一种电梯安全预警系统的制作方法

本发明涉及一种电梯控制技术领域，特别涉及一种电梯安全预警系统。

背景技术：

电梯是一种服务于建筑物内若干特定的楼层，其轿厢运行在至少两列垂直于水平面或与铅垂前倾斜角小于15°的刚性轨道运动的永久运输设备。轿厢尺寸与结构形式便于乘客出入或装卸货物。习惯上不论其驱动方式如何，将电梯作为建筑物内垂直交通运输工具的总称。按速度可分低速电梯（4米/秒以下）、快速电梯4～12米/秒)和高速电梯(12米/秒以上)。

现有技术中，如公开号为CN103449276A的中国专利，一种电梯安全预警系统，包括：一厅门开启/闭合检测装置，用以检测厅门是否开启或闭合；一轿厢位置检测装置，用以检测轿厢是否在厅门附近；一厅外传感装置，用以检测厅门外人员接近状况；一预警装置，用以接收厅门开启/闭合检测装置、轿厢位置检测装置及厅外传感装置的检测信号，并根据检测信号来判断是否发出预警信号；一与电梯独立的电源装置，用以向预警系统提供电源。此系统能够监控电梯检修时，预警解锁厅门的风险以及预警进入未锁合的厅门的风险，从而保障乘客和检修人员的生命安全，可智能切换厅外传感装置的状态，节省因长期不必要的开启能量，并采用独立的外接电源，能防止电梯断电而失去监控能力。

电梯在运行的过程中，具有三种状态，分别是加速状态、匀速状态、减速状态，而在电梯出现的事故中，因为加速状态和减速状态的速度较慢，而匀速状态的速度相比于加速状态的速度、减速状态的速度较快，因此大多数事故均发生在电梯处于匀速状态下且危险性极高，而在生活中，人们会为了节省时间，而经常出现挤电梯的情况，而电梯中的电机会因为长时间的极限工作，而产生电机劳损的现象，此时电机需要得到保养，而在实际生活中，电梯都是定期进行保养的，无法针对单部电梯进行保养，而电梯的电机因劳损会导致电机在匀速状态下转速异常，从而导致电梯事故的发生，而在现有技术中，电梯中具有良好的抱死系统，而抱死系统在使用中，会将轿厢直接停止，在迅速停止的过程中，会对乘客造成恐慌，甚至对乘客造成伤害，还有改进的空间。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种电梯安全预警系统，当电梯中电机的转速出现过快时，就会将电梯停至最接近的一层中，并通知人们离开轿厢，实现提前预警的作用。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种电梯安全预警系统，包括轿厢、供轿厢纵向移动的支架、用于驱动轿厢的电机，还包括控制装置、主控终端、告警装置、急停装置；所述支架上位于每层的顶端均设置有用于检测轿厢每移动一层所需的时间并输出时间检测信号的时间检测装置；所述控制装置耦接于时间检测装置以接收时间检测信号并根据每层的高度计算出轿厢运动的速度信号；所述主控终端耦接于控制装置以接收轿厢经过每层的速度信号并根据速度信号以判断轿厢处于匀速状态下的运动趋势；若处于匀速状态下的运动趋势始终保持加速或减速的状态则输出主控信号；所述告警装置耦接于主控终端以接收主控信号并响应于告警装置以实现告警；所述急停装置耦接于主控终端以接收主控信号并驱动电机实现将轿厢停止于轿厢运动方向的相邻层。

采用上述方案，轿厢在支架内移动时是通过电机进行驱动的，而在每一层上均设置有时间检测装置，当轿厢经过设置有时间测装置的支架时，时间检测装置就会计算出通过每一层的时间，再通过控制装置计算出轿厢经过每一层的速度，通过与最高允许预设值VG进行比较判断出此时轿厢是否处于正常工作的状态，当速度超过了最高允许预设值VG就会发出告警，同时在最靠近的一层进行停止，使人们在发现电梯出现问题前，提前离开轿厢。

作为优选，楼层设置有N层，所述时间检测装置包括设置于每层的用于发射红外发射信号的红外发射器、耦接于红外发射器以接收红外发射信号并输出红外接收信号的红外接收器、耦接于红外接收器以接收红外接收信号并发出计时信号的计时器；定义轿厢运动方向上所开始检测的楼层为检测层，且沿轿厢运动方向上的临近的楼层为相邻层；将位于检测层的计时器所输出的计时信号与相邻层的计时器所输出的计时信号相减所获取到的差值信号输入至控制装置。

