CN112125106B - 一种基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置，包括：凸轮机构，设置在轿厢顶部且其输入端与轿厢其中一轿厢门的上部对应并用于感应该轿厢门的启闭；机械锁定部件，设置在电梯井道对应轿厢导轨侧的区域且用于机械锁定轿厢；联动机构，其输入端与凸轮机构连接，输出端朝向机械锁定部件并可沿接近或远离机械锁定部件方向移动，由凸轮机构感应轿厢门的启闭，带动联动机构输出端移动并与机械锁定部件配合实现轿厢机械锁定或解除机械锁定；电气联锁开关与电梯控制系统电连接，并通过与联动机构的输出端接触或脱离来间接感应轿厢门的启闭。本方案实现从机械和电气两个方面防止轿厢在层站开门状态下移动，有效保护乘客在进出电梯门区时的安全。

Description

一种基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置

技术领域

本发明涉及特种设备安全保护装置技术领域，尤其是电梯安全保护装置技术领域，具体是涉及一种基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置。

背景技术

目前我国运营的电梯达六百多万部，电梯保有量、年销售量居世界第一，并且每年增量迅速，电梯行业快速发展，使得保证电梯运行安全成为首要任务之一。

电梯在乘客进出轿厢过程中出现开门走梯是一种极端危险的运行状态，是导致乘客被轿厢剪切、挤压等事故的主要诱因，直接影响到乘客的生命安全。针对电梯轿厢开门走梯的风险，GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》第1号修改单(2016年7月开始实施)中增加了电梯轿厢意外移动保护要求条款，要求在层门未被锁住且轿厢门未关闭时，对于电梯驱动主机失效或者电梯驱动控制系统的任何单一元件失效，所引起的轿厢意外移动，电梯应具有防止该移动或使移动停止的装置，而2016年7月前制造的电梯中几乎不具备防止轿厢意外移动保护功能。此外，目前已应用的轿厢意外移动保护装置的制停装置主要采用曳引机的制动器作为防止轿厢意外移动的制停装置，其存在以下两个问题：

(1)需要有对制动器的动作和制动力进行自监测的装置，在自监测周期期间，存在制动力不足的风险。

(2)无法制停由于曳引轮轮槽磨损或曳引钢丝绳添加润滑油过多等导致电梯的曳引条件发生变化的轿厢意外移动。

发明内容

针对上述现有轿厢意外移动保护装置的不足之处以及不具备轿厢意外移动保护装置的旧电梯，本发明提供一种基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置，该防剪切保护装置直接作用于轿厢，且由轿厢门的开合进行对应驱动，能够保证轿厢在层站开门状态和开关门期间轿厢机械锁定，从而防止乘客被轿厢意外移动剪切。

为了实现上述的技术目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置，设置在轿厢顶部和电梯井道内，轿厢上设有一对可启闭的中分轿厢门和驱动轿厢门启闭的轿厢门启闭机构，电梯井道内对应轿厢的两侧竖直设有一对轿厢导轨，该轿厢导轨通过若干导轨支撑架与电梯井道壁固定连接，轿厢上对应设有与轿厢导轨配合连接的轿厢导靴，所述的轿厢还连接有驱动其在电梯井道内升降的升降驱动机构，升降驱动机构由电梯控制系统控制，所述的防剪切保护装置包括：

凸轮机构，设置在轿厢顶部且其输入端与轿厢其中一轿厢门的上部对应并用于感应该轿厢门的启闭；

机械锁定部件，固定设置在电梯井道对应轿厢导轨侧的区域且用于机械锁定轿厢；

联动机构，设置在轿厢顶部，其输入端与凸轮机构的输出端连接，联动机构的输出端朝向机械锁定部件并可沿接近或远离机械锁定部件方向移动，由凸轮机构的输入端感应轿厢门的开启，带动联动机构的输出端沿接近机械锁定部件方向移动并配合实现轿厢机械锁定，由凸轮机构的输入端感应轿厢门的关闭，带动联动机构的输出端沿远离机械锁定部件方向移动并解除配合实现解除轿厢的机械锁定；

电气联锁开关，为自动复位的摆杆式行程开关，其与电梯控制系统电连接且设置在联动机构和机械锁定部件之间，由联动机构的输出端沿接近机械锁定部件方向移动时与联动机构的输出端接触而触发，由联动机构的输出端沿远离机械锁定部件方向移动时与联动机构的输出端脱离接触而自动复位，由此来间接感应轿厢机械锁定状态。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述的凸轮机构、机械锁定部件、联动机构和电气联锁开关均为一对，且一对凸轮机构分别与轿厢的两个轿厢门的上部一一对应并用于感应对应轿厢门的启闭；

