一種電梯安全預警系統的制作方法

本發明涉及一種電梯控制技術領域，特別涉及一種電梯安全預警系統。

背景技術：

電梯是一種服務于建筑物內若干特定的樓層，其轎廂運行在至少兩列垂直于水平面或與鉛垂前傾斜角小于15°的剛性軌道運動的永久運輸設備。轎廂尺寸與結構形式便于乘客出入或裝卸貨物。習慣上不論其驅動方式如何，將電梯作為建筑物內垂直交通運輸工具的總稱。按速度可分低速電梯（4米/秒以下）、快速電梯4～12米/秒)和高速電梯(12米/秒以上)。

現有技術中，如公開號為CN103449276A的中國專利，一種電梯安全預警系統，包括：一廳門開啟/閉合檢測裝置，用以檢測廳門是否開啟或閉合；一轎廂位置檢測裝置，用以檢測轎廂是否在廳門附近；一廳外傳感裝置，用以檢測廳門外人員接近狀況；一預警裝置，用以接收廳門開啟/閉合檢測裝置、轎廂位置檢測裝置及廳外傳感裝置的檢測信號，并根據檢測信號來判斷是否發出預警信號；一與電梯獨立的電源裝置，用以向預警系統提供電源。此系統能夠監控電梯檢修時，預警解鎖廳門的風險以及預警進入未鎖合的廳門的風險，從而保障乘客和檢修人員的生命安全，可智能切換廳外傳感裝置的狀態，節省因長期不必要的開啟能量，并采用獨立的外接電源，能防止電梯斷電而失去監控能力。

電梯在運行的過程中，具有三種狀態，分別是加速狀態、勻速狀態、減速狀態，而在電梯出現的事故中，因為加速狀態和減速狀態的速度較慢，而勻速狀態的速度相比于加速狀態的速度、減速狀態的速度較快，因此大多數事故均發生在電梯處于勻速狀態下且危險性極高，而在生活中，人們會為了節省時間，而經常出現擠電梯的情況，而電梯中的電機會因為長時間的極限工作，而產生電機勞損的現象，此時電機需要得到保養，而在實際生活中，電梯都是定期進行保養的，無法針對單部電梯進行保養，而電梯的電機因勞損會導致電機在勻速狀態下轉速異常，從而導致電梯事故的發生，而在現有技術中，電梯中具有良好的抱死系統，而抱死系統在使用中，會將轎廂直接停止，在迅速停止的過程中，會對乘客造成恐慌，甚至對乘客造成傷害，還有改進的空間。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種電梯安全預警系統，當電梯中電機的轉速出現過快時，就會將電梯停至最接近的一層中，并通知人們離開轎廂，實現提前預警的作用。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種電梯安全預警系統，包括轎廂、供轎廂縱向移動的支架、用于驅動轎廂的電機，還包括控制裝置、主控終端、告警裝置、急停裝置；所述支架上位于每層的頂端均設置有用于檢測轎廂每移動一層所需的時間并輸出時間檢測信號的時間檢測裝置；所述控制裝置耦接于時間檢測裝置以接收時間檢測信號并根據每層的高度計算出轎廂運動的速度信號；所述主控終端耦接于控制裝置以接收轎廂經過每層的速度信號并根據速度信號以判斷轎廂處于勻速狀態下的運動趨勢；若處于勻速狀態下的運動趨勢始終保持加速或減速的狀態則輸出主控信號；所述告警裝置耦接于主控終端以接收主控信號并響應于告警裝置以實現告警；所述急停裝置耦接于主控終端以接收主控信號并驅動電機實現將轎廂停止于轎廂運動方向的相鄰層。

采用上述方案，轎廂在支架內移動時是通過電機進行驅動的，而在每一層上均設置有時間檢測裝置，當轎廂經過設置有時間測裝置的支架時，時間檢測裝置就會計算出通過每一層的時間，再通過控制裝置計算出轎廂經過每一層的速度，通過與最高允許預設值VG進行比較判斷出此時轎廂是否處于正常工作的狀態，當速度超過了最高允許預設值VG就會發出告警，同時在最靠近的一層進行停止，使人們在發現電梯出現問題前，提前離開轎廂。

作為優選，樓層設置有N層，所述時間檢測裝置包括設置于每層的用于發射紅外發射信號的紅外發射器、耦接于紅外發射器以接收紅外發射信號并輸出紅外接收信號的紅外接收器、耦接于紅外接收器以接收紅外接收信號并發出計時信號的計時器；定義轎廂運動方向上所開始檢測的樓層為檢測層，且沿轎廂運動方向上的臨近的樓層為相鄰層；將位于檢測層的計時器所輸出的計時信號與相鄰層的計時器所輸出的計時信號相減所獲取到的差值信號輸入至控制裝置。

