技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電梯限速器的控制方法。

背景技術(shù)：

電梯是空間垂直運(yùn)行的交通工具，電梯的可靠運(yùn)行對乘客和貨物的安全至關(guān)重要?？刂齐娞菰陬~定速度內(nèi)安全運(yùn)行的主要部件是電梯的限速器，限速器是每部電梯必備的安全保障部件。當(dāng)電梯運(yùn)行超速失控，例如曳引鋼絲繩斷裂或電梯控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，限速器應(yīng)該立即動(dòng)作，發(fā)出緊急停止信號，并通過限速器帶動(dòng)鋼絲繩拉動(dòng)安全鉗，把電梯轎廂制停在運(yùn)行軌道上，及時(shí)避免事故的發(fā)生。

現(xiàn)有技術(shù)中的電梯限速器多為純機(jī)械控制的，主要由限速器輪、離心裝置、鋼絲繩和夾繩機(jī)構(gòu)等組成。在限速器輪的輪盤上裝有兩個(gè)離心甩塊，用彈簧將其拉向限速器輪軸方向。當(dāng)鋼絲繩在轎廂驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)限速器輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于離心力的作用，兩個(gè)離心甩塊便要克服彈簧的拉力而向外擺動(dòng)，速度越高，其擺角越大。當(dāng)轎廂以正常速度運(yùn)行時(shí)，離心甩塊的擺角不足以使急停開關(guān)和限速器夾繩機(jī)構(gòu)產(chǎn)生動(dòng)作。一旦轎廂運(yùn)行速度達(dá)到其額定速度的115％時(shí)，離心甩塊便通過聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)使急停開關(guān)產(chǎn)生動(dòng)作，通過電梯控制系統(tǒng)促使電梯停止運(yùn)行。如果電梯控制系統(tǒng)因失靈而沒能使電梯產(chǎn)生急停，這時(shí)轎廂可能會(huì)繼續(xù)加速，當(dāng)達(dá)到額定速度的120％～140％時(shí)，限速器的夾繩機(jī)構(gòu)便會(huì)產(chǎn)生動(dòng)作，夾繩塊將鋼絲繩夾持在繩槽中，鋼絲繩又拉動(dòng)安全鉗產(chǎn)生動(dòng)作，最終將轎廂制停在導(dǎo)軌上。這種機(jī)械式電梯限速器正被廣泛使用，但其存在以下缺點(diǎn)：

1、機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動(dòng)作速度不精確，只能調(diào)整在某一速度范圍之內(nèi)。

2、動(dòng)作速度需要定期校驗(yàn)，否則不能保證可靠觸發(fā)。電梯使用環(huán)境的溫度、濕度、粉塵和腐蝕性氣體等，可能會(huì)使限速器的機(jī)械動(dòng)作速度降低甚至使得機(jī)構(gòu)產(chǎn)生銹蝕，彈簧也會(huì)因拉伸和壓縮而產(chǎn)生疲勞，諸多因素將會(huì)導(dǎo)致限速器的動(dòng)作速度變慢。當(dāng)電梯超速運(yùn)行時(shí)，制動(dòng)滯后甚至失效，從而有可能造成人身事故或財(cái)產(chǎn)損失，所以要定期地使用專門的儀器對機(jī)械式電梯限速器的動(dòng)作速度進(jìn)行校驗(yàn)，這種動(dòng)作速度的校驗(yàn)工作量大、操作繁瑣、精確度低。

3、在限速器產(chǎn)生限速動(dòng)作后，需要手動(dòng)將急停開關(guān)和機(jī)械觸發(fā)機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)位，增加了維護(hù)上的繁瑣性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種電梯限速器的控制方法，以簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高限速動(dòng)作的影響速度，提高速度測量的準(zhǔn)確性，提高精度的穩(wěn)定性，同時(shí)，能適當(dāng)延長其動(dòng)作速度校驗(yàn)的周期，在保障安全的同時(shí)，降低維護(hù)上的繁瑣程度。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明電梯限速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：

