《一种新型的便携式电梯限速器检测装置》

一种新型的便携式电梯限速器检测装置

摘要：限速器是电梯的一个重要安全部件，当轿厢运行速度超过规定的上限时，限速器先动作，之后带动安全钳把轿厢夹紧在导轨上，从而实现可靠的安全保护。限速器动作速度的现场测量是电梯安全检测的重要项目。文章提出了一种新型的便携式电梯限速器检测装置，该装置由电源变换模块和电机总成模块组成。电源变换模块为检测装置提供工作电压，电机总成模块内含驱动电机和单片机测控系统。单片机控制伺服电机驱动被测电梯限速器的轮盘，通过霍尔开关采集限速器轮盘的转速，结合轮盘的节圆直径即可计算出轿厢移动的速度。限速器的电气动作速度和机械动作速度分别通过电气开关和机械限位来获得。给出了检测装置的结构组成，分析了检测装置的测控原理，设计了具体的检测流程，最终研制出了检测装置的样机。试用结果表明：该装置的检测精度满足国家标准规定的各项要求，具有体积小、重量轻、便于携带的优点，安装使用方便，操作简单快捷，性价比高，可靠性高，应用前景广阔。

关键词：电梯；限速器；检测装置；单片机

中图分类号：TH824+.1；TU857；TP216 文献标识码：A

0 引言

电梯限速器是载人载物电梯中最关键的安全保障部件，其工作原理是当电梯出现意外情况高速下滑时，一旦轿厢速度达到限速器设定的最大值，限速器便带动安全钳动作使电梯制停或减速，从而保证运行安全，避免事故发生[1-3]。因此，电梯限速器的检测是一个关系到电梯上乘客与货物安全的重要检验项目。国家质检总局《电梯监督检验规程》规定，电梯限速器每使用两年必须检验一次，其动作速度应符合标准规定[4-6]。对电梯限速器的检测，就是通过对限速器的几何参数以及运行参数的测量和处理，来判断限速器是否合格[7-9]。

电梯限速器的检测方式有两种：拆装送检和上门检验。由于限速器拆装送检费时费力，同时拆装和运输过程也易使限速器受损，影响其动作速度，因此，对于一些特殊场合，如医院、住宅小区等，一般需要检验者上门检测。随着高层建筑的增多，每年需要上门检测的电梯限速器数量剧增。目前国内用来检测电梯限速器的设备虽然较多，但多数仪器结构笨重，构造复杂，不便于携带，主要用于电梯限速器的出厂检验。现有的用于上门检验的便携式的限速器检测仪，检测部件安装困难，部件之间接插件多，检测时需要多人配合，每检测一次均需输入多个参数，操作繁琐，效率低，同时精度不高，仪器的可靠性也差，越来越难满足限速器的实际检测需要。针对上述问题，本文设计了一种新型的便携式电梯限速器检测装置。该检测装置在保证测量精度的前提下，便于携带，具有体积小、重量轻、部件少、连接电缆少、接插件少、适于现场操作、数据测量方便、显示信息直观、参数掉电后不丢失等优点。

1 便携式限速器检测装置的结构组成

如图1所示，设置电机总成6，其内部包括一台小型交流伺服电机、一块八位单片机、一块数据存储器、一块键盘管理芯片、一块LCD显示控制芯片，以及相关连接电路。电机总成6的上部设置有LCD显示器4和键盘5。

电机总成6左侧的驱动轴3上固定有橡胶驱动轮2，橡胶驱动轮2骑在限速器轮盘1的钢丝绳槽内，橡胶驱动轮2和驱动轴3的回转中心线与限速器轮盘1的回转中心线平行，橡胶驱动轮2用较软的耐磨橡胶制成，轮缘呈梯形，可与限速器轮盘1的钢丝绳槽充分接触。当电机总成6内的伺服电机旋转时，驱动轴3带动橡胶驱动轮2转动，橡胶驱动轮2

又带动限速器轮盘1转动。

电机总成6的前侧面设置有把手12，操作者用左手握住把手12，右手掌的四指托起电机总成6的底部，让橡胶驱动轮2骑在限速器轮盘1的钢丝绳槽内，用右手的大拇指操作键盘5上的按键。