一对机械锁定部件分别与一对凸轮机构一一对应且分别固定设置在电梯井道对应轿厢两侧轿厢导轨区域并用于机械锁定轿厢；

一对联动机构相对设置在轿厢顶部且分别与一对凸轮机构和一对机械锁定部件一一对应，联动机构的输入端与对应的凸轮机构输出端连接，联动机构的输出端朝向对应的机械锁定部件并可沿接近或远离对应机械锁定部件方向移动，由凸轮机构的输入端感应轿厢门的开启，带动联动机构的输出端沿接近机械锁定部件方向移动并配合实现轿厢机械锁定，由凸轮机构的输入端感应轿厢门的关闭，带动联动机构的输出端沿远离机械锁定部件方向移动并解除配合实现解除轿厢的机械锁定；

一对电气联锁开关与一对联动机构一一对应且均与电梯控制系统电连接，由联动机构的输出端沿接近机械锁定部件方向移动时与联动机构的输出端接触而触发，由联动机构的输出端沿远离机械锁定部件方向移动时与联动机构的输出端脱离接触而自动复位，由此来间接感应轿厢机械锁定状态。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述的凸轮机构包括：

导杆支座，固定在轿厢顶部，其上具有通孔且用于作为凸轮机构输出端的运动导路；

导杆，作为凸轮机构的输出端，可轴向滑动地穿置连接在导杆支座上，导杆的一端朝向凸轮机构对应的轿厢门上边缘，导杆的另一端与联动机构的输入端配合连接；

导轮，转动连接在导杆朝向轿厢门的末端；

移动凸轮，作为凸轮机构的输入端，固定在导杆一端对应的轿厢门上边缘，其靠近导杆的端面用于与导轮接触构成凸轮运动副，移动凸轮与导轮接触的端面包括水平段、弧形过渡段和台阶段，水平段通过弧形过渡段过渡到台阶段，实现凸轮机构的间歇运动特性，且台阶段位于移动凸轮远离另一轿厢门的一端；

约束件，设置在导杆上且位于导轮和导杆支座之间；

复位弹簧，套设在导杆上且位于约束件和导杆支座之间，其一端与导杆支座相抵，另一端与约束件相抵，复位弹簧通过约束件顶推导轮，使导轮与移动凸轮相抵，且由轿厢门的启闭，使导轮从移动凸轮的水平段过渡到台阶段或从台阶段过渡到水平段，带动导杆相对导杆支座轴向滑动。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述的联动机构包括：

固定支架，为一对且间隔设置在导杆无导轮端与对应的机械锁定部件之间；

齿轮轴支架，为倒90度U形结构且固定在靠近导杆无导轮一端的固定支架上，所述导杆的无导轮一端从齿轮轴支架的U形结构内穿过；

齿轮组，通过齿轮轴转动连接在齿轮轴支架的U形结构内，所述导杆的无导轮一端靠近齿轮组的一侧设有第一齿条，第一齿条作为联动机构的输入端与齿轮组啮合连接，通过导杆的轴向滑动带动齿轮组转动；

锁定销轴，作为联动机构的输出端，可水平滑动地穿置在所述固定支架上，所述固定支架对应设有供锁定销轴滑动的通孔，锁定销轴靠近导杆无导轮一端的端部设有第二齿条且通过第二齿条与齿轮组啮合连接，由齿轮组的转动带动锁定销轴的另一端沿接近或远离机械锁定部件方向移动。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述的电气联锁开关设置在靠近机械锁定部件的联动机构固定支架上。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述的齿轮组包括上下相对设置且径向中心均与齿轮轴穿置固定连接的第一齿轮和第二齿轮，所述导杆的无导轮一端通过第一齿条与第一齿轮啮合连接，所述锁定销轴靠近导杆无导轮一端的端部通过第二齿条与第二齿轮啮合连接，通过第一齿轮和第二齿轮的齿数设置，获得相应的传动比，以此控制锁定销轴的联动响应速度。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述轿厢的顶部还固定连接有横向设置的轿厢上横梁，所述联动机构的固定支架通过支撑板与轿厢上横梁固定连接。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述的轿厢导靴设置在轿厢上横梁的两端且分别与和其相近的轿厢导轨配合连接，轿厢通过导靴沿着轿厢导轨升降滑动，所述的机械锁定部件固定在靠近对应联动机构的轿厢导轨上，其具体包括：

