一种电梯制动器闸瓦磨损智能检测及间隙调节系统与方法

本发明涉及电梯安全检测，具体而言涉及一种电梯制动器闸瓦磨损智能检测及间隙调节系统与方法，适用于各类曳引式电梯制动器的闸瓦磨损状态在线监测、自动补偿与远程运维。

背景技术：

1、随着我国建筑行业的快速发展，中高层建筑数量不断增加，电梯作为重要的垂直运输设备，其应用范围日益广泛。目前，我国电梯保有量持续增长，作为特种设备，电梯运行安全及维护管理面临较高要求。电梯制动器作为电梯安全保护系统中的关键部件，其制动性能主要依赖于闸瓦与制动轮之间产生的摩擦作用。随着设备长期运行，闸瓦会因持续摩擦而逐渐磨损，导致制动间隙增大、制动力下降，严重情况下可能引发电梯溜梯、冲顶、蹲底等安全事故。

2、现阶段电梯制动器维护主要采用人工定期检测方式，该方式不仅检测周期长、工作效率低，而且容易受到检测人员经验和现场环境因素影响，存在漏检及检测结果滞后等问题。因此，亟需提出一种基于机械视觉的电梯制动器闸瓦磨损检测系统，实现闸瓦运行状态的自动感知、磨损程度精准判断以及检测结果的智能反馈控制，从而提高电梯运行安全性和维护效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电梯制动器闸瓦磨损智能检测及间隙调节系统与方法，以解决现有电梯制动器闸瓦检测过程中人工检测效率低、检测结果反馈滞后以及磨损状态无法及时调节的问题，实现闸瓦磨损状态检测与制动间隙调节的联动控制。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种电梯制动器闸瓦磨损智能检测及间隙调节系统与方法，包括图像采集模块、图像识别模块、控制模块、调节执行模块、状态反馈模块、通信模块以及电源模块。

4、所述图像采集模块用于采集电梯制动器闸瓦的图像信息，并将采集到的图像数据传输至图像识别模块。该模块采用工业相机进行图像获取，可根据设定周期或外部触发信号完成采集，以满足制动器运行状态检测需求。

5、所述图像识别模块用于对采集的闸瓦图像进行处理，通过边缘检测、图像分割及尺寸换算等方法提取闸瓦轮廓特征，并计算获得闸瓦厚度参数，将检测结果传输至控制模块。

6、所述控制模块用于接收图像识别模块输出的厚度数据，并将检测结果与预设阈值进行比较，根据比较结果判断闸瓦磨损状态。当检测结果达到磨损条件时，控制模块输出调节控制信号至调节执行模块。

7、所述调节执行模块用于接收控制信号，并通过驱动电路控制执行机构动作，对制动器间隙进行调节，使制动器保持正常工作状态。

8、所述状态反馈模块用于显示闸瓦检测结果、磨损状态以及调节过程信息，并根据系统运行状态输出相应提示信息。

9、所述通信模块用于实现检测数据和设备状态信息的远程传输，使维护人员能够获取设备运行状态。

10、所述电源模块用于为系统各功能模块提供工作电源，并对输入输出电压进行管理，保证系统正常运行。

11、优选地，所述图像采集模块基于高速工业相机模块，分辨率不低于1920×1080，帧率不低于100fps，支持usb 3.0或gige接口，内置自动曝光与白平衡，保证图像清晰度。

12、优选地，所述图像识别模块基于openmv或等效嵌入式平台，采用canny算子进行边缘检测，结合形态学处理（腐蚀、膨胀）去除噪声，利用像素距离与实际尺寸标定系数计算闸瓦厚度，处理周期不超过200ms。

13、优选地，所述控制决策模块采用stm32系列单片机，内置自适应阈值算法，可根据累计磨损速率和环境温度修正判定阈值，避免误报和漏报；通过串口中断方式实时接收厚度数据，响应延迟低于10ms。

14、优选地，所述调节控制模块采用高精度数字io和可调pwm信号驱动步进电机或伺服电机，执行机构位移精度不低于0.01mm；模块内置pid调节器，依据编码器反馈实现闭环控制，确保补偿后制动间隙满足设计范围。

15、优选地，所述状态反馈模块包括oled显示屏（分辨率128×64）、蜂鸣器和双色led指示灯，可循环显示当前厚度、补偿次数、故障代码；当磨损超限或调节失败时，蜂鸣器发出间断报警，led切换为红色。

16、优选地，所述通信接口模块支持ieee 802.11b/g/n wi-fi和4g lte标准，内置tcp/ip协议栈，数据上传格式兼容mqtt或http，具备断线重连和数据补发功能，保证远程监控的连续性和可靠性。

