电梯门开意外防止装置的制作方法

本实用新型有关于一种电梯门开意外防止装置，尤指一种可以有效避免因电梯门开行走所致的重大意外事故发生的电梯安全技术。

背景技术：

随着都会地区大楼林立，使得电梯设备俨然已成为进出楼层不可或缺的乘载工具。通过电梯设备的机电控制以及动力传动机构的运作，可让电梯车厢承载人员而抵达目的的层站。再者，近年来，电梯重大的意外事故时有所闻，此类的电梯意外事故原因，大多以钢索于槽轮打滑以及刹车制动器失灵等类型事故较为常见。具体的说，当钢索于槽轮打滑时，旋转编码器与槽轮不转动，而钢索则持续位移，以致旋转编码器无法同步感测钢索的实际位移量，因而造成电梯设备的机电控制单元的误判，从而发生车厢踏板与抵达楼层的层站地板之间具有一定程度的高度差距，以致人员进出车厢时较容易引发跌入车厢或井道；或是自车厢跌入层站楼板等的受伤情事；至于刹车制动器失灵的原因，大多是刹车来令片磨损、刹车传动轴制动弹簧疲乏；电磁线圈失效、释放器卡住或是传动轴卡住等因素造成，故障严重的话，甚至会造成电梯门开而车厢持续行走，从而发生电梯爆冲或是人员坠入井道等重大危险的意外事故；不仅如此，已知电梯装置设备无法针对门开故障做出故障程度的分级，以致无法作为维修人员或是搭乘人员的搭乘参考依据，故而较容易因误判机率升高所致的电梯搭乘上的不便与安全疑虑的困扰情事产生。

缘是，本实用新型发明人认为常用结构确实未臻完善，仍有再改善的必要性。于是，本实用新型发明人经不断的努力研发之下，终于开发出一套可以改善常用结构缺失的技术方案。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的，在于提供一种电梯门开意外防止装置，主要是通过电梯门开行走故障的检测机能建置，而可依据检测结果做出相应的正常运作、门开警示或是紧急煞车的动作，以降低因电梯门开行走故障所致的危险意外发生机率，进而提升电梯搭乘的安全性。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电梯门开意外防止装置，包括一UCMP检测单元，其包含一用以检测电梯的内门与外门开启程度而产生门开度检测讯号的电梯门开度检测模组、一用以检测制动器的刹车制动状态与动作确实程度而产生刹车动作检测讯号的刹车检测模组，及一用以检测车厢位移速度状态而产生位移速度检测讯号的车厢位移速度检测模组；

一警示单元；

一备用制动器；及

一控制单元，其输入端分别与该电梯门开度检测模组、该刹车检测模组及该车厢位移速度检测模组电性连接，用以处理该门开度检测讯号、该刹车检测讯号及该位移速度检测讯号而产生一第一控制讯号或至少一第二控制讯号；该控制单元的输出端分别与该警示单元及备用制动器电性连接；该第一控制讯号用以操纵电梯正常运作；该第二控制讯号用以驱动该警示单元发出警告资讯，及驱动该备用制动器夹制电梯的一传动钢索。

进一步的，

所述第二控制讯号的产生为电梯发生门开行走故障。

所述门开行走故障包含轻度、中度及重度三种等级；于轻度等级，所述控制单元驱动所述警示单元发出轻度等级的门开行走警告资讯，并驱使电梯的一卷扬机马达内部的线圈短路，使车厢因电磁刹车作用而强制停车；于中度等级，所述控制单元驱动所述警示单元发出中度等级的门开行走警告资讯，并驱动所述备用制动器以夹制电梯的传动钢索；于重度等级，所述控制单元驱动所述警示单元发出重度等级的门开行走警告资讯，并驱动所述备用制动器以夹制电梯的传动钢索。

