一种电梯困人故障自动救援系统及其救援方法

技术领域

本发明涉及一种电梯救援系统，具体是一种电梯困人故障自动救援系统及其救援方法。

背景技术

电梯是一种用于运输人员的机电设备，而这种高频工作的机电设备往往会因机械或电气故障、供电系统故障、意外事故等原因导致电梯出现异常，进而不可避免的可能会出现轿厢困人的情况，对乘客的生理和心理都会造成影响。为此，对于电梯的出厂标准，国家、乃至国际都有着相当严格的标准要求。为了解决电梯困人时的救援问题，市面上的电梯生产商分别制定了相应的救援系统和救援方法，但市面上现有的救援系统和救援方法通常只能适用于指定电梯品牌、甚至是指定电梯型号，所以通用性较差；尽管可以适用于指定电梯，但救援系统的安装难度较大，而且对于安装人员的技术要求比较高，所以安装成本较高。如：中国专利文献CN107473044B公开了一种具有自动解困功能的电梯系统及方法，并具体公开了：包括：故障的检测与甄别系统、控制系统以及ARD；故障的检测与甄别系统、ARD分别与控制系统连接，ARD与外接供电系统采用电气互锁的方式并联连接；故障的检测与甄别系统在电梯正常启动运行时检测电梯轿门的开关动作并传送至控制系统；电梯正常运行时，电梯外接供电系统为控制系统供电，ARD退出；如果故障的检测与甄别系统在设定的时间周期内没有检测到电梯开门且经验证门区锁闭正常的情况下，判定电梯出现故障，与电梯外接供电系统电气互锁的ARD自动为控制系统供电，进入自动救援操作运行。其中，由于ARD与控制系统连接，所以ARD需要与控制系统进行匹配，实际应用中ARD需要与相配套的控制系统才能实现匹配，而且匹配难度大，要求高；故障的检测与甄别系统同样需要接入控制系统，以通过采集相应的电气数据检测和甄别故障，这种检测甄别方式需要依靠电气数据，导致容易出现误判，准确性较低，而且对于非电气部件的故障则无法进行检测和甄别，导致故障检测甄别方面存在缺失。鉴于现有电梯救援系统的不足，有必要做进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，而提供一种电梯困人故障自动救援系统及其救援方法，本救援系统通用性强，性能可靠，方便实用，人为主动报警准确无误。

本发明的目的是这样实现的：

一种电梯困人故障自动救援系统，包括：

ARD应急救援装置，执行应急解困救援任务；

轿厢升降组件，控制轿厢上行和下行；

电梯动态监测组件，监测轿厢是否在平层；

轿顶控制器，负责轿厢上各项数据的收发、分析和处理；

困人报警装置，发送困人报警求救信号；

轿厢开关门组件，监测轿门开关状态和控制轿门开关；

所述ARD应急救援装置和轿厢升降组件分别设置于机房上，ARD应急救援装置连接轿厢升降组件，ARD应急救援装置向电梯升降组件下发上行和下行指令；所述轿顶控制器、困人报警装置、轿厢开关门组件和电梯动态监测组件分别设置于轿厢上，轿顶控制器分别连接困人报警装置、轿厢开关门组件和电梯动态监测组件，困人报警装置向轿顶控制器发送困人报警求救信号，轿顶控制器向轿厢开关门组件下发开关门指令，电梯动态监测组件向轿顶控制器反馈监测信息；所述轿顶控制器通讯连接ARD应急救援装置。

