1.本发明涉及电梯领域，尤其涉及一种用于电梯块式制动器的刚度测量装置及测量方法。
背景技术：2.电梯是常见的运输设备，用于垂直运送货物和人员，常用于高层楼房和施工现场。电梯在各个楼层之间运行时，需要经历加速、减速、停靠等状态，在停靠状态需要制动器来辅助控制。块式制动器是电梯常用的制动器类型，块式制动器包括制动静板、制动动板、弹性件、闸瓦等，其中弹性件设置在制动静板和制动动板之间，闸瓦设置在制动动板上。电梯停靠状态下，闸瓦与制动轮接触，两个闸瓦配合夹紧制动轮防止电梯运动。
3.制动器对制动轮的制动力大小直接决定了电梯的运行安全性能，而制动器的刚度是影响制动力大小的关键因素。作为物理常识，弹性件的刚度可以采用胡克定律计算获得，即应力与应变之比为刚度。由于块式制动器中设有多个弹性件，制动器的制动力主要由弹性件提供。现有块式制动器刚度测量的常用方法为逐个测量单个弹性件的刚度，最后根据弹性件的数量进行简单叠加。
4.但实践表明，制动器的结构、各个部件之间的连接形式等因素均会对制动器的整体刚度构成影响，以弹性件刚度简单叠加的方式无法做到综合考虑各种影响因素，难以准确测量评估制动器工作过程中的实际刚度。
技术实现要素：5.本发明要解决的技术问题是提供一种用于电梯块式制动器的刚度测量装置及测量方法，以块式制动器整体作为测量对象，可以更为准确的测得块式制动器的整体刚度，可靠的评估制动器工作性能。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种用于电梯块式制动器的刚度测量装置，至少包括：
7.安装模块，所述的安装模块包括安装底座和加载支架，所述的加载支架位于安装底座上方，所述的加载支架与安装底座之间设有连接柱；所述的加载支架与安装底座之间形成安装区间；
8.加载模块，所述的加载模块包括施力板和施力杆，所述的施力杆与加载支架连接，且所述施力杆的加载端朝向安装底座方向设置；所述的施力杆可相对于加载支架进行轴向调节；
9.测量模块，所述的测量模块包括压力测量组件和位移测量组件；
10.其中所述的压力测量组件包括若干压力传感器；所述的位移测量组件包括至少一组传感器安装单元，每组所述的传感器安装单元包括两个传感器支架，每组所述的传感器安装单元对应至少一个位移传感器；
11.进行刚度测量时，待测制动器置于安装区间内，且制动动板和制动静板上下分布；
每组所述传感器安装单元中的一个传感器支架与制动动板连接，另一个与制动静板连接；所述的施力板设置在待测制动器上方，所述的压力传感器设置在施力板与待测制动器之间；所述施力杆的施力端与施力板对应。
12.本技术的刚度测量装置以块式制动器整体作为测量对象，与现有技术中以单个弹性件作为测量对象的测量方式相比，可以更为准确的测得块式制动器的整体刚度，可靠的评估制动器工作性能。
13.作为优选，所述的安装底座包括两根并行设置的支撑梁；还包括限位单元，所述的限位单元包括两根设置在支撑梁之间的限位杆件，两根所述的限位杆件之间形成限位空间。
14.限位杆件对待测制动器进行限位，为加载模块和检测模块的安装定位创造条件，并在一定程度上降低加载模块和检测模块的定位难度。
15.作为优选，所述的施力板上设有与施力杆一一对应的定位孔。施力杆的加载端与定位孔对齐设置，提高加载位置的准确性。
16.作为优选，所述的压力传感器与施力杆一一对应。
17.作为优选，所述的加载支架包括承载梁，所述的施力杆与承载梁螺接。
18.作为优选，所述承载梁的数量至少为两个，且所述的承载梁相互平行设置，每一所述的承载梁上设置至少两个施力杆。通过多个施力杆配合，保证施力方向和大小平稳，提高测量结果的可靠性。
19.作为优选，所述的加载模块还包括减速机构，所述的减速机构包括主动齿轮和从动齿轮，所述的主动齿轮和从动齿轮分别旋转活动设置在承载梁上，所述的主动齿轮与从动齿轮啮合；所述的从动齿轮上同轴设置有螺母，所述的螺母与从动齿轮同步转动；
20.所述的施力杆与承载梁之间限定成在轴向上可相对调整，在周向上不可调整；所述的施力杆与从动齿轮上的螺母螺接。
