CN101679000A - 电梯的安全装置及绳索打滑检测方法 - Google Patents

Abstract

一种电梯的安全装置，打滑检测单元检测驱动绳轮与主绳索之间的打滑。在轿厢上安装有紧急停止装置，其通过致动器以电气方式动作，在轿厢的行进方向是向上和向下时都能够使轿厢紧急停止。在由打滑检测单元检测到驱动绳轮与主绳索之间的打滑时，紧急停止控制装置切断对曳引机电动机的电力供给，并使紧急停止装置制动动作。

Description

电梯的安全装置及绳索打滑检测方法

技术领域

本发明涉及检测驱动绳轮与主绳索之间的打滑并使轿厢停止的电梯的安全装置、以及适用于该安全装置的电梯的绳索打滑检测方法。

背景技术

在以往的电梯紧急停止装置中，将来自主绳索用速度检测装置的输出和来自驱动绳轮用速度检测装置的输出进行比较，在两者产生差异时，判定为产生了绳索打滑，并向调速器绳索停止装置输入使其把持调速器绳索的指令。当调速器绳索被调速器绳索停止装置把持时，紧急停止动作，轿厢被紧急停止(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2004-149231号公报

近年来，对使轿厢在紧急情况时迅速停止的要求日益强烈，如在开门行进时防止乘客在层站和轿厢的开口部被夹住的对策、在同一井道内具有多个轿厢的电梯的紧急停止等。但是，在上述以往的电梯的紧急停止装置中，在检测到绳索打滑后，把持调速器绳索，通过轿厢的下降使紧急停止动作，所以直到轿厢被紧急停止需要花费时间。并且，根据轿厢与对重的重量平衡，轿厢有时会被向上牵引，该情况时以往的紧急停止装置将无法应对，轿厢在产生绳索打滑的状态下停止，轿厢紧急停止依旧花费时间。

发明内容

本发明就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种电梯的安全装置、以及适用于该安全装置的电梯的绳索打滑检测方法，与轿厢和对重的重量平衡状态无关地，在检测到绳索打滑时能够使轿厢马上停止。

本发明的电梯的安全装置具有：打滑检测单元，其检测驱动绳轮与主绳索之间的打滑；紧急停止装置，其安装于轿厢，并通过致动器以电气方式动作，在轿厢的行进方向是向上和向下时都能够使轿厢紧急停止；以及紧急停止控制装置，在由打滑检测单元检测到驱动绳轮与主绳索之间的打滑时，该紧急停止控制装置切断对曳引机电动机的电力供给，并使紧急停止装置制动动作。

另外，本发明的电梯的绳索打滑检测方法，在从对轿厢的运行进行控制的运行控制装置发出制动器动作指令时，对来自驱动绳轮旋转检测器的输出转换为加速度而得到的加速度信号进行监视，通过检测出加速度信号的值超过预定的减速度，来检测驱动绳轮与主绳索之间产生打滑，其中，所述驱动绳轮旋转检测器产生与驱动绳轮的旋转对应的信号。

另外，本发明的电梯的绳索打滑检测方法，在轿厢通常行进时监视曳引机电动机的电动机转矩的降低率，通过检测出降低率大于预定值，来检测驱动绳轮与主绳索之间产生打滑。

另外，本发明的电梯的绳索打滑检测方法，通过监视来自温度计测仪的信号，来判断驱动绳轮与主绳索之间有无打滑，其中，所述温度计测仪产生与驱动绳轮和主绳索的接触面的温度对应的信号。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的电梯装置的结构图。

图2是表示图1中的紧急停止装置的结构图。

图3是沿图2中的III-III线的剖视图。

图4是表示对图1的打滑检测电路设定的位移偏差的上限曲线和下限曲线的一例的曲线图。

图5是表示本发明的实施方式2的电梯装置的结构图。

图6是表示本发明的实施方式3的电梯装置的结构图。

图7是表示本发明的实施方式4的电梯装置的结构图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的优选实施方式。

