一种基于颜色判别的电梯井道位置检测和安全保护装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及电梯技术领域，更具体地说，涉及一种基于颜色判别的电梯井道控制位置检测和安全保护装置。


背景技术：

[0002]
伴随生活质量的提高，电梯在人们的生活中扮演着重要的角色，而电梯的安全运行也逐渐被群众所重视。电梯轿厢在井道中上、下运动，它停止时必需停在开门区，它运动前方接近井道终端时必需减速，如果不减速，到了某个特定位置就要制停电梯轿厢，否则电梯轿厢就会发生冲撞井道终端顶部或底部的事故。
[0003]
井道位置主要的是开门区位置以及上下终端的减速区域、制停区域和极限区域。然而，现在的电梯开门区的检测是依靠门区检测开关，终端检测和井道极限检测靠接触型的开关，这些检测装置分散安装在电梯轿厢的顶部，或电梯井道两端的各种不同位置，存在布线、安装和接线复杂的问题。另外，公开号为cn111731959a的专利文献是采用光感应模块对反光板采集的光感应技术实现对门区位置、减速区域、制停区域和极限区域的检测，然而，该技术存在检测信号单一，使得控制程序复杂的问题，无法实现快速、直接检测的效果。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种基于颜色判别的电梯井道位置检测和安全保护装置；该装置可通过颜色有效检测电梯在井道的门区位置和轿厢运行到终端的状态，并将门区检测、终端检测和极限检测集中在轿厢同一个位置的装置实现，以实现电梯安全停泊和终端保护。由此，该检测和安全保护装置大大简化了安装和接线，各方面综合保障了电梯的安全可靠性。
[0005]
为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种基于颜色判别的电梯井道位置检测和安全保护装置，其特征在于：包括安装在电梯轿厢上的颜色检测模块、用于作为判别电梯轿厢是否位于门区位置的门区感应板、用于作为电梯轿厢进入减速区域起始点的减速感应板、用于作为电梯轿厢进入制停区域起始点的制停感应板、用于作为电梯轿厢进入井道极限区域的极限感应板、以及与电梯控制系统连接的控制器；
[0006]
所述门区感应板、减速感应板、制停感应板和极限感应板均为带颜色的感应板，门区感应板、制停感应板和极限感应板设置在电梯井道设定的厅门上，减速感应板设置在电梯井道壁上；或者门区感应板、减速感应板、制停感应板和极限感应板设置在电梯导轨上；
[0007]
所述颜色检测模块与控制器信号连接，颜色检测模块用于将通过门区感应板、减速感应板、制停感应板和极限感应板得到的感应信号发送至控制器，以对电梯轿厢进行门区位置检测、减速检测以及安全保护。
[0008]
在上述方案中，本实用新型的颜色检测模块随着电梯轿厢运行至减速感应板，并通过检测减速感应板的颜色得到减速感应信号，由控制器传送给电梯控制系统使之对电梯轿厢进行减速，则减速感应板作为电梯轿厢进入减速区域起始点。而颜色检测模块随着电
梯轿厢运行至制停感应板，通过检测制停感应板的颜色得到制停感应信号,控制器根据制停感应信号计算电梯运行即时速度，并通过即时速度检测结果判断是否对电梯轿厢进行安全停泊保护，若电梯此时即时速度大于设定值，则控制断开电梯安全回路使轿厢制停于终端层的门区位置内，该制停感应板作为电梯轿厢进入制停区域的起始点。同时，颜色检测模块通过门区感应板的颜色得到门区感应信号并发送至控制器，则可判别电梯轿厢是否位于门区位置。当颜色检测模块检测到极限感应板的颜色时，则可判别电梯轿厢在井道极限区位置，此时控制断开电梯安全回路实现对电梯轿厢进行极限制停保护。本实用新型的井道位置检测和安全保护装置可通过颜色有效检测电梯运行到终端的状态，并将门区检测、终端检测和极限检测集中在轿厢同一个位置的同一装置，实现电梯安全停泊和终端保护。同时，该安全保护装置大大简化了安装和接线，各方面综合保障了电梯的安全可靠性。
