一種電梯導軌形位參數(shù)動態(tài)檢測裝置及實現(xiàn)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電梯導軌形位參數(shù)動態(tài)檢測裝置及實現(xiàn)方法，屬于特種設備檢驗檢測技術領域。
【背景技術】
[0002]目前國內(nèi)外所用的電梯導軌垂直度檢測儀器均無采用相應的機械固定機構(gòu)，其數(shù)據(jù)接收裝置均采用手工實現(xiàn)，因此穩(wěn)定性差，所測的數(shù)據(jù)誤差大；并且根據(jù)《電梯工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》規(guī)定，電梯導軌垂直度嵌入式檢測系統(tǒng)需要測量微小位移的變化，即至少需要達到0.1mm范圍以內(nèi)，所以選擇的探測器靈敏度必須要高，為了實現(xiàn)上述檢測精度及機械結(jié)構(gòu)固定要求是本發(fā)明研究的對象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有的技術不足，本發(fā)明提供一種電梯導軌形位參數(shù)動態(tài)檢測裝置及實現(xiàn)方法。
[0004]本發(fā)明的技術方案在于:
一種電梯導軌形位參數(shù)動態(tài)檢測裝置，包括檢測儀及將檢測儀安設于電梯導軌上的機械固定托架，其特征在于:所述檢測儀的硬件包括激光器、二維位置敏感器件、PSD信號放大轉(zhuǎn)換電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、霍爾測距傳感器、ARM9芯片、液晶顯示IXD及PC機，所述激光器經(jīng)二維位置敏感器件與PSD信號放大轉(zhuǎn)換電路電路連接，所述PSD信號放大轉(zhuǎn)換電路經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與ARM9芯片電路連接，所述ARM9芯片還分別與霍爾測距傳感器、液晶顯示IXD及PC機電路連接；所述機械固定托架包括連接到轎廂上橫梁上的可調(diào)式縱向支撐臂，所述可調(diào)式縱向支撐臂的上端連接有可調(diào)式水平支撐臂，所述可調(diào)式水平支撐臂通過導軌側(cè)面固定滑軌及滑靴連接有用以安設檢測儀的導軌檢測儀底盤，所述導軌檢測儀底盤的外周連接有U形狀的導軌檢測儀底盤夾緊臂，所述導軌檢測儀底盤夾緊臂的前側(cè)設有兩個分別位于電梯導軌兩側(cè)面的導軌側(cè)面夾緊滾輪，所述可調(diào)式水平支撐臂的下部設有用以頂在電梯導軌頂面上的測距光電碼盤，所述導軌檢測儀底盤的下側(cè)連接有用以頂在電梯導軌頂面上的導軌頂面夾緊滾輪。
[0005]其中，所述ARM9芯片采用內(nèi)置S3C2440的ARM9芯片。
[0006]所述A/D轉(zhuǎn)換模塊為四路10位的A/D轉(zhuǎn)換模塊。
[0007]所述ARM9芯片與PC機之間通過串行通信接線連接。
[0008]所述可調(diào)式縱向支撐臂包括若干段通過內(nèi)六角螺栓固定的縱向支撐短臂，所述可調(diào)式水平支撐臂包括若干段通過內(nèi)六角螺栓固定的水平支撐短臂。
[0009]所述導軌檢測儀底盤夾緊臂兩側(cè)分別通過固定螺桿與導軌檢測儀底盤可調(diào)連接，且所述導軌檢測儀底盤與導軌檢測儀底盤夾緊臂之間設有壓縮彈簧。
[0010]位于最下端的縱向支撐短臂上設有強力磁鐵。
[0011]所述可調(diào)式水平支撐臂的下部固連有兩擋塊，所述的測距光電碼盤通過一活動桿貫穿兩擋塊，所述的兩擋塊之間設有置于活動桿外周的壓縮彈簧。
[0012]本發(fā)明的另一技術特征在于:
