一种电梯光幕可靠性测试装置及测试方法与流程

本发明涉及电梯，具体涉及一种电梯光幕可靠性测试装置及测试方法。

背景技术：

1、电梯光幕一种利用光电感应原理而制成的电梯门安全保护装置，用于保护进出电梯人员和物品的安全。该关门保护装置普遍采用红外光幕，红外光幕由发射组件和接收组件构成，由发射端发射红外光束给接收端接收红外光束，依据gb/t 7588.1-2020中5.3.6.2.2.1规定：

2、1.该保护装置(如：光幕)至少能覆盖从轿厢地坎上方25mm～1600mm的区域

3、2.该保护装置应能检测出直径不小于50mm的障碍物。

4、但是该标准并未明确标注检测正确率多少为合格，因此客户在采购我司电梯光幕时，会自行制定一个采购标准，要求我司提供的电梯光幕满足百万次检测低于一定数值的出错率，才能视为合格，目前市场上还没有满足此类明确要求的测试装置。此外还有要求更加严格的客户，要求电梯光幕能够检测出直径不小于46mm的障碍物。

5、现有技术中，cn109655939b-一种光幕自动测试装置，其遮挡物与光幕的距离为固定的，检测结果容易不精准，无法检测出盲区。

6、cn113624450b-一种对射光幕的测试方法及系统，其遮挡物与光幕的距离为固定的，检测结果容易不精准，无法检测出盲区。

7、cn206378152u-一种双层光幕传感器性能测试装置，虽然其遮挡物与光幕的距离可调，但是仍然无法检测出盲区的位置。

技术实现思路

1、本发明解决的问题是：现有技术中无法通过百万次测量检测出电梯光幕的盲区，提供一种电梯光幕可靠性测试装置及测试方法。

2、本发明通过如下技术方案予以实现，一种电梯光幕可靠性测试装置，包括框架，所述框架上设置有两个安装面，第一个安装面滑动设置有tx端固定支架和rx端固定支架，所述tx端固定支架和rx端固定支架相互平行，分别通过第一夹持机构、第二夹持机构安装有光幕tx端、光幕rx端，所述光幕tx端和光幕rx端之间，从顶端到底端的矩形平面区域为检测区域，

3、框架的第二个安装面上设置有第一移动机构、转接支架、第二移动机构、往复移动机构、遮挡物，所述第一移动机构和第二移动机构均具有位置控制与位置反馈功能，所述第一移动机构、第二移动机构可以有多种选择，包括伺服滑台、直线电机、同步带滑台模组等，本方案采用的是步进电机驱动的同步带滑台模组。二者构成十字滑动机构，十字滑动机构的活动端安装有往复移动机构，所述往复移动机构的活动端安装有遮挡物，所述往复移动机构在伸长/缩短的往复移动过程中，遮挡物能够穿过/离开检测区域，所述往复移动机构处设置有至少能够检测往复移动机构是否到达伸长/缩短极限行程的传感器组件，根据传感器组件的功能可以选用光电开关、直线位移传感器、霍尔传感器等，本方案采用的是槽型光电开关。

4、所述框架侧面安装有控制箱，所述控制箱壳体上设置有按键和控制面板，所述控制箱内设置有控制单元，所述光幕tx端、光幕rx端、第一移动机构、第二移动机构、往复移动机构、传感器组件均与控制单元电性连接。

5、往复移动机构可以采用气缸、伺服滑台、直线电机、同步带滑台模组等，本方案采用步进电机驱动的曲柄滑块结构，所述往复移动机构包括连接板、第一步进电机、第一减速机、曲柄、连杆、导杆、直线轴承，所述连接板固定在十字滑动机构的活动端上，所述第一步进电机、第一减速机、直线轴承固定在连接板上，所述第一步进电机和第一减速机传动连接，所述第一减速机的输出轴曲柄、连杆、导杆依次转动连接，所述导杆外滑动设置有直线轴承，所述遮挡物可拆卸的安装在导杆的前端。

6、进一步地，所述遮挡物为直径50mm的圆柱体。所述传感器组件采用两个槽型光电开关，所述往复移动机构上安装有开关遮挡片，在遮挡物中部穿过检测区域和遮挡物远离检测区域时，均有一个槽型光电开关被遮挡。

