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1、毕 业 设 计 设计题目 便携式电梯限速器测试仪设计 学生姓名 谢仁婷 学 号 20080606 专业班级 机械设计制造及其自动化08-7班 指导教师 王玉琳 院系名称 机械与汽车工程学院 2012 年 6 月 6 日目 录中文摘要1英文摘要21绪 论31.1电梯限速器简介31.2电梯限速器测试仪简介31.3电梯限速器测试仪国内外研究现状41.4电梯限速器测试仪经济性分析41.5本课题的研究目标41.6本章小结52便携式电梯限速器测试仪的总体方案设计62.1限速器轮盘的驱动方案62.2轿厢移动速度的测量方案62.3测控系统的总体方案72.4本章小结83便携式电梯限速器测试仪的机械结构设计93.
2、1驱动电机的计算、选型与安装93.2橡胶驱动轮的设计与安装103.3霍尔接近开关的选型和安装103.4磁钢的选型与安装113.5电气开关的选型与安装113.6测试仪外壳的设计123.7本章小结144便携式电梯限速器测试仪的测控系统设计154.1测控系统的电源设计154.2测控系统的CPU选型164.3测控系统的存储器扩展174.4测控系统的键盘设计194.5测控系统的显示设计214.6伺服电机驱动器的选型214.7便携式电梯限速器测试仪操作流程224.8本章小结235便携式电梯限速器测试仪测控系统PCB的设计245.1电气原理图的设计过程245.2PCB的设计过程245.3PCB布线时的基本原
3、则及注意事项265.4本章小结286便携式电梯限速器测试仪测控系统的软件设计296.1键值输入程序296.2显示输出程序306.3伺服电机控制程序316.4匀加速控制程序346.5轿厢移动速度检测程序346.6本章小结35结论36致谢37参考文献38附录1 AT89C2051芯片内部程序40附录2 AT89S58芯片内部程序47便携式电梯限速器测试仪设计摘 要:限速器是电梯的一个重要安全部件，当轿厢运行速度超过规定的上限时，限速器先动作，之后带动安全钳把轿厢夹紧在导轨上，从而实现可靠的安全保护。限速器动作速度的现场测量是电梯安全检测的重要项目。文章提出了一种新型的便携式电梯限速器测试仪，该测试
4、仪由电源变换模块和电机总成模块组成。电源变换模块为测试装置提供工作电压，电机总成模块内含驱动电机和单片机测控系统。单片机控制伺服电机驱动被测电梯限速器的轮盘，通过霍尔开关采集限速器轮盘的转速，结合轮盘的节圆直径即可计算出轿厢移动的速度。限速器的电气动作速度和机械动作速度分别通过电气开关和机械限位来获得。本文给出了测试装置的结构组成，分析了测试装置的测控原理，设计了具体的测试流程，最终研制出了测试仪的样机。试用结果表明：该装置的检测精度满足国家标准规定的各项要求，具有体积小、重量轻、便于携带的优点，安装使用方便，操作简单快捷，性价比高，可靠性高，应用前景广阔。关键词：电梯；限速器；测试仪；单片机
5、The Design of Portable Elevator Speed GovernorAbstract: Speed governor is an important security part of elevator. When the lift car exceeds the speed upper limit, the speed governor acts first and then drives the safety tongs to clamp the lift car on the guides. So that the persons and goods can be
6、protected reliably. The acting speed spot-testing for speed governor is the kernel of elevators safety test. A new type of portable testing device for elevator speed governor is presented which is made up of power converting module and servo motor module. The power converting module supplies working
7、 power for the testing device and the servo motor module includes a driving motor and a single-chip micro-computer measuring and controlling system. The single-chip micro-computer controls the servo motor to drive the speed governors wheel. Through a Hall switch, the rotating speed of the wheel can
8、be measured and the lift cars moving speed can be calculated combined with the pitch circle diameter. The electrical acting speed and mechanical acting speed of the speed governor can be obtained with the aid of an electrical switch and a mechanical limit switch. The components of the testing device
