CN109132757A - 电梯监测装置及*** - Google Patents

Abstract

一种电梯监测装置及***，所述电梯监测装置包括可安装于电梯轿厢的壳体；设置于所述壳体中的控制器；探测器，联接于所述壳体和所述控制器、用于测得与所述电梯相关的信号并将所述信号传输至所述控制器。其中，所述控制器被设置为基于所述信号确定电梯状态。

Description

电梯监测装置及***

技术领域

本发明涉及电梯监测装置及***。

背景技术

电梯监测装置及***用于探测电梯的运行状态。已知的装置及***取决于每个电梯的品牌、型号和类型，并且通常需要对电梯***进行改装才能够实现对电梯的监测。许多电梯监测装置和***由电梯制造商建造和开发，并且通常限制***传感器的可访问性。由于需要对电梯***改装以及传感器的可访问性的限制，根据已知解决方案的电梯状态监测还处于相对较低的水平。

发明内容

本发明提供一种电梯监测装置，所述电梯监测装置包括可安装于电梯轿厢的壳体；设置于所述壳体中的控制器及联接于所述壳体和所述控制器；的探测器。探测器用于测得与所述电梯相关的信号并将所述信号传输至控制器。其中，控制器被设置为基于所述信号确定电梯状态。

根据一个实施例，所述电梯状态包括所述电梯轿厢停靠的楼层位置，所述探测器包括距离传感器，所述信号包括所述距离传感器接收的激光脉冲。所述激光脉冲由所述距离传感器发射至一参照目标并从所述参照目标反射回所述距离传感器。所述控制器被设置为基于所述激光脉冲确定所述楼层位置。

优选地，所述电梯轿厢安装于电梯井中，所述参照目标为所述电梯井的天花板，所述壳体被设置为可安装于所述电梯轿厢的顶部。所述激光脉冲由所述距离传感器向上方发射至所述天花板，经所述电梯井的所述天花板反射回所述距离传感器。

可替代地，所述电梯轿厢安装于电梯井中，所述参照目标为所述电梯井的底面，所述壳体被设置为安装于所述电梯轿厢的底部，所述激光脉冲由所述距离传感器向下方发射，经所述电梯井的所述底面反射回所述距离传感器。

根据一个实施例，所述电梯状态包括所述电梯轿厢停靠的楼层位置，所述探测器包括气压传感器，所述信号包括所述气压传感器测得的大气压力，所述控制器被设置为基于所述大气压力确定所述楼层位置。

根据一个实施例，所述电梯状态是电梯门的开关状态，所述探测器包括联接至所述电梯门电机电缆的电流传感器，所述信号包括所述电流传感器测得的电梯门电机工作电流，所述控制器被设置为基于所述工作电流确定所述电梯门的开关状态。

根据一个实施例，所述电梯状态包括电梯部件运行状态，所述探测器包括联接至所述电梯的噪声传感器，所述信号包括所述噪声传感器测得的、与电梯部件相关联的音频信号，所述控制器被设置为基于所述音频信号确定所述电梯部件运行状态。

优选地，所述电梯状态包括电梯的乘客使用状态，所述信号包括所述噪声传感器测得的、与电梯的乘客相关联的音频信号，所述控制器被设置为基于所述音频信号确定所述乘客使用状态。

根据一个实施例，所述电梯状态包括所述电梯的动态状态，所述探测器包括联接至所述电梯的加速度计传感器，所述信号包括所述加速度计传感器测得的所述电梯轿厢加速度，所述控制器被设置为基于所述加速度确定所述动态状态。

根据一个实施例，所述电梯状态包括电梯的乘客使用状态，所述探测器包括联接至所述电梯的热传感器，所述信号包括所述热传感器测得的所述电梯轿厢内的温度，所述控制器被设置为基于所述温度确定所述乘客使用状态。

可替代地，所述电梯状态包括电梯的乘客使用状态，所述探测器包括联接至所述电梯的噪声传感器，所述信号包括所述噪声传感器测得的、与电梯的乘客相关联的音频信号，所述控制器基于所述音频信号确定所述乘客使用状态。

可替代地，所述电梯状态包括电梯的乘客使用状态，所述探测器包括联接至所述电梯的超声波传感器，所述信号包括所述超声波传感器测得的所述电梯轿厢内的超声波，所述控制器被设置为基于所述超声波确定所述乘客使用状态。

