一种电梯定位及保护装置以及其方法与流程

本申请属于电梯技术领域，尤其是涉及一种电梯定位及保护装置以及其方法。

背景技术：

目前大多数电梯均有左右横向防止电梯门夹人的保护装置，然而上下纵向防止剪切事故发生的保护装置并不多见，电梯一旦发生剪切故障即电梯在人还没有完全进入或者离开时异常运行，会导致人被上下运行中的电梯与静止的楼层产生纵向剪切挤压，在没有防止纵向剪切事故发生的保护装置的情况下，往往会造成人员伤亡。就目前我们现实生活中见到的电梯而言，因为没有对应的保护装置，必然会引发恶性伤亡事故，危及人们的生命安全，此类恶性事故已有诸多报导。

剪切事故发生的最大原因是电梯关门系统不完善，在电梯尚未关门时电梯就升降，是发生此类事故的最大问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中电梯关门系统不完善，从而提供一种电梯定位及保护装置及其方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电梯定位及保护装置，包括：

安装座，所述安装座用于固定在电梯轿厢底板的一侧，包括固定板，所述固定板上具有插孔；

插销，可活动地安装在所述安装座上，所述插销连接有驱动装置；

限位板，用于固定在建筑楼层的电梯井道一侧，所述限位板成对设置在每个楼层的上方和下方；

机械开关，固定连接在所述插销上，位于所述插销的上方和下方，所述机械开关受到挤压时能够控制电梯轿厢停止升降；

光学感应组件，所述光学感应组件固定连接在所述安装座上，所述光学感应组件具有上、下两组感应区域，所述感应区域分布在所述机械开关上、下两侧；所述光学感应组件仅在电梯轿厢开门时执行感应，所述感应区域用于感应所述限位板，所述感应区域感应到所述限位板时，能够控制电梯轿厢停止；

感应定位组件，固定连接在所述安装座上，用于感应每个楼层的上方和下方的所述限位板，当所述感应定位组件同时感应到每个楼层的上方和下方的所述限位板时，能够控制电梯轿厢停靠；

紧急开关，用于控制电梯轿厢执行关门动作并运动一段距离，直到所述感应定位组件同时感应到上、下限位板；

当电梯轿厢开门时，所述插销能够在所述驱动装置的带动下插入所述插孔固定，所述限位板位于所述插销和所述机械开关的升降路径上；当电梯轿厢关门时，所述插销能够在所述驱动装置的带动下从所述插孔中抽出，所述限位板不位于所述插销和所述机械开关的升降路径上。

优选地，本发明的电梯定位及保护装置，所述安装座上设有滑轨，所述插销通过滑块安装在所述滑轨上。

优选地，本发明的电梯定位及保护装置，所述驱动装置包括：

牵引绳，与所述插销固定连接；

滑轮，设置在所述安装座上，用于对所述牵引绳导向；

牵引机，与所述牵引绳的一端固定，用于收放所述牵引绳；

配重块，固定在所述牵引绳的另一端，所述配重块用于在所述牵引机释放所述牵引绳时带动所述插销插入所述插孔。

优选地，本发明的电梯定位及保护装置，所述感应定位组件位于所述光学感应组件的上、下两侧；所述安装座上沿竖向固定安装有传感器安装板，所述传感器安装板分布在所述限位板的左、右两侧；所述传感器安装板的最上端和最下端还固定安装有限位行程开关，所述限位行程开关用于在触碰到电梯井道的顶部或底部时控制电梯轿厢停止。

