可在轿厢内手动启动的电梯失控应急制动保护装置

本发明涉及一种电梯失控的应急保护，尤其是涉及电梯上行失控冲顶和下行失控坠梯的应急制动保护装置。

背景技术：

1、电梯是一种集成现代机电技术的垂直运输通行工具，装有箱状吊舱，目前，已是高层乃至超高层住宅、商场、写字楼、宾馆等的重要垂直通行工具，在为人们提供便利的同时，如果电梯使用或管理不当，将导致电梯出现不同程度的安全故障问题，不但对乘梯人员生命安全造成威胁，同时将导致巨大的经济损失。在诸多的安全问题中，电梯失控导致的高速冲顶和坠梯问题非常值得关注。在电梯应用和发展的过程中也研究开发出了很多安全技术措施，如作用于钢丝绳系统的钢丝绳夹绳器，作用于电梯轿厢的双向安全钳，作用于曳引轮的曳引轮制动器，作用于对重的对重安全钳等几大类。以下为已经公开的部分技术方案。

2、专利cn202321084548公开了一种电梯曳引绳夹绳器，包括夹绳器与两个夹绳板，两个夹绳板相互平行安装在夹绳器上，两个夹绳板之间的距离可调，夹绳板的上下两端均安装有单向锁紧制动结构，单向锁紧制动结构用于锁紧滑动的钢丝绳。专利cn202221691687公开了一种电梯用夹绳器，包括：钳体，夹紧器，在钳体的柱面表面开设有沟槽，虎口通道各段横截面呈多边几何形、圆弧形，虎口通道纵截面呈直线形、曲线型，使钢丝绳摩擦力方向与钢丝绳垂直方向具有角度，使钢丝绳在不改变截面积的前提下增加摩擦力，达到增加了刹车能力的技术效果。专利cn202320427053公开了一种双向安全钳，通过设置上下分离并带弹性复位和避让的设计，使滚轮加楔块式双向安全钳实现制动功能并降低了整体空间。摩擦件包括沿钳体的纵向间隔分布的上行制动摩擦块和下行制动摩擦块，上行制动摩擦块和下行制动摩擦块远离导轨通道的一侧分别通过弹性承压件抵接于钳体；其中，上行制动摩擦块与下行制动摩擦块之间设有沿钳体的纵向延伸的弹性元件。专利cn202222710842公开了一种自适应摩擦的安全制动装置，包括钳体，钳体具有纵向贯通的导轨通道，导轨通道用于电梯导轨贯穿；钳体具有分别位于导轨通道两侧的安装凹部，用于分别安装摩擦件和提拉件，设有摩擦件的安装凹部设有悬臂弹性件，悬臂弹性件的一端固定于钳体，另一端悬空；所述悬臂弹性件、摩擦件依次沿钳体的纵向分布；当提拉件向上或向下运动时，使摩擦件与电梯导轨接触摩擦，摩擦件沿钳体活动至顶靠悬臂弹性件，通过悬臂弹性件对摩擦件施加朝向电梯导轨的正压力。通过制动力大小反馈弹性力，达到自动适应摩擦和磨损变化。专利cn202321203855公开了一种可以实现快速卡死的曳引轮结构，包括曳引机，曳引机上设有曳引轮主体，曳引轮主体上开设有多个制动孔，曳引机上固定安装有两个侧板，侧板内开设有滑槽，滑槽的一侧内壁固定安装有弹簧的一端，弹簧的另一端固定安装有圆板，圆板的一侧固定安装有制动柱，制动柱活动贯穿侧板外并与制动孔相适配，圆板的一侧固定安装有限位板，曳引机的一侧固定安装有固定板，固定板的顶侧开设有安装槽，安装槽内通过驱动组件活动安装有安装块，安装块的顶侧固定安装有长板，长板的一侧固定安装有两个连接板，连接板的一侧固定安装有卡块，卡块和限位板相贴合。通过电机使曳引轮主体快速实现卡死，进而停止曳引轮主体继续转动，从而减少因曳引轮主体转动导致钢丝绳带动电梯快速下落的情况发生。专利cn202320521308公开了一种电梯曳引轮，包括底板，底板的上方设置有转轴和轮体，轮体通过转轴与曳引机连接；轮体的外侧设有安装架，轮体的上方设有制动块，制动块的底端内部固定连接有多个弧形板，弧形板远离制动块的一侧固定连接有防滑齿；制动块的顶部两侧均设置有连接块，连接块顶部固定连接有钢丝绳，钢丝绳的上端设置有升降机构，安装架顶部设置有为升降机构提供动力的驱动组件。当电梯在发生意外下落时，制动块在升降机构、驱动组件的作用下快速下降并作用在轮体上，制动块的防滑齿可以将轮体上的牵引绳卡住，使得曳引轮能够实现紧急制动。专利cn202220260283公开了一种对重安全钳联动装置，包括前后两个下梁板，下梁板的两端均设有向上延伸的直梁，直梁位于两个下梁板之间，直梁的下方设有u形的固定板，固定板的两侧分别与两个下梁板固定，固定板与直梁之间设有提拉板，提拉板通过转轴连接下梁板；两个提拉板之间设有连杆，其中一个提拉板上设有拉紧机构，另一个提拉板的一侧设有与对应转轴连接的绳头拉手板。专利cn201620584701公开了一种家用电梯对重安全钳制动结构，包括对重框架和对重块，对重框架的两侧固定有安全钳，对重框架的下梁内设有安全钳联动机构，安全钳联动机构包括两个转动固定在所述下梁上的转轴，转轴伸出下梁的一端固定有曲柄，两个曲柄中的一个与限速器钢丝绳相连；转轴上套设有复位扭簧，转轴上还固定有驱动板，驱动板与安全钳的制动板固定相连，两个驱动板通过驱动连杆相连。

