本發(fā)明涉及一種安全防護系統(tǒng)，具體是一種電梯升降安全防護系統(tǒng)，屬于電梯安全防護領域。

背景技術：

隨著社會的發(fā)展，電梯的使用越來越普遍，已從原來只在商業(yè)大廈、賓館使用，過渡到在辦公樓、居民樓等場所使用，以垂直升降電梯最為普遍，這種垂直升降電梯的普及，給人們的生活帶來了便利，但伴隨而來的電梯事故也逐漸增多，人們也越來越開始關注垂直升降電梯的安全防護措施。

垂直升降電梯一般包括四大空間和八大系統(tǒng)，四大空間包括機房部分、井道及地坑部分、轎廂部分和層站部分，八大系統(tǒng)一般包括曳引系統(tǒng)、導向系統(tǒng)、轎廂系統(tǒng)、門系統(tǒng)、重量平衡系統(tǒng)、電力拖動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和安全保護系統(tǒng)，電梯的安全性除了在結構的合理性、可靠性，電氣控制和拖動的可靠性方面充分考慮外，還針對各種可能發(fā)生的危險設置專門的安全裝置。

目前常見的電梯升降安全防護措施很多，如包含限速器和安全鉗的超速保護裝置、包含緩沖器的沖頂保護裝置、急停安全保護和檢修裝置、端站減速和限位保護裝置、門安全保護裝置、斷繩斷帶保護裝置等，雖然這些傳統(tǒng)的安全防護措施可以在一定程度上對電梯的正常升降運行實施安全保護，但仍存在以下缺陷：

1.各安全防護裝置均需電力支持，而現(xiàn)有的電梯均是采用電力電纜的方式供給電力，不僅使電梯升降需格外提供牽引支撐電力電纜的牽引力、功耗加大，而且跟隨轎廂移動的、通貫電梯井道的電力電纜較長，通常在轎廂移動過程中電力電纜通常處于連續(xù)彎折的狀態(tài)，因此電力電纜會因經(jīng)常彎折造成外包膠皮的疲勞損傷，進而存在較大電氣故障的隱患。

2.傳統(tǒng)的超速保護裝置的限速器通常安裝在電梯機房或隔音層的地面、限速器繩的張緊輪安裝在井道底坑，限速器繩繞經(jīng)限速器輪和張緊輪形成一全封閉的環(huán)路，其兩端通過繩頭連接架安裝在轎廂架上操縱安全鉗的杠桿系統(tǒng)，不僅結構復雜，而且容易出現(xiàn)正常運行時鋼絲繩在限速器繩輪的槽內打滑、限速器繩斷裂或過度松馳使張緊裝置喪失作用等狀況。

3.傳統(tǒng)的安全防護裝置一般必須在有市電的情況下才能發(fā)揮作用，一旦電梯停電，裝置通常不起作用，如傳統(tǒng)的斷繩斷帶保護裝置在限速器鋼絲繩、測速發(fā)電機的傳動皮帶和選層及信號反饋裝置的鋼帶都設有斷繩及斷帶開關，一旦發(fā)生斷繩或斷帶情況此開關立刻動作，可切斷安全控制回路迫使電梯停止運行，但在突然失電的情況下斷繩及斷帶開關則通常無法動作。

4.傳統(tǒng)的安全防護裝置一般是只針對轎廂系統(tǒng)進行防護，而對于重量平衡系統(tǒng)未見有相關防護措施，然而重量平衡系統(tǒng)的損壞同樣會直接導致轎廂系統(tǒng)的故障。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種電梯升降安全防護系統(tǒng)，可以在電梯有效給各安全防護裝置提供電力支持的前提下實現(xiàn)有效對電梯升降進行防護，并能夠在電梯停電時同樣發(fā)揮保護作用。

