一种电梯钢丝绳状态监测装置及方法与流程

本发明涉及电梯监测，特别是涉及一种电梯钢丝绳状态监测装置及方法。

背景技术：

1、垂直电梯通常采用多根钢丝绳拉动电梯轿厢运动，钢丝绳两端分别连着轿厢和对重，缠绕在曳引轮和导向轮上，曳引机带动曳引轮转动，靠钢丝绳与曳引轮摩擦产生的牵引力，实现轿厢和对重的升降运动，达到运输目的。

2、而钢丝绳作为电梯运行中的重要组成部分，需要注意的地方在于，电梯钢丝绳必须落在轮槽内，一但轮槽内的钢丝绳脱离，会导致钢丝绳与对重反绳轮轮轴等部件接触，严重将造成轮轴磨损断裂使轿厢坠落，导致人员伤亡和财产损失；

3、还需注意电梯运行过程中每根钢丝绳上的拉力和张紧力都要求均匀，如果同侧承重的钢丝绳拉力或张紧力差距过大，容易造成曳引轮、钢丝绳加剧磨损，产生安全隐患，同时还需注意钢丝绳的断股现象，钢丝绳断股如不及时处理，将导致钢丝绳跳槽，酿成更大的人员伤亡和财产损失；

4、针对上述的问题，需要对电梯钢丝绳进行定时的检查和保养工作，现在大多的电梯管理公司是通过人工停机进行检查和保养，需要花费较大的人力和物力，同时检查工作非常繁琐，需要对电梯的各个工作区域的钢丝绳进行排查，这种人工停机检查的方式无法了解电梯的实时运行情况。因此这种定时人工检查保养的方法仍然无法保证电梯在运行时的安全，同时容易因人工排查不完整或工作失误导致的电梯故障。

5、本发明旨在对电梯钢丝绳状态进行实时动态监测，当钢丝绳状态发生变化时，能够启动安全保护机制让电梯处于安全状态，避免重大人员伤亡和财产损失事故发生，同时可以对电梯钢丝绳在轮槽内状态、绳头的张力状态、钢丝绳断股情况进行检测，起到很好的事故预防和风险预警的作用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电梯钢丝绳状态监测装置及方法，当钢丝绳状态发生变化时，能够启动安全保护机制让电梯处于安全状态，避免重大人员伤亡和财产损失事故发生，同时可以对电梯钢丝绳在轮槽内状态、绳头的张力状态、钢丝绳断股情况进行检测，起到很好的事故预防和风险预警的作用。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种电梯钢丝绳状态监测装置，包括电梯钢丝绳组件和监测组件，所述电梯钢丝绳组件包括钢丝绳、轮槽和钢丝绳绳头组件，所述监测组件包括结构光扫描模块、系统主机、电梯运行状态监测模块、安全保护模块、电源模块、通信模块、云端管理系统、pc客户端和移动客户端；

4、所述结构光扫描模块安装在所述电梯钢丝绳组件内，所述结构光扫描模块与所述系统主机连接，所述结构光扫描模块包括轮槽扫描模块、绳头扫描模块和断股扫描模块，所述轮槽扫描模块用于获取轮槽内钢丝绳的位置数据，所述绳头扫描模块用于获取钢丝绳绳头组件伸缩时的位置数据，所述断股扫描模块用于获取钢丝绳外轮廓的位置数据；

5、所述系统主机用于处理所述结构光扫描模块得到的数据并判断钢丝绳的状态变化，所述系统主机分别与所述电梯运行监测模块、电源模块、安全保护模块和通信模块连接；

6、所述电梯运行状态监测模块用于监测电梯的当前运行状态；

7、所述安全保护模块用于启动切断电梯的安全回路，使电梯停止运行；

8、所述通信模块用于向云端管理系统发出报警信息；

9、所述pc客户端和移动客户端通过所述云端管理系统接收报警信息。

10、进一步地，每个所述轮槽扫描模块分别对应布置在各个所述轮槽的上方，所述断股扫描模块正对所述钢丝绳布置。

11、进一步地，所述钢丝绳绳头组件包括绳头拉杆、压缩弹簧、上垫板和下垫板，所述绳头拉杆穿过所述上垫板和所述下垫板，所述绳头拉杆伸出所述下垫板的一端与钢丝绳的绳头连接，所述压缩弹簧的两端分别与上垫板和下垫板固定连接，所述压缩弹簧套设在所述绳头拉杆外，所述绳头拉杆伸出上垫板的一端通过固定螺母锁紧，所述上垫板靠近固定螺母的一侧设有光靶，所述绳头扫描模块设置在所述光靶的上方。