在电机总成6的左侧端面安装一只霍尔接近开关11，在限速器轮盘1右侧靠近外缘的端面上，吸上一只圆柱形磁钢10（N极朝上），使得圆柱形磁钢10随着限速器轮盘1转动时有机会对准霍尔接近开关11（不需要接触，离开距离在5~10mm左右）。

在限速器轮盘支架15上，通过磁性连接吸附一只电气开关14，使得当限速器产生限速动作时，限速器轮盘1上的甩块因离心力作用可以碰到电气开关14。

设置电源转换模块8，通过电源输出电缆7给电机总成6提供工作电压（包括单片机系统的工作电压和伺服电机的工作电压），电源转换模块8通过电源输入电缆9与市电连接。

图1 便携式电梯限速器检测装置示意图

1-限速器轮盘、2-驱动轮、3-驱动轴、4-显示器、5-键盘、6-电机总成、7-电源输出电缆

8-电源转换模块、9-电源输入电缆、10-圆柱形磁钢、11-霍尔接近开关、12-把手

13-电气开关信号线、14-电气开关、15-限速器轮盘支架

2 便携式限速器检测装置的测控系统

图2所示为便携式电梯限速器检测装置的测控系统组成。

该检测装置选用美国ATMEL公司的高性能单片机AT89S52作CPU，该芯片自带8KB×8bit的程序存储器，可以用来存放系统的底层程序，但其内部仅有256B×8bit的RAM存储器，且掉电后数据会丢失。而在检测过程中需要存储一些重要的参数，并且要求掉电

后数据不丢失。因此，扩展了一片8KB×8bit 的SRAM芯片6264用作数据存储器，同时设置了掉电保护电路，用来存放检测过程的相关数据。与CPU芯片配套的尚有复位电路和晶振电路。

便携式检测装置的参数设定通过矩阵键盘输入，由8279芯片来管理；相关信息的显示通过LCD显示器由T6963C芯片来控制。

限速器轮盘的转动通过一台型号为60CB020C的小型交流伺服电机，该电机由一台型号为MS0020C的交流伺服驱动器来控制，而驱动器接受来自AT89S52单片机的方向信号和脉冲指令。

结合图1可以看出，当伺服电机转动时，限速器轮盘1跟着转动，吸附在限速器轮盘1上的圆柱形磁钢10周期性地转过电机总成端面上的霍尔接近开关11。这样，限速器轮盘每转一圈便产生一个脉冲信号，该信号由电机总成6内部的AT89S52单片机拾取后经过处理可得到转速，再结合限速器轮盘的节圆直径，即可计算出限速器轮盘节圆的线速度，也即电梯轿厢的移动速度。

本文提出的检测装置主要用来测量限速器的两个速度：一个是电气动作速度，另一个是机械动作速度。这两个速度均为限速器轮盘节圆的线速度。当单片机控制交流伺服电机不断加速时，限速器轮盘的转速逐渐升高，最终布置在限速器轮盘上的用弹簧连接的甩块因离心力作用，使得吸附在限速器轮盘支架上的常闭触点开关断开连接，单片机收到触点断开的信号后便锁定此时限速器轮盘节圆的线速度，此速度即为限速器的电气动作速度值；限速器轮盘继续加速旋转，直至被机械限位机构卡死，单片机再次锁定限速器轮盘被卡死之前的最大节圆线速度，此速度即为限速器的机械动作速度值。

在图2中，本检测装置还设有USB接口，现场检测结果可以通过PDIUSBD12芯片传到PC机，PC机所设定的参数也可传送到限速器检测装置。

图2 便携式电梯限速器检测装置的测控系统组成

3 便携式限速器检测装置的操作流程设计

本文所述的便携式电梯限速器检测装置，具体操作按如下步骤（参照图1）：

（1）将交流电源输入电缆9接入220V市电，电机总成6上的LCD显示器4显示“请输入节圆直径”。

（2）卸除钢丝绳之前，测量限速器轮盘1两侧悬挂的钢丝绳的中心距（即轮盘节圆直径），在键盘5上输入此值（单位为mm），按“确认”键，LCD显示变为“请输入初始 …… 此处隐藏：4704字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……