為實現(xiàn)上述目的，本電梯升降安全防護系統(tǒng)包括取電裝置、超速保護裝置、攔截裝置和電控裝置；

所述的取電裝置包括通貫電梯井道的接觸線和安裝在轎廂外壁上的受電機構，接觸線與市電連接，受電機構的頂端安裝有受電滑板、底端通過使受電滑板始終貼靠在接觸線上的壓線機構與轎廂外壁連接；

所述的超速保護裝置包括導軌、導靴和速度監(jiān)測傳感器；導軌和導靴互相凹凸卡合間隙配合、且互相配合的配合面均采用導磁材質，導靴沿電梯井道的走向方向固定設置在電梯井道內壁上，導軌對應導靴的位置固定設置在轎廂的外壁上，導靴上設有伸縮滑移部件和制動靴，伸縮滑移部件內部設有電磁線圈、且伸縮滑移部件的伸縮方向垂直于導靴面對導軌的內側配合面，制動靴通過伸縮滑移部件設置在導軌的內側配合面上；速度監(jiān)測傳感器包括位移傳感器和速度傳感器，位移傳感器設置在電梯井道內，速度傳感器設置在轎廂上；

所述的攔截裝置包括緩沖組件和強制制動組件；緩沖組件設置在轎廂和/或對重的底端；

強制制動組件沿電梯井道和/或對重井道周向方向中心對稱固定設置為多組，每組強制制動組件包括多個沿電梯井道和/或對重井道的走向方向均布固定設置在電梯井道和/或對重井道內壁上的強制制動機構，強制制動機構包括制動座、制動拖爪、強力彈簧和電磁控制閥；制動座固定安裝在梯井道和/或對重井道內壁上；制動拖爪對應緩沖組件位置設置，制動拖爪縱截面呈三角形結構，三角形結構的一個底角位置鉸接連接在制動座上，三角形結構的另一個底角位置上設有彈簧座，制動拖爪上還設有搭扣機構，制動座上還設有限制制動拖爪翻轉角度的限位部件；強力彈簧一端固定安裝在制動座上、另一端頂靠在制動拖爪的彈簧座上；電磁控制閥包括電磁控制伸縮的鎖舌，鎖舌對應制動拖爪的搭扣機構設置；

所述的電控裝置包括中央處理器、平衡導向控制回路、速度判斷回路、轎廂制動回路、模擬計算電路、轎廂攔截回路，中央處理器內置有安全速度和危險速度的上限值，中央處理器分別與受電滑板、伸縮滑移部件內部的電磁線圈、速度監(jiān)測傳感器、電磁控制閥電連接，中央處理器還與電梯的電氣控制系統(tǒng)電連接。

作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的電磁控制閥的鎖舌和制動拖爪的搭扣機構的搭接配合面是斜面結構，且該斜面結構對應制動拖爪的翻出方向設置；所述的制動拖爪的鉸接位置上還設有旋轉行程開關；所述的攔截裝置還包括制動拖爪復位機構，制動拖爪復位機構包括設置在轎廂和/或對重底端的隨行拖爪復位部件和設置在電梯井道和/或對重井道內底端的井道拖爪復位部件，隨行拖爪復位部件和井道拖爪復位部件均包括對應制動拖爪設置的復位板，井道拖爪復位部件還包括沿電梯井道和/或對重井道的走向方向設置的道軌和復位板牽引部件。

作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的超速保護裝置的速度監(jiān)測傳感器還包括加速度傳感器，加速度傳感器與所述的電控裝置的中央處理器電連接，中央處理器內置有安全加速度和危險加速度的上限值。

作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的電控裝置還包括無線收發(fā)模塊，中央處理器通過無線連接的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。

作為本發(fā)明的進一個改進方案，所述的導軌是永磁體結構或通過導磁材質配合面連接電磁線圈構成電磁體結構。

作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的緩沖組件包括多個制動緩沖塊，多個制動緩沖塊中心對稱固定安裝在轎廂和/或對重的底端。

