具有監測并防止轎廂意外移動和失控的電梯系統的制作方法

本發明屬于電梯技術領域，特別是涉及一種監測并防止轎廂意外移動的電梯系統及其控制方法。

背景技術：

電梯在平層時，其停止主要是通過制動器的摩擦片夾緊剎車盤或者制動輪產生摩擦力來保持的。但是由于目前的摩擦片的摩擦系數容易受使用環境的影響，當摩擦片表面有油或者摩擦片磨損嚴重時，制動器的摩擦力就會降低，如果制動器摩擦力產生的制動力矩低于電梯兩端的不平衡力矩，電梯就會產生意外移動。

電梯在正常運行中會遇到編碼器信號丟失、曳引條件不足等等原因導致電梯無法正常運行，產生了失速、加減速度超標等情況，可能會導致嚴重后果。

目前對于電梯運行情況的監測有采取雙編碼器、增加距離傳感器等方式，這種間接的方式始終不能直接了解到電梯轎廂的狀態，而是始終監測的是曳引機的狀態，很多情況下意外的發生不只是曳引機的故障造成的。此外，轎廂發生意外后，現有的保護措施往往采取一到兩種，或者控制曳引機，或者通過牽引帶夾持器、夾軌器制動，但還是經常有機毀人亡的事故經媒體報道，所以，現有的保護措施是不夠的。

電梯在產生故障后，大多數都是在轎內轎外顯示板上顯示故障代碼，而乘客無法理解這些代碼的含義，有時會不知所措，維修人員也很難在第一時間得到準確訊息。

技術實現要素：

發明目的：本發明提供一種具有監測并防止轎廂意外移動和失控的電梯系統及其控制方法，其目的在于如何精確地檢測轎廂的異常情況，同時也為事故發生前提供更多層次的保障。

技術方案：

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種具有監測并防止轎廂意外移動和失控的電梯系統，其特征在于：該系統主要由控制器、曳引機、牽引帶、光電傳感器、轎廂、牽引帶夾持器、夾軌器和警報器組成，設置在牽引帶相對位置上的光電傳感器通過線路與控制器連接，控制器控制曳引機、牽引帶夾持器、夾軌器和報警器，曳引機和牽引帶夾持器可作用于牽引帶，牽引帶用于提升和牽引轎廂，同時，夾軌器固定于轎廂且與導軌相對滑動并能夾持導軌制停轎廂。

所述的牽引帶整體截面為扁平狀，表面有顏色交替的光感涂層，每個色塊的光感涂層沿牽引帶縱軸的寬度相等且這個寬度大于電梯平層保持精度。

所述牽引帶起于繩頭組合并固定，繞過對重的對重滑輪、導向輪，掛在曳引輪上，再繞過轎廂滑輪，止于另一套繩頭組合并固定；曳引輪、對重滑輪及轎廂滑輪的中心線與導軌中心線對齊。

所述的牽引帶夾持器上設有相對的基部靜板和外側靜板，它們通過固定螺栓固定；外側靜板內形成一個凹槽，在凹槽內設有一個動板，在外側靜板和動板之間的內部設有電磁線圈和彈簧，動板上設有動板夾持片，基部靜板上設有靜板夾持片，動板夾持片和靜板夾持片相對設置。

一種如上所述的具有監測并防止轎廂意外移動和失控的控制方法，其特征在于：該方法按如下步驟進行：

（1）首先通過光電傳感器收集牽引帶的運動狀態，并將信號傳遞給控制器；

（2）控制器將光電傳感器傳遞過來的信號與曳引機執行的信號進行對比判斷，當控制器判斷到光電傳感器傳遞過來的信號與曳引機執行的信號產生偏差時；

或轎廂產生意外移動，控制器判斷到光電傳感器收集到牽引帶傳遞的光學信號交替變化的次數與曳引機執行的信號產生偏差；

或轎廂產生失控，在加減速和額定速度運行中，控制器判斷到光電傳感器收集到牽引帶傳遞的光學信號交替變化的次數和頻率與正常指令產生偏差；

（3）控制器發出保護指令給曳引機、牽引帶夾持器和夾軌器，曳引機得到控制器發出的保護指令后執行停機指令，牽引帶夾持器和夾軌器得到控制器發出的保護指令后執行夾持動作來制停轎廂，這樣，該控制方法實現三個保護動作同時進行，會在轎廂意外移動或者失控的瞬間使轎廂安全的停下來。