7、进一步地，所述遮挡物为阶梯轴状，靠近往复移动机构的一端为一段直径50mm的圆柱体，在远离往复移动机构方向的圆柱体直径逐渐变小，依次为48mm、46mm、44mm，所述传感器组件设置有5个检测点，分别为50mm圆柱段中部位置位于检测区域的平面处、48mm圆柱段中部位置位于检测区域的平面处、46mm圆柱段中部位置位于检测区域的平面处、44mm圆柱段中部位置位于检测区域的平面处、遮挡物远离检测区域的平面，所述传感器组件采用个槽型光电开关，往复移动机构上设置有开关遮挡片，在每一个不同直径的圆柱体中部位置刚好位于检测区域的平面处及遮挡物远离检测区域时，均有一个槽型光电开关被开关遮挡片遮挡。

8、进一步地，所述tx端固定支架和rx端固定支架分别通过第三移动机构和第四移动机构驱动在第一个安装面上移动，所述第三移动机构和第四移动机构均具有位置控制与位置反馈功能。

9、进一步地，所述框架上还设置有第三个安装面，所述第三个安装面和第一个安装面对称设置，设置有另外一组tx端固定支架、rx端固定支架、光幕tx端、光幕rx端，第一个安装面上的光幕tx端和第三个安装面上的光幕tx端位于不同侧，所述遮挡物的后方还对称固定有另一个遮挡物，两个遮挡物由往复移动机构同时驱动往复移动。

10、本发明的另一个方面，提供了一种电梯光幕可靠性测试方法，包括以下几个步骤：

11、步骤一、输入参数：通过控制面板输入的参数包括光幕tx端、光幕rx端的间距、光幕的高度、设定测试次数；

12、步骤二、执行运动：控制单元发出控制指令，控制第一移动机构、第二移动机构动作，使遮挡物按照设定路径在检测区域中移动，与此同时，控制单元发出控制指令，控制往复移动机构驱动遮挡物往复伸出/缩回；

13、步骤三、数据采集：传感器组件检测往复移动机构是否到达伸长/缩短的极限行程，光幕tx端连续发出红外扫描光束，光幕rx端检测红外扫描光束有无遮挡，第一移动机构、第二移动机构反馈实时的遮挡物坐标位置；

14、步骤四、过程判断：传感器组件每检测到往复移动机构往复运动一次，则控制单元记录为一次系统动作，在此期间光幕rx端每检测到一次连续的遮挡信号，则记录为一次光幕动作，将系统动作和光幕动作进行核对，判断是否每一段连续遮挡信号之间均仅有一次传感器组件检测的伸出到极限行程的信号，判断是否每一段连续的无遮挡信号之间均仅有一次传感器组件检测的缩回到极限行程的信号，若判断结果为是，则标记为正常，若判断结果为否，则记录此时遮挡物的坐标点为异常坐标，该异常状态发生的时间为异常时间；

15、步骤五、得出检测结果：装置连续运行，直到系统动作次数达到设定测试次数，停止测试，将得到的总异常次数，与标准值相比，得到测试结果，并根据异常坐标点分析是否出现检测盲区，完成测试。

16、进一步地，在步骤二中，设定的路径包括多次双循环路径，每一次双循环路径包括两次覆盖移动区域的单循环路径，所述移动区域为检测区域向内偏移遮挡物半径长度后的矩形区域，同一个双循环路径的两个单循环路径的主方向相互垂直，单循环路径包括覆盖在移动区域的多条等间距设置的单个路径，和在移动区域边缘将多条单个路径连接为连续路径的边缘路径，所述单个路径的形状为直线、波浪线、折线中的一种，在完成一次双循环路径后，进行下一个双循环路径时，后一个双循环路径相对于前一个双循环路径进行以下多种调整方案中的一种或多种：不调整；对路径节点位置做偏移调整；改变路径主方向的角度；改变路径形状；移动速度调整。

17、进一步地，所述tx端固定支架和rx端固定支架分别通过第三移动机构和第四移动机构驱动在第一安装面上移动，所述第三移动机构和第四移动机构均具有位置控制与位置反馈功能，在步骤一过程中，输入光幕tx端、光幕rx端的间距后，第三移动机构和第四移动机构自动将光幕tx端、光幕rx端移动到合适的位置，并且控制单元根据第三移动机构和第四移动机构反馈的横向坐标直接标定检测区域位置，

18、与此同时还增加了一种动态检测模式：在步骤二过程中，通过光幕tx端、光幕rx端、遮挡物三者的横向坐标做实时比较，光幕tx端、光幕rx端在不干涉遮挡物的情况下，由第三移动机构和第四移动机构驱动左右移动，模拟电梯门开、关动作。

19、进一步地，遮挡物采用阶梯轴状，测试步骤如下：

20、步骤一、输入参数：输入的参数包括光幕tx端、光幕rx端的间距、光幕的高度、设定测试次数；

21、步骤二、执行运动：控制单元发出控制指令，控制第一移动机构、第二移动机构动作，使遮挡物按照设定路径在检测区域中移动，与此同时，控制单元发出控制指令，控制往复移动机构驱动遮挡物往复伸出/缩回；

