CN106219349B - 双保险防坠升降电梯及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了双保险防坠升降电梯及其控制方法，该双保险防坠升降电梯包括有架框和控制系统，所述架框内设置有至少一个轿厢，所述控制系统控制所述轿厢在所述架框内上下和/或左右移动，还包括有防坠装置和停稳对中装置；所述防坠装置与所述控制系统相互独立，且所述防坠装置向所述控制系统单向发送工作状态信号；所述位置传感装置分别向所述防坠装置、所述控制系统单向发送感应信号。由于设置有防坠装置和停稳对中装置配合使用，双重保障，防止升降电梯坠落，安全性能高，结构新颖。

Description

双保险防坠升降电梯及其控制方法

技术领域

本发明涉及机械技术领域，特别是涉及运用于建筑物中用于输送人员或物品的双保险防坠升降电梯和防止升降电梯坠落的控制方法。

背景技术

电梯是一种以电动机为动力的垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物。也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动扶梯或自动人行道。服务于规定楼层的固定式升降设备。垂直升降电梯具有一个轿厢，运行在至少两列垂直的或倾斜角小于15°的刚性导轨之间。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。19世纪中期开始出现液压电梯，至今仍在低层建筑物上应用。1852年，美国的E.G.奥蒂斯研制出钢丝绳提升的安全升降机。80年代，驱动装置有进一步改进，如电动机通过蜗杆传动带动缠绕卷筒、采用平衡重等。19世纪末，采用了摩擦轮传动，大大增加电梯的提升高度。20世纪末电梯采用永磁同步曳引机作为动力，大大缩小了机房占地，并且具有能耗低、节能高效、提升速度快等优点，极大地助推了房地产向超高层方向发展。

在中国专利文献CN104944247A中，公开了一种新型电梯坠落安全防护装置，包括轿厢、提升机构、张开传动机构、缓冲减振机构、缓冲减振装置下吊耳锁止机构及防坠落电控系统，所述轿厢上方水平面内安装有所述张开传动机构，所述张开传动机构包括两根传动轴，并贯穿所述轿厢左右两侧，所述两根传动轴的各自两端设有所述缓冲减振机构；所述缓冲减振装置下吊耳锁止机构包括导向板、限位凸台及锁止装置；所述导向板设于电梯井中，所述限位凸台焊接在所述导向板上，所述锁止装置的锁销垂直对准所述限位凸台底部圆弧凹面，所述锁销中心线与所述限位凸台圆弧凹面中心线重合；在所述导向板上，所述限位凸台及锁止装置设置位置满足所述轿厢下坠被限位凸台托住并停住时其轿厢门正对楼道中的电梯门。

上述技术方案中的新型电梯坠落安全防护装置实际使用过程中效果不是很理想，且结构复杂，安全性能不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种安全性能高，结构新颖的双保险防坠升降电梯。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该双保险防坠升降电梯包括有架框和控制系统，所述架框内设置有至少一个轿厢，所述控制系统控制所述轿厢在所述架框内上下和/或左右移动，还包括有防坠装置，所述防坠装置由防坠构件、防坠板和防坠控制单元构成，其中，所述防坠控制单元具有接近传感器、计时器和执行元件；还包括有设置在所述轿厢的底部的停稳对中装置；所述架框上还设置有监控所述轿厢位置的位置传感装置；所述停稳对中装置和位置传感装置均与所述控制系统相连接，所述停稳对中装置接收所述控制系统发出的信号指令进行动作；所述防坠装置与所述控制系统相互独立，且所述防坠装置向所述控制系统单向发送工作状态信号；所述位置传感装置分别向所述防坠装置、所述控制系统单向发送感应信号。

