CN109335913A - 一种电梯应急安全装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯应急安全装置，包括导轨、轿厢，固定在轿厢旁且与轿厢平行的光轴，光轴上套有上下缓冲弹簧和设置在上下缓冲弹簧间的中座；中座上设置有中座槽，槽内设置有能在轿厢和导轨间横向移动的卡锁板，卡锁板预先被固定在靠近轿厢一边。卡锁板和中座槽间设置有拉簧，启动本发明后拉簧能带动卡锁板向导轨伸出，插入导轨的异型孔内，将失控的轿厢固定在导轨上。轿厢旁还设置有丝杆，丝杆与轿厢底部的升降电机及蜗轮蜗杆减速机相连，并与中座上合并后的开合螺母滑块A、B形成丝杆螺母传动副，当失控轿厢被固定在导轨上时，丝杆能带动轿厢作上下微调的位移，使得被卡在电梯与楼层间的乘客脱困。

Description

一种电梯应急安全装置

技术领域

本发明涉及一种电梯应急安全装置，属于机械及电子领域。

背景技术

现代建筑不断高层化，垂直升降电梯成为高层建筑不可或缺的运输工具。升降电梯在日常运行中靠设置好的程序、电路操纵机械系统来控制电梯的运行，当电路或机械系统发生故障时，电梯轿厢就会失控。电梯除了设置有保证日常运行的控制系统外，还设置有应对失控故障的自动安全系统，包括限速器、安全钳、缓冲器等。但是即使有诸多自动安全系统，还是有可能发生钢丝绳断裂，拽引摩擦力、抱闸制动力不足等连自动安全系统也失灵的情况，电梯失控导致人员伤亡的报道也屡见不鲜。

电梯发生故障导致轿厢失控主要表现为两种情况：一、电梯在运行过程中，轿厢突然失控，超过限定速度向下坠落或向上冲顶；二、轿厢停在对应楼层，乘客进出轿厢时，轿厢突然下降或上升，导致乘客被夹在楼层与电梯轿厢上沿或下沿之间。

当发生上述第一种电梯轿厢失控情况时，乘客只能被动地等待电梯自动安全系统启动，在轿厢内无法操控轿厢急停。当第二种失控情况发生时，乘客极易被夹住却无法解脱，只能等待相关专业人员的到来才能解脱，开始的夹伤情况一般并不严重，但是在等待相关专业人员到来的这段时间里，被夹在楼层与轿厢间的受伤人员伤害加剧甚至失去生命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电梯应急安全装置，独立于现有电梯的安全系统之外，作为现有电梯安全应急系统的补充，解决电梯发生故障危及乘客安全时，乘客却无法控制电梯安全应急系统启动进行自救的不足。

为了解决上述技术问题，采用了以下技术方案： 一种电梯安全应急装置，包括导轨、轿厢，轿厢的顶部和底部分别设置有顶座、底座，顶座、底座分别连接有滚轮，通过滚轮使轿厢沿导轨移动；导轨上设置有异型孔；顶座和底座之间设置有两根与轿厢平行的光轴，光轴上套有上缓冲弹簧和下缓冲弹簧，上下缓冲弹簧间设置有套在光轴上的中座；中座表面有一凸起的中座槽，槽内设置有能在轿厢和导轨间横向移动的卡锁板；中座槽侧面设置有中座销并开有中座槽孔，卡锁板侧面带有卡锁板销，从中座槽孔中伸出，中座销和卡锁板销间连接有拉簧，卡锁板初始状态为被固定在中座槽内，卡锁板销位于中座槽孔最接近轿厢的一端。

轿厢侧面对应初始状态卡锁板的位置设置有上下两块中座卡位块。

中座槽孔的长度为使得卡锁板向轿厢移动能插入两块中座卡位块之中，向相反方向移动能插入导轨异型孔中。

中座槽顶部连接有固定座，固定座内设置有固定座通孔，中座槽对应固定座通孔的位置开有固定孔，卡锁板顶部开有固定槽，固定座通孔内设置有锁舌、固定弹簧和电磁铁，固定弹簧为压缩弹簧，连接有钢丝绳，固定弹簧将锁舌向下顶住，锁舌穿过固定孔插入固定槽将卡锁板固定在中座槽内。

设置有一与光轴平行并穿过顶座、中座、底座的丝杆，底座底部设置有升降电机以及与之相连的蜗轮蜗杆减速机，丝杆从底座穿出，与蜗轮蜗杆减速机的输出蜗轮孔紧配；中座底部设置有燕尾槽，燕尾槽内悬挂有开合螺母滑块A和开合螺母滑块B；当开合螺母滑块A、B合并形成开合螺母时，与丝杆构成丝杆螺母传动副。