实施方式1

图1是表示本发明的实施方式1的电梯装置的结构图。在图中，轿厢1和对重2通过作为悬挂单元的主绳索3被吊挂在井道内，并依靠曳引机4的驱动力在井道内升降。在井道内设有：引导轿厢1的升降的一对轿厢导轨9(图2)；和引导对重2的升降的一对对重导轨(未图示)。

曳引机4具有卷挂了主绳索3的驱动绳轮5、使驱动绳轮5旋转的曳引机电动机6、和对驱动绳轮5的旋转进行制动的曳引机制动器7。在轿厢1上安装有紧急停止装置(上下方向紧急停止装置)8，其把持轿厢导轨9，使轿厢1紧急停止。紧急停止装置8通过致动器以电方式动作，在轿厢1的行进方向是向上和向下时都能够使轿厢1紧急停止。在驱动绳轮5的附近设有反绳轮10，其卷挂了主绳索3，并通过主绳索3的移动而旋转。

曳引机电动机6设有驱动绳轮旋转检测器11，该检测器产生与曳引机电动机6的旋转轴的旋转、即驱动绳轮5的旋转对应的信号。驱动绳轮旋转检测器11例如可以使用编码器、解析器或速度检测装置等。

运行控制装置12根据呼梯使轿厢1行进/停止，根据把来自驱动绳轮旋转检测器11的输出转换为速度的信号，向功率转换装置13和制动器控制装置14提供指令信号。

功率转换装置13例如是逆变器，按照来自运行控制装置12的指令向曳引机电动机6提供电力，由此使轿厢1动作。

运行控制装置12在紧急程度较高的紧急制动时，使功率转换装置13与曳引机电动机6之间的继电器15断开，切断对曳引机电动机6的电力供给，中断电动机转矩的产生，同时向制动器控制装置14输出紧急停止的信号。

制动器控制装置14按照来自运行控制装置12的指令，控制曳引机制动器7。即，在通常行进时，在从运行控制装置12接收到起动信号后，使曳引机制动器7释放，当轿厢1停止于停止楼层时，从运行控制装置12接收停止信号，使曳引机制动器7制动动作，以保持轿厢1的静止状态。并且，在紧急停止时，与轿厢1的位置无关地，使曳引机制动器7制动动作。

在井道的上部设有调速器绳轮20。在调速器绳轮20上卷挂着调速器绳索21。调速器绳索21的两端部与使紧急停止装置8动作的紧急停止动作机构(未图示)连接。并且，在调速器绳索21的下端部吊挂着用于向调速器绳索21提供张力的张紧轮22。

在轿厢1升降时，调速器绳索21循环移动，调速器绳轮20旋转。因此，调速器绳轮20以与轿厢1的速度对应的速度进行旋转。调速器绳轮20设有飞块(flyweight)(未图示)，其依靠由调速器绳轮20的旋转而形成的离心力向外侧转动。在轿厢1的速度达到预先设定的速度以上时，以飞块的运动为触发，调速器绳索21被固定。在调速器绳索21被固定的状态下轿厢1下降时，紧急停止动作机构以机械方式被操作，紧急停止装置8动作。

调速器绳轮20设有轿厢动作检测器23，该检测器产生与调速器绳轮20的旋转对应的信号、即与轿厢1的移动对应的信号。轿厢动作检测器23例如可以使用编码器、解析器或速度检测装置等。

打滑检测电路30将把来自驱动绳轮旋转检测器11的输出和来自轿厢动作检测器23的输出分别转换为速度的信号进行比较，在两者的偏差为预定值以上时，判定为在主绳索3与驱动绳轮5之间产生打滑(绳索打滑)。实施方式1的打滑检测单元具有驱动绳轮旋转检测器11、轿厢动作检测器23和打滑检测电路30。

