一种基于压力传感的防剪切电梯轿门系统及剪切预防方法与流程

本发明属于电梯安全技术领域，具体涉及一种基于压力传感的防剪切电梯轿门系统及剪切预防方法。

背景技术：

随着经济飞速发展、城市日新月异，各式各样的高层建筑日渐增多，安装在高层建筑里的电梯在人们生活中所起的作用也越来越大，成为了人们日常出行的重要交通工具。同时，电梯作为一种机电类特种设备，其使用安全也越来越为人们所重视，其中，电梯轿厢的意外移动使得电梯门框产生对乘客的挤压和剪切，这是非常危险的一种事故，一旦发生所造成的后果异常惨重，往往造成乘客的伤亡。

在电梯开门的情况下，轿厢的移动使得电梯门框产生对乘客的挤压和剪切，是一种极端危险的状态，造成剪切、挤压等事故，直接影响到乘客的生命安全。实际上，如何防止剪切事故这个问题一直都是困扰电梯业界的棘手难题，但目前的情况也不容乐观，多年来一直没有厂家能提出有效的解决方法去防止这种事故的发生，不管是电气设计还是机械防护，往往都是从控制系统方面着手，还是没能从根本上解决问题。目前，业界对该保护措施的实现并不多见，大部分都是通过电梯轿厢意外移动的保护来对即将发生的事故进行预判并制停电梯，但仍然存在制动器失效时无法有效制停的情况。

因此，如何利用装置来监测轿厢的运行状况并且检测其是否发生剪切或挤压，及时通过相关部件来制停轿厢，是电梯的重要保护措施。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于压力传感的防剪切电梯轿门系统及剪切预防方法，具有通用、合理及安全性，在电梯的出厂、新装及定期加装均可使用，具有较大的实用价值。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种基于压力传感的防剪切电梯轿门系统，包括：控制单元、电梯运动监测单元、压力采集单元和电梯制停信号输出单元，其中，

所述电梯运动监测单元与所述控制单元相连，用于监测电梯是否处于运动状态并将该运动状态的触发信号发送至控制单元；

在电梯轿门的上门框和下门框上分别设有所述压力采集单元，且所述压力采集单元与所述控制单元相连，用于采集上门框和下门框的压力值并将其发送至控制单元进行判断是否出现挤压情况；

所述电梯制停信号输出单元与所述控制单元相连，用于接收挤压时控制单元发出的制停指令并将该制停指令发送至电梯的安全回路和钢丝绳制动器，使所述安全回路切断并使所述钢丝绳制动器动作。

进一步的，所述控制单元设置于所述电梯的轿厢顶部，所述控制单元包括：控制器、无线通信电路、充电及供电电路和a/d转换器，其中，所述无线通信电路与所述控制器相连，所述充电及供电电路与充电电池连接，所述控制器的输入端分别与所述充电及供电电路和a/d转换器相连。

进一步的，所述电梯运动监测单元包括：安装在电梯限速器旁的光电检测装置和无线发射装置，且所述光电检测装置通过无线发射装置与所述无线通信电路相连。

进一步的，所述压力采集单元包括：应变片式压力传感器和应变测试电桥，所述应变测试电桥的两端分别与所述应变片式压力传感器和所述a/d转换器相连。

进一步的，所述电梯制停信号输出单元包括：无线接收装置和信号输出装置，所述无线信号接受装置的输入端与所述无线通信电路相连，所述无线信号接受装置的输出端与所述信号输出装置的输入端相连，所述信号输出装置的输出端分别与所述电梯的安全回路和钢丝绳制动器相连。

进一步的，所述应变片式压力传感器为三个。

在本发明的另一方面，提出了一种根据前面所述的防剪切电梯轿门系统对电梯轿门处的挤压情况进行检测的方法，包括以下步骤：

（1）电梯在开门状态下发生轿厢意外移动；

（2）电梯运动监测单元监测电梯处于运动状态，并将该运动状态的触发信号发送至控制单元，触发其为有效状态；

（3）压力采集单元采集电梯轿门的上门框和下门框的压力值并将其发送至控制单元进行判断是否出现挤压情况：当该压力值达到控制单元中的预设挤压阈值时，控制单元发出制停指令；

（4）电梯制停信号输出单元接收所述制停指令并将该制停指令发送至电梯的安全回路和钢丝绳制动器，切断电梯的安全回路并使电梯的钢丝绳制动器动作，制停电梯。

本发明的有益效果包括：本发明通过监测轿厢的运行状况并且检测其是否发生剪切或挤压，及时通过相关部件来制停轿厢，有效保障了人民的生命和财产安全，具有通用、合理及安全性，在电梯的出厂、新装及定期加装均可使用，具有较大的实用价值，能推动电梯事业发展，对保障公共安全、保护人民的生命和财产有重大意义。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明检测方法的流程图。

图3为电梯上行时对乘客发生挤压的示意图。

图4为电梯下行时对乘客发生挤压的示意图。

其中，控制单元1，电梯运动监测单元2，压力采集单元3，电梯制停信号输出单元4，乘客5，轿厢6，上门框7，下门框8，应变片式压力传感器9，厅门上门框10，厅门下门框11。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