17、优选地，所述电源管理模块采用宽电压输入（dc 12~36v），输出多路隔离稳压（5v、3.3v），具备反接保护、过流保护和软启动功能，并实时监测电压电流状态，异常时自动切断输出并上报故障。

18、本发明还提供一种电梯制动器闸瓦磨损检测方法，基于上述系统实现，包括以下步骤：

19、s1、将图像采集模块固定安装于电梯制动器闸瓦正对位置，调整镜头角度和焦距，确保闸瓦工作面完整成像并满足照明要求；

20、s2、启动电源管理模块，为各功能模块供电，系统进行自检和初始化，包括摄像头参数配置、通信网络连接、阈值载入；

21、s3、图像采集模块按照设定周期（如每30分钟）或外部触发信号，采集闸瓦图像，并通过数据接口传送至图像识别模块；

22、s4、图像识别模块对图像进行灰度化、高斯滤波、canny边缘检测、二值化处理，提取闸瓦上下边缘轮廓，结合像素当量换算为实际厚度值，并发送至控制决策模块；

23、s5、控制决策模块将接收到的厚度值与预设的安全阈值（如初始厚度的70%）进行比较，若低于阈值，则判定为磨损超标，生成调节指令；

24、s6、调节控制模块收到指令后，输出相应占空比的pwm信号驱动步进电机，带动制动间隙调整机构，使间隙恢复至设定值；调节过程中实时监测执行器位置反馈，到达目标位置后停止；

25、s7、状态反馈模块在oled屏上显示当前厚度、调节状态（进行中/完成/故障），同时通过通信接口模块将数据打包上传至远程监控平台，平台可记录历史趋势并生成维护提醒。

26、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

27、本发明公开了一种电梯制动器闸瓦磨损智能检测及间隙调节系统与方法，能够对电梯制动器中闸瓦的磨损状态进行实时监测与智能调节，全面提升制动器的运行安全性与维护效率。该系统以图像识别技术为核心，通过工业相机定期采集闸瓦图像，结合边缘检测与厚度计算算法，实时获取闸瓦厚度信息，并由控制模块判断是否达到磨损阈值，若需补偿则自动驱动执行机构进行调节。系统同时配备状态反馈与远程通信模块，支持本地显示与远程监控，构建完整闭环控制。该系统适用于各类新旧电梯制动器结构，克服传统人工检查低效不准的局限，部署简便、操作门槛低，具备高度智能化与良好通用性，显著降低运维成本。

1.一种电梯制动器闸瓦磨损智能检测及间隙调节系统与方法，其特征在于，包括图像采集模块、图像识别模块、控制决策模块、调节控制模块、状态反馈模块、通信接口模块和电源管理模块；

2.根据权利要求1所述的一种电梯制动器闸瓦磨损检测系统，其特征在于，所述图像采集模块包括工业相机，所述工业相机设置于制动器闸瓦对应位置，用于按照设定周期或触发信号采集闸瓦图像，并通过数据接口传输至图像识别模块。

3.根据权利要求1所述的一种电梯制动器闸瓦磨损检测系统，其特征在于，所述图像识别模块设置有嵌入式图像处理单元，通过边缘检测算法和图像处理算法提取闸瓦轮廓信息，并根据图像尺寸比例计算闸瓦厚度。

4.根据权利要求1所述的一种电梯制动器闸瓦磨损检测系统，其特征在于，所述控制模块包括stm32单片机，所述stm32单片机与图像识别模块通信连接，用于接收厚度检测结果，并根据预设阈值判断闸瓦磨损状态。

5.根据权利要求1所述的一种电梯制动器闸瓦磨损检测系统，其特征在于，所述调节执行模块包括驱动电路和执行机构，所述驱动电路接收控制模块输出信号，并通过数字信号或pwm信号控制执行机构动作，实现制动间隙调节。

6.根据权利要求1所述的一种电梯制动器闸瓦磨损检测系统，其特征在于，所述状态反馈模块包括显示单元和报警单元，用于显示闸瓦厚度检测结果、磨损状态以及系统运行状态。

7.根据权利要求1所述的一种电梯制动器闸瓦磨损检测系统，其特征在于，所述通信模块包括无线通信接口，用于将检测数据和设备运行状态上传至远程监控平台。

8.根据权利要求1所述的一种电梯制动器闸瓦磨损检测系统，其特征在于，所述电源模块包括电压转换电路和保护电路，用于为系统各功能模块提供稳定电源，并实现电源异常状态保护。