CN105668391A - 电梯层站门安全开启装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电梯层站门安全开启装置，包括：用于操作电梯层站门的锁芯的锁定机构；用于检测锁定机构是否操作电梯层站门的锁芯并据此开启或关闭警示机构的检测单元；用于发出声音和/或光电信号的警示机构；用于持握和操作该电梯层站门安全开启装置的手柄。本申请仅对现有的电梯层站门钥匙进行改进且不对各层站和电梯轿厢作任何变化即可实现在电梯层站门被专用钥匙打开后的警告功能，从而避免操作人员从电梯井道坠落。

Description

电梯层站门安全开启装置

技术领域

本申请涉及一种电梯安全防护装置，特别是涉及一种在打开电梯层站门时提示人员避免从电梯井道坠落的安全装置。

背景技术

垂直电梯在电梯井道内上下运动，并按需在各层站停靠。通常仅在电梯轿厢到达各层站的停靠位置时，电梯轿厢门和所停靠楼层的层站门才同时开启，人员和货物可以进出轿厢。然而考虑到特殊需要，各层站门上均设有门锁。在电梯进行安装、维修和保养的过程中，操作人员可以使用专用钥匙操作门锁来开启各层站门，即便电梯轿厢不在本层站的停靠位置。在这种情况下，由于电梯轿厢不在本层站，开启的层站门后面就是空的电梯井道，很容易发生人员从层站坠落电梯井道的安全事故。

请参阅图1，这是现有的用于开启层站门的钥匙的侧面剖视示意图。该钥匙包括：

——锁定机构1，其一侧具有凹陷部10。该凹陷部10具有底面10a和侧壁10b。电梯层站门的锁芯通常为一凸起结构，该凹陷部10则为与锁芯的形状和大小相对应的凹陷结构。

——手柄4，固定在锁定机构1的凹陷部10的相反侧。

例如，电梯层站门的锁芯为大致呈三角形的凸起结构。锁定机构1呈圆柱体，其一个圆面上具有同样形状和大小的大致呈三角形的凹陷部10，其另一个圆面则不可移动地连接着手柄4。

电梯层站门的门锁通常包括暴露在外的锁芯和隐藏在内的锁臂、锁钩等。使用图1所示的钥匙开启层站门锁的过程为：首先锁定机构1套设住层站门的锁芯，此时凹陷部10的侧壁10b包围在锁芯之外。这样锁定机构1完成对层站门的锁芯的锁定，此时凹陷部10的底面10a接触锁芯表面(该锁芯表面与层站门所在平面平行)。由于操作人员在利用钥匙开启层站门锁时通常会通过钥匙对层站门施加或大或小的按压力，该按压力最终表现为锁定机构1以垂直于层站门所在平面的方向对锁芯表面施加的按压力(注：该按压力不是必须的，只要保证钥匙开启门锁过程中锁定机构1对锁芯的锁定即不会出现锁芯从锁定机构中脱出即可。只是在实际操作中，通常会存在这样一个按压力，且该按压力或大或小，但不会对门锁开启产生实质性影响)。锁芯在受到按压力时，会沿受压方向产生一小到可忽略不计的小位移，可近似认为锁芯在受压方向没有产生位移。其次以锁定机构1为中心转动手柄4，使得锁定机构1带动层站门的锁芯转动，此时凹陷部10的侧壁10b包围且带动锁芯转动，从而使电梯层站门锁的锁臂和锁钩相脱离。最后从两扇合拢在一起的层站门中间的缝隙向两边扒开两扇层站门，从而露出电梯井道。

由以上描述可知，现有的电梯层站门钥匙仅用于开启层站门。为了避免发生开启层站门后从井道坠落的事故，可以在电梯轿厢未停靠而开启层站门时进行声、光提示警告。

授权公告号为CN1225395C、授权公告日为2005年11月2日的中国发明专利公开了一种电梯安全门锁控制系统，由设置在层站的干簧管与设置在轿厢的永久磁铁(或改为设置在层站的霍尔元件与设置在轿厢的永久磁铁，或改为设置在层站的红外或激光传感器与设置在轿厢的反射板)来检测轿厢是否位于各层站的停靠位置，由分别设置在层站门锁的锁臂和锁钩的两触点来检测层站门是否开启。当检测到某层站门开启且电梯轿厢未处于该层站的停靠位置时，发出报警提示语音。授权公告号为CN101214897B、授权公告日为2010年6月2日的中国发明专利公开了一种电梯安全系统，与此类似。

