技术领域
[0001] 本
发明涉及电梯检验技术领域，特别涉及一种
电梯井道综合测试系统。
背景技术
[0002] 现有的电梯监督检验和定期检验中，《TSG T7001-2009电梯监督检验和定期检验规则》中附件A第8.2项、8.11项、8.13项等井道内试验项目在试验过程中检验人员只能在机房观察到驱动主机的状态，导致不能很好的判断井道内轿厢的状态。这些检验项目的要求是：检查轿厢制停情况，是否
变形损坏；
导轨的变形情况。因此都需要在井道内的试验
位置才能准确的观察。
[0003] 对上述项目的检验中，现有方式存在如下弊端:试验时要求不能有人员在轿厢和轿顶。当工作人员做完每项试验后检验人员在轿厢不运行的情况下很难到达轿顶观察，可一旦轿厢运行到适合上人的位置后，又很难再运行找准试验时的具体位置观察，因此存在一定的难度。并且这些试验结果缺乏相应的测量数据
支撑，人为因素太大会导致试验结果的不确定性。
[0004] 此外，《TSG T7001-2009电梯监督检验和定期检验规则》中附件A第3.2项、3.13项对电梯顶部、底部空间的最小尺寸的要求，目前该项目的检验目前的工艺是需要检验员逐台蹲在
电梯轿厢顶部和地坑中，待轿厢运行到达极限位置时用盒尺或其它简易仪器共测量七个数据。
[0005] 对上述项目的检验中，现有方式存在如下弊端:(1)当电梯轿厢运行到极限位置时，即便是合格的电梯此时检验员所处的环境尺寸仅仅是0.5m×0.6m×0.8m的一个狭小空间。如果电梯不满足要求的话，空间可能更小，极容易出现危险造成
挤压事故。
[0006] (2)在如此小的空间内检验员手持简易的仪器去测量作业很困难，也难以保证数据的
精度、准度。
发明内容
[0007] 本发明的目的旨在至少解决所述技术
缺陷之一。
[0008] 为此，本发明的目的在于提出一种电梯井道综合测试系统。
[0009] 为了实现上述目的，本发明的
实施例提供一种电梯井道综合测试系统，包括：激光测试头设备和测试主机，所述激光测试头设备位于电梯井内，所述测试主机位于所述电梯井外，
[0010] 所述激光测试头设备包括：
支架、
基座和激光测试头，所述激光测试头安装于所述支架或基座上，包括：电源模
块、与所述电源模块相连的主控CPU、WIFI
接口、激光测距模块、摄像头和运动控
制模块，所述运动
控制模块与所述激光测距模块连接，所述主控CPU通过I2C接口与所述电源模块和运动控制模块连接，所述主控CPU通过USART接口与所述运动控制模块和激光测距模块连接，所述主控CPU通过SDIO接口与所述WIFI接口连接，所述主控CPU进一步通过WIFI接口与所述测试主机连接；
[0011] 所述测试主机包括：电源单元、摇杆
控制器、无线网卡、显示单元、声卡系统和工控微机，其中，所述电源单元、摇杆控制器、无线网卡、显示单元、声卡系统进一步与所述工控微机连接，所述工控微机通过所述无线网卡与所述激光测试头设备的WIFI接口连接；
[0012] 所述电梯井道综合测试系统执行以下测量：
[0013] (1)井道顶部测量
[0014] 所述支架固定安装于电梯顶部的轿厢导轨上且与电梯井的
侧壁预留空间，所述激光测试头可转动的安装于所述支架上，控制所述激光测试头和测试主机打开，通过WIFI网络自动连接并组网完成，利用所述摇杆控制器控制所述测试主机上的
软件运行，控制电梯轿厢运行到
指定位置；通过所述摇杆控制器依次控制所述激光测试头设备完成井道顶部的所有的垂直参数测量、面积参数的测量，生成测试结果，将测试结果和测试标准自动判断，以判断是否合格，自动生成测试报表；
[0015] (2)井道底部测量
[0016] 所述支架固定安装于电梯底部的轿厢导轨上且与电梯井的侧壁预留空间，所述激光测试头可转动的安装于所述支架上，控制所述激光测试头和测试主机打开，通过WIFI网络自动连接并组网完成，利用所述摇杆控制器控制所述测试主机上的软件运行，控制电梯轿厢运行到指
定位置；通过所述摇杆控制器依次控制所述激光测试头设备完成井道底部的所有的垂直参数测量、面积参数的测量，生成测试结果，将测试结果和测试标准自动判断，以判断是否合格，自动生成测试报表；
