电梯安全系统的制作方法

本公开涉及一种用于电梯系统的安全系统。具体而言，本公开涉及具有避难空间(refuge space)的电梯系统，所述避难空间可由人员(例如维护工人)进入。

背景技术：

1、电梯系统具有对占据该空间的人员造成提高的风险和危险水平的区域，但必须进入这些区域以便在电梯系统上执行维护工作。这种空间的实例包括电梯轿厢的顶部和电梯井的底部处的底坑。

2、这些高风险区域可各自具有对应的避难空间，避难空间是在紧急情况期间可安全容纳人员的空间。例如，当电梯轿厢处于其在电梯井中的最高位置处时，避难空间可在电梯轿厢的顶板与电梯井的顶部之间提供足够的间隙。这个间隙可能大到足以让人员站立、蹲伏或躺下，并且即使当电梯轿厢处于其在电梯井中的最高点处时也可防止他们受伤。当电梯轿厢处于其在电梯井中的最低位置中时，类似的避难空间可设在电梯轿厢的底部与电梯井的底部之间。

3、存在为了使这些空间对于需要进入它们的人员更安全而实施的现有措施。例如，如果维护工人需要进入电梯轿厢的顶部，则要遵循安全协议，其应当确保电梯系统在工人前进到电梯轿厢的顶部之前是安全的。一旦到达电梯轿厢的顶部上，则他们通常将激活检查开关。这将电梯轿厢置于其中电梯轿厢只可由维护工人移动的"检查模式"中。用于在检查模式中移动电梯轿厢的控制器通常也在电梯轿厢的顶板上。

4、然而，该系统存在问题。具体而言，对于其它安全系统，可能会发生故障。备选地，忙碌或懒惰的维护工人可能不会完全或正确地遵循其它安全程序。如果其它安全系统由于某种原因未启用，则电梯轿厢置于检查模式中，电梯系统仍可操作并且因此其可被控制(例如由于新呼叫)成以全速移动。于是存在避难空间中的人员变得被困或受伤的风险。

技术实现思路

1、根据本公开的第一方面，提供了一种电梯系统，其包括：

2、至少一个避难空间；以及

3、至少一个光幕；

4、其中至少一个光幕配置成：

5、检测至少一个避难空间中的至少一个对象；并且

6、产生表明至少一个避难空间中至少一个对象的存在的至少一个安全信号。

7、该系统使得能够检测电梯系统的避难空间中的对象，而不要求避难空间中的对象任何动作。这展现了优于本领域中当前已知的安全系统的优点。

8、例如，该系统可用于在通常的安全程序失败或未被遵循的情况下改进避难空间中的安全性。例如，如果由于一些原因电梯系统在维护工人进入避难空间之前没有被置于安全状态中，则系统将检测到他们，并且可立即产生表明他们存在于避难空间中的安全信号。

9、尽管应当认识到，光幕常常安装成以便形成竖直定向的光屏障(或光片层)(例如，以检测穿过出入口的人员)，但光幕可具有任何定向，即光束(或多个光束)可以任何定向来指向。例如，光幕可定向成与竖直方向成任何角度。具体而言，在本公开的许多实例中，光幕可水平地或基本水平地定向。竖直光幕在较大的高度范围内具有灵敏度，同时仅限于狭窄的地板区域。远离竖直(并且尤其是更接近水平)定向的光幕在较大的地板区域上具有灵敏度，同时限于较窄的高度范围内。在一些实例中，至少一个光幕布置成与水平面成小于45度，可选地小于30度，可选地小于15度的角度。

10、通过检测光幕中的一个或多个阻断(interruption)，光幕可确定避难空间中存在较大对象(其可能是人员)。光幕可能能够确定幕中受遮挡的光量，并且因此可能能够确定阻断光幕的对象的大致大小或尺寸。另外或备选地，电梯系统可能能够确定阻断所进行的时间长度。这种确定可在光幕本身内做出，或其可通过分析来自光幕的输出信号来做出，例如该确定可由电梯控制器做出。这种计时信息可用于避免由于小碎片(未大到足以视为对人员的遮挡物)或由于小物品或仅在短时间内通过射束的坠落或漂浮对象的误报。