21.通过减速机构可以提高压力调整的精度，并且可以减小压力调整时所需的驱动力，为手动操作创造条件。
22.作为优选，所述的传感器安装支架包括用于与待测制动器连接的连接部，所述的连接部固定连接有至少一个与位移传感器对应的安装翼板；进行刚度测量时，同组传感器安装单元内两个传感器安装支架上的安装翼板相对设置。
23.作为优选，所述的连接部包括定位背板和两个限位侧板，两个所述的限位侧板与定位背板垂直设置并固定连接，两个所述的限位侧板之间形成夹紧空间；至少其中一个所述的限位侧板上设有锁紧件；
24.进行刚度测量时，制动静板和制动动板夹持在对应传感器安装支架的夹紧空间内。
25.定位背板和两个侧板用于与待测制动器定位和夹持，安装翼板用于安装位移传感器。
26.一种用于电梯块式制动器的刚度测量方法，采用如上所述的刚度测量装置；
27.至少包括以下步骤：
28.步骤1安装待测制动器：将待测制动器置于安装区间内，其中的制动动板和制动静板呈上下分布；
29.步骤2安装加载模块和测量模块：
30.将每组所述传感器安装单元中的一个传感器支架与制动动板连接，另一个传感器支架与制动静板连接；将所述的位移传感器安装在传感器支架上；
31.将压力传感器设置在待测制动器上，施力板设置在压力传感器上；调整施力杆使施力杆与施力板接触。
32.步骤3开始测量：记录压力传感器的初始值，记为n0，位移传感器的初始值，记为s0；
33.调节施力杆，通过施力板和压力传感器增加对待测制动器的压力，记录此时压力传感器压力值，记为n1，记录此时位移传感器的位移值，记为s1；
34.步骤4结果后处理：根据胡克定律，e＝σ/ε＝(n1-n0)/(s1-s0)获得制动器刚度；其中：e为刚度，σ为应力，ε为应变。
附图说明
35.图1为本实施例用于电梯块式制动器的刚度测量装置的结构示意图；
36.图2为本实施例用于电梯块式制动器的刚度测量装置的侧视图；
37.图3为本实施例用于电梯块式制动器的刚度测量装置的正视图；
38.图4为本实施例用于电梯块式制动器的刚度测量装置中安装模块的结构示意图；
39.图5为本实施例用于电梯块式制动器的刚度测量装置中加载模块、测量模块与待测制动器配合的结构示意图；
40.图6为本实施例用于电梯块式制动器的刚度测量装置中加载模块、测量模块与待测制动器配合的爆炸图；
41.图7为本实施例用于电梯块式制动器的刚度测量装置中减速机构的结构示意图；
42.图8为本实施例用于电梯块式制动器的刚度测量装置中位移测量组件与待测制动器配合的结构示意图；
43.图9为本实施例用于电梯块式制动器的刚度测量装置中位移测量组件与待测制动器配合的爆炸图；
44.图10为本实施例用于电梯块式制动器的刚度测量装置中位移测量组件的结构示意图；
45.图11为本实施例用于电梯块式制动器的刚度测量装置中位移测量组件另一形式的结构示意图；
46.图12为本实施例用于电梯块式制动器的刚度测量装置中位移测量组件的安装状态图。
具体实施方式
47.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
48.实施例
49.如图1-图5所示，一种用于电梯块式制动器的刚度测量装置，至少包括安装模块、
加载模块4和测量模块。
50.其中，如图1-图4所示，所述的安装模块包括安装底座3和加载支架1，所述的加载支架1位于安装底座3上方，所述的加载支架1与安装底座3之间设有连接柱2。所述的加载支架1与安装底座3之间形成安装区间。
51.如图4所示，优选的，所述的安装底座3包括两根并行设置的支撑梁。还包括限位单元，所述的限位单元包括两根设置在支撑梁之间的限位杆件31，两根所述的限位杆件31之间形成限位空间32。测量时，将待测制动器7的手动调节部位支撑梁和限位杆件31围合成的限位空间32内，从而实现对待测制动器7进行限位，为加载模块4和检测模块的安装定位创造条件，并在一定程度上降低加载模块4和检测模块的定位难度。