中座底部设置有向下凸出的支承板，开合螺母滑块在支承板一侧，靠近支承板的为开合螺母滑块A；开合螺母滑块A、B上部为倒燕尾，下部为方形，下部两侧分别设置有螺纹孔和通孔。

支承板相对开合螺母滑块A、B另一侧的中座底部固定有开合电机，开合电机通过开合减速机连接减速齿轮，减速齿轮与两旁的左、右开合齿轮啮合，设定靠近轿厢为右，靠近导轨为左；左开合齿轮紧配左螺杆，右开合齿轮紧配右螺杆，左、右螺杆穿过支承板，穿入开合螺母滑块A、B的通孔和螺纹孔中；开合螺母滑块A与左螺杆的配合孔为左螺纹孔，开合螺母块B与左螺杆的配合孔为左通孔；开合螺母块B与右螺杆的配合孔为右螺纹孔，开合螺母块A与右螺杆的配合孔为右通孔；左螺纹孔与右螺纹孔的螺纹旋向相反。

开合螺母滑块A、B上设置有接触感应开关。

电梯运行过程中轿厢失控时，电梯轿厢内乘客可以拉动急停拉绳，使得锁舌抬起，卡锁板在拉簧拉力作用下，向导轨弹出，插入异型孔内，将中座固定在导轨上，此时无论电梯是向下坠落还是向上冲顶，电梯轿厢都会经由上缓冲弹簧或下缓冲弹簧得到缓冲，最后恢复平衡并停止。

乘客进出电梯时，电梯轿厢突然下降或上升，将乘客夹在电梯门与楼层之间，此时电梯内乘客或被夹乘客拉动急停拉绳，可以使得电梯如上文所述恢复平衡并停止，同时电梯轿厢门侧面上下的光电感应开关感应到轿厢门未关闭有乘客被夹，从而启动开合电机使得开合螺母滑块A、B合并与丝杆形成丝杆螺母传动副；光电感应开关接通升降电机，旋转丝杆，带动轿厢上移或下降，使得轿厢与楼层间被夹乘客的空隙增大，乘客从而得以脱困被救。本发明构思合理，所设置的构造适于乘坐升降电梯轿厢的乘客自救。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为本发明图1的左视图；

图3为本发明图1的B部分局部放大图；

图4为本发明图3的剖视图；

图5为本发明图1隐藏导轨后的仰视轴测图

图6为本发明图1俯视图；

图7为本发明图1仰视图；

图8为本发明图1中座上部结构不带拉簧的轴测图；

图9为本发明图1中座上部结构带拉簧的轴测图；

图10为本发明图1中座下部结构的仰视轴测图；

图11为本发明开合螺母滑块A零件示意图；

图12为本发明开合螺母滑块B零件示意图；

图13为本发明开合螺母滑块A、B合并状态示意图；

图14为本发明工作状态流程图。

具体实施方式

附图标号说明：导轨1、异型孔1A、轿厢2、滚轮3、顶座4、中座5、底座6、卡锁板7、中座卡位块8、固定螺母9、光轴10、上缓冲弹簧11-1、下缓冲弹簧11-2、钢丝绳13、固定弹簧14、电磁铁15、锁舌16、左螺杆17、右螺杆18、开合螺母滑块A19、开合螺母滑块B20、丝杆21、升降电机22、蜗轮蜗杆减速机23、左开合齿轮24、减速齿轮25、右开合齿轮26、开合电机27、开合减速机28、中座销29、卡锁板销30、拉簧31、光轴孔32、中座槽33、中座槽孔34、固定座35、固定座通孔36、固定孔37、固定槽38、燕尾槽39、支承板40、左螺纹孔41、右螺纹孔42、左通孔43、右通孔44、接触感应开关45、丝杆孔48、上光电开关50、下光电开关51、急停拉绳52、急停拉绳开关53、中间继电器一54、中间继电器55二、中间继电器三56、中间继电器四58、复位开关57。