所述控制器在判斷到光電傳感器傳遞過來的信號與曳引機執行的信號產生偏差的狀態時，意外移動和轎廂運動狀態包括靜止和移動狀態；移動狀態下包括加速度、減速度和勻速三種狀態。

優點及效果：通過本發明的實施，能夠精確地檢測到轎廂的運行狀態，使維修人員第一時間確定故障的信息，并且三重保護的同時實施，保證轎廂的運行安全。

附圖說明：圖1為本發明的主要結構示意圖；

圖2為本發明帶有光感涂層的牽引帶結構示意圖；

圖3為本發明牽引帶布置方式示意圖；

圖4為本發明牽引帶夾持器的結構示意圖。

具體實施方式：

本發明一種具有監測并防止轎廂意外移動和失控的電梯系統，其特征在于：該系統主要由控制器、曳引機、牽引帶、光電傳感器、轎廂、牽引帶夾持器、夾軌器和警報器組成，設置在牽引帶相對位置上的光電傳感器通過線路與控制器連接，控制器控制曳引機、牽引帶夾持器、夾軌器和報警器，曳引機和牽引帶夾持器可作用于牽引帶，牽引帶用于提升和牽引轎廂，同時，夾軌器固定于轎廂且與導軌相對滑動，見附圖1所示。

以往的傳感器始終監測的是曳引機的狀態，這種間接的方式不能直接了解到電梯轎廂的情況，而很多情況下意外的發生不只是曳引機的故障造成的。本發明是以監測牽引帶為實時跟蹤對象，在牽引帶1的表面設有顏色交替的光感涂層2，通過光電傳感器對光感涂層的監測，就實現了直接監測了轎廂的監測。

每個色塊的光感涂層沿牽引帶縱軸的寬度相等且這個寬度大于電梯平層保持精度。即：每個色塊的縱向寬度是相等的，并且這個寬度值可以在一定范圍內，這個范圍就是寬度值大于電梯的平層保持精度。電梯平層保持精度是電梯國標中的專業術語，是指電梯在平層的時候有人員進出，牽引帶有伸縮現象，伸縮不能超過這個電梯平層保持精度才算合格的一個參數。本發明對寬度的設置，就是避免該系統會誤報警，誤動作，一定要等到轎廂移動的距離超過了國家標準距離之后才馬上報警動作，要不然的話電梯有人進去，有人出來都會隨時報警報錯的。見附圖2所示，標注1為牽引帶，2為光感涂層。

該監測并防止轎廂意外移動和失控的電梯系統是離不開牽引帶1的纏繞方式或電梯井的布置方式的，也就是說，該牽引帶的纏繞方式或電梯井的布置方式為該系統實現發明目的提供了技術保障。如圖3所示，圖中的標注是3.對重，4.對重滑輪，5.導向輪，6.繩頭組合，7.曳引機，8.曳引輪，9.控制柜，10.導軌，11.轎廂滑輪，12.牽引帶夾持器，13.光電傳感器，14.轎廂，15夾軌器。

所述牽引帶1起于繩頭組合6并固定，繞過對重3的對重滑輪4、導向輪5，掛在曳引輪8上，再繞過轎廂滑輪11，止于另一套繩頭組合6并固定；曳引輪8、對重滑輪4、導向輪5及轎廂滑輪11的中心線一定導軌10中心線對齊。

以往的曳引輪節徑至少達到320mm，那么電梯的驅動單元曳引機的尺寸受到牽制，無法做到體積小，重量輕。通過對電梯井的合理布置，滿足了驅動單元曳引機的尺寸受到牽制的問題，同時在防止和減少轎廂發生意外移動和失控方面提供更高的保護措施，能夠解決電梯系統在轎廂發生意外移動和失控的瞬間完成制動動作，使得轎廂內人員能夠安全的撤離。