采用上述方案，通过红外发射器与红外接收器进行配合使用，当轿厢通过时，红外接收器就接收不到红外发射器所发出来的信号，此时计时器开始计时，当经过红外发射器与红外接收器时，就会使计时器停止计时，从而计算出差值信号，差值信号就是从检测层到相邻层所需要的时间，检测效率高，响应速度快。

作为优选，所述控制装置耦接于时间检测装置并根据差值信号以获得从停留层至电梯运动方向的相邻层的速度信号并将速度信号传输至主控终端。

采用上述方案，在实际生活中，每层楼的高度均保持一致，通过差值信号的计算，就可以达到轿厢从检测层到相邻层的速度，检测准确，且在使用时，当数据异常时，维修人员前去维修时，可以了解到具体哪层出现问题，提高维修效率。

作为优选，所述主控终端耦接于控制装置以将对应经过每个楼层所获得的轿厢的运动速度与主控终端中预设的最高允许预设值VG进行比较；若轿厢的运动速度大于最高允许预设值VG，则所述告警装置、急停装置均启动。

采用上述方案，通过将轿厢的最快运动速度与主控终端中预设的最高允许预设值VG进行比较，就可以判断出此时轿厢的运动情况，通过比较得到的数据与直接对数据进行判断相比，具有对比性，同时可以使维修人员了较到电机的使用情况，同时对排除故障具有帮助，提高维修效率。

作为优选，沿轿厢运动方向上进行循环检测，将每一个检测层与相邻层定义为一组并选取相邻的两组，分别为第一组与第二组；第一组包括处于检测层的轿厢运动速度且定义为第一速度V与处于相邻层的轿厢运动速度且定义为第二速度V，第二组包括处于检测层的轿厢运动速度且定义为第三速度V,处于相邻层的轿厢运动速度且定义为第四速度V；

当第一速度V小于第二速度V、第三速度V也小于第四速度V时，且第二速度V、第四速度V均小于最高允许预设值VG时，所述电机驱动轿厢呈加速上升状态；

当第一速度V等于第二速度V、第三速度V等于第四速度V时，且第二速度V、第四速度V均小于最高允许预设值VG时，所述电机驱动轿厢呈匀速平稳状态；

当第一速度V大于第二速度V、第三速度V大于第四速度V时，且第二速度V、第四速度V均小于最高允许预设值VG时,所述电机驱动轿厢呈减速下降状态；

当第一速度V大于第二速度V、第三速度V大于第四速度V时，且第二速度V、第四速度V均大于最高允许预设值VG时,所述电机驱动轿厢呈急速上升状态；

当所述电机驱动轿厢呈急速上升状态时，所述电机处于超负荷状态，所述轿厢处于危险状态且输出主控信号至告警装置、急停装置。

采用上述方案，通过对多组数据的判断，从而得到一个趋势，且可以通过这个趋势对轿厢的实际使用情况作出判断，从而提高了数据的稳定性、精准性，通过预判的方法，实现了对电梯的使用情况的实时监测，实用性强。

作为优选，还包括设置于轿厢且用于控制轿厢运动的主控芯片，所述急停装置包括急停控制单元、用于对电机进行减速的缓冲单元；

所述急停控制单元耦接于主控终端以接收主控信号并输出急停控制信号至主控芯片；

所述主控芯片接收到急停控制信号后，控制电机沿轿厢运动方向的最近的楼层进行停止并打开电梯门。

采用上述方案，主控芯片包括了急停控制单元和缓冲单元，缓冲单元对电机具有保护的作用，提高了电机的使用寿命，当电机发生故障时，急停控制单元用于控制电机减速，同时根据轿厢的运动状态将轿厢于最近接近的楼层进行停靠，从而方便了轿厢内人们的快速逃离。

