电梯制动控制装置的故障检测装置及检测方法与流程

本发明涉及一种电梯的附件，具体涉及一种用于电梯制动控制装置的故障检测装置。本发明还涉及一种电梯制动控制装置的故障检测方法。

背景技术

当前的电梯一般包含由制动装置、机械式限速器、张紧轮和钢丝绳组成的安全系统。其中由限速器、张紧轮和钢丝绳组成的子系统包含两个功能一是检测电梯运行速度；二是在超出预设速度时触发制动装置进行制动。一般地，限速器设置在井道上方部位或机房层，张紧轮设置在底坑，钢丝绳在限速器和张紧轮之间形成闭环。当检测到电梯超出预设速度时，限速器动作，通过钢丝绳提拉制动装置的提拉杆，推动制动块夹紧导轨，产生制动力。一般地在制动结束后需要对限速器进行手动复位。

该制动系统的缺点在于一旦限速器和张紧轮之间的钢丝绳出现断裂或出现其他故障时，制动系统随之失效。这样会对电梯系统的安全运行产生严重影响，带来巨大隐患。

而对于采用电子触发式的电梯制动控制装置一旦出现故障，一般采取立即制动的方式。这将导致运行中的电梯轿厢急停，轿厢中的乘客将被困轿厢中，只能等待外部救援。

技术实现要素：

本发明是鉴于上述现有技术中所存在的实际问题而作出的，本发明的目的在于提供一种电梯制动控制装置的故障检测装置，它可以在电子控制信号控制下动作，对电梯轿厢或电梯平衡质量进行紧急制动，制动结束后可以通过电子控制信号进行复位。在制动控制装置发生故障时可以确保制动仍然有效，电梯运行至层站平层后，再进行制动，从而避免乘客被困。

为实现上述目的，本发明提供一种电梯制动控制装置的故障检测装置，包括至少两组设置在电梯轿厢上的制动组件；控制单元，其根据电梯轿厢信息以电子信号控制所述制动组件；所述电梯制动控制装置的故障检测装置通过控制单元，依靠电磁作动器的状态信息对电梯制动控制装置进行故障检测。

优选地，所述各组制动组件均包括：一支撑部件，用以支撑所述制动组件，一制动块，包括制动面和被导向面，所述制动面用以接触或分离电梯导轨对电梯制动或复位，一引导块，包括导引面与连接面，所述导引面用以引导所述制动块与电梯导轨接触或分离，所述连接面与支撑部件固定连接，一弹性储能元件，其与所述制动块固定连接，所述弹性储能元件对于制动块产生的推压力或牵引力用于控制所述制动块的位置和运动方向；同时至少两组所述制动组件每组分别包括：一电磁作动器，用于接收所述控制单元的电子信号并产生电磁作用力控制制动块的位置以及运动方向；各组制动组件的制动块之间通过连杆机构连接以使各组制动组件能联动从而接触或分离所述导轨。

优选地，所述控制单元用于根据电磁作动器中的电流、温度和振动信息判断电磁作动器的故障，并指令其余正常工作的电磁作动器进入故障模式。

优选地，所述故障模式为：将正常运行的电磁作动器输出的载荷增大以保证在轿厢运行至层站期间所有制动块处于正常工作位置，轿厢运行至层站后进行制动。

优选地，在电磁作动器上设有用于实时检测电磁作动器温度的温度检测单元。

优选地，在电磁作动器上设有用于实时检测电磁作动器振动的振动检测单元。

优选地，在电磁作动器上设有用于实时检测电磁作动器中感应电流的电流检测单元。

优选地，所述电磁作动器设置在制动块的被导向面和引导块的导引面之间，所述电磁作动器包括可动部和固定部，在可动部和固定部上设有线圈，电流通过线圈流动在可动部和固定部之间产生作用力。

优选地，所述电磁作动器设置在制动块的被导向面和引导块的导引面之间，所述电磁作动器包括可动部和固定部，其中可动部上设有永磁铁或线圈，同时固定部上对应设有线圈或永磁铁。

