本發(fā)明涉及電梯安全領(lǐng)域，特別涉及一種電梯防墜系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

由于現(xiàn)代化進(jìn)程加快，越來越多的高層建筑拔地而起，電梯成了人們主要的上樓代步工具，那么電梯安全就尤為重要，電梯防護(hù)安全一度成為大家熱議的話題，新聞中時(shí)常報(bào)道發(fā)生電梯墜梯事故，其中很多人員受到了傷害有些甚至失去了寶貴的生命，我們應(yīng)該重視電梯安全來有效的保障我們生命財(cái)產(chǎn)安全，目前我們的電梯上配備了保護(hù)裝置，一般的垂直型電梯中，有限速器和安全鉗兩個(gè)保護(hù)裝置，但還是不能有效的在發(fā)生意外時(shí)起到保護(hù)作用。原因也有很多，兩個(gè)裝置的一些部件出現(xiàn)老化靈敏度不高，使得它們不能正常工作，加之維護(hù)不到位，出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患，它們與電梯相連，電梯的故障可能會導(dǎo)致它們作用的失效。安全裝置作用于電梯的電動(dòng)機(jī)并沒有直接作用于轎廂中，這樣就出現(xiàn)了很多不確定性因素，在突發(fā)狀態(tài)下，轎廂的運(yùn)行狀態(tài)極有可能和電機(jī)的狀態(tài)不同，同樣安全設(shè)備起不到保護(hù)的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提供了一種電梯防墜系統(tǒng)，可以提高電梯的安全性，保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種電梯防墜系統(tǒng)，其特征在于，包括單片機(jī)控制單元、加速度傳感器、紅外測距傳感器、防墜梯液壓單元和蓄電池；

所述單片機(jī)控制單元安裝在電梯轎廂上，分別與加速度傳感器、紅外測距傳感器、防墜梯液壓單元、蓄電池以及電梯的電機(jī)電源相連，用于根據(jù)接收到的紅外測距傳感器和加速度傳感器測得的電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行的加速度和速度判斷電梯當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，并在電梯發(fā)生故障時(shí)分別向防墜梯液壓單元、蓄電池和電梯的電機(jī)電源發(fā)送相應(yīng)的啟停指令；

所述蓄電池安裝在電梯轎廂的底部，與防墜梯液壓單元相連，用于為防墜梯液壓單元供電；

所述紅外測距傳感器和加速度傳感器分別安裝在蓄電池的下方，正對電梯井底部，分別用于測量電梯運(yùn)行的速度和加速度；

所述防墜梯液壓單元也安裝在蓄電池的下方，具有兩個(gè)可分別往電梯轎廂兩側(cè)的滑行導(dǎo)軌方向伸展的止滑塊。

其中，所述單片機(jī)控制單元包括單片機(jī)以及與單片機(jī)相連的AD轉(zhuǎn)換模塊；所述AD轉(zhuǎn)換模塊與紅外測距傳感器和加速度傳感器連接，用于將紅外測距傳感器和加速度傳感器測得的電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行的速度模擬信號和加速度模擬信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號后反饋給單片機(jī)；所述單片機(jī)還分別與防墜梯液壓單元、蓄電池和電梯的電機(jī)電源連接，用于根據(jù)接收到的速度信號和加速度信號判斷電梯當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，并在電梯發(fā)生故障時(shí)分別向防墜梯液壓單元、蓄電池和電梯的電機(jī)電源發(fā)送相應(yīng)的啟停指令。

其中，所述單片機(jī)控制單元還包括與單片機(jī)相連的LED顯示器，用于顯示電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行的速度和加速度。

其中，所述單片機(jī)內(nèi)預(yù)設(shè)有電梯正常運(yùn)行的速度閾值和加速度閾值，通過分別對比電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行的速度和加速度與預(yù)設(shè)的電梯正常運(yùn)行的速度閾值和加速度閾值之間的大小，判斷電梯當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，并在電梯發(fā)生故障時(shí)，分別向防墜梯液壓單元、蓄電池和電梯的電機(jī)電源發(fā)送相應(yīng)的啟停指令；