所述轿厢升降组件包括带动轿厢上行或下行的曳引轮、及用于制动轿厢的抱闸部件； 所述抱闸部件连接ARD应急救援装置。

所述电梯动态监测组件包括滚动编码器，滚动编码器连接轿顶控制器；所述滚动编码器在用于引导轿厢上行和/或下行的导轨上滚动，以根据滚动参数监控轿厢是否在平层。

所述轿厢开关门组件包括用于控制轿门开关的门机控制器、以及用于监测轿门开关状态的轿门开关传感器；所述门机控制器和轿门开关传感器分别连接轿顶控制器。

所述轿厢开关门组件还包括开关门电机、开关门主动轮、开关门传动带和开关门从动轮，开关门电机的输出轴传动连接开关门主动轮，开关门传动带绕设于开关门主动轮与开关门从动轮之间，轿门打开或关闭时，开关门传动带绕开关门主动轮和开关门从动轮运行；所述轿门开关传感器包括设置于开关门传动带上滑行部分的上传感部件、以及设置于开关门传动带下滑行部分的下传感部件，上传感部件或下传感部件通讯连接轿顶控制器；轿门关闭状态下，上传感部件与下传感部件上下对应，且彼此之间有信号传输；轿门打开状态下，上传感部件与下传感部件彼此错位配合，彼此之间没有信号传输。

所述ARD应急救援装置与轿顶控制器无线通讯连接，通讯方式包括WIFI、LORA、4G和5G。

上述的电梯困人故障自动救援系统的救援方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，当乘客发现被困时，正确触发困人报警装置，困人报警装置向轿顶控制器发送困人报警求救信号；

步骤二，当轿顶控制器收到困人报警求救信号时，轿顶控制器通过轿厢开关门组件监测轿门的开关状态，并根据电梯动态监测组件的监测结果识别轿厢的位置；

①若轿门打开且轿厢位于平层位置，则判定困人报警装置误触发；

②若轿门打开且轿厢位于非平层位置，则进入下一步；

③若轿门关闭且轿厢位于平层位置，则进入下一步；

④若轿门关闭且轿厢位于非平层位置，则进入下一步；

⑤若检测到轿厢开关门组件失效，则进入下一步；

步骤三， ARD应急救援装置启动并介入控制：

（1）若轿门打开且轿厢位于非平层位置，则通过轿厢开关门组件关闭轿门，并通过轿厢升降组件将轿厢移送至平层位置，而后通过轿厢开关门组件打开轿门安全释放乘客；

（2）若轿门关闭且轿厢位于平层位置，提示乘客触发轿厢上的开门键，如果设定时间内轿门没有打开，则通过轿厢开关门组件打开轿门安全释放乘客；

（3）若轿门关闭且轿厢位于非平层位置，则通过轿厢升降组件将轿厢移送至平层位置，而后通过轿厢开关门组件打开轿门安全释放乘客；

（4）若检测到轿厢开关门组件失效，则通过轿厢升降组件将轿厢移送至平层，ARD应急救援装置控制关闭轿厢开关门组件的电源，轿顶控制器通知并引导被困人员手动打开轿门并释放乘客；

步骤四，ARD应急救援装置生成相应的困人情况信息，并反馈至云端服务器，云端服务器上的监管人员根据困人情况信息安排检修维保，困人情况信息则存档建模，为后期统计分析提供可靠资料。

所述轿厢上设置有用于播报语音信息的语音播报模块和/或用于播报图像信息的图像播报模块；步骤一中，当困人报警装置被初次触发时，语音播报模块和/或图像播报模块提示引导乘客正确触发困人报警装置。

当判定困人报警装置误触发时，轿顶控制器切换至人工接警，云端服务器上的监管人员通过轿厢上的摄像模块监控轿厢内的情况。

所述困人情况信息包括困人时间、困人时长、困人原因、解困方法、解困结果和有无伤亡。

本发明的有益效果如下：

1、ARD应急救援装置单独设置并可独立展开救援工作，即不需要接入和依靠电梯控制柜，所以安装方便简单，不受电梯品牌、型号等要求限制，通用性和适应性强，安装成本低；ARD应急救援装置可根据实际需要自动介入系统执行应急解困救援任务，反应迅速，性能可靠，可解决的问题范围广；