22、步骤三、数据采集：传感器组件检测遮挡物的个状态位置，分别是遮挡物位于远离检测区域的平面处、44mm圆柱段中部位置位于检测区域的平面处、46mm圆柱段中部位置位于检测区域的平面处、48mm圆柱段中部位置位于检测区域的平面处、50mm圆柱段中部位置位于检测区域的平面处，光幕tx端连续发出红外扫描光束，光幕rx端检测红外扫描光束有无遮挡，第一移动机构、第二移动机构反馈实时的遮挡物坐标位置；

23、步骤四、过程判断：传感器组件每检测到往复移动机构往复运动一次，则控制单元记录为一次系统动作，在此期间光幕rx端每检测到一次连续的遮挡信号，则记录为一次光幕动作，将系统动作中从远离检测区域到完全进入检测区域过程中的传感器组件检测到的位置信号和光幕动作进行核对，依次判断44mm圆柱段中部位置位于检测区域的平面处时、46mm圆柱段中部位置位于检测区域的平面处时、48mm圆柱段中部位置位于检测区域的平面处时、50mm圆柱段中部位置位于检测区域的平面处时光幕是否检测到遮挡信号，并判断遮挡物位于远离检测区域的平面处时光幕是否无遮挡信号，若判断结果为是，则标记为正常，若判断为否，则记录此时遮挡物坐标点为异常坐标，该异常状态发生的时间为异常时间，50mm、48mm、46mm、44mm四分段检测结果单独计算；

24、步骤五、得出检测结果：装置连续运行，直到系统动作次数达到设定测试次数，停止测试，将得到50mm、48mm、46mm、44mm各分段的独立的异常次数，与标准值相比，得到各分段的测试结果，并根据异常坐标点分析是否出现检测盲区，完成测试。

25、进一步地，框架底部设置有滚轮，框架通过滚轮移动至高低温箱内，设定工作温度、湿度及工作时间，并将开关动作次数、开关动作次数及光幕动作次数通过usb接口导入高低温控制箱内，实时检测光幕的工作状态，通过调节温度模拟光幕在实际使用低温或高温、高湿环境下的环境适应性以及在不同环境下对标准遮挡的识别能力，增加产品在实际环境下的稳定性，并评估产品寿命，通过内置计算公式：

26、

27、式中lnormal为产品在正常温度下的平均寿命；lstress为产品在高温下的平均寿命；ea为激活能，一般按照电子迁移估取0.7ev。k为玻尔兹曼常数，取值8.617×10-5ev/k；tnormal为产品正常使用下的开尔文温度，室温一般为25℃，即tnormal＝25+273＝298k；tstress为实验开尔文温度；

28、根据实际实时检测数来折算产品在高温、高湿环境下的使用寿命，并通过多样品测试产品的产品故障前平均时间，进行产品平均寿命评估。

29、本发明的有益效果是：

30、1、本发明可以设定次数，自动化完额定次数的检测，实现了自动化伸缩遮挡物来检测光幕的动作准确性，并且可以记录异常坐标位置和异常时间，便于分析电梯光幕的盲区，提高检测精准度，并可以用于后续产品改进工作。

31、2、本发明由于第三移动机构和第四移动机构的存在，因此光幕tx端和光幕rx端可以根据设定参数进行移动，并且可以在测试中移动，模拟电梯门开合动作，提高测试的真实性。

32、3、本发明的路径规划的方法，实现均匀检测无遗漏，单循环路径通过单个路径和边缘路径的组合，形成对移动区域等间距扫荡式覆盖，两个相互垂直的单循环路径相叠加，形成网格状路径，并且通过多种方案调整相邻的双循环路径，实现遮挡物均匀且无重复地在移动区域内移动，实现了及其精准的检测，避免了检测死角的出现。

33、4、本发明的遮挡物可以选用阶梯轴状，可以在遮挡物一次往返中完成四个直径遮挡物下光幕动作准确性的测试，包括极限的44mm的测试，可以对光幕的性能形成更深入的了解。

34、5、本发明还设置有第三个安装面，对称设置有两组电梯光幕和两个遮挡物，可以一次性测试两组电梯光幕的动作准确性，提高光幕测试效率。一般客户需要提供四组光幕的测试数据，因此同时测试两组，可以缩减一半的测试时间。

35、6、本发明还可以安装滚轮，推入高低温箱中进行老化测试，在高温、高湿的环境下加速老化通过计算来折算光幕在常温环境下的使用寿命以及产品的失效率曲线。