[0017] (3)轿厢试验
[0018] 所述基座安装于所述电梯的电梯轿厢的顶部中央，所述激光测试头可转动的安装于所述基座上，对所述电梯轿厢进行变形量、速度、
加速度和运动曲线试验。
[0019] 进一步，在进行井道顶部测量中，所述摇杆控制器依次控制所述激光测试头设备完成所有的垂直参数测量，包括：
[0020] 激光测试头指向第一点,点击摇杆按键完成第一点坐标测试，摇杆控制器控制激光测试头指向第二点,控制完成第二点坐标测试，自动计算两点的垂直距离，以此完成一个垂直距离参数的测量。
[0021] 进一步，所述垂直参数包括：所述电梯轿厢的轿顶站人的最高面积的
水平面与位于轿厢投影部分井道顶最低部件的水平面之间的自由垂直距离、电梯井道顶部的最低部件与导靴或滚轮、曳引绳附件、垂直滑动
门的横梁或部件的最高部分之间的间距距离、底坑底和轿厢最低部件之间的自由垂直距离、底坑中固定的最高部件和轿厢的最低部件之间的自由垂直距离。
[0022] 进一步，在进行井道顶部测量中，所述摇杆控制器依次控制所述激光测试头设备完成所有的面积参数测量，包括：所述摇杆控制器控制激光测试头依次指定某个多边形的各个
顶点后，自动计算出该多边形垂直投影的面积，依次完成空间的测量。
[0023] 进一步，在井道底部测量中，进一步对井道底部进行
缓冲器动作可靠性、
压缩行程是否符合要求的检测。
[0024] 进一步，在所述轿厢试验中，至少包括以下几种：
[0025] (1)将所述激光测试头固定于轿厢顶部，在所述摇杆控制器的控制下到达试验位置时，实时测量轿厢变形量、轿厢偏斜度、导轨变形量数据；
[0026] (2)将所述激光测试头固定于轿厢顶部，当所述电梯轿厢以额定速度运行至轿厢正常平层过程中，测量轿厢速度、加速度、减速度是否符合要求，并发出提示；
[0027] (3)将所述激光测试头固定于轿厢顶部，控制所述电梯轿厢以额定速度运行，突然切断电源至电梯轿厢停止过程中，所述激光测试头在所述摇杆控制器的控制下，测量所述电梯轿厢速度、加速度、减速度、制停距离是否符合要求。
[0028] 进一步，在所述轿厢试验中，所述测试主机根据接收到的来自所述激光测试头设备的数据，绘制速度、位移、加加速度、减速度、均方根、矢量曲线、轿厢正常运行震动曲线、轿厢正常运行紧急停止震动曲线。
[0029] 进一步，在所述轿厢试验中，所述激光测试头在所述摇杆控制器的控制下，检测导轨偏差和共面性。
[0030] 根据本发明实施例的电梯井道综合测试系统，可以安装在放置在电梯井道顶部、电梯轿厢顶部、井道底部等位置处，通过网络连接的测试主机测量电梯井的顶部和底部空间的尺寸，并完成相关电梯轿厢试验，无需在电梯井内安排工作人员，利用电梯井内的激光测试头设备和电梯井外的测试主机的配合，即可实现对轿厢与电梯井的距离测量以及对轿厢数据的采集，根据国家相关规范、标准判断是否符合要求，生成测试结果，适用于多种电梯检验，安全性和测量精度更高。
[0031] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0032] 本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0033] 图1为根据本发明实施例的电梯井道综合测试系统的结构图；
[0034] 图2为根据本发明实施例的激光测试
探头设备的示意图；
[0035] 图3为根据本发明实施例的测试主机的示意图；
[0036] 图4为根据本发明实施例的电梯井道综合测试系统的测试原理图。
具体实施方式
[0037] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0038] 如图1所示，本发明实施例的电梯井道综合测试系统，包括：激光测试头设备100和测试主机200。其中，激光测试头设备100位于电梯井内，测试主机200位于电梯井外。