授权公告号为CN2533110Y、授权公告日为2003年1月29日的中国实用新型专利公开了一种电梯层门安全警示装置，由设置在层站地坎的磁双稳开关、分别设置在层站门底部和轿厢底部的两处磁钢(或改为设置在层站地坎的发射式光电开关、分别设置在层站门底部和轿厢底部的两处反射板)来检测轿厢是否位于各层站的停靠位置以及层站门是否开启。当检测到某层站门开启且电梯轿厢未处于该层站的停靠位置时，发出报警提示语音并开启电梯井道照明电路。申请公布号为CN102653369A、申请公布日为2012年9月5日的中国发明专利申请公开了一种电梯安全系统，与此类似。

这些现有的电梯层站门安全装置都需要在每一层的层站门及电梯轿厢上增设传感器和警示机构，显然存在故障率高、成本高、结构复杂、安装费时、维护不便等缺点。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种电梯层站门安全开启装置，仅对电梯层站门钥匙进行改进，对现有的电梯层站门和轿厢无须增设任何装置或进行任何变动，即可同样起到在电梯层站门被专用钥匙打开后的警告功能。

为解决上述技术问题，本申请电梯层站门安全开启装置包括：

用于操作电梯层站门的锁芯的锁定机构；

用于检测锁定机构是否操作电梯层站门的锁芯并据此开启或关闭警示机构的检测单元；

用于发出声音和/或光电信号的警示机构；

用于持握和操作该电梯层站门安全开启装置的手柄。

本申请所提供的电梯层站门安全开启装置是在现有的电梯层站门钥匙的基础上增加了检测单元和警示机构，从而在开启层站门的功能上增加了安全警示功能。

现有的电梯层站门安全警示方案需要在各层站和电梯轿厢新增装置，以X层建筑物为例，需要新增X+1个装置才能实现安全警示功能。而本申请仅对现有的电梯层站门钥匙进行改进，对各层站和电梯轿厢均不作任何变化。每幢建筑物通常只需1～2把电梯层站门钥匙，因此只需1～2个本申请所述的电梯层站门安全开启装置即可实现同样的安全警示功能，从而大大降低了成本，也避免了安装和维护不便。

附图说明

图1是现有的电梯层站门钥匙的结构示意图；

图2是本申请的电梯层站门安全开启装置的实施例一的结构示意图；

图3a、图3b是实施例一中的检测单元的两种机械实现方式的结构示意图；

图4是本申请的电梯层站门安全开启装置的实施例二的结构示意图；

图5a、图5b是实施例二中的检测单元的一种机械实现方式的结构示意图；

图6a是本申请的电梯层站门安全开启装置的实施例三的结构示意图；

图6b是图6a的局部(锁定机构1)分解示意图。

图中附图标记说明：

1为锁定机构；10为凹陷部；10a为凹陷部底面；10b为凹陷部侧壁；11为碗状部；100为第二凹陷部；2为检测单元；2a为检测单元表面；21为受压部；23为弹性部；24为固定部；25为触发部；27为转动部；29为触发部；3为警示机构；4为手柄。

具体实施方式

本申请的电梯层站门安全开启装置相当于是一种新型的电梯层站门钥匙，而对电梯层站门、电梯轿厢无需进行任何变动。下面就以几个实施例进行说明。

实施例一

请参阅图2，这是本申请的电梯层站门安全开启装置的实施例一，其包括：

——锁定机构1，其一侧具有凹陷部10，相反侧固定着手柄4。该凹陷部10具有底面10a和侧壁10b。

——检测单元2，设置在凹陷部10的底部。检测单元2遮挡了凹陷部10的底面10a的全部或部分，而将自身表面2a暴露在凹陷部10的底部。电梯层站门的锁芯通常为一凸起结构，由凹陷部侧壁10b和检测单元表面2a所构成的凹陷结构与锁芯的形状和大小相对应。检测单元表面2a距离锁定机构1表面的深度小于或等于电梯层站门的锁芯的厚度，优选为略小于。检测单元2用于检测锁定机构1是否锁定了电梯层站门的锁芯，并据此开启或关闭警示机构3。

