一种具有自诊断功能的电梯安全保护装置的制作方法

本发明属于电梯安全控制系统的技术领域，涉及一种具有自诊断功能的电梯安全保护装置。

背景技术：

厢式电梯系统中在电梯井内会设置与电梯运行方向一致的电梯导轨，电梯导轨的作用一方面是对电梯运行予以导向，保证电梯轿厢升降的稳定性，另一方面当电梯轿厢发生滑落时，电梯轿厢会启动自身底部的防坠器，防坠器通过卡紧电梯导轨实现对电梯轿厢的紧急防坠固定，因此电梯导轨安装的可靠性直接影响电梯运行的稳定性和电梯在发生下滑危险时防坠器能否保障人员安全。

大部分情况下电梯导轨通过螺栓或螺钉与电梯井的侧壁固定安装，但由于电梯运行时会与电梯导轨接触，并持续产生振动，因此螺栓或螺钉在长期使用过程中容易发生振动松动现象，严重的还会脱落或因为金属疲劳断裂。这样一方面导致该处电梯导轨振动幅度增大，松动未掉落的螺栓还会随振动产生异响，危害电梯运行的稳定性。若是电梯下坠时防坠器卡紧固定在螺栓松动或脱落的电梯导轨处，电梯导轨很可能承受不住电梯急停减速时产生的冲击，导致变形甚至与电梯井侧壁分离，结果造成危机人员生命安全的事故。

因为电梯导轨在电梯运行情况下电梯会频繁经过各个部分的电梯导轨，而要松动的电梯导轨再次固定牢固，需要将松动的螺栓拧紧，甚至更换螺栓拧紧，这都需要相应人员和装置花费一定时间。加上电梯损坏的位置可能在电梯导轨任何一处，人员或机器人沿导轨升降查找都需要不少时间，因此很难在电梯运行情况下进行检查和维护。

目前，现有的电梯故障诊断和安全保护系统没有能随时对电梯导轨固定的可靠性在电梯运行状态下也能频繁检查的技术，更缺少在电梯运行状态下及时对出现螺栓松动或脱落的部分紧急处理的保护技术，而由于在一些每天长时间营业或运行的商场、办公楼等建筑，电梯空闲时间短，只能间隔较长时间后停止电梯运行，并进行电梯的定期检查维护，因此现有技术对电梯导轨的检查维护经常不及时，让电梯运行的安全性受到较大影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有自诊断功能的电梯安全保护装置，以解决现有技术无法在电梯运行过程中频繁对电梯导轨各处安装的可靠性进行检查诊断，并且也无法在电梯运行时及时对螺栓松动的电梯导轨进行紧急处置的技术问题。

所述的一种具有自诊断功能的电梯安全保护装置，包括安装在电梯轿厢底部的保护装置控制器和安装支架，所述安装支架上安装有检测模块和能够自动收合的可伸展连接结构，所述可伸展连接结构的伸出端连接有导轨快速固定装置，所述检测模块用于对所述电梯导轨的安装螺栓的紧固状态进行检测，所述导轨快速固定装置包括滑动连接于所述电梯导轨的固定装置主体、锁紧固定机构、射钉器、位置感应器和固定装置控制模块，所述位置感应器用于检测是否到达电梯导轨上被所述保护装置控制器判断为需要加固的位置，所述射钉器朝向所述电梯导轨并装填有快速固定钉，所述锁紧固定机构和所述位置感应器均设于所述固定装置主体朝向所述电梯导轨一侧，所述锁紧固定机构与所述电梯导轨锁紧固定后，所述射钉器将快速固定钉射入电梯井侧壁固定所述电梯导轨所需的时间小于电梯轿厢正常上升时所述可伸展连接结构完全展开所需的时间。

优选的，所述电梯导轨在螺栓安装孔的上方设有与所述快速固定钉对应的预留通孔，所述电梯井侧壁设有与所述预留通孔对应的固定钉孔，所述快速固定钉的钉杆侧面设有若干楔状凸起，所述固定钉孔的内壁设有与所述楔状凸起卡接配合的环槽。

优选的，所述可伸展连接结构包括上臂杆和下臂杆，所述上臂杆的两端分别铰接在所述安装支架底部伸出的铰接座上和所述所述下臂杆的上端铰接，所述下臂杆的下端铰接在所述固定装置主体的铰接板上，所述下臂杆的下端与所述上臂杆之间通过弹性拉紧结构连接，所述上臂杆的上端与所述铰接座之间连接有扭簧，所述可伸展连接结构在所述导轨快速固定装置未与所述电梯导轨锁紧固定时收合为折叠状态。