并且，在打滑检测电路30判定为产生绳索打滑时，与运行控制装置12无关地，使继电器15断开，切断对曳引机电动机6的电力供给，同时向紧急停止控制装置31输出紧急停止动作指令。紧急停止装置8在受到调速器绳索21的约束时和受到紧急停止控制装置31的控制时，都能够进行制动动作。

运行控制装置12、制动器控制装置14、打滑检测电路30和紧急停止控制装置31的功能，能够通过至少一个具有运算处理部(CPU等)、存储部(ROM、RAM和硬盘等)和信号输入输出部的计算机的运算处理来实现。

图2是表示图1中的紧急停止装置8的结构图，图3是沿图2中的III-III线的剖视图。在轿厢1上安装有安装框47。在安装框47上安装有上部导杆48a和下部导杆48b。上部和下部导杆48a、48b在上下方向上彼此隔开间隔且互相平行地水平配置。

在安装框47的内侧设有壳体42。在壳体42的上下部设有滑动引导器42a～42d。上部导杆48a贯穿滑动引导器42a、42c。下部导杆48b贯穿滑动引导器42b、42d。由此，壳体42能够沿着导杆48a、48b相对安装框47左右滑动。

在壳体42的与轿厢导轨9相对的一侧，安装有与轿厢导轨9确保预定间隙的可动轨道挡块41。可动轨道挡块41以能够自由旋转的方式安装在主轴43上，主轴43安装于壳体42。

在可动轨道挡块41的相对旋转中心Cn在轿厢导轨9侧的外周部上，设有以从旋转中心Cn向上偏置的位置Pup为中心的上部圆筒面41a、以向下偏置的位置Pdn为中心的下部圆筒面41b、和连接这些圆筒面41a、41b之间的轨道接触部41c。并且，设有与上部圆筒面41a的上端相邻的上部制动靴44a。另外，设有与下部圆筒面41b的下端相邻的下部制动靴44b。

另外，上部圆筒面41a的中心Pup位于以中心Cn为中心的X-Y坐标系中第2象限的靠近Y轴的位置，下部圆筒面41b的中心Pdn位于第3象限的靠近Y轴的位置。

在壳体42的与轿厢导轨9相对的另一侧，安装有与轿厢导轨9确保预定间隙的固定轨道挡块45。可动轨道挡块41和固定轨道挡块45隔着轿厢导轨9相互面对。在固定轨道挡块45的轿厢导轨9的相反侧设有按压部件46。按压部件46具有例如多个碟型弹簧，并相对壳体42固定。

在滑动引导器42a、42b与安装框47的左端部之间设有多个弹性部件49a、49b。弹性部件49a、49b例如可以使用围绕导杆48a、48b的卷簧。

在安装框47的壳体42的相反侧设有弹性部件49a、49b的保持/释放机构50(图3)。保持/释放机构50的结构如下所述。即，在安装框47上固定着固定铁心52。线圈51被装配于固定铁心52。在固定铁心52的一端部配置有可动铁心53。利用固定铁心52、线圈51和可动铁心53构成作为致动器的电磁铁54。

在可动铁心53的中央固定有推杆55。推杆55贯穿固定铁心52的中心。在推杆55上旋合着多个调节螺母58。通过调整调节螺母58的位置，能够将可动铁心53与固定铁心52之间的间隙大小设定为预定的值。

并且，在固定铁心52上连接着能够通过旋转支撑销56摇动的保持杆57。在壳体42的轿厢导轨9的相反侧旋合着间隙分配用调节螺栓59。保持杆57的前端部与间隙分配用调节螺栓59抵接。

在通常时，利用紧急停止控制装置31保持电磁铁54被励磁、可动铁心53被固定铁心52吸附的状态。因此，推杆55被保持成为不沿轴向移动，以限制保持杆57向图3中的顺时针方向摇动。

并且，通过弹性部件49a、49b，壳体42被施以使可动轨道挡块41接近轿厢导轨9的一侧的力，由于安装在壳体42上的间隙分配用调节螺栓59与保持杆57抵接，所以壳体42向使可动轨道挡块41接近轿厢导轨9的方向的位移被限制。