作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的接觸線采用銅合金材質，所述的受電滑板采用碳質材料。

一種電梯，包括電梯升降安全防護系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術相比，本電梯升降安全防護系統(tǒng)由于采用接觸線和受電滑板接觸取電形式的取電裝置，因此避免了采用傳統(tǒng)電力電纜取電方式的冗長、易疲勞損傷的弊端；由于超速保護裝置包括導軌、導靴和速度監(jiān)測傳感器，且導軌和導靴互相凹凸卡合間隙配合、且互相配合的配合面均采用導磁材質，導靴上設有伸縮滑移部件和制動靴，伸縮滑移部件內部設有電磁線圈、且伸縮滑移部件的伸縮方向垂直于導靴面對導軌的內側配合面，制動靴通過伸縮滑移部件設置在導軌的內側配合面上，因此當轎廂和/或對重的移動速度處于安全速度上限值范圍內時，伸縮滑移部件內部的電磁線圈使導軌和導靴互相凹凸卡合的配合面之間產生磁極相同的磁場實現(xiàn)轎廂和/或對重的懸浮導向，同時制動靴處于遠離導軌的狀態(tài)，當轎廂和/或對重的移動速度處于安全速度上限值之外時，伸縮滑移部件內部的電磁線圈使導軌和導靴互相凹凸卡合的配合面之間產生磁極相反的磁場，同時伸縮滑移部件帶動制動靴向靠近導軌的方向移動使制動靴貼靠在導軌的配合面上處于抱緊導軌的制動狀態(tài)實現(xiàn)制動；由于設有包括緩沖組件和強制制動組件的攔截裝置，且強制制動機構包括制動座、制動拖爪、強力彈簧和電磁控制閥，因此當轎廂和/或對重的移動速度處于程序設定的危險速度上限值之外時，位于轎廂和/或對重下方設定距離內的強制制動組件動作使該距離內的強制制動機構的制動拖爪迅速翻轉彈出，通過犧牲制動拖爪的勢能吸收方式實現(xiàn)對轎廂和/或對重實施有效的強行制動；由于電磁控制閥的鎖舌和制動拖爪的搭扣機構的搭接配合面是斜面結構，且攔截裝置還包括制動拖爪復位機構，因此在失電狀態(tài)下制動拖爪在強力彈簧的彈力作用下可通過斜面結構推開電磁控制閥的鎖舌后翻出防止轎廂和/或對重意外下落，失電情況解除后可通過制動拖爪復位機構對制動拖爪進行復位以保證電梯的正常運行。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是圖1的a-a局部剖視圖；

圖3是本發(fā)明強制制動組件的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明強制制動組件的制動拖爪翻出狀態(tài)時結構示意圖；

圖5是本發(fā)明攔截裝置在攔截狀態(tài)時的結構示意圖。

圖中：1、取電裝置，11、受電機構，12、受電滑板，2、超速保護裝置，21、導軌，22、導靴，23、伸縮滑移部件，24、制動靴，3、攔截裝置，31、緩沖組件，32、強制制動組件，321、制動座，322、制動拖爪，323、強力彈簧，324、電磁控制閥，4、轎廂。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。

如圖1、圖2所示，本電梯升降安全防護系統(tǒng)包括取電裝置1、超速保護裝置2、攔截裝置3和電控裝置。

所述的取電裝置1包括通貫電梯井道的接觸線和安裝在轎廂4外壁上的受電機構11，接觸線與市電連接，受電機構11的頂端安裝有受電滑板12、底端通過壓線機構與轎廂4外壁連接，壓線機構可以使受電機構11的受電滑板12始終貼靠在接觸線上。

