢丝绳滚动接触，所述第五信号处理及记录模块用于根据旋转编码器产生的信号计算出轿厢的位移并发送至同步触发及信号分析模块。

作为技术方案的进一步改进，所述同步触发及信号分析模块中记录有其发送同步信号时刻轿厢的初始位置。

作为技术方案的进一步改进，所述同步触发及信号分析模块还用于提供交互界面显示电梯层门门锁短接故障信息及其故障定位。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型技术方案的一种电梯层门门锁短接检测及定位装置，无需从电梯控制系统获取电梯状态的信息，也无需干预电梯自身的控制系统，通过检测电梯轿门及层门开闭状态、安全电路和层门门锁电路通断状态及电梯轿厢位置，准确了解电梯层门门锁的工作状态，能快速地检测及定位层门门锁短接隐患。

附图说明

图1所示为根据本实用新型的装置组成框图；

图2所示为根据本实用新型一种实施例的安全及门锁电路状态监测模块组成框图；

图3所示为根据本实用新型一种实施例的安全及门锁电路原理框图；

图4所示为根据本实用新型实施例基于图3电路的安全及门锁电路状态监测原理框图；

图5所示为根据本实用新型一种实施例的轿门及层门开闭监测原理框图；

图6所示为根据本实用新型一种实施例的轿厢位置监测原理框图；

图7所示为根据本实用新型另一种实施例的轿厢位置监测原理框图；

图8所示为根据本实用新型一种实施例的轿门及层门开闭与轿厢位置组合监测的原理框图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种模块，但这些模块不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的模块彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一电流监控模块也可以被称为第二电流监控模块，类似地，第二电流监控模块也可以被称为第一电流监控模块。本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本实用新型的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本实用新型的范围施加限制。

参考图1，本实用新型的一种实施例公开了电梯层门门锁短接检测及定位装置，该装置包括：安全及门锁电路状态监测模块，用于实时监控安全电路和层门门锁电路的通断状态，存储相关波形和数据；轿门及层门开闭监测模块，用于实时监控轿门和层门的开闭状态，存储相关波形和数据；轿厢位置监测模块，用于实时监控轿厢所处位置，存储相关位置数据；同步触发及信号分析模块，与上述各模块连接，用于向各模块发送同步信号，收集各模块的相关波形和数据进行综合分析处理，判断电梯层门门锁是否短接并定位短接位置。

因为在使用本装置进行检测时轿门及层门开闭监测模块是放置在轿厢内跟随轿厢移动，而检测时并没有人在轿厢内部，为了在电梯外向各模块发送同步信号，查看检测数据及分析结果，这里的同步触发及信号分析模块与轿门及层门开闭监测模块采用无线连接。电梯分有机房和无机房的，对于有机房的电梯，安全及门锁电路所在的电梯控制柜通常位于机房内，对于无机房的电梯，安全及门锁电路所在的电梯控制柜通常放置在井道，由于电梯控制柜不会跟随轿厢移动，同步触发及信号分析模块与安全及门锁电路状态监测模块可以采用有线或无线连接。另外，本实用新型的轿厢位置监测模块包括两种形式，包括加速度传感器的形式和包括旋转编码器的形式，当采用加速度传感器的形式时，轿厢位置监测模块跟随轿厢移动，同步触发及信号分析模块与轿厢位置监测模块适合采用无线连接；当采用旋转编码器的形式，轿厢位置监测模块位于井道内且不随轿厢移动，同步触发及信号分析模块与轿厢位置监测模块可以采用无线或有线连接。

一种实施例中，安全及门锁电路包括电源正极和电源负极，电源正极和电源负极之间包括若干安全开关串联而成的安全电路、若干层门门锁开关串联而成的层门门锁电路、轿门开关电路、安全继电器和门锁继电器；安全电路的一端与电源正极相连，安全电路的另一端一方面通过安全继电器与电源负极相连，另一方面依次通过串联的轿门开关电路、层门门锁电路、门锁继电器与电源负极相连。如图3所示，L1表示安全电路，SCD表示轿门开关，SL表示层门门锁电路，SLD表示分布在井道的各层层门门锁开关(SLD1表示第一层层门门锁开关，SLD2表示第二层层门门锁开关，SLDN表示第N层层门门锁开关)，KS1和KS2分别表示安全继电器和门锁继电器；只有当安全电路中的所有安全开关接通，安全继电器的线圈才会得电；只有当安全电路中的所有安全开关、轿门开关和全部层门门锁开关均接通(正常情况下，电梯轿厢停靠在某一层站时，轿门的开启或关闭均会带动层门的开启或关闭，而当轿门关闭时轿门开关会接通，层门关闭时层门门锁开关会接通)，门锁继电器的线圈才会得电，当安全继电器的线圈和门锁继电器的线圈均得电时，电梯才能正常运行。

参考图2和图4，基于如图3的安全及门锁电路，安全及门锁电路状态监测模块包括第一电流监控模块.第二电流监控模块和第一信号处理及记录模块；其中的第一电流监控模块串联在安全继电器与电源负极之间，检测流经安全继电器的电流信号，用于监控安全电路的通断状态；其中的第二电流监控模块串联在门锁继电器与电源负极之间，检测流经门锁继电器的电流信号，用于监控轿门开关电路及层门门锁电路的通断状态；第一电流监控模块和第二电流监控模块分别与第一信号处理及记录模块连接，其中的第一信号处理及记录模块与同步触发及信号分析模块连接，第一信号处理及记录模块用于收集存储两个电流监控模块的电流信号，将电流信号二值化处理(例如0表示电流监控模块未检测到电流信号，继电器线圈失电；1表示电流监控模块检测到电流信号，继电器线圈得电)后发送至同步触发及信号分析模块。