在上述技术方案中，停稳对中装置，用于在电梯轿厢停稳时，防止电梯轿厢下落，同时也能有效的实现电梯轿厢与其他部件的水平无缝对接；防坠装置，用于在电梯轿厢运行时，开启防坠模式，电梯轿厢平层停稳时，关闭防坠模式；其中，防坠装置中的防坠构件与防坠板配合使用，二者相互搭接，卡住电梯轿厢不往下坠落；防坠控制单元控制防坠装置是否动作指令，开启或关闭防坠模式，其中，所述防坠控制单元中的接近传感器用于感应防坠构件是否越过防坠板，计时器用于计算电梯轿厢运行时间，一旦计时结束将信号传递给执行元件，执行元件用于控制防坠构件是否动作，同时执行元件还控制计时器是否开启计时。

由于防坠装置与所述控制系统相互独立，且所述防坠装置向所述控制系统单向发送工作状态信号，使得防坠装置不受系统控制，独立运行，防止电梯坠落，同时这种结构设置与停稳对中装置配合使用，停稳对中装置接收所述控制系统发出的信号指令进行动作，在防坠装置选择关闭时，停稳对中装置保障电梯轿厢停稳，双重保障，防止升降电梯坠落，安全性能高，结构新颖。

此外，还可以的，防坠构件沿所述轿厢的底部纵向上设置，该纵向上是乘客或物品上下电梯的方向，充分考虑到了安全，即使出现坠落情况，在该方向上终止电梯坠落，更有利于电梯轿厢内人员的脱逃；停稳对中装置沿所述轿厢的底部横向上设置有，与防坠构件交错设置，更有利于与架框上的其他部件水平无缝对接，结构新颖。

进一步的改进在于，所述防坠构件由液压缸、导向套和防坠杆组成，所述防坠杆活动贯穿所述导向套，所述导向套与所述液压缸之间具有间隙；所述液压缸控制所述防坠杆从所述导向套内伸出的长度。

采用液压缸作为动力源，相应快速，且出错率低，使用寿命长；导向套的作用在于保障防坠杆的动作方向不偏差，准确卡位；所述导向套与所述液压缸之间具有间隙，该间隙存在的目的在于使得防坠杆可以自由的伸出或回缩。

进一步的改进在于，所述停稳对中装置具有驱动器、对中杆和位置导向套；所述对中杆活动穿过所述位置导向套，所述驱动器驱动所述对中杆伸出或回缩。

位置导向套的作用在于保障防坠杆的动作方向不偏差，准确卡位，驱动器也可以采用液压缸形式，相应快速，且出错率低；对中杆的作用在于进行对中定位，与架框上的其他部件水平无缝对接。

进一步的改进在于，所述架框上设置有与所述对中杆相对应的对中孔；所述对中杆的端头部设置有比所述对中孔大的滑动轮，使得所述对中杆与所述对中孔形成过盈配合。

进一步的改进在于，每一个轿厢均有四组防坠装置；每一个轿厢均有四组停稳对中装置；防坠装置、停稳对中装置分置在轿厢四个角落，平稳有保障。

进一步的改进在于，所述防坠板上端和下端均设置有与所述防坠构件相对应的凹槽。该凹槽用于卡接防坠杆，更好的保障防坠装置起到其应有的作用，防止防坠杆纵向或横向滑动。

进一步的改进在于，该双保险防坠升降电梯还包括有平移机构，用于支撑和左右平移所述轿厢；所述停稳对中装置设置在所述平移机构的容置空腔中；所述防坠构件设置在所述平移机构的下方。

停稳对中装置设置在所述平移机构的容置空腔中，充分利用了平移机构的结构特点，同时，放置在平移机构的容置空腔中，更有利于停稳对中装置进行对中定位，与架框上的其他部件水平无缝对接；防坠构件设置在所述平移机构的下方，使得其能够全盘承接坠落电梯轿厢的重量，安全更有保障。

进一步的改进在于，在所述架框上还设置有平层感应装置，用于感应电梯轿厢是否平层，所述平层感应装置将信号传输给控制系统，从而使得控制系统发出准确的停稳对中指令，保障电梯轿厢停稳、安全防坠落。

