一种用于自动扶梯的梯级链轮的同步检测装置和自动扶梯
阅读说明：本技术 一种用于自动扶梯的梯级链轮的同步检测装置和自动扶梯 (Synchronous detection device for step chain wheel of escalator and escalator ) 是由 高翔 于 2021-01-05 设计创作，主要内容包括：一种用于自动扶梯的梯级链轮的同步检测装置,其中第一梯级链轮和第二梯级链轮分别安装在主轴的两端,所述同步检测装置包括第一转速传感器、第二转速传感器和控制器；所述第一转速传感器设置成检测所述第一梯级链轮的旋转速度并且产生相应的第一转速信号；所述第二转速传感器设置成检测所述第二梯级链轮的旋转速度并且产生相应的第二转速信号；所述控制器基于所接收到的第一转速信号和第二转速信号计算第一梯级链轮和第二梯级链轮之间的相位差。一种自动扶梯,其包括如上所述同步检测装置。(A synchronous detection device for a step chain wheel of an escalator, wherein a first step chain wheel and a second step chain wheel are respectively arranged at two ends of a main shaft, and the synchronous detection device comprises a first rotating speed sensor, a second rotating speed sensor and a controller; the first speed sensor is configured to detect a rotational speed of the first step sprocket and generate a corresponding first speed signal; the second rotational speed sensor is configured to detect a rotational speed of the second step sprocket and generate a corresponding second rotational speed signal; the controller calculates a phase difference between the first step sprocket and the second step sprocket based on the received first rotational speed signal and the second rotational speed signal. An escalator comprising a synchronous detection device as described above.)
技术领域
本公开内容涉及一种用于自动扶梯的梯级链轮的同步检测装置，还涉及一种自动扶梯。
背景技术
自动扶梯在运行时梯级链轮是同步旋转的。保持梯级链轮的同步旋转很重要的，否则电梯部件可能会损坏。许多电梯公司都开发了主轴转速监测装置。但在大多数情况下，它只安装在链轮的一侧。另外，自动扶梯中的梯级链轮由于焊接不良、机械损伤累积或不确定的应力因素，还存在着主轴断裂的故障模式。对于这种严重的失效模式，目前还没有成熟的监测和检测方法。
发明内容
为了解决现有技术中的一个或多个缺陷，根据本公开内容的一个方面提出一种用于自动扶梯的梯级链轮的同步检测装置，其中第一梯级链轮和第二梯级链轮分别安装在主轴的两端。
所述同步检测装置包括第一转速传感器、第二转速传感器和控制器。
所述第一转速传感器设置成检测所述第一梯级链轮的旋转速度并且产生相应的第一转速信号。
所述第二转速传感器设置成检测所述第二梯级链轮的旋转速度并且产生相应的第二转速信号。
所述控制器基于所接收到的第一转速信号和第二转速信号计算第一梯级链轮和第二梯级链轮之间的相位差。
根据本公开内容的上述方面，所述第一转速传感器安装在所述第一梯级链轮的侧面。
所述第二转速传感器安装在所述第二梯级链轮的侧面。