[0039] 如图2所示，激光测试头设备包括：支架、基座和激光测试头，激光测试头包括：电源模块、与电源模块相连的主控CPU、WIFI接口、激光测距模块、摄像头和运动控制模块。其中，运动控制模块与激光测距模块连接，主控CPU通过I2C接口与电源模块和运动控制模块连接。
[0040] 需要说明的是，主控CPU2内具有CPU、内存和
电子硬盘，软件上运行linux
操作系统，主控CPU有多中接口和外设及其他功能模块进行通信。主控CPU2通过USART接口与运动控制模块和激光测距模块连接，主控CPU通过SDIO接口与WIFI接口连接，主控CPU进一步通过WIFI接口与测试主机连接。
[0041] 在本实用新型的一个实施例中，电源模块包括：锂
电池和直流电源DCDC变换
电路，实现锂电池充放电功能、通过DCDC变换电路产生系统工作需要的三组电源：3.3V
内核工作电源、5V外设工作电源和12V
电机供电电源；同时通过测量电路获取各个电源单元工作状态通过I2C总线和主控CPU2通信，上报数据并接收主控CPU2命令控制电源单元电路。
[0042] 激光测距模块可以实现测试头中心点到激光指向点的距离测量，采用高精度激光测量技术获取距离，
分辨率1mm，通过USART接口将获取的距离数据发送给主控CPU2。
[0043] 运动控制模块包括：9轴姿势
传感器、第一电机控制器和第二电机控制器，分别与激光测试头连接，由第一电机控制器和第二电机控制器在主控CPU的控制下带动激光测试头垂直旋转和水平旋转，由9轴姿势传感器测量激光测试头的当前旋转
角度并反馈至主控CPU。主控CPU通过I2C接口与电源模块和9轴传感器连接，主控CPU通过USART接口与每个电机控制器，并控制电机运转；主控CPU和激光测距模块连接，获取距离信息，主控CPU通过SDIO接口与WIFI接口连接，实现无线网卡功能和测试主机进行通信。
[0044] 在本实用新型的一个实施例中，WIFI接口模块作为无线网卡，通过WIFI无线和主控CPU进行通信。
[0045] 摄像头采用500万
像素CMOS摄像头模块，采集视频新
信号传输到主控CPU，CPU把
视频信号加工流媒体信息发送的WIFI网路上，测试主机可以通过无线网络在主机显示器是显示这个视频信息；测试人员根据视频图像选取测试点，监视电梯设备运行状况等。此外，设置补偿光装置邻近摄像头连接，以提供辅助照明光。优选的，补偿光装置采用LED发光
二极管，利用LED
发光二极管辅助照明，从而使得摄像头在昏暗环境下也能拍摄。在本实用新型的一个实施例中，摄像头采用CMOS摄像头模块。
[0046] 如图3所示，测试主机包括：电源单元7、摇杆控制器12、无线网卡9、显示单元11、声卡系统10和工控微机8，其中，电源单元7、摇杆控制器12、无线网卡9、显示单元11、声卡系统10进一步与工控微机8连接，工控微机8通过无线网卡9与激光测试头设备的WIFI接口连接。
[0047] 具体的，电源单元7包括：与工控微机8连接的AC-DC交直流转换模块、锂电池及自动充
放电管理系统、向激光测试头供电的外部供电接口。其中，12V10A交流转直流电源模块为整个系统提供
基础电源，8.4V20Ah锂电池及自动充放电管理系统；为激光测试头准备的外部供电接口。在本实用新型中，工控微机8由12V基础电源直接供电。
[0048] 工控微机8可以采用基于X86系统的PC机，运行windows操作系统，运行windows操作系统，配套的测控软件运行于操作系统之上，软件提供完成测试过程的界面，显示测试场景视频，向导完成测试过程。工控微机8配套有声卡系统10、显示单元11和无线网卡9。其中，声卡系统10用于输出声音，在用户测试过程中发出提示音频。显示单元11集成10寸
液晶显示器，作为微机的显示器，显示测试场景视频，向导完成测试过程。无线网卡9是工控微机8支持无线网络，和激光测试头完成通信。
[0049] 摇杆控制器12可以代替
鼠标，连接到工控微机8上，配合测试，控制激光测试头旋转调整摄像头视频视角，选取测试点，配合摇杆按键完成测试点坐标功能，从而计算出所有运行空间参数。