若干锁定支撑架，由上至下间隔设置且固定在靠近对应联动机构的轿厢导轨上；

若干锁定板，与若干锁定支撑架一一对应且与对应的锁定支撑架固定连接，锁定板上竖直设置有用于与锁定销轴配合连接的锁定孔。

作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述的锁定销轴为圆杆结构，其设有第二齿条的端部一侧设有避让部且第二齿条在锁定销轴轴向上的投影位于锁定销轴圆杆结构的外周侧投影轮廓内，避免锁定销轴上的第二齿条与固定支架上供锁定销轴滑动的通孔运动干涉。

基于上述的硬件方案，本方案还相应提供了相应的防剪切方法，其大致为：

一种电梯轿厢防剪切方法，其包括上述所述的基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置，所述的电梯轿厢防剪切方法包括如下步骤：

凸轮机构获取轿厢门开启信号，联动机构与机械锁定部件配合从机械角度约束轿厢升降；电气联锁开关通过电梯控制系统从电气角度控制升降驱动机构停止驱动轿厢运行；

凸轮机构获取轿厢门关闭信号，联动机构与机械锁定部件解除配合(即解除对轿厢的机械锁定)，电气联锁开关自动复位后，电梯控制系统控制升降驱动机构恢复正常运行。

本方案装置在电梯停驻在层站打开轿厢门时，轿厢门能够带动凸轮机构动作，凸轮机构带动联动机构驱动锁定销轴插入到固定在轿厢导轨上的锁定板中，实现轿厢的机械锁定，锁定销轴在伸出的同时触发电气联锁开关动作，切断电梯控制系统的电气安全控制回路，从机械和电气两方面保证轿厢在层站开门状态以及开关门期间，轿厢不发生移动。同时，凸轮机构的间歇运动特性与联动机构的增大传动比功能相配合，实现轿厢门在刚打开时，凸轮机构的导杆不动作，直到打开一定距离时，凸轮机构的导杆开始动作，并带动联动机构的锁定销轴快速插入到机械锁定部件的锁定孔中，且在轿厢门后续打开过程中保持锁定销轴处于插入状态；同时，实现轿厢门在刚开始关闭过程中，凸轮机构的导杆不动作，联动机构的锁定销轴保持处于插入在机械锁定部件的锁定孔中，直到轿厢门即将完全关闭时，凸轮机构的导杆才动作，并带动锁定销轴从锁定孔中快速退回。

采用上述的技术方案，本发明与现有技术相比，其具有的有益效果为：本方案为基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置，其由轿厢门的启闭进行驱动，且防剪切保护装置直接作用于轿厢，无需其他复杂的动力驱动和控制，增加了可靠性，保证轿厢在层站开门状态以及开关门期间保持机械锁定，同时，通过电气联锁开关传递感应信号给电梯控制系统，使电梯控制系统控制升降驱动机构停止驱动轿厢运行，实现从机械和电气两个方面防止轿厢在层站开门状态以及开关门期间移动，从而保护乘客在进出电梯门区时的安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的简要实施结构之一的示意图；

图2是本发明一组凸轮机构、机械锁定部件、联动机构和电气联锁开关进行配合的简要示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述。特别指出的是，以下实施例仅用于说明本发明，但不对本发明的范围进行限定。同样的，以下实施例仅为本发明的部分实施例而非全部实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1或图2所示，本发明基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置，设置在轿厢1顶部和电梯井道内，轿厢1上设有一对可启闭的中分轿厢门11和驱动轿厢门11启闭的轿厢门启闭机构，电梯井道对应轿厢1的两侧竖直设有一对轿厢导轨2，该轿厢导轨2通过若干导轨支撑架21与电梯井道壁固定连接，轿厢1上对应设有与轿厢导轨2配合连接的轿厢导靴12，轿厢1通过导靴12沿着轿厢导轨2升降滑动，所述的轿厢1还连接有驱动其在电梯井道内升降的升降驱动机构，升降驱动机构由电梯控制系统控制，所述的防剪切保护装置包括：