9、 are introduced, the working principle of the testing device is analyzed, the concrete testing procedure is designed and finally the prototype of the testing device is developed. The trial results indicate that the testing precision of the device meets the national standards demands. The testing dev
10、ice has the advantages of small size, light weight and being easy to carry about. It is convenient to install and operate and has high ratio of performance to price and good reliability, so it has wide prospects of being popularized.Keywords: Elevator; Speed governor; Testing device; Single-chip mic
11、rocomputer1 绪 论1.1 电梯限速器简介电梯作为高层建筑主要的垂直交通运输工具，在国内外得到了广泛的应用。为了保证乘客和货物的安全及电梯设备的运行安全，电梯设备要有可靠的安全性。当电梯因为机械或电气的某种故障失控时，电梯轿厢超速下行，或发生坠落时唯一的安全保护机械装置就是限速器-安全钳系统。限速器是电梯最重要的机械安全装置。当电梯运行速度达到限速器动作速度时，限速器发出电信号并产生机械动作，通过限速器钢丝绳提拉起安全钳楔块，将轿厢夹持在导轨上。从而避免了不良后果的产生，保证了乘客和货物及电梯设备的安全。所以，电梯限速器的可靠运行就显得尤其重要，它是电梯安全管理的重要环节。电梯限速器
12、作为电梯最主要的机械安全部件，其功能是检测电梯轿厢运行速度是否超过规定的运行速度，当轿厢运行速度达到限定的速度时，首先使限速器动作并通过其带动电梯的安全钳动作，从而制动电梯的轿厢。由此可见，限速器对保障电梯运行的安全是非常重要的。没有高质量的性能优异的限速器，安全钳也就形同虚设。因此，也对限速器的制造和测试提出了更高的要求。同时为了满足不同用途、不同种类、不同速度的电梯的要求，各生产商设计了不同种类的电梯限速器。1.2 电梯限速器测试仪简介电梯限速器是载人载物电梯中最关键的安全保障部件。因此，电梯限速器的检测是一个关系到电梯上乘客与货物安全的重要检验项目。国标JB7588-2003中明确规定“
13、限速器是安全部件，应根据安全部件形式实验的要求进行验证”。所以除生产厂家必须有相关的生产许可证和定期的国家的形式实验外，在电梯出厂前，必须具备电梯限速器的相关测试设备，并对每一台电梯限速器做相关的测试，以确保电梯限速器具备足够的安全性和可靠性。而且国家质检总局电梯监督检验规程规定，电梯限速器每使用两年必须检验一次，其动作速度应符合标准规定4-6。对电梯限速器的检测，就是通过对限速器的几何参数以及运行参数的测量和处理，来判断限速器是否合格7-9。电梯限速器测试仪就是用来检测电梯限速器是否合格的检测工具。现在的电梯限速器测试仪有用于限速器的定期现场检验的便携式电梯限速器测试仪器，和用于限速器出厂检
14、验和型式实验的固定式检测设备。1.3 电梯限速器测试仪国内外研究现状目前电梯限速器的检测方式主要有两种：拆装送检和上门检验。由于限速器拆装送检费时费力，同时拆装和运输过程也易使限速器受损，影响其动作速度，因此，对于一些特殊场合，如医院、住宅小区等，一般需要检验者上门检测。随着高层建筑的增多，每年需要上门检测的电梯限速器数量剧增。目前国内用来检测电梯限速器的设备虽然较多，但多数仪器结构笨重，构造复杂，不便于携带，主要用于电梯限速器的出厂检验。现有的用于上门检验的便携式的限速器检测仪，检测部件安装困难，部件之间接插件多，检测时需要多人配合，每检测一次均需输入多个参数，操作繁琐，效率低，同时精度不高
15、，仪器的可靠性也差，越来越难满足限速器的实际检测需要。1.4 电梯限速器测试仪经济性分析目前国外用来检测电梯限速器的测试仪设备大多精密复杂，造价费用一般都昂贵，普通的一台进口电梯限速器测试仪大约需要3万美元。国内的电梯限速器测试仪稍微便宜一些。中科智能公司生产的XC-3型电梯限速器测试仪是一款便携式电梯限速器测试仪，目前已广泛应用于各级质量技术监督部门对限速器的检测，市场占有率达80%。但是它的市场价大约在1.5万元一台。本设计中拟设计的便携式电梯限速器测试仪大约在8千元一台。因此，在经济性分析来看，本产品将是一款造价低廉，使用方便的测试仪。1.5 本课题的研究目标针对上述问题，本文设计一种便于携带、体积小、重量轻、操作快捷、精度高的电梯限速器检测仪。主要研究目标如下：（1）要求所研制的检测仪部件少，连接电缆少，接插件少；（