本发明在轿厢两侧作对称设置，在具体实施方式中仅以轿厢其中一侧的结构内容展开详细说明。

如图1、图2、图8所示，一种电梯应急安全装置，包括导轨1、轿厢2、滚轮3，轿厢2的顶部固定有顶座4，底部固定有底座5，顶座和底座分别连接有滚轮3，通过滚轮3使轿厢2沿导轨1移动；导轨1上设置有异型孔1A；在顶座4和底座6之间设置两根与轿厢2平行的光轴10，光轴10通过固定螺母9固定在顶座4和底座6上；另设一与顶座4和底座6平行的中座5，中座5两端设置有光轴孔32，光轴10穿过中座5的光轴孔32，使得中座5套在光轴10上，光轴10以中座5为界分别套有上缓冲弹簧11-1和下缓冲弹簧11-2，上、下缓冲弹簧为压缩弹簧或拉伸弹簧。

如图1、图3、图4、图8、图9所示，中座5表面有一凸起的中座槽33，槽内设置有能在轿厢2和导轨1间横向移动的卡锁板7，中座槽33侧面一端设置中座槽孔34，另一端与中座槽孔34平行的部位设置有中座销29，卡锁板7侧面带有卡锁板销30，从中座槽孔34中伸出，中座销29和卡锁板销30间设置有拉簧31。轿厢2侧面对应初始状态卡锁板7的位置设置有上下两块中座卡位块8。中座槽孔34的长度为使得卡锁板7向轿厢2移动能插入两块中座卡位快8之中，向导轨1移动能插入异型孔1A中。卡锁板7初始状态为被固定在中座槽33内，其中一端插入两块中座卡位块8之中，使得整个中座5被固定在轿厢2与光轴10上，不因惯性产生上下位移。

如图4所示，中座槽33顶部连接有固定座35，固定座35内设置有电磁铁15，固定座35内开有固定座通孔36，固定座通孔36内设置有锁舌16和固定弹簧14，钢丝绳13连接在锁舌16上；中座槽33顶部对应固定座通孔36的位置开有固定孔37，卡锁板7顶部设置有固定槽38，固定弹簧14为压缩弹簧，将锁舌16向下顶住，锁舌16穿过固定孔37插入卡锁板7顶部的固定槽38中，将卡锁板7固定在中座槽33内。

如图5、图6、图7所示，顶座4、中座5、底座6上分别设置有三个对应的丝杆孔48，设置有丝杆21穿过三个孔，与这三个孔为间隙配合；底座6底部设置有升降电机22以及与之相连的蜗轮蜗杆减速机23，丝杆21从底座6的丝杆孔48穿出，与蜗轮蜗杆减速机（23）输出蜗轮孔紧配。

如图5、图10-图13所示，中座5底部设置有向下凸出的支承板40，支承板40上靠近轿厢2一端有右螺杆孔，另一端为左螺杆孔；支承板40一侧的中座5底部设置有燕尾槽39，燕尾槽39内悬挂有开合螺母滑块A19和开合螺母滑块B20；靠近支承板40的为开合螺母滑块A19。开合螺母滑块上部为倒燕尾型，下部方型，下部两侧分别设置有螺纹孔和通孔，两块开合螺母滑块内部各为一半的内螺纹，当开合螺母滑块A和开合螺母滑块B合并时与丝杆21构成丝杆螺母传动副。

如图5、图10-图13所示，支承板40另一侧的中座5底部固定有开合电机27，开合电机27通过开合减速机28连接减速齿轮25，减速齿轮25与两旁的左、右开合齿轮啮合，设定靠近轿厢2为右，靠近导轨1为左；左、右开合齿轮的旋转方向相同，与减速齿轮25旋转方向相反，左开合齿轮24紧配左螺杆17，右开合齿轮26紧配右螺杆18；左右螺杆分别从对应的左右螺杆孔穿出；开合螺母滑块A19与左螺杆17的配合孔为左螺纹孔41，开合螺母滑块B20与左螺杆17的配合孔为左通孔43；开合螺母滑块B20与右螺杆18的配合孔为右螺纹孔42，开合螺母滑块A19与右螺杆18的配合孔为右通孔44；左螺纹孔41与右螺纹孔42的螺纹旋向相反。

如图1、图2、图8、图9所示，丝杆21总长度大于等于四倍异型孔1A间距，卡锁板7向导轨1方向弹出不能保证马上插入异型孔1A中，而是受到拉簧31拉力的作用，保持插入的趋势。

本发明在轿厢内除轿厢门外的三个侧面同一高度开槽，槽内设置有急停拉绳52，急停拉绳52连接急停拉绳开关53，急停拉绳开关53为双向拉绳开关。乘客在任一位置均可启动本发明装置。