——警示机构3，固定于手柄4的内部或外部。警示机构3由检测单元2开启，一旦开启则发出声音和/或光电的警示信号。

——手柄4，固定在锁定机构1的凹陷部10的相反侧，用于持握和操作(包括按压、转动等)该电梯层站门安全开启装置。

该实施例一的电梯层站门安全开启装置的工作过程为：首先锁定机构1套住层站门的锁芯，此时凹陷部10的侧壁10b包围在锁芯之外，这样便称为锁定机构1锁定住层站门的锁芯。由于操作人员在利用钥匙开启层站门锁时通常会通过钥匙对层站门施加或大或小的按压力，该按压力最终表现为锁定机构1以垂直于层站门所在平面的方向对锁芯表面施加按压力(注：该按压力不是必须的，只要保证钥匙开启门锁过程中锁定机构1对锁芯的锁定即不会出现锁芯从锁定机构1中脱出即可。只是在实际操作中，通常会存在这样一个按压力，且该按压力或大或小，但不会对门锁开启产生实质性影响)。其次检测单元2检测到锁定机构1按压层站门的锁芯后，就立即开启警示机构3使其发出声音和/或光电的警示信号。再次锁定机构1带动层站门的锁芯转动，此时凹陷部10的侧壁10b包围且带动锁芯转动，从而使电梯层站门锁的锁臂和锁钩相脱离。最后锁定机构1离开层站门的锁芯，此时检测单元2的表面2a离开锁芯表面。检测单元2检测到锁定机构1不挤压层站门的锁芯后，就立即或延时关闭警示机构3。因此，检测单元2实际上是通过检测锁定机构1是否按压锁芯来判断锁定机构1是否锁定层站门的锁芯的。

该实施例一中的检测单元2可以由机械方式或电气方式予以实现。

请参阅图3a，这是检测单元的第一种机械实现方式。该检测单元2包括受压部21、弹性部23和触发部25。其中，受压部21的一侧表面即为检测单元2的表面2a，受压部21的相反侧表面既通过弹性部23(例如为弹簧)连接锁定机构1的凹陷部底面10a，还固定着触发部25的一端。在凹陷部10的底部设有通孔，触发部25贯穿该通孔。触发部25的另一端用于开启或关闭警示机构3。这种检测单元2的工作原理为：一旦检测单元2的表面2a(即受压部21)挤压层站门的锁芯，在按压力作用下弹性部23压缩，受压部21朝向凹陷部底面10a的方向产生位移，并带动触发部25产生同方向位移，触发部25的另一端触发警示机构3从而立即开启警示机构3。一旦检测单元2的表面2a(即受压部21)离开从而不挤压层站门的锁芯，由于按压力消失而使得弹性部23伸展开来，在弹性部23的弹性力作用下受压部21背离凹陷部底面10a的方向产生位移，并带动触发部25产生同方向位移，触发部25的另一端停止触发警示机构3从而立即或延时关闭警示机构3。

请参阅图3b，这是检测单元的第二种机械实现方式。该检测单元2包括受压部21、弹性部23、固定部24和触发部25。其中，受压部21的一侧表面即为检测单元2的表面2a，受压部21的相反侧表面既通过弹性部23(例如为弹簧)连接固定部24的一侧，还固定着触发部25的一端。固定部24的连接弹性部23的相反侧固定在锁定机构1的凹陷部底面10a。在固定部24和凹陷部10的底部设有通孔，触发部25贯穿该通孔。触发部25的另一端用于开启或关闭警示机构3的触发开关。这种检测单元2的工作原理与图3a相同。

检测单元的一种典型的电气实现方式为压电式传感器，这是一种利用压电效应制造的用于检测压力的传感器。压电传感器输出的是与被检测压力对应的电信号，将该电信号直接或经适当处理即可用于表征锁定机构1是否挤压电梯层站门的锁芯。该电信号可通过线缆或无线方式传递给警示结构3。当采用线缆传递电信号时，在凹陷部10的底部适应性地设有容纳线缆的通孔。当采用无线方式传递电信号时，在检测单元侧和警示机构侧均设立无线通讯模块和电源模块。

