本实用新型涉及电梯制造技术领域，尤其是涉及一种可实现乘客自救的电梯紧急救援机构。
背景技术：
在高层建筑中，电梯是一种必备的配套设备，可以给居住者带来极大的便利。目前，随着经济的发展，中高收入群体大量出现，别墅的需求量也在不断增加，相应地，适用于别墅类建筑的家用电梯也开始流行。电梯主要包括井道、可升降地设置在井道内的一个轿厢、用以驱动轿厢升降的驱动机构，目前，驱动机构大多是曳引式驱动机构，其包括一个设置在井道顶部的曳引机，曳引机连接曳引轮，曳引轮上绕设有曳引绳，曳引绳的一端连接轿厢，另一端连接一个可在井道内升降的对重，以便平衡轿厢的重量，从而降低曳引机的负载。当曳引机驱动曳引轮正反向转动时，绕设在曳引轮上的曳引绳往复移动，从而实现轿厢的升降，而对重则与轿厢反向升降。
由于曳引轮是依靠摩擦力驱动曳引绳移动的，因此，当电梯长期使用后，曳引绳和曳引轮之间容易产生打滑现象，或者控制系统对曳引机的控制失效，从而导致轿厢的快速冲顶或蹲底，轻者导致乘客身体和电梯的受损，严重的甚至会导致乘客死亡。为此，人们设计了各种可提高电梯运行时轿厢安全性的装置和方法，其中最主要的方式是在曳引机上设置一个电磁制动机构。当电梯停电、或者因电梯出现故障控制系统切断电梯的供电时，电磁制动机构中的电磁铁失电而失去电磁吸力，此时电磁制动机构依靠制动弹簧的作用力动作，即可对曳引机实现锁止制动；而电梯有电时，电磁制动机构中的电磁铁得电，从而克服制动弹簧的弹力使电磁制动机构解除对曳引机的锁止，电梯可正常运行。
当曳引机或轿厢被制动锁止后，轿厢内的乘客需要通过电话、对讲机等工具报警求助，然后由专业维护人员进行外部救援。具体地，维护人员需要先进入井道的顶部人为地解除制动机构对曳引机的制动，然后用相应的盘车装置使轿厢上升或下降，从而实现就近平层。
然而上述电梯的制动和救援方式存在如下缺陷：首先，由于乘客需要依靠外部的维护人员进行救援，因此，救援的时间长，会对处于封闭环境中的乘客造成极大的心里恐慌。此时，乘客极易发生强行扒开轿门逃生、或者从轿厢顶部逃生等危险行为。其次，当维护人员解除对曳引机的制动时，轿厢会在短时间内处于失控状态而自行升降，因此，维护人员必须先连接盘车装置和曳引轮，然后解除对曳引机的制动。也就是说，救援必须由24小时值班的专业人员通过专业的设备进行，从而造成日常使用、维护成本的高涨。而且一旦维护人员的操作程序出现失误，将造成极为严重的安全事故。
技术实现要素：
本实用新型的目的是为了解决现有的电梯在停电或发生异常情况时的制动和救援方式所存在的救援不及时、救援系统的日常维护成本高、存在安全隐患的问题，提供一种电梯紧急救援机构，能在系统停电或出现故障时实现乘客的自助式救援，即可有效地降低救援系统的维护成本，又可极大地提高电梯在出现停电等异常情况时的安全性。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种电梯紧急救援机构，包括：
曳引机解锁装置，其设置在井道顶部的安装平台上，当曳引机断电时，曳引机解锁装置动作，从而使曳引机的电磁制动机构解除对曳引机的制动；
蜗轮蜗杆机构，其中的蜗轮与由曳引机驱动的曳引轮同轴连接；
救援系统，包括可驱动蜗杆转动的驱动元件、为驱动元件供电的备用电源，当电梯正常运行时，救援系统使蜗杆与蜗轮的转速比与蜗杆与蜗轮的传动比保持同步；需要救援时，救援系统依靠备用电源使蜗杆转动，从而通过蜗轮驱动曳引轮转动，使轿厢就近平层，从而实现乘客的自助救援。