本发明进一步提供一种电梯监测***，所述电梯监测***包括控制器；与所述控制器通讯连接的后台；以及联接至电梯和所述控制器的探测器。探测器用于测得与所述电梯相关的信号并将所述信号传输至所述控制器。其中，所述控制器被设置为基于所述信号确定电梯当前状态并传输所述信号至所述后台。

优选地，所述后台被设置为基于所述信号预测电梯未来状态。

优选地，所述后台被设置为利用包括所述信号的标准化算法生成标准化数据预测电梯未来状态。

优选地，所述算法包括建立模型以将所述电梯分类为正常工作的电梯和待维护的电梯之一。

优选地，所述算法还包括将所述标准化数据反馈至所述模型以预测所述电梯的未来故障。

本发明的其他方面和优点将从以下详细描述中得到清楚理解，所述详细描述以示例的方式示出本发明的发明构思及解决方案。

附图说明

在下文中结合附图，公开本发明解决方案的实施例，其中：

图1是根据本发明一个实施例的电梯监测装置的结构框图；

图2A是具有距离传感器并安装于电梯轿厢，用于探测电梯轿厢停靠的楼层位置的电梯监测装置示意图；

图2B是图2A所示的电梯监测装置用于电梯***的示意图；

图2C是图2A所示装置一个替代方案的用于电梯***的电梯监测装置示意图；

图2D是图2A所示装置的距离传感器在电梯***使用中所测得的测量数据图表。

图3A是具有压力传感器并安装于电梯轿厢，用于探测电梯轿厢所停靠楼层位置的电梯监测装置示意图；

图3B是图3A所示电梯监测装置的压力传感器所测得的测量数据图表；

图3C是具有距离传感器和压力传感器并安装于电梯轿厢用于监测的电梯监测装置示意图；

图4A是具有电流传感器并安装至电梯轿厢用于探测电梯门状态的电梯监测装置示意图；

图4B是图4A所示电梯监测装置电流传感器所测得的数据图表，对应于电梯门开启运作；

图4C是图4A所示电梯监测装置电流传感器所测得的数据图表，对应于电梯门关闭运作；

图5A是具有噪声传感器并安装于电梯轿厢，用于在电梯***中探测噪声的电梯监测装置示意图；

图5B是图5A所示电梯监测装置的噪声传感器所测得的数据图表，示出探测到异常声音；

图6A是具有加速度计传感器并安装于电梯轿厢，用于探测电梯***中速度、加速度和震动的电梯监测装置的示意图；

图6B是图6A所示电梯监测装置的加速度计传感器所测得的数据图表，显示电梯轿厢运行中发生颠簸；

图6C是图6A所示电梯监测装置的加速度计传感器所测得的数据图表，该示电梯轿厢运行中发生过度震动；

图7A是具有存在传感器并安装于电梯轿厢，用于探测电梯轿厢中是否有乘客的电梯监测装置示意图；

图7B是图7A的电梯监测装置的存在传感器所测得的数据图表，显示电梯内乘客较少；

图7C是图7A的电梯监测装置的存在传感器所测得的数据图表，显示电梯内乘客较多；

图7D是具有噪声传感器和存在传感器并安装于电梯轿厢，用于探测电梯轿厢中是否有乘客的电梯监测装置示意图；

图8是根据一个实施例的电梯监测***的示意图；

图9是图8所示电梯监测***功能模块的结构框图。

具体实施方式

如图所示，根据一个实施例，电梯监测装置100包括壳体102、设置在壳体102内的控制器110，以及联接于控制器110的探测器120，探测器120包括一个或多个传感器。壳体102提供固定于其上的一个或多个传感器、零件和部件的必要结构固定支持，且壳体102被设置为能够安装于电梯轿厢，用于探测/测量电梯的状态。

在如图1所示的一个实施例中，所述探测器120包括距离传感器121、压力传感器122、电流传感器123、噪声传感器124、存在传感器125和加速度计传感器126。每个传感器联接至控制器110。装置100还包括电源130，数据存储设备140和联接至控制器110的通讯设备150。控制器110被配置用于接收来自每个传感器的电信号，电信号对应于由每个传感器产生的探测数据及/或测量数据。这些数据由控制器110处理并存储在数据存储设备140中。此外，数据可以经由有线或无线网络或通讯通道160通过通讯设备150传输至后台以供进一步处理和分析。