此时，将电磁铁54的保持力设定成为，使利用推杆55阻止保持杆57摇动的力大于弹性部件49a、49b对壳体42的施力。

在紧急停止动作指令输入紧急停止控制装置31时，利用紧急停止控制装置31切断向电磁铁54的线圈51的通电，电磁铁54的保持力消失。由此，可动铁心53和推杆55的位移限制被解除，依靠弹性部件49a、49b的按压力，壳体42向图2中的右方向位移，同时保持杆57向图3中的顺时针方向摇动。

当由于壳体42的位移，可动轨道挡块41的轨道接触部41c与轿厢导轨9抵接时，可动轨道挡块41向与轿厢1的行进方向(上升或下降)对应的方向旋转。例如，在轿厢1下降时，可动轨道挡块41向图2中的逆时针方向旋转。

在可动轨道挡块41向逆时针方向旋转时，下部圆筒面41b的中心Pdn靠近轿厢导轨9侧，所以可动轨道挡块41自身与轿厢导轨9接触，同时与壳体42一起向图2中的左侧位移。并且，在可动轨道挡块41继续旋转时，固定轨道挡块45开始与轿厢导轨9接触，按压部件46被压缩。

然后，在可动轨道挡块41继续旋转时，下部制动靴44b与轿厢导轨9接触，并形成面接触的状态。此时，利用按压部件46的预定的按压力，将轿厢导轨9把持在下部制动靴44b和固定轨道挡块45之间。因此，轿厢1以所期望的制动力减速而停止。

在轿厢1上升时，与轿厢导轨9接触后的可动轨道挡块41的旋转方向变为图2中的顺时针方向，之后的动作与下降时基本相同。

在这种电梯的安全装置中，在产生绳索打滑时，能够与运行控制装置12无关地，利用紧急停止控制装置31切断对电磁铁54的线圈51的通电，紧急停止装置8进行制动动作，所以与抓住调速器绳索21进行制动的情况相比，能够利用电信号尽早开始制动动作，动作时间能够改善为与曳引机制动器7相比毫不逊色的程度。并且，无论轿厢1的行进方向是上升还是下降，都能够利用一个机构进行制动。即，与轿厢1和对重2的重量平衡状态无关地，在检测到绳索打滑时，能够使轿厢1马上停止。另外，紧急停止装置8与以往的紧急停止装置相同，能够设置于轿厢1，不需要新的设置空间。

另外，打滑检测电路30将把来自驱动绳轮旋转检测器11的输出和来自轿厢动作检测器23的输出分别转换为位移的信号进行比较，在两者的偏差为预定值以上时，判定为在主绳索3和驱动绳轮5之间产生了打滑。

并且，打滑检测电路30如图4所示，预先设定根据轿厢1的移动距离而变化的位移偏差的上限曲线S1和下限曲线S2，将把来自驱动绳轮旋转检测器11的输出和来自轿厢动作检测器23的输出分别转换为位移的信号的偏差，与上限曲线S1和下限曲线S2进行比较，在位移的偏差超过上限曲线时和低于下限曲线时，判定为在主绳索3和驱动绳轮5之间产生了打滑。

实施方式2

下面，图5是表示本发明的实施方式2的电梯装置的结构图。在实施方式1中，调速器绳轮20设有轿厢动作检测器23，但在实施方式2中，反绳轮10设有轿厢动作检测器24。轿厢动作检测器24产生与反绳轮10的旋转对应的信号、即与轿厢1的移动对应的信号。轿厢动作检测器24例如可以使用编码器、解析器或速度检测装置等。实施方式2的打滑检测单元具有驱动绳轮旋转检测器11、轿厢动作检测器24和打滑检测电路30。