参考图5，其中的轿门及层门开闭监测模块包括第一传感器和与之相连的第二信号处理及记录模块；其中的第一传感器和第二信号处理及记录模块设置在轿厢内，用于监控轿门和层门的开闭状态，其中的第二信号处理及记录模块收集存储第一传感器采集的相关信号，将其二值化处理(例如0表示第一传感器接收到反射的探测信号，轿门和/或层门呈关闭状态；1表示第一传感器未接收到反射的探测信号，轿门和层门呈打开状态)后发送至同步触发及信号分析模块；这里的第一传感器可以是激光测距传感器、红外传感器、超声波测距传感器或接近开关等传感器。

为了定位层门短接隐患所在楼层，其中的轿厢位置监测模块可以通过两种形式的装置模块实现：

参考图6，一种实施例中，轿厢位置监测模块包括加速度传感器和与之相连的第三信号处理及记录模块；其中的加速度传感器与第三信号处理及记录模块一起设置于轿厢内，其中的第三信号处理及记录模块用于将加速度传感器采集的轿厢的加速度信号进行滤波处理以及两次积分，计算出轿厢的相对位移值，并将其发送至同步触发及信号分析模块，在同步触发及信号分析模块向各模块发送同步信号时刻将会记录下轿厢的初始位置。

参考图7，另一种实施例中，轿厢位置监测模块包括带有滚轮的旋转编码器和第五信号处理及记录模块，旋转编码器的滚轮与曳引轮或限速器轮的钢丝绳滚动接触，其中的第五信号处理及记录模块用于根据旋转编码器产生的信号计算出轿厢的位移并发送至同步触发及信号分析模块。当轿厢移动时，钢丝绳运动将会带动滚轮滚动，滚轮的滚动使得旋转编码器产生相关脉冲信号，对该脉冲信号进行处理计算可得到钢丝绳的相对位移值，而轿厢的相对位移等于限速器轮的钢丝绳的相对位移，或者等于曳引轮的钢丝绳的相对位移与曳引比之商。

参考图8，当轿厢位置监测模块采用包括加速度传感器测量轿厢位置时，可以与轿门及层门开闭监测模块的第一传感器共用一个第四信号处理及记录模块，此时，轿门及层门开闭监测模块包括第一传感器，轿厢位置监测模块包括加速度传感器，第一传感器和加速度传感器分别连接至第四信号处理及记录模块，检测时，第一传感器、加速度传感器和第四信号处理及记录模块均设置于轿厢内；其中的第四信号处理及记录模块一方面收集存储第一传感器采集的相关信号，将其二值化处理后发送至同步触发及信号分析模块，另一方面将加速度传感器采集的轿厢的加速度信号进行滤波以及两次积分，计算出轿厢的相对位移值，并将其发送至同步触发及信号分析模块。

为了方便使用，一种实施例中，同步触发及信号分析模块采用手持式平板电脑，启动电梯进行检测时，通过有线或无线通信向安全及门锁电路状态监测模块、轿门及层门开闭监测模块和轿厢位置监测模块发送同步信号，使得各模块同时开始工作并记录相关数据，同步触发及信号分析模块则收集各模块传送的数据进行综合分析处理，并显示电梯层门门锁短接故障信息及其故障定位。

在另一种实施例中，当电梯控制柜放置在机房时，还可以将安全及门锁电路状态监测模块与同步触发及信号分析模块整合在一起，即在安全及门锁电路状态监测模块的基础上增加同步触发及信号分析模块的功能，并提供交互界面，检测时，检测人员在机房进行检测操作。

一种具体应用场景中，同步触发及信号分析模块采用iPad，轿厢位置监测模块采用加速度传感器，使用本实用新型的电梯层门门锁短接检测及定位装置通过如下方法进行检测：

1)将轿门开关短接，使轿门开关电路导通但轿门处于打开状态，将各监测模块如图4-8所示安装放置，开启各模块使其处于准备就绪状态；

2)将轿厢呼至某一层(优先最高层)，并触发所有层站停靠开关，使用同步触发及信号分析模块向安全及门锁电路状态监测模块、轿门及层门开闭监测模块和轿厢位置监测模块三个模块发送同步信号，使各模块开始运行监测，同时记录此刻电梯轿厢初始位置；

3)当电梯轿厢到达最底层后，使用同步触发及信号分析模块向安全及门锁电路状态监测模块、轿门及层门开闭监测模块和轿厢位置监测模块三个模块发送停止信号，使各模块停止监测，同时收集各模块采集的数据信号。

4)同步触发及信号分析模块自动对收集的数据信号进行分析处理：轿门及层门开闭状态(“0”代表关闭、“1”代表打开)，安全继电器线圈状态(“0”代表失电、“1”代表得电)，门锁继电器线圈状态(“0”代表失电、“1”代表得电)；逐个分析轿门及层门开闭状态为“1”的信号，因为轿门呈打开状态且轿门开关导通，因此轿门开闭状态始终为“1”，当电梯运行过程中，某一层站的轿门及层门开闭状态、安全继电器线圈状态、门锁继电器线圈状态同时为“1”时，则表明该层的层门门锁存在短接隐患(正常情况下，层门开闭状态处于“打开”时门锁继电器线圈状态应为失电)；同步触发及信号分析模块根据轿厢初始位置和轿厢的相对位移值可计算出该短接隐患所在层数。

以上所述，只是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本实用新型的技术效果，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。在本实用新型的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。