作为优选，还包括远程传输装置、服务器；

所述远程传输装置耦接于主控终端以接收主控信号并输出远程传输信号；

所述服务器耦接于远程传输装置以接收远程传输信号以实现数据记录并发出提示。

采用上述方案，通过远程传输装置、服务器的设置，使坐在办公室内的工作人员也能了解到此时电梯的使用情况，且通过服务器进行记录，便于工作人员整理和研究，同时被提示的工作人员可以联系维修人员前来维修，轿厢内进行报警的同时，还可以将轿厢内的情况进行远程传输，使服务器内可以进行记录电梯的使用情况，同时服务器接收到信号后，工作人员可以立刻通知维修人员前来维修，保证第一时间对电梯进行维修。

作为优选，还包括智能等待系统，所述智能等待系统用于检测指定时间内电梯门口的按钮的次数，当电梯处于空闲状态时，所述电机控制轿厢处于按钮次数最多的楼层。

采用上述方案，智能等待系统可以节约人们等待电梯的时间，因为电机不会持续工作，因此还有保护电机的效果，同时通过对每层楼按钮的次数进行统计，就可以达到精确的判断。

作为优选，所述智能等待系统包括智能计数控制器与若干智能计数器；

若干所述智能计数器用于检测电梯在指定时间内每层的按钮被按的次数并输出相应楼层的智能计数信号；

所述智能计数控制器耦接于每个楼层的智能计数器同时接收每个楼层的智能计数信号并进行比较，以驱动电机控制轿厢运动至N层中智能计数信号最大的楼层。

采用上述方案，计数器和计数控制器的设置，使计数器对应每层楼的电梯按钮，从而可以得到更加完善的统计，在通过计数控制器的设置，达到对计数器的数量的对比。

作为优选，所述智能计数控制器接收每个楼层的智能计数信号，并将每个楼层的智能计数信号进行比较，筛选智能计数信号最大的楼层；

当筛选出来的楼层有且只有一个，所述电机控制轿厢运动至当筛选出来的对应楼层；

当筛选出来的楼层有且拥有多个，所述电机控制轿厢运动至当筛选出来的对应最低楼层。

采用上述方案，第一层的计数信号与第二层的计数信号进行比较，在结合每层楼的计数情况，从而得出最大的计数信号，从而对通过计数控制器对电机进行控制，一旦电梯处于空闲状态就会自动到相应的楼层中，节约人们的等待时间，同时对电机还具有一定的保护，从而提高电梯整体的使用寿命，进而降低维修的费用，有效的节约维护成本。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、电梯在使用过程中，电梯的使用速度被实时监测，一旦出现速度超过预设值时就会发出告警，同时使电梯位于临近出口时，让位于轿厢的人们出去，提高电梯的安全性；

2、具有远程传输装置，达到远程监测，同时具有数据记录功能，一旦出现速度超过预设值就会发出预警；

3、电梯具有智能等待系统，判断在一个时间段内，使用频率最高的一个楼层进行自动停止，方便人们的使用。

附图说明

图1为实施例一的结构示意图；

图2为实施例一的流程图一；

图3为实施例一的流程图二；

图4为实施例一的流程图三；

图5为实施例二的流程图一；

图6为实施例二的流程图二。

图中：1、轿厢；2、支架；3、电机；4、控制装置；5、主控终端；6、告警装置；7、急停装置；8、远程传输装置；9、服务器；10、时间检测装置；11、声音提示单元；12、灯光提示单元；13、主控芯片；14、急停控制单元；15、缓冲单元；16、远程发射器；17、中转站；18、远程接收器；19、智能等待系统；20、智能计数控制器；21、智能计数器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

如图1-4所示，本实施例公开的一种电梯安全预警系统，包括轿厢1、供轿厢1纵向移动的支架2、用于驱动轿厢1的电机3，还包括控制装置4、主控终端5、告警装置6、急停装置7；支架2上位于每层的顶端均设置有用于检测轿厢1每移动一层所需的时间并输出时间检测信号的时间检测装置10；控制装置4耦接于时间检测装置10以接收时间检测信号并根据每层的高度计算出轿厢1的运动的速度信号；主控终端5耦接于控制装置4以接收轿厢1经过每层的速度信号并进行判断是否超过主控终端5中轿厢1的最高允许预设值VG并输出主控信号；告警装置6耦接于主控终端5以接收主控信号并响应于告警装置6以实现告警；急停装置7耦接于主控终端5以接收主控信号并驱动电机3实现将轿厢1停止于轿厢1运动方向的相邻层。本实施例中最高允许预设值VG为2M/S，电梯均匀速度保持在1.2M/S-1.5M/S之间。

