一种电梯失重失衡报警系统及方法

技术领域

本发明涉及电梯技术领域，尤其是指一种电梯失重失衡报警系统及方法。

背景技术

目前的电梯，例如施工电梯，由于所需承运的物品重量较大，导致其在使用时可能会出现失重的现象，因此在电梯中必然设置专门的急停装置以达到保护电梯内人员安全的效果。但是，目前的电梯大多仅仅具有失重时紧急刹停的功能，在电梯因内部不平衡或者损坏而导致失衡时往往没有适合的应对措施，导致电梯的安全性能依然存在不足。

发明内容

本发明针对现有技术的问题提供一种电梯失重失衡报警系统及方法，能够在电梯失重或失衡状态下均及时进行急停并报警。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种电梯失重失衡报警系统，包括主控机、均设置于电梯的平衡监测装置、失重监测装置、急停装置以及报警装置，平衡监测装置、急停装置以及报警装置均与主控机电连接，平衡监测装置用于检测电梯是否失衡，失重监测装置用于监测电梯是否失重，急停装置用于在电梯失衡或失重时控制电梯刹停，报警装置用于在急停装置动作后发送信号进行报警。

进一步的，所述平衡监测装置包括壳体、均设置于壳体的检测球以及至少四个抵靠件，抵靠件具有压力传感器，至少四个的抵靠件壳体的中心为圆心呈环形阵列分布于壳体内，检测球位于至少四个的抵靠件之间，抵靠件用于与检测球抵触以测得检测球，压力传感器用于测得检测球施加至抵靠件的压力，压力传感器与主控机电连接。

更进一步的，所述抵靠件与壳体的内侧壁之间设置有弹簧。

进一步的，所述电梯具有马达以及升降机构，马达用于驱动升降机构动作以带动电梯升降；急停装置包括切换开关、第一离合件、第二离合件以及锁紧件，第一离合件设置于马达与升降机构之间，第二离合件设置于升降机构与锁紧件之间，第一离合件用于控制马达与升降机构之间的连接与断开，第二离合件用于控制锁紧件与升降机构之间的连接与断开，切换开关用于控制第一离合件与第二离合件的工作状态。

进一步的，所述失重装置包括多个光电开关，多个光电开关与电梯井道的多个层门一一对应设置，光电开关用于检测电梯完全经过所需的时间。

本发明还提供了一种电梯失重失衡报警方法，包括以下步骤：

S1.在电梯升降过程中，监测电梯是否失衡；

S2.在电梯下降过程中，监测电梯的下降状态是否正常；

S3.当电梯失衡或者下降状态不正常时，控制急停装置动作而使得电梯进行急停；

S4.进行报警以通知外界人员进行救援；

其中，S1与S2同时执行。

进一步的，步骤S1中具体包括：

S11.记录检测球施加至各抵靠件的压力数值N1；

S12.当任一抵靠件受到的压力数值N1超出预设值N1’时，开始计时；

S13.当计时时间达到或超过预设时间T1时，则电梯处于失衡状态，执行步骤S3；

S14.当计时时间小于预设时间T2时，则电梯未处于失衡状态。

进一步的，步骤S2中具体包括：

S21.电梯底部经过光电开关，光电开关因触发而发出触发信号，记录发出触发信号的初始时间为T0；

S22.电梯顶部经过光电开关，光电开关因不被阻挡而不再发出触发信号，记录光电开关不再发出触发信号的时间为T’；

S23.由T’-T0算出时间差△T，当△T小于预设值T2时，则电梯处于完全失重状态，执行步骤S3。

进一步的，步骤S3具体包括：切换开关动作，控制第一离合器断开而第二离合器接通，以使得升降机构不再由马达进行驱动而与锁紧件连接，通过锁紧件锁住而使得升降机构不再动作以让电梯不再生浆。