尽管图1示出了具有6个传感器的电梯监测装置100，但是每个传感器独立于其他传感器执行其特定的探测/测量工作。2个及/或多个传感器也可以配合用于电梯的某个物理量的探测/测量。因此，基于实际的监测要求，电梯监测装置可以具有上述传感器中的一个或一些或全部。控制器110具有足够数量的接口，每个接口用于连接至一个特定传感器，并且还可以包括一个或多个额外的接口或端口，例如，备用接口118预留用于连接如上没有列出的一个或多个其它的传感器，例如，光传感器、摄像头等。可选地，电梯监测装置可以具有两个或多个距离传感器、两个或多个压力传感器、两个或多个电流传感器、两个或多个噪声传感器、两个或多个存在传感器和/或两个或多个加速度计传感器。两个或多个传感器中的每种类型可独立操作，或能够彼此协调，以类似如上所示的方式执行相应的探测/测量。

图2A示出了具有距离传感器121的电梯监测装置100a，用于探测电梯轿厢20所停靠的楼层位置。图2B示出了在电梯***中使用的、图2A所示的电梯监测装置。

如图2A和2B所示，装置100a可以安装于电梯轿厢20的顶部，该轿厢20安装于建筑物1的电梯井2中，其中距离传感器121向上方瞄准电梯井2的天花板19。当电梯轿厢20停靠在建筑物1的某个楼层(例如楼层12)时，从距离传感器121发射的激光束121a射向天花板19。从天花板19反射的激光束121a随后被距离传感器121接收及探测以获得天花板19与距离传感器121之间的距离D1的测量结果。根据距离D1，可以获知电梯轿厢20实际停靠的楼层位置。当电梯轿厢20停靠在其他楼层(例如楼层11、13等)时，可以按类似的方式进行测量，以确定电梯轿厢20所停靠的相应楼层。

在另一个实施例中，如图2C所示，装置100a安装于电梯轿厢20的底部，使得距离传感器121的激光束121a向下方瞄准电梯井2的底面10。当电梯轿厢20停靠在建筑物1的某个楼层(例如楼层12)时，从距离传感器121发射的激光束121a瞄准底面10，距离传感器121随后接收及探测从底面10反射的激光束121a，以获得底面10与距离传感器121之间的距离D2的测量结果。距离D2即对应于电梯轿厢的实际楼层位置。

图2D示出了当电梯从建筑物的一楼运行至顶楼时，使用距离传感器测得的从电梯轿厢至电梯井天花板的距离。如图2D所示，测量结果数据可以清楚准确地显示各个楼层位置以及电梯在每个楼层所停靠的持续时间。数据也足够准确，以确定电梯轿厢的停靠位置是否与每个楼层平齐，因此，与历史数据或预定值相比，如果电梯轿厢与某个楼层不平齐，则可以用来探测电梯异常情况。这些数据也可用于测量电梯随时间移动的距离。

如图3A所示，电梯监测装置100b具有安装于电梯轿厢20的压力传感器122，可以探测电梯轿厢20所停靠的楼层位置。如图3B中的测量结果所示，压力传感器122测量每个楼层所在高度的大气压力，大气压力提供具有一定准确度的楼层位置信息。如果符合用户的测量误差标准要求，该楼层位置信息可以用于数据分析。

如图3C所示，电梯监测装置100c可以具有距离传感器121和压力传感器122，以执行楼层位置测量。距离传感器121和压力传感器122并联连接至控制器110以独立执行楼层位置测量。距离传感器121和压力传感器122的探测结果可以进行比较，以验证每个传感器的可靠性。

图4A示出具有电流传感器123的电梯监测装置100d，用于测量电梯门电机的工作电流。如图4A所示，电梯监测装置100d安装于电梯轿厢20。电流传感器123具有夹钳123a，环扣于电梯门电机22的电缆24。该电梯门电机22安装于电梯轿厢20。夹钳123a可以不与电梯门电机22的电缆直接接触。电流传感器123通过夹钳123a和电缆24的耦合来测量电梯门电机22的工作电流，以确定电梯门的开关状态。电流传感器123是非侵入式的，可以在不改装电梯门电机以及连接至电梯门电机的原装接线的情况下使用。可选地，电流传感器123也可以通过有线方式与电梯门电机连接，用于测量电梯门电机22的工作电流。