凸轮机构3，设置在轿厢1顶部且其输入端与轿厢1其中一轿厢门11的上部对应并用于感应该轿厢门11的启闭；

机械锁定部件4，固定设置在电梯井道对应轿厢导轨2一侧的区域且用于机械锁定轿厢1；

联动机构5，设置在轿厢1顶部，其输入端与凸轮机构3输出端连接，联动机构的输出端朝向机械锁定部件4并可沿接近或远离机械锁定部件4方向移动，由凸轮机构3的输入端感应轿厢门11的开启，带动联动机构5的输出端沿接近机械锁定部件4方向移动并配合实现轿厢机械锁定，由凸轮机构3的输入端感应轿厢门11的关闭，带动联动机构5的输出端沿远离机械锁定部件4方向移动并解除配合实现解除轿厢机械锁定；

电气联锁开关6，为自动复位的摆杆式行程开关，其与电梯控制系统电连接且设置在联动机构5和机械锁定部件4之间，电气联锁开关6的摆杆61由联动机构5的输出端沿接近机械锁定部件4方向移动时与联动机构5的输出端接触而触发，摆杆61由联动机构5的输出端沿远离机械锁定部件4方向移动时与联动机构5的输出端脱离接触而自动复位，由此来间接感应轿厢1的机械锁定状态。

上述方案中，如果采用单侧机械锁定的方式，那么防剪切保护装置一旦受力将存在受力不均衡的情况，同时为了提高轿厢1机械锁定的可靠性，作为本方案的一种可能的较优实施方式，优选的，所述的凸轮机构3、机械锁定部件4、联动机构5和电气联锁开关6均为一对，且一对凸轮机构3分别与轿厢1的两个轿厢门11的上部一一对应并用于感应对应轿厢门11的启闭；

一对机械锁定部件4分别与一对凸轮机构3一一对应且分别固定设置在电梯井道对应轿厢1两侧轿厢导轨2区域并用于机械锁定轿厢1；

一对联动机构5相对设置在轿厢1顶部且分别与一对凸轮机构3和一对机械锁定部件4一一对应，联动机构5的输入端与对应的凸轮机构3输出端连接，联动机构的输出端朝向对应的机械锁定部件4并可沿接近或远离对应机械锁定部件4方向移动，由凸轮机构3的输入端感应轿厢门11的开启，带动联动机构5的输出端沿接近机械锁定部件4方向移动并配合实现轿厢机械锁定，由凸轮机构3的输入端感应轿厢门11的关闭，带动联动机构5的输出端沿远离机械锁定部件4方向移动并解除配合实现解除轿厢机械锁定；

一对电气联锁开关与一对联动机构一一对应且均与电梯控制系统电连接，电气联锁开关6的摆杆61由联动机构5的输出端沿接近机械锁定部件4方向移动时与联动机构5的输出端接触而触发，摆杆61由联动机构5的输出端沿远离机械锁定部件4方向移动时与联动机构5的输出端脱离接触而自动复位，由此来间接感应轿厢1的机械锁定状态。

即，通过将凸轮机构3、机械锁定部件4、联动机构5和电气联锁开关6均设置成一组的形式来分别对应感应一对轿厢门11的启闭，同时，通过一对机械锁定部件4来对应锁定轿厢1的两侧，进一步有力提高了轿厢1在层站停靠时的机械锁定可靠性。

为了便于对轿厢1的轿厢门11进行实时感应，作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述的凸轮机构3包括：

导杆支座31，固定在轿厢1顶部，其上具有通孔且用于作为导杆32的运动导路；

导杆32，作为凸轮机构3的输出端，可轴向滑动地穿置连接在导杆支座31上，导杆32的一端朝向凸轮机构3对应的轿厢门11上边缘，导杆32的另一端与联动机构5配合连接；

导轮33，转动连接在导杆32朝向轿厢门11的末端；

移动凸轮36，作为凸轮机构3的输入端，固定在导杆32一端对应的轿厢门11上边缘，其靠近导杆32的端面用于与导轮33接触构成凸轮运动副，移动凸轮36与导轮33接触的端面包括水平段363、弧形过渡段362和台阶段361，水平段363通过弧形过渡段362过渡到台阶段361，实现凸轮机构3的间歇运动特性，且台阶段361位于移动凸轮3远离另一轿厢门的一端；

