CN107265244A - 一种建筑工地电梯防坠装置及其防坠控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种建筑工地电梯防坠装置及其防坠控制方法，包括一电梯厢以及电梯厢所处的梯井，所述装置设置于建筑工地的电梯上，所述电梯厢的底板外周壁上设置有防护软垫；所述电梯厢的底板外周壁上焊接有挂环，电梯厢上设置有第一电路板，所述第一电路板上设置有陀螺仪传感器、第一MCU和无线发射模块，所述陀螺仪传感器与所述第一MCU连接，所述第一MCU与所述无线发射模块连接；各楼层对应的梯井内侧壁上均设置有一组安全扣保护组件和一组气囊组件；防坠控制方法通过电梯所处的位置，控制对应的安全扣保护组件和气囊组件动作，进而在建筑工地的电梯发生坠落时，及时有效的对坠落的电梯厢进行防坠缓冲，避免电梯坠落而造成人员伤亡。
Description
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域，特别是一种建筑工地电梯防坠装置及其防坠控制方法。
背景技术
现有技术中，在建筑工地进行施工时都需要使用电梯进行运输，将货物或者工人运输到高层进行建设，而由于现有的工地电梯结构简单，仅具备运输的功能，且需要工作人员控制电梯的开关，使用不方便，且当货物载多后安全性较低。
且现有电梯的防坠措施设备是通过控制牵引钢丝绳来防止电梯发生坠落。当发生坠落时防坠措施设备直接锁止牵引钢丝绳，电梯厢直接停止时会产生冲击力，对厢内乘员容易造成人员伤亡现象；而且现实中还发生过因钢丝绳断裂，导致电梯原有的防坠措施设备无法起到防坠的作用，而发生电梯坠落事件造成人员伤亡。现有电梯防坠是通过在电梯厢底部或者梯井的底部设置安全气囊，该种手段无法保证电梯厢内人员的安全，因为安全气囊设置在底部，对于厢内的人具有反弹作用，由于电梯是高速下落，其反弹力会对厢内的人造成致命伤害；这就需要另一种电梯防坠安全措施来保证在钢丝绳发生断裂时，还能有效的防止电梯发生坠落，还能对坠落电梯厢进行缓冲，保护乘坐人员的人身安全。
发明内容
为克服上述问题，本发明的目的是提供一种建筑工地电梯防坠装置，能有效的防止建筑施工中电梯发生坠落，通过安全扣保护组件和气囊组件，能进行双重的保障，还能对坠落电梯厢进行缓冲，保护乘坐人员的人身安全，提高建筑施工的安全性。
本发明采用以下方案实现：一种建筑工地电梯防坠装置，所述装置设置于建筑工地的电梯上，包括一电梯厢以及电梯厢所处的梯井，所述电梯厢的底板外周壁上设置有防护软垫；所述电梯厢的底板外周壁上焊接有挂环，所述电梯厢上设置有第一电路板，所述第一电路板上设置有陀螺仪传感器、第一MCU和无线发射模块，所述陀螺仪传感器与所述第一MCU连接，所述第一MCU与所述无线发射模块连接；
各楼层对应的梯井内侧壁上均设置有安全扣保护组件和气囊组件；安全扣保护组件位于气囊组件的上方，各楼层对应的梯井内侧壁上还开设有四个开口，其中两个开口在同一侧壁上，另外两个开口对称设置于对面的侧壁上；所述两个开口的位置与两个安全扣保护组件相对应，所述安全扣保护组件设置于开口对应的墙体内，
所述安全扣保护组件包括：一第二电路板、一扭力弹簧、一基座、一转动轴、一安全扣以及一缓降器，所述缓降器固定于墙体上，所述墙体固定有四个定位销，所述基座设置于四个定位销之间，所述基座的端部左侧上垂直设置有一限位柱，所述转动轴垂直设置于所述基座上，且转动轴位于限位柱的前侧，所述扭力弹簧套在转动轴上，所述安全扣的尾部套在所述转动轴上，且安全扣能随着扭力弹簧进行180度转动，所述墙体上固定有一升降气缸，且升降气缸靠近所述基座尾部的侧壁，所述升降气缸的伸缩杆能对安全扣的勾部进行限位；所述缓降器的牵引绳与所述基座固定连接；所述第二电路板设置有第二MCU、第一无线接收模块，所述升降气缸、第一无线接收模块与所述第二MCU连接，所述第一无线接收模块与所述无线发射模块进行无线通讯；
所述气囊组件包括罩体、设置于罩体内的气囊、第三电路板以及充气元件；所述充气元件包括电爆管、点火药粉和气体发生剂，所述电爆管内设置有一点火介质，所述第三电路板设置有第三MCU，所述第三MCU连接有引爆电路、第二无线接收模块；所述引爆电路与所述电爆管连接；所述第二无线接收模块与所述无线发射模块进行无线通讯。