采用上述方案，通過紅外發射器與紅外接收器進行配合使用，當轎廂通過時，紅外接收器就接收不到紅外發射器所發出來的信號，此時計時器開始計時，當經過紅外發射器與紅外接收器時，就會使計時器停止計時，從而計算出差值信號，差值信號就是從檢測層到相鄰層所需要的時間，檢測效率高，響應速度快。

作為優選，所述控制裝置耦接于時間檢測裝置并根據差值信號以獲得從停留層至電梯運動方向的相鄰層的速度信號并將速度信號傳輸至主控終端。

采用上述方案，在實際生活中，每層樓的高度均保持一致，通過差值信號的計算，就可以達到轎廂從檢測層到相鄰層的速度，檢測準確，且在使用時，當數據異常時，維修人員前去維修時，可以了解到具體哪層出現問題，提高維修效率。

作為優選，所述主控終端耦接于控制裝置以將對應經過每個樓層所獲得的轎廂的運動速度與主控終端中預設的最高允許預設值VG進行比較；若轎廂的運動速度大于最高允許預設值VG，則所述告警裝置、急停裝置均啟動。

采用上述方案，通過將轎廂的最快運動速度與主控終端中預設的最高允許預設值VG進行比較，就可以判斷出此時轎廂的運動情況，通過比較得到的數據與直接對數據進行判斷相比，具有對比性，同時可以使維修人員了較到電機的使用情況，同時對排除故障具有幫助，提高維修效率。

作為優選，沿轎廂運動方向上進行循環檢測，將每一個檢測層與相鄰層定義為一組并選取相鄰的兩組，分別為第一組與第二組；第一組包括處于檢測層的轎廂運動速度且定義為第一速度V與處于相鄰層的轎廂運動速度且定義為第二速度V，第二組包括處于檢測層的轎廂運動速度且定義為第三速度V,處于相鄰層的轎廂運動速度且定義為第四速度V；

當第一速度V小于第二速度V、第三速度V也小于第四速度V時，且第二速度V、第四速度V均小于最高允許預設值VG時，所述電機驅動轎廂呈加速上升狀態；

當第一速度V等于第二速度V、第三速度V等于第四速度V時，且第二速度V、第四速度V均小于最高允許預設值VG時，所述電機驅動轎廂呈勻速平穩狀態；

當第一速度V大于第二速度V、第三速度V大于第四速度V時，且第二速度V、第四速度V均小于最高允許預設值VG時,所述電機驅動轎廂呈減速下降狀態；

當第一速度V大于第二速度V、第三速度V大于第四速度V時，且第二速度V、第四速度V均大于最高允許預設值VG時,所述電機驅動轎廂呈急速上升狀態；

當所述電機驅動轎廂呈急速上升狀態時，所述電機處于超負荷狀態，所述轎廂處于危險狀態且輸出主控信號至告警裝置、急停裝置。

采用上述方案，通過對多組數據的判斷，從而得到一個趨勢，且可以通過這個趨勢對轎廂的實際使用情況作出判斷，從而提高了數據的穩定性、精準性，通過預判的方法，實現了對電梯的使用情況的實時監測，實用性強。

作為優選，還包括設置于轎廂且用于控制轎廂運動的主控芯片，所述急停裝置包括急停控制單元、用于對電機進行減速的緩沖單元；

所述急停控制單元耦接于主控終端以接收主控信號并輸出急停控制信號至主控芯片；

所述主控芯片接收到急停控制信號后，控制電機沿轎廂運動方向的最近的樓層進行停止并打開電梯門。

采用上述方案，主控芯片包括了急停控制單元和緩沖單元，緩沖單元對電機具有保護的作用，提高了電機的使用壽命，當電機發生故障時，急停控制單元用于控制電機減速，同時根據轎廂的運動狀態將轎廂于最近接近的樓層進行停靠，從而方便了轎廂內人們的快速逃離。