更进一步的，所述锁紧件具有手摇机构，手摇机构用于让人工控制升降机构动作以带动电梯升降至最近的层门处。

本发明的有益效果：本发明通过平衡监测装置和失重监测装置对电梯进行监测，但电梯在升降时发生失衡或者下降时发生失重，则直接通过急停装置对其进行刹停，然后通过报警装置报警以通知救援人员进行救援，从而提升了电梯安全。

附图说明

图1为本发明的示意图。

图2为本发明的平衡监测装置的示意图。

图3为本发明的急停装置的示意图。

图4为本发明的电气原理框图。

附图标记：1—电梯，2—主控机，3—平衡监测装置，4—失重监测装置，5—急停装置，6—报警装置，11—马达，12—轿厢，13—升降机构，31—壳体，32—检测球，33—抵靠件，34—压力传感器，35—弹簧，41—光电开关，51—切换开关，52—第一离合件，53—第二离合件，54—锁紧件，55—手摇机构。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。以下结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1至图4所示，本发明提供的一种电梯失重失衡报警系统，包括主控机2、均设置于电梯1的平衡监测装置3、失重监测装置4、急停装置5以及报警装置6，平衡监测装置3、急停装置5以及报警装置6均与主控机2电连接，平衡监测装置3用于检测电梯1是否失衡，失重监测装置4用于监测电梯1是否失重，急停装置5用于在电梯1失衡或失重时控制电梯1刹停，报警装置6用于在急停装置5动作后发送信号进行报警。

具体的，本发明的执行步骤如下：

S0.设定预设压力值N1’，以及预设时间T1和T2；

S1.在电梯1升降过程中，监测电梯1是否失衡；

S2.在电梯1下降过程中，监测电梯1的下降状态是否正常；

S3.当电梯1失衡或者下降状态不正常时，控制急停装置5动作而使得电梯1进行急停；

S4.进行报警以通知外界人员进行救援。

其中，S1与S2同时执行。

即本发明通过平衡监测装置3和失重监测装置4对电梯1进行监测，但电梯1在升降时发生失衡或者下降时发生失重，则直接通过急停装置5对其进行刹停，然后通过报警装置6报警以通知救援人员进行救援，从而提升了电梯1安全。

在本实施例中，所述平衡监测装置3包括壳体31、均设置于壳体31的检测球32以及至少四个抵靠件33，抵靠件33具有压力传感器34，至少四个的抵靠件33壳体31的中心为圆心呈环形阵列分布于壳体31内，检测球32位于至少四个的抵靠件33之间，抵靠件33用于与检测球32抵触以测得检测球32，压力传感器34用于测得检测球32施加至抵靠件33的压力，压力传感器与主控机2电连接。上述的失衡监测(即步骤S1)具体包括：

S11.记录检测球32施加至各抵靠件33的压力数值；

S12.取上述压力数值中的两个最大值N11和N12，根据力的合成算出两者的合力N1；

S13.比对N1与预设压力值N1’，当N1大于N1’时，开始计时；

S14.当计时时间达到或超过预设时间T1时，则电梯1处于失衡状态，执行步骤S3；

S15.当计时时间小于预设时间T2时，则电梯1未处于失衡状态。

具体的，如本实施例中抵靠件33的数量为四个，即四个抵靠件33配合围设形成一立方体的空间，而检测球32初始状态下分别与四个抵靠件33进行抵触；当电梯1的轿厢12内因进人或物品后，由于轿厢12内部可能重量分布不均匀，因此轿厢12会发生轻微的倾斜，此时检测球32会对其中的两个抵靠件33施加较大的力，此时采集该两个较大的力并进行合成以得到一个合力N1，当N1的数值小于N1’时，则表明该倾斜是正常范围内，即不会对电梯1的正常运行造成影响；而若N1大于N1’时，则电梯1的倾斜已经超过了预设值，此时电梯1处于失衡状态，为了进一步排出N1是恒定而非波动值，此时需要开始计时，仅在合力N1大于N1’且保持时间超过T1时，即电梯1属于稳定在失衡状态，此时主控机2会发送信号至急停装置5，从而控制电梯1发生急停，避免电梯1继续动作而带来安全事故发生的风险。