优选地，本发明的电梯定位及保护装置，所述固定板分布在所述限位板的左、右两侧。

优选地，本发明的电梯定位及保护装置，所述光学感应组件为上、下两组光栅传感器，所述感应定位组件为上、下两组红外感应器。

优选地，本发明的电梯定位及保护装置，所述红外感应器包括设置在一侧的所述传感器安装板上的红外发生器和设置在另一侧的所述传感器安装板上的发射板。

一种电梯定位及保护方法，使用上述的电梯定位及保护装置，包括以下步骤：

电梯正常时，为托管状态，此时由电梯本身的控制电路进行控制；

一旦发生非正常情况时，为接管状态，此时，电梯本身的控制电路不起作用，由接管控制电路来对电梯的升降和电梯门的开门/关门进行控制；

托管状态下，电梯正常升降、停靠和开门，由光学感应组件来确定是否终止托管状态以及进入接管状态，当光学感应组件感应到上、下限位板任意一个时，进入接管状态；

接管状态下，接管电路首先控制电梯门进行关门，在关门命令发出一定时间后感应电梯门是否关闭完成，若电梯门未关闭完成，则会控制电梯门再次开门，而后进行关门；若电梯门关门完成，则控制电梯升降，直到感应定位组件同时感应到上、下限位板，则认为到达了平层状态，控制电梯停靠并开门，若感应开门完成，则认为电梯已经正常运行，解除接管控制电路的接管状态，进入托管状态。

优选地，本发明的一种电梯定位及保护方法，还包括以下步骤：

电梯升降时，感应定位组件需要同时感应到上、下限位板，否则电梯会继续升降，直到感应定位组件同时感应到上、下限位板；若电梯停靠时，控制了电梯开门而开门未完成，则继续控制电梯开门，直到开门完成。

优选地，本发明的一种电梯定位及保护方法，所述电梯定位及保护装置还具有一键解救功能，设置有紧急开关，紧急开关具有红绿灯指示功能，正常状态下紧急开关不亮，接管状态时紧急开关亮灯；

紧急开关按下后会直接进入接管状态；

紧急开关红灯亮起时紧急开关被按下后，将执行以下步骤：

步骤1，感应定位组件感应限位板，当感应定位组件感应能够同时感应到楼层上方和下方的限位板时，则执行步骤2，否则则执行步骤3；

步骤2，电梯开门电机工作，进行电梯门的开门，此时，需要对开门状态进行感应，若开门成功完成，则解除接管控制电路的接管状态，进入托管状态，紧急开关的指示转换为绿灯，若托管状态再次把门关上，则再次进行电梯门的接管状态的开门；开门成功后，暂时进入托管状态，直到控制电梯升降的曳引机也进入托管状态，此时整体进入托管状态，完全退出接管状态，紧急开关的指示的绿灯熄灭；

步骤3，电梯开门电机工作，进行电梯门的关门，并在一定时间后感应电梯门是否关门完成，若电梯门关门完成，则控制电梯升降并返回步骤1由感应定位组件感应限位板；若电梯门关门未完成，则继续控制电梯门开门后再关门，直到关门成功完成；

当托管电路同时控制升降电机和门机电机时，则完成进入托管状态。

本发明的有益效果是：本发明的有益效果是：当电梯在平层位置产生故障时，具有机械开关保护和物理保护的多重保护，能够保证电梯门不关闭时电梯轿厢不能升降，避免电梯剪切事故发生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步说明。