优选地，在固定部上设置位置码带，所述码带对固定部的全长进行位置编码，每个编码对应固定部上的唯一位置；

在可动部上设置码带位置检测部，所述码带位置检测部读取位置码带上的位置信息以确定可动部相对于固定部的位置。

本发明还提供一种使用电梯制动控制装置的故障检测装置的检测方法，其特征在于，包括步骤：电磁作动器检测信号通过传输单元传递到控制单元；控制单元根据检测信号对电磁作动器的工作状态做出判断；当电磁作动器的温度、振动和电流值中的某一个超过预先设置的阈值，则判定该作动器出现故障；当判定作动器出现故障后控制单元令制动控制装置进入故障应对模式。

在电梯正常运行时，引导块和制动块之间的相对位置保持依靠电磁作用力实现。由于所述电磁作动器分为固定部和可动部，所述电磁作动器可以检测可动部相对于固定部的位置，也可以检测可动部相对于固定部之间的电磁力。上述可动部和固定部的相对位置信息和电磁力信息通过传输单元传输到控制单元。电磁作动器的固定部和可动部可以在控制单元的控制下保持相对位置。也可以发生相对的运动。控制单元对于电磁作动器的控制是基于固定部和可动部的相对位置和两者间力的反馈控制。控制单元对于电磁作动器的控制是基于固定部和可动部间的作用力反馈控制。

所述检测单元可以检测电梯轿厢的绝对位置信息、速度信息、加速度信息和轿厢开关门状态信息。所述传输单元可以将轿厢速度、加速度、位置以及轿门状态信息和电磁作动器可动部与固定部的位置信息以及两者之间的电磁力信息传输给控制单元，控制单元经过逻辑判断控制紧急制动装置的状态，并根据电磁作动器可动部与固定部的相对位置信息和电磁力信息对电磁作动器进行反馈控制，以实现精确控制。

当电梯需要从制动状态恢复到正常运行状态时，通过控制使得电梯轿厢向上运行，控制单元控制电磁作动器使得制动块相对于框架向下运行，克服弹性元件的作用力，直至制动块恢复到合适位置，并保持此位置。

在上述各种工况下，控制器根据反馈的电磁作动器固定部和可动部的相对位置信息和电磁力信息对制动块进行反馈控制，以确保控制精度。

当其中一个电磁作动器出现故障的情况下，其余的电磁作动器仍可正常运行，控制单元控制轿厢门和停靠层层门并不再对层站召唤按钮响应以显示故障。

在两个制动控制器同时出现故障的情况下，弹性元件可独立推动制动块相对于框架向上运动，与导轨产生接触，并产生足够的制动力。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明的具有电梯制动控制装置的故障检测装置的电梯的示意图。

图2是本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置中的制动组件未制动状态的示意图。

图3是本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置中的制动组件制动状态的示意图。

图4是本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置中的制动组件制动控制示意图。

图5是本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置的电磁作动器基于可动部和固定部的相对位置反馈控制示意图。

图6是本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置的电磁作动器基于可动部和固定部之间的电磁力反馈控制示意图。

图7是本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置中电磁作动器一种实施方式的示意图。

图8是本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置中电磁作动器另一种实施方式的示意图。

图9是本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置中电磁作动器中电磁作动器另一种实施方式的检测方法示意图。

图10是本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置的一种实施方式的示意图。

图11是本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置运行状态检测的第一种方式的示意图。

图12是本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置运行状态检测的第二种方式的示意图。

图13是本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置运行状态检测的第三种方式的示意图。

图14是本发明的电梯制动控制装置的故障检测方法控制示意图。

图15是本发明的电梯制动控制装置的另一种实施方式的示意图。

附图标记说明：

1轿厢10电梯

1a上部导向件1b下部导向件

2导轨20运行通道

3电梯制动控制装置30制动组件

31制动块

32支撑框架32a框架上板

33弹性元件

35引导块35a圆柱形滚动体

36弹性体

4检测单元

41温度检测单元42振动检测单元

43电流检测单元

44码带45码带位置检测部

5传输单元

61导向结构

61a圆柱形滚动体61b导向机构框架

71～74、76连杆

8电磁作动器

8a电磁作动器可动部8b电磁作动器固定部

81支撑件82a～82e线圈二

83铁芯84线圈一

85永磁体86安装板

9控制单元

具体实施方式

如图1所示，本发明具有电梯制动控制装置的故障检测装置的电梯10，包括轿厢1，轿厢1的运行通道20内固定设置有t型导轨2，轿厢1活动设置于t型导轨2内，轿厢1能够沿着t型导轨2上下运行；轿厢1的上部和下部分别设置有导向件1a和1b。