設(shè)置由兩側(cè)板和底板構(gòu)成的“U”型機(jī)架，在所述機(jī)架的兩側(cè)板上利用第一軸承和第二軸承支承轉(zhuǎn)軸；在所述轉(zhuǎn)軸上固定設(shè)置限速器輪盤，在所述限速器輪盤的上半輪槽中纏繞鋼絲繩，電梯轎廂的移動(dòng)通過所述鋼絲繩利用摩擦力帶動(dòng)所述限速器輪盤與轉(zhuǎn)軸一同轉(zhuǎn)動(dòng)；在所述轉(zhuǎn)軸上通過第三軸承套裝有棘輪，所述棘輪可以繞軸旋轉(zhuǎn)，所述棘輪位于限速器輪盤和機(jī)架的一側(cè)板之間；在所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)置光電編碼器，以所述光電編碼器檢測限速器輪盤的轉(zhuǎn)速；

設(shè)置卡合機(jī)構(gòu)，包括與所述棘輪配合設(shè)置的棘爪以及在所述限速器輪盤的輪輻上固定設(shè)置的步進(jìn)電機(jī)，棘爪的轉(zhuǎn)軸與所述步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸固定連接，由步進(jìn)電機(jī)控制所述棘爪的轉(zhuǎn)動(dòng)；

設(shè)置連桿，所述連桿的前端套裝在第三固定軸上，并可繞所述第三固定軸旋轉(zhuǎn)，所述第三固定軸是固定設(shè)置在限速器輪盤的偏心位置上的銷軸，所述連桿的尾端與制動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接；以所述制動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述限速器輪盤共同對鋼絲繩形成夾持實(shí)施制動(dòng)；

設(shè)置測控單元，所述測控單元根據(jù)光電編碼器檢測獲得的限速器輪盤的轉(zhuǎn)速判斷電梯轎廂的移動(dòng)速度，并在電梯轎廂的移動(dòng)速度超過設(shè)定值時(shí)輸出限速控制信號實(shí)施限速。

本發(fā)明電梯限速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：所述制動(dòng)機(jī)構(gòu)包括緩沖彈簧、壓繩塊支架和壓繩塊，所述連桿的尾端通過緩沖彈簧與壓繩塊支架相連接，所述壓繩塊通過第一固定軸安裝在壓繩塊支架上并可繞第一固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所述壓繩塊支架通過第二固定軸支承在限速器機(jī)架上并可繞所述第二固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的壓繩塊支架可以抵壓在限速器輪盤的外周，并與所述限速器輪盤共同對鋼絲繩形成夾持。

本發(fā)明電梯限速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：在所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)置磁電機(jī)和導(dǎo)電滑環(huán)，相應(yīng)設(shè)置整流器件和儲能單元，利用所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出電能。

本發(fā)明電梯限速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于：所述光電編碼器的定子固定在機(jī)架的外側(cè)、光電編碼器的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸固定連接。

本發(fā)明電梯限速器的控制方法的特點(diǎn)是：

設(shè)置在電梯轎廂的移動(dòng)速度達(dá)到電梯額定速度的115％時(shí)，由所述測控單元輸出第一限速控制信號，以所述第一限速控制信號作為電梯主控系統(tǒng)的急?？刂菩盘?；

設(shè)置在電梯轎廂的移動(dòng)速度達(dá)到電梯額定速度的120％時(shí)，由所述測控單元輸出第二限速控制信號，以所述第二限速控制信號作為步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)信號，由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)棘爪轉(zhuǎn)過設(shè)定的角度，使得棘爪與棘輪卡合，并由棘爪推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪的轉(zhuǎn)動(dòng)通過連桿帶動(dòng)壓繩塊支架繞第二固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由壓繩塊繞第一固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)并與限速器輪盤以夾持的形式鎖定鋼絲繩；