3、不难发现，现有电梯制动系统作用于电梯系统内部的钢丝绳、曳引轮、导轨、对重等构件，随着长期运行中出现的磨损、电子元件老化、管理保养不当等诸多因素都对其制动系统在长期运行中的可靠性产生越来越不利的影响。而且现有技术依靠机电系统自动判断、自动启动应急制动装置，方便的同时也出现了新的致命缺陷问题，一旦因某种原因电梯出现故障失控发生高速冲顶或坠梯时在轿厢内的乘梯人员是无法采取主动措施来进行自救的，只能被动地接受事故结果。

技术实现思路

1、为了克服现有的电梯制动装置在轿厢发生高速冲顶或坠梯时不能由乘梯人员在轿厢内主动触发自救和电梯制动装置失效时无法制动的问题,本发明提供一种可在轿厢内手动启动的电梯失控应急制动保护装置，能够在电梯出现故障失控发生高速冲顶或坠梯危险时由轿厢内乘梯人员自主对电梯进行紧急强制制动自救，可靠性高，平时无磨损无电路老化问题，不受外界电、磁等影响，不会因电梯系统自身的故障而影响其制动可靠性。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明主要由双向锚钩(4)、滑动小车(5)、导轨支架(6)、主缆绳(7)、主缆绳涨紧缓冲装置(8)、复式摩擦减速装置(9)、调平装置(10)、水平导向滑轮(11)(13)(15)、垂直导向滑轮(12)、副缆绳涨紧装置(14)、副缆绳(16)、副缆绳连接件(17)、启动手环(203)、启动手环固定夹(204)、启动手环支架(207)及支架滑轮(206)、楔形锁止装置(202)、副缆绳防缩退杆(208)、电梯底部安装支架、阻拦梯(3)、电梯井壁固定支架(101)组成。双向锚钩(4)与主缆绳(7)一端连接并安装在滑动小车(5)上，滑动小车(5)安装在导轨支架(6)上，主缆绳(7)经滑动小车(5)后穿过主缆绳涨紧缓冲装置(8)，再经过调平装置(10)，最后连接在复式摩擦减速装置(9)上。启动手环(203)设置在电梯轿厢(2)电梯出入口(0)一侧的电梯功能按键区(201)附近轿厢手环窗口(205)内，启动手环(203)与副缆绳(16)一端相连接后安装在启动手环固定夹(204)和支架(207)上，副缆绳防缩退杆(208)安装在启动手环(203)下方约启动手环(203)一半高度的副缆绳(16)上，副缆绳防缩退杆(208)同一位置设有楔形锁止装置(202)，楔形锁止装置(202)安装在轿厢(2)壁上，副缆绳防缩退杆(208)经过楔形锁止装置(202)并受其作用，副缆绳(16)连接启动手环(203)后经过楔形锁止装置(202)，经垂直导向滑轮(12)改变方向后经过轿厢底部的水平导向滑轮(13)，然后穿过副缆绳涨紧装置(14)后，利用副缆绳连接件(17)连接两根分别连接滑动小车(5)的副缆绳(16)，两根副缆绳(16)分别先后经过水平导向滑轮(15)和水平导向滑轮(11)两次改变方向最后连接在轿厢(2)底部两侧的滑动小车(5)上。阻拦梯(3)用电梯井壁固定支架(101)安装在电梯井壁(1)上。双向锚钩(4)、滑动小车(5)、导轨支架(6)、主缆绳涨紧缓冲装置(8)、复式摩擦减速装置(9)、调平装置(10)、水平导向滑轮(11)(13)(15)、垂直导向滑轮(12)、副缆绳涨紧装置(14)直接或间接的安装在电梯底部安装支架上，电梯底部安装支架固定安装在电梯轿厢(2)底部承载结构件上。在电梯出现故障失控发生高速冲顶或坠梯危险时，轿厢(2)内乘梯人员立即拉出启动手环(203)，通过副缆绳(16)带动滑动小车(5)向电梯井壁(1)上的阻拦梯(3)移动，滑动小车(5)上的双向锚钩(4)钩挂在阻拦梯(3)上，同时拉动主缆绳(7)，主缆绳(7)联动复式摩擦减速装置(9)对电梯轿厢(2)进行减速制动从而实现乘梯人员在电梯轿厢(2)内的手动应急自救。

