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原文传递 一种基于电流监测和无人机的电梯故障检测系统和方法
专利名称: 一种基于电流监测和无人机的电梯故障检测系统和方法
摘要: 本发明涉及一种特种设备的检测系统和方法,目的是提供一种基于电流监测和无人机的电梯故障检测系统和方法;该系统和方法应具有数据检测精度高、数据采集效率高以及人工成本较低的特点。技术方案是一种基于电流监测和无人机的电梯故障检测系统:包括电流监测子系统;其特征在于还包括无人机、服务器二个子系统;所述电流监测子系统包括安装在电梯电控柜的两个霍尔传感器、一个信息处理模块、一个锂电池、一个蓝牙模块。
专利类型: 发明专利
国家地区组织代码: 浙江;33
申请人: 浙江省特种设备科学研究院
发明人: 陈栋栋;傅军平;陈向俊;蔡伟勇;程慧;王凌;梁利华
专利状态: 有效
申请日期: 2023-06-01T00:00:00+0800
发布日期: 2023-11-07T00:00:00+0800
申请号: CN202310639342.7
公开号: CN117003074A
代理机构: 杭州九洲专利事务所有限公司
代理人: 王之怀;王洪新
分类号: B66B5/00;B66B5/02;B64U20/80;B64U20/87;H04N7/18;H04W4/38;H04W4/80;G01R15/20;G01D21/02;B64U101/26;B;H;G;B66;B64;H04;G01;B66B;B64U;H04N;H04W;G01R;G01D;B66B5;B64U20;H04N7;H04W4;G01R15;G01D21;B64U101;B66B5/00;B66B5/02;B64U20/80;B64U20/87;H04N7/18;H04W4/38;H04W4/80;G01R15/20;G01D21/02;B64U101/26
申请人地址: 310020 浙江省杭州市江干区凯旋路211号
主权项: 1.一种基于电流监测和无人机的电梯故障检测系统:包括电流监测子系统;其特征在于还包括无人机、服务器三个子系统;所述电流监测子系统包括安装在电梯电控柜的霍尔传感器、信息处理模块、锂电池以及蓝牙模块; 所述无人机子系统包括无人机以及安装在无人机上的传感器组件、通信组件和定位组件; 所述服务器子系统包括安装在便携式控制箱中的计算机组件以及连接计算机组件的无线路由器。 2.根据权利要求1所述的基于电流监测和无人机的电梯故障检测系统,其特征在于:所述霍尔传感器包括分别对电梯主电路三相电流中的一个线电流Ia1和曳引电机三相电流中的一个线电流Ia2进行电流检测的两个霍尔传感器;所述信息处理模块对这两种电流信号进行采集和存储,并且通过所述蓝牙模块与无人机的蓝牙模块进行通信;所述锂电池对该子系统的其他模块进行供电。 3.根据权利要求2所述的基于电流监测和无人机的电梯故障检测系统,其特征在于:所述传感器组件包括高度传感器、速度传感器、振动传感器、音频传感器、红外距离传感器以及摄像头;所述通信组件包括4G通信模块以及蓝牙模块;所述控制与定位组件包括飞控模块、GPS定位模块。 4.根据权利要求3所述的基于电流监测和无人机的电梯故障检测系统,其特征在于:电梯机房中工字钢梁的上表面贴有用于无人机精准降落的二维码标靶。 5.根据权利要求4所述的基于电流监测和无人机的电梯故障检测系统,其特征在于:所述振动传感器模块包含通过十字形连接杆安装在无人机底部的一个振动变送器和四个电磁铁。 6.根据权利要求5所述的基于电流监测和无人机的电梯故障检测系统,其特征在于:所述计算机组件包括计算机主机、显示器、键盘以及鼠标。 7.根据权利要求6所述的基于电流监测和无人机的电梯故障检测系统,其特征在于:所述无人机上设置有电机、螺旋桨以及电源模块。 8.权利要求1所述基于电流监测和无人机的电梯故障检测系统的电梯故障检测方法,按如下步骤进行; (1)由人遥控的无人机从电梯机房窗户飞入,利用摄像头对机房内进行拍摄,把视频通过4G通信模块传送给服务器子系统;操作人员根据视频对机房内状况进行人工检查; (2)转动云台让摄像头对准二维码标志,配合使用红外距离传感器,精准降落在工字钢梁上表面的二维码位置上; (3)无人机控制电磁铁吸在工字钢表面,使得振动变送器下表面紧贴工字钢上表面; (4)音频传感器采集采集机房的一段连续的音频信号Sa; (5)振动传感器采集机房工字钢振动信号,并且利用能量阈值法判断电梯是否运行,记录电梯运行开始的5秒内的一段振动信号Sv; (6)无人机上的蓝牙模块根据信号采样时间,从电流监测子系统采集与电梯振动信号Sv同时段的主电路的线电流Ia1和曳引电机的线电流Ia2; (7)无人机通过4G通信模块将音频信号Sa、振动信号Sv、电流信号Ia1和电流信号Ia2上传至服务器; (8)服务器对收到的信号进行处理,然后判断信号是否正常; (9)一个电梯巡检结束;无人机由人遥控进入下一个机房开始巡检。 9.根据权利要求8所述的电梯故障检测方法,其特征在于:所述步骤(5)中利用能量阈值法判断电梯是否运行的步骤如下: (a)将采集到的振动信号分帧,每帧时长25毫秒,振动信号采样频率1000Hz; (b)对每一帧计算能量,能量计算公式如下: 其中,x(n)表示某帧第n个采样点的幅度,N表示当前帧的采样点总数。 (c)根据经验设定能量阈值H (d)对每一帧振动信号进行判断,如果当前帧的能量E超过设定的能量阈值H,判定为电梯运行;当前帧的能量E低于设定的能量阈值H,判定为电梯停止; (e)提取电梯电机启动振动信号,即将判定为电梯运行的前面的200帧进行合并,得到时长为5秒的电梯电机启动振动信号Sv。 10.根据权利要求9所述的电梯故障检测方法,其特征在于:所述步骤(8)中的处理包括: (1)服务器对音频信号Sa进行傅里叶变换,获取该音频信号Sa的频谱范围Ksa,根据频谱数据Ksa与服务器数据库中存储的机房音频信号频谱数据模板Ksam进行比较计算,根据该音频信号Sa的频域范围Ksa是否超出Ksam的频谱范围来判断电梯机房音频信号是否异常?如超出则为异常);(2)服务器针对振动信号Sv、电流信号Ia1和电流信号Ia2,分别与服务器数据库中存储的振动信号模板MSv、电流信号模板MIa1和电流信号模板MIa2,进行相关度计算,根据相关度是否大于等于0.8判断电梯机房启动是否异常,其中振动信号模板MSv、电流信号模板MIa1和电流信号模板MIa2是100组由专家人工判定为正常的振动信号Sv、电流信号Ia1和电流信号Ia2的平均结果。
所属类别: 发明专利
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