CN100341761C - 电梯用电子式安全系统 - Google Patents

Abstract

本发明一典型实施例是针对这样的电梯制动系统，它包括有用于探测电梯轿厢加速度并产生加速度信号的加速计。由过加速探测模块将此加速度信号与加速度阀值比较。若是此过加速探测模块探测出过加速状态，则第一开关装置便中断螺线管的电力供应以起动一制动组件。

Description

电梯用电子式安全系统

技术领域

本发明一般地涉及电梯用电子式安全系统，具体涉及到包括有用于检测电梯过加速与过速状态的加速计的电梯安全系统。

背景技术

当前的电梯设有许多制动装置，这些制动装置有的是用于电梯正常运行情况下，例如将电梯轿厢保持于在降落中的停止处；有的是用于紧急情况下，例如制止自由降落的电梯轿厢的运动。

提供有这样一种制动装置，用来减慢超过预定速率行驶的过速电梯轿厢。这类制动装置通常采用调速装置来触发安全装置操作。在这种电梯系统中，设有环绕到卷扬通道顶部处的调速器滑轮和卷扬通道底部处的张紧轮上的调速器缆。此调速器缆也接附到电梯轿厢上。当调速器缆超过电梯轿厢的预定速率时，此调速器便猛然抓住此调速器缆，牵引着与此轿厢连接的两根杆。这两个杆则牵引两个楔形的安全装置紧压到载运电梯轿厢的导轨上，由此来制动和放慢电梯轿厢。

应用普通的离心调速器来触发安全装置存在着缺点。调速器缆是经常运动的，这种运动的幅度有时会大到足以使调速器缆脱离开它的滑轮而触发安全系统。此外，调速器触发安全装置的响应时间取决于调速器旋转质量的恒定时间、滑轮与张紧轮以及调速器缆长度。这样将会延迟安全装置的起动和增加安全装置必需吸收的电梯轿厢的功能。最后，这种传统的调速器触发的安全装置需用为数众多的要求进行大量保养工作来保证正常运行的机械部件。

发明内容

根据本发明的一种电梯轿厢用的电梯制动系统，其特征在于，所述系统包括提供一输出信号给安装在此轿厢上的制动组件的控制器，此控制器包括：加速计，它安装在该电梯轿厢上，用来直接探测电梯轿厢的加速度和产生一加速度信号；过加速探测模块，它将此加速度信号与加速度阀值比较和产生一过加速信号；第一开关装置，它可响应上述过加速信号而中断上述输出信号；积分模块，它用于接收所述加速度信号而产生一速度信号；过速探测模块，它用于将此速度信号与速度阀值比较和产生一过速度信号；第二开关装置，用于响应所述过速信号来中断该输出信号。

本发明典型实施例是针对用于电梯制动系统的控制器的。此控制器包括用于探测电车轿厢加速度同时产生加速度信号的加速计。过加速探测模块将此加速度信号与加速度阀值比较。如果此过加速探测模块探测出过加速状态，第一开关装置便中断给螺线管供电以便起动制动组件。

上述制动组件包括可定位于第一位置和第二位置的制动系联杆机构。由弹簧使此制动系联杆机构偏移向此第二位置。螺线管对此制动系联杆机构的一部分施加磁力，反抗此弹簧而将制动系联杆机构保持于该第一位置。要是由控制器或通过停电中断螺线管的电力供应，此螺旋管便松释制动系联杆机构来制动电梯。

本发明的电梯制动系统优于传统的系统。应用电子控制器来探测过加速与快速状态得以更快速地利用此制动系联杆组件，这样就能减少为此制动组件吸收的功能量。此制动组系统包含有故障自动防护设计，因而当此系统不论因何原因断电时，都能起动制动组件停止电梯轿厢下降。