[0009]
所述颜色检测模块安装在电梯轿门或电梯轿顶上，并分别与电梯井道壁和电梯井道设定的厅门相互垂直；或者颜色检测模块安装在电梯轿顶上，并与电梯导轨相互垂直。
[0010]
所述门区感应板由结构相同的上门区感应板、中间门区感应板和下门区感应板由上至下依次连接组成；所述上门区感应板、中间门区感应板和下门区感应板分别为颜色二反光条、颜色一反光条和颜色三反光条。电梯轿厢在门区位置的平层时，颜色检测模块对直中间门区感应板。颜色检测模块检测到上门区感应板、中间门区感应板或下门门区感应板的信号时，均可视为电梯轿厢在门区位置。
[0011]
所述门区感应板分别设置在电梯井道中每一层厅门上；或者门区感应板分别设置在每一层门区位置对应的电梯导轨上。
[0012]
所述制停感应板包括顶层终端制停感应板和底层终端制停感应板；所述底层终端制停感应板为颜色四反光条，底层终端制停感应板位于底层的上门区感应板的上方；所述顶层终端制停感应板为颜色五反光条，顶层终端制停感应板位于顶层的下门区感应板的下方。
[0013]
所述减速感应板包括顶层终端减速感应板和底层终端减速感应板；所述底层终端减速感应板为颜色四反光条，底层终端减速感应板位于底层终端制停感应板的上方；所述顶层终端减速感应板为颜色五反光条，顶层终端减速感应板位于顶层终端制停感应板的下方。
[0014]
所述极限感应板包括顶层终端极限感应板和底层终端极限感应板；所述底层终端极限感应板为颜色六反光条，底层终端极限感应板位于底层的下门区感应板的下方；所述顶层终端极限感应板为颜色六反光条，顶层终端极限感应板位于顶层的上门区感应板的上方。
[0015]
所述控制器包括控制模块和与控制模块连接的安全继电器模块；安全继电器模块的安全触点与电梯控制系统的安全回路串接；所述控制模块分别与颜色检测模块和电梯控制系统连接。安全继电器模块的设计可有效对电梯轿厢的运行进行极限制停保护。
[0016]
所述控制器软件还包括用于获取电梯轿厢制停速度的自学习操作输入端。该自学习操作输入端运行时可获取电梯正常运行过程中的参数，可作为电梯终端检测保护过程中的判断参数或依据。
[0017]
本实用新型还包括终端极限冗余保护部件；所述终端极限冗余保护部件包括两个磁感应器和用于作为电梯轿厢进入井道极限区域的磁条；两个所述磁感应器分别设置在颜
色检测模块的上方和下方；所述磁条位于门区感应板与极限感应板之间，并设置在电梯井道设定的厅门上或者设置在电梯导轨上；
[0018]
两个所述磁感应器均与安全继电器模块连接，实现其中一个磁感应器将通过磁条得到的感应信号触发安全继电器模块断电，以对电梯轿厢进行极限制停保护。
[0019]
本实用新型的磁感应器的常闭触点是直接串联安全继电器模块的，其中一个磁感应器感应到磁条时，则常闭触点断开，使安全继电器模块断电，安全回路触点断开，从而使得电梯轿厢极限制停保护。本实用新型两个磁感应器的设计，可结合颜色检测模块感应极限感应板使控制器保护动作，则实施了极限保护三回路冗余。
[0020]
当颜色检测模块检测到极限感应板的颜色，或者其中一个磁感应器检测到磁条时，则可判别电梯轿厢在井道极限区位置，此时控制断开电梯安全回路实现对电梯轿厢进行极限制停保护。本实用新型的磁感应器的作用是：在极限保护中由一组颜色判别结合两组磁感器的构成冗余设置，使装置的安全完整性及硬件故障裕度满足相关标准的可靠性的要求。
[0021]
本实用新型的颜色检测模块和磁感应器的安装有两种方式，可选用其中一种方式。
[0022]
方式a：颜色检测模块和磁感应器装在电梯轿门的门板上,与电梯井道壁或电梯井道设定的厅门相互垂直。
[0023]