通常，反绳轮10的一侧的主绳索3的张力和反绳轮10的另一侧的主绳索3的张力几乎没有差异，所以在反绳轮10和主绳索3之间不会产生打滑。因此，通过在反绳轮10设置轿厢动作检测器24，并将来自驱动绳轮旋转检测器11的信号和来自轿厢动作检测器24的信号进行比较，能够检测驱动绳轮5与主绳索3之间的打滑。并且，与实施方式1相比，检测信号不易受到因轿厢1的振动而造成的影响，所以能够更准确地掌握主绳索3的运动。

另外，在实施方式2中，把轿厢动作检测器24设置在反绳轮10上，但只要是除了卷挂主绳索3的驱动绳轮5之外的滑轮即可，也可以设置在反绳轮10之外的滑轮上。例如，在绕绳方式为2∶1的电梯中，也可以设置在轿厢吊窗滑轮或轿厢返绳轮等上。

实施方式3

下面，图6是表示本发明的实施方式3的电梯装置的结构图。在该示例中，在曳引机电动机6的电力供给线缆上设有电流传感器25。电流传感器25产生与曳引机电动机6的转矩对应的信号。打滑检测电路30根据继电器15的断开信号即制动器动作指令、来自电流传感器25的信号、和来自驱动绳轮旋转检测器11的信号，来判定驱动绳轮5与主绳索3之间的打滑。

具体地讲，在输出了继电器15的断开信号(制动器动作指令)时，考察驱动绳轮5的运动、即来自驱动绳轮旋转检测器11的输出。在没有产生打滑时，曳引机制动器7对曳引机4、轿厢1、对重2和主绳索3的惯性施加制动，但当在制动动作中在驱动绳轮5与主绳索3之间产生打滑时，轿厢1、对重2和主绳索3的惯性急剧减少，所以驱动绳轮5的旋转速度急剧下降。

因此，在把驱动绳轮旋转检测器11的输出转换为加速度而得到的加速度信号的值超过预定的减速度时(驱动绳轮5的减速度为预定值以上时)，打滑检测电路30判定为产生了打滑，并向紧急停止控制装置31输出紧急停止动作指令。

另外，在没有输出继电器15的断开信号的轿厢1的通常行进过程中，考察电动机转矩、即电流传感器25的输出。在没有产生打滑时，曳引机电动机6对曳引机4、轿厢1、对重2和主绳索3的惯性进行驱动，但在通常行进时，在驱动绳轮5与主绳索3之间产生打滑时，轿厢1、对重2和主绳索3的惯性急剧减少，所以电动机转矩急剧下降。

因此，在电动机转矩的降低率、即来自电流传感器25的输出的降低率大于预定值时，打滑检测电路30判定为产生了打滑，并与运行控制装置12无关地将继电器15断开，切断对曳引机电动机6的电力供给，同时向紧急停止控制装置31输出紧急停止动作指令。实施方式3的打滑检测单元具有驱动绳轮旋转检测器11、电流传感器25和打滑检测电路30。

根据这种电梯的安全装置，在检测到绳索打滑时，能够与轿厢1和对重2的重量平衡状态无关地使轿厢1马上停止。并且，对于至少在通常行进时(驱动时)产生的打滑，利用电流传感器25即可应对，所以与使用编码器和解析器相比更便宜。

实施方式4

下面，图7是表示本发明的实施方式4的电梯装置的结构图。在图中，来自温度计测仪26的信号输入打滑检测电路30。温度计测仪26产生与驱动绳轮5与主绳索3的接触面的温度对应的信号。温度计测仪26可以使用例如埋设在驱动绳轮5的槽表面附近的热电偶，或者以非接触方式计测主绳索3的表面和驱动绳轮5的槽面的温度的红外线温度计等。

在由温度计测仪26计测的温度或其变化率(上升率)超过预定值时，打滑检测电路30判定为在驱动绳轮5与主绳索3之间产生打滑，并与运行控制装置12无关地将继电器15断开，切断对曳引机电动机6的电力供给，同时向紧急停止控制装置31输出紧急停止动作指令。实施方式4的打滑检测单元具有温度计测仪26和打滑检测电路30。