图1是本申请实施例的电梯定位及保护装置的插销未插入状态的结构示意图；

图2是本申请实施例的电梯定位及保护装置的插销插入状态的结构示意图；

图3是本申请实施例的电梯定位及保护装置安装在建筑内的位置示意图；

图4是本申请实施例的插销未插入状态的位置示意图；

图5是本申请实施例的插销插入状态的位置示意图；

图6是本申请实施例的光学感应组件、感应定位组件安装的位置示意图；

图7是本申请实施例的一种限位板的结构和安装方式示意图；

图8是本申请实施例的一种限位板的与楼层连接的一端的结构示意图；

图9是本申请实施例的反转配重块安装结构示意图；

图10是本申请实施例的电梯定位及保护方法流程图；

图11是本申请实施例的电梯定位及保护方法接管步骤流程图。

图中的附图标记为：

1安装座

2插销

3限位板

5机械开关

6感应定位组件

7传感器安装板

8限位行程开关

9光学感应组件

11固定板

12滑轨

22滑块

31加固条

32楼层连接板

41牵引绳

42滑轮

44配重块

45反转牵引绳

46反转配重块

61红外感应器

62红外感应器

91光栅传感器

92光栅传感器

111插孔

611红外发生器

612发射板

621红外发生器

622发射板

a电梯轿厢

b楼层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的技术方案。

实施例

本实施例提供一种电梯定位及保护装置，如图1-5所示，包括：

安装座1，所述安装座1用于固定在电梯轿厢底板的一侧，包括固定板11，所述固定板11上具有插孔111；

插销2，可活动地安装在所述安装座1上，所述插销2连接有驱动装置；

限位板3，用于固定在建筑楼层的电梯井道一侧，所述限位板3成对设置在每个楼层的上方和下方；

机械开关5，固定连接在所述插销2上，位于所述插销2的上方和下方，所述机械开关5受到挤压时能够控制电梯轿厢停止升降；

当电梯轿厢开门时，所述插销2能够在所述驱动装置的带动下插入所述插孔111固定，所述限位板3位于所述插销2和所述机械开关5的升降路径上；当电梯轿厢关门时，所述插销2能够在所述驱动装置的带动下从所述插孔111中抽出，所述限位板3不位于所述插销2和所述机械开关5的升降路径上。

本实施例的电梯定位及保护装置，如图6所示，还包括光学感应组件9，所述光学感应组件9固定连接在所述安装座1上，所述光学感应组件具有上、下两组感应区域，所述感应区域分布在所述机械开关5上、下两侧；所述光学感应组件仅在电梯轿厢开门时执行感应，所述感应区域用于感应所述限位板3，所述感应区域感应到所述限位板3时，能够控制电梯轿厢停止。本实施例的光学感应组件9工作原理和所述机械开关5类似，但是光学感应组件9安装的位置要更靠外侧(以靠近插销2为内侧，远离插销2为外侧)，这样在电梯轿厢a执行开门动作，电梯发生故障时，电梯轿厢a在开门状态下升降，首先光学感应组件9能够感应到限位板3而控制电梯轿厢停止，然后在光学感应组件9感应失效时再利用机械开关5控制电梯轿厢停止。

本实施例的电梯定位及保护装置，如图6所示，还包括：感应定位组件6，固定连接在所述安装座1上，用于感应每个楼层的上方和下方的所述限位板3，当所述感应定位组件同时感应到每个楼层的上方和下方的所述限位板3时，能够控制电梯轿厢停靠。具体的，每个楼层处的上、下限位板3之间的距离和感应定位组件6上、下端之间的距离是相等的，所以利用感应定位组件6上、下端感应每个楼层处的上、下限位板3能够判断电梯轿厢a的底板是否对齐楼层b，便于电梯轿厢a准确停靠。优选地，本实施例的电梯定位及保护装置，如图4所示，所述安装座1上设有滑轨12，所述插销2通过滑块22安装在所述滑轨12上。具体的，光学感应组件9的感应有一定范围，大约为上、下2cm内，即允许电梯轿厢a停靠偏上或偏下大约2cm。实际使用过程中，以以下场景为例：工作步骤如图10所示，电梯门打开，光学感应组件9感应到上、下限位板3，得出尚未平层，控制系统重新再把门关上，电梯轿厢a重新再运动一定距离，使感应定位组件6感应到上、下限位板3达到平层，之后再执行开门动作。

本实施例的电梯定位及保护装置，还包括紧急开关，用于控制电梯轿厢执行关门动作并运动一段距离，直到所述感应定位组件6同时感应到上、下限位板3。

如图3所示，本实施例的电梯定位及保护装置安装在电梯轿厢a底板的一侧，具体的固定方法为在电梯轿厢a底板内嵌入一根轴(本实施例中具体采用一50x50x5mm的方管固定于轿厢底部中轴线处，方管与轿厢底部的钢丝绳平行)，将该轴插入在安装座1上预留的插口中进行固定，限位板3固定在建筑的电梯井道的一侧，具体的是在每层楼层b内嵌入固定(可以用混凝土浇筑配合固定板固定)。