2、本救援系统增加了主观判定因素，即由乘客判定电梯是否出现故障，无论什么问题，若乘客发现被困即可通过困人报警装置进行报警，收到困人报警求救信号后，系统进一步监测轿门开关和轿厢位置等情况，再根据实际情况允许ARD应急救援装置介入执行应急解困救援任务；通过人工主动报警与校验相关电气元件是否存在故障的监测方式相结合，并对相关采集数据信息进行逻辑判断，能有效采集到任何的困人状态，使辨别是否困人的准确性更高，对于不是由电气元件故障导致的困人情况也能准确监测，以便及时、有效的采取相关解困救援措施；本救援系统除了能在外电网断电时展开救援工作外，还可对非电气元件造成的任何状况展开救援工作，所以本救援系统是在传统ARD系统基础上的一大进步，救援性能更加全面可靠；

3、轿厢的动态信息是通过电梯动态监测组件采集，采集方式能有效、准确的采集电梯的运行距离、运行方向、停留位置（是否平层）、运行速度等；具体是在轿厢上设置在导轨上滚动滑行的滚动编码器，滚动编码器随轿厢上行和下行，滚动编码器的滚动情况即可有效、精准的反映轿厢的运行状态及位置等，滚动编码器不受电梯上其他电气元件影响，所以采集的数据更加准确无误，而且结构简单，成本低，可适应于所有电梯，通用性强；

4、机房与轿厢之间的数据通过互联网或局域网或无线通讯实现交互传输，所以本电梯能适用于无信号或信号差等极端环境，有效保证了救援系统的正常运行。

附图说明

图1为本发明一实施例中电梯困人故障自动救援系统的架构图。

图2为本发明一实施例中轿门关闭状态的示意图。

图3为本发明一实施例中轿门打开状态的示意图。

图4为本发明一实施例中轿厢升降的示意图。

图5为本发明一实施例中轿厢与电梯动态监测组件组合的示意图。

图6为本发明一实施例中救援方法的原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图1-图6，本实施例涉及的电梯困人故障自动救援系统，包括：

ARD应急救援装置20，执行应急解困救援任务；

轿厢升降组件，控制轿厢B上行、下行、以及制动等动作；

电梯动态监测组件，监测轿厢B是否在平层，还可以用于监测轿厢B的运行距离 、运行方向（上行和下行）、运行速度等数据，有效掌握电梯的运行状态；

轿顶控制器1，负责轿厢B上各项数据的收发、分析和处理等；

困人报警装置21，发送困人报警求救信号；

轿厢开关门组件，监测轿门开关状态和控制轿门开关；

ARD应急救援装置20和轿厢升降组件分别设置于机房A中，ARD应急救援装置20连接轿厢升降组件，ARD应急救援装置20向电梯升降组件下发上行和下行指令，以便控制轿厢B迅速到达就近的平层位置；轿顶控制器1、困人报警装置21、轿厢开关门组件和电梯动态监测组件分别设置于轿厢B上，轿顶控制器1分别连接困人报警装置21、轿厢开关门组件和电梯动态监测组件，困人报警装置21向轿顶控制器1发送困人报警求救信号，轿顶控制器1向轿厢开关门组件下发开门或关门等指令，电梯动态监测组件向轿顶控制器1反馈监测信息；轿顶控制器1通讯连接ARD应急救援装置20，使彼此之间有可靠的信息交互，进而使电梯动态监测组件采集的数据最终可输送至ARD应急救援装置20上；

本实施例涉及的电梯还包括电梯控制柜，该电梯控制柜设置于机房中且用于控制电梯日常运行；电梯控制柜分别连接电梯升降组件和轿顶控制器1；ARD应急救援装置20与电梯控制柜互不干涉且不相互连接，ARD应急救援装置20和电梯控制柜C分别连接外电网以获取所需的电能，当外电网停止供电时，ARD应急救援装置20判定外电网停电并介入控制以执行救援任务，电梯控制柜C判定外电网停电并切换至保护程序暂停工作以将控制权限交给ARD应急救援装置20。

进一步地，轿厢升降组件包括带动轿厢B上行或下行的曳引轮19、及用于制动轿厢B的抱闸部件11； 抱闸部件11连接ARD应急救援装置20，以通过ARD应急救援装置20控制抱闸部件11。