优选的，所述弹性拉紧结构包括设于所述下臂杆的下端的转辊轴、转动套接在所述转辊轴上钢绳转辊和缠绕在所述钢绳转辊上的钢丝绳，所述钢丝绳一端伸出并固定在所述上臂杆的上部，所述钢绳转辊与所述下臂杆之间通过涡卷弹簧连接。

优选的，所述位置感应器、锁紧固定机构和射钉器均电连接到所述固定装置控制模块，所述固定装置控制模块还与所述保护装置控制器相连，所述锁紧固定机构启动后将所述固定装置主体持续锁紧固定在所述电梯导轨上，所述保护装置控制器根据所述检测模块判断被检测位置是否存在松动、断裂或脱落的螺栓，并在判断结果为是的情况下发出命令启动所述位置感应器，此后所述固定装置控制模块根据所述位置感应器发出的信号判断是否依次启动所述锁紧固定机构和所述射钉器。

优选的，所述涡卷弹簧与所述下臂杆之间设有拉力感应器，所述拉力感应器连接到所述固定装置控制模块，所述固定装置控制模块还根据所述拉力感应器判断是否松开所述锁紧固定机构。

优选的，所述检测模块包括振动感应器和摄像头，所述振动感应器的感应端与所述电梯导轨接触并沿其滑动，所述摄像头朝向所述电梯导轨，所述保护装置控制器用于综合分析所述振动感应器发出的振动信号和所述摄像头采集的图像信号以判断是否松动、断裂或脱落的螺栓。

优选的，所述快速固定钉包括外钉体和内螺钉，所述外钉体包括所述钉杆和设有所述钉杆顶端的外钉头，所述外钉体内设有安装容纳所述内螺钉的内腔，所述钉杆为中空结构并分为上钉杆段和下钉杆段，所述内腔包括设于所述外钉头内的钉头空腔和设于所述钉杆内的钉杆空腔，所述下钉杆段的侧壁上设有若干连通所述钉杆空腔的割槽，所述割槽将所述下钉杆段沿周向分割为若干上端连接到所述上钉杆段的可内收部，所述楔状凸起均设于所述可内收部外侧，所述钉杆空腔内设有与所述内螺钉螺纹连接的内螺纹，所述快速固定钉被射入所述固定钉孔后，所述内螺钉拧出所述钉杆空腔时，所述可内收部向内收拢，所述楔状凸起脱离环槽。

本发明的技术效果：1、本装置设于电梯轿厢底部，随电梯升降经过电梯导轨各处，在此过程中通过检测模块对电梯导轨进行检测，从而在运行过程中发现松动、断裂或脱落的螺栓。同时本装置具有将快速固定钉射入电梯井侧壁上固定钉孔中的导轨快速固定装置，因此在发现上述螺栓出现问题后，能立即通过射出快速固定钉对电梯导轨进行紧急固定处置，这样既能立即改善电梯轿厢在此处电梯导轨上运行的稳定性，也能临时提高电梯导轨的固定牢固性，如果在维修人员加固电梯导轨前发生电梯滑落下坠事故，由于电梯导轨已被临时加固，在防坠器卡死电梯导轨时产生的冲击也不容易导致电梯导轨变形和脱落，大大提高了上述事故中人员的安全性。

2、由于电梯轿厢在上升时会经过螺栓发生问题的电梯导轨，但不一定停止，而在射出快速固定钉对电梯导轨进行临时固定时，所述导轨快速固定装置需要暂时停止在电梯导轨的对应位置，因此本方案通过能自动收起合拢的可伸展连接结构将安装支架和导轨快速固定装置连接起来，这样当进行电梯导轨临时固定时电梯轿厢能正常上升，而导轨快速固定装置在通过锁紧固定机构固定后，快速完成固定过程后松开锁紧固定机构，可伸展连接结构在扭簧和弹性拉紧机构的作用下快速将导轨快速固定装置提升至电梯轿厢的底部相应位置。上述过程只要可伸展连接结构在完成电梯导轨临时固定的过程中不完全展开，就不会影响电梯的正常上升。

3、本方案采用的快速固定钉和固定钉孔对应的结构，快速固定钉能被射入固定钉孔，通过楔状凸起与环槽的卡接效果保证快速固定钉的连接紧固性，另一方面当维修人员在对松动或脱落的螺栓进行拧紧或更换后，在保证了电梯导轨固定牢固性的前提下，只需要将快速固定钉的内螺钉拧出，失去支撑的可内收部在自身金属弹性作用下内收，让楔状凸起脱离环槽，从而很容易将剩余的外钉体取出，这样本方案的电梯导轨上的预留通孔和快速固定钉都能重复使用，下次同一位置发送螺栓松动等故障，本装置还能再次对同一预留通孔射出快速固定钉进行临时固定。