根据本公开内容的上述各个方面，所述第一转速传感器和所述第二转速传感器是电感式传感器或磁感式传感器，其以非接触和无磨损的方式分别检测所述第一梯级链轮和所述第二梯级链轮的旋转速度。这种非接触和无磨损的方式提供了检测的安全性和稳定性，避免了传感器和链轮的损坏。
根据本公开内容的上述各个方面，所述第一转速传感器和所述第二转速传感器并联连接。
所述第一转速信号和所述第二转速信号是频率范围为0.7至6赫兹、24V的直流脉冲信号。这提供了快速、高精度和高分辨率的检测信号。
根据本公开内容的上述各个方面，当所述相位差超过预定的第一相位差阈值时，所述控制器发出代表着所述第一梯级链轮和所述第二梯级链轮不同步的故障信号并且发出停止信号。
当所述相位差超过预定的第二相位差阈值时，所述控制器发出代表着所述主轴发生断裂的故障信号并且发出停止信号。
根据本公开内容的上述各个方面，当所述控制器基于所述第一转速信号和所述第二转速信号计算出所述第一梯级链轮和所述第二梯级链轮的旋转速度超过预定的转速阈值时，所述控制器发出代表着所述第一梯级链轮和所述第二梯级链轮转速异常的故障信号并且发出停止信号。
根据本公开内容的上述各个方面，所述第一转速传感器和所述第二转速传感器均安装在所述第一梯级链轮和所述第二梯级链轮之间。
根据本公开内容的上述各个方面，所述第一转速传感器和所述第二转速传感器分别安装在所述第一梯级链轮和所述第二梯级链轮的外侧。
根据本公开内容的上述各个方面，所述第一转速传感器和所述第二转速传感器整合成一体并且安装在所述第一梯级链轮和所述第二梯级链轮之间。
根据本公开内容的另一个方面提出一种自动扶梯，所述自动扶梯包括如上所述同步检测装置。
在根据本公开内容的技术方案中，转速传感器是在梯级链轮的两侧安装或转速传感器可以分别检测两个梯级链轮的转速。优点是检测位于主轴两端的梯级链轮的同步性，这还将有效地检测主轴断裂。与此同时，它也是一种速度监控解决方案，与伏检测一侧相比，它更加鲁棒。
在根据本公开内容的技术方案中，记录并计算来自第一梯级链轮和第二梯级链轮的转速信号。当主轴正常工作时，来自第一梯级链轮和第二梯级链轮的信号具有恒定的相位差(相对位移)。
当相位差超过预定的第一相位差阈值时，控制器发出代表着所述第一梯级链轮和第二梯级链轮不同步的故障信号并且发出停止信号。
当主轴断裂时，两端链轮的相位差会超过预定的第二相位差阈值。此时，控制器会发送停止信号，以避免乘客受伤。
第一梯级链轮和第二梯级链轮的转速可以分别测量。该速度测量还可以与预定的转速阈值进行比较，以判断自动扶梯是否发生超速和欠速。如果发生了超速和欠速，控制器会发送停止信号，以避免乘客受伤。
至此，为了本公开内容在此的详细描述可以得到更好的理解，以及为了本公开内容对现有技术的贡献可以更好地被认识到，本公开已经相当广泛地概述了本公开内容的内容。当然，本公开内容的实施方式将在下面进行描述并且将形成所附权利要求的主题。
同样地，本领域技术人员将认识到，本公开所基于的构思可以容易地用作设计其它结构、方法和系统的基础，用于实施本公开内容的数个目的。因此，重要的是，所附权利要求应当认为包括这样的等效结构，只要它们没有超出本公开内容的实质和范围。
附图说明
通过下面的附图本领域技术人员将对本公开内容有更好的理解，并且更能清楚地体现出本公开内容的优点。这里描述的附图仅为了所选实施例的说明目的，而不是全部可能的实施方式并且旨在不限定本公开内容的范围。
图1示出根据本公开内容的自动扶梯，其包括根据本公开内容的同步检测装置；
图2示出根据本公开内容的同步检测装置的示意图；
图3示出根据本公开内容的第一梯级链轮和第二梯级链轮之间的相位差。
具体实施方式
下面结合各个附图，具体说明根据本公开内容的具体实施方式。
根据本公开内容的一个实施例，如图1和图2所示提出一种用于自动扶梯的梯级链轮的同步检测装置，其中第一梯级链轮1和第二梯级链轮2分别安装在主轴3的两端。
所述同步检测装置包括第一转速传感器1-1、第二转速传感器2-1和控制器4。
所述第一转速传感器1-1设置成检测所述第一梯级链轮1的旋转速度并且产生相应的第一转速信号。
所述第二转速传感器2-1设置成检测所述第二梯级链轮2的旋转速度并且产生相应的第二转速信号。
所述控制器4基于所接收到的第一转速信号和第二转速信号计算第一梯级链轮1和第二梯级链轮2之间的相位差。
根据本公开内容的上述实施例，所述第一转速传感器1-1安装在所述第一梯级链轮1的侧面。