在本发明一实施例中，所述气囊是橡胶气囊，气囊的厚度为1～2CM,充气后气囊的长为2M，宽为0.5M，高为0.5M。这里不以此为限制，气囊的大小由电梯的大小决定。
在本发明一实施例中，所述气囊是由尼龙布制成，内表面敷有树脂；充气后气囊的长为2M，宽为0.5M，高为0.5M。这里不以此为限制，气囊的大小由电梯的大小决定。
在本发明一实施例中，所述第二电路板设置于基座的侧壁。
本发明的另一目的是提供上述电梯防坠装置的防坠控制方法，能有效提升装置的可靠性。
本发明采用以下方案实现：当所述陀螺仪传感器检测到电梯厢下坠时，所述第一MCU经无线发射模块将电梯厢下坠信息发送给所述第二MCU，所述第二MCU接收到后，结合电梯厢当前的重量及位置发送应急指令；具体包括机械式启动和智能式启动：所述机械式启动是直接根据设定的程序，控制对应楼层梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件；所述智能式启动是根据陀螺仪传感器检测电梯厢是否停住，主动控制各楼层梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件。
在本发明一实施例中，所述机械式启动包括：
a、当电梯处于奇数层，在该奇数层以下的偶数层梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件启动；
b、当电梯厢处于偶数层，在该奇数层以下的偶数层梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件启动；
c、当电梯厢内承载人数低于5人，电梯厢所处高度以下的三层梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件启动；
d、电梯厢所处高度以下的梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件全部启动；用户能根据电梯使用的年限在a、b、c、d中选择设定。
在本发明一实施例中，所述智能式启动具体包括：
当陀螺仪传感器检测电梯厢在预定时间T内还未停住，则启动电梯厢向下距离H以下的梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件启动，启动的方式能在所述a、b、c、d中选择；该H为预定时间T内自由落体下落的高度。
本发明的优点如下：本发明的陀螺仪传感器感应到电梯厢加重时，驱动升降气缸进行下降操作，此时安全扣在扭力弹簧的作用下；安全扣进行180旋转，此时安全扣能从开口延伸出去，从而安全扣能勾到电梯厢的挂环上，此时基座会下滑，通过缓降器能拖住基座，这样也能对电梯厢进行缓冲作用；安全气囊防坠组件在感应到电梯厢发生坠落，接通引爆电路使电流流过电爆管，使其发热将电爆管内的点火介质引燃，火焰随即扩散到点火药粉和气体发生剂，产生大量气体。气体经滤网冷却后进入气囊内，气囊急剧膨胀，冲破罩体，在梯井内形成阻隔，实现对电梯厢进行防坠缓冲作用，通过安全扣保护组件和气囊组件，能进行双重的保障，保护乘坐人员的人身安全，此外，配合上述的防坠控制方法，能大大提高装置的可靠性，而且合理的控制组件的启动，可以大大节省安全扣、气囊等耗材，提高建筑施工的安全性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的电梯厢的结构示意图。
图3是本发明的安全扣保护组件的结构示意图。
图4是本发明的安全扣保护组件的俯视图。
图5是本发明的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
参阅图1至图5所示，本发明的一种建筑工地电梯防坠装置，所述装置设置于建筑工地的电梯上，包括一电梯厢1以及电梯厢1所处的梯井2，所述电梯厢1的底板外周壁上设置有防护软垫11；所述电梯厢的底板外周壁上焊接有挂环12，所述电梯厢1上设置有第一电路板(未图示)，所述第一电路板上设置有陀螺仪传感器13、第一MCU14和无线发射模块15，所述陀螺仪传感器13与所述第一MCU14连接，所述第一MCU14与所述无线发射模块15连接；
各楼层对应的梯井2内侧壁上均设置有安全扣保护组件3和气囊组件4；安全扣保护组件3位于气囊组件4的上方，各楼层对应的梯井2内侧壁上还开设有四个开口，其中两个开口21在同一侧壁上，另外两个开口对称设置于对面的侧壁上；所述两个开口21的位置与两个安全扣保护组件3相对应，所述安全扣保护组件3设置于开口21对应的墙体5内，