所述电梯门开度检测模组包含复数层站门开合开关组以及车厢门开合开关组，所述门开度检测讯号包含各层站门开合开关组所提供的层站门开合状态讯号，及该车厢门开合开关组器所提供的车厢门开合状态讯号；所述刹车检测模组包含一用以产生所述刹车动作检测讯号的制动器检测开关组；所述车厢位移速度检测模组包含一旋转编码器，该旋转编码器用以产生可供求出车厢位置及速度的编码讯号。

所述UCMP检测单元还包含一用以检测电梯的门边动作确认状态而产生门边动作检测讯号的门边动作确认检测模组。

所述UCMP检测单元还包含一用以检测马达状态而产生马达检测讯号的马达状态检测模组。

所述UCMP检测单元还包含一用以检测该车厢与抵达层站楼板之间是否存在门槛距离而产生门槛检测讯号的楼平程度检测模组。

所述楼平程度检测模组包含各层站的定位开关组以及旋转编码器，所述门槛检测讯号包含各定位开关组所提供的层站定位讯号以及该旋转编码器所提供的编码讯号。

本实用新型的优点是：

本实用新型的装置可降低因电梯门开行走故障所致的危险意外发生机率，进而提升电梯搭乘的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的第一实施例的功能方块实施示意图。

图2是本实用新型的第二实施例的功能方块实施示意图。

图3是本实用新型的第一实施例模糊控制运算的实施示意图。

图4是本实用新型的第二实施例模糊控制运算的实施示意图。

图5是本实用新型的电梯运行的具体实施示意图。

具体实施方式

为让贵审查员能进一步了解本实用新型的整体技术特征与达成本新型目的的技术手段，兹以具体实施例并配合附图加以详细说明如下：

请参看图1、3及图5所示为本实用新型的第一实施例，包括UCMP检测单元10、控制单元20、警示单元30及备用制动器40等技术特征。UCMP检测单元10包含一电梯门开度检测模组11、一刹车检测模组12及一车厢位移速度检测模组13。电梯门开度检测模组11用以检测电梯1的内门与外门开启程度而产生门开度检测讯号。刹车检测模组12用以检测制动器1b的刹车制动状态与动作确实程度而产生刹车动作检测讯号。车厢位移速度检测模组13用以检测车厢位移速度状态而产生位移速度检测讯号。控制单元20(如微处理器、微控制器MCU；或是FPGA)的输入端分别与电梯门开度检测模组11、刹车检测模组12及车厢位移速度检测模组13电性连接，用以处理门开度检测讯号、刹车检测讯号及位移速度检测讯号而产生一第一控制讯号或至少一第二控制讯号；控制单元20的输出端分别与警示单元30及备用制动器40电性连接；第一控制讯号用以操纵电梯1正常运作；第二控制讯号用以驱动警示单元30发出警告资讯，及驱动备用制动器40夹制电梯1的传动钢索1a。

一般来说，所述第二控制讯号的产生时机为电梯1发生门开行走故障的时候。再请参看图1所示，控制单元20还包含一用以记载门开行走警告资讯的资料库60；具体的说，控制单元20主要是将门开度检测讯号、刹车检测讯号及位移速度检测讯号依序转换为门开启程度、刹车动作、车厢位移速度等资讯后执行运算处理，并对运算结果做门开行走故障及等级的判断，当判断结果认定电梯1发生重度等级的门开行走故障时，则通过驱动模组50驱动警示单元30发出重度等级的门开行走警告资讯，并通过驱动模组50驱动备用制动器40以夹制电梯1的传动钢索1a，使电梯1强制停车而处于停用状态。另，当控制单元20判定电梯1发生中度等级的门开行走故障时，通过驱动模组50驱动警示单元30发出中度等级的门开行走警告资讯，并通过驱动模组50驱动备用制动器40以夹制电梯1的传动钢索1a。又，当控制单元20判定电梯1发生轻度等级的门开行走故障时，则通过驱动模组50驱动警示单元30发出轻度等级的门开行走警告资讯，并驱使电梯1的卷扬机马达内部的线圈形成短路，使车厢1c因电磁刹车作用而达到强制停车的目的。