附图说明

图1为使用本发明的电梯系统的局部结构示意图。

图2为图1所示结构中a区域的局部放大图。

图3为图2所示结构中b区域的局部放大图。

图4为图1所示结构本发明的结构示意图。

图5为图4所示结构在另一视角下的结构示意图。

图6为图5所示结构中c区域的局部放大图。

图7为图1所示结构中可伸展连接结构的剖视图。

图8为图4所示结构中导轨快速固定装置的俯视图。

附图中的标记为：1、电梯轿厢，2、电梯导轨，21、检测用缺口，22、安装螺栓，23、固定钉孔，3、防坠器，4、保护装置控制器，5、安装支架，6、检测模块，61、振动感应器，62、摄像头，7、可伸展连接结构，71、上臂杆，72、下臂杆，73、弹性拉紧结构，731、钢丝绳，732、钢绳转辊，74、铰接座，75、铰接板，8、导轨快速固定装置，81、固定装置主体，82、夹爪臂，83、夹板，84、射钉器，85、位置感应器，86、电磁夹爪，87、锁紧转轴，9、快速固定钉，91、钉杆，92、外钉头，93、内螺钉，94、楔状凸起，95、割槽。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1-8所示，本发明提供了一种具有自诊断功能的电梯安全保护装置，包括安装在电梯轿厢1底部的保护装置控制器1和安装支架5，所述安装支架5上安装有检测模块6和能够自动收合的可伸展连接结构7，所述可伸展连接结构7的伸出端连接有导轨快速固定装置8，所述检测模块6用于对所述电梯导轨2的安装螺栓22的紧固状态进行检测，所述导轨快速固定装置8包括滑动连接于所述电梯导轨2的固定装置主体81、锁紧固定机构、射钉器84、位置感应器85和固定装置控制模块，所述位置感应器85用于检测是否到达电梯导轨2上被所述保护装置控制器1判断为需要加固的位置，所述射钉器84朝向所述电梯导轨2并装填有快速固定钉9，所述锁紧固定机构和所述位置感应器85均设于所述固定装置主体81朝向所述电梯导轨2一侧，所述锁紧固定机构与所述电梯导轨2锁紧固定后，所述射钉器84将快速固定钉9射入电梯井侧壁固定所述电梯导轨2所需的时间小于电梯轿厢1正常上升时所述可伸展连接结构7完全展开所需的时间。

所述电梯导轨2在螺栓安装孔的上方设有与所述快速固定钉9对应的预留通孔，所述电梯井侧壁设有与所述预留通孔对应的固定钉孔23，所述快速固定钉9的钉杆91侧面设有若干楔状凸起94，所述固定钉孔23的内壁设有与所述楔状凸起94卡接配合的环槽。

所述可伸展连接结构7包括上臂杆71和下臂杆72，所述上臂杆71的两端分别铰接在所述安装支架5底部伸出的铰接座74上和所述所述下臂杆72的上端铰接，所述下臂杆72的下端铰接在所述固定装置主体81的铰接板75上，所述下臂杆72的下端与所述上臂杆71之间通过弹性拉紧结构73连接，所述上臂杆71的上端与所述铰接座74之间连接有扭簧，所述可伸展连接结构7在所述导轨快速固定装置8未与所述电梯导轨2锁紧固定时收合为折叠状态。

所述弹性拉紧结构73包括设于所述下臂杆72的下端的转辊轴、转动套接在所述转辊轴上钢绳转辊732和缠绕在所述钢绳转辊732上的钢丝绳731，所述钢丝绳731一端伸出并固定在所述上臂杆71的上部，所述钢绳转辊732与所述下臂杆72之间通过涡卷弹簧连接。

所述位置感应器85、锁紧固定机构和射钉器84均电连接到所述固定装置控制模块，所述固定装置控制模块还与所述保护装置控制器1相连，所述锁紧固定机构启动后将所述固定装置主体81持续锁紧固定在所述电梯导轨2上，所述保护装置控制器1根据所述检测模块6判断被检测位置是否存在松动、断裂或脱落的安装螺栓22，并在判断结果为是的情况下发出命令启动所述位置感应器85，此后所述固定装置控制模块根据所述位置感应器85发出的信号判断是否依次启动所述锁紧固定机构和所述射钉器84。

所述涡卷弹簧与所述下臂杆72之间设有拉力感应器，所述拉力感应器连接到所述固定装置控制模块，所述固定装置控制模块还根据所述拉力感应器判断是否松开所述锁紧固定机构。

所述检测模块6包括振动感应器61和摄像头62，所述振动感应器61的感应端与所述电梯导轨2接触并沿其滑动，所述摄像头62朝向所述电梯导轨2，所述保护装置控制器1用于综合分析所述振动感应器61发出的振动信号和所述摄像头62采集的图像信号以判断是否松动、断裂或脱落的安装螺栓22。