一種電梯導軌形位參數(shù)動態(tài)檢測裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于:先將激光源固定在待測電梯導軌的頂端，調(diào)整激光源使其發(fā)射出的激光束垂直于大地，并以此激光束為測量基準；然后在激光源下方有一個接收平臺，該平臺安裝在搭載平臺上，而搭載平臺連接緊貼導軌滾動的記米輪上，記米輪隨著轎廂的上下運動轉(zhuǎn)動。當連接記米輪的搭載平臺隨著導軌上下滾動時，導軌的水平偏差將傳遞給搭載平臺，并通過照射在平臺上PSD光敏面上激光束的位置的變化來反映；激光束照射在PSD光敏面上后會在PSD下面的4根引腳上產(chǎn)生四路微電流，若光點恰好在PSD的中心點，即坐標原點，則四路微電流最大且相等，該微電流經(jīng)電流-電壓轉(zhuǎn)換和放大后，得到AD轉(zhuǎn)換器能夠進行采樣的的電壓信號，通過四路AD轉(zhuǎn)換將模擬輸入信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；再由檢測系統(tǒng)中的應用程序，對數(shù)字信號進行處理，就可以獲得激光束在PSD光敏面上照射位置的坐標，并通過IXD觸摸屏顯示。
[0013]在PSD進行平面坐標數(shù)據(jù)采集的同時，與計米輪配套的霍爾開關產(chǎn)生的計數(shù)脈沖也傳遞給CPU，CPU根據(jù)脈沖的數(shù)量可得出PSD當前的垂直坐標，并在IXD觸摸屏上與平面坐標一同顯示出來，一組數(shù)據(jù)處理顯示完后，立即將數(shù)據(jù)儲存起來，當某一側(cè)電梯導軌測量完成后，生成一份數(shù)據(jù)文件并保存，通過在LCD顯示屏上的操作能顯示出整個測量過程中導軌垂直度在X方向或者I方向上最大偏差點的三維坐標值。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點在于:本發(fā)明機械結(jié)構(gòu)簡單、牢固可靠，檢測儀電路連接關系明確、簡單，能有效滿足檢測精度的要求。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)流程框圖，
圖2為本發(fā)明實施例的機械固定托架的立體結(jié)構(gòu)示意圖，
圖3為本發(fā)明實施例的機械固定托架的局部俯視結(jié)構(gòu)示意圖，
圖4為本發(fā)明實施例的機械固定托架的局部側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0016]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
[0017]參考圖1至圖4，本發(fā)明涉及一種電梯導軌形位參數(shù)動態(tài)檢測裝置，包括檢測儀及將檢測儀安設于電梯導軌上的機械固定托架，所述檢測儀的硬件包括激光器、二維位置敏感器件(2D-PSD)、PSD信號放大轉(zhuǎn)換電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、霍爾測距傳感器、ARM9芯片、液晶顯示IXD及PC機，所述激光器經(jīng)二維位置敏感器件與PSD信號放大轉(zhuǎn)換電路電路連接，所述PSD信號放大轉(zhuǎn)換電路經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與ARM9芯片電路連接，所述ARM9芯片還分別與霍爾測距傳感器、液晶顯示LCD及PC機電路連接；所述機械固定托架包括連接到轎廂上橫梁上的可調(diào)式縱向支撐臂1，所述可調(diào)式縱向支撐臂的上端連接有可調(diào)式水平支撐臂2，所述可調(diào)式水平支撐臂通過導軌側(cè)面固定滑軌及滑靴3連接有用以安設檢測儀15的導軌檢測儀底盤4，所述導軌檢測儀底盤的外周連接有U形狀的導軌檢測儀底盤夾緊臂5，所述導軌檢測儀底盤夾緊臂的前側(cè)設有兩個分別位于電梯導軌16兩側(cè)面的導軌側(cè)面夾緊滾輪6，所述可調(diào)式水平支撐臂的下部設有用以頂在電梯導軌頂面上的測距光電碼盤7，所述導軌檢測儀底盤的下側(cè)連接有用以頂在電梯導軌頂面上的導軌頂面夾緊滾輪8。