本实施例的电梯定位及保护装置的工作原理是：插销2和机械开关5跟随电梯轿厢a开门或关门而相应移动，做到了电梯轿厢a开门时(只要门不完全关上均视为开门)，插销2和机械开关5伸入到限位板3所在直线上。当电梯轿厢a底板和楼层b平齐，电梯轿厢a会执行开门动作，如果此时电梯发生故障，电梯轿厢a万一在开门状态下上升，上方的限位板3将会碰撞上方的机械开关5，然后机械开关5控制电梯轿厢a停止升降；电梯轿厢a万一在开门状态下下降，下方的限位板3将会碰撞下方的机械开关5，然后机械开关5控制电梯轿厢a停止升降。在机械开关5也故障的情况下，插销2与限位板3物理接触，具体的，插销2和限位板3的机械强度要足够大，在材料上优选为钢铁或硬质合金，保证驱动电梯的驱动力小于限位板3能够给予插销2的支持力，这样电梯轿厢a将被强制停住，无法升降。本实施例的电梯定位及保护装置，当电梯在平层位置产生故障时，具有机械开关保护和物理保护的多重保护，能够保证电梯门不关闭时电梯轿厢不能升降，避免电梯剪切事故发生。

优选地，本实施例的电梯定位及保护装置，如图4、5所示，所述驱动装置包括：

牵引绳41，与所述插销2固定连接；

滑轮42，设置在所述安装座1上，用于对所述牵引绳41导向；

牵引机，与所述牵引绳41的一端固定，用于收放所述牵引绳41；

配重块44，固定在所述牵引绳41的另一端，所述配重块44用于在所述牵引机释放所述牵引绳41时带动所述插销2插入所述插孔111。

具体的，本实施例中，牵引机的收、放动作和电梯的开、关门动作相联动(具体的，可以用plc或继电器等开关控制联动)，电梯轿厢a关上门时，如图4所示，牵引机收起牵引绳41，插销2从固定板11处抽出，配重块44升起，电梯轿厢a开门时，如图5所示，牵引机放松牵引绳41，配重块44下落，带动插销2插入固定板11的插孔111中。本实施例中，牵引绳41优选为高强度的材料，比如钢丝，若牵引绳41断裂，如图9所示，则配重块44自然下落，此时配重块44触发反转机构，反转配重块46牵引插销2回到起始位置(即插销2不再插入固定板11的插孔111中)，此时光学感应组件9仍然保持工作，保留光电开关的保护。具体的，如图9所示，反转配重块46设置在配重块44的一侧，且反转配重块46与插销2通过反转牵引绳45连接，所述反转配重块46牵引插销2的移动方向和所述配重块44相反，并且反转配重块46的重量大于配重块44。配重块44所在位置的导轨最下端具有一个用于感应配重块44的触发机构，该机构只有在配重块44下落超出正常范围时能够被触发(即判断配重块44的牵引绳41断裂)。反转配重块46在一般状态下具有支撑机构，即反转配重块46一般状态下不参与插销2的牵引，仅当牵引绳41断裂时，触发机构判断牵引绳41断裂而控制支撑机构取消对反转配重块46的支撑，使反转配重块46参与对插销2的反向牵引。

优选地，本实施例的电梯定位及保护装置，如图1、2所示，所述感应定位组件位于所述光学感应组件的上、下两侧；所述安装座1上沿竖向固定安装有传感器安装板7，所述传感器安装板7分布在所述限位板3的左、右两侧；所述传感器安装板7的最上端和最下端还固定安装有限位行程开关8，所述限位行程开关8用于在触碰到电梯井道的顶部或底部时控制电梯轿厢停止。

优选地，本实施例的电梯定位及保护装置，如图1、2所示，所述固定板11分布在所述限位板3的左、右两侧。两侧的固定板11强度很高，能够给插销2足够的支持力。

优选地，本实施例的电梯定位及保护装置，如图6所示，所述光学感应组件9为上、下两组光栅传感器91、92，所述感应定位组件6为上、下两组红外感应器61、62。

优选地，本实施例的电梯定位及保护装置，如图6所示，所述红外感应器61、62包括设置在一侧的所述传感器安装板7上的红外发生器611、621和设置在另一侧的所述传感器安装板7上的发射板612、622。