本发明的工作原理如图14所示，分为以下几种情况。

工作原理一：当电梯轿厢失控下坠或冲顶。

方案一：拨动急停拉绳52，牵动急停拉绳开关53，急停拉绳开关53带动钢丝绳13，锁舌16受到钢丝绳13的拉动向上运动，卡锁板7脱离锁舌16的锁止，在拉簧31拉力的作用下，向导轨1方向弹出，直至插入导轨1的异型孔1A中，此时中座5被固定在导轨1上。轿厢2如果是下坠状态，顶座4与中座5间距离缩小，上缓冲弹簧11-1被压缩，最后达到平衡状态，轿厢2停止；轿厢2如果是上冲状态，底座6与中座5间距离缩小，下缓冲弹簧11-2被压缩，最后恢复平衡状态，轿厢2停止。

方案二：拨动急停拉绳52，牵动急停拉绳开关53，急停拉绳开关53接通电磁铁15得电产生磁吸力，磁吸力大于固定弹簧14的压力，将锁舌16向上吸起，卡锁板7脱离锁舌16的锁止，在拉簧31的作用下，向导轨1方向弹出，直至插入导轨1的异型孔1A中，此时中座5被固定在导轨1上。轿厢2如果是下坠状态，顶座4与中座5间距离缩小，上缓冲弹簧11-1被压缩，最后达到平衡状态，轿厢2停止；轿厢2如果是上冲状态，底座6与中座5间距离缩小，下缓冲弹簧11-2被压缩，最后恢复平衡状态，轿厢2停止。

工作原理二：当乘客进出轿厢时，轿厢突然下降或上升。

状态一：轿厢突然下降，乘客被夹在轿厢门顶部与楼层地板之间，拨动急停拉绳52牵动急停拉绳开关53动作，实行工作原理一的方案一或方案二，或方案一和方案二同时启动。急停拉绳开关53动作的同时，轿厢门上部的上光电开关50和下部的下光电开关51同时接通电源开始检测工作，乘客身体阻挡了上光电开关50的感应光，上光电开关50触发使得中间继电器一54线圈得电，中间继电器一54线圈得电两常开触点闭合，接通开合电机27反转电路，开合电机27反转，经开合减速机28传给减速齿轮25，带动与减速齿轮25啮合的左、右开合齿轮，左、右开合齿轮同向转动，左开合齿轮24通过左螺杆17驱动开合螺母滑块A19向丝杆21滑动，右开合齿轮26通过右螺杆18驱动开合螺母滑块B20向丝杆21滑动，当开合螺母滑块A、B合并与丝杆21形成丝杆螺母传动副时，接触感应开关45动作使开合电机27断电，开合螺母滑块A19和开合螺母滑块B20不再移动。

上光电开关50触发的同时使得中间继电器二55线圈得电两常开触点闭合，接通升降电机22正转电路，升降电机22正转经蜗轮蜗杆减速机23带动丝杆21正转，此时中座5已固定在导轨1上，开合螺母滑块A、B已拼合与丝杆21形成丝杆螺母传动副，丝杆21相对中座5向上位移，丝杆21产生的拉力经底座6将轿厢2向上推动，原处于轿厢门顶部与楼层地板之间的乘客被夹间隙变宽，乘客解脱被夹获得救助。

状态二：轿厢突然上升，乘客被夹在轿厢门底部与楼层天花板之间，拨动急停拉绳52牵动急停拉绳开关53动作，实行工作原理一的方案一或方案二，或方案一和方案二同时启动。急停拉绳开关53动作的同时，轿厢门上部的上光电开关50和下部的下光电开关51接通电源开始检测工作，乘客身体阻挡了下光电开关51的感应光，下光电开关51触发后使得中间继电器一54线圈得电，中间继电器一54线圈得电两常开触点闭合，接通开合电机27反转电路，开合电机27反转。此后形成丝杆螺母传动副的过程原理同状态一。

下光电开关51触发的同时使得中间继电器三56线圈得电两常开触点闭合，接通升降电机22反转电路，升降电机22反转经蜗轮蜗杆减速机23带动丝杆21反转，此时中座5已固定在导轨1上，开合螺母滑块A、B已拼合与丝杆21形成丝杆螺母传动副，丝杆21相对中座5向下位移，丝杆21产生的推力力经底座6将轿厢2向下推动，原处于轿厢门底部与楼层天花板之间的乘客被夹间隙变宽，乘客解脱被夹获得救助。