52.其中，如图1-图6所示，所述的加载模块4包括施力板42和施力杆41，所述的施力杆41与加载支架1连接，且所述施力杆41的加载端朝向安装底座3方向设置。所述的施力杆41可相对于加载支架1进行轴向调节。具体的，所述的加载支架1包括承载梁11，所述的施力杆41与承载梁11螺接。
53.如图5和图6所示，优选的，所述承载梁11的数量至少为两个，且所述的承载梁11相互平行设置，每一所述的承载梁11上设置至少两个施力杆41。通过多个施力杆41配合，保证施力方向和大小平稳，提高测量结果的可靠性。所述的施力板42上设有与施力杆41一一对应的定位孔421。施力杆41的加载端与定位孔421对齐设置，提高加载位置的准确性。
54.作为一种具体的实施方式，如图4和图6所示，所述承载梁11的数量为两个，且每一所述的承载梁11上设置两个施力杆41，所述的承载梁11与加载支架1之间螺栓连接。
55.进一步的，如图7所示，所述的加载模块4还包括减速机构，所述的减速机构包括主动齿轮44和从动齿轮43，所述的主动齿轮44和从动齿轮43分别旋转活动设置在承载梁11上，所述的主动齿轮44与从动齿轮43啮合。所述的从动齿轮43上同轴设置有螺母，所述的螺母与从动齿轮43同步转动。
56.所述的施力杆41与承载梁11之间限定成在轴向上可相对调整，在周向上不可调整。所述的施力杆41与从动齿轮43上的螺母螺接。在主动齿轮44转动时，从动齿轮43和螺母同步转动，并进一步以丝杆传动方式驱动施力杆41轴向运动。通过减速机构可以提高压力调整的精度，并且可以减小压力调整时所需的驱动力，为手动操作创造条件。
57.具体的，所述的减速机构可以设置成与施力杆41一一对应，也即可以对施力杆41逐一进行调整，压力调节的灵活性较好，可以更好处理施力不均等情况。减速也可以设置成一个主动齿轮44对应多个从动齿轮43，简化施力过程的操作程序，提高操作效率。
58.其中，如图5和图6所示，所述的测量模块包括压力测量组件6和位移测量组件5。其中所述的压力测量组件6包括若干压力传感器。优选的，所述的压力传感器与施力杆41一一对应，且在测量时，所述的压力传感器与对应的施力杆41对齐。
59.如图8-图10所示，所述的位移测量组件5包括至少一组传感器安装单元，每组所述的传感器安装单元包括两个传感器支架52，每组所述的传感器安装单元对应至少一个位移传感器51。
60.如图8-图10所示，所述的传感器安装支架包括用于与待测制动器7连接的连接部521，所述的连接部521固定连接有至少一个与位移传感器51对应的安装翼板522。刚度测量时，同组传感器安装单元内两个传感器安装支架上的安装翼板522相对设置。
61.如图8-图10所示，具体的，所述的连接部521包括定位背板5212和两个限位侧板5211，两个所述的限位侧板5211与定位背板5212垂直设置并固定连接，两个所述的限位侧板5211之间形成夹紧空间。至少其中一个所述的限位侧板5211上设有锁紧件53。进行刚度测量时，制动静板和制动动板夹持在对应传感器安装支架的夹紧空间内。定位背板5212和两个侧板用于与待测制动器7定位和夹持，安装翼板522用于安装位移传感器51。
62.如图8-图10所示，作为一种具体的实施方式，所述的锁紧件53包括垂直设置在限位侧板5211上的锁紧螺钉。安装时，所述的定位背板5212与待测制动器7上端面或下端面接触，未设置锁紧件53的纤维侧板与待测制动器7的侧面接触，最后通过调整锁紧螺钉，实现传感器支架52与被测制动器的安装固定。所述的安装翼板522设置在限位侧板5211上，并向外延伸，测量时，同组内两个传感器支架52对应的安装翼板522平行设置。
63.所述的位移传感器51设置在安装翼板522上。位移传感器51的设置方式至少包括两种：第一种方式，如图10所示，同组传感器支架52中对应的两个安装翼板522其中一个设置安装孔5221，用于安装位移传感器51，另一个安装翼板522作为检测目标物。第二种方式，如图11和图12所示，同组传感器支架52内对应的两个安装翼板522上分别设置安装孔5221，其中一个安装翼板522的安装孔5221用于安装位移传感器51，另一个安装翼板522的安装孔5221用于安装检测目标物。刚度测量时以位移传感器51和检测目标物之间的距离变化量作为位移量。