深入的说，上述电梯门开度检测模组11包含复数层站门开合开关组以及车厢门开合开关组，门开度检测讯号包含各层站门开合开关组所提供的层站门开合状态讯号，及车厢门开合开关组器所提供的车厢门开合状态讯号。刹车检测模组12包含一用以产生刹车动作检测讯号的制动器检测开关组；该车厢位移速度检测模组13包含一旋转编码器，该旋转编码器用以产生可供控制单元20求出车厢1c位置及速度的编码讯号。请参看图1所示的实施例，还包含一资料库60，当电梯1发生门开行走故障时，控制单元20则将各检测讯号以及由判断结果所产生的门开行走警告资讯记录于资料库60中。

请参看图2、4及图5所示为本实用新型的第二实施例，本实施例与上述第一实施例的技术架构大致相同，技术差异在于，本实施例所示的UCMP检测单元10除了包含上述的电梯门开度检测模组11、刹车检测模组12及车厢位移速度检测模组13之外，还包含一门边动作确认检测模组14、一马达状态检测模组15及一楼平程度检测模组16等技术特征。门边动作确认检测模组14用以检测电梯1的门边动作确认状态而产生门边动作检测讯号，以作为判定电梯1门边是否有障碍物或人员阻挡的依据，该门边动作确认检测模组14可以是机械式安全履(即安全门边)；或是电子式红外线安全门履(即安全光幕)。至于马达状态检测模组15则是用来检测马达状态而产生马达检测讯号，且马达状态检测模组15包含一讯号传输模组及一电压/电流感测电路。讯号传输模组用以传输并撷取一机电控制单元所产生的马达控速指令的讯号传输模组(如RS-232或USB)；此外，必须说明的是，当控制单元20取代电梯1原有建置的机电控制单元时，则可省略讯号传输模组的建置，因为仅需通过控制单元20即可直接解读到各种检测讯号、电梯运转参数以及马达的控速指令。另一方面，电压/电流感测电路用以感测马达(如卷扬机马达或门开关器马达)的电压/电流状态的电压/电流感测电路，以作为马达电源的监控用途。

至于楼平程度检测模组16则是用来检测车厢1c与抵达层站楼板之间是否存在门槛距离而产生门槛距离检测讯号，当电梯1停车抵达目的层站时，该控制单元20读取楼平程度检测讯号并判断电梯车厢1c与抵达层站楼板之间是否存在门槛距离，当判断结果为是，则驱动警示单元30发出一与门槛距离相应的门槛异常警告资讯，当门槛距离超过一危险阀值时，则强制关闭电梯1的内、外门，并驱动警示单元30发出一门槛跌落危险资讯，至于楼平程度检测模组16则是包含各层站的定位开关组以及旋转编码器，该门槛检测讯号包含各定位开关组所提供的层站定位讯号，及旋转编码器所提供的编码讯号。