附图说明

现在参看附图，其中相同的部件标号相同。

图1是包括有电子式安全制动系统的电梯轿厢的透视图；

图2是控制器一部分的电路框图。

图3是控制器另一部分的电路框图。

图4是制动组件于非工作状态下的侧视图。

图5是此制动组件于激活状态下的侧视图。

图6是当电梯缆绳在下行中断裂时加速度相对于时间以及速度相对于时间的曲线图。

图7是当电梯缆绳在上行中断裂时加速度相对于时间以及速度相对于时间的曲线图。

具体实施方式

图1是包括有本发明的电子式制动系统的电梯轿厢10的透视图。轿厢10按本项技术中周知的方式沿轨道12行驶，安装于轿厢10上的控制器14探测过加速与过速状态而起动制动组件16。图2是控制器14一部分的电路框图，此控制器14产生一功率形式的输出信号给图2与4所示的螺线管20。螺线管20如下面参考图4与5所述是在制动组件16之中。螺线管20通过三个安全继电器24、26与28由不中断电源22供电。安全继电器24、26与28通常是敞开式的，使得在电源故障时，此安全继电器24、26与28将断开而中断给螺线管20供电，而起动制动组件16。要是任何一个安全继电器24、26或28被起动(例如断开)，到螺线管20的电流通路将断路。正如下面参考图4与5所说明的，断开电源与螺线管20的联系便会起制动组件16。现来讨论用来起动安全继电器24、26与28的条件。

由加速计50提供测出的加速度信号

(图3)，并将其提供给过加速度探测模块30。此测出的加速度信号根据的是

式中

电梯轿厢的加速度而

则是所有加速计误差(例如分辨率误差、灵敏度误差与线性误差)的总和。此测出的加速度信号提供给过加速探测模块30，在此将测出的加速度的绝对值与加速度阀值比较。若此测出的加速度的绝对值超过加速度阀值，过加速探测模块30便产生过加速信号，使安全继电器24打开，中断给螺线管20供电而起动制动组件16。

此测出的加速度信号

提供给积分模块32，于此导出如下所示的计算速度信号：

将式1代入式(2)得

式中

表示加速度误差信号。

积分模块32经设计成通过采用例如具有恒定时间的运算放大器积分器，使得

积分模块32将计算出的轿厢速度提供给过速探测模块34。过速探测模块34将此计算出的轿厢速度与速度阀值比较。要是计算出的轿厢速度超过速度阀值，过速探测模块34便产生一过速信号，使安全继电器26打开而中断给螺线管20供电。起动制动组件16。此过加速探测模块30与过速探测模块34经设计成在有乘客跳入轿厢内时不会起动制动组件。

图3是控制器14另一部分的示意图。加速计50如上所述产生被测加速度信号

加速计50可以是市售的加速计，例如Euro Sensor 3021型，Sagem ASMI C30-HI或Analog Devices ADXL50。为了确保此系统的运行，图3的电路包括用于经常测定加速计50产生的信号是否准确的电路系统。为了经常地测试此加速计，内正弦信号发生器52产生的以r′表示的正弦信号由放大器54放大，提供给压电激励器56。加速计50因压电激励器56的振动而振动。这样，加速计50的输出则是被测加速度

与压电振动产生的加速度信号r′的组合结果。加速计50的输出与放大器54的输出则提供给同步探测器58。同步探测器将加速计的

与由压电振动产生的加速度信号r′分离。默认模块60探测正弦信号r′在加速计输出中的存在性，要是在加速计输出信号中不存在此正弦信号，则电路的某些部分(例如加速计50)就未能正常地工作，而将起动信号发送给图2中的安全继电器28。起动安全继电器28中断对螺线管20的电力供应而起动制动组件16，此测出的加速度信号