11、光幕可包括发射器部分和接收器部分。发射器部分可产生单个宽光束，或其可产生多个光束。多个光束可沿不同的方向引导，但是在许多常见的实施例中，多个光束是平行的。光束朝向接收器部分行进，并且由接收器部分检测到。如果不透明对象置于发射器部分与接收器部分之间，则光的至少一部分的路径受阻挡，并且接收器部分处的信号将更低。发射器部分和接收器部分可为相同的部分，其中光从反射器反射并且返回朝向发射器/接收器部分。备选地，发射器部分和接收器部分可为分开的部分，其中光被传输成使得其可选地经由一个或多个中间反射器从发射器部分行进到接收器部分。光幕可产生安全信号，该信号取决于接收器部分处接收到的光。接收到的光的强度和/或分布可表明对象在光幕的路径中，并且可相应地生成安全信号。

12、光幕可发射已知量的光，并且可能能够确定已经受遮挡(例如，未到达光幕的接收器部分)的光的量或比例，并且由此确定对象的大小。光幕可发射多个光束并且可能能够确定已经受遮挡(例如，没有到达光幕的接收器部分)的光束的数目或比例，并且从而确定对象的大小。接收器部分可包括接收器的阵列。在这种情况下，光幕可能能够确定哪些光束已受阻断，并且因此可能能够确定对象形状的尺寸或方面。

13、电梯系统可为本领域中已知的任何电梯系统。电梯系统可为绳索系统，其中使用例如绳索、链或带提升电梯轿厢，或电梯系统可通过液压装置上升。电梯轿厢也可为无绳的，例如，爬梁器系统或线性电机驱动系统。电梯系统可包括任意数目的电梯轿厢和任意数目的电梯井。电梯系统可配置成运载任何重量和/或大小的货物，并且可包括例如乘客、服务或货运电梯系统或其组合。

14、避难空间大体上是供人员在紧急情况期间使用的小安全区域。大体上，其大到足以使单人站立、蹲伏或躺下。其尺寸可取决于当地的建筑规范以及电梯系统的大小和使用年限。

15、任意数目的光束可在每个光幕中使用。同样，任意数目的接收器可在每个光幕中使用。例如，单个宽射束可由发射器部分发送，并且其可在接收器部分中的单个公共接收器处接收。公共接收器处接收到的光量将随任何遮挡物的大小而变化。在其它实例中，多个光束可由发射器部分发送，并且可由接收器部分中的单个公共接收器接收。受遮挡的每个光束将使由公共接收器接收到的光减少给定量。如果每个光束具有相同的强度，则在公共接收器处接收到的光将与不受遮挡的射束数目成正比。这样就可获得大小的度量。在其它实例中，单个射束或多个射束可由发射器部分发送，并且可由接收器部分中的多个接收器接收，例如接收器的阵列。射束与接收器之间可能存在1:1的对应关系，但其它比率(x:1或1:x、x:y)也是可行的。光束可沿发射器部分和接收器部分的长度与彼此分开任何距离。接收器部分中的接收器之间的距离可改变，以获得在可由光幕检测到的对象大小方面的期望分辨率。接收器之间的距离越小，光幕的分辨率就越高。

16、光幕可位于地板水平处，例如刚好在避难区域的底部上方。例如，其可布置成使得幕将由停留在避难区域的地板上的任何对象阻断。然而，在一些实例中，至少一个光幕位于避难空间的底部上方至少20cm处，可选地位于避难空间的底部上方至少30cm处，可选地位于避难空间的底部上方至少40cm处。将幕与地板间隔开允许较小尺寸的对象停留在避难空间的地板上，而不会阻断光幕。这对于在受安全关注的维护工人和不受安全关注的小碎片或工具箱或单独的工具之间进行区分可能是有用的。这可能有助于减少错误警报。光幕所处的高度可基于特定情况来选择，例如基于通常可允许保留在避难空间中而不受安全关注的对象的大小。

17、在一些实例中，至少一个光幕位于从避难空间的底部向上延伸的其它对象的高度上方。这些其它对象可为形成电梯系统的正常设备的一部分的固定对象，例如电梯轿厢的顶部上的控制箱、电子构件(保险丝盒、风扇等)，或底坑中的缓冲器或控制设备。将光幕定位于这种对象上方的一定高度处允许光幕跨过电梯井的宽度具有较大的覆盖范围，而不会由其它设备阻断。在这种实例中，光幕的光可在这种设备的顶部上方发送。应当认识到，高度还可选择成确保维护人员在存在时将遮挡光幕。这可意味着无法避开一些设备。在此情况下，光幕的放置可选择成避开这种设备，同时将光幕保持在适当的高度处。