當(dāng)電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行的速度大于預(yù)設(shè)的電梯正常運(yùn)行的速度閾值，或者電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行的加速度大于預(yù)設(shè)的電梯正常運(yùn)行的加速度閾值時(shí)，單片機(jī)判斷電梯為故障狀態(tài)，此時(shí)單片機(jī)向電梯的電機(jī)電源發(fā)送停用指令，停止電梯電機(jī)的供電，同時(shí)還分別向防墜梯液壓單元和蓄電池發(fā)送啟動(dòng)指令，指示蓄電池向防墜梯液壓單元供電，并指示防墜梯液壓單元啟動(dòng)兩個(gè)止滑塊分別往電梯轎廂兩側(cè)的滑行導(dǎo)軌方向伸展，直至電梯的運(yùn)行速度降為零，單片機(jī)再次向防墜梯液壓單元發(fā)送保持指令，指示其停止并保持兩個(gè)止滑塊當(dāng)前的伸展?fàn)顟B(tài)；當(dāng)電梯故障排除后，單片機(jī)分別向防墜梯液壓單元和蓄電池發(fā)送停止指令，指示防墜梯液壓單元收回兩個(gè)止滑塊，并指示蓄電池停止向防墜梯液壓單元供電，同時(shí)還向電梯的電機(jī)電源發(fā)送啟動(dòng)指令，恢復(fù)電梯電機(jī)的供電，以恢復(fù)電梯的正常運(yùn)行。

本發(fā)明的有益效果為：

1)本發(fā)明具有簡單的結(jié)構(gòu)，沒有繁瑣的內(nèi)部構(gòu)造，更好的保證了系統(tǒng)的安全性，損壞率也會大大降低，易于維護(hù)保養(yǎng)。

2)本發(fā)明利用紅外測距傳感器遠(yuǎn)距離測量，在無反光板和反射率低的情況下能測量較遠(yuǎn)的距離，有同步輸入端，可多個(gè)傳感器同步測量，測量范圍廣，響應(yīng)時(shí)間短，外形設(shè)計(jì)緊湊，易于安裝，便于操作等特點(diǎn)準(zhǔn)確測出轎廂距電梯底部的距離。

3)本發(fā)明利用加速度傳感器具有動(dòng)態(tài)范圍大、頻率范圍寬、堅(jiān)固耐用、受外界干擾小以及壓電材料受力自產(chǎn)生電荷信號不需要任何外界電源等特點(diǎn)精確測出轎廂的實(shí)時(shí)加速度。

4)本發(fā)明獨(dú)立于整個(gè)電梯，由專門的蓄電池供電，不會因?yàn)殡娞莨收隙鴮?dǎo)致系統(tǒng)無法工作，液壓系統(tǒng)循序漸進(jìn)的減速，避免了在發(fā)生事故時(shí)電梯急停給乘客帶來的二次傷害。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

如圖1所示，一種電梯防墜系統(tǒng)，包括單片機(jī)控制單元1、加速度傳感器2、紅外測距傳感器3、防墜梯液壓單元4和蓄電池5。

單片機(jī)控制單元1安裝在電梯轎廂上，具體包括單片機(jī)11以及與單片機(jī)11相連的AD轉(zhuǎn)換模塊12和LED顯示器13，其中，AD轉(zhuǎn)換模塊12分別與加速度傳感器2和紅外測距傳感器3連接，單片機(jī)11還分別與防墜梯液壓單元4、蓄電池5和電梯的電機(jī)電源6相連。