约束件34，设置在导杆32上且位于导轮33和导杆支座31之间；

复位弹簧35，套设在导杆32上且位于约束件34和导杆支座31之间，其一端与导杆支座31相抵，另一端与约束件34相抵，复位弹簧35通过约束件34顶推导轮33，使导轮33与移动凸轮36相抵，且由轿厢门11的启闭，使导轮33从移动凸轮36的水平段363过渡到台阶段361或从台阶段361过渡到水平段363，带动导杆32相对导杆支座31轴向滑动，而为了稳定导杆32，使其滑动时不会出现大幅度的抖动，导杆支座31可以是一个较宽的支座件，也可以是一对支座件设置组成。

而在上述结构基础上，作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述的联动机构5包括：

固定支架51，为一对且间隔设置在导杆32无导轮33端与对应的机械锁定部件4之间；

齿轮轴支架52，为倒90度U形结构且固定在靠近导杆32无导轮33一端的固定支架51上，所述导杆32的另一端从齿轮轴支架52的U形结构内穿过；

齿轮组，通过齿轮轴53转动连接在齿轮轴支架52的U形结构内，所述导杆32的无导轮33一端靠近齿轮组的一侧设有第一齿条321，第一齿条321作为联动机构5的输入端与齿轮组啮合连接，通过导杆32的轴向滑动带动齿轮组转动；

锁定销轴56，作为联动机构5的输出端，可水平滑动地穿置在所述固定支架51上，所述固定支架对应设有供锁定销轴56滑动连接的通孔511，锁定销轴56靠近导杆32无导轮33一端的端部设有第二齿条561且通过第二齿条561与齿轮组啮合连接，由齿轮组的转动带动锁定销轴56的另一端沿靠近或远离机械锁定部件4方向移动。

而为了便于锁定销轴56滑动时，避免其与固定支架51发生摩擦干涉等问题，作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述的锁定销轴56为圆杆结构，其设有第二齿条561的端部一侧设有避让部且第二齿条561在锁定销轴56轴向上的投影位于锁定销轴56圆杆结构的外周侧投影轮廓内。

其中，为了提高锁定销轴56和导杆32的联动配合稳定性和精度，作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述的齿轮组包括上下相对设置且径向中心均与齿轮轴53穿置固定连接的第一齿轮54和第二齿轮55，所述导杆32的无导轮33一端通过第一齿条321与第一齿轮54啮合连接，所述锁定销轴56靠近导杆32无导轮33一端的端部通过第二齿条561与第二齿轮55啮合连接，通过第一齿轮54和第二齿轮55的齿数设置，获得相应的传动比，以此控制锁定销轴的联动响应速度。

而为了方便对电气联锁开关6进行固定，作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述的电气联锁开关6设置在靠近机械锁定部件4的固定支架51上。

在本实施例中，作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述轿厢1的顶部还固定连接有横向设置的轿厢上横梁13，而所述的联动机构5的固定支架51通过支撑板57与轿厢上横梁13固定连接，即通过支撑板57来固定联动机构。

在本方案结构下，作为一种较优的选择实施方式，优选的，所述的轿厢导靴12可以设置在轿厢上横梁13的两端且分别与和其相近的轿厢导轨2配合连接，轿厢1通过导靴12沿着轿厢导轨2升降滑动，所述的机械锁定部件4固定在靠近对应联动机构5的轿厢导轨2上，机械锁定部件4具体包括：

若干锁定支撑架41，分别固定在轿厢1停靠各层站时靠近对应联动机构5的轿厢导轨2上，该锁定支撑架41可以是一对上下相对的子支架构成，且锁定支撑架41对应设置在轿厢1停驻时的层站位置上部一侧并用于与对应的联动机构5配合；

若干锁定板42，与若干锁定支撑架41一一对应且与对应的锁定支撑架41固定连接，锁定板42上竖直设置有用于与锁定销轴56配合连接的锁定孔421，该锁定孔421优选为竖直设置的腰型孔。

基于上述的硬件方案，本实施例方案大致的防剪切保护方法如下：

一种电梯轿厢防剪切方法，包括如下步骤：

凸轮机构3获取轿厢门11开启信号，联动机构5与机械锁定部件4配合从机械角度约束轿厢1升降，电气联锁开关6通过电梯控制系统从电气角度控制升降驱动机构停止驱动轿厢1运行；

凸轮机构3获取轿厢门11关闭信号，联动机构5与机械锁定部件4解除配合(即解除对轿厢1的机械锁定)，电气联锁开关6自动复位后，电梯控制系统控制升降驱动机构恢复正常运行。