进一步地，参见图4，轿厢升降组件还包括曳引机组12、带动轿厢B上行或下行的曳引轮19、曳引绳17、以及配重块18，曳引机组12的动力输出端连接曳引轮19，曳引绳17绕过曳引轮19，曳引绳17一端连接轿厢B、另一端连接配重块18；利用轿厢B与配重块18的不平衡，可使轿厢B慢速移动至就近的平层位置、或者通过曳引机组12牵引轿厢B移动至就近的平层位置。具体是，当轿厢B不在平层时，ARD应急救援装置20控制抱闸部件11，利用轿厢B与配重块18的不平衡，使轿厢B在重力作用下移动至就近的平层位置；当轿厢B移动受阻或因为其他问题不能移动时，ARD应急救援装置20控制曳引机组12牵引轿厢B移动至就近的平层位置（即ARD可控制驱动曳引机组12）。

进一步地，参见图4和图5，电梯动态监测组件包括滚动编码器13，滚动编码器13通讯连接轿顶控制器1；滚动编码器13在用于引导轿厢B上行和下行的导轨15上滚动，以根据滚动参数监控轿厢B是否在平层。具体地，滚动编码器13根据自身的滚动情况能监测轿厢B的运行状态进而采集轿厢B的运行数据，轿厢B运行数据包括轿厢B的运行行程、运行速度、上行、下行、停留位置（楼层）等；滚动编码器13包括定滑轮和转轴，定滑轮绕转轴在导轨15上滚动，定滑轮的滚动行程与轿厢B的运行行程相等或接近，定滑轮的滚动速度与轿厢B的运行速度相等或接近，根据定滑轮的滚动方向即可监控轿厢B上行或下行，根据定滑轮的滚动行程结合各楼层的高度即可实时计算出轿厢B所在的位置，为应急救援提供重要信息。

进一步地，滚动编码器13采集的数据通过运行状态识别单元（图中未标示）输送至轿顶控制器1上，运行状态识别单元可预先对滚动编码器13采集的数据进行处理分析；滚动编码器13通过滚轮支架14安装于轿厢B顶部。

进一步地，参见图2和图3，轿厢开关门组件包括用于控制轿门开关的门机控制器2、以及用于监测轿门开关状态的轿门开关传感器；门机控制器2和轿门开关传感器分别连接轿顶控制器1。

进一步地，轿厢开关门组件还包括开关门电机3、开关门主动轮4、开关门传动带5和开关门从动轮8，开关门电机3的输出轴传动连接开关门主动轮4，开关门传动带5绕设于开关门主动轮4与开关门从动轮8之间，轿门打开或关闭时，开关门传动带5绕开关门主动轮4和开关门从动轮8运行，开关门传动带5分为上滑行部分和下滑行部分，上滑行部分与下滑行部分的运行方向相反；轿门开关传感器包括设置于开关门传动带5上滑行部分的上传感部件7、以及设置于开关门传动带5下滑行部分的下传感部件6，上传感部件7或下传感部件6通讯连接轿顶控制器1；轿门关闭状态下，上传感部件7与下传感部件6上下对应，且彼此之间有信号传输，此时轿顶控制器1根据该信号判定轿门处于关门状态；轿门打开状态下，上传感部件7和下传感部件6随开关门传动带5移动，且彼此的移动方向相反，所以上传感部件7与下传感部件6彼此错位配合，上传感部件7与下传感部件6之间没有信号传输，此时轿顶控制器1判定轿门处于开门状态；参见图2和图3，轿门包括左门体9和右门体10，左门体9和右门体10以左右趟门的方式打开和关闭，左门体9连接开关门传动带5的下滑行部分，右门体10连接开关门传动带5的上滑行部分，由于开关门传动带5移行时上下部的运动方向相反，进而可驱动轿门完成开门和关门动作。