3、本发明各组成部分的主要结构为：双向锚钩(4)主要由锚钩主体(401)、挡杆(304)、扭力弹簧(307)组成，锚钩主体(401)为‘日’型，上下端在中部开口，开口靠近主缆绳(7)一侧安装有可转动挡杆(304)，挡杆(304)转轴处安装有扭力弹簧(307)。双向锚钩(4)与主缆绳(7)一端相连接，连接段主缆绳(7)用溃变管(402)夹紧固定，溃变管(402)截面为方形，沿长度方向截面大小交错呈波浪形分布。

4、滑动小车(5)主要由箱体(501)、变角导向轮(502)、可动滑轮(503)、固定滑轮(504)、压缩弹簧(505)、缓冲导杆(506)、滑轮轴(507)、楔形锁止装置(202)、连接拉环(511)组成，箱体(501)一端为一对上下竖直布置的可动滑轮(503)，可动滑轮(503)安装在水平布置的滑轮轴(507)上，箱体(501)一端开设有两组上下竖直布置的导向槽(508)和对应的圆孔(512)，滑轮轴(507)两端安装在箱体(501)导向槽(508)内，该滑轮轴(507)上竖直设有两个缓冲导杆(506)，压缩弹簧(505)安装在缓冲导杆(506)上，缓冲导杆(506)穿过箱体(501)上下方的圆孔(512)可上下移动。箱体(501)另一端为一对上下竖直布置的固定滑轮(504)，两个固定滑轮(504)通过水平布置的滑轮轴(507)安装在箱体上，固定滑轮(504)远离可动滑轮(503)的一侧为一变角导向滑轮(502)，通过垂直布置的滑轮轴(507)安装在箱体(501)上。箱体(501)上部两侧开设有两组水平布置的圆形上滑动导向孔(510)，下部两侧有一组水平布置的下滑动导向孔(509)，下滑动导向孔(509)为圆形，上端有一矩形缺口。下滑动导向孔(509)上方矩形缺口处设有楔形锁止装置(202)。箱体(501)两侧各有一个连接拉环(511)。为避免缓冲导杆(506)发生横向晃动，在滑轮轴(507)两端设有限位挡片。

5、楔形锁止装置(202)主要由楔形滑块(2021)、横向定位轴(2022)、复位弹簧(2023)、复位杆(2024)、盒体(2025)组成，楔形滑块(2021)下端一侧为平面另一侧为弧形，整体呈单楔形，楔形滑块(2021)上端与竖直方向的复位杆(2024)下端连接，复位杆(2024)下部与水平向的横向定位轴(2022)连接，复位杆(2024)上部设有复位弹簧(2023)，复位杆(2024)上端穿过盒体(2025)上部圆孔(512)，盒体(2025)两侧设有两个上下方向的导槽(508)，横向定位轴(2022)两端置于盒体导槽(508)内。为避免复位杆(2024)发生横向晃动，在横向定位轴(2022)两端设有限位挡片。

6、双向锚钩(4)、主缆绳(7)、滑动小车(5)的安装结构为双向锚钩(4)与主缆绳(7)一端相连接，连接段主缆绳(7)用溃变管(402)夹紧固定，双向锚钩(4)置于滑动小车(5)可动滑轮(503)一侧箱体(501)外，溃变管(402)水平穿过箱体(501)安装在可动滑轮(503)与固定滑轮(504)支间并被夹紧固定，主缆绳(7)经变角导向轮(502)连接到主缆绳涨紧缓冲装置(8)。