本发明要解决的另外一个问题是，提供一种防止升降电梯坠落的控制方法，包括以下步骤：

(1)设定电梯轿厢在相邻楼层之间上下正常运行的时间；

(2)当电梯轿厢在相邻楼层之间正常运行时间已到，防坠控制单元独立于控制系统发出关闭防坠模式指令，防坠模式关闭；控制系统接收到防坠控制单元发送工作状态信号后，判断是否发出停稳指令；若控制系统发出停稳指令，待接收到电梯轿厢停稳信号后，控制系统发出打开电梯轿厢指令，乘客或货物上下电梯；若控制系统不发出停稳指令，则防坠控制单元在接收到电梯轿厢越过防坠板位置信号后，独立于控制系统开启防坠模式，开始计时电梯轿厢运行时间；

其中，当乘客或货物上下电梯完毕后，所述控制系统接收到电梯轿厢再次运行指令时，所述控制系统发出取消停稳指令，并同时发出电梯轿厢运行指令；待防坠控制单元接收到电梯轿厢越过防坠板位置信号后，独立于控制系统开启防坠模式，开始计时电梯轿厢运行时间；

(3)重复所述步骤(2)，保证电梯上下循环移动。

在上述技术方案中，给电梯轿厢在相邻楼层之间上下正常运行的时间设定一个时间，即电梯在各个楼层之间运行的时间可以是相同的，也可以是不同的；当电梯轿厢在相邻楼层之间正常运行时间已到，防坠控制单元独立于控制系统发出关闭防坠模式指令，防坠模式关闭，由于电梯轿厢在相邻楼层之间上下正常运行的时间设定好的，若是设定的运行时间未到，说明电梯轿厢处于异常运行(自由落体的时间远远小于电梯轿厢正常运行时间)，此时，在步骤(2)中，防坠控制单元独立于控制系统，是不会发出关闭防坠模式指令的，即防坠模式还是开启的，这样，电梯轿厢即使是坠落也只是在一个楼层的高度上坠落，保障了电梯轿厢内人员、物品的安全；另外，在防坠模式关闭的状态下，停稳对中指令则会得到运行，也即通过双重保障来防止升降电梯坠落，安全可靠，操作便利。

此外，在步骤(2)中，若控制系统不发出停稳指令，此时，防坠模式是关闭的，控制系统也没有发出停稳对中指令，相对来说电梯轿厢处于安全保障空白期，但是这段时间是极为短暂的，因为在防坠控制单元接收到电梯轿厢越过防坠板位置信号后，开启防坠模式，这个开启防坠模式的时间远远短于电梯轿厢在一个楼层的高度上自由坠落的时间；由此可见，采用上述技术方案控制电梯防坠落是有双重保障的，安全性能高。

更为重要的是防坠控制单元独立于控制系统开启或者关闭防坠模式，只是向控制系统单向发送工作状态信号，不受控制系统的影响，安全性能更高。

进一步的改进在于，所述步骤(2)中，关闭/开启防坠模式指令由防坠控制单元中的执行元件来执行；停稳指令由停稳对中装置来执行；电梯轿厢越过防坠板位置信号由接近传感器感应。

进一步的改进在于，所述步骤(2)中还包括有电梯轿厢所在楼层的位置监控步骤，并将电梯轿厢所在楼层的位置信号发送给防坠控制单元。

监控电梯轿厢所在楼层的位置由位置感应装置来执行，位置感应装置分别向控制系统、防坠控制单元单向传输位置感应信号。

进一步的改进在于，所述步骤(1)中设定电梯轿厢在相邻楼层之间上下正常运行的时间大于1秒。在理想状态下，楼层高度预定为4m，按照S＝1/2gt²(g＝9.8m/s²)，电梯轿厢坠落时间大概在1秒之内，这样，小于设定时间到达预定的停留层时，电梯轿厢属于异常运行，防坠模式是不会关闭的，对于电梯轿厢而言，起到了防坠作用；作为变形，本领域技术人员也可以根据实际中的楼层高度设定时间数值。

