本发明涉及电梯控制领域，特别是涉及一种电梯过载检测装置及电梯过载检测方法。
背景技术：
随着科技的进步与社会的进步，高层建筑物也逐渐增多，电梯作为重要的垂直交通工具，应用也日趋广泛，而电梯的安全性也越来越受到人们的重视。由于电梯的结构限制，轿厢均具有最大载荷，当载荷超过电梯的最大载荷量时，会为电梯的安全运行带来严重隐患，因此电梯均安装有超载检测开关以提示电梯是否超载。
但目前，电梯的超载检测开关通常安装在轿厢的底部，通过内部的橡胶结构的压缩量检测电梯是否超载，因此检测精度受到橡胶的压缩性能的影响。由于影响橡胶压缩性能的因素众多，例如温度、使用时间等，因此难以保证超载检测开关在长时间内一直具有较高的超载精度。而且，超载检测开关的附属器件较多，造成电梯硬件系统结构复杂，提高了电梯的制造成本。
技术实现要素：
基于此，有必要针对电梯的超载检测装置的检测精度较低且结构复杂问题，提供一种检测精度较高且结构简单的电梯过载检测装置及电梯过载检测方法。
一种电梯过载检测装置，包括：
信号源，固定设置于电梯平层区；
检测结构，安装于轿厢的顶部，所述检测结构用于检测所述信号源并获得与所述信号源对应的第一检测信号及不同于所述第一检测信号的第二检测信号；以及
控制结构，与所述检测结构电连接，用于根据所述第一检测信号和/或所述第二检测信号判断电梯是否超载。
上述电梯过载检测装置，当轿厢位于平层区时，轿厢顶部的检测结构124与信号源对应，由于电梯处于正常负载与超载状态时，位于轿厢上的检测结构相对信号源的位置不同，因此检测结构可从检测信号源获得不同的第一检测信号与第二检测信号，控制结构则根据第一检测信号和/或第二检测信号判断轿厢是否超载。相较于设于轿厢底部而具有弹性的超载检测开关，上述电梯过载检测装置具有较高的检测精度，信号源与检测结构相较于弹性件具有较长的工作寿命，而且结构简单，节约了制造成本。
在其中一个实施例中，所述信号源包括至少一个所述第一检测区及至少一个所述第二检测区，至少一个所述第一检测区与至少一个所述第二检测区沿所述电梯升降方向交错设置。
在其中一个实施例中，所述信号源包括多个第一检测区及多个第二检测区，多个第一检测区与多个第二检测区沿所述电梯升降方向交错设置，所述控制结构可根据所述检测结构获得所述第一检测信号的次数及获得所述第二检测信号的次数判断所述电梯是否超载；当获得所述第一检测信号的次数等于或大于第一预设次数且获得所述第二检测信号的次数等于或大于第二预设次数时，所述控制结构判断所述电梯处于超载状态。
在其中一个实施例中，每个所述第二检测区包括多个第二检测单元，多个所述第二检测单元沿垂直于所述电梯升降方向间隔设置。
在其中一个实施例中，所述检测结构包括多个沿垂直于所述电梯升降方向间隔设置的检测元件，当所述检测元件与其中一个所述第二检测区位于同一水平面内时，至少一个所述检测元件与至少一个所述第二检测单元重叠。
在其中一个实施例中，所述检测结构为光电感应器，所述第一检测区与所述第二检测区的设置方式为下列其中一种：
所述第一检测区为遮挡区，所述第二检测区为设置于所述遮挡区上的透光区；
所述第一检测区为遮挡区，所述第二检测区为独立于所述遮挡区的透光区。
在其中一个实施例中，所述检测结构为摄像头，所述第一检测区为空白区，所述第二检测区域为覆盖于所述第一检测区的识别码。
一种电梯过载检测方法，包括以下步骤：
检测信号源以获得第一检测信号和/或第二检测信号；
根据所述第一检测信号和/或所述第二检测信号判断电梯是否超载。
在其中一个实施例中，步骤根据所述第一检测信号和/或所述第二检测信号判断电梯是否超载还包括以下步骤：
根据获得所述第一检测信号的次数及获得所述第二检测信号的次数判断所述电梯是否超载；
当获得所述第一检测信号等于或大于第一预设次数，且获得所述第二检测信号的次数等于或大于第二预设次数时，判断所述电梯处于超载状态。
在其中一个实施例中，当所述轿厢所在楼层数为楼层数最大值n时，所述第一预设次数为1次，所述第二预设次数为1次；
当所述轿厢所在楼层数为n-n时，所述第一预设次数为1+n次，所述第二预设次数为1+n次。
附图说明
图1为一实施方式的安装有电梯过载检测装置的电梯的示意图；
图2为第一实施例的电梯处于正常负载状态时电梯过载检测装置的示意图；
图3为图2所示的电梯处于超载状态时电梯过载检测装置的示意图；
图4为第二实施例的电梯处于正常负载状态时电梯过载检测装置的示意图；
图5为图4所示的电梯处于超载状态时电梯过载检测装置的示意图；