所述第二转速传感器2-1安装在所述第二梯级链轮2的侧面。
根据本公开内容的上述各个实施例，所述第一转速传感器1-1和所述第二转速传感器2-1是电感式传感器或磁感式传感器，其以非接触和无磨损的方式分别检测所述第一梯级链轮1和所述第二梯级链轮2的旋转速度。这种非接触和无磨损的方式提供了检测的安全性和稳定性，避免了传感器和链轮的损坏。
根据本公开内容的上述各个实施例，所述第一转速传感器1-1和所述第二转速传感器2-1并联连接。
所述第一转速信号和所述第二转速信号是频率范围为0.7至6赫兹、24V的直流脉冲信号。这提供了快速、高精度和高分辨率的检测信号。
根据本公开内容的上述各个实施例，当所述相位差超过预定的第一相位差阈值时，所述控制器4发出代表着所述第一梯级链轮1和所述第二梯级链轮2不同步的故障信号并且发出停止信号。
当所述相位差超过预定的第二相位差阈值时，所述控制器4发出代表着所述主轴发生断裂的故障信号并且发出停止信号。
所述第二相位差阈值大于所述第一相位差阈值。
根据本公开内容的上述各个实施例，当所述控制器4基于所述第一转速信号和所述第二转速信号计算出所述第一梯级链轮1和所述第二梯级链轮2的旋转速度超过预定的转速阈值时，所述控制器4发出代表着所述第一梯级链轮1和所述第二梯级链轮2转速异常的故障信号并且发出停止信号。
梯级链轮在制造加工的时候是严格对称的(公差范围小，约0.1°，可以忽略)。如图3所示，利用两个电感式传感器来产生24VDC的矩形脉冲。一般频率范围对应自动扶梯的额定速度或者节能速度，频率范围从0.7Hz至6Hz。
假定A/B脉冲(分别对应于第一转速传感器1-1和第二转速传感器2-1)通过工装治具安装固定(例如安装在扶梯的桁架上)，A/B脉冲是严格一致的。即使A/B脉冲有初始的安装误差，控制器中的软件在数据处理上也可以自学习存储初始偏差，并结合运转方向，做出正确的变化趋势判断。当相位差的变化绝对值超过软件设定阀值是，控制器即触发报警输出。
如果梯级链轮是齿数是16的话，那么齿间的角度是360°/16＝22.5°±0.1°(公差0.1°)。
在正常情况下，A/B脉冲是没有相位差或者相位差很微小。
针对异常的判断依据如下：
Δt/T*360°(用Δt/T，自动扶梯不同运行速度时脉冲频率的变化不影响相位差的计算)，T为脉冲的周期。
例如，软件设定相位差变化大于10°，即脉冲A/B从初始安装时的状态发生了相对位移，即在波形上，单个齿产生的脉冲Δt/T*360°＞10°，而物理上，双边梯级链轮不同步/相对位移＞0.6°，22.5°x10°/360°＝0.6°)。
如图3所示，如果相位差超过软件中设置的限制，则为异常：
脉冲A超前或滞后B＞10°(相当于齿间夹角为22.5°x10°/360°＝0.6°)，在6Hz转速下，Δt＝4.6ms触发故障输出。
脉冲A超前或滞后B＞10°(相当于齿间夹角为22.5°x10°/360°＝0.6°)，在0.7Hz转速下，Δt＝39.7ms触发故障输出。
根据本公开内容的上述各个实施例，所述第一转速传感器1-1和所述第二转速传感器2-1均安装在所述第一梯级链轮1和所述第二梯级链轮2之间(未示出)。
根据本公开内容的上述各个实施例，如图2所示，所述第一转速传感器1-1和所述第二转速传感器2-1分别安装在所述第一梯级链轮1和所述第二梯级链轮2的外侧。
根据本公开内容的上述各个实施例，所述第一转速传感器1-1和所述第二转速传感器2-1整合成一体并且安装在所述第一梯级链轮1和所述第二梯级链轮2之间(未示出)。
根据本公开内容的另一个实施例，如图1所示提出一种自动扶梯，所述自动扶梯包括如上所述同步检测装置。
前述公开内容提供了说明和描述，但并不旨在穷举或将实施方式限制为所公开的精确形式。可以根据以上公开内容进行修改和变化，或者可以从实施方式的实践中获得修改和变化。
即使在权利要求中叙述和/或在说明书中公开了特征的特定组合，但这些组合并不旨在限制各种实施方式的公开。实际上，许多这些特征可以以权利要求中未具体叙述和/或说明书中未具体公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可能仅直接依赖于一个权利要求，但各种实施方式的公开包括与权利要求集中的每个其他权利要求相结合的每个从属权利要求。
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