18、在一些实例中，光幕检测到的对象是人员。因此，在这种实例中，光幕可置于对应于直立的人员的高度(例如，在对应于中躯干到小腿的范围内的高度处)。在一些实例中，光幕置于离地板不小于30cm，可选地不小于50cm。还期望确保处于蹲伏姿势的人员将仍然遮挡光幕，并且因此在一些实例中，光幕位于避难空间的底部上方不超过100cm，可选地不超过70cm的高度处。

19、光幕可制成具有不同宽度，例如不同数目的平行射束/接收器。较宽的光幕可覆盖较宽的区域，并且可能更适合于一般检测，而较窄的光幕可能覆盖更特定的区域来用于特定检测。光幕可具有至少20cm，可选地至少40cm，可选地至少60cm的幕宽度。在一些实例中，光幕可具有设计成确保在避难空间中站立或蹲伏工作的人员可能会遮挡光幕的至少一些部分的宽度。

20、应当认识到，光幕与避难空间的底部的角度可在一定程度上改变，例如使得其将由在不同的水平位置的不同高度的对象遮挡。这在避难空间的一个区域(在该处预期维护工人直立)(例如入口)和避难空间的另一个区域(在该处他们可能蹲伏)(例如控制区域)的情况下可能是有用的。该角度可为为了方便避开某些遮挡物而同时保持幕与地板的最大距离而选择的小角度。然而，在一些实例中，光幕可布置成基本水平地投射其幕。这在维护工人可能在检测区域内的任何点处蹲伏或躺下的情况下可能是有利的，因为幕的最大高度将跨过整个检测区域保持基本相同。

21、光幕可布置成使用任何合适波长的光。尽管使用可见光可能有一些优势，例如作为对维护工人的视觉安全提醒，但在大多数实例中，光幕布置成使用电磁谱的不可见部分中的光(可选红外光)可能是优选的。使用不可见光可避免维护工人在他们工作时的任何分心或目眩。

22、多个光幕可用于单个避难空间。在一些实例中，多个光幕可用于提供对不规则区域的检测。例如，如果避难空间的每个角落都有遮挡物，则避难空间的其余地板是十字形的。这不是由单个光幕可覆盖的。因此，在一些这种实例中，可使用两个垂直的光幕以便有效地覆盖避难空间的其余区域。在一些这种实例中，光幕的光束可与彼此重叠。

23、更一般地，至少一个光幕可包括第一光幕和第二光幕。应当认识到，也可使用另外的光幕(例如第三、第四等)。第一光幕和第二光幕可布置成指向相同的方向(例如平行于彼此和/或不重叠)，或它们可布置成指向不同的方向(并且可重叠或不重叠)。第一光幕和第二光幕可设置在相同高度处或不同高度处。使第一光幕和第二光幕处于相同高度以便它们具有相同的对象检测能力可能是有利的，但这不是必需的。在第一光幕和第二光幕重叠的情况下，它们可处于相同的高度处，但它们也可处于不同的高度处，这取决于可用的安装空间。不同高度的光幕还可有利地覆盖较大的高度范围，例如以基于一个或两个光幕是否已受遮挡来提供关于已检测到的对象的大小(高度)的一些信息。这可用于在对象的类型之间区分，或在维护工人躺下、蹲伏或站立之间区分。

24、如上所述，第一光幕和第二光幕可布置成在避难空间的底部的至少一部分上方重叠。

25、第一光幕和第二光幕可布置在基本相同的平面中或基本平行的平面中(例如在不同的高度处)。在一些实例中，所有这种平面基本上是水平的。

26、在第一光幕和第二光幕布置成指向不同方向的情况下，可能存在它们之间形成的角度。该角度可为至少30度、至少45度或至少60度。该角度可为大约90度，使得第一光幕和第二光幕基本上垂直。沿不同方向布置第一光幕和第二光幕可允许对避难空间的重要区域进行更大的覆盖，并且可通过从不同方向检测不同数量的遮挡物来更好地确定给定遮挡物的形状。这可有助于在不同类型的对象之间区分，例如将工具箱与维护工人区分开。应当认识到，当光幕为了更高分辨率而具有多个接收器时，这种布置将更有能力确定形状。在一些实例中，光幕可具有至少10个接收器，可选地至少25个接收器，可选地至少50个接收器，可选地至少75个接收器，可选地至少100个接收器。

27、光幕对避难空间中对象的响应可为二进制或双态的，这意味着输出为关或低，表明不存在对象，或输出为开或高，表明避难空间中存在对象。备选地，传感器对避难空间中对象的响应可为线性的，这意味着输出与对象在遮挡光幕的维度(平行于光幕的宽度的维度)上的大小成正比。输出可为任何合适的形式，例如电压输出或电流输出等。