图6为第三实施例的电梯处于正常负载状态时电梯过载检测装置的示意图；
图7为图6所示的电梯过载检测装置在检测结构与最高处第二检测区对应时的示意图；
图8为图6所示的电梯过载检测装置在检测结构与最低处第二检测区对应时的示意图；
图9为图6所示的电梯过载检测装置的检测结构偏移时的示意图；
图10为图6所示的电梯过载检测装置的检测结构偏移时的另一示意图；
图11为一实施方式的电梯过载检测方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1～图3所示，本较佳实施方式的一种安装于电梯100的电梯过载检测装置120，包括信号源122、检测结构124及控制结构(图未示)。该电梯100包括导轨180、轿厢140及用于牵拉轿厢140的牵引绳160，牵引绳160与导轨180的延伸方向平行以使轿厢140在竖直方向上进行升降往复运动。
其中，信号源122固定设置于用于停留轿厢140的电梯平层区。检测结构124安装于轿厢140的顶部，检测结构124用于检测信号源122并获得与信号源122对应的第一检测信号及不同于第一检测信号的第二检测信号。控制结构与检测结构124电连接，用于根据第一检测信号和/或第二检测信号判断电梯100是否超载。
上述电梯过载检测装置120，当轿厢140位于平层区时，轿厢140顶部的检测结构124与信号源122对应，由于电梯100处于正常负载与超载状态时，位于轿厢140上的检测结构124相对信号源122的位置不同，因此检测结构124可从检测信号源122获得不同的第一检测信号与第二检测信号，控制结构则根据第一检测信号和/或第二检测信号判断轿厢140是否超载。相较于设于轿厢140底部而具有弹性的超载检测开关，上述电梯过载检测装置120具有较高的检测精度，信号源122与检测结构124相较于弹性件具有较长的工作寿命，而且结构简单，节约了制造成本。
进一步地，信号源122包括至少一个第一检测区1222及至少一个第二检测区1224。由于处于超载状态的电梯100相对处于正常负载状态的电梯100，其轿厢140在电梯100的升降方向上的高度不同，因此一个第一检测区1222与至少一个第二检测区1224沿电梯100升降方向交错设置。如此，轿厢140由于负载不同而使检测结构124相对信号源122在电梯100的升降方向上处于不同位置时，检测结构140可与第一检测区1222或第二检测区1224对应，从而获得不同的第一检测信号和/或第二检测信号，控制结构进而根据第一检测信号和/或第二检测信号判断电梯100是否超载。
如图1、图2及图3所示，在第一实施例中，信号源122仅包括一个第一检测区1222及一个第二检测区1224。
检测结构124为光电感应器，光电感应器可发射光束至信号源122。第一检测区1222为可反射光束的遮挡区，第二检测区1224为独立于遮挡区且无法反射光束的透光区。如此，当光电感应器与第一检测区1222对应时，光电感应器发送至第一检测区1222的光束在第一检测区1222的阻挡下返回而重新被光电感应器接收，从而产生第一检测信号。当光电感应器与第二检测区1224对应时，光电感应器发送至第二检测区1224的光束无法返回，从而产生不同于第一检测信号的第二检测信号。
具体在第一实施例中，遮挡区由遮光板形成，该遮光板固定安装于导轨180上，遮光板正下方的空间形成透光区。如此，光电感应器发射的光束射在遮光板后可在遮光板的阻挡下反射回光电感应器，而发射的光束射向透光区则无法沿原路径返回至光电感应器。
进一步地，由于在具有相同负载的情况下，轿厢140处于高楼层时牵引绳160的伸长量较小，处于低楼层时牵引绳160的伸长量较大，因此每个楼层的遮光板安装于导轨140的不同位置，楼层越高，遮光板的安装位置越靠近平层区上方，以此补偿因楼层高低导致的牵引绳160的伸长量不一致。
如图1、图4及图5所示，在第二实施例中，信号源122包括一个第一检测区1222及一个第二检测区1224，第二检测区1224位于第二检测区1222正下方。当电梯100处于正常负载状态时，检测结构124对应于第一检测区1222以获得第一检测信号，当电梯100处于超载状态时，检测结构124对应于第二检测区1224以获得不同于第一检测信号的第二检测信号。
由于在具有相同负载的情况下，轿厢140处于高楼层时牵引绳160的伸长量较小，处于低楼层时牵引绳160的伸长量较大，因此楼层越高，第二检测区1222就越靠近平层区上方，从而补偿因楼层高度导致牵引绳160的伸长量不一致。