12、一种电梯钢丝绳状态监测方法，包括以下步骤：

13、s1：系统主机启动，电梯运行状态监测模块实时监测电梯的运行情况，轮槽扫描模块获取轮槽内的钢丝绳的轮廓点初始数据，绳头扫描模块扫描获取光靶位置的初始数据，断股扫描模块获取钢丝绳的外轮廓点初始数据；系统主机记录上述的初始数据并设为基准值；

14、s2：电梯正常运行，轮槽扫描模块、绳头扫描模块和断股扫描模块持续扫描，分别将实时数据传送给系统主机；

15、s3：系统主机分别对步骤s2回传的数据进行处理和分析，判断钢丝绳的状态变化；

16、s4：当系统主机判断钢丝绳状态发生变化时，并且通过电梯运行状态监测模块监测到电梯处于停止时，通过安全保护模块启动切断电梯的安全回路，使电梯停止使用，并通过通信模块向云端管理系统发出报警信息，同时云端管理系统将报警信息推送给pc客户端和移动客户端；

17、当系统主机判断钢丝绳状态发生变化时，但通过电梯运行状态监测模块监测到电梯处于运行时，则系统将等待直到通过电梯运行状态监测模块监测到电梯处于停止时，通过安全保护模块启动切断电梯的安全回路，使电梯停止使用，并通过通信模块向云端管理系统发出报警信息，同时云端管理系统将报警信息推送给pc客户端和移动客户端。

18、s5：专业人员通过pc客户端和移动客户端收到报警信号后对钢丝绳进行复位操作，结构光扫描模块持续扫描，通过系统主机判断钢丝绳是否复位；如果钢丝绳复位则将安全保护模块复位，电梯正常运行；如果钢丝绳没有复位，通过通信模块向云端管理系统发出报警信息，同时云端管理系统将报警信息推送给pc客户端和移动客户端。

19、进一步地，所述步骤s1中轮槽扫描模块获取轮槽内的钢丝绳的轮廓点初始数据具体步骤为：对轮槽扫描模块建立坐标系，轮槽扫描模块对轮槽内的k根钢丝绳进行扫描，轮槽内的第1根钢丝绳轮廓峰值的坐标记为，轮槽内的第k根钢丝绳轮廓峰值的坐标记为，正常情况下各个峰值的纵坐标为固定的常数a，记各个峰值的纵坐标的允许偏差为b，其中b满足，其中为轮槽内任意一根钢丝绳的纵坐标。

20、进一步地，所述步骤s1中绳头扫描模块获取钢丝绳绳头光靶上表面点初始数据具体步骤为：对每个绳头扫描模块建立坐标系，当第k个绳头扫描模块对第k个光靶进行扫描并获得每个光靶上表面点的坐标，记第1个光靶上表面点的坐标为，第k个光靶上表面点的坐标为；由于初始状态时的每个钢丝绳绳头的张力是均匀的，所以每个光靶在y轴方向的坐标变化是相同，光靶上表面点在y轴方向的坐标值的变化记为。

21、进一步地，所述步骤s1中断股扫描模块获取钢丝绳的轮廓点初始数据的具体步骤为：对断股扫描模块建立坐标系，断股扫描模块所对应扫描k根钢丝绳，k根钢丝绳在y轴方向上不发生变化，k根钢丝绳在x轴方向的活动范围由两个横坐标确定，其中第1根钢丝绳的活动范围在之间，第k根钢丝绳的活动范围在之间，相邻两根钢丝绳的活动范围之间为空白区域。

22、进一步地，所述步骤s3中系统主机判断轮槽内钢丝绳的状态的具体步骤为：当轮槽内的钢丝绳跳槽时有，。

23、进一步地，所述步骤s3中系统主机判断钢丝绳绳头的状态的具体步骤为：当第n根钢丝绳绳头的张力发生变化时有，或者。

24、进一步地，所述步骤s3中系统主机判断钢丝绳的断股状态的具体步骤为：记断股形成的小绳股出现在第n和n+1根钢丝绳的活动范围之间，断股扫描模块扫描时在与之间的m处将获得小绳股上m点的坐标，当电梯运行时，断股扫描模块获得一系列m点的坐标，且在与的区间内连续出现。

25、本发明的有益效果是：

26、1）对电梯钢丝绳状态进行实时动态监测，当钢丝绳状态发生变化时，能够启动安全保护机制让电梯处于安全状态，避免重大人员伤亡和财产损失事故发生，同时可以对电梯钢丝绳在轮槽内状态、绳头的张力状态、钢丝绳断股情况进行检测，起到很好的事故预防和风险预警的作用。

27、2）通过轮槽扫描模块、绳头扫描模块、断股扫描模块可以对电梯钢丝绳组件内的所有轮槽、钢丝绳及绳头起到扫描监控作用，同时结构光扫描模块发出扇形的结构光束，极大的提高了监测的覆盖范围。同时专业人员可以快速定位到状态异常的钢丝绳位置，提高排查复位的效率。