7、导轨支架(6)主要由三根互相平行的横梁和六根短杆组成，三根横梁用六根短杆连接成为水平放置的三棱柱体形状，上部水平平行的两根为上导轨(601)，下部一根为下导轨(602)，下导轨(602)两端各设有一个限位块(603)，下导轨(602)中间设有楔形止退块(604)，楔形止退块(604)的最大截面尺寸与滑动小车(5)下滑动导向孔(509)上方矩形缺口尺寸相匹配，上导轨(601)和下导轨(602)的截面尺寸和滑动小车(5)的上下滑动导向孔尺寸相匹配。

8、滑动小车(5)与导轨支架(6)的安装结构为滑动小车(5)上滑动导向孔(510)安装在导轨支架(6)的两根上导轨(601)上，下滑动导向孔(509)安装在导轨支架(6)的下导轨(602)上，滑动小车(5)与导轨支架(6)一端用限位弹簧(56)连接，使滑动小车(5)紧靠在下导轨(602)一端限位块(603)上，滑动小车(5)另一端用连接拉环(511)连接副缆绳(16)。

9、主缆绳涨紧缓冲装置(8)主要由主缆绳缓冲装置箱体(801)、缓冲滑轮(802)、缓冲滑轮支架(803)、缓冲拉伸弹簧(804)、滑轮轴(507)组成，共有三个缓冲滑轮(802)，缓冲滑轮(802)安装在滑轮轴(507)上，主缆绳缓冲装置箱体(801)上开设有三组竖直方向的箱体导向槽(508)和对应的圆孔(512)，三个滑轮轴(507)分别安装在三组导向槽(508)内，缓冲滑轮支架(803)一端为‘u’型叉式结构，与滑轮轴(507)相连接，缓冲滑轮(802)正好置于‘u’型叉式结构中间部位，缓冲滑轮支架(803)另一端为直杆，直杆穿过箱体圆孔(512)与缓冲拉伸弹簧(804)一端相连接，缓冲拉伸弹簧(804)另一端与箱体(801)相连接。为避免缓冲滑轮支架(803)发生横向晃动，在滑轮轴(507)两端设有限位挡片。

10、副缆绳涨紧装置(14)结构与主缆绳涨紧缓冲装置(8)基本相同，区别是只有中间滑轮是可动滑轮(802)，两侧滑轮为固定滑轮。

11、复式摩擦减速装置(9)主要由两个减速器(900)叠加组成，两个减速器(900)共用一个主轴(909)，分别用主缆绳(7)与电梯轿厢(2)两侧滑动小车(5)上的双向锚钩(4)相连接，两个减速器(900)可单独作用，也可共同作用，互相独立互不影响。两个减速器(900)用十字固定支架(906)固定安装在电梯底部安装支架上。

12、减速器(900)主要由减速轮(901)、摩擦块(902)、摩擦块导向压杆(903)、加压弹簧(904)、绕绳轮(905)、十字固定支架(906)、减速轮箱体(907)、长销钉(908)、主轴(909)组成，减速轮(901)为平面三叶变径轮，主要有三个摩擦面，每个摩擦面从起点到终点对减速轮(901)中心的半径随着转动角度的增大逐渐增大，为弧形摩擦面。摩擦块(902)由摩擦块基座(9021)和摩擦片(9022)组成，摩擦块基座(9021)上部对称布置有两个销钉孔，摩擦片(9022)上的摩擦面为弧形，摩擦片(9022)安装在摩擦块基座(9021)下部，摩擦块导向压杆(903)一端连接摩擦块(902)的部位为半圆形，中间有销钉孔，另一端为直杆，摩擦块导向压杆(903)一端与摩擦块基座(9021)用长销钉(908)连接，连接后摩擦块导向压杆(903)下部半圆形底面与摩擦块基座(9021)顶部平面留有一定间隙，能使摩擦块(902)可绕长销钉(908)作轻微转动，摩擦块导向压杆(903)另一端穿过减速轮箱体(907)上的圆孔(512)与加压弹簧(904)相连接，加压弹簧(904)另一端与减速轮箱体(907)相连接。减速轮箱体(907)为圆形，减速轮箱体(907)开设有三组沿径向分布的箱体导向槽(508)和对应的圆孔(512)，三组摩擦块(902)的长销钉(908)两端分别置于箱体导向槽(508)内，摩擦块导向压杆(903)的杆端置于圆孔(512)内。减速轮(901)与绕绳轮(905)固定在一起绕主轴(909)同步转动。绕绳轮(905)置于减速轮箱体(907)外部，主缆绳(7)一端固定在绕绳轮(905)上并缠绕于绕绳轮(905)。绕绳轮(905)、减速轮箱体(907)、主轴(909)用十字固定支架(906)固定安装在电梯底部安装支架上。