設(shè)置反饋控制，通過測控單元在故障解除之后輸出復(fù)位信號，使所述步進(jìn)電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)棘爪解除與棘輪的卡合，實(shí)現(xiàn)復(fù)位。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

1、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，本發(fā)明拋棄了純機(jī)械式限速器的離心甩塊機(jī)構(gòu)，使得限速結(jié)構(gòu)變得簡單，運(yùn)轉(zhuǎn)更加可靠；

2、速度測量準(zhǔn)確，本發(fā)明中轎廂移動(dòng)速度是由光電編碼器通過單片機(jī)進(jìn)行采集的，選擇適當(dāng)分辨力的光電編碼器，即可保證速度測量的準(zhǔn)確度；

3、動(dòng)作速度穩(wěn)定，本發(fā)明中只要光電編碼器和步進(jìn)電機(jī)工作正常，限速器的動(dòng)作速度就不會(huì)改變，因此其校驗(yàn)周期可以適當(dāng)延長；

4、自適應(yīng)范圍寬本發(fā)明限速器通過參數(shù)設(shè)定可以適應(yīng)不同的電梯額定速度和限速器輪槽節(jié)圓直徑，彌補(bǔ)了純機(jī)械式限速器的不足；

5、顯示轎廂速度，本發(fā)明限速器在工作過程實(shí)時(shí)顯示電梯轎廂的移動(dòng)速度，利于監(jiān)控；

6、自帶工作電源，本發(fā)明在工作過程不需外接市電，在停電的情況下仍可正常工作，由限速器輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)磁電機(jī)自發(fā)電，經(jīng)過整流后向可充電電池充電，由可充電電池給限速器整機(jī)連續(xù)供電；

7、自動(dòng)解除限位，本發(fā)明限速器在完成卡合限位后可與電梯主控系統(tǒng)交換信息，并可自動(dòng)控制卡合機(jī)構(gòu)分離，解除限位動(dòng)作，使限速器恢復(fù)常態(tài)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中棘爪與棘輪未卡合時(shí)的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中棘爪與棘輪發(fā)生卡合時(shí)的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號：1限速器輪盤、2棘爪、3步進(jìn)電機(jī)、4導(dǎo)電滑環(huán)、5連桿、6壓繩塊支架、7緩沖彈簧、8壓繩塊、9機(jī)架、10第二固定軸、11第一固定軸、12棘輪、13光電編碼器、14轉(zhuǎn)軸、15第三固定軸、16磁電機(jī)、17端子排、18第一軸承、19第二軸承、20第三軸承。

具體實(shí)施方式

參見圖1、圖2、圖3和圖4，本實(shí)施例中電梯限速器的結(jié)構(gòu)形式是：

設(shè)置由兩側(cè)板和底板構(gòu)成的“U”型機(jī)架9，在機(jī)架9的兩側(cè)板上利用第一軸承18和第二軸承19支承轉(zhuǎn)軸14；在轉(zhuǎn)軸14上固定設(shè)置限速器輪盤1，在限速器輪盤1的上半輪槽中纏繞鋼絲繩，電梯轎廂的移動(dòng)通過鋼絲繩利用摩擦力帶動(dòng)限速器輪盤1與轉(zhuǎn)軸14一同轉(zhuǎn)動(dòng)；在轉(zhuǎn)軸14上通過第三軸承20套裝有棘輪12，棘輪12可以繞軸14旋轉(zhuǎn)，棘輪12位于限速器輪盤1和機(jī)架9的一側(cè)板之間；在轉(zhuǎn)軸14上設(shè)置光電編碼器13，光電編碼器13的定子固定在機(jī)架9的外側(cè)，光電編碼器13的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)軸14固定連接，以光電編碼器13檢測限速器輪盤1的轉(zhuǎn)速。