故障排除后可以按动复位开关57，中间继电器四58得电两常开点闭合，接通开合电机27正转电路，使开合电机27正传，使得开合螺母滑块A19、开合螺母滑块B20脱离丝杆21。

Claims (7)

1.一种电梯应急安全装置，包括导轨（1）、轿厢（2），轿厢（2）的顶部和底部分别设置有顶座（4）、底座（6），顶座（4）、底座（6）分别连接有滚轮（3），通过滚轮（3）使轿厢（2）沿导轨（1）移动，其特征在于：导轨（1）上设置有异型孔（1A）；顶座（4）和底座（6）之间设置有两根与轿厢（1）平行的光轴（10），光轴（10）上套有上缓冲弹簧（11-1）和下缓冲弹簧（11-2），上下缓冲弹簧间设置有套在光轴（10）上的中座（5）；中座（5）表面有一凸起的中座槽（33），槽内设置有能在轿厢（2）和导轨（1）间横向移动的卡锁板（7）；中座槽（33）侧面设置有中座销（29）并开有中座槽孔（34），卡锁板（7）侧面带有卡锁板销（30），从中座槽孔（34）中伸出，中座销（29）和卡锁板销（30）间连接有拉簧（31），卡锁板（7）初始状态为被固定在中座槽（33）内，卡锁板销（30）位于中座槽孔（34）最接近轿厢（2）的一端。

2.一种如权利要求1所述的电梯安全装置，其特征在于：轿厢（2）侧面对应初始状态卡锁板（7）的位置设置有上下两块中座卡位块（8）；中座槽孔（34）的长度为使得卡锁板（7）向轿厢（2）移动能插入两块中座卡位块（8）之中，向相反方向移动能插入异型孔（1A）中。

3.一种如权利要求2所述的电梯安全装置，其特征在于：中座槽（33）顶部连接有固定座（35），固定座（35）内设置有固定座通孔（36），中座槽（33）对应固定座通孔（36）的位置开有固定孔（37），卡锁板（7）顶部开有固定槽（38），固定座通孔（36）内设置有锁舌（16）、固定弹簧（14）和电磁铁（15），固定弹簧（14）为压缩弹簧，连接有钢丝绳（13），固定弹簧（14）将锁舌（16）向下顶住，锁舌（16）穿过固定孔（37）插入固定槽（38）将卡锁板（7）固定在中座槽（33）内。

4.一种如权利要求3所述的电梯安全装置，其特征在于：设置有一与光轴（10）平行并穿过顶座（4）、中座（5）、底座（6）的丝杆（21），底座（6）底部设置有升降电机（22）以及与之相连的蜗轮蜗杆减速机(23)，丝杆(21)从底座（6）穿出，与蜗轮蜗杆减速机（23）的输出蜗轮孔紧配；中座（5）底部设置有燕尾槽（39），燕尾槽（39）内悬挂有开合螺母滑块A（19）和开合螺母滑块B（20）；当开合螺母滑块A、B合并形成开合螺母时，与丝杆（21）构成丝杆螺母传动副。

5.一种如权利要求4所述的电梯安全装置，其特征在于：中座（5）底部设置有向下凸出的支承板（40），开合螺母滑块A、B在支承板（40）同侧，靠近支承板（40）的为开合螺母滑块A（19）；开合螺母滑块A、B上部为倒燕尾，下部为方形，下部两侧分别设置有螺纹孔和通孔。

6.一种如权利要求5所述的电梯安全装置，其特征在于：支承板（40）相对开合螺母滑块A、B另一侧的中座（5）底部固定有开合电机（27），开合电机（27）通过开合减速机（28）连接减速齿轮（25），减速齿轮（25）与两旁的左、右开合齿轮啮合，设定靠近轿厢（2）为右，靠近导轨（1）为左；左开合齿轮（24）紧配左螺杆（17），右开合齿轮（26）紧配右螺杆（18），左、右螺杆穿过支承板（40），穿入开合螺母滑块A、B的通孔和螺纹孔中；开合螺母滑块A（19）与左螺杆（17）的配合孔为左螺纹孔（41），开合螺母块B（20）与左螺杆（17）的配合孔为左通孔（43）；开合螺母块B（20）与右螺杆（18）的配合孔为右螺纹孔（42），开合螺母块A（19）与右螺杆（18）的配合孔为右通孔（44）；左螺纹孔（41）与右螺纹孔（42）的螺纹旋向相反。

7.一种如权利要求6所述的电梯安全装置，其特征在于：开合螺母滑块A、B上设置有接触感应开关（45）。