提供给过加速探测模块30与积分模块32，如上面参考图2所述。

图4是制动组件16的侧视图。制动组件16包括致动器71与闸瓦70。闸瓦70类似于美国专利4538706中所述的安全闸，此专利中的内容已综合于此供参考。致动器71包括螺线管20(如图2所示)，此螺旋管在通电时便将磁力F加到旋转的L形触发器72上。触发器72包括上述螺线管磁力加于其上的第一臂73和基本上垂直此第一臂73的第二臂75。来自螺线管20的力按反时针走向转动触发器72并迫使触发器72压合到制动爪74上。制动爪74可旋转地安装到销76上同时具有与触发器72上一唇件80接触的第一端78和与杆86上一唇件84结合的第二端82。杆86由压缩在安装板90和杆86上的肩92之间的弹簧88偏动向上。杆86的远端可旋转地连接一分离杆94。分离杆94的一端位于传统的闸瓦70之中且包括一压辊96。分离杆94的另一端可旋转地连接到销100之上。此触发器72、制动爪74、杆86与分离杆94构成了用于使压辊96运动的制动系联杆机构。应知也可采用其他机械互联方式来形成此制动系联杆机构，本发明并不限于图4中的典型实施形式的。

可以用棒17(示明于图1中)连接到此制动系联杆机构(例如分离杆94)之上，以在螺线管20断电时移动另一闸瓦70中的另一压辊。因此，对于两个闸瓦70只需一个致动器。开关98位于杆86之上，它可切断给电梯升降机供电。在图4所示状态下，此升降机是通电的。螺线管20也正接受电力，因此通过触发器72、制动爪74与杆86将弹簧88保持于受压缩状态下。

图5示明在探测到过速状态、过加速状态或控制器故障时所述制动组件的状况，如上所述，任何这种状态都会起动螺线管24、26或28之一而中断给螺线管20供电。这就允许触发器72自由转动而松释开制动爪74。当制动爪74脱开触发器72后，杆86就为压缩弹簧88驱动向上。分离杆94便反时针走向转动，迫使压辊96向上进入闸瓦76，使压辊96楔入轨道12而使电梯轿厢10停动。于此同时，杆86的端部便接触开关98，中断电梯升降机的电力供应。在导致制动组件起动的故障排除后，技术人员可通过压缩弹簧88和使制动组件16恢复到图4所示状态而由手动来重新设定制动组件16。

如上所述，本发明在探测过加速事件或过速事件或控制器电路系统故障时，即起动制动组件。下面参看图6与7来描述电梯缆绳断裂时(即过加速事件)时制动系统的工作。

图6示明电梯轿厢下行时，电梯轿厢的加速度与速度相对于时间的曲线图。此电梯轿厢是以恒速V_名义下行，加速度为0。于时间t1，电梯轿厢缆绳断裂，使加速度顿变为-1G。这就使得此轿厢加速度的绝对值超过V_名义，于是过加速模块30发送一信号给安全继电器24，中断给螺线管20供电。如上所述，这就会起动制动组件16防止电梯轿厢16进一步下降。轿厢在制动系统起动后沿下行方向的速度近似V_名义。由于电梯轿厢是下行，闸瓦70几乎是瞬时咬合轨道12。

图6还表明了由先有技术系统所执行的制动系统起动。如轿厢速度V_轿厢相对于时间的曲线图所表明，传统的紧急制动系统除非到车速超过名义速度115％的阀值之前是探测不出缆绳断裂的。正如图6所示，传统的系统除非到时刻t2，在此之前是不会探测出缆绳断裂和起动紧急制动系统的。这样，本发明则是能较早地或是超前地来起动紧急制动系统。较早地起动紧急制动系统就能减少为使电梯轿厢停动而需吸收的动能量。

图7是电梯轿厢的加速度与速度在轿厢上行时相对于时间的曲线图。电梯轿厢以恒速V_名义上行，加速度为0。于时刻t1，电梯轿厢缆绳断裂，导致加速度顿变为-1G。这就导致轿厢加速度的绝对值超过V_名义，于是过加速探测模块30便发送一信号给安全继电器24，中断给螺线管20供电。如上所述，这就会起动制动组件16防止电梯轿厢10下降。当此轿厢正上行时，制动组件的起动并不立即停止轿厢运动。闸瓦70如本项技术中习知的设计成约束下行方向中的运动。这样，轿厢将因惯性继续上行直至其速度为零或稍负(下行)。在此时刻，闸瓦70咬合轨道12防止轿厢下落。这样，在闸瓦70咬合轨道12时就能让轿厢以近似于零的速度下降。

