电梯升降安全防护系统的制作方法

本实用新型涉及一种安全防护系统，具体是一种电梯升降安全防护系统，属于电梯安全防护领域。

背景技术：

随着社会的发展，电梯的使用越来越普遍，已从原来只在商业大厦、宾馆使用，过渡到在办公楼、居民楼等场所使用，以垂直升降电梯最为普遍，这种垂直升降电梯的普及，给人们的生活带来了便利，但伴随而来的电梯事故也逐渐增多，人们也越来越开始关注垂直升降电梯的安全防护措施。

垂直升降电梯一般包括四大空间和八大系统，四大空间包括机房部分、井道及地坑部分、轿厢部分和层站部分，八大系统一般包括曳引系统、导向系统、轿厢系统、门系统、重量平衡系统、电力拖动系统、电气控制系统和安全保护系统，电梯的安全性除了在结构的合理性、可靠性，电气控制和拖动的可靠性方面充分考虑外，还针对各种可能发生的危险设置专门的安全装置。

目前常见的电梯升降安全防护措施很多，如包含限速器和安全钳的超速保护装置、包含缓冲器的冲顶保护装置、急停安全保护和检修装置、端站减速和限位保护装置、门安全保护装置、断绳断带保护装置等，虽然这些传统的安全防护措施可以在一定程度上对电梯的正常升降运行实施安全保护，但仍存在以下缺陷：

1.各安全防护装置均需电力支持，而现有的电梯均是采用电力电缆的方式供给电力，不仅使电梯升降需格外提供牵引支撑电力电缆的牵引力、功耗加大，而且跟随轿厢移动的、通贯电梯井道的电力电缆较长，通常在轿厢移动过程中电力电缆通常处于连续弯折的状态，因此电力电缆会因经常弯折造成外包胶皮的疲劳损伤，进而存在较大电气故障的隐患。

2.传统的超速保护装置的限速器通常安装在电梯机房或隔音层的地面、限速器绳的张紧轮安装在井道底坑，限速器绳绕经限速器轮和张紧轮形成一全封闭的环路，其两端通过绳头连接架安装在轿厢架上操纵安全钳的杠杆系统，不仅结构复杂，而且容易出现正常运行时钢丝绳在限速器绳轮的槽内打滑、限速器绳断裂或过度松驰使张紧装置丧失作用等状况。

3.传统的安全防护装置一般必须在有市电的情况下才能发挥作用，一旦电梯停电，装置通常不起作用，如传统的断绳断带保护装置在限速器钢丝绳、测速发电机的传动皮带和选层及信号反馈装置的钢带都设有断绳及断带开关，一旦发生断绳或断带情况此开关立刻动作，可切断安全控制回路迫使电梯停止运行，但在突然失电的情况下断绳及断带开关则通常无法动作。

4.传统的安全防护装置一般是只针对轿厢系统进行防护，而对于重量平衡系统未见有相关防护措施，然而重量平衡系统的损坏同样会直接导致轿厢系统的故障。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种电梯升降安全防护系统，可以在电梯有效给各安全防护装置提供电力支持的前提下实现有效对电梯升降进行防护，并能够在电梯停电时同样发挥保护作用。

为实现上述目的，本电梯升降安全防护系统包括取电装置、超速保护装置、拦截装置和电控装置；

所述的取电装置包括通贯电梯井道的接触线和安装在轿厢外壁上的受电机构，接触线与市电连接，受电机构的顶端安装有受电滑板、底端通过使受电滑板始终贴靠在接触线上的压线机构与轿厢外壁连接；

所述的超速保护装置包括导轨、导靴和速度监测传感器；导轨和导靴互相凹凸卡合间隙配合、且互相配合的配合面均采用导磁材质，导靴沿电梯井道的走向方向固定设置在电梯井道内壁上，导轨对应导靴的位置固定设置在轿厢的外壁上，导靴上设有伸缩滑移部件和制动靴，伸缩滑移部件内部设有电磁线圈、且伸缩滑移部件的伸缩方向垂直于导靴面对导轨的内侧配合面，制动靴通过伸缩滑移部件设置在导轨的内侧配合面上；速度监测传感器包括位移传感器和速度传感器，位移传感器设置在电梯井道内，速度传感器设置在轿厢上；