所述的超速保護裝置2包括導軌21、導靴22和速度監(jiān)測傳感器；導軌21和導靴22互相凹凸卡合間隙配合、且互相配合的配合面均采用導磁材質，導靴22沿電梯井道的走向方向固定設置在電梯井道內壁上，導軌21對應導靴22的位置固定設置在轎廂4的外壁上，導靴22上設有伸縮滑移部件23和制動靴24，伸縮滑移部件23內部設有電磁線圈、且伸縮滑移部件23的伸縮方向垂直于導靴22面對導軌21的內側配合面，制動靴24通過伸縮滑移部件23設置在導軌21的內側配合面上；速度監(jiān)測傳感器包括位移傳感器和速度傳感器，位移傳感器設置在電梯井道內，速度傳感器設置在轎廂4上。

所述的攔截裝置3包括緩沖組件31和強制制動組件32；

緩沖組件31設置在轎廂4和/或對重的底端；

強制制動組件32沿電梯井道和/或對重井道周向方向中心對稱固定設置為多組，每組強制制動組件32包括多個沿電梯井道和/或對重井道的走向方向均布固定設置在電梯井道和/或對重井道內壁上的強制制動機構，如圖3、圖4所示，強制制動機構包括制動座321、制動拖爪322、強力彈簧323和電磁控制閥324；制動座321固定安裝在梯井道和/或對重井道內壁上；制動拖爪322對應緩沖組件31位置設置，制動拖爪322縱截面呈三角形結構，三角形結構的一個底角位置鉸接連接在制動座321上，三角形結構的另一個底角位置上設有彈簧座，制動拖爪322上還設有搭扣機構，制動座321上還設有限制制動拖爪322翻轉角度的限位部件；強力彈簧323一端固定安裝在制動座321上、另一端頂靠在制動拖爪322的彈簧座上；電磁控制閥324包括電磁控制伸縮的鎖舌，鎖舌對應制動拖爪322的搭扣機構設置。

所述的電控裝置包括中央處理器、平衡導向控制回路、速度判斷回路、轎廂制動回路、模擬計算電路、轎廂攔截回路，中央處理器內置有安全速度和危險速度的上限值，中央處理器分別與受電滑板12、伸縮滑移部件23內部的電磁線圈、速度監(jiān)測傳感器、電磁控制閥324電連接，中央處理器還與電梯的電氣控制系統(tǒng)電連接。

本電梯升降安全防護系統(tǒng)安裝前，需要對中央處理器輸入程序，該程序可以根據(jù)垂直等距設置在電梯井道和/或對重井道內的位移傳感器反饋的信號判斷轎廂4和/或對重的位置并根據(jù)設定的轎廂4和/或對重的重量模擬計算沖擊力的大小，進而判斷需動作的強制制動組件32的數(shù)量和距離。

本電梯升降安全防護系統(tǒng)通過取電裝置1為整個電梯升降安全防護系統(tǒng)提供電能，初始狀態(tài)時電磁控制閥324處于鎖舌伸出鎖扣在制動拖爪322上的搭扣機構的狀態(tài)，此時強力彈簧323處于完全壓縮的蓄力狀態(tài)、制動拖爪322處于完全縮入狀態(tài)。

當電梯啟動時，速度判斷回路和平衡導向控制回路工作，速度監(jiān)測傳感器實時向中央處理器反饋轎廂4和/或對重的移動速度，當速度監(jiān)測傳感器反饋轎廂4和/或對重的移動速度處于程序設定的安全速度上限值范圍內時，中央處理器控制伸縮滑移部件23內部的電磁線圈使導軌21和導靴22互相凹凸卡合的配合面之間產生磁極相同的磁場，由于磁極同性相斥，因此轎廂4和/或對重升降過程中互相凹凸卡合的配合面之間產生磁場互斥力實現(xiàn)導靴22對轎廂4和/或對重上的導軌21提供均衡的平衡推力、進而實現(xiàn)轎廂4和/或對重的懸浮導向，同時此互斥力推動導靴22上的伸縮滑移部件23帶動制動靴24向背離導軌21的方向移動使制動靴24貼靠在導靴22的內側面上處于遠離導軌21的狀態(tài)；

