CN109693986A - 防止电梯意外制动的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防止电梯意外制动的方法，所述电梯包括电梯制动控制装置，所述电梯制动控制装置包括制动组件以及控制单元，其特征在于，所述电梯还包括加速度检测单元，其用于检测轿厢的加速度信息并传输至所述控制单元；所述控制单元根据接收到的加速度信息改变电磁力的大小来保证制动块处于未制动状态应对电梯加速减速过程中由于惯性力所产生的误动作。

Description

防止电梯意外制动的方法

技术领域

本发明涉及一种电梯的控制方法，具体涉及一种防止电梯意外制动的方法。

背景技术

电梯启动与停止时，制动装置受到惯性力的作用，当加速度过大时会导致制动装置误动作。制动装置误动作会导致运行中的电梯轿厢急停，轿厢中的乘客将被困轿厢中，只能等待外部救援，影响电梯的正常运行。因此在电梯运行过程中应保证制动块位置相对固定。传统安全钳利用机械结构例如弹簧等作为防止误动作策略。电子式安全钳在电子控制信号控制下动作，对电梯轿厢或电梯平衡质量进行紧急制动，取代了传统安全钳机械式限速器、张紧轮和钢丝绳，但误动作的可能仍然存在。使用机械式防止误动作策略可以解决防止误动作的问题，但缺点是会在原有结构的基础上增加额外的结构，并且增加电磁作动器的负荷。

发明内容

本发明是鉴于上述现有技术中所存在的实际问题而作出的，本发明的目的在于，提供一种防止电梯意外制动的方法，该方法操作简单并不会引起制动装置误动作，从而保障轿厢内乘客的安全。

为实现上述目的，本发明提供一种防止电梯意外制动的方法，所述电梯包括电梯制动控制装置，所述电梯制动控制装置包括制动组件以及控制单元，其特征在于，所述电梯还包括加速度检测单元，其用于检测轿厢的加速度信息并传输至所述控制单元；所述控制单元根据接收到的加速度信息改变电磁力的大小来保证制动块处于未制动状态应对电梯加速减速过程中由于惯性力所产生的误动作。

优选地，每一组制动组件包括：

一支撑部件，用于支撑所述制动组件；

一制动块，包括制动面、被导向面、弹性连接面和自由运动面，所述制动面用于接触或分离电梯导轨对电梯制动或复位；

一引导块，包括导引面与连接面，所述导引面与所述制动块的被导向面摩擦接触从而使导引块与电梯导轨接触或分离，所述连接面与支撑部件固定连接；

一弹性储能元件，其与所述制动块的弹性连接面固定连接，所述弹性储能元件对于制动块产生的推压力或牵引力用于控制所述制动块的位置和运动方向；

至少一组制动组件包括：一电磁作动器，用于接收所述控制单元的电子信号并产生电磁作用力控制制动块的位置以及运动方向。

优选地，所述方法包括以下步骤：

当轿厢加速度为零时，控制单元使电磁力控制在正常状态；

当轿厢加速度向上时，控制单元使电磁作动器的电磁力减小；

当轿厢加速度向下时，控制单元使电磁作动器的电磁力增大。

优选地，所述电磁作动器设置在制动块的被导向面和引导块的导引面之间，所述电磁作动器包括可动部和固定部。

优选地，控制单元根据接收到的加速度信息用以下公式来改变电磁力的大小：

F_D·cosα＝[k(x-x₀)-ma-mg]·cosθ

式中，F_D为电磁作动器作用于制动块的电磁力，k为弹性元件的弹性系数，x为弹性储能元件压缩后的长度，x₀为弹性储能元件的原长，m为制动块与电磁作动器可动部分的总质量，a为电梯轿厢运行加速度，θ为制动块制动面与导向面的夹角，α为电磁力作用方向与导向面之间的夹角。

优选地，所述电磁作动器为音圈电机，所述音圈电机的一端与所述支撑部件固定连接，另一端与所述制动块的弹性连接面固定连接，所述音圈电机用于接收所述控制单元的电子信号并产生电磁作用力控制制动块的位置以及运动方向。

优选地，控制单元根据接收到的加速度信息用以下公式来改变电磁力的大小：

F_D·cosα＝[k(x-x₀)-ma-mg]·cosθ

式中，FD为电磁作动器作用于制动块的电磁力，k为弹性元件的弹性系数，x为弹性储能元件压缩后的长度，x₀为弹性储能元件的原长，m为制动块的质量，a为电梯轿厢运行加速度，θ为制动块制动面与导向面的夹角，α为电磁力作用方向与导向面之间的夹角。