根据本发明的实施例，图1为本发明的结构框图，参照图1所示，本发明所述一种基于压力传感的防剪切电梯轿门系统，主要包括：控制单元、电梯运动监测单元、压力采集单元和电梯制停信号输出单元。

根据本发明的实施例，所述控制单元设置于所述电梯的轿厢顶部，如图1所示，所述控制单元包括：控制器、无线通信电路、充电及供电电路（图中未示出）和a/d转换器，其中，所述无线通信电路与所述控制器相连，所述充电及供电电路与充电电池（图中未示出）连接，所述控制器的输入端分别与所述充电及供电电路和a/d转换器相连。根据本发明的一些实施例，本发明所述控制器为常见控制系统，可以包括：微处理器系统或plc控制系统，本发明优选为微处理器系统。

根据本发明的实施例，如图1所示，所述电梯运动监测单元包括：安装在电梯限速器旁的光电检测装置和无线发射装置，且所述光电检测装置通过无线发射装置与所述无线通信电路相连，用于监测电梯是否处于运动状态并将该运动状态的触发信号发送至控制器，使得所述控制器触发为有效状态，即工作状态。

本发明所述光电检测装置检测电梯限速器的转动，当电梯轿厢移动，限速器轮跟着转动时，光电开关触发，并将信号通过无线发射装置发送至控制器。

根据本发明的实施例，在电梯轿门的上门框和下门框上分别设有所述压力采集单元，如图1所示，所述压力采集单元包括：应变片式压力传感器和应变测试电桥，所述应变测试电桥的两端分别与所述应变片式压力传感器和所述a/d转换器相连，图3为电梯上行时对乘客发生挤压的示意图，图4为电梯下行时对乘客发生挤压的示意图，如图3和4所示，所述应变片式压力传感器分别设置于所述上门框和下门框上，当电梯上行（如图所示方向）时，检测轿门下门框和厅门上门框的挤压情况，采集下门框的压力值，当电梯下行（如图所示方向）时，检测轿门上门框和厅门下门框的挤压情况，采集上门框的压力值，并将采集的压力值发送至控制器进行判断是否出现挤压情况：当该压力值达到控制器中的预设挤压阈值时，即出现挤压情况，控制器立即发出制停指令。

根据本发明的一些实施例，本发明所述应变片式压力传感器的具体数量步骤限制，可根据实际电梯要求进行安装，本发明安装为三个。

根据本发明的实施例，如图1所示，所述电梯制停信号输出单元包括：无线接收装置和信号输出装置，所述无线信号接受装置的输入端与所述无线通信电路相连，所述无线信号接受装置的输出端与所述信号输出装置的输入端相连，所述信号输出装置的输出端分别与所述电梯的安全回路和钢丝绳制动器相连，用于接收挤压时控制器发出的制停指令并将该制停指令发送至电梯的安全回路和钢丝绳制动器，使所述安全回路切断并使所述钢丝绳制动器动作，很好地进行挤压或剪切的预防。

可以理解的是，本发明所述电梯的安全回路设置在所述电梯控制柜中；本发明所述电梯的钢丝绳制动器设置在电梯主机附近。

在本发明的另一方面，提出了一种根据前面所述的防剪切电梯轿门系统对电梯轿门处的挤压情况进行检测的方法，图2为本发明检测方法的流程图，参照图2所示，具体包括以下步骤：

（1）电梯在开门状态下，乘客进出轿门时或者站在轿门附近时，轿厢意外移动，造成乘客处于被轿门和厅门的门框夹住、挤压的危险状态；

（2）安装于电梯限速器旁的光电检测装置检测到限速器轮子的转动，确认电梯为移动状态，立即发送信号给控制器，使得控制器触发有效状态；

（3）应变片式压力传感器采集电梯轿门的下门框压力值并将其发送至控制器进行判断是否出现挤压情况：当该压力值达到控制器中的预设挤压阈值时，控制器发出制停指令；更具体的，如图3所示，当电梯上行时发生了挤压乘客情况，轿门下门框的应变片因为挤压而达到预设挤压阈值，控制器发出制停指令；

（4）应变片式压力传感器采集电梯轿门的上门框压力值并将其发送至控制器进行判断是否出现挤压情况：当该压力值达到控制器中的预设挤压阈值时，控制器发出制停指令；更具体的，如图4所示，当电梯下行时发生了挤压乘客情况，轿门上门框的应变片因为挤压而达到预设挤压阈值，控制器发出制停指令；

（5）无线接收装置接收所述制停指令，并通过信号输出装置将该制停指令发送至电梯的安全回路和钢丝绳制动器，将电梯的安全回路断开，同时让钢丝绳制动器动作，制停电梯。

综上所述，本发明通过监测轿厢的运行状况并且检测其是否发生剪切或挤压，及时通过相关部件来制停轿厢，有效保障了人民的生命和财产安全，具有通用、合理及安全性，在电梯的出厂、新装及定期加装均可使用，具有较大的实用价值，能推动电梯事业发展，对保障公共安全、保护人民的生命和财产有重大意义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。