本实用新型的救援系统包括曳引机解锁装置、驱动元件以及为驱动元件供电的备用电源，这样，在需要救援时，电梯处于断电状态，此时曳引机的电磁制动机构的电磁铁失电而失去吸力，其驱动弹簧动作实现对曳引机的制动。与此同时，曳引机解锁装置动作，即可通过拉绳带动电磁制动机构动作，以解除对曳引机的制动。可以理解的是，曳引机解锁装置也可以是一个具有弹簧的电磁铁，并且其弹簧的弹力要大于曳引机电磁制动机构中驱动弹簧的弹力。这样，在电梯正常运行时，曳引机电磁制动机构和曳引机解锁装置中的电磁铁处于通电工作状态，相应地，曳引机解除锁止而处于正常运转状态，此时的拉绳则处于刚好拉紧的状态。当需要救援时，曳引机解锁装置中的电磁铁失电，其弹簧起作用，从而通过拉绳对曳引机的电磁制动机构中的驱动弹簧施加一个拉力，使驱动弹簧无法动作，从而使电磁制动机构始终保持解除锁止的状态。
此时乘客可在轿厢内直接按下启动驱动元件的按钮，从而依靠备用电源使驱动元件工作，进而通过蜗轮蜗杆机构驱动曳引轮转动，以实现轿厢的就近平层。需要说明的是，本实用新型在驱动元件和曳引轮之间设置蜗轮蜗杆机构，这样，在需要救援时，蜗轮蜗杆机构可作为减速传动机构，从而有利于增大驱动元件驱动曳引轮的扭矩。也就是说，一个小功率的驱动元件即可驱动轿厢以较慢的救援速度就近平层，从而降低对备用电源的要求，以有利于降低成本。特别是，当电梯断电时，只有驱动元件可驱动曳引轮转动，而曳引轮无法反向拖动驱动元件动作，蜗轮蜗杆机构可作为曳引轮可靠的自锁机构，以实现曳引轮的可靠自锁，避免轿厢的自行快速升降所导致的轿厢冲顶或蹲底等安全隐患。因此，本实用新型可通过设置一个曳引机解锁装置实现曳引机电磁制动机构的自动解锁，同时确保轿厢的可靠锁止。
在电梯正常运行时，我们可通过相应的控制器使驱动元件和曳引机保持适当的转速比，以便使蜗杆和蜗轮能保持同步运转，此时的蜗杆由驱动元件驱动而独立转动，蜗轮则由曳引轮驱动而转动，也就是说，在电梯正常运行的大部分时间里，驱动元件都处于空载状态，可有效地避免电能的浪费。
作为优选，所述曳引机解锁装置包括一个具有复位弹簧的自复位式电磁铁，所述曳引机解锁装置的铁芯与一拉绳的一端相连接，拉绳的另一端连接曳引机的电磁制动装置，需要救援时，曳引机解锁装置断电，复位弹簧驱动铁芯复位，从而带动拉绳动作，使曳引机的电磁制动机构解除对曳引机的制动。
自复位式电磁铁结构简单成本低，可方便地实现曳引机解锁装置与曳引机电磁制动机构的同步动作，以实现曳引机电磁制动机构的自动解锁。
作为优选，所述驱动元件包括一个与蜗杆连接的救援电机，救援系统还包括伺服控制器，当电梯正常运行时，伺服控制器根据蜗杆与蜗轮的传动比分别控制曳引机和救援电机的转速，使蜗杆与蜗轮保持同步；需要救援时，救援电机通过蜗杆、蜗轮驱动曳引轮转动，从而使轿厢以救援速度移动而就近平层，该救援速度与轿厢正常运行时的设定速度之比在六分之一至四分之一之间。
在本方案中，救援电机同时起到两个作用，一方面，救援电机可在电梯出现异常情况时依靠备用电源驱动曳引轮，以实现轿厢的就近平层，另一方面，本实用新型通过伺服控制器精确控制曳引机和救援电机的转速，使蜗杆与蜗轮保持同步，从而避免电梯正常运行时蜗杆对蜗轮造成的干涉，确保曳引轮的正常运转。特别是，救援电机通过蜗杆、蜗轮的传动，可以一个较低的救援速度驱动轿厢移动，因而可极大地降低救援电机的功率，有利于降低救援系统的成本。
作为优选，所述驱动元件包括连接在蜗杆一端的救援电机、连接在蜗杆另一端的保护电机，救援系统还包括伺服控制器，当电梯正常运行时，伺服控制器根据蜗杆与蜗轮的传动比分别控制曳引机和保护电机的转速，使蜗杆与蜗轮保持同步；需要救援时，救援电机通过蜗杆、蜗轮驱动曳引轮转动，从而使轿厢以救援速度移动而就近平层，该救援速度与轿厢正常运行时的设定速度之比在六分之一至四分之一之间。