曳引輪8、導向輪5、對重滑輪4及轎廂滑輪11的中心線與導軌10中心線對齊，這一點非常重要，如此可以保證電梯在上下運行時與導軌產生最小的摩擦力，也避免了摩擦產生的噪聲和振動，減少了轎廂意外移動和失控的情況，也減少了因為摩擦帶來更多的能耗。

光電傳感器13、牽引帶夾持器12可以設置在牽引帶1的任意位置，夾軌器15設置在導軌10與轎廂14之間且固定于轎廂14。控制器設置在控制柜9內。

以往制停轎廂的設備都會出現一些延時，難免會對轎廂內乘客造成驚慌和恐懼，甚至造成更嚴重的人身傷害。提供一種有效的牽引帶夾持器是本系統實現三重保護措施的另一個關鍵所在。

見圖4所示的牽引帶夾持器，圖中標注：凸起16，靜板夾持片17，基部靜板18，導向滑輪19，牽引帶1，空心螺栓20，動板21，外側靜板22，固定螺栓23，電磁線圈24，彈簧25，手動松閘機構26，動板夾持片27。

該夾持器設有相對設置的基部靜板18和外側靜板22，它們通過固定螺栓23固定；外側靜板22內形成一個凹槽，在凹槽內設有一個動板21，動板21通過空心螺栓20與固定螺栓23隔開，可以在凹槽內上下移動。在外側靜板22和動板21之間的內部設有電磁線圈24和彈簧25，電磁線圈24通過線路與外部的控制器相連，能夠接收控制器發來的信號指令。動板21上設有動板夾持片27，基部靜板18上設有靜板夾持片17，動板夾持片27和靜板夾持片17相對設置。

所述的靜板夾持片17和動板夾持片27表面設置為若干個圓弧形的凸起16，且該凸起為交錯互補位置。這種犬牙交錯的設置結構，是為該夾持裝置能夠更好地夾住扁平復合帶而設計的特殊結構。當電梯存在異常情況時，控制器給予此夾持器指令，電磁線圈24失電，電磁力喪失，動板21被彈簧25推向基部靜板18，靜板夾持片17與動板夾持片27將牽引帶1牢牢地夾持住。

這樣，本發明的主要結構配置完畢。

控制器發送指令給曳引機，曳引機與牽引帶產生牽引力驅動轎廂運動，光電傳感器收集牽引帶傳遞過來的光學信號轉化成電信號再傳遞回去給控制器。當控制器將得到的光電傳感器信號與發送給曳引機的信號進行對比產生偏差后，控制器會發出保護指令，曳引機得到指令將斷電保護，牽引帶夾持器和夾軌器將執行夾持動作，三個保護動作同時進行，會在轎廂意外移動或者失控的瞬間使轎廂安全的停下來，同時控制器還會給指令到警報器，警報器會發出聲音信號提醒乘客電梯故障，引導乘客快速有序的撤離并警告外部乘客不得進入故障電梯內，警報器還會發出光信號，警示內外乘客，警報器還會發出電信號，第一時間通過通訊網絡通知專業人員盡快前來維修。

在開門狀態下，如果轎廂產生了意外移動，超過了電梯的平衡保持精度的距離，光電傳感器會收到牽引帶上顏色交替變化的信號。信號被傳遞給控制器，控制器對比信號得到了轎廂產生意外的結論。

在加減速和額定速度運行中也是一樣，光電傳感器就通過牽引帶傳遞的光學信號的數量和頻率傳遞給控制器，控制器將信號轉化為速度和加減速與正常的指令進行對比，如果產生了偏差控制器就會發出保護指令，讓各相關部件對轎廂進行保護。

綜上所述，具有監測并防止轎廂意外移動和失控的電梯系統在原有系統上增加了光電傳感器，牽引帶為具有光感涂層能傳遞光學信號的牽引帶，兩者共同作用對轎廂的狀態進行全面監測，可以得到轎廂的靜止、加速度、減速度、速度等狀態的物理量具體數值。

另外增加了牽引帶夾持器、夾軌器和警報器，以保證在電梯出現異常的情況下，最大限度的保護乘客的安全并能第一時間引導乘客安全撤離和通知專業人員前來維修。

以上所述僅是本發明較佳的實施方式，故凡依本發明申請范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發明專利申請范圍內。