[0050] 电梯井道综合测试系统执行以下测量：
[0051] (1)井道顶部测量
[0052] 支架固定安装于电梯顶部的轿厢导轨上且与电梯井的侧壁预留空间，激光测试头可转动的安装于支架上，控制激光测试头和测试主机打开，通过WIFI网络自动连接并组网完成，利用摇杆控制器控制测试主机上的软件运行，控制电梯轿厢运行到指定位置；通过摇杆控制器依次控制激光测试头设备完成井道顶部的所有的垂直参数测量、面积参数的测量，生成测试结果，将测试结果和测试标准自动判断，以判断是否合格，自动生成测试报表。
[0053] 在进行井道顶部测量中，摇杆控制器依次控制激光测试头设备完成所有的垂直参数测量，包括：
[0054] 本系统采用基于视频的激光三维矢量测量方法测试所有测试项目，其原理如图4所示。
[0055] 如图4所示，激光测试头可以XY两轴旋转，并能测量XY轴的旋转角度，通过激光测量被测点到激光头的距离。通过距离r、和旋转角(α，β)测量出空间任意点(可视)的三维系矢量坐标，矢量坐标可以转换为三维XYZ坐标。
[0056] 首先把激光测试头固定到合适的位置，然后移动并旋转激光测试头指向第一点P1,点击摇杆按键完成第一点P1坐标测试。将测量得到的三维矢量坐标P1(r1，α1，β1)-->三维XYZ坐标(x1,y1,z1)。
[0057] 摇杆控制器控制激光测试头指向第二点P2,控制完成第二点P2坐标测试，将测量得到的三维矢量坐标P2(r2，α2，β2)-->三维XYZ坐标(x2,y2,z2)。
[0058] 根据转换后的三维XYZ坐标，自动计算两点的垂直距离h＝|z1-z2|，以此完成一个垂直距离参数的测量。
[0059] 在本发明的一个实施例中，垂直参数包括：电梯轿厢的轿顶站人的最高面积的水平面与位于轿厢投影部分井道顶最低部件的水平面之间的自由垂直距离、电梯井道顶部的最低部件与导靴或滚轮、曳引绳附件、垂直
滑动门的横梁或部件的最高部分之间的间距距离、底坑底和轿厢最低部件之间的自由垂直距离、底坑中固定的最高部件和轿厢的最低部件之间的自由垂直距离。
[0060] 在进行井道顶部测量中，摇杆控制器依次控制激光测试头设备完成所有的面积参数测量，包括：在空间上选取多个点并测量出坐标，然后再将各个点连接成多边形。由摇杆控制器控制激光测试头依次指定某个多边形的各个顶点后，自动计算出该多边形垂直投影的面积，依次完成空间的测量。
[0061] 综上，井道顶部测量流程如下：
[0062] 1、在电梯井顶部安装固定激光测试头，并打开激光测试头电源；
[0063] 2、在电梯井外(楼道)打开测试主机，并打开测试主机电源；
[0064] 3、测试主机和激光测试头WIFI网络自动连接并组网完成；
[0065] 4、测试主机上的测试软件自动运行，并和激光测试头连接成功；
[0066] 5、测试主机显示器上通过摇杆操作软件运行；
[0067] 6、控制电梯轿厢运行到指定位置；
[0068] 7、空间高参数测量：通过摇杆控制测试激光头指向第一点P1,点击摇杆按键完成P1点坐标测试，控制摇杆控制测试激光头指向第二点P2,点击摇杆按键完成P2点坐标测试，此时，测试软件自动计算两点的垂直距离，以此完成一个垂直距离参数的测量；
[0069] 8、依次完成所有的垂直参数测量；
[0070] 9、面积参数测量：通过摇杆控制激光测试头依次指定某个多边形的各个顶点后，测试软件自动计算出这个多边形垂直投影的面积；依次完成空间的测量；
[0071] 10、测试软件根据测试的结果和测试标准做出合格与否的自动判断，并有提示；
[0072] 11、自动生成测试报表；
[0073] 12、完成测量后，收起设备。
[0074] (2)井道底部测量
[0075] 支架固定安装于电梯底部的轿厢导轨上且与电梯井的侧壁预留空间，激光测试头可转动的安装于支架上，控制激光测试头和测试主机打开，通过WIFI网络自动连接并组网完成，利用摇杆控制器控制测试主机上的软件运行，控制电梯轿厢运行到指定位置；通过摇杆控制器依次控制激光测试头设备完成井道底部的所有的垂直参数测量、面积参数的测量，生成测试结果，将测试结果和测试标准自动判断，以判断是否合格，自动生成测试报表。