所述的拦截装置包括缓冲组件和强制制动组件；缓冲组件设置在轿厢和/或对重的底端；

强制制动组件沿电梯井道和/或对重井道周向方向中心对称固定设置为多组，每组强制制动组件包括多个沿电梯井道和/或对重井道的走向方向均布固定设置在电梯井道和/或对重井道内壁上的强制制动机构，强制制动机构包括制动座、制动拖爪、强力弹簧和电磁控制阀；制动座固定安装在梯井道和/或对重井道内壁上；制动拖爪对应缓冲组件位置设置，制动拖爪纵截面呈三角形结构，三角形结构的一个底角位置铰接连接在制动座上，三角形结构的另一个底角位置上设有弹簧座，制动拖爪上还设有搭扣机构，制动座上还设有限制制动拖爪翻转角度的限位部件；强力弹簧一端固定安装在制动座上、另一端顶靠在制动拖爪的弹簧座上；电磁控制阀包括电磁控制伸缩的锁舌，锁舌对应制动拖爪的搭扣机构设置；

所述的电控装置包括中央处理器、平衡导向控制回路、速度判断回路、轿厢制动回路、模拟计算电路、轿厢拦截回路，中央处理器内置有安全速度和危险速度的上限值，中央处理器分别与受电滑板、伸缩滑移部件内部的电磁线圈、速度监测传感器、电磁控制阀电连接，中央处理器还与电梯的电气控制系统电连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的电磁控制阀的锁舌和制动拖爪的搭扣机构的搭接配合面是斜面结构，且该斜面结构对应制动拖爪的翻出方向设置；所述的制动拖爪的铰接位置上还设有旋转行程开关；所述的拦截装置还包括制动拖爪复位机构，制动拖爪复位机构包括设置在轿厢和/或对重底端的随行拖爪复位部件和设置在电梯井道和/或对重井道内底端的井道拖爪复位部件，随行拖爪复位部件和井道拖爪复位部件均包括对应制动拖爪设置的复位板，井道拖爪复位部件还包括沿电梯井道和/或对重井道的走向方向设置的道轨和复位板牵引部件。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的超速保护装置的速度监测传感器还包括加速度传感器，加速度传感器与所述的电控装置的中央处理器电连接，中央处理器内置有安全加速度和危险加速度的上限值。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的电控装置还包括无线收发模块，中央处理器通过无线连接的方式进行数据传输。

作为本实用新型的进一个改进方案，所述的导轨是永磁体结构或通过导磁材质配合面连接电磁线圈构成电磁体结构。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的缓冲组件包括多个制动缓冲块，多个制动缓冲块中心对称固定安装在轿厢和/或对重的底端。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的接触线采用铜合金材质，所述的受电滑板采用碳质材料。

一种电梯，包括电梯升降安全防护系统。

与现有技术相比，本电梯升降安全防护系统由于采用接触线和受电滑板接触取电形式的取电装置，因此避免了采用传统电力电缆取电方式的冗长、易疲劳损伤的弊端；由于超速保护装置包括导轨、导靴和速度监测传感器，且导轨和导靴互相凹凸卡合间隙配合、且互相配合的配合面均采用导磁材质，导靴上设有伸缩滑移部件和制动靴，伸缩滑移部件内部设有电磁线圈、且伸缩滑移部件的伸缩方向垂直于导靴面对导轨的内侧配合面，制动靴通过伸缩滑移部件设置在导轨的内侧配合面上，因此当轿厢和/或对重的移动速度处于安全速度上限值范围内时，伸缩滑移部件内部的电磁线圈使导轨和导靴互相凹凸卡合的配合面之间产生磁极相同的磁场实现轿厢和/或对重的悬浮导向，同时制动靴处于远离导轨的状态，当轿厢和/或对重的移动速度处于安全速度上限值之外时，伸缩滑移部件内部的电磁线圈使导轨和导靴互相凹凸卡合的配合面之间产生磁极相反的磁场，同时伸缩滑移部件带动制动靴向靠近导轨的方向移动使制动靴贴靠在导轨的配合面上处于抱紧导轨的制动状态实现制动；由于设有包括缓冲组件和强制制动组件的拦截装置，且强制制动机构包括制动座、制动拖爪、强力弹簧和电磁控制阀，因此当轿厢和/或对重的移动速度处于程序设定的危险速度上限值之外时，位于轿厢和/或对重下方设定距离内的强制制动组件动作使该距离内的强制制动机构的制动拖爪迅速翻转弹出，通过牺牲制动拖爪的势能吸收方式实现对轿厢和/或对重实施有效的强行制动；由于电磁控制阀的锁舌和制动拖爪的搭扣机构的搭接配合面是斜面结构，且拦截装置还包括制动拖爪复位机构，因此在失电状态下制动拖爪在强力弹簧的弹力作用下可通过斜面结构推开电磁控制阀的锁舌后翻出防止轿厢和/或对重意外下落，失电情况解除后可通过制动拖爪复位机构对制动拖爪进行复位以保证电梯的正常运行。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的A-A局部剖视图；