方式b：颜色检测模块和磁感应器装在轿顶，并对直电梯导轨某一边侧板的位置,与电梯导轨边侧的上表面相互垂直。
[0024]
同样，对应颜色检测模块和磁感应器的两种安装方式，门区感应板、减速感应板、制停感应板、极限感应板及磁条也有两种安装方式。
[0025]
对应方式a：门区感应板、制停感应板、极限感应板及磁条设置在电梯井道设定的厅门上，减速感应板设置在电梯井道壁上。
[0026]
对应方式b：门区感应板、减速感应板、制停感应板、极限感应板及磁条设置在电梯导轨上。
[0027]
门区感应板、减速感应板、制停感应板、极限感应板及磁条的背面带磁，安装时可直接粘贴带铁质厅门的门板加强筋上、电梯导轨上或贴板支架上。
[0028]
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点与有益效果：本实用新型基于颜色判别的电梯井道位置检测和安全保护装置可通过颜色有效检测电梯在井道的门区位置和终端位置及运行到终端的状态，并将门区检测、终端检测和极限检测集中在轿厢同一个位置的同一装置上，实现开门区位置检测和电梯终端保护。同时，该检测保护装置大大简化了安装和接线，各方面综合保障了电梯的安全可靠性。
附图说明
[0029]
图1是实施例一电梯井道位置检测和安全保护装置在顶层终端的使用示意图；
[0030]
图2是实施例一电梯井道位置检测和安全保护装置在底层终端的使用示意图；
[0031]
图3是本实用新型电梯井道控制位置检测和安全保护装置的电气示意图；
[0032]
图4是电梯额定运行速度、电梯轿厢减速距离和电梯轿厢制停距离的曲线示意图；
[0033]
图5是本实用新型电梯井道位置检测和安全保护装置中上门区感应板、中间门区
感应板和下门区感应板的示意图；
[0034]
图6是实施例二电梯井道位置检测和安全保护装置在顶层终端的使用示意图；
[0035]
图7是实施例二电梯井道位置检测和安全保护装置在底层终端的使用示意图；
[0036]
图8是实施例二电梯井道位置检测和安全保护装置的颜色感应器安装示意图；
[0037]
其中，1为电梯轿门、2为颜色检测模块、3为电梯轿厢、4为控制器、5为电梯控制系统、6为电梯井道壁、7为厅门、8为上门区感应板、8a为中间门区感应板、9为下门区感应板、10为顶层终端减速感应板、11为底层终端减速感应板、12为顶层终端制停感应板、13为底层终端制停感应板、14为顶层终端极限感应板、15为底层终端极限感应板、16为控制模块mcu、17为安全继电器模块、18电源模块、19为自学习操作输入端、20为led显示器、21为电梯导轨、22为导轨边侧板、23为磁感应器、24为磁条。
具体实施方式
[0038]
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。
[0039]
实施例一
[0040]
如图1至图5所示，本实用新型基于颜色判别的电梯井道位置检测和安全保护装置，包括安装在电梯轿门1的颜色检测模块2、用于作为判别电梯轿厢3是否位于门区位置的门区感应板、用于作为电梯轿厢3进入减速区域起始点的减速感应板、用于作为电梯轿厢3进入制停区域起始点的制停感应板、用于作为电梯轿厢3进入井道极限区域的极限感应板、以及与电梯控制系统5连接的控制器4。
[0041]
其中，该门区感应板、减速感应板、制停感应板和极限感应板均为带颜色的感应板，颜色检测模块2与控制器4信号连接，颜色检测模块2用于将通过门区感应板、减速感应板、制停感应板和极限感应板得到的感应信号发送至控制器4，以对电梯轿厢3进行门区位置检测、减速检测以及安全保护。
[0042]
具体地说，本实施例的颜色检测模块2是与电梯井道壁或电梯的厅门相互垂直，颜色检测模块2安装在电梯轿门1的门板上。 颜色检测模块2与门区感应板、减速感应板、制停感应板和极限感应板的距离小于等于50mm。