[0076] 此外，在井道底部测量中，进一步对井道底部进行缓冲器动作可靠性、压缩行程是否符合要求的检测。
[0077] 综上，井道顶部测量流程如下：
[0078] 1、在电梯井底部安装固定激光测试头，并打开激光测试头电源；
[0079] 2、在电梯井外(楼道)打开测试主机，并打开测试主机电源；
[0080] 3、测试主机和激光测试头WIFI网络自动连接并组网完成；
[0081] 4、测试主机上的测试软件自动运行，并和激光测试头连接成功；
[0082] 5、测试主机显示器上通过摇杆操作软件运行；
[0083] 6、控制电梯轿厢运行到指定位置；
[0084] 7、空间高参数测量：通过摇杆控制测试激光头指向第一点P1,点击摇杆按键完成P1点坐标测试，控制摇杆控制测试激光头指向第二点P2,点击摇杆按键完成P2点坐标测试，此时，测试软件自动计算两点的垂直距离，以此完成一个垂直距离参数的测量；
[0085] 8、依次完成所有的垂直参数测量；
[0086] 9、面积参数测量：通过摇杆控制激光测试头依次指定某个多边形的各个顶点后，测试软件自动计算出这个多边形垂直投影的面积；依次完成空间的测量；
[0087] 10、测试软件根据测试的结果和测试标准做出合格与否的自动判断，并有提示；
[0088] 11、自动生成测试报表；
[0089] 12、完成测量后，收起设备。
[0090] (3)轿厢试验
[0091] 基座安装于电梯的电梯轿厢的顶部中央，激光测试头可转动的安装于基座上，对电梯轿厢进行变形量、速度、加速度和运动曲线试验。激光测试头跟随电梯不同工况下运行及试验，获得需要测试的数据供电梯检验参考。为《TSG T7001-2009电梯监督检验和定期检验规则》中附件A第8.2项、8.10项、8.11项、8.13项等试验项目提供数据支撑。
[0092] 在本发明的一个实施例中，在轿厢试验中，至少包括以下几种：
[0093] (1)将激光测试头固定于轿厢顶部，在摇杆控制器的控制下到达试验位置时，实时测量轿厢变形量、轿厢偏斜度、导轨变形量等数据。
[0094] (2)将激光测试头固定于轿厢顶部，当电梯轿厢以额定速度运行至轿厢正常平层过程中，测量轿厢速度、加速度、减速度等是否符合要求，并发出提示。
[0095] (3)将激光测试头固定于轿厢顶部，控制电梯轿厢以额定速度运行，突然切断电源至电梯轿厢停止过程中，激光测试头在摇杆控制器的控制下，测量电梯轿厢速度、加速度、减速度、制停距离等是否符合要求。
[0096] 进一步，在轿厢试验中，激光测试头在摇杆控制器的控制下，检测导轨偏差和共面性。
[0097] 在本发明的一个实施例中，在轿厢试验中，测试主机根据接收到的来自激光测试头设备的数据，绘制速度、位移、加加速度、减速度、均方根、矢量曲线、轿厢正常运行震动曲线、轿厢正常运行紧急停止震动曲线等，从而为电梯安全运行评估提供数据基础。
[0098] 此外，需要说明的是，上述测量试验数据均支持存储、打印、无线互联网传输，以便于用户后续使用及分享查看。
[0099] 根据本发明实施例的电梯井道综合测试系统，可以安装在放置在电梯井道顶部、电梯轿厢顶部、井道底部等位置处，通过网络连接的测试主机测量电梯井的顶部和底部空间的尺寸，并完成相关电梯轿厢试验，无需在电梯井内安排工作人员，利用电梯井内的激光测试头设备和电梯井外的测试主机的配合，即可实现对轿厢与电梯井的距离测量以及对轿厢数据的采集，根据国家相关规范、标准判断是否符合要求，生成测试结果，适用于多种电梯检验，安全性和测量精度更高。
[0100] 在本
说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0101] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、
修改、替换和变型。本发明的范围由所附
权利要求及其等同限定。