进一步地，ARD应急救援装置20与轿顶控制器1无线通讯连接，通讯方式包括WIFI、LORA、4G和5G等；机房A与轿厢B之间的数据通过互联网或局域网或无线通讯实现交互传输，所以本电梯能适用于无信号或信号差等极端环境，有效保证了救援系统的正常运行。

上述电梯困人故障自动救援系统的救援方法，包括以下步骤：

步骤一，当乘客发现（怀疑）被困时，正确触发困人报警装置21，困人报警装置21及时向轿顶控制器1发送困人报警求救信号；

步骤二，当轿顶控制器1收到困人报警求救信号时，轿顶控制器1通过轿厢开关门组件监测轿门的开关状态，并根据电梯动态监测组件的监测结果识别轿厢B的位置；

①若轿门打开且轿厢B位于平层位置，则判定困人报警装置21误触发；

②若轿门打开且轿厢B位于非平层位置，则进入下一步；

③若轿门关闭且轿厢B位于平层位置，则进入下一步；

④若轿门关闭且轿厢B位于非平层位置，则进入下一步；

⑤若检测到轿厢开关门组件失效，则进入下一步；

步骤三，ARD应急救援装置20启动并介入控制：

（1）若轿门打开且轿厢B位于非平层位置，则通过轿厢开关门组件关闭轿门，以防止非平层情况下轿门打开而导致安全事故，而后通过轿厢升降组件将轿厢B移送至平层位置（ARD应急救援装置20控制抱闸部件11，利用轿厢B与配重块18的不平衡，轿厢B在重力作用下移动至就近的平层位置；或者，通过曳引机组12牵引轿厢B移动至就近平层的位置），最后通过轿厢开关门组件打开轿门安全释放乘客；

（2）若轿门关闭且轿厢B位于平层位置，提示乘客触发轿厢B上的开门键，如果设定时间（30s或60s等）内轿门没有打开，则由ARD应急救援装置20通过轿厢开关门组件打开轿门安全释放乘客；

（3）若轿门关闭且轿厢B位于非平层位置，则通过轿厢升降组件将轿厢B移送至平层位置（ARD应急救援装置20控制抱闸部件11，利用轿厢B与配重块18的不平衡，轿厢B在重力作用下移动至就近的平层位置；或者，通过曳引机组12牵引轿厢B移动至就近平层位置），而后通过轿厢开关门组件打开轿门安全释放乘客；

（4）若检测到轿厢开关门组件失效，则通过轿厢升降组件将轿厢B移动至就近平层，ARD应急救援装置20控制关闭轿厢开关门组件电源，轿顶控制器1通过语音引导被困人员手动打开轿厢门。

步骤四，ARD应急救援装置20生成相应的困人情况信息，并反馈至云端服务器，云端服务器上的监管人员根据困人情况信息安排检修维保；对于步骤三中的（1）-（4）项情况，监管人员直接对电梯进行检修；困人情况信息则存档建模，为后期统计分析提供可靠资料。

进一步地，轿厢B内设置有用于播报语音信息的语音播报模块和用于播报图像信息的图像播报模块；步骤一中，当困人报警装置21被初次触发时，语音播报模块和/或图像播报模块提示引导乘客正确触发困人报警装置21；提示内容如下：“如果没有被困，请您不要触发困人报警装置；如果确认被困请连续触发困人报警装置三秒”；此外，在困人情况下语音播报模块和/或图像播报模块可播报安抚语音，以缓解乘客情绪；实际应用中，困人报警装置21可以是机械按钮或电子按钮。

进一步地，当判定困人报警装置21误触发时，轿顶控制器1切换至人工接警，云端服务器上的监管人员通过轿厢B上的摄像模块监控轿厢B内的情况；困人报警装置21既可以是应急装置，当遇到突发情况时，可通过困人报警装置21及时通知监管人员。

进一步地，困人情况信息包括困人时间、困人时长、困人原因、解困方法、解困结果和有无伤亡等。

上述为本发明的优选方案，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本领域的技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。