附图说明

下面结合附图和本发明的实施方式进一步详细说明：

图1是本发明双保险防坠升降电梯的总装结构主视图；

图2是本发明双保险防坠升降电梯的防坠模式关闭结构示意图；

图3是图2的侧面结构示意图；

图4是图2中A部分的放大结构示意图；

图5是图3中B部分的放大结构示意图；

图6是本发明双保险防坠升降电梯的防坠模式开启结构示意图；

图7是图6的侧面结构示意图；

图8是图6中C部分的放大结构示意图；

图9是图7中D部分的放大结构示意图；

图10是本发明双保险防坠升降电梯的接近传感器扫过防坠板后防坠模式开启，计时开始的结构示意图；

图11是图10的侧面结构示意图；

图12是图10中的E部分的放大结构示意图；

图13是图11中的F部分的放大结构示意图；

图14是本发明双保险防坠升降电梯未到平层状态，停稳对中装置未启动的结构示意图；

图15是本发明双保险防坠升降电梯平层状态，防坠模式关闭，停稳对中装置开启的结构示意图；

图16是是图15的侧面结构示意图；

图17是图15的G部分的放大结构示意图；

图18是图16的H部分的放大结构示意图；

图19是本发明双保险防坠升降电梯的防坠控制单元简易结构图；

图20是图14中停稳对中装置的放大结构示意图；

其中：1-架框；2-轿厢；3-防坠装置；301-防坠构件；3011-液压缸；3012-导向套；3013-防坠杆；302-防坠板；3021、3022-凹槽；303-防坠控制单元；3031-接近传感器；3032-计时器；3033-执行元件；4-停稳对中装置；401-驱动器；402-对中杆；4021-滑动轮；403-位置导向套；5-位置传感装置；6-对中孔；7-平移机构；701-容置空腔；8-平层传感装置。

具体实施方式

如图1所示是本发明的双保险防坠升降电梯，包括有架框1和控制系统，所述架框1内设置有至少一个轿厢2，图1-3、6、7、10、11、14-16均是示出一个轿厢，可以根据使用需要设置多个轿厢，所述控制系统控制所述轿厢2在所述架框1内上下和/或左右移动，还包括有防坠装置3(具体如图5所示)，所述防坠装置3由防坠构件301、防坠板302和防坠控制单元303构成，其中，如图19所示，所述防坠控制单元303具有接近传感器3031、计时器3032和执行元件3033；还包括有设置在所述轿厢2的底部的停稳对中装置4(详见图17、20)；所述架框1上还设置有监控所述轿厢2位置的位置传感装置5；所述停稳对中装置4和位置传感装置5(本实施例中的位置传感装置5采用的是RFID射频传感器)均与所述控制系统相连接，所述停稳对中装置4接收所述控制系统发出的信号指令进行动作；所述防坠装置3与所述控制系统相互独立，且所述防坠装置3向所述控制系统单向发送工作状态信号；所述位置传感装置5分别向所述防坠装置3、所述控制系统单向发送感应信号；需要注意的是，如图3所示，该双保险防坠升降电梯还包括有平移机构7(具体结构可以详见中国专利文献CN105621171A)，用于支撑和左右平移所述轿厢2；所述停稳对中装置4设置在所述平移机构7的容置空腔701中；所述防坠构件301设置在所述平移机构7的下方。

如图5所示，所述防坠构件301由液压缸3011、导向套3012和防坠杆3013组成，所述防坠杆3013活动贯穿所述导向套3012，所述导向套3012与所述液压缸3011之间具有间隙；所述液压缸3011控制所述防坠杆3013从所述导向套3012内伸出的长度。

如图20所示，所述停稳对中装置4具有驱动器401、对中杆402和位置导向套403；所述对中杆402活动穿过所述位置导向套403，所述驱动器401驱动所述对中杆402伸出或回缩；在所述平层传感装置8(可以是红外感应器，也可以是射频感应器)感应到电梯轿厢2已达到平层状态(如图15所示)，该平层传感装置8即发送状态信号给控制系统，控制系统发送指令给停稳对中装置4动作，完成电梯轿厢2停稳动作。