图7的速度V_轿厢相对时间的曲线图表明，在本发明中，轿厢于时刻t2以接近于零的速度停动。图7还示明了由先有技术系统所执行的制动系统的起动。如轿厢速度V_轿厢相对于时间的曲线图表明，传统的紧急制动系统除非到此轿厢速度超过名义速度的115％的阀值时是探测不出缆绳断裂的。正如图7所示，传统的系统在直到时刻t2之前是不会探测出缆绳断裂和起动紧急制动系统的。这样，本发明则是能较早地或是超前地来起动紧急制动系统。较早地起动紧急制动系统就能减少乘客在电梯轿厢中经受到的减速影响。

与传统的制动系统相比，本发明的制动系统提供了能较早起动的紧急制动系统。这就减少了乘客在紧急制动情形下必须经受的减速效应。本发明提供了可靠和易组装的电梯安全系统。过加速与过速参数可用电子方法调节，使此系统能适用于各种电梯轿厢。

以上图示和说明了最佳实施例，但在不背离本发明的精神与范围的前提下是可以对此作出种种修改与变换的。因此应认识到本发明是以解释的方式而非出于限制目的作了描述的。

Claims (12)

1.一种电梯轿厢(10)用的电梯制动系统，其特征在于，所述系统包括提供一输出信号给安装在此轿厢上的制动组件(16)的控制器(14)，此控制器包括：

加速计(50)，它安装在该电梯轿厢上，用来直接探测电梯轿厢的加速度和产生一加速度信号；

过加速探测模块(30)，它将此加速度信号与加速度阀值比较和产生一过加速信号；

第一开关装置(24)，它可响应上述过加速信号而中断上述输出信号；

积分模块(32)，它用于接收所述加速度信号而产生一速度信号；

过速探测模块(34)，它用于将此速度信号与速度阀值比较和产生一过速度信号；

第二开关装置(26)，用于响应所述过速信号来中断该输出信号。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

信号发生器(52)，它产生一正弦信号；

压电激励器(56)，它接收所述正弦信号，将振动传递给上述加速计；

默认模块(60)，它接收来自加速计的输出信号，同时响应上述正弦信号的存在而产生默认信号；

第三开关装置(28)，它响应上述默认信号而中断所述输出信号。

3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括放大器(54)，它接收和放大上述正弦信号并将此放大的正弦信号提供给上述压电激励器。

4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述默认模块包括同步探测器(58)，它使所述正弦信号与该加速度信号分离。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述输出信号是功率信号。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述制动组件包括：

制动系联杆机构(72，74，86，94)，它可定位于第一位置和第二位置；

弹簧(85)，它使此制动系联杆机构偏移到上述第二位置；

螺线管(20)，它对此制动系联杆机构的一部分施加磁力以反抗所述弹簧，而将此制动系联杆机构保持于上述第一位置。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括升降机开关(98)，用于中断给电梯升降机供电。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述升降机开关(98)在中断给该螺线管(20)供电时为上述制动系联杆机构接触。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述制动系联杆机构包括：

杆(86)，它与所述弹簧接触；

触发器(72)，前述螺线管将磁力加到此触发器上；

可旋转的制动爪(74)，它具有与所述触发器接合的第一端(78)，和与上述杆结合的第二端以用于防止当上述磁力加到所述触发器时上述杆发生运动。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述触发器(72)是L形的，具有第一臂(73)和垂直于此第一臂的第二臂(75)；上述螺线管将力加到此第一臂上；

上述第二臂包括与所述制动爪(74)接触的唇件(80)。

11.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

具有第二制动系联杆机构的第二制动组件(16)；

将前述制动系联杆机构与此第二制动系联杆机构连接的棒(17)。

12.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述制动系联杆机构驱动闸瓦(70)。

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