[0018]上述ARM9芯片采用內(nèi)置S3C2440的ARM9芯片。
[0019]上述A/D轉(zhuǎn)換模塊為四路10位的A/D轉(zhuǎn)換模塊。
[0020]上述ARM9芯片與PC機之間通過串行通信接線連接。
[0021]上述可調(diào)式縱向支撐臂包括若干段通過內(nèi)六角螺栓固定的縱向支撐短臂，所述可調(diào)式水平支撐臂包括若干段通過內(nèi)六角螺栓固定的水平支撐短臂。
[0022]上述導軌檢測儀底盤夾緊臂兩側(cè)分別通過固定螺桿9與導軌檢測儀底盤可調(diào)連接，且所述導軌檢測儀底盤與導軌檢測儀底盤夾緊臂之間設有壓縮彈簧10。
[0023]位于最下端的縱向支撐短臂上設有強力磁鐵11。
[0024]上述可調(diào)式水平支撐臂的下部固連有兩擋塊12，所述的測距光電碼盤通過一活動桿13貫穿兩擋塊，所述的兩擋塊之間設有置于活動桿外周的壓縮彈簧14。
[0025]具體實施過程:
檢測儀部分:
硬件部分
近導軌部件由激光儀和搭載平臺組成，搭載平臺由放置系統(tǒng)板的底部托板、緊貼導軌頂側(cè)面滾動的支架小車、小車和電梯轎廂間的連桿三部分組成。
[0026]遠離導軌部件要完成對信號采集、轉(zhuǎn)換、處理與顯示，以及搭載平臺垂直位移的計算，主要由以下幾個功能模塊組成:
(I)信號采集轉(zhuǎn)換模塊:以2D-PSD為主器件搭建電路，將導軌垂直度的波動信號轉(zhuǎn)換成PSD的輸出電流信號。即以激光為基準，以二維PSD的光敏面為激光接收平臺，當導軌垂直度波動時將導致激光在光敏面上的波動，從而使PSD的輸出電流信號變化。由于PSD是精密器件，產(chǎn)生的電流信號很小，只有幾十微安，需通過一個精密的運算放大器，將微電流信號轉(zhuǎn)變成AD轉(zhuǎn)換器能接收的電壓信號。
[0027](2) AD轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)處理模塊:ARM9芯片(S3C2440)先將由信號采集轉(zhuǎn)換模塊傳過來的電壓信號進行AD轉(zhuǎn)換，得到數(shù)字信號。接著根據(jù)相關公式，通過程序處理得到相應的坐標值。最后將坐標值(測量結(jié)果)發(fā)送給TFT IXD液晶顯示模塊，同時儲存測量結(jié)果。
[0028](3)霍爾傳感器模塊:在搭載平臺上安裝一個計米輪，然后在計米輪上等間距的裝5個永磁鐵，并在計米輪的正對面裝上霍爾開關。平臺在導軌上上下移動時，將帶動計米輪轉(zhuǎn)動，計米輪上的永磁鐵靠近霍爾開關，將使霍爾開關連通，并發(fā)出一個低電平脈沖。ARM接收該脈沖，并通過計數(shù)器和相關程序處理就可以得出接收霍爾脈沖時平臺的垂直位移。
[0029](4)顯示模塊:將檢測結(jié)果通過IXD進行實時顯示，即顯示檢測點的三維坐標值和最大偏差值。
[0030]軟件部分
包括嵌入式系統(tǒng)根文件系統(tǒng)、內(nèi)核、BootLoader的移植；AD轉(zhuǎn)換器、霍爾開關計數(shù)器的驅(qū)動程序設計；Qt操作界面應用程序；上位機數(shù)據(jù)文件處理輸出程序。
[0031]各部分的主要功能:
根文件系統(tǒng)、內(nèi)核、BootLoader是嵌入式系統(tǒng)硬件的靈魂，嵌入式系統(tǒng)硬件、、在BootLoader的引導下啟動內(nèi)核kernel ;內(nèi)核控制管理嵌入式