具体地，第二检测区1224包括多个第二检测单元，多个第二检测单元沿垂直于电梯100升降方向间隔设置，检测结构124包括多个沿垂直于电梯100升降方向间隔设置的检测元件1242。当检测元件1242与第二检测区1224位于同一水平面内时，至少一个检测元件1242与至少一个第二检测区1224重叠。因此，当信号源122在垂直于电梯100升降方向上的安装位置出现偏差时，检测元件1242依然可与其中一个第二检测区1224对应，从而避免信号源122的安装误差影响检测结果。
具体在本第二实施例中，第二检测区1224包括间隔设置的四个第二检测单元，检测元件1242包括间隔设置的三个检测元件1242，相邻检测元件1242之间的距离小于相邻第二检测区1224之间的距离。具体地，可以理解，检测元件1242与第二检测单元的数量不限于此，可根据实际需要设置。
进一步地，检测结构124为光电感应器，检测元件1242为光束发射/接收器。第一检测区1222为遮挡区，第二检测区1224为设置于遮挡区上的透光区。如此，当光电感应器与第一检测区1222对应时，光电感应器发送至第一检测区1222的光束可在第一检测区1222的阻挡下返回而重新被光电感应器接收，控制结构获得第一检测信号。当光电感应器与第二检测区1224对应时，光电感应器发送至第二检测区1224的光束无法返回，控制结构获得第二检测信号。
具体在本第二实施例中，遮挡区由矩形的遮光板形成，该遮光板固定安装于导轨180上，遮光板的下部开设有矩形的通孔以形成透光区，每个通孔为一个检测单元。
如图1、图6～图8所示，在第三实施例中，信号源122包括多个第一检测区1222及多个第二检测区1224，多个第一检测区1222与多个第二检测区1224沿电梯100升降方向交错设置。当电梯100的负载不断增加而逐渐变为超载状态的过程中，轿厢140相对信号源122逐渐下降，检测结构124也随之相对信号源122向下移动，从而与多个第一检测区1222与多个第二检测区1224依次交替对应。
如此，控制结构可根据检测结构124获得第一检测信号的次数及获得第二检测信号的次数判断电梯100是否超载。当获得第一检测信号的次数等于或大于第一预设次数且获得第二检测信号的次数等于或大于第二预设次数时，控制结构判断电梯100处于超载状态。
具体地，当轿厢140处于高楼层时，牵引绳160的伸长量较小，当轿厢140的负载超过正常值时，检测结构124与信号板122上的处于最高处的第二检测单元对应，从而获取第二检测信号，控制结构根据该第二检测信号可判断电梯100处于超载状态。当轿厢140处于低楼层时，牵引绳160的伸长量较大，因此当轿厢140的负载超过正常值且逐渐增大时，检测结构124在下降过程中依次与信号板122上第一检测区1222与第二检测1224交替对应，从而获取多次第一检测信号与第二检测信号，进而根据获取的第一检测信号与第二检测信号的次数判断电梯100处于超载状态。而当获得第一检测信号的次数小于第一预设次数，获得第二检测信号的次数小于第二预设次数时，控制结构则判断电梯100处于正常负载状态。
如图9、图10所示，与第二实施例相似，每个第二检测区1224包括多个第二检测单元，每个第二检测区1224的多个第二检测单元沿垂直于电梯100升降方向间隔设置。检测结构124包括多个沿垂直于电梯100升降方向间隔设置的检测元件1242，当检测元件1242与一个第二检测区1224位于同一水平面内时，至少一个检测元件1242与至少一个第二检测区1224重叠。
如此，当信号板122的安装位置在垂直于电梯100升降方向上出现偏差时，检测结构124依然可与不同位置的第二检测区1224对应获得检测信号，从而避免信号板122的安装误差影响检测结果。而且，由于一个第二检测区1224中的第二检测单元沿水平方向间隔设置，因此保证了信号板122的结构强度。具体地，第二检测区1224包括间隔设置的四个第二检测单元，检测结构124包括间隔设置的三个检测元件1242，相邻检测元件1242之间的距离小于在垂直于电梯100升降方向上的相邻第二检测区1224之间的距离。
进一步地，检测结构124为光电感应器，检测元件1242为光束发射/接收器，第一检测区1222为遮挡区，第二检测区1224为设置于遮挡区上的透光区。如此，当光电感应器与第一检测区1222对应时，光电感应器发送至第一检测区1222的光束可在第一检测区1222的阻挡下返回而重新被光电感应器接收，控制结构获得第一检测信号。当光电感应器与第二检测区1224对应时，光电感应器发送至第二检测区1224的光束无法返回，控制结构获得第二检测信号。