和前述方案不同的是，本方案在蜗杆端分别设置一个救援电机和一个保护电机，其中的保护电机用于电梯正常运行时使蜗杆和蜗轮保持同步运转，而救援电机则用于电梯出现异常情况时的乘客自救。这样，当电梯出现异常情况时，无论是曳引机还是保护电机出现故障，系统可同时切断曳引机和保护电机的供电，以首先确保电梯的安全，同时有利于简化乘客自救时市电和备用电源之间的切换。
作为优选，所述备用电源为蓄电池。用蓄电池作为备用电源可简化救援程序。
作为优选，所述备用电源为人力发电机，所述人力发电机包括一个设置在轿厢内的人力驱动元件，当电梯断电时，轿厢内的乘客可通过人力驱动元件使人力发电机的转子转动发电，从而驱动救援电机转动，进而通过蜗杆、蜗轮带动曳引轮转动。
人力发电机可避免因长时间闲置使蓄电池容易产生的自放电损坏等情况的出现，确保乘客自救的始终有效。当然，我们需要设置相应的调节装置，使人力发电所产生的电力可驱动电机正常工作。
因此，本实用新型具有如下有益效果：能在系统停电或出现故障时实现乘客的自助式救援，既可有效地降低救援系统的维护成本，又可极大地提高电梯在出现停电等异常情况时的安全性。
附图说明
图1是本实用新型的一种结构示意图。
图中：1、曳引机 11、电磁制动机构 2、曳引机解锁装置 3、蜗轮蜗杆机构 4、曳引轮 5、救援系统 51、救援电机 52、保护电机 6、安装平台。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
如图1所示，一种电梯紧急救援机构，其适用于在曳引机驱动的电梯出现停电或异常情况时轿厢内乘客的自助救援，作为电梯的标准配置，驱动轿厢的曳引机1具有一个电磁制动机构11。该电磁制动机构包括制动元件、和制动元件连接的驱动弹簧和电磁铁，在需要制动曳引机时，电磁制动机构断电，此时电磁铁失去电磁吸力，驱动弹簧驱动制动元件动作，从而实现对曳引机的制动，以保证电梯的安全。而电梯正常运行时，电磁制动机构的电磁铁得电而产生电磁吸力，从而克服驱动弹簧的弹力而使制动元件解除对曳引机的制动。
具体地，电梯紧急救援机构包括一个设置在井道顶部的安装平台6上的曳引机解锁装置2、由相互啮合的蜗轮、蜗杆构成的蜗轮蜗杆机构3、以及一个救援系统5，蜗轮蜗杆机构中的蜗轮与曳引轮4的一端同轴连接，曳引轮的另一端与曳引机连接，曳引机解锁装置可在乘客自救时自动解除对曳引机的制动。救援系统包括可驱动蜗杆转动的驱动元件以及为驱动元件供电的备用电源。当电梯正常运行时，救援系统使蜗杆与蜗轮的转速比与蜗杆与蜗轮的传动比保持同步，从而使蜗杆和蜗轮能相互保持独立转动而不会发生相互干涉，此时的蜗杆齿和蜗轮的齿槽之间具有一个微小的间隙，驱动元件则处于空载状态。当电梯停电、或者出现异常情况而切断曳引机的供电时，先通过曳引机解锁装置解除电磁制动机构对曳引机的制动，此时依靠蜗轮蜗杆的自锁作用，曳引轮无法通过蜗轮反向驱动蜗杆转动，从而使曳引轮处于可靠的自锁状态。也就是说，本实用新型中的蜗杆和蜗轮构成电梯停电或出现故障时的曳引轮锁止机构。接着轿厢内的乘客即可通过相应的按钮或开关使电梯进入自救模式，曳引机解锁装置中的驱动元件依靠备用电源供电而启动，从而通过蜗轮蜗杆机构驱动曳引轮转动，以实现轿厢的就近平层，乘客即可通过相应的手动开门机构打开轿门和层门，从而完成乘客的自助救援。由于轿门层门的手动开门机构为电梯的标准配置，在此不作过多的描述。
需要说明的是，救援系统中的驱动元件包括一个连接在蜗杆一端的救援电机51。为了准确控制转速，救援电机和曳引机均为伺服电机，并且救援系统还需设置一个用于控制救援电机和曳引机转速的伺服控制器。当电梯正常运行时，伺服控制器根据蜗杆与蜗轮的传动比分别控制曳引机和救援电机的转速，使蜗杆与蜗轮保持同步；需要救援时，备用电源供电使救援电机启动，从而通过蜗轮蜗杆机构驱动曳引轮转动，使轿厢以救援速度移动而就近平层。我们可方便地通过合理地设计蜗杆蜗轮的传动比，使轿厢的救援速度与轿厢正常运行时的设定速度之比保持在六分之一至四分之一之间，其优选值为五分之一。这样，可极大地降低救援电机的功率，有利于降低救援系统的成本。