图4B和4C示出由电流传感器123获得的电梯门电机工作电流测量结果。基于这些测量结果，电梯监测装置100d可以设置为，如果电流过大或者电梯门开启或关闭所花费的时间超过预定阈值，则触发警报以提醒对电梯进行维护。警报可以通过有线网络(例如以太网，LAN，WAN，光网络，电缆网络)、无线网络(例如WiFi)或蜂窝网络(例如2G，3G，4G网络)发送至维护团队。

图5A示出了具有噪声传感器124的电梯监测装置100e，用于探测音频信号，例如电梯运行的噪声、电梯门运作噪声以及来自电梯轿厢的其他声音。噪声传感器124可以安装于电梯***的任何适当位置，例如安装于电梯监测装置100e的壳体内部或电梯监测装置100e的壳体外部(安装于壳体外部的噪声传感器124'以虚线示出)，或者靠近电梯电机的位置等。在图5B所示的声音测量结果图中，除了曲线中间的尖峰502(电梯轿厢中人的呼叫声)对应于异常状态之外，所获得的声音属于电梯正常工作状态的声音。当电梯轿厢中有乘客被困而按下警铃时，对应于异常状态的声音测量数据可用于触发警报。来自电梯其他部分的噪声，例如来自电梯电机的运行噪声，可以被噪声传感器124探测获得，以提醒相关部分或部件可能出现故障。

图6A示出了具有安装在壳体102内部的加速度计传感器126及/或安装在壳体102外部的加速度计传感器126'的电梯监测装置100f，用于探测电梯的动态运行状态，例如电梯轿厢的运行速度、加速度及/或震动。沿电梯轿厢x、y和z轴方向分别布设的加速度计传感器可在电梯轿厢升降过程中探测各方向的速度、加速度以及异常颠簸和震动。

图6B示出了在电梯运行行程的各个阶段探测到的所有轴方向上的异常颠簸数据曲线，该异常颠簸对应于曲线尖峰602。当曲线尖峰在某个楼层持续超过阈值时，相应数据可用于触发警报用以安排对电梯进行维护。

图6C显示了所有轴上的过度震动的数据曲线。曲线尖峰604对应于在电梯轿厢中有乘客跳动。加速度计传感器数据可以用于判定乘客被困在电梯中并寻求帮助的情形。

图7A示出了具有存在传感器125(例如热传感器127或超声波传感器128)的电梯监测装置100g，以确定电梯轿厢中是否载有乘客。存在传感器125连接至控制器110，并且安装在电梯轿厢20内，可直接探测电梯轿厢的内部空间。当乘客进出电梯轿厢20时，热传感器127/超声波传感器128探测到的电梯轿厢20内的热辐射/超声波反射发生变化，可以被转换成与电梯轿厢20内是否载有乘客相关的可测量信号。如图7B和图7C探测结果所示，可以以合理的准确度探测电梯轿厢20内是否载有乘客。在图中，图7B示出了来自存在传感器125的低读数数值，表明有较少的乘客在此期间使用电梯。图7C示出了来自存在传感器125的高读数数值，表明有较多的乘客在此期间使用电梯。该数据可与其他传感器数据一起使用，以触发相关提醒和响应。

如图7D所示，电梯监测装置100h可以同时具有噪声传感器124和存在传感器125，以确定是否有乘客位于电梯轿厢中。噪声传感器124和存在传感器125并联连接至控制器110以独立地确定电梯轿厢中是否有乘客。可以比较来自噪声传感器124和存在传感器125的探测结果，以验证每个传感器的可靠性。

如前所述，每种类型的传感器可以在电梯监测装置中独立工作，或者与其它传感器一起配合使用，以对电梯进行综合探测、测量和监测。如图8所示，根据一个实施例，电梯监测***200包括电梯监测装置201以及与电梯监测装置201通讯连接的后台280。