图3是本实用新型强制制动组件的结构示意图；

图4是本实用新型强制制动组件的制动拖爪翻出状态时结构示意图；

图5是本实用新型拦截装置在拦截状态时的结构示意图。

图中：1、取电装置，11、受电机构，12、受电滑板，2、超速保护装置，21、导轨，22、导靴，23、伸缩滑移部件，24、制动靴，3、拦截装置，31、缓冲组件，32、强制制动组件，321、制动座，322、制动拖爪，323、强力弹簧，324、电磁控制阀，4、轿厢。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1、图2所示，本电梯升降安全防护系统包括取电装置1、超速保护装置2、拦截装置3和电控装置。

所述的取电装置1包括通贯电梯井道的接触线和安装在轿厢4外壁上的受电机构11，接触线与市电连接，受电机构11的顶端安装有受电滑板12、底端通过压线机构与轿厢4外壁连接，压线机构可以使受电机构11的受电滑板12始终贴靠在接触线上。

所述的超速保护装置2包括导轨21、导靴22和速度监测传感器；导轨21和导靴22互相凹凸卡合间隙配合、且互相配合的配合面均采用导磁材质，导靴22沿电梯井道的走向方向固定设置在电梯井道内壁上，导轨21对应导靴22的位置固定设置在轿厢4的外壁上，导靴22上设有伸缩滑移部件23和制动靴24，伸缩滑移部件23内部设有电磁线圈、且伸缩滑移部件23的伸缩方向垂直于导靴22面对导轨21的内侧配合面，制动靴24通过伸缩滑移部件23设置在导轨21的内侧配合面上；速度监测传感器包括位移传感器和速度传感器，位移传感器设置在电梯井道内，速度传感器设置在轿厢4上。

所述的拦截装置3包括缓冲组件31和强制制动组件32；

缓冲组件31设置在轿厢4和/或对重的底端；

强制制动组件32沿电梯井道和/或对重井道周向方向中心对称固定设置为多组，每组强制制动组件32包括多个沿电梯井道和/或对重井道的走向方向均布固定设置在电梯井道和/或对重井道内壁上的强制制动机构，如图3、图4所示，强制制动机构包括制动座321、制动拖爪322、强力弹簧323和电磁控制阀324；制动座321固定安装在梯井道和/或对重井道内壁上；制动拖爪322对应缓冲组件31位置设置，制动拖爪322纵截面呈三角形结构，三角形结构的一个底角位置铰接连接在制动座321上，三角形结构的另一个底角位置上设有弹簧座，制动拖爪322上还设有搭扣机构，制动座321上还设有限制制动拖爪322翻转角度的限位部件；强力弹簧323一端固定安装在制动座321上、另一端顶靠在制动拖爪322的弹簧座上；电磁控制阀324包括电磁控制伸缩的锁舌，锁舌对应制动拖爪322的搭扣机构设置。

所述的电控装置包括中央处理器、平衡导向控制回路、速度判断回路、轿厢制动回路、模拟计算电路、轿厢拦截回路，中央处理器内置有安全速度和危险速度的上限值，中央处理器分别与受电滑板12、伸缩滑移部件23内部的电磁线圈、速度监测传感器、电磁控制阀324电连接，中央处理器还与电梯的电气控制系统电连接。

本电梯升降安全防护系统安装前，需要对中央处理器输入程序，该程序可以根据垂直等距设置在电梯井道和/或对重井道内的位移传感器反馈的信号判断轿厢4和/或对重的位置并根据设定的轿厢4和/或对重的重量模拟计算冲击力的大小，进而判断需动作的强制制动组件32的数量和距离。