于一种具体运作的实施例中，当制动器1b的刹车来令片磨损、刹车传动轴制动弹簧疲乏、电磁线圈失效、释放器卡住或是传动轴卡住而造成制动器1b刹车失灵时，由于大多电梯车厢1c抵达目的层站时，电梯门大多会自动开启，于是会造成电梯门开而车厢1c持续行走的意外事件，此时，电梯门开度检测模组11则会检测出电梯门为开启状态，刹车检测模组12则会检测出制动器1b为刹车制动状态或动作确实程度异常状态；当车厢位移速度检测模组13检测出车厢1c为异常快速位移状态(即向上暴冲)时，上述检测讯号经控制单元20运算后即判定电梯1发生重度等级的门开行走故障，此时，控制单元20则会在第一时间立即驱动警示单元30发出重度等级的故障警告资讯，同时立即驱动备用制动器40(即夹绳器)夹制电梯1的传动钢索1a，使电梯1强制停车而处于停用状态，于此，即可避免因电梯门开走移所致的电梯爆冲或是人员坠入井道等重大危险的意外事故；同理，当车厢1c位移速度检测模组13检测出车厢1c抵达目的层站后仍持续异常慢速位移时，控制单元20经运算后，则会判定电梯1发生中度等级的门开行走故障，同样于第一时间立即驱动警示单元30发出中度等级的故障警告资讯，并立即驱动备用制动器40(即夹绳器)夹制电梯1的传动钢索1a，使电梯1强制停车而处于停用状态；除此之外，当车厢位移速度检测模组13检测出车厢1c抵达目的层站后仍持续异常缓慢位移后停止时，控制单元20经运算后，即判定电梯1发生轻度等级的门开行走故障，并于第一时间立即驱动警示单元30，以发出轻度等级的故障警告资讯；紧接着，控制单元20则会读取楼平程度检测讯号并判断电梯车厢1c与抵达层站楼板之间是否存在可运作范围的门槛距离，当判断结果为是，则驱动警示单元30发出一与门槛距离相应的门槛异常警告资讯，于此，即可通知维修人员前往维修，但是在维修之前，电梯搭乘时则必须保持高度警戒的状态，直到电梯1维修妥善为止；另外，当门槛距离超过危险阀值时，则强制关闭电梯1的内、外门，并驱动警示单元30发出一门槛跌落危险资讯，同时强制电梯1停用。

除上述因素造成门开行走故障之外，当各层站的门开关器或是车厢门开关器故障时，仍会造成门开行走故障的情事产生，控制单元20同样可以依据门开启程度来判定门开行走故障的故障等级。

请参看图3、4示为本实用新型的其中一种可行实施例，本实施例的控制单元20可以是一种包含有模糊运算模组21及判断模组22的实施技术架构，其中，模糊运算模组可将前述的各检测讯号转换为模糊输入参数后执行模糊运算，判断模组22依据模糊运算结果而进行判断，进而输出判断结果资讯。进一步而言，模糊控制理论所描述的模糊性是隶属程度上的不确定而言，并可通过隶属函数(member-ship function)来表达。再者，控制单元20的模糊理论是以模糊集合(fuzzy set)为基础架构，并可将各种检测讯号量化成控制单元20可以处理的讯息，如图3所示的模糊运算模组是将门开度检测讯号、刹车动作检测讯号及车厢位移速度检测讯号依序量化为门开度输入参数、刹车动作输入参数以及车厢位移速度输入参数，并同时与电梯1预设的运转参数或是控制旗标一同执行模糊控制运算，判断模组22再依据模糊控制运算结果执行包括门开行走故障等级、是否记录、是否警告、电梯是否停用以及是否启动备用制动器40。除此之外，如图4所示的模糊运算模组21则将门开度检测讯号、刹车动作检测讯号、车厢位移速度检测讯号、门边动作检测讯号、门槛距离检测讯号以及马达状态检测讯号依序量化为门开度输入参数、刹车动作输入参数、车厢位移速度输入参数、门边动作确认输入参数、楼平程度输入参数以及电压/电流回授输入参数，并同时与电梯1预设的运转参数或是控制旗标一同执行模糊控制运算，判断模组22再依据模糊控制运算结果进行包括门开行走故障等级、是否记录、是否警告、电梯1是否停用以及是否启动备用制动器40。

以上所述，仅为本实用新型其中一种的可行实施例而已，并非用以限定本实用新型的专利范围，凡举依据下列权利要求项所述的内容、特征以及其精神而为的其他变化的等效实施，皆应包含于本实用新型的专利范围内。本实用新型所具体界定于权利要求项的结构特征，未见于同类物品，且具实用性与进步性，已符合新型专利要件，爰依法具文提出申请，谨请钧局依法核予专利，以维护本申请人的合法权益。