作為優選，還包括遠程傳輸裝置、服務器；

所述遠程傳輸裝置耦接于主控終端以接收主控信號并輸出遠程傳輸信號；

所述服務器耦接于遠程傳輸裝置以接收遠程傳輸信號以實現數據記錄并發出提示。

采用上述方案，通過遠程傳輸裝置、服務器的設置，使坐在辦公室內的工作人員也能了解到此時電梯的使用情況，且通過服務器進行記錄，便于工作人員整理和研究，同時被提示的工作人員可以聯系維修人員前來維修，轎廂內進行報警的同時，還可以將轎廂內的情況進行遠程傳輸，使服務器內可以進行記錄電梯的使用情況，同時服務器接收到信號后，工作人員可以立刻通知維修人員前來維修，保證第一時間對電梯進行維修。

作為優選，還包括智能等待系統，所述智能等待系統用于檢測指定時間內電梯門口的按鈕的次數，當電梯處于空閑狀態時，所述電機控制轎廂處于按鈕次數最多的樓層。

采用上述方案，智能等待系統可以節約人們等待電梯的時間，因為電機不會持續工作，因此還有保護電機的效果，同時通過對每層樓按鈕的次數進行統計，就可以達到精確的判斷。

作為優選，所述智能等待系統包括智能計數控制器與若干智能計數器；

若干所述智能計數器用于檢測電梯在指定時間內每層的按鈕被按的次數并輸出相應樓層的智能計數信號；

所述智能計數控制器耦接于每個樓層的智能計數器同時接收每個樓層的智能計數信號并進行比較，以驅動電機控制轎廂運動至N層中智能計數信號最大的樓層。

采用上述方案，計數器和計數控制器的設置，使計數器對應每層樓的電梯按鈕，從而可以得到更加完善的統計，在通過計數控制器的設置，達到對計數器的數量的對比。

作為優選，所述智能計數控制器接收每個樓層的智能計數信號，并將每個樓層的智能計數信號進行比較，篩選智能計數信號最大的樓層；

當篩選出來的樓層有且只有一個，所述電機控制轎廂運動至當篩選出來的對應樓層；

當篩選出來的樓層有且擁有多個，所述電機控制轎廂運動至當篩選出來的對應最低樓層。

采用上述方案，第一層的計數信號與第二層的計數信號進行比較，在結合每層樓的計數情況，從而得出最大的計數信號，從而對通過計數控制器對電機進行控制，一旦電梯處于空閑狀態就會自動到相應的樓層中，節約人們的等待時間，同時對電機還具有一定的保護，從而提高電梯整體的使用壽命，進而降低維修的費用，有效的節約維護成本。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：

1、電梯在使用過程中，電梯的使用速度被實時監測，一旦出現速度超過預設值時就會發出告警，同時使電梯位于臨近出口時，讓位于轎廂的人們出去，提高電梯的安全性；

2、具有遠程傳輸裝置，達到遠程監測，同時具有數據記錄功能，一旦出現速度超過預設值就會發出預警；

3、電梯具有智能等待系統，判斷在一個時間段內，使用頻率最高的一個樓層進行自動停止，方便人們的使用。

附圖說明

圖1為實施例一的結構示意圖；

圖2為實施例一的流程圖一；

圖3為實施例一的流程圖二；

圖4為實施例一的流程圖三；

圖5為實施例二的流程圖一；

圖6為實施例二的流程圖二。

圖中：1、轎廂；2、支架；3、電機；4、控制裝置；5、主控終端；6、告警裝置；7、急停裝置；8、遠程傳輸裝置；9、服務器；10、時間檢測裝置；11、聲音提示單元；12、燈光提示單元；13、主控芯片；14、急停控制單元；15、緩沖單元；16、遠程發射器；17、中轉站；18、遠程接收器；19、智能等待系統；20、智能計數控制器；21、智能計數器。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

實施例一：

如圖1-4所示，本實施例公開的一種電梯安全預警系統，包括轎廂1、供轎廂1縱向移動的支架2、用于驅動轎廂1的電機3，還包括控制裝置4、主控終端5、告警裝置6、急停裝置7；支架2上位于每層的頂端均設置有用于檢測轎廂1每移動一層所需的時間并輸出時間檢測信號的時間檢測裝置10；控制裝置4耦接于時間檢測裝置10以接收時間檢測信號并根據每層的高度計算出轎廂1的運動的速度信號；主控終端5耦接于控制裝置4以接收轎廂1經過每層的速度信號并進行判斷是否超過主控終端5中轎廂1的最高允許預設值VG并輸出主控信號；告警裝置6耦接于主控終端5以接收主控信號并響應于告警裝置6以實現告警；急停裝置7耦接于主控終端5以接收主控信號并驅動電機3實現將轎廂1停止于轎廂1運動方向的相鄰層。本實施例中最高允許預設值VG為2M/S，電梯均勻速度保持在1.2M/S-1.5M/S之間。

