[發明專利]一種電梯導軌垂直度及軌距測量機器人

有效

• 申請號: 201110094853.2
• 申請日: 2011-04-15
• 公開（公告）號: CN102278956A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 戴士杰;劉志云;劉志東;王玉超
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G01B11/14
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 李濟群

技術領域

本發明涉及特種設備測量技術，具體為一種電梯導軌垂直度及軌距測量機器人。該機器人是一種依靠永磁吸附垂直爬升進行導軌垂直度及軌距數據測量的半自動機器人。

背景技術

對電梯導軌進行垂直度及軌距測量是電梯行業一項重要的任務。當今中國，隨著經濟的蓬勃發展，越來越多的高樓大廈出現在各個城市之中，而伴隨著高層建筑的不斷增多，隨之而來的轎箱式電梯的數量也越來越多。電梯的安全性，高效性，舒適性也成為了對電梯運行的基本的、重要的技術性能要求。因此，對于電梯的安裝與維護也相應的受到了越來越多的關注。

電梯導軌垂直度檢測方法基本經歷了兩個階段：第一階段是利用人工對導軌垂直度進行分段檢測，例如傳統的吊線法，采用傳統的吊垂線的方法來保證導軌安裝的垂直度，就是利用地球重力場，將一根Φ0.6左右的鋼絲上端固定，下端一個重錘。采用這種方法首先要搭建腳手架，安裝樣板架，然后對導軌分段吊垂線進行上下樣板的矯正。這種方法看似簡單準確，但在實際的現場施工中很難保證垂準精度。首先，重錘本身是個擺，一個100米長的重錘擺動周期長達20秒，很難在短時間停下來。所以，通常在將重錘置于有機油中以增加阻尼，但即使這樣耗時也長，同時影響精度。其次，重錘線容易受到風吹的影響，一個10kg、100m長的重錘，如果在重錘處只受到1g橫向力(相當于一個螞蟻力量大小的力)的影響，就會使吊線在100m處偏離10mm，也就是約20角秒的誤差。再次，建筑物的微小振動很容易傳遞到繃緊的垂線，造成垂直偏差。同時，梯井黑暗潮濕，長期作業對測量人員身體健康不利，容易疲勞，造成測量過程的人為誤差。特別是在電梯維護階段，由于沒有了腳手架，更是難以進行吊垂線作業，電梯的垂直度測量就更加困難；第二階段是檢測過程由自動儀器完成。近年來，電梯行業出現了用于導軌垂直度檢測的激光垂準儀，使用高精度的鉛直激光束代替吊垂線，檢測精度有很大提高。伴隨著激光垂準儀的出現，電梯導軌垂直度檢測在測量過程和方法上取得了新的進展。

上海交通大學機械與動力學院，季海忠等發表的《基于圖像處理的電梯導軌高精度測量的研究》論文(參見郭麗峰.電梯導軌不平順度測量、建模及轎箱水平振動特性的研究：[博士學位論文].天津：天津大學.2005)中提出了一種利用CCD相機、固定與接收裝置、激光發射系統、視頻采集處理系統等組合為一整體的垂直度測量裝置。激光發射系統包括：自動調垂直功能的激光發射器和三腳架，視頻采集處理系統包括：CCD攝像機、視頻采集卡、軟件系統、成像玻璃片和成像薄板。通過最大值濾波、圖像腐蝕、圖像膨脹、OTSU二值化、Canny變換尋找輪廓、最小二乘法橢圓最小二乘擬合與優選等方法，完全可以確定激光光斑的中心位置，然后就可以對導軌的垂直度進行調整，從而大大提高了電梯導軌檢測的范圍和精度。這種方法提供了為電梯導軌垂直度測量提供了一個很好的測量基準。但是，該測量方法仍然需要人工的全程參與，工作量大，而且離不開腳手架，限制了在電梯維護使用階段的應用，而且由于人力限制測量點數量不會太多，這樣即使只有幾次的錯誤測量也將造成導軌曲線擬合結果的較大誤差。

天津大學提出了一種新型電梯導軌垂直度測量儀，用強磁鐵使測量儀緊貼導軌，測量儀通過一個拉桿與轎廂相連，激光垂準儀固置于導軌底部，向下發出一條鉛直激光束(參見季海忠等，基于圖像處理的電梯導軌高精度測量的研究：上海交通大學.2006)。測量時，轎廂帶動測量儀在導軌上運動，安裝于測量儀的CCD相機接收激光光斑，通過計算機圖像處理識別光斑中心位移，該位移變化即反映了導軌垂直誤差。這種方法實現簡單，測量過程不需要人工干預，測量速度快。但是研究發現，上述電梯導軌測量儀存在一些缺陷：(1)轎廂運行過程中的水平和垂直振動不可避免地傳給測量儀，從而引起不可控的測量誤差；(2)在導軌安裝階段由于沒有電梯轎廂，無法使用該測量儀進行導軌檢測與矯正，使用范圍大大受限。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種電梯導軌垂直度及軌距測量機器人，該機器人采用永磁輪式吸附結構，能夠在吸附導軌垂直運行的基礎上，同時測量導軌垂直度和軌距，具有結構簡單，測量精確，節省能源，運行成本低等特點。