电梯监测装置201包括可安装于电梯轿厢20的壳体202。控制器210安装于壳体202中。距离传感器221安装于壳体202的顶端，用于通过激光束221a向上瞄准电梯井天花板来测量电梯轿厢所在的楼层位置。用于互补测量楼层位置的压力传感器222、用于探测电梯门开关状态的电流传感器223(通过夹钳223a环扣于电梯门电机22的电缆24)、噪声传感器224以及加速度计传感器226安装在壳体202中，并且连接至控制器210。存在传感器225安装在电梯轿厢20中，用于探测电梯轿厢中是否有乘客存在。电梯监测装置201被构造成独立设备，能够通过螺钉、螺母、铆钉和/或焊接等方式安装到各种不同类型、型号和品牌的电梯轿厢。

由控制器210收集的每个传感器的测量结果可以通过通讯设备250发送至后台280以用于进一步的处理和分析。传感器数据将以预定的频率读取，例如一些数据以1Hz的频率读取，而另一些数据以10Hz的频率读取。这些读数将被发送至云端后台280，在后台280将执行机器学习和大数据分析以预测电梯的故障。

具体而言，后台280可以利用机器学习算法来分析从不同传感器收集的数据，以学习可能导致电梯故障或异常的原因以及趋势。机器学习过程包括对从历史记录收集的数据或者后台280的实时记录的数据进行标准化，以去除缺失的信息以及不正确的数据。机器学习过程还包括建立一个模型，以将具有相同或相似参数的电梯分类为正常工作的电梯或可能发生故障的电梯。标准化的数据可以被反馈至机器学习算法，以预测电梯的任何可能发生的故障。在机器学习数据可用之前，可以使用电梯故障历史数据来实现预测。电梯故障历史数据可以是从与当前电梯具有相同或相似参数的电梯中收集的，因此具有实际价值。除了历史电梯故障数据之外，还可以通过传感器收集的数据推导出电梯是否被频繁/重载使用(以及因此判定是否需要更多的维护)。

在一个实施例中，以下例程将基于来自电梯监测装置中的传感器的数据实时探测电梯的状态：

·维护例程-如果电梯正在维护中，则设置维护位，否则清除维护位；

·供电故障例程-如果传感器处于由电池供电状态，则设置供电故障位，否则清除供电故障位；

·自动救援设备(Automatic Rescue Device，ARD)故障-如果发生供电故障，并且10分钟后电梯门仍未开启，则设置ARD故障位；

·调平例程-如果水平平度>10mm，则调平；否则清除调平；

电梯故障例程-电梯停止运行并且电梯门未开启、电梯门不能关闭、电梯门不能开启、电梯在停止6小时后不能启动；

·乘客被困-电梯停止运行，电梯门未开启，且轿厢内有乘客。

这些实时状态将被发送至后台，并将被发送至各方，如电梯制造商、物业经理和/或电梯维护承包商，以采取必要的行动。

图9为根据本发明电梯监测***的功能模块的框图，包括联接至通讯模块或代理950的空中下载(OTA，Over-The-Air)模块910、监测模块920、收集模块930和预测模块940。收集模块930收集来自传感器的数据。OTA模块910将用新的规则、参数和程序更新预测模块940，以调节预测模块940的预测能力。除了预测模块940之外，OTA模块910还将更新监测模块920/收集模块930、通讯模块或代理950以及OTA模块910本身。数据存储模块960被联接至收集模块930和预测模块940之间，用于预测性故障探测。通讯模块或代理950将数据传输至后台980。

通过对其实施例的如上描述及配合附图，本申请对本发明的总体构思及技术方案提供了清楚完整的披露。本发明的范围不应被理解为受本申请文件所描述的具体实施方式的限制。本发明在其总体构思及相应技术方案下的各种变化、替代及/或修改对于本领域技术人员来说应被理解为属于如本申请文件所附权利要求定义的保护范围内。

Claims (17)

1.一种电梯监测装置，其特征在于，包括：

可安装于电梯轿厢的壳体；

设置于所述壳体中的控制器；

联接于所述壳体和所述控制器的探测器，用于测得与所述电梯相关的信号并将所述信号传输至所述控制器；

其中，所述控制器被设置为基于所述信号确定电梯状态。

2.根据权利要求1所述的电梯监测装置，其特征在于，所述电梯状态包括所述电梯轿厢停靠的楼层位置，所述探测器包括距离传感器，所述信号包括所述距离传感器接收的激光脉冲，所述激光脉冲由所述距离传感器发射至一参照目标并从所述参照目标反射回所述距离传感器；所述控制器被设置为基于所述激光脉冲确定所述楼层位置。