具体地，遮挡区由矩形的遮光板形成，该遮光板固定安装于导轨180上，遮光板的下部开设有矩形的通孔以形成透光区，每个通孔形成一个第二检测单元。
在第二实施例及第三实施例中，第一检测区1222还可为空白区，第二检测区1224为覆盖于第一检测区1222的识别码，检测结构124为用于识别条形码的摄像头。
上述电梯过载检测装置120，通过信号板122与检测结构124配合以判断轿厢140是否超载，相对于现有技术中的通过安装在轿厢140底部的过载检测结装置，具有更高的精确度的同时具有较长的使用寿命及更加简单的结构，在可保障电梯100安全运行的同时降低了生产成本。
如图11所示，本较佳实施方式的一种电梯100过载检测方法，包括以下步骤：
s110：检测信号源122以获得第一检测信号和/或第二检测信号。
具体地，如图2、图4及图6所示，当位于平层区的电梯100处于正常负载状态时，检测结构124与第一检测区1222对应而获得第一检测信号。如图3、图5及图7所示，当位于平层区的轿厢140负载增加时，检测结构124与第二检测区1224对应时，获得第二检测信号。
s120：根据第一检测信号和/或第二检测信号判断电梯100是否超载。
具体地，当电梯100处于正常负载状态时，检测结构124始终与第一检测区1222对应仅获得第一检测信号，控制结构根据该第一检测判断电梯处于正常负载状态。当电梯100处于超载状态时，检测结构124先后与第一检测区1222及第二检测区1224对应，控制结构先后获得第一检测信号与第二检测信号，从而判断电梯100处于超载状态。
步骤s120根据第一检测信号和/或第二检测信号判断电梯100是否超载还包括以下步骤：
s120：根据获得第一检测信号的次数及获得第二检测信号的次数判断电梯100是否超载。
当获得第一检测信号的次数等于或大于第一预设次数且获得第二检测信号的次数等于或大于第二预设次数时，控制结构判断电梯100处于超载状态。
具体地，如图1及图6～图8所示，当轿厢140处于高楼层时，牵引绳160的伸长量较小，当轿厢140的负载超过正常值时，检测结构124与信号板122上的处于最高处的第二检测区1224对应，从而获取第二检测信号，控制结构根据该第二检测信号可判断轿厢140处于超载状态。如图1及图4、图5所示，当轿厢140处于低楼层时，牵引绳160的伸长量较大，因此当电梯100的负载超过正常值且逐渐增大时，检测结构124在下降过程中依次与第一检测区1222与第二检测区1224交替对应，从而获取多次第一检测信号与第二检测信号。当获得第一检测信号等于或大于第一预设次数，且获得第二检测信号的次数等于或大于第二预设次数时，判断电梯100处于超载状态。而当获得第一检测信号的次数小于第一预设次数，获得第二检测信号的次数小于第二预设次数时，控制结构则判断该轿厢140处于正常负载状态。
进一步地，第一预设次数与第二预设次数与轿厢140所在楼层数呈负相关。轿厢140所在楼层越高，在相同负载下牵引绳160的伸长量越小，因此轿厢140的下降距离也越小，因此第一预设次数与第二预设次数也较小。
当楼层数为最大值n时，第一预设次数为1，第二预设次数为1。例如，当楼层数为最大值5层时，轿厢140的下降距离较小，因此当获得第一检测信号与第二检测信号的次数均大于或等于1次，即可判断电梯100处于超载状态。
当楼层数为n-n时，第一预设次数与第二预设次数均为1+n次。例如，楼层数的最大值为5层，而轿厢140所在楼层为第1层，则第一预设次数为5次，第二预设次数为5次。当获得第一检测信号与第二检测信号的次数均大于或等于6次，即可判断电梯100处于超载状态。
在一实施例中，当获得的第一检测信号的次数大于第一预设次数，且获得的第二检测信号的次数大于第二预设次数时，还可根据获得第一检测信号与第二检测信号的次数获得对应的超载量，从而与用于反映超载量的涡流传感器进行对比。当该电梯过载检测装置100根据第一检测信号与第二检测信号次数获得的超载量与涡流传感器得到超载量不相等时，可提醒工作人员对电梯100进行检修。
上述电梯100过载检测方法，可通过获得的第一检测信号与第二检测信号判断轿厢140是否处于超载状态，检测方法简单有效，且可针对不同楼层进行补正计算，因此检测方法可精确地反映当电梯100处于不同楼层时的超载情况。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。