所述安全扣保护组件3包括：一第二电路板(未图示)、一扭力弹簧31、一基座32、一转动轴33、一安全扣34以及一缓降器35，所述缓降器35固定于墙体5上，所述墙体5固定有四个定位销36，所述基座32设置于四个定位销36之间，该定位销能防止基座32进行左右移动，该四个定位销36并不能阻止基座32能进行前后移动，所述基座32的端部左侧上垂直设置有一限位柱37，安全扣34在扭力弹簧31的作用下向前摆动，安全扣摆动到限位柱37后会被限位停住；所述转动轴33垂直设置于所述基座32上，且转动轴33位于限位柱37的前侧，所述扭力弹簧31套在转动轴33上，所述安全扣34的尾部套在所述转动轴33上，且安全扣34能随着扭力弹簧31进行180度转动，所述墙体5上固定有一升降气缸38，且升降气缸38靠近所述基座32尾部的侧壁，所述升降气缸38的伸缩杆能对安全扣34的勾部进行限位；即电梯厢1没有下坠的时候，升降气缸38的伸缩杆是升起状态，防止安全扣34的勾部弹出，在电梯厢1下坠后，升降气缸38的伸缩杆才进行下降操作；所述缓降器35的牵引绳39与所述基座固定连接；所述第二电路板设置有第二MCU311、第一无线接收模块312，所述升降气缸38、第一无线接收模块312与所述第二MCU311连接，所述第一无线接收模块312与所述无线发射模块15进行无线通讯；本实施例中，缓降器所承受的重量应该符合电梯满载下的重量要求，由于缓降器的结构已经是现有的，这里就不进行具体说明，缓降器所采用的牵引绳可以采用钢绳。
所述气囊组件4包括罩体43、设置于罩体43内的气囊42、第三电路板(未图示)以及充气元件41；所述充气元件41包括电爆管(未图示)、点火药粉(未图示)和气体发生剂(未图示)，所述电爆管内设置有一点火介质(未图示)，所述第三电路板设置有第三MCU44，所述第三MCU44连接有引爆电路45、第二无线接收模块46，所述引爆电路45与所述电爆管连接；所述第二无线接收模块与所述无线发射模块进行无线通讯。当所述电梯厢1发生坠落时，所述防护软垫11能有效防止所述电梯厢划拨所述气囊42。所述第一MCU和第二MCU、第三MCU为单片机51系列。本实施例中，上述的升降气缸38可以用电机驱动机构代替，只要能实现安全扣在和基座32重合时，卡住安全扣即可，这里就不再举例说明；较佳的，本发明采用的无线接收模块和无线发射模块可以采用Zigbee无线模块，由于每个楼层的梯井内壁上均设置有气囊组件和安全扣组件，因此，可以通过Zigbee无线模块形成自组网，保证无线网络的稳定性。
如图1所示，本实施例中，所述气囊42是橡胶气囊，气囊的厚度为1～2CM,充气后气囊的长为2M，宽为0.5M，高为0.5M。
如图1所示，本实施例中，所述气囊42是由尼龙布制成，内表面敷有树脂；充气后气囊的长为2M，宽为0.5M，高为0.5M。所述第二电路板设置于基座的侧壁。
本发明通过陀螺仪传感器感应电梯厢1是否坠落，当感应到发生坠落时发送信号给第一MCU，第一MCU接收到信号后发送信号给无线发射模块，无线发射模块发射信号给第一无线接收模块和第二无线接收模块，第一无线接收模块接收到信号后发送信号给第二MCU，第二MCU接收到信号后触发升降气缸进行操作，升降气缸进行下降操作，此时安全扣在扭力弹簧的作用下；安全扣进行180旋转，此时安全扣能从开口延伸出去，从而安全扣能勾到电梯厢的挂环上，此时基座会下滑，通过缓降器能拖住基座，这样缓降器能对电梯厢进行缓冲作用。
第二无线接收模块接收到信号后发送信号给第三MCU，第三MCU接收到信号后接通引爆电路，使电流流过电爆管，使其发热将电爆管内的点火介质引燃，火焰随即扩散到点火药粉和气体发生剂，产生大量气体，气体经滤网冷却后进入气囊32内，气囊32急剧膨胀，冲破罩体33，在梯井内形成阻隔，由于气囊组件是固定在梯井的内壁上，该固定方式可以通过在梯井内壁电钻打孔进行固定；也可以将气囊组件镶嵌在混凝土墙壁内，且用刚性金属材料杆件与房屋结构部件连接，保证气囊组件牢固可靠。在电梯下坠的过程中，由于气囊是充气软体，电梯厢在与气囊接触后，在梯井内形成挤压，能有效的对电梯厢1进行防坠缓冲作用，保护乘坐人员的人身安全。