优选地，所述音圈电机包括：

电机外壳；

电枢骨架，设置在所述电机外壳中，所述电枢骨架上设置有线圈；

环形磁铁，固定设置在电机外壳内壁上，用以使电机外壳产生磁场；

在线圈通电时电枢骨架、线圈及所述电机外壳产生的磁场配合产生电磁作用力以控制制动块的位置以及运动方向。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是使用本发明的防止电梯意外制动的方法的电梯的示意图。

图2是本发明的防止电梯意外制动的方法中的电磁作动器一种布置方式制动组件未制动状态的示意图。

图3是本发明的防止电梯意外制动的方法中的电磁作动器一种布置方式制动组件制动状态的示意图。

图4是本发明的防止电梯意外制动的方法中的电磁作动器另一种布置方式。

图5是本发明的防止电梯意外制动的方法中的制动组件制动控制示意图。

图6是本发明的防止电梯意外制动的方法的制动块受力情况示意图。

图7是本发明的防止电梯意外制动的方法的电梯运行速度-时间示意图。

图8是本发明的防止电梯意外制动的方法的一种实施例的流程图。

图9是本发明的防止电梯意外制动的方法的另一种实施例的流程图。

图10是本发明的防止电梯意外制动的方法的控制示意图。

附图标记说明：

1 轿厢 10 电梯

1a 上部导向件 1b 下部导向件

2 导轨 20 运行通道

3 电梯制动控制装置 30 制动组件

31 制动块

32 支撑框架 32a 框架上板

33 弹性元件

35 引导块

36 弹性体

4 检测单元

5 传输单元

8 电磁作动器

8a 电磁作动器可动部 8b 电磁作动器固定部

9 控制单元

具体实施方式

如图1所示，本发明具有电梯制动控制装置3的电梯10，包括轿厢1，轿厢1的运行通道20内固定设置有T型导轨2，轿厢1活动设置于T型导轨2内，轿厢1能够沿着T型导轨2上下运行；轿厢1的上部和下部分别设置有导向件1a和1b。

如图2所示，为电磁作动器的一种布置形式，电梯制动控制装置3包括制动组件30，所述制动组件包括制动块31，制动块31设置于导轨2的一侧，制动块31的制动面(即靠近导轨2的正面)与导向面(即远离导轨2的背面)之间形成一夹角θ，以使制动块31呈楔形(即制动块31的导向面为斜面)；制动块31的制动面与导轨2的侧面平行，制动块31的导向面与导轨2的侧面之间形成一夹角θ。

引导块35通过弹性体36固定连接支撑框架32；支撑框架32与轿厢1固定连接；制动块31通过弹性元件与支撑框架32相连；作动器8用于保持制动块31的位置和限制其运动方向；弹性体36能够使制动块31产生对导轨2的压紧力。

电磁作动器8由可动部8a和固定部8b组成，8a固定地安装在制动块31的导向面(即远离导轨2的背面)，8b固定地安装在引导块35的靠近制动块31的侧面上。

引导块35与作动器固定部8b的接触面为斜面，该斜面的倾斜角度与制动块31的导向面相配合，以保证制动块31的制动面与导轨2的侧面平行。

可以在导轨2的两侧分别设置有制动组件30，即导轨2的每个侧面分别对应设置一制动块31；也可以仅在导轨2的一侧设置制动组件30，即导轨2的其中一个侧面设置制动块31。

电梯制动控制装置3还设有与支撑框架相固接的弹性元件33，其一端与支撑框架固接，另一端与制动块31固定连接，该弹性元件33对于制动块31产生的推压力或牵引力用于控制所述制动块31的位置和运动方向。

电梯制动控制装置3还包括控制单元9，其根据电梯轿厢1信息以电子信号控制所述制动组件30；并依靠电磁作动力使制动组件30对电梯制动、复位及调整。

图2为电梯制动控制装置3在未动作状态下的示意图，此时制动块31的制动面与导轨2之间存在间隙，制动块31的位置保持通过控制单元9的反馈控制实现。

当制动块31需要向靠近框架上板32a的方向运动时，作动器8产生推动制动块31运动的电磁力，与弹性元件33的弹力一起推动制动块31沿着导轨2相对于支撑框架32向上运动(制动块31相对于导轨2仍保持向下运动)，使制动块31与导轨2之间的间隙逐渐减小直至制动块31与导轨2接触并产生滑动摩擦力。由于制动块31相对于导轨2向下运动，制动块31与导轨2之间的滑动摩擦力方向向上，该滑动摩擦力使制动块31运动的方向为靠近框架上板32a方向，直至制动块31接触到框架上板32a；图3示出了制动块接触到上板32a时的情形。此制动块31靠近框架上板32a的过程中，滑动摩擦力逐渐增大，该制动力通过支撑框架32的框架上板32a传递给轿厢1，从而对轿厢1实现减速制动。