而作为本方案的具体机械动作原理流程，其具体如下：

轿厢1停驻在层站，轿厢门11处于完全打开状态时，联动机构5的锁定销轴56处于穿入到锁定板42的锁定孔421内，同时锁定销轴56位于锁定板42和固定支架51之间的部分与电气联锁开关6的摆杆61接触，触发电气联锁开关6动作，切断电梯安全控制回路。

当轿厢门11从完全打开状态下开始关闭时，固定在轿厢门11上边缘的移动凸轮36跟随轿厢门11的移动而相对与其接触的导轮33进行滑动，使移动凸轮36上的台阶段361逐步接近导轮33，导轮33在复位弹簧35的作用下始终保持与移动凸轮36接触，在轿厢门11即将完全关闭时，导轮33从移动凸轮36的水平段363通过弧形过渡段362滑上台阶段361，使得导杆32受台阶段361顶推而相对导杆支座31沿远离轿厢门11方向滑动，使得与导杆32上的第一齿条321啮合连接的第一齿轮54转动，带动一同固定在齿轮轴53上第二齿轮55转动，通过第二齿轮55与锁定销轴56上的第二齿条561啮合连接驱动锁定销轴56从锁定板42的锁定孔421中退出，并退回到固定支架51用于与锁定销轴56滑动配合的通孔511边缘，同时电气联锁开关6的摆杆61与锁定销轴56脱离接触，使得电气联锁开关6自动复位，电梯安全控制回路接通，同时验证了锁定销轴56的位置(即，验证锁定销轴56已从锁定孔421中退出，退回到固定支架51的通孔511边缘)。这样就从机械和电气两方面解除对轿厢1移动的限制。凸轮机构3的间歇运动特性与联动机构5的增大传动比功能相配合，实现轿厢门11在刚开始关闭过程中，凸轮机构3的导杆32不动作，联动机构5的锁定销轴56保持处于插入在机械锁定部件4的锁定孔421中，直到轿厢门11即将完全关闭时，凸轮机构3的导杆32才动作，并带动锁定销轴56从锁定孔421中快速退回。

当轿厢门11从完全关闭状态下开始打开时，固定在轿厢门11上边缘的移动凸轮36跟随轿厢门11的移动而相对与其接触的导轮33进行滑动，使移动凸轮36上的台阶段361逐步远离导轮33，导轮33在复位弹簧35的作用下始终保持与移动凸轮36接触，当轿厢门11刚打开一小段时，导轮33从移动凸轮36的台阶段361滑落到移动凸轮36的水平段363，使得导杆32受复位弹簧35顶推而相对导杆支座31沿接近轿厢门11方向滑动，使得与导杆32上的第一齿条321啮合连接的第一齿轮54转动，带动一同固定在齿轮轴53上第二齿轮55转动，通过第二齿轮55与锁定销轴56上的第二齿条561啮合连接驱动锁定销轴56从固定支架51的通孔511边缘位置向锁定板42方向移动并最终插入到锁定板42上的锁定孔421中，实现轿厢1机械锁定，锁定销轴56在伸出移动过程中，还与电气联锁开关6的摆杆61接触，触发电气联锁开关6动作，电梯安全控制回路断开，电梯电气制停，同时验证了锁定销轴56的位置(即，验证了锁定销轴56已插入到锁定孔421中)。此后轿厢门11继续打开，锁定销轴56保持插在锁定板42的锁定孔421中，这样从机械和电气两方面限制轿厢1在层站开门状态以及开关门期间的移动。凸轮机构3的间歇运动特性与联动机构5的增大传动比功能相配合，实现轿厢门11在刚打开时，凸轮机构3的导杆32不动作，直到打开一定距离时，凸轮机构3的导杆32开始动作，并带动联动机构5的锁定销轴56快速插入到机械锁定部件4的锁定孔421中，且在轿厢门11后续打开过程中保持锁定销轴56处于插入状态。

通过以上开关门过程分析，该基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置实现了轿厢在层站开门状态以及开关门期间从机械和电气两方面限制轿厢的移动，有效地保护了乘客的安全。