13、调平装置(10)主要由两个滑轮共面组合而成，主缆绳(7)从一只滑轮的下端进入，从另一只滑轮的上部穿出，实现主缆绳(7)在立面内高度的改变，通过调整两个滑轮的高差，可以调整主缆绳(7)的高度变化。

14、阻拦梯(3)主要由阻拦架(303)、挡杆(304)、基板(306)、扭力弹簧(307)组成，阻拦架(303)呈‘m’型，对着双向锚钩(4)一侧中间为开口，开口靠近基板(306)一侧安装有可转动挡杆(304)和扭力弹簧(307)，阻拦架(303)固定在基板(306)上，基板(306)通过固定连杆(308)固定在电梯井壁固定支架(101)上，在基板(306)和固定连杆(308)端部之间设有缓冲压缩弹簧(305)。阻拦梯(3)的布置方式为，在电梯出入口(0)两侧对应电梯井内楼板位置(103)采用左右对称、上下连续布置，在电梯出入口(0)两侧对应电梯井内上下相邻楼板中间位置(102)采用左右交错、上下间隔布置。电梯井壁固定支架主要由纵向结构杆(301)和横向结构杆(302)组成，呈‘井’字形。

15、电梯底部安装支架主要由主纵梁(01)、主横梁(02)、次横梁(03)、次纵梁(04)组成，主纵梁(01)和主横梁(02)呈十字交叉连接，为主要承载和传力结构，与电梯底部承载构件相连接，次横梁(03)和次纵梁(04)布置在主纵梁(01)和主横梁(02)上。

16、水平导向滑轮(11)、(13)、(15)在同一平面内改变副缆绳(16)的方向。垂直导向滑轮(12)在同一立面内改变副缆绳(16)的方向。

17、当电梯轿厢在上行过程中发生失控冲顶情况下本发明制动作用过程为，当电梯失控高速向上运行时，乘梯人员立即用力拉出电梯轿厢(2)内的启动手环(203)，同步地副缆绳(16)拉动滑动小车(5)向电梯井壁(1)上的阻拦梯(3)移动，第一种情况，当双向锚钩(4)到达阻拦梯(3)下方位置、电梯轿厢(2)底部即将通过电梯井内楼板位置(103)时，电梯轿厢(2)底部两侧的双向锚钩(4)会同时钩挂在电梯井内楼板位置(103)的两侧阻拦梯(3)上，主缆绳(7)拉动复式摩擦减速装置(9)的两个减速器(900)同时开始减速制动作用；第二种情况，当双向锚钩(4)到达阻拦梯(3)下方位置、电梯轿厢(2)底部即将通过电梯井内上下相邻楼板中间位置(102)时，电梯轿厢(2)底部两侧的双向锚钩(4)会先、后钩挂在电梯井内上下相邻楼板中间位置(102)和电梯井内楼板位置(103)的两侧阻拦梯(3)上，主缆绳(7)拉动复式摩擦减速装置(9)的两个减速器(900)按先后顺序开始减速制动作用；第三种情况，当副缆绳(16)拉动滑动小车(5)向电梯井壁(1)上的阻拦梯(3)移动，双向锚钩(4)和电梯轿厢(2)同时到达阻拦梯(3)位置时，双向锚钩(4)通过阻拦梯(3)一侧的开口钩挂在阻拦梯(3)上并开始减速制动作用。第一种情况和第二种情况为通过双向锚钩(4)上向开口钩挂在电梯井壁(1)的阻拦梯(3)上。

18、电梯轿厢在下行过程中发生失控坠梯情况的制动作用过程与上行冲顶制动作用过程基本相似。

19、本发明解决问题的方法原理是，绕开电梯系统原有构件和控制程序，将电梯轿厢(2)直接和建筑关键结构进行联系实施制动，当电梯自身的制动系统全部失效轿厢(2)内乘梯人员的生命安全受到威胁时，乘梯人员立即拉动轿厢(2)内的启动手环(203)，使安装在轿厢(2)上的双向锚钩(4)快速钩挂在安装于电梯井壁(1)的阻拦梯(3)上，经过缓冲减速后电梯实现安全制动，从而避免坠梯和冲顶事故。建筑关键结构为电梯井壁(1)。

20、本发明的有益效果是，将电梯轿厢直接和建筑关键结构进行联系实施制动，完全排除了电梯系统原有构件和控制程序可能出现的故障因素，在电梯失控发生高速冲顶或坠梯、乘梯人员生命安全受到威胁时，乘梯人员可以在轿厢内手动启动制动装置来对电梯进行紧急制动自救，纯机械结构不受磁电等影响，系统独立，结构简单，安全可靠。