实施例二

请参阅图4，这是本申请的电梯层站门安全开启装置的实施例二，其包括：

——锁定机构1，其一侧具有凹陷部10，相反侧可转动地连接着手柄4。电梯层站门的锁芯通常为一凸起结构，该凹陷部10则为与锁芯的形状和大小相对应的凹陷结构。该凹陷部10具有底面10a和侧壁10b。

——检测单元2，位于锁定机构1和手柄4的连接处。检测单元2或者固定在锁定机构1与手柄4相连接的一侧，或者固定在手柄4与锁定机构1相连接的一侧，或者固定在锁定机构1和手柄4之间。检测单元2用于检测锁定机构1是否带动电梯层站门的锁芯转动，并据此开启或关闭警示机构3。

——警示机构3，固定于手柄4的内部或外部。警示机构3由检测单元2开启，一旦开启则发出声音和/或光电的警示信号。

——手柄4，可转动地连接着锁定机构1的凹陷部10的相反侧，用于持握和操作(包括按压、转动等)该电梯层站门安全开启装置。

该实施例二的电梯层站门安全开启装置的工作过程为：首先锁定机构1套住层站门的锁芯，此时凹陷部10的侧壁10b包围在锁芯之外，这样便称为锁定机构1锁定住层站门的锁芯。由于操作人员在利用钥匙开启层站门锁时通常会通过钥匙对层站门施加或大或小的按压力，该按压力最终表现为锁定机构1以垂直于层站门所在平面的方向对锁芯表面施加按压力(注：该按压力不是必须的，只要保证钥匙开启门锁过程中锁定机构1对锁芯的锁定即不会出现锁芯从锁定机构1中脱出即可。只是在实际操作中，通常会存在这样一个按压力，且该按压力或大或小，但不会对门锁开启产生实质性影响)。其次由手柄4带动锁定机构1和锁芯转动，这里分为两个阶段。在第一阶段手柄4转动而锁定机构1和锁芯均保持静止，此时手柄4提供的转动力矩不断增加但仍小于锁定机构1带动锁芯转动所需的初始力矩。一旦手柄4提供的转动力矩大于锁定机构1带动锁芯转动所需的初始力矩，就进入第二阶段。此时手柄4就带动锁定机构1和锁芯一起转动，从而使层站门锁的锁臂和锁钩相脱离。在不转动手柄4时，锁定机构1与手柄4之间处于没有角位移的初始位置。在转动手柄4的第一阶段，锁定机构1与手柄4之间开始发生角位移，且随着转动过程继续该角位移也增大。在转动手柄4的第二阶段，锁定机构1与手柄4之间相对于初始位置保持一个恒定的角位移因此保持相对静止。检测单元2一旦检测到锁定机构1与手柄4之间发生角位移(即上述第一阶段)，这表明锁定机构1即将在很短的时间内带动层站门的锁芯转动，检测单元2就立即开启警示机构3使其发出声音和/或光电的警示信号。最后锁定机构1离开层站门的锁芯，此时锁定机构1与手柄4之间恢复没有角位移的初始位置。检测单元2一旦检测到锁定机构1与手柄4之间相对于初始位置没有角位移(即恢复到初始位置)，就立即或延时关闭警示机构3。因此，检测单元2实际上是通过检测锁定机构1与手柄4之间是否相对于初始位置发生角位移或是手柄4是否通过锁定机构1向锁芯施加了转矩(对应于电气实现方式中的扭矩传感器)来判断锁定机构1是否带动层站门的锁芯转动的。