作为一种替代方案，本实用新型的救援系统中的驱动元件也可包括连接在蜗杆一端的救援电机51、连接在蜗杆另一端的保护电机52，保护电机和曳引机均为伺服电机，并且救援系统还需设置一个用于控制保护电机和曳引机转速的伺服控制器。当电梯正常运行时，伺服控制器根据蜗杆与蜗轮的传动比分别控制曳引机和保护电机的转速，使蜗杆与蜗轮保持同步；需要救援时，备用电源供电使救援电机启动，从而通过蜗轮蜗杆机构驱动曳引轮转动，使轿厢以救援速度移动而就近平层。同样地，我们可方便地通过合理地设计蜗杆蜗轮的传动比，使轿厢的救援速度与轿厢正常运行时的设定速度之比保持在六分之一至四分之一之间，其优选值为五分之一。这样，可极大地降低救援电机的功率，有利于降低救援系统的成本。
和前述方案不同的是，本方案在蜗杆端部分别设置一个救援电机和一个保护电机，其中的保护电机用于电梯正常运行时使蜗杆和蜗轮保持同步运转，而救援电机则用于电梯出现异常情况时的乘客自救。这样，当电梯出现异常情况时，无论是曳引机还是保护电机出现故障，系统可同时切断曳引机和保护电机的供电，从而停止轿厢的升降，以首先确保电梯的安全，而备用电源可直接与救援电机相连接，救援时只需开启备用电源与救援电机之间的开关即可启动救援电机，无需对救援电机进行市电和备用电源之间的切换。
进一步地，备用电源可以是一个设置在安装平台上可充电的蓄电池，从而在需要自救时依靠蓄电池方便地启动救援电机。由于蓄电池在长期闲置后容易因自身的放电而失效，因此，本实用新型的备用电源也可以是一个人力发电机，人力发电机包括发电单元和一个设置在轿厢内的人力驱动元件，优选地，发电单元可设置在轿厢顶部。这样，当电梯断电时，轿厢内的乘客可通过人力驱动元件使人力发电机的发电单元工作而发电，从而驱动救援电机转动，进而通过蜗杆、蜗轮带动曳引轮转动。由于人力发电机是一种现有技术，在此不做过多的描述。而人力驱动元件可以是一个设置在轿厢侧壁上可转动的曲柄，在曲柄轴和发电单元之间设置皮带传动或链传动一类的传动机构。当乘客转动曲柄时，即可通过传动机构带动发电单元工作而发电。当然，我们需要设置相应的调节装置，使人力发电所产生的电力可驱动救援电机正常工作。
最后，本实用新型的曳引机解锁装置包括一个具有复位弹簧的自复位式电磁铁，该自复位式电磁铁的铁芯与拉绳的一端相连接，拉绳的另一端则连接曳引机的电磁制动装置中的制动元件。这样，在电梯正常运行时，曳引机解锁装置的自复位式电磁铁得电工作，从而克服复位弹簧的弹力使复位弹簧蓄能。需要救援时，电磁制动机构处于断电状态，此时电磁制动机构的驱动弹簧起作用，驱动制动元件动作使曳引机处于制动状态，同时拉动拉绳，使拉绳刚好处于张紧状态。与此同时，曳引机解锁装置的自复位式电磁铁断电而失去电磁吸力，复位弹簧即可驱动自复位式电磁铁的铁芯复位，从而带动拉绳动作，使曳引机的电磁制动机构中的制动元件方向动作而解除对曳引机的制动。需要说明的是，曳引机解锁装置中的复位弹簧的弹力应大于电磁制动机构的驱动弹簧的弹力，从而确保曳引机解锁装置可解除电磁制动机构对曳引机的制动。当整个电梯系统出现停电时，曳引机、电磁制动机构以及曳引机解锁装置同时断电，此时曳引机解锁装置中的复位弹簧动作而张紧拉绳，由于电磁制动机构的驱动弹簧的弹力要小于复位弹簧的弹力，因此，驱动弹簧无法动作而继续保持蓄能状态。当电梯的控制系统检测到电梯出现异常情况而切断曳引机、电磁制动机构的供电时，电梯的控制系统可直接切断曳引机解锁装置的供电，或者可在轿厢内设置相应的控制开关，需要自救的乘客可先通过控制开关切断曳引机解锁装置的供电，以方便地解除对曳引机的制动。