設(shè)置卡合機(jī)構(gòu)，包括與棘輪12配合設(shè)置的棘爪2以及在限速器輪盤1的輪輻上固定設(shè)置的步進(jìn)電機(jī)3，棘爪2的轉(zhuǎn)軸與步進(jìn)電機(jī)3的轉(zhuǎn)軸固定連接，由步進(jìn)電機(jī)3控制棘爪2的轉(zhuǎn)動(dòng)。

設(shè)置連桿5，連桿5的前端套裝在第三固定軸15上，并可繞第三固定軸15旋轉(zhuǎn)，第三固定軸15是固定設(shè)置在限速器輪盤1的偏心位置上的銷軸，連桿5的尾端與制動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接，以制動(dòng)機(jī)構(gòu)與限速器輪盤1共同對鋼絲繩形成夾持實(shí)施制動(dòng)。

設(shè)置測控單元，測控單元根據(jù)光電編碼器13檢測獲得的限速器輪盤1的轉(zhuǎn)速判斷電梯轎廂的移動(dòng)速度，并在電梯轎廂的移動(dòng)速度超過設(shè)定值時(shí)輸出限速控制信號實(shí)施限速。

如圖1和圖4所示，本實(shí)施例中制動(dòng)機(jī)構(gòu)包括緩沖彈簧7、壓繩塊支架6和壓繩塊8，連桿5的尾端通過緩沖彈簧7與壓繩塊支架6相連接，壓繩塊8通過第一固定軸11安裝在壓繩塊支架6上并可繞第一固定軸11轉(zhuǎn)動(dòng)，壓繩塊支架6通過第二固定軸10支承在限速器機(jī)架9上并可繞第二固定軸10轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的壓繩塊支架6可以抵壓在限速器輪盤1的外周，并與限速器輪盤1共同對鋼絲繩形成夾持。

本實(shí)施例中，在轉(zhuǎn)軸14上設(shè)置磁電機(jī)16和導(dǎo)電滑環(huán)4，相應(yīng)設(shè)置整流器件和儲能單元，利用轉(zhuǎn)軸14的轉(zhuǎn)動(dòng)輸出電能，在電梯升、降的工作過程中，由磁電機(jī)16發(fā)電并由儲能單元進(jìn)行儲能，并通過端子排17和導(dǎo)電滑環(huán)4為步進(jìn)電機(jī)3等提供工作電源，使得限速器不依賴于外接市電。

本實(shí)施例中電梯限速器的控制方法是：

設(shè)置在電梯轎廂的移動(dòng)速度達(dá)到電梯額定速度的115％時(shí)，由測控單元輸出第一限速控制信號，以第一限速控制信號作為電梯主控系統(tǒng)的急停控制信號；

設(shè)置在電梯轎廂的移動(dòng)速度達(dá)到電梯額定速度的120％時(shí)，由測控單元輸出第二限速控制信號，以第二限速控制信號作為步進(jìn)電機(jī)3的啟動(dòng)信號，由步進(jìn)電機(jī)3帶動(dòng)棘爪2轉(zhuǎn)過設(shè)定的角度，使得棘爪2與棘輪12卡合，并由棘爪2推動(dòng)棘輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，棘輪12的轉(zhuǎn)動(dòng)通過連桿5帶動(dòng)壓繩塊支架6繞第二固定軸10轉(zhuǎn)動(dòng)，由壓繩塊8繞第一固定軸11轉(zhuǎn)動(dòng)并與限速器輪盤1以夾持的形式鎖定鋼絲繩；

設(shè)置反饋控制，通過測控單元在故障解除之后輸出復(fù)位信號，使步進(jìn)電機(jī)3反向轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)棘爪2解除與棘輪12的卡合，實(shí)現(xiàn)復(fù)位。

本實(shí)施例中，根據(jù)限速器輪盤的輪槽節(jié)圓直徑以及光電編碼器的輸出信號可以實(shí)時(shí)獲得電梯轎廂的移動(dòng)速度，進(jìn)一步設(shè)置顯示模塊即可實(shí)現(xiàn)電梯轎廂移動(dòng)速度的實(shí)時(shí)顯示。