當速度監(jiān)測傳感器反饋轎廂4和/或對重的移動速度處于程序設定的安全速度上限值與危險速度上限值之間的范圍時，中央處理器控制伸縮滑移部件23內部的電磁線圈使導軌21和導靴22互相凹凸卡合的配合面之間產生磁極相反的磁場，由于磁極異性相吸，因此轎廂4和/或對重升降過程中互相凹凸卡合的配合面之間產生磁場吸力實現(xiàn)導靴22對轎廂4和/或對重上的導軌21提供均衡的平衡吸力，同時此平衡吸力推動導靴22上的伸縮滑移部件23帶動制動靴24向靠近導軌21的方向移動使制動靴24貼靠在導軌21的配合面上處于抱緊導軌21的制動狀態(tài)；

當速度監(jiān)測傳感器反饋轎廂4和/或對重的移動速度處于程序設定的危險速度上限值范圍外時，即出現(xiàn)斷繩或曳引電機飛車等嚴重故障時，模擬計算電路工作和轎廂攔截回路工作，中央處理器通過位移傳感器反饋的轎廂4和/或對重的位置計算并控制位于轎廂4和/或對重下方設定距離內的強制制動組件32動作使該距離內的強制制動機構的電磁控制閥324縮入、帶動鎖舌脫離制動拖爪322上的搭扣機構，強力彈簧323迅速釋放彈力推動制動拖爪322沿其鉸接軸翻轉彈出，如圖5所示，快速下落的轎廂4和/或對重通過緩沖組件31砸落在最接近的一層制動拖爪322上，緩沖組件31和最接近的一層制動拖爪322吸收部分下落勢能，快速下落的轎廂4和/或對重的過大的勢能將最接近的一層制動拖爪322破壞降速后繼續(xù)下落砸落在位于下方的第二層制動拖爪322上繼續(xù)被吸收下落勢能，以此類推，直至快速下落的轎廂4和/或對重被強制制動停止；事故處理后可更換被撞擊損壞的緩沖組件31和/或強制制動組件32即可。

為了實現(xiàn)失電情況下對轎廂4和/或對重實施保護，作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的電磁控制閥324的鎖舌和制動拖爪322的搭扣機構的搭接配合面是斜面結構，且該斜面結構對應制動拖爪322的翻出方向設置；所述的制動拖爪322的鉸接位置上還設有旋轉行程開關；所述的攔截裝置3還包括制動拖爪復位機構，制動拖爪復位機構包括設置在轎廂4和/或對重底端的隨行拖爪復位部件和設置在電梯井道和/或對重井道內底端的井道拖爪復位部件，隨行拖爪復位部件和井道拖爪復位部件均包括對應制動拖爪322設置的復位板，井道拖爪復位部件還包括沿電梯井道和/或對重井道的走向方向設置的道軌和復位板牽引部件；當失電情況發(fā)生時電磁控制閥324處于失電狀態(tài)，制動拖爪322在強力彈簧323的彈力作用下通過對應制動拖爪322翻出方向設置的斜面結構推開電磁控制閥324的鎖舌后翻出，可防止轎廂4和/或對重意外下落，當失電情況解除后，可通過控制復位板牽引部件牽引井道拖爪復位部件沿道軌上行依次推動位于轎廂4和/或對重下方的翻出狀態(tài)的制動拖爪322翻轉復位，位于轎廂4和/或對重上方的翻出狀態(tài)的制動拖爪322可在轎廂4和/或對重上行過程中被轎廂4和/或對重底端的隨行拖爪復位部件依次推動翻轉復位，制動拖爪322翻轉復位過程中旋轉行程開關動作控制電磁控制閥324的鎖舌伸出進行鎖閉。