64.在进行刚度测量时，待测制动器7置于安装区间内，且制动动板和制动静板上下分布。每组所述传感器安装单元中的一个传感器支架52与制动动板连接，另一个与制动静板连接。所述的施力板42设置在待测制动器7上方，所述的压力传感器设置在施力板42与待测制动器7之间。所述施力杆41的施力端与施力板42对应。
65.本技术的刚度测量装置以块式制动器整体作为测量对象，与现有技术中以单个弹性件作为测量对象的测量方式相比，可以更为准确的测得块式制动器的整体刚度，可靠的评估制动器工作性能。
66.一种用于电梯块式制动器的刚度测量方法，采用如上所述的刚度测量装置；
67.至少包括以下步骤：
68.步骤1安装待测制动器7：拆除闸瓦、导向螺栓等附件，将待测制动器7置于安装区间内，且所述待测制动器7的手动调节部件置于限位空间32内；其中的制动动板和制动静板呈上下分布。
69.步骤2安装加载模块4和测量模块：将每组所述传感器安装单元中的一个传感器支架52与制动动板连接，另一个传感器支架52与制动静板连接；将所述的位移传感器51安装在传感器支架52上；
70.将压力传感器设置在待测制动器7上，施力板42设置在压力传感器上；其中所述的施力杆41与对应的定位孔421、压力传感器对齐；调整施力杆41使施力杆41与施力板42接触。
71.步骤3开始测量：记录压力传感器的初始值，记为n0，位移传感器51的初始值，记为s0；
72.分步多次调节施力杆41，通过施力板42和压力传感器增加对待测制动器7的压力，记录压力传感器压力值，分别记为n1、n2、
…
、na，并分别记录对应的位移传感器51位移值，
分别记为s1、s2、
…
、sa。
73.步骤4结果后处理：
[0074][0075]
根据胡克定律，e＝σ/ε获得制动器刚度；
[0076]
其中：e为刚度，σ为应力，ε为应变。
[0077]
作为一种优选的实施方式，同组传感器支架52内对应的两个安装翼板522上分别设置安装孔5221。步骤2中，如图12所示，首先选用定位杆件8依次穿过两个安装翼板522的安装孔5221，对两个传感器支架52进行定位，然后在不取下定位杆件8的情况下将两个传感器支架52分别与待测制动器7连接锁紧，最后取下定位杆件8，依次安装位移传感器51和检测目标物。
[0078]
采用定位杆件8辅助安装，可以有效提高位移传感器51与检测目标物之间的定位精度，进而提高位移测量结果的可靠性。
[0079]
作为一种优选的实施方式，步骤2中安装的位移传感器数量和压力传感器数量均至少两个，优选均为四个。在步骤3中，设定压力误差区间x，施力杆每次加载后，调整各个施力杆，使各个压力传感器的压力值差保持在预设区间x内，并在此时读取和记录各个位移传感器和压力传感器的读数，作为原始位移值和原始压力值。
[0080]
步骤4中，首先进行原始位移值的有效性评估。具体的，设定位移误差区间y，对每一组原始位移值进行分析，当同组内各个原始位移值的差值大于y，则判定该组原始位移值无效；当同组内各个原始位移值的差值小于y，则判定该组原始位移值有效。
[0081]
每组原始压力值之和作为有效压力值，用于计算应力σ；每组有效原始位移值的加权平均数作为有效位移值，用于计算应变ε。
[0082]
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种用于电梯块式制动器的刚度测量装置，其特征在于，至少包括：安装模块，所述的安装模块包括安装底座和加载支架，所述的加载支架位于安装底座上方，所述的加载支架与安装底座之间设有连接柱；所述的加载支架与安装底座之间形成安装区间；加载模块，所述的加载模块包括施力板和施力杆，所述的施力杆与加载支架连接，且所述施力杆的加载端朝向安装底座方向设置；所述的施力杆可相对于加载支架进行轴向调节；测量模块，所述的测量模块包括压力测量组件和位移测量组件；其中所述的压力测量组件包括若干压力传感器；所述的位移测量组件包括至少一组传感器安装单元，每组所述的传感器安装单元包括两个传感器支架，每组所述的传感器安装单元对应至少一个位移传感器；进行刚度测量时，待测制动器置于安装区间内，且制动动板和制动静板上下分布；每组所述传感器安装单元中的一个传感器支架与制动动板连接，另一个与制动静板连接；所述的施力板设置在待测制动器上方，所述的压力传感器设置在施力板与待测制动器之间；所述施力杆的施力端与施力板对应。