本电梯升降安全防护系统通过取电装置1为整个电梯升降安全防护系统提供电能，初始状态时电磁控制阀324处于锁舌伸出锁扣在制动拖爪322上的搭扣机构的状态，此时强力弹簧323处于完全压缩的蓄力状态、制动拖爪322处于完全缩入状态。

当电梯启动时，速度判断回路和平衡导向控制回路工作，速度监测传感器实时向中央处理器反馈轿厢4和/或对重的移动速度，当速度监测传感器反馈轿厢4和/或对重的移动速度处于程序设定的安全速度上限值范围内时，中央处理器控制伸缩滑移部件23内部的电磁线圈使导轨21和导靴22互相凹凸卡合的配合面之间产生磁极相同的磁场，由于磁极同性相斥，因此轿厢4和/或对重升降过程中互相凹凸卡合的配合面之间产生磁场互斥力实现导靴22对轿厢4和/或对重上的导轨21提供均衡的平衡推力、进而实现轿厢4和/或对重的悬浮导向，同时此互斥力推动导靴22上的伸缩滑移部件23带动制动靴24向背离导轨21的方向移动使制动靴24贴靠在导靴22的内侧面上处于远离导轨21的状态；

当速度监测传感器反馈轿厢4和/或对重的移动速度处于程序设定的安全速度上限值与危险速度上限值之间的范围时，中央处理器控制伸缩滑移部件23内部的电磁线圈使导轨21和导靴22互相凹凸卡合的配合面之间产生磁极相反的磁场，由于磁极异性相吸，因此轿厢4和/或对重升降过程中互相凹凸卡合的配合面之间产生磁场吸力实现导靴22对轿厢4和/或对重上的导轨21提供均衡的平衡吸力，同时此平衡吸力推动导靴22上的伸缩滑移部件23带动制动靴24向靠近导轨21的方向移动使制动靴24贴靠在导轨21的配合面上处于抱紧导轨21的制动状态；

当速度监测传感器反馈轿厢4和/或对重的移动速度处于程序设定的危险速度上限值范围外时，即出现断绳或曳引电机飞车等严重故障时，模拟计算电路工作和轿厢拦截回路工作，中央处理器通过位移传感器反馈的轿厢4和/或对重的位置计算并控制位于轿厢4和/或对重下方设定距离内的强制制动组件32动作使该距离内的强制制动机构的电磁控制阀324缩入、带动锁舌脱离制动拖爪322上的搭扣机构，强力弹簧323迅速释放弹力推动制动拖爪322沿其铰接轴翻转弹出，如图5所示，快速下落的轿厢4和/或对重通过缓冲组件31砸落在最接近的一层制动拖爪322上，缓冲组件31和最接近的一层制动拖爪322吸收部分下落势能，快速下落的轿厢4和/或对重的过大的势能将最接近的一层制动拖爪322破坏降速后继续下落砸落在位于下方的第二层制动拖爪322上继续被吸收下落势能，以此类推，直至快速下落的轿厢4和/或对重被强制制动停止；事故处理后可更换被撞击损坏的缓冲组件31和/或强制制动组件32即可。

为了实现失电情况下对轿厢4和/或对重实施保护，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的电磁控制阀324的锁舌和制动拖爪322的搭扣机构的搭接配合面是斜面结构，且该斜面结构对应制动拖爪322的翻出方向设置；所述的制动拖爪322的铰接位置上还设有旋转行程开关；所述的拦截装置3还包括制动拖爪复位机构，制动拖爪复位机构包括设置在轿厢4和/或对重底端的随行拖爪复位部件和设置在电梯井道和/或对重井道内底端的井道拖爪复位部件，随行拖爪复位部件和井道拖爪复位部件均包括对应制动拖爪322设置的复位板，井道拖爪复位部件还包括沿电梯井道和/或对重井道的走向方向设置的道轨和复位板牵引部件；当失电情况发生时电磁控制阀324处于失电状态，制动拖爪322在强力弹簧323的弹力作用下通过对应制动拖爪322翻出方向设置的斜面结构推开电磁控制阀324的锁舌后翻出，可防止轿厢4和/或对重意外下落，当失电情况解除后，可通过控制复位板牵引部件牵引井道拖爪复位部件沿道轨上行依次推动位于轿厢4和/或对重下方的翻出状态的制动拖爪322翻转复位，位于轿厢4和/或对重上方的翻出状态的制动拖爪322可在轿厢4和/或对重上行过程中被轿厢4和/或对重底端的随行拖爪复位部件依次推动翻转复位，制动拖爪322翻转复位过程中旋转行程开关动作控制电磁控制阀324的锁舌伸出进行锁闭。