[0043]
本实用新型的门区感应板分别设置在电梯井道中每一层厅门7上，门区感应板由结构相同的上门区感应板8、中间门区感应板8a和下门区感应板9由上至下依次连接组成，上门区感应板8、中间门区感应板8a和下门区感应板9分别为颜色二反光条c2、颜色一反光条c1和颜色三反光条c3，其中，颜色一反光条c1长为50mm，宽为30mm；颜色二反光条c2长为100mm，宽为30mm；颜色三反光条c3长为100mm，宽为30mm 。电梯轿厢3在门区位置的平层时，颜色检测模块2对直中间门区感应板8a。
[0044]
本实用新型的制停感应板包括顶层终端制停感应板12和底层终端制停感应板13。该底层终端制停感应板13是长为100mm、宽为30mm的颜色四反光条c4，顶层终端制停感应板12是长为100mm、宽为30mm的颜色五反光条c5。底层终端制停感应板13设置在底层的厅门7上并位于底层上门区感应板8上方。顶层终端制停感应板12设置在顶层的厅门7上并位于顶层下门区感应板9下方。
[0045]
本实用新型的减速感应板包括顶层终端减速感应板10和底层终端减速感应板11，该底层终端减速感应板11是长为100mm、宽为30mm的颜色四反光条c4。顶层终端减速感应板
10是长为100mm、宽为30mm的颜色五反光条c5。底层终端减速感应板11设置在电梯井道壁6上，并位于底层终端制停感应板13的上方；顶层终端减速感应板10设置在电梯井道壁6上，并位于顶层终端制停感应板12的下方。
[0046]
该底层终端制停感应板13距离颜色检测模块2的制停距离lzt，以及顶层终端制停感应板12距离颜色检测模块2的制停距离lzt均可通过图4的曲线示意图设定。顶层终端减速感应板10距离颜色检测模块2的减速距离ls，以及底层终端减速感应板11距离颜色检测模块2的减速距离ls均可通过图4的曲线示意图设定。
[0047]
本实用新型的极限感应板包括顶层终端极限感应板14和底层终端极限感应板15，该底层终端极限感应板15和顶层终端极限感应板14均是长为50mm、宽为30mm的黄反光条cy，并且均设置在电梯井道设定的厅门7上，底层终端极限感应板15位于下门区感应板9的下方150mm处，顶层终端极限感应板14位于上门区感应板8的上方150mm处。
[0048]
如图3所示，本实用新型的控制器4包括控制模块mcu 16、安全继电器模块17、电源模块18、以及用于获取制停速度的自学习操作输入端19，其中，安全继电器模块17、电源模块18和自学习操作输入端19均与控制模块mcu 16连接；该安全继电器模块17的安全触点与电梯控制系统5的安全回路串接，控制模块mcu 16分别与颜色检测模块2和电梯控制系统5连接。控制器4还包括与控制模块mcu 16连接的led显示器20。该安全继电器模块17的设计可有效对电梯轿厢3运行进行制停保护。正常时安全继电器模块17输出是闭合状态。
[0049]
本实用新型还包括终端极限冗余保护部件，该终端极限冗余保护部件包括两个磁感应器23和用于作为电梯轿厢进入井道极限区域的磁条24，其中，两个磁感应器23分别设置在颜色检测模块2的上方和下方，两个磁感应器23均与安全继电器模块17连接，实现其中一个磁感应器23将通过磁条24得到的感应信号触发安全继电器模块17断电，以对电梯轿厢进行极限制停保护。
[0050]
本实用新型的磁感应器23与电梯井道壁或电梯的厅门7相互垂直，与磁条24的距离小于等于30mm。而磁条24厚8mm、宽20mm、长50mm，磁条24长边垂直贴装。磁条24设置在底层终端极限感应板15和底层的下门区感应板9之间，并位于底层的下门区感应板9的下方100mm处；以及磁条24设置在顶层终端极限感应板14和顶层的上门区感应板8之间，并位于顶层的上门区感应板8的上方100mm处。