优选地，本实施例提供一种限位板3的结构及安装方法，如图7所示，每个楼层b处的上方和下方的所述限位板3之间通过加固条31固定连接，以使每个楼层处的上方的所述限位板3、所述加固条31、每个楼层处的下方的所述限位板3以及电梯井道的侧壁形成一个封闭的框形或环形。同时，由于本实施例的电梯定位及保护装置的插销2、左右两侧的固定板11以及安装座1如图7所示相当于也形成一个封闭的环形或框形，所以当插销2插入固定板11时，如图7所示，形成两个封闭的框的相互扣住的状态，具有很强的承重能力，安全性能可以得到保障。如图8所示，具体的限位板3和加固条31的宽度可以为1cm左右，在限位板3的另一端固定有用于嵌入在楼层混凝土内的楼层连接板32。

优选地，本实施例的电梯定位及保护装置，所述机械开关5位于所述插销2上、下两侧10-12cm，所述光学感应组件5位于所述插销2上、下两侧17-19cm，所述感应定位组件6位于所述插销2上、下两侧19-21cm。

电梯正常时，为托管状态，此时由电梯本身的控制电路进行控制；

一旦发生非正常情况时，为接管状态，由接管控制电路来对电梯的升降和电梯门的开门/关门进行控制，此时，电梯本身的控制电路不起作用。

托管状态和接管状态的控制逻辑如图10所示。

托管状态下，电梯正常升降、停靠和开门，由光学感应组件9来确定是否终止托管状态以及进入接管状态，当光学感应组件9感应到上、下限位板3任意一个时，说明电梯未到达平层或者在未完全关门的情况下发生了电梯升降，就会进入接管状态；

接管状态下，接管电路首先控制电梯门进行关门，在关门命令发出5s后感应电梯门是否关闭完成，若电梯门未关闭完成，则会控制电梯门再次开门，而后进行关门；若电梯门关门完成，则控制电梯升降，直到感应定位组件6同时感应到上、下限位板3，则认为到达了平层状态，控制电梯停靠并开门，若感应开门完成，则认为电梯已经正常运行，解除接管控制电路的接管状态，进入托管状态；电梯升降时，感应定位组件6需要同时感应到上、下限位板3，否则电梯会继续升降，直到感应定位组件6同时感应到上、下限位板3；若电梯停靠时，控制了电梯开门而开门未完成，则继续控制电梯开门，直到开门完成。

本实施的电梯定位及保护装置还具有一键解救功能，设置有紧急开关，紧急开关可以设置于电梯机房内、轿厢内、一楼召唤区或者管理员机房等处。紧急开关具有红绿灯指示功能，正常状态下紧急开关不亮，接管状态时紧急开关亮灯(何时亮红灯或者绿灯，在下文中有描述)。

紧急开关按下后的逻辑控制如图11所示，紧急开关按下后会直接进入接管状态(如果原先是托管状态，则解除托管状态进入接管状态，若原先是接管状态，则保持接管状态)。

紧急开关红灯亮起时紧急开关被按下后，将执行以下步骤：

步骤1，感应定位组件6感应限位板，当感应定位组件6感应能够同时感应到楼层上方和下方的限位板时，则执行步骤2，否则则执行步骤3；

步骤2，电梯开门电机工作，进行电梯门的开门，此时，需要对开门状态进行感应，若开门成功完成，则解除接管控制电路的接管状态，进入托管状态，紧急开关的指示转换为绿灯，之后被困人员可以离开电梯，若托管状态再次把门关上，则再次进行电梯门的接管状态的开门；开门成功后，暂时进入托管状态，直到控制电梯升降的曳引机也进入托管状态，此时整体进入托管状态，完全退出接管状态，紧急开关的指示的绿灯熄灭；

步骤3，电梯开门电机工作，进行电梯门的关门，并在5s后感应电梯门是否关门完成，若电梯门关门完成，则控制电梯升降并返回步骤1由感应定位组件6感应限位板；若电梯门关门未完成，则继续控制电梯门开门后再关门，直到关门成功完成。

当托管电路同时控制升降电机和门机电机时，则完成进入托管状态。

以上述依据本申请的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项申请技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项申请的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。