所述位置感应器85为光电感应器，所述电梯导轨2在每个固定钉孔23的上方设有对应的检测用缺口21，所述光电感应器启动后通过检测是否经过所述检测用缺口21判断是否到达被所述保护装置控制器1判断为需要加固的位置。

锁紧固定机构包括夹板83、锁紧转轴87、夹爪臂82和电磁夹爪86，夹板83通过锁紧转轴87转动连接在所述固定装置主体81底部，所述夹板83朝所述电梯导轨2中间的凸棱一面设有凸出的夹紧块，所述夹板83一端连接在所述锁紧转轴87上另一端与夹爪臂82一端连接，所述夹爪臂82另一端连接到电磁夹紧器的一个夹爪上，电磁夹紧器的两个夹爪在启动锁紧固定机构时向内夹紧，通过夹爪臂82驱动夹板83的一端向内夹紧，从而让两个夹紧块相对夹紧在电梯导轨2上实现对导轨快速固定装置8的刹车固定。

所述快速固定钉9包括外钉体和内螺钉93，所述外钉体包括所述钉杆91和设有所述钉杆91顶端的外钉头92，所述外钉体内设有安装容纳所述内螺钉93的内腔，所述钉杆91为中空结构并分为上钉杆段和下钉杆段，所述内腔包括设于所述外钉头92内的钉头空腔和设于所述钉杆91内的钉杆空腔，所述下钉杆段的侧壁上设有若干连通所述钉杆空腔的割槽95，所述割槽95将所述下钉杆段沿周向分割为若干上端连接到所述上钉杆段的可内收部，所述楔状凸起94均设于所述可内收部外侧，所述钉杆空腔内设有与所述内螺钉93螺纹连接的内螺纹，所述快速固定钉9被射入所述固定钉孔23后，所述内螺钉93拧出所述钉杆空腔时，所述可内收部向内收拢，所述楔状凸起94脱离环槽。

本装置的使用方法如下：在电梯运行过程中随时通过检测模块6对电梯导轨2上安装螺栓22的连接情况进行检测，当通过采集的振动信号或图像信号识别出某处螺栓发生松动或脱落问题，且电梯轿厢1处于上升过程中，所述保护装置控制器1会立即发出信号启动导轨快速固定装置8上的位置感应器85，在导轨快速固定装置8随电梯轿厢1一同运动的随动状态下，位置感应器85与检测模块6检测位置的距离小于上下相邻的两个安装螺栓22的间距，因此位置感应器85只要检测到检测用缺口21就表示到达安装螺栓22有问题的电梯导轨2处，锁紧固定机构随之立即锁紧，将导轨快速固定装置8固定在此处。

固定装置控制模块在启动锁紧固定机构就会顺序发出命令，控制射钉器84射出快速固定钉9对电梯导轨2进行临时固定，之后控制锁紧固定机构打开锁紧板，这样导轨快速固定装置8就能在可伸展连接结构7的作用下上移接近电梯轿厢1直至回到随动状态下的初始位置。而在导轨快速固定装置8进行射钉固定的过程中，电梯轿厢1仍按正常运行速度上升，这一过程中可伸展连接结构7的上臂杆71和下臂杆72进行展开，而弹性拉紧结构73的钢丝绳731被拉伸，涡卷弹簧作用于拉力感应器上的拉力随之增大。当导轨快速固定装置8正常运行时，锁紧固定机构会在可伸展连接结构7完全展开前松开，从而让可伸展连接结构7将导轨快速固定装置8拉回到初始位置。而如果出现锁紧固定机构未及时松开的情况，当拉力感应器检测到足够大的力会发出信号，让固定装置控制模块控制锁紧固定机构打开，避免其未及时松开对电梯轿厢1的上升造成影响。

本方案由于在电梯运行的过程中就已经通过导轨快速固定装置8对电梯导轨2进行了临时加固，不仅能立即改善电梯轿厢1在此处电梯导轨2上运行的稳定性，在防坠器3卡死电梯导轨2时，电梯导轨2已被加固故而不易发生变形和脱落，大大提高了上述事故中人员的安全性。

而为了让该方案中加固过的位置能重复进行快速加固，本方案采用的快速固定钉9和固定钉孔23对应的结构。快速固定钉9能被射入固定钉孔23，通过楔状凸起94与环槽的卡接效果保证快速固定钉9的连接紧固性。当维修人员在对松动或脱落的安装螺栓22进行拧紧或更换后，在保证了电梯导轨2固定牢固性的前提下，只需要将快速固定钉9的内螺钉93拧出，失去支撑的可内收部在自身金属弹性作用下内收，让楔状凸起94脱离环槽，从而很容易将剩余的外钉体取出，这样本方案的电梯导轨2上的预留通孔和快速固定钉9都能重复使用。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的发明构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明保护范围之内。