蓄電池5安裝在電梯轎廂的底部，與防墜梯液壓單元4相連。

紅外測距傳感器3和加速度傳感器2分別安裝在蓄電池5的下方，正對電梯井底部。其中，紅外測距傳感器3具有一對紅外信號發(fā)射二極管和紅外信號接收二極管，其利用紅外信號發(fā)射二極管發(fā)射出一束紅外光，在照射到物體后形成發(fā)射，反射到紅外信號接收二極管后接收信號，然后利用CCD圖像處理紅外測距傳感器3的發(fā)射信號與接收信號之間的時(shí)間差的數(shù)據(jù)，以此得到電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行的速度。加速度傳感器2利用壓電陶瓷或石英晶體的壓電效應(yīng)，在加速度傳感器2受振時(shí)，質(zhì)量塊加在壓電元件上的力也隨之變化。當(dāng)被測振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于加速度傳感器2的固有頻率時(shí)，力的變化與被測加速度成正比，以此得到電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行的加速度。

防墜梯液壓單元4也安裝在蓄電池5的下方，具有兩個(gè)可分別往電梯轎廂兩側(cè)的滑行導(dǎo)軌方向伸展的止滑塊41。

本系統(tǒng)的工作原理如下：

單片機(jī)11內(nèi)預(yù)設(shè)有電梯正常運(yùn)行的速度閾值和加速度閾值。在電梯運(yùn)行時(shí)，紅外測距儀6和加速度傳感器7實(shí)時(shí)監(jiān)測電梯的運(yùn)行狀態(tài)，將測得的電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行的速度模擬信號和加速度模擬信號經(jīng)AD轉(zhuǎn)換模塊12轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號后反饋給單片機(jī)11。

單片機(jī)11接收到電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行的速度信號和加速度信號后，一方面將速度信號和加速度信號發(fā)送給LED顯示器13，使得在LED顯示器13上顯示電梯當(dāng)前的運(yùn)行速度v和加速度a。

另一方面，單片機(jī)11將電梯實(shí)時(shí)運(yùn)行的速度v和加速度a分別與預(yù)設(shè)的電梯正常運(yùn)行的速度閾值v₁和加速度閾值a₁進(jìn)行對比，根據(jù)對比結(jié)果判斷電梯當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，并在電梯發(fā)生故障時(shí)，分別向防墜梯液壓單元4、蓄電池5和電梯的電機(jī)電源6發(fā)送相應(yīng)的啟停指令。

當(dāng)v＞v₁或者a＞a₁時(shí)，單片機(jī)11判斷電梯為故障狀態(tài)，此時(shí)單片機(jī)11向電梯的電機(jī)電源6發(fā)送停用指令，停止電梯電機(jī)的供電；同時(shí)還分別向防墜梯液壓單元4和蓄電池5發(fā)送啟動(dòng)指令，指示蓄電池5向防墜梯液壓單元4供電，并指示防墜梯液壓單元4啟動(dòng)兩個(gè)止滑塊41分別往電梯轎廂兩側(cè)的滑行導(dǎo)軌方向伸展，當(dāng)止滑塊41與電梯轎廂兩側(cè)的滑行導(dǎo)軌接觸后，會產(chǎn)生摩擦力F，這個(gè)摩擦力F會隨著止滑塊41進(jìn)一步伸展而增大，同時(shí)由于該摩擦力F的作用，電梯的運(yùn)行速度v會先增大后減小，加速度a會逐漸減小，直至電梯的運(yùn)行速度v降為零，單片機(jī)11再次向防墜梯液壓單元4發(fā)送保持指令，指示其停止并保持兩個(gè)止滑塊41當(dāng)前的伸展?fàn)顟B(tài)，等待電梯故障的排除。

當(dāng)電梯故障排除后，單片機(jī)11分別向防墜梯液壓單元4和蓄電池5發(fā)送停止指令，指示防墜梯液壓單元4收回兩個(gè)止滑塊41，并指示蓄電池5停止向防墜梯液壓單元4供電，同時(shí)還向電梯的電機(jī)電源6發(fā)送啟動(dòng)指令，恢復(fù)電梯電機(jī)的供電，以恢復(fù)電梯的正常運(yùn)行。