3.根据权利要求2所述的电梯监测装置，其特征在于，所述电梯轿厢安装于电梯井中，所述参照目标为所述电梯井的天花板，所述壳体被设置为可安装于所述电梯轿厢的顶部，所述激光脉冲由所述距离传感器向上方发射至所述天花板，并从所述天花板反射回所述距离传感器。

4.根据权利要求2所述的电梯监测装置，其特征在于，所述电梯轿厢安装于电梯井中，所述参照目标为所述电梯井的底面，所述壳体被设置为安装于所述电梯轿厢的底部，所述激光脉冲由所述距离传感器向下方发射，并从所述底面反射回所述距离传感器。

5.根据权利要求1所述的电梯监测装置，其特征在于，所述电梯状态包括所述电梯轿厢停靠的楼层位置，所述探测器包括气压传感器，所述信号包括所述气压传感器测得的大气压力，所述控制器被设置为基于所述大气压力确定所述楼层位置。

6.根据权利要求1所述的电梯监测装置，其特征在于，所述电梯状态包括电梯门的开关状态，所述探测器包括联接至所述电梯门电机电缆的电流传感器，所述信号包括所述电流传感器测得的所述电梯门电机工作电流，所述控制器被设置为基于所述工作电流确定所述电梯门的开关状态。

7.根据权利要求1所述的电梯监测装置，其特征在于，所述电梯状态包括电梯部件运行状态，所述探测器包括联接至所述电梯的噪声传感器，所述信号包括所述噪声传感器测得的、与电梯部件相关联的音频信号，所述控制器被设置为基于所述音频信号确定所述电梯部件运行状态。

8.根据权利要求7所述的电梯监测装置，其特征在于，所述电梯状态包括电梯的乘客使用状态，所述信号包括所述噪声传感器测得的、与电梯的乘客相关联的音频信号，所述控制器被设置为基于所述音频信号确定所述乘客使用状态。

9.根据权利要求1所述的电梯监测装置，其特征在于，所述电梯状态包括所述电梯的动态状态，所述探测器包括联接至所述电梯的加速度计传感器，所述信号包括所述加速度计传感器测得的所述电梯轿厢加速度，所述控制器被设置为基于所述加速度确定所述动态状态。

10.根据权利要求1所述的电梯监测装置，其特征在于，所述电梯状态包括电梯的乘客使用状态，所述探测器包括联接至所述电梯的热传感器，所述信号包括所述热传感器测得的电梯轿厢内的温度，所述控制器被设置为基于所述温度确定所述乘客使用状态。

11.根据权利要求1所述的电梯监测装置，其特征在于，所述电梯状态包括电梯的乘客使用状态，所述探测器包括联接至所述电梯的噪声传感器，所述信号包括所述噪声传感器测得的、与电梯的乘客相关联的音频信号，所述控制器被设置为基于所述音频信号确定所述乘客使用状态。

12.根据权利要求1所述的电梯监测装置，其特征在于，所述电梯状态包括电梯的乘客使用状态，所述探测器包括联接至所述电梯的超声波传感器，所述信号包括所述超声波传感器测得的所述电梯轿厢内的超声波，所述控制器被设置为基于所述超声波确定所述乘客使用状态。

13.一种电梯监测***，其特征在于，包括：

控制器；

与所述控制器通讯连接的后台；

联接至电梯和所述控制器的探测器，用于测得与所述电梯相关的信号并将所述信号传输至所述控制器；

其中，所述控制器被设置为基于所述信号确定电梯当前状态并传输所述信号至所述后台。

14.根据权利要求13所述的电梯监测***，其特征在于，所述后台被设置为基于所述信号预测电梯未来状态。

15.根据权利要求14所述的电梯监测***，其特征在于，所述后台被设置为利用包括所述信号的标准化算法生成标准化数据预测电梯未来状态。

16.根据权利要求15所述的电梯监测***，其特征在于，所述算法包括建立模型以将所述电梯分类为正常工作的电梯和待维护的电梯之一。

17.根据权利要求16所述的电梯监测***，其特征在于，所述算法还包括将所述标准化数据反馈至所述模型以预测所述电梯的未来故障。