异形自动扶梯智能控制关键技术及应用
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2023-07-13 15:57:52
异形智能自动扶梯应用于商场、展馆、博物馆、艺术馆及室外交通出行等公共场所,由于现在建筑风格形式日趋多样化,传统的电梯形态无法满足现有的空间利用要求,传统自动扶梯已无法适应结构需求。另外在日常运营中,扶梯出现时滞性和外部干扰,导致的颤抖、乘客摔倒、预警延迟,故障处理滞缓、驱动链断裂导致逆转等危险行为。 针对以上情况,本项目从扶梯桁架形态、驱动控制、智能控制方面进行优化设计,自主研发了异形自动扶梯,满足结构需求的同时,提高了自动扶梯的安全可靠性和智能化程度。项目成果适用各种运载需求和环境,具有完全自主知识产权,已成功打入欧美市场,打破了国外技术壁垒,实现了替代进口,提升了项目产品市场国际竞争力。
创新点一:针对异形自动扶梯桁架结构无法满足现有空间利用和强度要求的问题,项目对桁架结构进行模块化三维建模,运用有限元仿真分析方法对异形扶梯桁架整体结构、关键部位及应力进行力学的计算分析和预测模拟,并对异形桁架结构强度的影响参数进行正交试验设计分析,优化设计了等强度的异形桁架结构,提高了扶梯工作稳定性和可靠性。 创新点二:针对异形扶梯负荷变化时存在时滞性和外部干扰等,异形扶梯的扭矩响应会出现延迟的问题,本项目通过对问题进行分析,研究了变负载电梯的驱动转矩时滞补偿控制方法,采用Smith 预估器增设干扰器,补偿系统的滞后环节,开发了异形扶梯双闭环负载转矩补偿的驱动控制系统,有效避免了颤动、抖动现象的发生,提高了乘客舒适感。创新点三:针对现有扶梯存在预警延迟,故障处理滞缓的问题,项目针对性的开发了多传感的信息处理系统,研发了基于多源数据双向回传的一体化管理和服务平台,通过图像识别采集扶梯运行过程中的实际人流量,系统将数据信息传至管理和服务平台,实现扶梯运行实时监控、隐患预警和故障快速处理的功能。
针对当前扶梯行业提出的乘客舒适感、安全可靠和智能化等要求,项目通过对异形扶梯的载重受力的有限元分析,异形扶梯稳速、防颤、智能识别,基于遗传算法学习的异形自动扶梯多传感信息智能控制系统,实现扶梯防误入、抗干扰、平稳启停以及基于多重保护的异形自动扶梯控制技术的研究与开发,满足扶梯的安全性、平稳性、给人的舒适感以及与环境相协调的需要,实现扶梯运行的网络化和智能化。
特别的是智能自动扶梯在使用、监控和维保过程中对于外界环境、设备本身以及乘客行为的变化进行智能感知、决策判断,并进行适应性调整;通过对乘客的流量监测,优化维保周期,实现按需维保;对自动扶梯关键性能指标进行持续监测,对发生劣化的部件发出更换预警,实现预测性维护;不局限于满足标准的最低要求,通过对自动扶梯实际使用中可能存在的风险进行分析,应用更多可靠的安全功能以确保自动扶梯的安全运行;实现自动扶梯网络化和智能化管理,开创行业之先河。
该成果的技术覆盖面广,可应用于商场、展馆、博物馆、艺术馆及室外交通出行等公共场所。与国内外现行技术相比,安全性、平稳性和智能性程度更高。市场竞争激烈的环境下。运用该项科研成果可提高产品的综合竞争力,大大提高了品牌价值,安全性好,应用前景广阔。