如图1-3所示，时间检测装置10输出时间检测信号，当设置在一楼的C1红外发射器、C1红外接收器、C1计时器使用时，C1计时器通过C1红外发射器与C1红外接收器的配合开始计时，当C1红外发射器与C1红外接收器隔断时，C1计时器开始计时，一旦轿厢1从一楼上升到二楼，那么二楼的C2红外发射器、C2红外接收器、C2计时器开始使用，此时可以通过计算机将C1计时器的计时的时间减去C2计时器的计时时间，就可以得到从一楼到二楼的差值信号T1。相邻楼层的差值信号T1需要加上绝对值，以满足电梯的上升和下降。

如图1-4所示，每一层的楼层高度S相同的情况下，将楼层高度S除以差值信号T1，就可以得到了V1轿厢1运动速度，此时将V1轿厢1运动速度与最高允许预设值VG进行比较，从而获得电梯是否处于正常速度的范围。同时，上升时将检测层与相邻层的速度进行比较，下降时将检测层与相邻层的速度进行比较，从而获得从检测层到相邻层的轿厢1运动速度。即|C1-C2|=T1，|C2-C3|=T2，|C3-C4|=T3等类推，S/T1=V1,S/T2=V2=V3,S/T3=V4等类推，再将V1,V2,V3,V4等、最高允许预设值VG进行比较，即当第一速度V1小于第二速度V2、第三速度V3也小于第四速度V4时，且第二速度V2、第四速度V4均小于最高允许预设值VG时，电机3驱动轿厢1呈加速上升状态；当第一速度V1等于第二速度V2、第三速度V3等于第四速度V4时，且第二速度V2、第四速度V4均小于最高允许预设值VG时，电机3驱动轿厢1呈匀速平稳状态；当第一速度V1大于第二速度V2、第三速度V3大于第四速度V4时，且第二速度V2、第四速度V4均小于最高允许预设值VG时,电机3驱动轿厢1呈减速下降状态；当第一速度V1大于第二速度V2、第三速度V3大于第四速度V4时，且第二速度V2、第四速度V4均大于最高允许预设值VG时,电机3驱动轿厢1呈急速上升状态；当电机3驱动轿厢1呈急速上升状态时，电机3处于超负荷状态，轿厢1处于危险状态且输出主控信号至告警装置6、急停装置7，此时通过对电梯匀速运动过程的速度进行预测，从而获得一个信号，电机则处于急速上升状态时，一旦电机在超负荷状态时，此时应将电梯进行暂停。速度的测试也可以选用测速电机。

例如：楼层一共有15层，电梯从二楼到三楼花了2秒，而二楼到三楼的高度为3米，则电梯从二楼到三楼的速度为1.5米每秒，电梯从三楼到四楼花了1.7秒，而三楼到四楼的高度为3米，则电梯从三楼到四楼的速度约为1.76米每秒，则电梯的速度呈上升的趋势，且电梯运行的最大速度1.76米每秒小于2米每秒，则轿厢1处于上升加速状态。电梯从五楼到六楼花了2秒，而五楼到六楼的高度为3米，则电梯从五楼到六楼的速度为1.5米每秒，电梯从六楼到七楼花了2秒，而六楼到七楼的高度为3米，则电梯从六楼到七楼的速度约为1.5米每秒，则电梯的速度呈平稳的趋势，且电梯运行的最大速度1.5米每秒小于2米每秒，则轿厢1处于匀速平稳状态。电梯从七楼到八楼花了2秒，而七楼到八楼的高度为3米，则电梯从七楼到八楼的速度为1.5米每秒，电梯从八楼到九楼花了2.3秒，而八楼到九楼的高度为3米，则电梯从八楼到九楼的速度约为1.3米每秒，则电梯的速度呈上升的趋势，且电梯运行的最大速度1.5米每秒小于2米每秒，则轿厢1处于减速下降状态。电梯从十楼到十一楼花了1.2秒，而一楼到二楼的高度为3米，则电梯从一楼到二楼的速度为2.5米每秒，电梯从十一楼到十二楼花了1秒，而十一楼到十二楼的高度为3米，则电梯从十一楼到十二楼的速度为3米每秒，则电梯的速度呈上升的趋势，且电梯运行的最大速度3米每秒大于2米每秒，则轿厢1处于急速上升状态，此时紧急控制单元14启动于十三楼停止，同时发出声音和灯光进行告警。