[0051]
本实施例中该电梯井道安全保护装置需要通过颜色检测模块2进行检测判别来作出保护动作。
[0052]
（1）电梯轿厢门区位置的判别：
[0053]
当电梯轿厢3向下运行时，颜色检测模块2依次检测到颜色二反光条c2和颜色一反光条c1时，或当电梯轿厢3向上运行时，颜色检测模块2依次检测到颜色三反光条c3和颜色一反光条c1时，则判断电梯轿厢3位于门区位置。颜色检测模块2检测到颜色一反光条c1时，则电梯轿厢3在门区位置的平层。
[0054]
（2）电梯轿厢运行方向：颜色检测模块2检测到颜色二反光条c2后，又检测到颜色一反光条c1时，或颜色检测模块2检测到颜色三反光条c3后，检测到颜色一反光条c1至颜色五反光条c5以外的颜色（非检测色），则判断为电梯轿厢3下行。
[0055]
颜色检测模块2检测到颜色三反光条c3后，又检测到颜色一反光条c1时，或颜色检测模块2检测到颜色二反光条c2后，检测到颜色一反光条c1至颜色五反光条c5以外的颜色
（非检测色），则判断为电梯轿厢3上行。
[0056]
（3）减速区位置判别：电梯轿厢3上行时，颜色检测模块2检测到颜色五反光条c5，即判断电梯轿厢3进入顶层终端减速区。电梯下行时，颜色检测模块2检测到颜色四反光条c4，即判断电梯轿厢3进入底层终端减速区。
[0057]
（4）终端制停点位置判别：检测到有减速信号后，经过t2时间后，再通过颜色检测模块2检测到同样颜色信号，可认为是到了终端制停点位置，其中，t2由自学习操作输入端19学习获得。
[0058]
（5）终端制停点超速判别：电梯轿厢3经过制停感应板时，可计算电梯运行即时速度v：计算颜色检测模块2检测制停感应板信号从有到无的时间为（单位为秒），通过公式v计算得到电梯运行即时速度v；其中，0.1为制停感应板的长度（单位为米）。
[0059]
若即时速度v超过正常时该点的最高速度vz的110%，则可判别电梯轿厢3为超速，其中，vz由自学习操作输入端19启动控制器4的自学习软件获得。
[0060]
本实施例中，最高速度vz的获取：
[0061]
（5.1）控制电梯轿厢3停在最底层，向上快车运行到最顶层，控制电梯停在最顶层，向下快车运行到最底层。记录电梯轿厢3由减速感应板到制停感应板的时间t2，记录经过制停感应板的时间t1，由0.1/t1得出即时速度v,则最高速度vz= v
×
1.2。将时间t2和最高速度vz存入对应的设定的存储区。自学习由上和下个学习一次后，自动退出自学习，vz可在led显示器20上读取。
[0062]
（5.2）自学习完毕验证操作：
[0063]
减速感应板到制停感应板超速保护验证：电梯轿厢3停在减速区以外楼层，在控制柜设为紧急电动操作，设电梯检修速度>=vz,运行电梯轿厢3过减速感应板再过制停感应板，则本装置进入制停保护状态，安全继电器模块17断开使电梯轿厢3制停。
[0064]
（6）井道极限区位置判别：颜色检测模块2检测到黄色的极限感应板，表示电梯轿厢3在井道极限区位置。
[0065]
装置在颜色检测模块2上和下侧的两个磁感应器23中有一个闭合则表示电梯轿厢3在井道极限区位置。
[0066]
（7）安全控制器保护：
[0067]
(7.1)终端超速制停保护；
[0068]
下行时检测到有底层终端制停感应板13颜色信号，或上行时检测到有顶层终端制停感应板12颜色信号时，开始计时从信号有到无的时间为t1，通过公式v 计算得到电梯运行即时速度v；其中，0.1为制停感应板的长度（单位为米），若此时该速度v>=vz时，则断开安全继电器模块17而使安全回路断开，使电梯制动停止。
[0069]
(7.2)终端极限制停保护；
[0070]