所述架框1上设置有与所述对中杆402相对应的对中孔6(如图17所示)；所述对中杆402的端头部设置有比所述对中孔6大的滑动轮4021，使得所述对中杆402与所述对中孔6形成过盈配合。

在本发明中，每一个轿厢均有四组防坠装置；每一个轿厢均有四组停稳对中装置；所述防坠板302的上端和下端均设置有与所述防坠构件301相对应的凹槽3021、3022。

上述双保险防坠升降电梯具体的使用过程是：如图6所示，本发明的双保险防坠升降电梯在楼层之间正常运行时，防坠模式开启(如图6-9)，如图9所示，防坠杆3013伸出，超过防坠板302的；待运行时间已到，防坠模式关闭，计时器3032将时间已到的信号反馈给执行元件3033，执行元件3033即将关闭防坠模式执行指令发送给防坠构件301，液压缸3011动作，防坠杆3013收缩；如图14所示，电梯未到平层状态，待平层传感装置8感应到电梯轿厢2已经平层，如图15-18，即将信号传送给控制系统，控制系统做出判断，是否发出停稳指令，若是，则将停稳指令发送给停稳对中装置，驱动器401驱动对中杆402动作，沿着位置导向套403将滑动轮4021送入对中孔6中，形成过盈配合，实现停稳；位置传感装置5在控制系统无论是否发出停稳指令的情况下均会将电梯轿厢所在的楼层位置信号分别发送给控制系统和防坠装置3，在控制系统不发出停稳指令的情况下，电梯轿厢2会继续往下运行，防坠装置3根据接收到的电梯轿厢所在的楼层位置信号，发送给执行元件3033，执行元件3033指令计时器按照已经设定好的楼层运行时间运行，带接近传感器3031越过防坠板302，就开始计时，同时执行元件3033也会指令防坠构件301动作，开启防坠模式，如图10-13。

上述过程在电梯轿厢经过不同的楼层间时都是循环操作的。

本发明的双保险防坠升降电梯的控制方法，包括以下步骤：

(1)设定电梯轿厢在相邻楼层之间上下正常运行的时间，如表格1所示，设置电梯在各个楼层间的运行时间；

(2)当电梯轿厢在相邻楼层之间正常运行时间已到，防坠控制单元独立于控制系统发出关闭防坠模式指令，防坠模式关闭；控制系统接收到防坠控制单元发送工作状态信号后，判断是否发出停稳指令；若控制系统发出停稳指令，待接收到电梯轿厢停稳信号后，控制系统发出打开电梯轿厢指令，乘客或货物上下电梯；若控制系统不发出停稳指令，则防坠控制单元在接收到电梯轿厢越过防坠板位置信号后，独立于控制系统开启防坠模式，开始计时电梯轿厢运行时间；

其中，当乘客或货物上下电梯完毕后，所述控制系统接收到电梯轿厢再次运行指令时，所述控制系统发出取消停稳指令，并同时发出电梯轿厢运行指令；待防坠控制单元接收到电梯轿厢越过防坠板位置信号后，独立于控制系统开启防坠模式，开始计时电梯轿厢运行时间；