按照解决该项成果技术问题所作贡献大小排序,介绍内容包括不限于姓名、职称、领域地位、研发业绩、团队分工等何斌,高级工程师,贡献主要在创新点3,将物联网技术应用于扶梯控制系统,基于物联网技术研制了用于电梯控制模块,可采集扶梯运行方向、故障状态、待机和运行等信息。在控制终端本地智能策略执行的同时(故障提示等),依靠运营商网络实现平台通信。本人在科学技术研发工作中投入的工作量为15%。郑达,中级工程师,在创新点1中做出了一定贡献,对对异形扶梯桁架整体结构、关键部位建模及应力进行仿真分析,设计了异形桁架等强度结构方案。模拟运行过程中桁架的受力情况,并分析桁架力学性能参数,确定最优化桁架结构,提升扶梯整体强度,增加安全可靠性。本人在科学技术研发工作中投入的工作量为25%。张建伟,中级工程师,在创新点3中做出来实质性贡献,设计了自动扶梯的执行控制系统。当指令出现异常状态后,上位系统取消了该指令,任务分配模块需要重新为电梯生成新的任务。
2018年至2020年,项目产品累计实现新增销售收入51129.9万元,利润2261.74万元,税收1877.65万元。项目产品出口到德国、丹麦、瑞典、荷兰、沙特、东南亚等国家,实现出口创汇480.05万元。
项目实施,促进了上下游产业链的发展,为电梯使用单位提供有效的解决方案。
提高终端企业的市场竞争力,降低企业成本,提升了电梯生产和使用的安全性,大大改善了产品的品质。
社会效益
带动我省电梯产业集群发展,促进国内电梯企业形成一个具有很强基础的产业集群,对外形成产业技术门槛,建立一个高附加值的产业制高点。
促使企业及行业技术升级。提升了企业项目产品的技术水平,相关技术在国内外电梯行业中的成功应用,开发的基于遗传算法学习的异形自动扶梯多传感信息智能控制系统,通过图像识别采集扶梯运行过程中的实际人流量,并结合遗传算法的模糊控制器对现有信息进行分折并处理,实现扶梯运行实时监控、隐患预警和故障快速处理,提高了扶梯的运行安全,满足了大中型商场、超市等电梯需求,促使电梯产业自身的转型升级。
强化行业专业技术积累和人才培养,稳定一批核心人才。
一、技术合作模式
近年来西尼机电依托公司内部的省级研究院为平台,与国内外科研院所展开多层次、多形式科研合作,先后与浙江省特种设备科学研究院、杭州职业技术学院等国内外多家知名高校展开了科研合作关系,形成产学研合作伙伴关系,期间对等超高速智能乘客电梯关键技术的研究合作,从结构设计、部件强度、运行监控系统设计、电梯网络视频服务、运载状况挖掘分析等方面进行深度交流。
从签订协议至今,公司同各大院校在技术交流、人才培养、课题研究等方面已经成功开展多次合作。各大院校定期派技术人员到公司开展技术交流,不断提高并改进研究水平,解决了生产中的实际问题。
针对公司在研究开发中遇到的技术难题和攻关项目,各大院校积极推荐合适的新技术、新工艺、新产品。公司定期组织公司科研人员至各大院校进行技能培训,提高公司科研人员的技能水平。公司充分利用企业的设备优势和生产条件,为各大院校提供教学实验、实习基地,为各大院校的教学实践活动提供方便。公司还为各大院校提供了企业在生产经营活动中有关技术或管理方面需要解决的各种课题。
二、成果转化方向、目标的希望和要求
1.目标一致,优势互补。
为保证产学研项目合作成功和合作的可持续性和科技成果有效转化,合作伙伴之间有一致的共同研究开发目标,有共同的商业价值目标,有优势互补的合作模式。有利于合作各资源整合,利益分配均衡,也避免了因研究开发项目或商业价值不同而导致合作失败。秉着投入和收益一致的原则,合作方分别根据自身的优势资源友好协商各自在项目利润分配占比。
2. 政府在产学研合作利益分配中的协调作用
高校研究院和企业在产学研合作中的目标往往有很大的差距,因此邀请地方政府在其中起到监督管理和协调一致的作用,调动各方力量,达成目标一致,创造最佳合作效益。政府在以下几方面发挥了积极作用:1)建立专门的产学研合作管理机构,协调产学研合作各方利益。2)建立保护知识产权、规范合作的法规政策体系。3)以市场为手段,完善监督机制,加强执法力度。4)建立科技与金融想结合的体系,多途径筹措产学研合作的专项资金,提供各种优惠贷款渠道,推动科技企业运行和成果转化。