在制动结束后，电梯轿厢1恢复正常运行前需要将电梯制动控制装置3从制动状态(图3所示)恢复到正常工作状态(图2所示)，在此过程中，轿厢1略向上运行，制动块31在电磁作动器的作用下，克服弹性元件33的弹力向远离框架上板32a的方向运行，直至制动块31到达预期位置。

图4所示为电磁作动器的另一种布置形式，电磁作动器8安装在制动块31与框架32之间，电磁作动器8的一端与制动块31的弹性连接面连接，另一端与框架32连接。

当制动块31需要向靠近框架上板32a的方向运动时，电磁作动器8产生推动制动块31运动的电磁力，与弹性元件33的弹力一起推动制动块31沿着导轨2相对于支撑框架32向上运动(制动块31相对于导轨2仍保持向下运动)，使制动块31与导轨2之间的间隙逐渐减小直至制动块31与导轨2接触并产生滑动摩擦力。由于制动块31相对于导轨2向下运动，制动块31与导轨2之间的滑动摩擦力方向向上，该滑动摩擦力使制动块31运动的方向为靠近框架上板32a方向，直至制动块31接触到框架上板32a；图3示出了制动块接触到上板32a时的情形。此制动块31靠近框架上板32a的过程中，滑动摩擦力逐渐增大，该制动力通过支撑框架32的框架上板32a传递给轿厢1，从而对轿厢1实现减速制动。

图5示出了本发明的电梯制动防误动作装置的一种控制示意图，电梯10的检测单元4检测轿厢1的加速度信息，将加速度信息通过传输单元5传输到控制单元9，控制单元9对这些信息进行判断，并根据加速度，改变电磁力的大小以保证制动块处于图2所示的未动作状态位置，应对电梯加速减速过程中由于惯性力所产生的误动作。

图6所示为制动块的受力情况，根据电磁作动器对制动块的电磁力，弹性储能元件对制动块的弹力以及引导块对制动块的正压力，并将力沿导向面方向进行分解，得出

F_D·cosα＝[k(x-x₀)-ma-mg]·cosθ 式(1)；

式中，FD为电磁作动器8作用于制动块31的电磁力，k为弹性元件33的弹性系数，x为弹性储能元件33的长度，x₀为弹性储能元件33的原长，m为制动块31与电磁作动器可动部分8a的总质量，a为电梯轿厢1运行加速度，θ为制动块31制动面与导向面的夹角，α为电磁力作用方向与导向面之间的夹角。如图2所示的案例中，α＝0，则F_D＝[k(x-x₀)-ma-mg]·cosθ式(2)；如图4所示的案例中，α＝θ，则F_D＝[k(x-x₀)-ma-mg] 式(3)。

当电梯处于加速或减速状态时，制动块会受到惯性力的作用向上运动，接触导轨，产生误动作。因此，式(1)建立了电磁作动器8电磁力与电梯轿厢1加速度之间的关系。电梯在运行过程中，制动块31需保持在未动作状态位置，则电磁力的大小需要随加速度进行改变。当加速度为零时，电磁力为正常状态；当加速度向上时，电磁力减小；当加速度向下时，电磁力增大。本发明利用控制单元根据采集到的加速度信息或预先输入电梯加速与减速时的加速度曲线，对电磁作动器电磁力的大小进行改变。

如图7所示为电梯运行速度曲线。图8为电梯向上运动的一种实施例，以向上运动为例，启动阶段电梯加速向上，则减小电磁作动器8电磁力的大小，使制动块保持在未动作状态；匀速阶段使电磁作动器8电磁力恢复到正常状态，而停止阶段加速度向下，则可以增大电磁作动器8电磁力的大小，同样使制动块保持在未动作状态。本发明根据该电梯运行过程中的加速度对电磁作动器电磁力进行调整，防止制动装置误动作，减小电磁作动器的消耗。

图9为电梯向下运动的一种实施例，启动阶段电梯加速向下，则减小电磁作动器8电磁力的大小，匀速阶段使电磁作动器8电磁力恢复到正常状态，而停止阶段加速度向上，则可以增加电磁作动器8电磁力的大小。