具体的，所述抵靠件33与壳体31的内侧壁之间设置有弹簧35，通过弹簧35让抵靠件33与检测球32之间的抵触更为稳定，从而让监测结构更为可靠。

此外，该平衡监测装置3还可由陀螺仪构成，通过陀螺仪直观反馈轿厢12是否平衡而达到监测效果，这种方式结构更为简单，但陀螺仪的稳定性较差，因此导致维护周期较短，适用于工期短的施工电梯1内使用。

在本实施例中，所述电梯1具有马达11以及升降机构13，马达11用于驱动升降机构13动作以带动电梯1升降；急停装置5包括切换开关51、第一离合件52、第二离合件53以及锁紧件54，第一离合件52设置于马达11与升降机构13之间，第二离合件53设置于升降机构13与锁紧件54之间，第一离合件52用于控制马达11与升降机构13之间的连接与断开，第二离合件53用于控制锁紧件54与升降机构13之间的连接与断开，切换开关51用于控制第一离合件52与第二离合件53的工作状态。

具体的，上述的N1’和T1，均需要根据对应电梯1以及应用场景进行试验后得出，因此在此不列举具体的数据。

优选的，该切换开关51为对应的一入二出开关电路(属于常规电路，可通过常规的控制芯片配合两个三极管构成)，而第一离合件52和第二离合件53均为磁粉离合器，即切换开关51控制第一离合件52和第二离合件53的通断电以实现状态的控制。

在正常状态下，切换开关51是直接控制第一离合件52通电而第二离合件53断电，即第一离合件52因通电而使得其内部磁粉硬化，从而让马达11能够通过转动而带动升降机构13动作，从而让轿厢12升降；当轿厢12出现失重或者失衡现象时，则主控机2发送信号至切换开关51，使得切换开关51控制第一离合件52断电而第二离合件53通电，因第一离合件52失电而导致马达11转动不再带动升降机构13动作，但第二离合件53因通电而使得锁紧件54与升降机构13连接，由于锁紧件54优选为一根轴且被刹车片进行止挡，因此在切换后升降机构13因与轴连接而导致不再动作，从而达到紧急刹停电梯1的轿厢12的效果。

此外，由于在电梯1急停时可能处于两个层门之间，此时为了便于救援和移出物品，因此在锁紧件54处可设置手摇机构55，让工作人员通过手摇杆控制锁紧件54转动，从而带动电梯1进行小幅度升降，使得轿厢12能够对准层门。

在本实施例中，所述失重装置包括多个光电开关41，多个光电开关41与电梯1井道的多个层门一一对应设置，光电开关41用于检测电梯1完全经过所需的时间；

具体的，该失重监测装置4的动作具体包括：

S21.电梯1底部经过光电开关41，光电开关41因触发而发出触发信号，记录发出触发信号的初始时间为T0；

S22.电梯1顶部经过光电开关41，光电开关41因不被阻挡而不再发出触发信号，记录光电开关41不再发出触发信号的时间为T’；S23.由T’-T0算出时间差△T，当△T小于预设值T2时，则电梯1处于完全失重状态，执行步骤S3。

由于失重状态仅出现在下降时，而通常电梯1下降会包括加速和匀速两个状态，即电梯1正常下降时其速度是必然不会超过一个数值的，因此电梯1正常经过光电开关41时所用的时间必然会不小于T2；而本发明基于上述原理，采用在每层楼设置光电开关41的方式，从而测得电梯1的轿厢12完全经过光电开关41后的时间△T，当△T大于T2时，证明电梯1下降速度未到匀速值，因此处于正常状态；而当△T小于T2时，则证明电梯1的下降速度超过匀速值，此时可认为其处于失重状态，因此采用急停装置5对其进行急停，从而避免意外的发生。

当然，该失重监测装置4还可采用加速度传感器实现，在此不再赘述。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例公开如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当利用上述揭示的技术内容作出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。