为了提高反应速度、保证在电梯轿厢4和/或对重移动过程中及时有效控制，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的超速保护装置2的速度监测传感器还包括加速度传感器，加速度传感器与所述的电控装置的中央处理器电连接，中央处理器内置有安全加速度和危险加速度的上限值。通过对电梯轿厢4和/或对重的移动速度和加速度同时进行监测可以保证及时有效控制电梯轿厢4和/或对重的移动。

由于各传感器和强制制动机构设置较多，为了避免在电梯井道和/或对重井道内布置较多的线路，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的电控装置还包括无线收发模块，中央处理器通过无线连接的方式进行数据传输。

为了进一步提高悬浮导向和磁性制动的效果，作为本实用新型的进一个改进方案，所述的导轨21是永磁体结构或通过导磁材质配合面连接电磁线圈构成电磁体结构。

为了减轻缓冲组件31的整体重量、降低整体功耗，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的缓冲组件31包括多个制动缓冲块，多个制动缓冲块中心对称固定安装在轿厢4和/或对重的底端。

为了保证耐磨性能和电力传输的有效性，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的接触线采用铜合金材质，所述的受电滑板12采用碳质材料。

本电梯升降安全防护系统不仅仅可以应用于垂直升降的电梯，还可以应用于所有带有垂直井道的如矿井罐笼等提升运输设备上，而且针对具有对重装置的斜行电梯同样适用。

本电梯升降安全防护系统由于采用接触线和受电滑板12接触取电形式的取电装置1，因此避免了采用传统电力电缆取电方式的冗长、易疲劳损伤的弊端；由于超速保护装置2包括导轨21、导靴22和速度监测传感器，且导轨21和导靴22互相凹凸卡合间隙配合、且互相配合的配合面均采用导磁材质，导靴22上设有伸缩滑移部件23和制动靴24，伸缩滑移部件23内部设有电磁线圈、且伸缩滑移部件23的伸缩方向垂直于导靴22面对导轨21的内侧配合面，制动靴24通过伸缩滑移部件23设置在导轨21的内侧配合面上，因此当轿厢4和/或对重的移动速度处于安全速度上限值范围内时，伸缩滑移部件23内部的电磁线圈使导轨21和导靴22互相凹凸卡合的配合面之间产生磁极相同的磁场实现轿厢4和/或对重的悬浮导向，同时制动靴24处于远离导轨21的状态，当轿厢4和/或对重的移动速度处于安全速度上限值之外时，伸缩滑移部件23内部的电磁线圈使导轨21和导靴22互相凹凸卡合的配合面之间产生磁极相反的磁场，同时伸缩滑移部件23带动制动靴24向靠近导轨21的方向移动使制动靴24贴靠在导轨21的配合面上处于抱紧导轨21的制动状态实现制动；由于设有包括缓冲组件31和强制制动组件32的拦截装置3，且强制制动机构包括制动座321、制动拖爪322、强力弹簧323和电磁控制阀324，因此当轿厢4和/或对重的移动速度处于程序设定的危险速度上限值之外时，位于轿厢4和/或对重下方设定距离内的强制制动组件32动作使该距离内的强制制动机构的制动拖爪322迅速翻转弹出，通过牺牲制动拖爪322的势能吸收方式实现对轿厢4和/或对重实施有效的强行制动；由于电磁控制阀324的锁舌和制动拖爪322的搭扣机构的搭接配合面是斜面结构，且拦截装置3还包括制动拖爪复位机构，因此在失电状态下制动拖爪322在强力弹簧323的弹力作用下可通过斜面结构推开电磁控制阀324的锁舌后翻出防止轿厢4和/或对重意外下落，失电情况解除后可通过制动拖爪复位机构对制动拖爪322进行复位以保证电梯的正常运行。