要说明的是，本申请气囊采用所述气囊是橡胶气囊，气囊的厚度为1～2CM,充气后气囊的长为2M，宽为0.5M，高为：0.5M。或者由尼龙布制成，内表面敷有树脂；充气后气囊的长为2M，宽为0.5M，高为：0.5M。其0.5立方米的气体，由充气元件实现充气，其充气时间还不到一秒，且该气囊能够承受2～3吨的重量(气囊承受的额定重量可根据实际电梯厢满载的重量进行选择，该气囊的材质选择均为现有技术，这里就不具体说明。)，足够阻隔下坠的电梯厢；例如，电梯厢正在10楼的位置，第一MCU在接收到电梯厢下坠后，通知设置在9楼梯井内壁的气囊组件打开，也可以通知设置有9、8、7楼的气囊组件同时打开，甚至可以将10以下的气囊组件全部打开，充分保证电梯厢内人员的安全，实现对下坠的电梯厢进行阻隔。
总之，本发明的陀螺仪传感器感应到电梯厢下坠时，驱动升降气缸进行下降操作，此时安全扣在扭力弹簧的作用下；安全扣进行180旋转，此时安全扣能从开口延伸出去，从而安全扣能勾到电梯厢的挂环上，此时基座会下滑，通过缓降器能拖住基座，这样也能对电梯厢进行缓冲作用；本实施例中，所述缓降器的牵引绳长度可以是2.6米，在高楼层也可以是2.6～6米的长度；其可以根据楼层的高度选择，这样在缓降器的牵引绳全部拉出后，由于缓降器是固定在墙体5上，该固定方式可以通过打钻锁死在墙体上，该牵引绳可以采用钢绳，以保证安全性。安全气囊防坠组件在感应到电梯厢发生坠落，接通引爆电路使电流流过电爆管，使其发热将电爆管内的点火介质引燃，火焰随即扩散到点火药粉和气体发生剂，产生大量气体。气体经滤网冷却后进入气囊内，气囊急剧膨胀，冲破罩体，在梯井内形成阻隔，实现对电梯厢进行防坠缓冲作用，通过安全扣保护组件和气囊组件，能进行双重的保障，保护乘坐人员的人身安全，提高建筑施工的安全性。
本发明还提供上述电梯防坠装置的防坠控制方法，能有效提升装置的可靠性，合理的控制耗材的使用。
本发明采用以下方案实现：当所述陀螺仪传感器检测到电梯厢下坠时，所述第一MCU经无线发射模块将电梯厢下坠信息发送给所述第二MCU，所述第二MCU接收到后，结合电梯厢当前的重量及位置发送应急指令；具体包括机械式启动和智能式启动：所述机械式启动是直接根据设定的程序，控制对应楼层梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件；所述智能式启动是根据陀螺仪传感器检测电梯厢是否停住，主动控制各楼层梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件。
在本发明一实施例中，所述机械式启动包括：
a、当电梯处于奇数层，在该奇数层以下的偶数层梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件启动；
b、当电梯厢处于偶数层，在该奇数层以下的偶数层梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件启动；
c、当电梯厢内承载人数低于5人，电梯厢所处高度以下的三层梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件启动；该人的重量可以按照120斤计算。
d、电梯厢所处高度以下的梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件全部启动；用户能根据电梯使用的年限在a、b、c、d中选择设定。
在本发明一实施例中，所述智能式启动具体包括：
当陀螺仪传感器检测电梯厢在预定时间T内还未停住，则启动电梯厢向下距离H以下的梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件启动，启动的方式能在所述a、b、c、d中选择；该H为预定时间T内自由落体下落的高度。
值得一提的是，本发明实施例中，该电梯防坠装置也可以设置于居民高楼的电梯上，上述的实施例均能适用，这里并不以此为限制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种建筑工地电梯防坠装置，所述装置设置于建筑工地的电梯上，包括一电梯厢以及电梯厢所处的梯井，其特征在于：所述电梯厢的底板外周壁上设置有防护软垫；所述电梯厢的底板外周壁上焊接有挂环，所述电梯厢上设置有第一电路板，所述第一电路板上设置有陀螺仪传感器、第一MCU和无线发射模块，所述陀螺仪传感器与所述第一MCU连接，所述第一MCU与所述无线发射模块连接；