如图2所示，电梯制动控制装置的故障检测装置包括制动组件30，所述制动组件包括制动块31，制动块31设置于导轨2的一侧，制动块31的制动面(即靠近导轨2的正面)与导向面(即远离导轨2的背面)之间形成一夹角，以使制动块31呈楔形(即制动块31的导向面为斜面)；制动块31的制动面与导轨2的侧面平行，制动块31的导向面与导轨2的侧面之间形成一夹角。

引导块35通过弹性体36固定连接支撑框架32；支撑框架32与轿厢1固定连接；制动块31通过弹性元件与支撑框架32相连；作动器8用于保持制动块31的位置和限制其运动方向；弹性体36能够使制动块31产生对导轨2的压紧力。

电磁作动器8由可动部8a和固定部8b组成，8a固定地安装在制动块31的导向面(即远离导轨2的背面)，8b固定地安装在引导块35的靠近制动块31的侧面上。

引导块35与作动器固定部8b的接触面为斜面，该斜面的倾斜角度与制动块31的导向面相配合，以保证制动块31的制动面与导轨2的侧面平行。

可以在导轨2的两侧分别设置有制动组件30，即导轨2的每个侧面分别对应设置一制动块31；也可以仅在导轨2的一侧设置制动组件30，即导轨2的其中一个侧面设置制动块31。

电梯制动控制装置的故障检测装置还设有与支撑框架相固接的弹性元件33，其一端与支撑框架32固接，另一端与制动块31固定连接，该弹性元件33对于制动块31产生的推压力或牵引力用于控制所述制动块31的位置和运动方向。

电梯制动控制装置的故障检测装置还包括控制单元9，其根据电梯轿厢信息以电子信号控制所述制动组件30；电梯制动控制装置的故障检测装置通过控制单元9控制制动组件30，并依靠电磁作动力使制动组件30对电梯制动、复位及调整。

电梯制动控制装置的故障检测装置的工作原理如下：

图2为电梯制动控制装置的故障检测装置在未动作状态下的示意图，此时制动块31的制动面与导轨2之间存在间隙，制动块31的位置保持通过控制单元9的反馈控制实现。

当制动块31需要向靠近框架上板32a的方向运动时，作动器8产生推动制动块31运动的电磁力，与弹性元件33的弹力一起推动制动块31沿着导轨2相对于支撑框架32向上运动(制动块31相对于导轨2仍保持向下运动)，使制动块31与导轨2之间的间隙逐渐减小直至制动块31与导轨2接触并产生滑动摩擦力。由于制动块31相对于导轨2向下运动，制动块31与导轨2之间的滑动摩擦力方向向上，该滑动摩擦力使制动块31运动的方向为靠近框架上板32a方向，直至制动块31接触到框架上板32a；图3示出了制动块接触到上板32a时的情形。此过程中，滑动摩擦力逐渐增大，该制动力通过支撑框架32的框架上板32a传递给轿厢1，从而对轿厢1实现减速制动。

在制动结束后，电梯轿厢1恢复正常运行前需要将电梯制动控制装置的故障检测装置从制动状态(图3所示)恢复到正常工作状态(图2所示)，在此过程中，轿厢1略向上运行，制动块31在电磁作动器的作用下，克服弹性元件33的弹力向远离框端上板32a的方向运行，直至制动块31到达预期位置。

图4所示为电梯制动控制装置的故障检测装置的控制示意图，电梯10的检测单元4检测轿厢1的速度、位置、加速度以及轿门状态，这些信息通过传输单元5传输到控制单元9，控制单元9对这些信息进行逻辑判断，输出控制信号，控制信号对电磁作动器8进行控制，电磁作动器8的可动部8a和固定部8b的相对位置信息和电磁力信息通过传输单元反馈至控制单元9，从而实现对电磁作动器8的反馈控制。

