电梯几何形态测试仪的设计

杨付龙 陈宇杰 刘懿 潘洋 刘勇

摘  要：电梯轿厢面积、轿厢与井道壁之间的距离是保证电梯运行安全的重要指标。作者设计的电梯几何形态测量仪，结合了激光测距与蓝牙传输等技术，搭配有微处理器的高精度位移传感模块，并配合有自主开发的信息处理软件，实现了对电梯的轿厢面积、轿厢与井道壁间离的自动测量、判断等，减轻了检验人员的工作强度，提高了检验的精度和效率。

关键词：轿厢面积;轿厢与井道壁距离;激光测距;蓝牙传输;测量精度

Abstract： The area of the elevator car and the distance between the car and the shaft wall are important indexes to ensure the safety of the elevator operation. The elevator geometry measuring instrument designed by the author combines the technology of laser ranging and Bluetooth transmission， high-precision displacement sensor module with microprocessor， and information processing software developed independently. It realizes the automatic measurement and judgment of the lift car area and the distance between the lift car and the shaft wall， reduces the working intensity of the inspectors， and improves the accuracy of the inspection And efficiency.

引言

現阶段，在电梯检验检测过程中，对于轿厢面积、轿厢与井道壁间距离的测量多采用以卷尺为主要测量工具的传统方法，也有使用激光测距仪等先进手段进行测量的尝试与研究。但是，上述测量方法均存在操作繁琐、作业效率低、测量精度不高等问题，已难以适应当下大批量、高精准的检验检测需求。所以，设计一种集自动快速测量、计算、分析、显示等功能一体的检验仪器已是今后检验检测技术发展的大势所趋。

1 设计依据与目的

电梯几何形态测量仪涉及的蓝牙传输、激光测距已是两项较为成熟的技术，均可通过模块组装来实现，再配合自主开发的信息处理软件，即可达到测量要求。

将电梯几何形态测试仪通过自研支架固定于轿厢内或者轿顶上，使其在电梯静止或者检修运行过程中自动进行数据的测量、计算、分析等，该测量方式实现对电梯轿厢面积、轿厢与井道壁之间的距离的自动化测量、判断，使测量过程更加方便快捷、安全可靠。

2 性能指标要求

2.1 轿厢面积检验要求

为了预防因为人员超载而造成电梯安全事故隐患，应适当的限制电梯轿厢的有效面积[4]，《电梯检规》对乘客电梯的轿厢面积给出了最大限制值，具体规定如下：电梯轿厢有效面积应当符合表1规定，当额定载重量>2500kg时，每增加100kg，轿厢的最大有效面积增加0.16m2，对所列数值中间的额定载重量的最大有效面积，可采用线性插入法确定，轿厢最大有效面积实测值允许增加不大于下列值的5%。[1]

2.2 轿厢与井道壁之间的距离的相关要求

当电梯在非正常情况下停梯时，为了避免被困乘客因采取强行打开轿门、层门等方式盲目自救，从而造成人员坠落或剪切等安全事故发生，《电梯检规》对轿厢与井道壁的间距规定如下：轿厢与面对轿厢入口的井道壁之间的间距应当≤0.15m，对于局部高度<0.5m处，或采用垂直滑动门的载货电梯，该间距可以增加到0.2m。如果轿厢装有机械锁紧的门并且门只能在开锁区内打开时，上述间距不受限制。[1]

3 设计方案

3.1 产品介绍

电梯几何形态测试仪采用了搭配有微处理的高精度位移传感模块，并配合自主开发的信息处理软件，实现了对电梯轿厢面积、轿厢到井道壁间距的自动测量、计算、判断等功能，具有较好的通用性、便携性、操作性，测量精度也得到了提高。

3.2 产品结构配置

电梯几何形态测试仪包括测量主机、手持控制端（适用于安卓操作系统的手机、平板等）、信息处理软件、固定支架、目标靶、蓝牙打印机、连接线若干、电池及其充电装置等，其中信息处理软件、固定支架、目标靶、测量主机等均为自主研发设计，具有一定的先进性。

3.3 工作原理及方法

3.3.1 轿厢有效面积

《电梯制造与安装安全规范》中对轿厢有效面积有明确的规定，测量方法如图1所示。如图1，将测量主机通过支架水平置于轿厢近中部且距地板以上1m高度的位置（错开乘客或货物用的扶手），测量主机上的旋转激光测距仪对轿厢进行360°全方位扫描测量，再通过内置的信息处理软件计算，即可得到轿厢的有效面积，将得到的轿厢实测面积与上述2.1规定阈值进行对比，即可判断实测的轿厢有效面积是否符合要求，最后将测量数据、判断结果等信息显示、储存于手持控制端，方便日常查阅、打印等。[5]

3.3.2 轿厢到井道壁间距离

由于电梯的制造日期不同，电梯是否具有门回路检测、旁路等功能也不尽相同，这决定了电梯能否在轿门开启的情况下进行检修运行，也决定了测量主机的布置位置。当电梯可以在轿门开启的情况下进行检修运行时，在确保安全的情况下，测量主机推荐置于轿厢内进行测量，否则应通过支架置于轿顶上，具体测量方法与要求如下。