28、在一些实例中，电梯系统可布置成仅当在预定时间段内始终检测到至少一个对象时才发送安全信号。在一些这种实例中，预定时间段可能足以使得在产生安全信号之前来自接收器的信号变为始终代表遮挡物。此检验确保对象始终阻挡发射器部分与接收器部分之间的信号。因此，其可防止在仅在很短的时间内检测到对象时(例如，如果对象掉落经过接收器)产生安全信号。这可减少由系统发出的错误警报的数目。在一些这种实例中，预定时间段不超过3秒，可选地不超过2秒，可选地不超过1秒。

29、安全信号可为适合于传达信息的任何信号。例如，安全信号可简单地表明避难空间中对象的存在或不存在。在一些实例中，安全信号可包括更多信息，例如电梯系统的位置和/或光幕的位置。安全信号可以任何常规方式例如通过有线连接或无线连接发送。安全信号可为模拟的，或其可为可在数据包中编码的数字信号。例如，安全信号可通过无线互联网连接、短距离无线协议(诸如蓝牙)或作为模拟电信号发送。

30、应当认识到，该系统可配置成检测阻挡光的任何对象。在许多实例中，对象将是一个或多个人员，例如进入井道以进行检查和/或维修的维护工人。在一些可能重叠的实例中，对象是无生命的，例如工具箱或碎片。

31、在一些实例中，至少一个避难空间包括电梯轿厢的顶部上的避难空间。电梯轿厢的顶部上的避难空间大体上是电梯轿厢的顶部上的顶板与电梯井的顶部(天花板)之间的小区域。如果电梯轿厢行进到建筑物的最高楼层，则避难空间保持使维护工人安全。

32、使用的光幕的数目取决于多种因素，例如包括以下中的一项或多项：楼层面积(即电梯轿厢/电梯井的大小)；避难空间的形状；或所要求的冗余水平。如果有多个光幕，它们可单独工作，例如检测避难空间中不同位置中的对象(例如在不同地方检测一个人或检测多个人)，或它们可一起工作以向系统提供一定冗余水平，例如以确认两个光幕都在检测对象，或即使一个光幕发生故障也能继续提供读数。

33、在一些实例中，至少一个避难空间包括电梯底坑中的避难空间。在这种实例中，当避难空间处于电梯井的其最低点处时，避难空间大体上是电梯井的底部与电梯轿厢的底部之间的小区域。当在电梯底坑中工作时和在电梯轿厢行进到建筑物的最低楼层时，避难空间保持使维护工人安全。

34、在一些实例中，避难空间包括一个或多个平坦区域，并且至少一个光幕定位在平坦区域中的至少一个中。如果维护工人在避难空间中工作，则他们可能更有可能站在平坦区域中的至少一个上，因为这比倾斜或阶梯区段更稳定。因此，如果光幕占据避难空间中的平坦区域中的至少一个，由于该区域中的人流量增加，则光幕可更有效地检测人员何时在避难空间中。在一些实例中，平坦区域可包括避难空间的入口处的区域和/或控制面板的前部中的区域，因为这些是最可能被使用的区域。

35、在一些实例中，电梯系统包括具有横梁(或称为顶梁，即crosshead)的电梯轿厢，并且其中至少一个光幕包括定位在横梁上的光幕。横梁是围绕电梯轿厢的框架的一部分，其因此在电梯轿厢的顶板上方形成凸起区段。横梁由于其增加的高度而可在维护工作期间用作平台。因此，横梁上的光幕对于检测人员(即使他们没有站在电梯轿厢本身的顶板上)何时在避难空间中可能特别有用。

36、在一些实例中，电梯系统进一步包括电梯控制器，其配置成从光幕接收安全信号，其中从光幕接收到安全信号时，电梯控制器配置成实施安全响应。在这种实例中，电梯控制器可包括处理器和存储器。电梯控制器可配置成操作一个或多个电梯轿厢。

37、在一些实例中，安全响应包括紧急停止。紧急停止可能包括断开电机和制动器的电源，这导致应用制动器。电梯轿厢因此非常迅速地停止，从而降低了电梯系统的避难空间中的人员的风险。

38、在一些实例中，安全响应包括以降低的速度移动电梯轿厢。以较低的速度行进确保维护工人在电梯轿厢开始移动时有更多时间做出反应，例如将电梯系统置于检查模式或按下紧急停止按钮。另外，其通过减少突然停止的幅度来确保当前在电梯轿厢内部的任何乘客的安全性和舒适性水平更高。