在这种电梯的安全装置中，只利用一个传感器即温度计测仪26，即可检测驱动绳轮5与主绳索3之间的打滑，能够削减部件数量。

另外，主绳索3的数量、材料和截面结构等没有特殊限定，例如可以是截面为圆形的绳索，也可以是带状的绳索。并且，还可以使用外周被树脂被覆的树脂被覆绳索。

另外，打滑检测电路30也可以利用处理模拟信号的电路构成。

另外，打滑检测电路30可以与制动器控制装置14构成为一体，也可以构成为相对运行控制装置12独立的装置，但优选后者。

另外，关于紧急停止装置8的具体结构，只要在轿厢1向上和向下行进时都能够紧急停止即可，不限于图2和图3所示的结构。

Claims (8)

1.一种电梯的安全装置，其具有：

打滑检测单元，其检测驱动绳轮与主绳索之间的打滑；

紧急停止装置，其安装于轿厢，并通过致动器以电气方式动作，在所述轿厢的行进方向是向上和向下时都能够使所述轿厢紧急停止；以及

紧急停止控制装置，在由所述打滑检测单元检测到所述驱动绳轮与所述主绳索之间的打滑时，该紧急停止控制装置切断对曳引机电动机的电力供给，并使所述紧急停止装置制动动作。

2.根据权利要求1所述的电梯的安全装置，所述打滑检测单元具有：驱动绳轮旋转检测器，其产生与所述驱动绳轮的旋转对应的信号；轿厢动作检测器，其产生与所述轿厢的移动对应的信号；以及打滑检测电路，其将来自所述驱动绳轮旋转检测器的输出和来自所述轿厢动作检测器的输出进行比较，判断所述驱动绳轮与所述主绳索之间有无打滑。

3.根据权利要求1所述的电梯的安全装置，所述打滑检测单元具有：驱动绳轮旋转检测器，其产生与所述驱动绳轮的旋转对应的信号；以及打滑检测电路，其根据来自所述驱动绳轮旋转检测器的信号，判断所述驱动绳轮与所述主绳索之间有无打滑，

在从对所述轿厢的运行进行控制的运行控制装置发出制动器动作指令时，当所述驱动绳轮旋转检测器的输出转换为加速度而得到的信号超过预定的减速度时，所述打滑检测电路判断为在所述驱动绳轮与所述主绳索之间产生了打滑。

4.根据权利要求1所述的电梯的安全装置，所述打滑检测单元具有打滑检测电路，在所述轿厢的通常行进时，当所述曳引机电动机的电动机转矩的降低率大于预定值时，所述打滑检测电路判断为在所述驱动绳轮与所述主绳索之间产生了打滑。

5.根据权利要求1所述的电梯的安全装置，所述打滑检测单元具有：温度计测仪，其产生与所述驱动绳轮和所述主绳索的接触面的温度对应的信号；以及打滑检测电路，其根据来自所述温度计测仪的信号，判断所述驱动绳轮与所述主绳索之间有无打滑。

6.一种电梯的绳索打滑检测方法，在从对轿厢的运行进行控制的运行控制装置发出制动器动作指令时，对来自驱动绳轮旋转检测器的输出转换为加速度而得到的加速度信号进行监视，通过检测出所述加速度信号的值超过预定的减速度，来检测所述驱动绳轮与主绳索之间产生打滑，其中，所述驱动绳轮旋转检测器产生与驱动绳轮的旋转对应的信号。

7.一种电梯的绳索打滑检测方法，在轿厢通常行进时监视曳引机电动机的电动机转矩的降低率，通过检测出所述降低率大于预定值，来检测驱动绳轮与主绳索之间产生打滑。

8.一种电梯的绳索打滑检测方法，通过监视来自温度计测仪的信号，来判断驱动绳轮与主绳索之间有无打滑，其中，所述温度计测仪产生与所述驱动绳轮和所述主绳索的接触面的温度对应的信号。

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