该实施例二中的检测单元2也可以由机械方式或电气方式予以实现。

请参阅图5a和图5b，这是检测单元的一种机械实现方式。图5b是图5a的A方向视图，且仅绘出了部分结构。该检测单元2包括转动部27和触发部29。其中，转动部27连接着锁定机构1和手柄4以实现两者的可转动的连接，转动部27例如为扭力弹簧、发条弹簧等。触发部29固定于锁定机构1。在图5a中，触发部29不能直接接触到警示机构3的触发开关，可以增加已知的机械传动机构予以实现(以虚线箭头表示)。或者将触发部29设置在锁定机构1的与转动部27相连接的一侧，那么触发部29也可以直接接触到警示机构3的触发开关(必要时可开设通孔以容纳触发部29通过)。这种检测单元2的工作原理为：在转动手柄4的第一阶段，锁定机构1与手柄4之间开始产生角位移，锁定机构1、锁芯和电梯层站门之间保持相对静止，此时人手施加的旋转力矩不足以克服锁定机构1带动锁芯转动所需的初始力矩。当人手施加的旋转力矩足以克服锁定机构1带动锁芯转动所需的初始力矩，就进入转动手柄4的第二阶段。此时锁定机构1与手柄4之间相对于初始位置保持一个恒定的角位移，手柄4、锁定机构1和锁芯之间保持相对静止，这三部分相对于电梯层站门发生转动，即手柄4带动锁定机构1和锁芯发生转动实现开锁。一旦锁定机构1与手柄4之间发生转动(即产生角位移)，那么触发部29也将相对于手柄4产生角位移，从而直接地或通过机械传动机构触发警示机构3并立即开启警示机构3。当锁定机构1离开电梯层站门的锁芯后，在转动部27的回复力矩作用下锁定机构1相对于手柄4产生反方向转动并回到初始位置。一旦锁定机构1与手柄4之间回到没有发生转动的初始位置(即相对于初始位置没有角位移)，那么触发部29也将相对于手柄4没有角位移，从而直接地或通过机械传动机构停止触发警示机构3并立即或延时关闭警示机构3。

检测单元的电气实现方式包括扭矩传感器、角位移传感器等。所述角位移传感器又包括光电编码器、磁电编码器等。电气形式的检测单元可以设置在锁定机构1、或手柄4、或可转动地连接锁定机构1和手柄4的扭力弹簧或发条弹簧上。当检测到扭矩或角位移时，电气形式的检测单元就输出对应的电信号，将该电信号直接或经适当处理即可用于表征锁定机构1与手柄4之间是否相对于初始位置发生角位移。该电信号可通过线缆或无线方式传递给警示结构3。当采用线缆传递电信号时，需适应性设置容纳线缆的通孔。当采用无线方式传递电信号时，在检测单元侧和警示机构侧均设立无线通讯模块和电源模块。

以上两个实施例中，实施例一的检测单元2设置在锁定机构1的凹陷部10的底部，通过检测锁定机构1是否挤压层站门的锁芯来表征锁定机构1是否锁定层站门的锁芯。实施例二的检测单元2设置在锁定机构1与手柄4的连接处，通过检测锁定机构1与手柄4之间是否具有角位移、或手柄4是否向锁定机构1施加了转矩来表征锁定机构1是否带动层站门的锁芯转动。以上两个实施例可以相互结合而产生更多变形。

实施例三

请参阅图6a和图6b，实施例三以实施例一作为基础，将检测单元2设置在锁定机构1的凹陷部10的底部，手柄4固定在锁定机构1的凹陷部10的相反侧。与实施例一不同，锁定机构1新增碗状部11，该碗状部11的底面可转动地连接原有凹陷部10的底部，原有凹陷部10包围着碗状部11。该碗状部11的底面相反侧具有第二凹陷部100。第二凹陷部100的形状和大小均对应着层站门的锁芯。在碗状部11与凹陷部底面10a的连接处具有实施例二中的机械形式或电气形式的转动检测单元2，通过检测锁定机构1的凹陷部10与碗状部11之间是否相对于初始位置发生角位移、或手柄4和锁定机构1的凹陷部10是否向碗状部11施加了转矩来表征锁定机构1是否带动层站门的锁芯转动。

实施例四

以实施例二作为基础，将检测单元2设置在锁定机构1与手柄4的连接处。与实施例二不同，锁定机构1与手柄4之间是可产生线位移地连接在一起，那么就可以采用实施例一中的机械形式或电气形式的压力检测单元2，通过检测锁定机构1与手柄4之间是否具有挤压力来表征来检测锁定机构1是否锁定层站门的锁芯。