检测到顶层终端极限感应板14或底层终端极限感应板15的信号，或其中一个磁感应器23闭合动作，则可立即断开安全继电器模块17而使安全回路断开，使电梯制动停止。
[0071]
本实用新型的控制器4输出信号的逻辑：
[0072]
控制器4输出开关信号有：上门区mqu和下门区mqd，上终端减速区su和下终端减速区sd。
[0073]
mqu或mqd的输出由颜色检测模块检测到c1或c2或c3颜色信号判别控制。
[0074]
颜色检测模块检测不到c2与c1与c3颜色信号时，则mqu和mqd无输出。
[0075]
颜色检测模块检测到c1颜色信号时，则mqu与mqd均有输出。
[0076]
mqu和mqd无输出时检测到c2颜色信号，则mqd有输出。
[0077]
mqu和mqd无输出时检测到c3颜色信号，则mqu有输出。
[0078]
su和sd的输出由颜色检测模块检测到c5或c4颜色信号判别控制。
[0079]
电梯上行时，检测到c5颜色信号即进入上终端减速区，置su有输出；电梯下行时检测到c5颜色信号即退出上终端减速区，置su为无输出。
[0080]
电梯下行时，检测到c4颜色信号即进入下终端减速区，置sd有输出；电梯上行时检测到c4颜色信号即退出下终端减速区，置sd为无输出。
[0081]
本实用新型的控制器4设有控制冗余处理保护功能：
[0082]
控制器4设置有与电梯控制系统5的通讯端口td和rd，可以接收电梯控制系统5发来的电梯运行状态信息：楼层信息、运行信息和方向信息，方向信息可和颜色检测模块2的方向判别互相应证，两者或的关系。楼层信息可提供终端层信息，通过控制器4软件处理，当进入终端层朝终端方向运行t2时间后若未有获得sd或su输出，则检测到c5或c4颜色信号时，可视为到达制停点进行制停点速度检测和保护。正常时控制器4使安全继电器模块17闭合，若颜色检测模块2失效时，由两个磁感应器23中有一个动作就可断开安全继电器模块17，或控制器4故障无输出时使安全继电器模块17断开，使电梯制停不能运行。
[0083]
实施例二
[0084]
本实施例与实施例一不同之处仅在于：颜色检测模块2及磁感应器23安装方式，以及门区感应板、减速感应板、制停感应板和极限感应板及磁条24的安装方式不相同。
[0085]
如图6至图8所示，本实施例的颜色检测模块2及磁感应器23安装在电梯轿厢3的轿顶上，并对直电梯导轨21的导轨边侧板22位置，与电梯导轨21的导轨边侧板22相互垂直。
[0086]
门区感应板、减速感应板、制停感应板、极限感应板及磁条24设置在电梯导轨21上。
[0087]
具体地说，门区感应板分别设置在每一层门区位置对应的电梯导轨21上。
[0088]
本实施例的底层终端制停感应板13设置在电梯导轨21的导轨边侧板22上并位于底层上门区感应板8上方。顶层终端制停感应板12设置在电梯导轨21的导轨边侧板22上并位于顶层下门区感应板9下方。
[0089]
本实施例的底层终端减速感应板11设置在电梯导轨21的导轨边侧板22上，并位于底层终端制停感应板13的上方；顶层终端减速感应板10设置在电梯导轨21的导轨边侧板22上，并位于顶层终端制停感应板12的下方。
[0090]
本实施例的底层终端极限感应板15、顶层终端极限感应板14及磁条24均设置在电梯导轨21边侧板上。
[0091]
本实用新型的磁条24厚8mm、宽20mm、长50mm，磁条24长边垂直贴装在底层的下门区感应板9的下方100mm处及顶层的上门区感应板8的上方100mm处。
[0092]
底层终端极限感应板15位于下门区感应板9的下方150mm处，顶层终端极限感应板14位于上门区感应板8的上方150mm处。
[0093]
本实施例的其他结构与实施例一一致。
[0094]
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。