2.根据权利要求1所述的刚度测量装置，其特征在于：所述的安装底座包括两根并行设置的支撑梁；还包括限位单元，所述的限位单元包括两根设置在支撑梁之间的限位杆件，两根所述的限位杆件之间形成限位空间。3.根据权利要求1所述的刚度测量装置，其特征在于：所述的施力板上设有与施力杆一一对应的定位孔。4.根据权利要求1所述的刚度测量装置，其特征在于：所述的压力传感器与施力杆一一对应。5.根据权利要求1所述的刚度测量装置，其特征在于：所述的加载支架包括承载梁，所述的施力杆与承载梁螺接。6.根据权利要求5所述的刚度测量装置，其特征在于：所述承载梁的数量至少为两个，且所述的承载梁相互平行设置，每一所述的承载梁上设置至少两个施力杆。7.根据权利要求5所述的刚度测量装置，其特征在于：所述的加载模块还包括减速机构，所述的减速机构包括主动齿轮和从动齿轮，所述的主动齿轮和从动齿轮分别旋转活动设置在承载梁上，所述的主动齿轮与从动齿轮啮合；所述的从动齿轮上同轴设置有螺母，所述的螺母与从动齿轮同步转动；所述的施力杆与承载梁之间限定成在轴向上可相对调整，在周向上不可调整；所述的施力杆与从动齿轮上的螺母螺接。8.根据权利要求1-7中任一项所述的刚度测量装置，其特征在于：所述的传感器安装支架包括用于与待测制动器连接的连接部，所述的连接部固定连接有至少一个与位移传感器对应的安装翼板；进行刚度测量时，同组传感器安装单元内两个传感器安装支架上的安装翼板相对设置。9.根据权利要求8所述的刚度测量装置，其特征在于：所述的连接部包括定位背板和两个限位侧板，两个所述的限位侧板与定位背板垂直设置并固定连接，两个所述的限位侧板之间形成夹紧空间；至少其中一个所述的限位侧板上设有锁紧件；
进行刚度测量时，制动静板和制动动板夹持在对应传感器安装支架的夹紧空间内。10.一种用于电梯块式制动器的刚度测量方法，其特征在于：采用如权利要求1-9中任一项所述的刚度测量装置；至少包括以下步骤：步骤1安装待测制动器：将待测制动器置于安装区间内，其中的制动动板和制动静板呈上下分布；步骤2安装加载模块和测量模块：将每组所述传感器安装单元中的一个传感器支架与制动动板连接，另一个传感器支架与制动静板连接；将所述的位移传感器安装在传感器支架上；将压力传感器设置在待测制动器上，施力板设置在压力传感器上；调整施力杆使施力杆与施力板接触。步骤3开始测量：记录压力传感器的初始值，记为n0，位移传感器的初始值，记为s0；调节施力杆，通过施力板和压力传感器增加对待测制动器的压力，记录此时压力传感器压力值，记为n1，记录此时位移传感器的位移值，记为s1；步骤4结果后处理：根据胡克定律，e＝σ/ε＝(n1-n0)/(s1-s0)获得制动器刚度；其中：e为刚度，σ为应力，ε为应变。
技术总结本发明涉及电梯领域，具体公开了一种用于电梯块式制动器的刚度测量装置及测量方法。其中的刚度测量装置包括安装模块、加载模块和测量模块，所述的安装模块包括安装底座和加载支架，加载支架与安装底座之间设有连接柱；所述的加载模块包括施力板和施力杆；所述的施力杆可相对于加载支架进行轴向调节；所述的测量模块包括压力测量组件和位移测量组件；其中所述的压力测量组件包括若干压力传感器；所述的位移测量组件包括至少一组传感器安装单元，每组所述的传感器安装单元对应至少一个位移传感器；以上所述的刚度测量装置以块式制动器整体作为测量对象，可以更为准确的测得块式制动器的整体刚度，可靠的评估制动器工作性能。可靠的评估制动器工作性能。可靠的评估制动器工作性能。
技术研发人员：魏义敏 丰炜 陈文华 潘骏
受保护的技术使用者：浙江理工大学
技术研发日：2022.07.21
技术公布日：2022/11/1