如圖1-3所示，時間檢測裝置10輸出時間檢測信號，當設置在一樓的C1紅外發射器、C1紅外接收器、C1計時器使用時，C1計時器通過C1紅外發射器與C1紅外接收器的配合開始計時，當C1紅外發射器與C1紅外接收器隔斷時，C1計時器開始計時，一旦轎廂1從一樓上升到二樓，那么二樓的C2紅外發射器、C2紅外接收器、C2計時器開始使用，此時可以通過計算機將C1計時器的計時的時間減去C2計時器的計時時間，就可以得到從一樓到二樓的差值信號T1。相鄰樓層的差值信號T1需要加上絕對值，以滿足電梯的上升和下降。

如圖1-4所示，每一層的樓層高度S相同的情況下，將樓層高度S除以差值信號T1，就可以得到了V1轎廂1運動速度，此時將V1轎廂1運動速度與最高允許預設值VG進行比較，從而獲得電梯是否處于正常速度的范圍。同時，上升時將檢測層與相鄰層的速度進行比較，下降時將檢測層與相鄰層的速度進行比較，從而獲得從檢測層到相鄰層的轎廂1運動速度。即|C1-C2|=T1，|C2-C3|=T2，|C3-C4|=T3等類推，S/T1=V1,S/T2=V2=V3,S/T3=V4等類推，再將V1,V2,V3,V4等、最高允許預設值VG進行比較，即當第一速度V1小于第二速度V2、第三速度V3也小于第四速度V4時，且第二速度V2、第四速度V4均小于最高允許預設值VG時，電機3驅動轎廂1呈加速上升狀態；當第一速度V1等于第二速度V2、第三速度V3等于第四速度V4時，且第二速度V2、第四速度V4均小于最高允許預設值VG時，電機3驅動轎廂1呈勻速平穩狀態；當第一速度V1大于第二速度V2、第三速度V3大于第四速度V4時，且第二速度V2、第四速度V4均小于最高允許預設值VG時,電機3驅動轎廂1呈減速下降狀態；當第一速度V1大于第二速度V2、第三速度V3大于第四速度V4時，且第二速度V2、第四速度V4均大于最高允許預設值VG時,電機3驅動轎廂1呈急速上升狀態；當電機3驅動轎廂1呈急速上升狀態時，電機3處于超負荷狀態，轎廂1處于危險狀態且輸出主控信號至告警裝置6、急停裝置7，此時通過對電梯勻速運動過程的速度進行預測，從而獲得一個信號，電機則處于急速上升狀態時，一旦電機在超負荷狀態時，此時應將電梯進行暫停。速度的測試也可以選用測速電機。

例如：樓層一共有15層，電梯從二樓到三樓花了2秒，而二樓到三樓的高度為3米，則電梯從二樓到三樓的速度為1.5米每秒，電梯從三樓到四樓花了1.7秒，而三樓到四樓的高度為3米，則電梯從三樓到四樓的速度約為1.76米每秒，則電梯的速度呈上升的趨勢，且電梯運行的最大速度1.76米每秒小于2米每秒，則轎廂1處于上升加速狀態。電梯從五樓到六樓花了2秒，而五樓到六樓的高度為3米，則電梯從五樓到六樓的速度為1.5米每秒，電梯從六樓到七樓花了2秒，而六樓到七樓的高度為3米，則電梯從六樓到七樓的速度約為1.5米每秒，則電梯的速度呈平穩的趨勢，且電梯運行的最大速度1.5米每秒小于2米每秒，則轎廂1處于勻速平穩狀態。電梯從七樓到八樓花了2秒，而七樓到八樓的高度為3米，則電梯從七樓到八樓的速度為1.5米每秒，電梯從八樓到九樓花了2.3秒，而八樓到九樓的高度為3米，則電梯從八樓到九樓的速度約為1.3米每秒，則電梯的速度呈上升的趨勢，且電梯運行的最大速度1.5米每秒小于2米每秒，則轎廂1處于減速下降狀態。電梯從十樓到十一樓花了1.2秒，而一樓到二樓的高度為3米，則電梯從一樓到二樓的速度為2.5米每秒，電梯從十一樓到十二樓花了1秒，而十一樓到十二樓的高度為3米，則電梯從十一樓到十二樓的速度為3米每秒，則電梯的速度呈上升的趨勢，且電梯運行的最大速度3米每秒大于2米每秒，則轎廂1處于急速上升狀態，此時緊急控制單元14啟動于十三樓停止，同時發出聲音和燈光進行告警。