以上所述仅为本发明的部分实施例，并非因此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效装置或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置，设置在轿厢顶部和电梯井道内，轿厢上设有一对可启闭的中分轿厢门和驱动轿厢门启闭的轿厢门启闭机构，电梯井道对应轿厢的两侧竖直设有一对轿厢导轨，该轿厢导轨通过若干导轨支撑架与电梯井道壁固定连接，轿厢上对应设有与轿厢导轨配合连接的轿厢导靴，所述的轿厢有驱动其在电梯井道内升降的升降驱动机构，升降驱动机构由电梯控制系统控制，其特征在于，所述的防剪切保护装置包括：

凸轮机构，设置在轿厢顶部且其输入端与轿厢其中一轿厢门的上部对应并用于感应该轿厢门的启闭；

机械锁定部件，固定设置在电梯井道对应轿厢导轨侧的区域且用于机械锁定轿厢；

联动机构，设置在轿厢顶部，其输入端与凸轮机构的输出端连接，联动机构的输出端朝向机械锁定部件并可沿接近或远离机械锁定部件方向移动，由凸轮机构的输入端感应轿厢门的开启，带动联动机构的输出端沿接近机械锁定部件方向移动并配合实现轿厢机械锁定，由凸轮机构的输入端感应轿厢门的关闭，带动联动机构的输出端沿远离机械锁定部件方向移动并解除配合实现解除轿厢的机械锁定；

电气联锁开关，为自动复位的摆杆式行程开关，其与电梯控制系统电连接且设置在联动机构和机械锁定部件之间，由联动机构的输出端沿接近机械锁定部件方向移动时与联动机构的输出端接触而触发电气联锁开关动作，切断电梯安全控制回路，由联动机构的输出端沿远离机械锁定部件方向移动时与联动机构的输出端脱离接触而自动复位，使电梯安全控制回路接通，同时验证了锁定销轴的位置，由此来间接感应轿厢机械锁定状态；

其中，所述的凸轮机构包括：

导杆支座，固定在轿厢顶部，其上具有通孔且用于作为凸轮机构输出端的运动导路；

导杆，作为凸轮机构的输出端，可轴向滑动地穿置连接在导杆支座上，导杆的一端朝向凸轮机构对应的轿厢门上边缘，导杆的另一端与联动机构的输入端配合连接；

导轮，转动连接在导杆朝向轿厢门侧的末端；

移动凸轮，作为凸轮机构的输入端，固定在导杆一端对应的轿厢门上边缘，其靠近导杆的端面用于与导轮接触构成凸轮运动副，移动凸轮与导轮接触的端面包括水平段、弧形过渡段和台阶段，水平段通过弧形过渡段过渡到台阶段，实现凸轮机构的间歇运动特性，且台阶段位于移动凸轮远离另一轿厢门的一端；

约束件，设置在导杆上且位于导轮和导杆支座之间；

复位弹簧，套设在导杆上且位于约束件和导杆支座之间，其一端与导杆支座相抵，另一端与约束件相抵，复位弹簧通过约束件顶推导轮，使导轮与移动凸轮相抵，且由轿厢门的启闭，使导轮从移动凸轮的水平段过渡到台阶段或从台阶段过渡到水平段，带动导杆相对导杆支座轴向滑动；

另外，所述的联动机构包括：

固定支架，为一对且间隔设置在导杆无导轮端和对应的机械锁定部件之间；

齿轮轴支架，为倒90度U形结构且固定在靠近导杆无导轮一端的固定支架上，所述导杆的无导轮一端从齿轮轴支架的U形结构内穿过；

齿轮组，通过齿轮轴转动连接在齿轮轴支架的U形结构内，所述导杆的无导轮一端靠近齿轮组的一侧设有第一齿条，第一齿条作为联动机构的输入端与齿轮组啮合连接，通过导杆的轴向滑动带动齿轮组转动；

锁定销轴，作为联动机构的输出端，可水平滑动地穿置在所述固定支架上，所述固定支架对应设有供锁定销轴滑动的通孔，锁定销轴靠近导杆无导轮一端的端部设有第二齿条且通过第二齿条与齿轮组啮合连接，由齿轮组的转动带动锁定销轴的另一端沿接近或远离机械锁定部件方向移动；

所述的机械锁定部件固定在靠近对应联动机构的轿厢导轨上，机械锁定部件包括：

若干锁定支撑架，分别固定在轿厢停靠各层站时靠近对应联动机构的轿厢导轨上，该锁定支撑架由一对上下相对的子支架构成，且锁定支撑架对应设置在轿厢停驻时的层站位置上部一侧并用于与对应的联动机构配合；