图5所示为电磁作动器8的控制是基于可动部8a和固定部8b的相对位置反馈。

图6所示为电磁作动器8的控制是基于可动部8a和固定部8b之间的电磁力反馈。

图7示出了电磁作动器的一种方案，作动器8由可动部8a和固定部8b组成，其中可动部8a由铁芯83和固定在铁芯83上的线圈一84组成；固定部8b由支撑件81和固定在支撑件81上的线圈二82a～82e组成。线圈二82a～82e中通入正弦电流时，会产生气隙磁场，当正弦电流变化时，气隙磁场将沿支撑板81长度方向直线移动，可动部8a中的线圈一84处在移动磁场中切割磁力线，将感应电动势并产生电流，线圈一84中的电流和气隙磁场相互作用产生电磁力，该电磁力推动可动部8a相对于固定部8b运动。通过改变线圈82a～82e中电流从而可以控制可动部8a相对于固定部8b运动的速度和位置。

图8示出了作动器的另一种方案，电磁作动器8的可动部件8a由安装板86和安装在安装板86上的永磁体85组成；固定部8b由支撑件81和固定在支撑件81上的线圈二82a～82e组成。与图1所示原理相同，线圈二82a～82e中的正弦电流变化时，气隙磁场将沿支撑板81长度方向直线移动，当线圈二82a～82e中通过电流时，气隙磁场将沿支撑板81长度方向直线移动，可动部8a中的永磁体85与气隙磁场间产生电磁作用力，该电磁力推动可动部8a相对于固定部8b运动。通过改变线圈二82a～82e中电流从而可以控制可动部8a相对固定部8b相对运动的速度和位置。同时，也可以如图9所示，在固定部8b上设置位置码带44，码带44对固定部8b的全长进行位置编码，每个编码对应固定部8b上的唯一位置，码带位置检测部45固定地安装在可动部8a上，检测部45可以读取码带44上的位置信息，从而确定可动部8a相对于固定部8b的位置。

图10示出了本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置的一种实施方式。该方案中至少具有两套电磁作动器，一个控制器和一个检测装置。在两组制动块31和引导块35之间分别设置有电磁作动器8，其余制动块31和引导块35之间设置导向结构61。在与电磁作动器8相连接的制动块31a和其余的制动块31之间设置连杆机构(包括连杆71、连杆72、连杆73、连杆74和连杆76)，该连杆机构连接沿导轨上下布置的制动装置和导轨左右两侧的制动装置。当制动块31在电磁作动器8r和8l的作用下保持在适当位置时，其余制动块31由于连杆机构的作用同样也保持在适当位置。当制动块被触发时，制动块31在电磁作动器电磁力和弹性元件33的作用下向上运动，同时带动连杆机构运动，从而使得其余制动块31同步向上运动，达到制动的目的。

图11是本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置运行状态检测的第一种方式的示意图。在电磁作动器上设置有温度检测单元41，温度检测单元41可以实时检测电磁作动器的温度。

图12是本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置运行状态检测的第二种方式的示意图。在电磁作动器上设置有振动检测单元42，振动检测单元42可以实时检测电磁作动器的振动。

图13是本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置运行状态检测的第三种方式的示意图。在电磁作动器上设置有电流检测单元43，电流检测单元43可以实时检测电磁作动器可动部8a中的感应电流。

图14是本发明的电梯制动控制装置的故障检测方法控制示意图。电磁作动器的运行状态检测信号(如温度、振动和电流)通过传输单元5传递到控制单元9，控制单元9根据检测信号对电磁作动器8的工作状态做出判断，当电磁作动器8的温度、振动和电流值中的某一个超出预先设置的阈值，则判定该作动器出现故障。当判定作动器出现故障后控制单元将控制电梯制动控制装置3进入故障应对模式，即：切断出现故障的电磁作动器的供电，同时控制正常工作的电磁作动器输出相当于原来2倍的电磁力，此电磁力可以确保电梯制动控制装置3正常运行，控制单元9同时控制电梯运行至层站停靠，轿厢到达层站后控制单元9控制正常工作的电磁作动器推动制动块31向上运动，电梯制动控制装置3触发制动。此时控制单元9控制轿厢门和停靠层层门开门并不再对层站召唤按钮响应以显示故障。

图15是本发明的电梯制动控制装置的另一种实施方式的示意图。当检测到制动器8r和8l同时出现故障时，控制单元9控制电磁作动器8r和8l失电，此时制动块31在弹性元件33的推动下向上运动与导轨发生摩擦产生制动力，紧急制动装置3对轿厢制动。

本发明的电梯制动控制装置的故障检测装置，取消了机械限速器、张紧轮和钢丝绳组成的子系统，并克服了已公布方案的缺点，扩大了制动装置的适用范围，增强了电梯的安全性。