如圖1-3所示，時間檢測裝置10用于檢測電梯運行一層所需要的時間，控制裝置4對通過計算判斷出電機3處于超負荷狀態，此時，控制裝置4控制主控終端5進行判斷，當主控終端5發乎信號時，告警裝置6、主控芯片13、遠程傳輸裝置8均開始響應。告警裝置6包括燈光提示單元12、聲音提示單元11，燈光提示單元12為指示燈、聲音提示單元11為電鈴，電鈴和指示燈均安裝于轎廂1的內側，當電機3處于超負荷狀態時，就會發出聲音和燈光提示。主控芯片13接收到主控終端發出的信號后，分別控制緊急控制電源和緩沖單元15的啟動，緊急控制單元可以用于判斷轎廂1的運動狀態，這里也可以通過設置于支架2上的紅外發射器、紅外接收器進行判斷，從而將轎廂1控制在運動方向上的最近的一層進行停下，緩沖單元15主要為電機3進行減速，輔助電機3減速。

如圖2所示，遠程傳輸裝置8包括遠程發射器16、中轉站17、遠程接收器18，遠程發射器16為用于發射信號的芯片，本實施例中可以選用MICRF102,遠程接收器18可以為計算機，也可以直接選用發射器和接收器配對的無線收發芯片，如RX3310/TX4450，最后將數據上傳到服務器9，用于記錄電梯的損壞情況，服務器9、主控芯片13、主控終端、控制裝置4均可以為計算機。

工作過程：電梯在使用中，通過時間檢測裝置10將電梯運動每層的時間計算出來，通過控制裝置4與最高允許預設值VG進行比較，從而獲得電梯在勻速運行時的速度的趨勢，如果電梯處于急速上升狀態，那么主控終端就會控制告警裝置6發出告警，同時驅動主控芯片13，對電梯進行緊急停止，通過遠程傳輸裝置8，將數據上傳到服務器9中。

實施例二：

如圖5-6所示，在實施例一的基礎上增加了智能等待系統19，智能等待系統19包括了智能計數控制器20、智能計數器21。

如圖5-6所示，智能計數器21設置在每一層，用來統計每個時間段的次數，本實施例中采用一小時為一個時間段，在一個時間段內，通過設置在每一層的智能計數器21進行按鈕被按的次數統計，就可以得到每層樓的按鈕被按次數，將每層樓按鈕的被按次數輸入至智能計數控制器20，智能計數控制器20通過將智能計數信號的比較，從而獲得最大的智能計數信號。

如圖5-6所示，如果樓有N層，則通過N個智能計數器21，將N個智能計數器21的智能計數信號同時輸入至智能計數控制器20，智能計數控制器20通過對N個智能計數信號的判斷，求出最大的一個智能計數信號，當最大的智能計數信號有且只有一個時，就驅動電機3控制轎廂1停放至最大的智能計數信號的那一層；若最大的一個智能計數信號有且擁有多個，那么就驅動電機3控制轎廂1停至最大的智能計數信號中的最低層。即當處于X層時，且0<X<N，轎廂1處于上升狀態，則轎廂1停止于X+1層；當處于X層時，且1<X<N，轎廂1處于下降狀態，則轎廂1停止于X-1層。

例如：如果樓層設置有10層，每層樓的智能計數信號為每層樓電梯被按的次數，在一小時內，如果一層被按70次，二層被按20次，三層被按40次，四層被按10次，五層被按15次，六層被按30次，七層被按10次，八層被按35次，九層被按50次，十層被按5次，那么一層被按的次數最多，當空閑狀態時，空閑狀態指在十分鐘內，沒有任何人使用電梯，則將電梯在一層停止。如果樓層設置有10層，每層樓的智能計數信號為每層樓電梯被按的次數，在一小時內，如果一層被按30次，二層被按45次，三層被按40次，四層被按10次，五層被按15次，六層被按45次，七層被按10次，八層被按35次，九層被按33次，十層被按5次，那么二層、六層被按的次數最多，當空閑狀態時，空閑狀態指在十分鐘內，沒有任何人使用電梯，則將電梯在二層停止。

工作過程：電梯處于空閑狀態時，會根據之前采集的智能計數信號，再通過智能計數控制器20判斷，從而控制電梯停放在響應的樓層，方便人們乘坐電梯。

本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其并不是對本發明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本發明的權利要求范圍內都受到專利法的保護。