為了提高反應速度、保證在電梯轎廂4和/或對重移動過程中及時有效控制，作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的超速保護裝置2的速度監(jiān)測傳感器還包括加速度傳感器，加速度傳感器與所述的電控裝置的中央處理器電連接，中央處理器內置有安全加速度和危險加速度的上限值。通過對電梯轎廂4和/或對重的移動速度和加速度同時進行監(jiān)測可以保證及時有效控制電梯轎廂4和/或對重的移動。

由于各傳感器和強制制動機構設置較多，為了避免在電梯井道和/或對重井道內布置較多的線路，作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的電控裝置還包括無線收發(fā)模塊，中央處理器通過無線連接的方式進行數(shù)據(jù)傳輸。

為了進一步提高懸浮導向和磁性制動的效果，作為本發(fā)明的進一個改進方案，所述的導軌21是永磁體結構或通過導磁材質配合面連接電磁線圈構成電磁體結構。

為了減輕緩沖組件31的整體重量、降低整體功耗，作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的緩沖組件31包括多個制動緩沖塊，多個制動緩沖塊中心對稱固定安裝在轎廂4和/或對重的底端。

為了保證耐磨性能和電力傳輸?shù)挠行?，作為本發(fā)明的進一步改進方案，所述的接觸線采用銅合金材質，所述的受電滑板12采用碳質材料。

本電梯升降安全防護系統(tǒng)不僅僅可以應用于垂直升降的電梯，還可以應用于所有帶有垂直井道的如礦井罐籠等提升運輸設備上，而且針對具有對重裝置的斜行電梯同樣適用。

本電梯升降安全防護系統(tǒng)由于采用接觸線和受電滑板12接觸取電形式的取電裝置1，因此避免了采用傳統(tǒng)電力電纜取電方式的冗長、易疲勞損傷的弊端；由于超速保護裝置2包括導軌21、導靴22和速度監(jiān)測傳感器，且導軌21和導靴22互相凹凸卡合間隙配合、且互相配合的配合面均采用導磁材質，導靴22上設有伸縮滑移部件23和制動靴24，伸縮滑移部件23內部設有電磁線圈、且伸縮滑移部件23的伸縮方向垂直于導靴22面對導軌21的內側配合面，制動靴24通過伸縮滑移部件23設置在導軌21的內側配合面上，因此當轎廂4和/或對重的移動速度處于安全速度上限值范圍內時，伸縮滑移部件23內部的電磁線圈使導軌21和導靴22互相凹凸卡合的配合面之間產生磁極相同的磁場實現(xiàn)轎廂4和/或對重的懸浮導向，同時制動靴24處于遠離導軌21的狀態(tài)，當轎廂4和/或對重的移動速度處于安全速度上限值之外時，伸縮滑移部件23內部的電磁線圈使導軌21和導靴22互相凹凸卡合的配合面之間產生磁極相反的磁場，同時伸縮滑移部件23帶動制動靴24向靠近導軌21的方向移動使制動靴24貼靠在導軌21的配合面上處于抱緊導軌21的制動狀態(tài)實現(xiàn)制動；由于設有包括緩沖組件31和強制制動組件32的攔截裝置3，且強制制動機構包括制動座321、制動拖爪322、強力彈簧323和電磁控制閥324，因此當轎廂4和/或對重的移動速度處于程序設定的危險速度上限值之外時，位于轎廂4和/或對重下方設定距離內的強制制動組件32動作使該距離內的強制制動機構的制動拖爪322迅速翻轉彈出，通過犧牲制動拖爪322的勢能吸收方式實現(xiàn)對轎廂4和/或對重實施有效的強行制動；由于電磁控制閥324的鎖舌和制動拖爪322的搭扣機構的搭接配合面是斜面結構，且攔截裝置3還包括制動拖爪復位機構，因此在失電狀態(tài)下制動拖爪322在強力彈簧323的彈力作用下可通過斜面結構推開電磁控制閥324的鎖舌后翻出防止轎廂4和/或對重意外下落，失電情況解除后可通過制動拖爪復位機構對制動拖爪322進行復位以保證電梯的正常運行。