如图1-3所示，时间检测装置10用于检测电梯运行一层所需要的时间，控制装置4对通过计算判断出电机3处于超负荷状态，此时，控制装置4控制主控终端5进行判断，当主控终端5发乎信号时，告警装置6、主控芯片13、远程传输装置8均开始响应。告警装置6包括灯光提示单元12、声音提示单元11，灯光提示单元12为指示灯、声音提示单元11为电铃，电铃和指示灯均安装于轿厢1的内侧，当电机3处于超负荷状态时，就会发出声音和灯光提示。主控芯片13接收到主控终端发出的信号后，分别控制紧急控制电源和缓冲单元15的启动，紧急控制单元可以用于判断轿厢1的运动状态，这里也可以通过设置于支架2上的红外发射器、红外接收器进行判断，从而将轿厢1控制在运动方向上的最近的一层进行停下，缓冲单元15主要为电机3进行减速，辅助电机3减速。

如图2所示，远程传输装置8包括远程发射器16、中转站17、远程接收器18，远程发射器16为用于发射信号的芯片，本实施例中可以选用MICRF102,远程接收器18可以为计算机，也可以直接选用发射器和接收器配对的无线收发芯片，如RX3310/TX4450，最后将数据上传到服务器9，用于记录电梯的损坏情况，服务器9、主控芯片13、主控终端、控制装置4均可以为计算机。

工作过程：电梯在使用中，通过时间检测装置10将电梯运动每层的时间计算出来，通过控制装置4与最高允许预设值VG进行比较，从而获得电梯在匀速运行时的速度的趋势，如果电梯处于急速上升状态，那么主控终端就会控制告警装置6发出告警，同时驱动主控芯片13，对电梯进行紧急停止，通过远程传输装置8，将数据上传到服务器9中。

实施例二：

如图5-6所示，在实施例一的基础上增加了智能等待系统19，智能等待系统19包括了智能计数控制器20、智能计数器21。

如图5-6所示，智能计数器21设置在每一层，用来统计每个时间段的次数，本实施例中采用一小时为一个时间段，在一个时间段内，通过设置在每一层的智能计数器21进行按钮被按的次数统计，就可以得到每层楼的按钮被按次数，将每层楼按钮的被按次数输入至智能计数控制器20，智能计数控制器20通过将智能计数信号的比较，从而获得最大的智能计数信号。

如图5-6所示，如果楼有N层，则通过N个智能计数器21，将N个智能计数器21的智能计数信号同时输入至智能计数控制器20，智能计数控制器20通过对N个智能计数信号的判断，求出最大的一个智能计数信号，当最大的智能计数信号有且只有一个时，就驱动电机3控制轿厢1停放至最大的智能计数信号的那一层；若最大的一个智能计数信号有且拥有多个，那么就驱动电机3控制轿厢1停至最大的智能计数信号中的最低层。即当处于X层时，且0<X<N，轿厢1处于上升状态，则轿厢1停止于X+1层；当处于X层时，且1<X<N，轿厢1处于下降状态，则轿厢1停止于X-1层。

例如：如果楼层设置有10层，每层楼的智能计数信号为每层楼电梯被按的次数，在一小时内，如果一层被按70次，二层被按20次，三层被按40次，四层被按10次，五层被按15次，六层被按30次，七层被按10次，八层被按35次，九层被按50次，十层被按5次，那么一层被按的次数最多，当空闲状态时，空闲状态指在十分钟内，没有任何人使用电梯，则将电梯在一层停止。如果楼层设置有10层，每层楼的智能计数信号为每层楼电梯被按的次数，在一小时内，如果一层被按30次，二层被按45次，三层被按40次，四层被按10次，五层被按15次，六层被按45次，七层被按10次，八层被按35次，九层被按33次，十层被按5次，那么二层、六层被按的次数最多，当空闲状态时，空闲状态指在十分钟内，没有任何人使用电梯，则将电梯在二层停止。

工作过程：电梯处于空闲状态时，会根据之前采集的智能计数信号，再通过智能计数控制器20判断，从而控制电梯停放在响应的楼层，方便人们乘坐电梯。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。