39、在一些实例中，安全响应包括以检查前操作模式操作电梯系统。检查前操作模式可使电梯系统停用，以便使其处于安全状态中。例如，其可阻止电梯轿厢移动和/或可阻止其服务于乘客呼叫。检查开关可由维护工人操作，并且位于避难空间中。在激活检查开关之后，电梯轿厢可通过避难空间中的控制器以检查模式操作，这将在下面进一步论述。

40、在一些实例中，安全响应包括以检查模式操作电梯系统。当激活检查模式时，只有维护工人可操作电梯轿厢。在检查模式期间操作电梯轿厢的控制器位于避难空间中。在检查模式期间，电梯系统无法响应大厅呼叫或对服务的请求。

41、在一些实例中，安全响应包括照亮至少一个避难空间。在这种实例中，灯可配置成增加能见度以便帮助避难空间中的维护工作。在一些潜在重叠的实例中，灯配置为用于警示避难空间中的人员他们处于不安全情形的警告灯。在一些实例中，照亮避难空间可包括用足以进行维护工作的强光照亮避难空间。例如，照度可为至少100勒克斯、至少200勒克斯或至少500勒克斯。在一些情况下，出于安全原因，可能已经存在低水平的紧急或永久照明，但安全响应可能包括增加照度水平，例如增加到上文提到的水平。

42、在一些实例中，安全响应包括向通信中心或建筑物管理者发送信号。在一些实例中，该信号包括关于触发该信号的事件或紧急情况的信息。例如，信号可包括以下中的一项或多项：电梯轿厢的位置(例如，建筑物内部的地址或位置，可选地包括以下任何一项：楼层标识、电梯轿厢标识、井道标识等)；检测到的对象的数目、检测到的(多个)对象的大小和/或对象在避难空间中的位置；或电梯轿厢的状态(例如，是否在移动、门开/关状态、检查模式状态等)。在一些实例中，安全响应可包括与避难空间中的人员联系，例如通过对讲系统。然后，适合的人员可确保在必要时采取进一步的行动，例如确保电梯系统置于适当的安全状态中，并且在检测到未经授权或意外进入电梯井的情况下，该人员或其它对象从避难空间安全地移走。

43、在一些实例中，电梯系统进一步包括安全链，其配置成从光幕接收安全信号。在一些实例中，在从光幕接收到安全信号时，安全链中断。中断安全链意味着安全链的整体状态发生变化，表明发生了重大故障或事故。安全链可包括常闭(导通)的一系列开关，使得任何开关的断开都将安全链变为非导通状态。应当认识到，安全链的其它布置也是可能的。例如，中断安全链可能导致安全链变为导通的而不是非导通的。在一些实例中，当安全链中断时，会启动紧急停止；然而，响应可为前面论述那些中的任何一种。在一些实例中，安全信号的电压与安全链系统的电压相匹配(例如，在一些实例中为48v或110v)。这可通过适当调适和修改光幕的输出来实现。这可通过修改购买的(例如现货供应的并且因此容易获得的、廉价的)光幕或设计特定的光幕来以此方式操作来实现。在一些实例中，安全链包括pessral系统(电梯安全相关应用中的可编程电子系统)。

44、在一些实例中，电梯控制器配置成在不再接收到安全信号时，以检查后模式操作电梯系统。这可为例如当维护工人离开避难空间时或当另一个对象从避难空间移走时。在这种实例中，当电梯系统处于检查后模式中时，其可配置成使得电梯轿厢不可移动或搭载任何其它乘客，直到停用检查后模式。在这种实例中，检查后模式类似于上面论述的检查前模式，并且在检查模式开关已设置为禁用检查模式之后确保安全(例如作为对其它安全系统的后备)，直到避难空间完全清空(例如，直到维护工人离开避难空间)。因此，针对维护工人离开避难空间的过程与针对进入避难空间的过程相反。

45、根据本公开的第二方面，提供了一种检测电梯系统中的对象的方法，包括：

46、由至少一个光幕检测电梯系统的至少一个避难空间中的至少一个对象；

47、从至少一个光幕产生表明至少一个避难空间中至少一个对象的存在的至少一个安全信号。

48、应当认识到，以上关于本公开的第一方面阐述的特征和优点中的所有可同样地应用于本公开的第二方面，即它们同样地应用于检测电梯系统中的对象的方法。