(3)重复所述步骤(2)，保证电梯上下循环移动。

所述步骤(2)中，关闭/开启防坠模式指令由防坠控制单元中的执行元件来执行；停稳指令由停稳对中装置来执行；电梯轿厢越过防坠板位置信号由接近传感器感应。

此外，所述步骤(2)中还包括有电梯轿厢所在楼层的位置监控步骤，并将电梯轿厢所在楼层的位置信号发送给防坠控制单元。

表1

上述表1中1-2表示电梯轿厢在1楼至2楼楼层间上下运行，其余依次类推；每个楼层间防坠模式开启时间均是预先在防坠控制单元中设定好并存储；技术人员可以根据具体使用情况预先更改防坠模式在每个楼层间的开启时间。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进；这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种双保险防坠升降电梯，包括有架框和控制系统，所述架框内设置有至少一个轿厢，所述控制系统控制所述轿厢在所述架框内上下和/或左右移动，其特征在于，还包括有防坠装置，所述防坠装置由防坠构件、防坠板和防坠控制单元构成，其中，所述防坠控制单元具有接近传感器、计时器和执行元件；还包括有设置在所述轿厢的底部的停稳对中装置；所述架框上还设置有监控所述轿厢位置的位置传感装置；所述停稳对中装置和位置传感装置均与所述控制系统相连接，所述停稳对中装置接收所述控制系统发出的信号指令进行动作；所述防坠装置与所述控制系统相互独立，且所述防坠装置向所述控制系统单向发送工作状态信号；所述位置传感装置分别向所述防坠装置、所述控制系统单向发送感应信号。

2.根据权利要求1所述的双保险防坠升降电梯，其特征在于，所述防坠构件由液压缸、导向套和防坠杆组成，所述防坠杆活动贯穿所述导向套，所述导向套与所述液压缸之间具有间隙；所述液压缸控制所述防坠杆从所述导向套内伸出的长度。

3.根据权利要求1所述的双保险防坠升降电梯，其特征在于，所述停稳对中装置具有驱动器、对中杆和位置导向套；所述对中杆活动穿过所述位置导向套，所述驱动器驱动所述对中杆伸出或回缩。

4.根据权利要求3所述的双保险防坠升降电梯，其特征在于，所述架框上设置有与所述对中杆相对应的对中孔；所述对中杆的端头部设置有比所述对中孔大的滑动轮，使得所述对中杆与所述对中孔形成过盈配合。

5.根据权利要求1-4任一项所述的双保险防坠升降电梯，其特征在于，每一个轿厢均有四组防坠装置；每一个轿厢均有四组停稳对中装置。

6.根据权利要求5所述的双保险防坠升降电梯，其特征在于，所述防坠板上端和下端均设置有与所述防坠构件相对应的凹槽。

7.根据权利要求6所述的双保险防坠升降电梯，其特征在于，该双保险防坠升降电梯还包括有平移机构，用于支撑和左右平移所述轿厢；所述停稳对中装置设置在所述平移机构的容置空腔中；所述防坠构件设置在所述平移机构的下方。

8.一种针对权利要求1-7任一项所述双保险防坠升降电梯的控制方法，包括以下步骤：

(1)设定电梯轿厢在相邻楼层之间上下正常运行的时间；

(2)当电梯轿厢在相邻楼层之间正常运行时间已到，防坠控制单元独立于控制系统发出关闭防坠模式指令，防坠模式关闭；控制系统接收到防坠控制单元发送工作状态信号后，判断是否发出停稳指令；若控制系统发出停稳指令，待接收到电梯轿厢停稳信号后，控制系统发出打开电梯轿厢指令，乘客或货物上下电梯；若控制系统不发出停稳指令，则防坠控制单元在接收到电梯轿厢越过防坠板位置信号后，独立于控制系统开启防坠模式，开始计时电梯轿厢运行时间；

其中，当乘客或货物上下电梯完毕后，所述控制系统接收到电梯轿厢再次运行指令时，所述控制系统发出取消停稳指令，并同时发出电梯轿厢运行指令；待防坠控制单元接收到电梯轿厢越过防坠板位置信号后，独立于控制系统开启防坠模式，开始计时电梯轿厢运行时间；

(3)重复所述步骤(2)，保证电梯上下循环移动。

9.根据权利要求8所述的防止升降电梯坠落的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，关闭/开启防坠模式指令由防坠控制单元中的执行元件来执行；停稳指令由停稳对中装置来执行；电梯轿厢越过防坠板位置信号由接近传感器感应。

10.根据权利要求9所述的防止升降电梯坠落的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中还包括有电梯轿厢所在楼层的位置监控步骤，并将电梯轿厢所在楼层的位置信号发送给防坠控制单元。