以上各个实施例中，如果涉及电气组件还可在手柄4中设置电源，为各电气组件供电。例如，电源为可更换的一次性电池或可充电重复使用的可充电电池，可通过接触式或非接触式的方式进行充电。又如，电源为一储能机构，包括用于储存电能的储能单元和用于将机械能转换为电能(手摇发电、反复挤压发电等)的能量转换单元。

可选地，本申请的电梯层站门安全开启装置还可包括照明机构，其跟随警示机构3一起开启和关闭。该照明机构例如设置在手柄4的内侧，其照明方向对准电梯井道，以便于在电梯层站门打开后使得操作人员第一时间看清楚电梯井道中的状况从而预防坠落井道事故。当警示机构3具备光电警示功能时也必然具备发光装置，此时警示机构3中的发光装置与照明机构6可以是不同机构，也可以是同一机构。

以上仅为本申请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电梯层站门安全开启装置，其特征是，包括：

用于操作电梯层站门的锁芯的锁定机构；

用于检测锁定机构是否操作电梯层站门的锁芯并据此开启或关闭警示机构的检测单元；

用于发出声音和/或光电信号的警示机构；

用于持握和操作该电梯层站门安全开启装置的手柄。

2.根据权利要求1所述的电梯层站门安全开启装置，其特征是，所述锁定机构的一侧具有凹陷部，所述检测单元设置在所述凹陷部的底部；

或者，所述检测单元设置在所述锁定机构与手柄的连接处。

3.根据权利要求2所述的电梯层站门安全开启装置，其特征是，所述检测单元用于检测锁定机构是否锁定电梯层站门的锁芯。

4.根据权利要求3所述的电梯层站门安全开启装置，其特征是，所述检测单元包括受压部、弹性部和触发部；其中，受压部既通过弹性部连接所述凹陷部底面或手柄，还固定着触发部的一端；触发部的另一端用于开启或关闭警示机构；

当锁定机构挤压电梯层站门的锁芯时，在按压力作用下弹性部压缩，受压部带动触发部产生背离锁芯方向的线位移，触发部的另一端触发警示机构从而将其立即开启；

当锁定机构不再挤压电梯层站门的锁芯时，由于按压力消失而使得弹性部伸展，受压部带动触发部产生朝向锁芯方向的线位移，触发部的另一端不再触发警示机构从而将其立即或延时关闭。

5.根据权利要求3所述的电梯层站门安全开启装置，其特征是，所述检测单元为压电传感器，其输出的电信号以线缆或无线方式开启或关闭警示机构。

6.根据权利要求2所述的电梯层站门安全开启装置，其特征是，所述检测单元用于检测锁定机构是否转动电梯层站门的锁芯。

7.根据权利要求6所述的电梯层站门安全开启装置，其特征是，所述检测单元包括转动部和触发部；其中，转动部连接着锁定机构和手柄，或连接着第二凹陷部和锁定机构；触发部固定于锁定机构或第二凹陷部上，触发部的另一端直接或通过机械传动结构开启或关闭警示机构；

当手柄未被转动时，转动部所连接的两部分之间呈没有角位移的初始位置；

当锁定机构锁定了电梯层站门的锁芯且手柄被转动时，转动部所连接的两部分之间相对于初始位置产生角位移，触发部也相对于初始位置产生角位移，触发部的另一端直接或通过机械传动结构触发警示机构从而将其立即开启；

当锁定开关离开电梯层站门的锁芯时，在转动部的弹性恢复力作用下，转动部所连接的两部分之间回到没有角位移的初始位置，触发部也回到初始位置，触发部的另一端直接或通过机械传动结构不再触发警示机构从而将其立即或延时关闭。

8.根据权利要求6所述的电梯层站门安全开启装置，其特征是，所述检测单元为扭矩传感器或角位移传感器，其输出的电信号以线缆或无线方式开启或关闭警示机构。

9.根据权利要求1所述的电梯层站门安全开启装置，其特征是，还包括用于照射电梯井道的照明机构，其跟随警示机构一起开启和关闭，所述照明机构的照明方向对准电梯井道。

10.根据权利要求1、5、8、9中任一项所述的电梯层站门安全开启装置，其特征是，还包括用于为各电气组件供电的电源；所述电源为电池或储能机构；

当所述电源为储能机构时，包括用于储存电能的储能单元和用于将机械能转换为电能的能量转换单元。