若干锁定板，与若干锁定支撑架一一对应且与对应的锁定支撑架固定连接，锁定板上竖直设置有用于与锁定销轴配合连接的锁定孔，该锁定孔为竖直设置的腰型孔；

所述的电气联锁开关设置在靠近机械锁定部件的联动机构固定支架上。

2.如权利要求1所述的一种基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置，其特征在于，所述的凸轮机构、机械锁定部件、联动机构和电气联锁开关均为一对，且一对凸轮机构分别与轿厢的两个轿厢门的上部一一对应并用于感应对应轿厢门的启闭；

一对机械锁定部件分别与一对凸轮机构一一对应且分别固定设置在电梯井道对应轿厢两侧轿厢导轨区域并用于机械锁定轿厢；

一对联动机构相对设置在轿厢顶部且分别与一对凸轮机构和一对机械锁定部件一一对应，联动机构的输入端与对应的凸轮机构输出端连接，联动机构的输出端朝向对应的机械锁定部件并可沿接近或远离对应机械锁定部件方向移动，由凸轮机构的输入端感应轿厢门的开启，带动联动机构的输出端沿接近机械锁定部件方向移动并配合实现轿厢机械锁定，由凸轮机构的输入端感应轿厢门的关闭，带动联动机构的输出端沿远离机械锁定部件方向移动并解除配合实现解除轿厢的机械锁定；

一对电气联锁开关与一对联动机构一一对应且均与电梯控制系统电连接，由联动机构的输出端沿接近机械锁定部件方向移动时与联动机构的输出端接触而触发，由联动机构的输出端沿远离机械锁定部件方向移动时与联动机构的输出端脱离接触而自动复位，由此来间接感应轿厢机械锁定状态。

3.如权利要求1所述的一种基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置，其特征在于，所述的齿轮组包括上下相对设置且径向中心均与齿轮轴穿置固定连接的第一齿轮和第二齿轮，所述导杆的无导轮一端通过第一齿条与第一齿轮啮合连接，所述锁定销轴靠近导杆无导轮一端的端部通过第二齿条与第二齿轮啮合连接，通过第一齿轮和第二齿轮的齿数设置，获得相应的传动比，以此控制锁定销轴的联动响应速度。

4.如权利要求1所述的一种基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置，其特征在于，所述轿厢的顶部还固定连接有横向设置的轿厢上横梁，联动机构的一对固定支架通过支撑板与轿厢上横梁固定连接。

5.如权利要求4所述的一种基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置，其特征在于，所述的轿厢导靴设置在轿厢上横梁的两端且分别与和其相近的轿厢导轨配合连接。

6.如权利要求1所述的一种基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置，其特征在于，所述的锁定销轴为圆杆结构，其设有第二齿条的端部一侧设有避让部且第二齿条在锁定销轴轴向上的投影位于锁定销轴圆杆结构的外周侧投影轮廓内，避免锁定销轴上的第二齿条与固定支架上供锁定销轴滑动的通孔运动干涉。

7.一种电梯轿厢防剪切方法，其特征在于，其包括权利要求1至6之一所述的基于电梯轿厢门联动的防剪切保护装置，所述的电梯轿厢防剪切方法包括如下步骤：

凸轮机构获取轿厢门开启信号，联动机构与机械锁定部件配合从机械角度约束轿厢升降；电气联锁开关通过电梯控制系统从电气角度控制升降驱动机构停止驱动轿厢运行；同时，凸轮机构的间歇运动特性与联动机构的增大传动比功能相配合，实现轿厢门在刚打开时，凸轮机构的导杆不动作，直到打开一定距离时，凸轮机构的导杆开始动作，并带动联动机构的锁定销轴快速插入到机械锁定部件的锁定孔中，且在轿厢门后续打开过程中保持锁定销轴处于插入状态；

凸轮机构获取轿厢门关闭信号，联动机构与机械锁定部件解除配合，电气联锁开关自动复位后，电梯控制系统控制升降驱动机构恢复正常运行；同时，凸轮机构的间歇运动特性与联动机构的增大传动比功能相配合，实现轿厢门在刚开始关闭过程中，凸轮机构的导杆不动作，联动机构的锁定销轴保持处于插入在机械锁定部件的锁定孔中，直到轿厢门即将完全关闭时，凸轮机构的导杆才动作，并带动锁定销轴从锁定孔中快速退回。

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