图10示出了本发明的电梯制动防误动作装置的另一种控制示意图。轿厢的检测单元4检测电梯运行的位置、加速度等信息，通过传输单元5传输至控制单元9，判断电梯是否处于正常运行状态。再通过电磁作动器8的检测单元检测可动部8a相对于固定部8b的相对位置。如果电梯正常运行的过程中，可动部分8a相对于固定部分8b产生位移，当位移超出预先设定的阈值，则认为发生故障，进入故障应对模式。当产生位移但没有超出预先设定的阈值，则时电磁作动器输出相当于原来2倍的电磁力，直至可动部分回到正常位置。

Claims (8)

1.一种防止电梯意外制动的方法，所述电梯包括电梯制动控制装置，所述电梯制动控制装置包括制动组件以及控制单元，其特征在于，所述电梯还包括加速度检测单元，其用于检测轿厢的加速度信息并传输至所述控制单元；所述控制单元根据接收到的加速度信息改变电磁力的大小来保证制动块处于未制动状态应对电梯加速减速过程中由于惯性力所产生的误动作。

2.如权利要求1所述的防止电梯意外制动的方法，其特征在于，

每一组制动组件包括：

一支撑部件，用于支撑所述制动组件；

一制动块，包括制动面、被导向面、弹性连接面和自由运动面，所述制动面用于接触或分离电梯导轨对电梯制动或复位；

一引导块，包括导引面与连接面，所述导引面与所述制动块的被导向面摩擦接触从而使导引块与电梯导轨接触或分离，所述连接面与支撑部件固定连接；

一弹性储能元件，其与所述制动块的弹性连接面固定连接，所述弹性储能元件对于制动块产生的推压力或牵引力用于控制所述制动块的位置和运动方向；

至少一组制动组件包括：一电磁作动器，用于接收所述控制单元的电子信号并产生电磁作用力控制制动块的位置以及运动方向。

3.如权利要求2所述的防止电梯意外制动的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

当轿厢加速度为零时，控制单元使电磁力控制在正常状态；

当轿厢加速度向上时，控制单元使电磁作动器的电磁力减小；

当轿厢加速度向下时，控制单元使电磁作动器的电磁力增大。

4.如权利要求3所述的防止电梯意外制动的方法，其特征在于，所述电磁作动器设置在制动块的被导向面和引导块的导引面之间，所述电磁作动器包括可动部和固定部。

5.如权利要求4所述的防止电梯意外制动的方法，其特征在于，控制单元根据接收到的加速度信息用以下公式来改变电磁力的大小：

F_D·cosα＝[k(x-x₀)-ma-mg]·cosθ

式中，F_D为电磁作动器作用于制动块的电磁力，k为弹性元件的弹性系数，x为弹性储能元件压缩后的长度，x₀为弹性储能元件的原长，m为制动块与电磁作动器可动部分的总质量，a为电梯轿厢运行加速度，θ为制动块制动面与导向面的夹角，α为电磁力作用方向与导向面之间的夹角。

6.如权利要求3所述的防止电梯意外制动的方法，其特征在于，所述电磁作动器为音圈电机，所述音圈电机的一端与所述支撑部件固定连接，另一端与所述制动块的弹性连接面固定连接，所述音圈电机用于接收所述控制单元的电子信号并产生电磁作用力控制制动块的位置以及运动方向。

7.如权利要求6所述的防止电梯意外制动的方法，其特征在于，控制单元根据接收到的加速度信息用以下公式来改变电磁力的大小：

F_D·cosα＝[k(x-x₀)-ma-mg]·cosθ

式中，F_D为电磁作动器作用于制动块的电磁力，k为弹性元件的弹性系数，x为弹性储能元件压缩后的长度，x₀为弹性储能元件的原长，m为制动块的质量，a为电梯轿厢运行加速度，θ为制动块制动面与导向面的夹角，α为电磁力作用方向与导向面之间的夹角。

8.如权利要求7所述的防止电梯意外制动的方法，其特征在于，所述音圈电机包括：

电机外壳；

电枢骨架，设置在所述电机外壳中，所述电枢骨架上设置有线圈；

环形磁铁，固定设置在电机外壳内壁上，用以使电机外壳产生磁场；

在线圈通电时电枢骨架、线圈及所述电机外壳产生的磁场配合产生电磁作用力以控制制动块的位置以及运动方向。