各楼层对应的梯井内侧壁上均设置有安全扣保护组件和气囊组件；安全扣保护组件位于气囊组件的上方，各楼层对应的梯井内侧壁上还开设有四个开口，其中两个开口在同一侧壁上，另外两个开口对称设置于对面的侧壁上；所述两个开口的位置与两个安全扣保护组件相对应，所述安全扣保护组件设置于开口对应的墙体内，
所述安全扣保护组件包括：一第二电路板、一扭力弹簧、一基座、一转动轴、一安全扣以及一缓降器，所述缓降器固定于墙体上，所述墙体固定有四个定位销，所述基座设置于四个定位销之间，所述基座的端部左侧上垂直设置有一限位柱，所述转动轴垂直设置于所述基座上，且转动轴位于限位柱的前侧，所述扭力弹簧套在转动轴上，所述安全扣的尾部套在所述转动轴上，且安全扣能随着扭力弹簧进行180度转动，所述墙体上固定有一升降气缸，且升降气缸靠近所述基座尾部的侧壁，所述升降气缸的伸缩杆能对安全扣的勾部进行限位；所述缓降器的牵引绳与所述基座固定连接；所述第二电路板设置有第二MCU、第一无线接收模块，所述升降气缸、第一无线接收模块与所述第二MCU连接，所述第一无线接收模块与所述无线发射模块进行无线通讯；
所述气囊组件包括罩体、设置于罩体内的气囊、第三电路板以及充气元件；所述充气元件包括电爆管、点火药粉和气体发生剂，所述电爆管内设置有一点火介质，所述第三电路板设置有第三MCU，所述第三MCU连接有引爆电路、第二无线接收模块；所述引爆电路与所述电爆管连接；所述第二无线接收模块与所述无线发射模块进行无线通讯。
2.根据权利要求1所述的一种建筑工地电梯防坠装置，其特征在于：所述气囊是橡胶气囊，气囊的厚度为1～2CM,充气后气囊的长为2M，宽为0.5M，高为0.5M。
3.根据权利要求1所述的一种建筑工地电梯防坠装置，其特征在于：所述气囊是由尼龙布制成，内表面敷有树脂；充气后气囊的长为2M，宽为0.5M，高为0.5M。
4.根据权利要求1所述的一种建筑工地电梯防坠装置，其特征在于：所述第二电路板设置于基座的侧壁。
5.根据权利要求1所述的一种建筑工地电梯防坠装置，其特征在于：所述缓降器的牵引绳长度为2.6米。
6.一种如权利要求1所述的一种建筑工地电梯防坠装置的防坠控制方法，其特征在于：当所述陀螺仪传感器检测到电梯厢下坠时，所述第一MCU经无线发射模块将电梯厢下坠信息发送给所述第二MCU，所述第二MCU接收到后，结合电梯厢当前的重量及位置发送应急指令；具体包括机械式启动和智能式启动：所述机械式启动是直接根据设定的程序，控制对应楼层梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件；所述智能式启动是根据陀螺仪传感器检测电梯厢是否停住，主动控制各楼层梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件。
7.根据权利要求6所述的一种建筑工地电梯防坠装置的防坠控制方法，其特征在于：所述机械式启动包括：
a、当电梯处于奇数层，在该奇数层以下的偶数层梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件启动；
b、当电梯厢处于偶数层，在该奇数层以下的偶数层梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件启动；
c、当电梯厢内承载人数低于5人，电梯厢所处高度以下的三层梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件启动；
d、电梯厢所处高度以下的梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件全部启动；用户能根据电梯使用的年限在a、b、c、d中选择设定。
8.根据权利要求7所述的一种建筑工地电梯防坠装置的防坠控制方法，其特征在于：所述智能式启动具体包括：
当陀螺仪传感器检测电梯厢在预定时间T内还未停住，则启动电梯厢向下距离H以下的梯井内壁上的安全扣保护组件和气囊组件启动，启动的方式能在所述a、b、c、d中选择；该H为预定时间T内自由落体下落的高度。
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