湯崢 沈俊杰 阮一暉 陶陽(yáng)

摘要：提出了一種利用測(cè)距傳感器控制電梯轎廂護(hù)腳板自動(dòng)伸展和收回的智能可折疊電梯轎廂護(hù)腳板，該裝置可解決現(xiàn)有可折疊護(hù)腳板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足、防護(hù)效果較差，以及相關(guān)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)容易損壞的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：智能的 可折疊 電梯轎廂 護(hù)腳板

Research on Intelligent Folding Elevator Car Foot Guard

Tang Zheng1， Shen Junjie1， Ruan Yihui2， Tao Yang3

（1.Suzhou Institute of Quality and Standardization;2.Jiangsu Elevator and Spare Parts Product Quality Supervision and Inspection center;3.Suzhou Association for Standardization）

Abstract： This paper presents an intelligent folding elevator car foot guard with a distance measuring sensor to control the automatic extension and retraction of the elevator car foot guard. This device can solve the problem of insufficient structural strength and poor protection effect of the existing folding elevator car foot guard and the problem of related drive motor is easily damaged.

Key words： intelligent， folding， elevator car， foot guard

1 研究背景

為保證電梯安全，電梯設(shè)置了很多保護(hù)裝置，如電梯轎廂不平層時(shí)，轎廂地面的位置可能會(huì)高于層站地面，此時(shí)轎廂與層門地坎之間會(huì)產(chǎn)生間隙，這個(gè)間隙足夠大時(shí)會(huì)導(dǎo)致人員的腳踏入井道，造成人員墜入井道的安全事故。國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求電梯必須設(shè)計(jì)有轎廂護(hù)腳板，該裝置可封堵轎廂門和層門地坎之間的間隙，降低人員從電梯層門口滑入井道的風(fēng)險(xiǎn)。

然而，在一些老舊建筑物加裝電梯時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于施工位置的限制，有些電梯井道中底坑的安全空間較小，電梯底坑的高度可能無(wú)法滿足轎廂護(hù)腳板的設(shè)計(jì)要求。GB/T 28621—2012《安裝于現(xiàn)有建筑物中的新電梯制造與安裝安全規(guī)范》中指出轎廂護(hù)腳板可以設(shè)計(jì)成在正常運(yùn)行狀態(tài)下伸展，轎廂到達(dá)最低位置時(shí)收回的護(hù)腳板。這種設(shè)計(jì)解決了部分安裝環(huán)境下電梯的底坑安全空間不足的問(wèn)題，但是此類轎廂護(hù)腳板主要是通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行折疊的，因此存在轎廂護(hù)腳板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的問(wèn)題，在轎廂護(hù)腳板與轎廂底面垂直時(shí)，如果轎廂護(hù)腳板受到外力作用，容易導(dǎo)致轎廂護(hù)腳板向內(nèi)折疊或彎曲，失去防護(hù)作用，同時(shí)還可能會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)轎廂護(hù)腳板折疊的電機(jī)損壞。

2 研究?jī)?nèi)容

可折疊的電梯轎廂護(hù)腳板是將電梯轎廂護(hù)腳板與轎廂底部設(shè)計(jì)成可轉(zhuǎn)動(dòng)連接的方式，在正常使用狀態(tài)下，護(hù)腳板與轎廂底面垂直，在電梯運(yùn)行至接近底坑的高度時(shí)，護(hù)腳板向內(nèi)翻轉(zhuǎn)，貼合在電梯轎廂的底面。本文研究設(shè)計(jì)一種智能可折疊的電梯轎廂護(hù)腳板，通過(guò)霍爾傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電梯的位置和運(yùn)行信息，并將這些信息傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，從而控制電梯轎廂護(hù)腳板的自動(dòng)伸展和收回。

當(dāng)轎廂位于完全壓縮緩沖器的位置到最低層站地坎以上不大于1 m的區(qū)域時(shí)，單片機(jī)向電機(jī)發(fā)出指令，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下可折疊護(hù)腳板可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)收回，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出提示音，有效防止因轎廂完全壓縮緩沖器帶來(lái)的底坑空間不足的問(wèn)題;當(dāng)轎廂位于完全壓縮緩沖器的位置到最低層站地坎以上不大于1 m的區(qū)域以外，單片機(jī)向電機(jī)發(fā)出指令，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下可折疊護(hù)腳板可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)伸展，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出提示音，保證護(hù)腳板在較高運(yùn)行區(qū)域的保護(hù)功能。該設(shè)計(jì)可解決現(xiàn)有可折疊護(hù)腳板結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足、防護(hù)效果較差，以及相關(guān)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)容易損壞的問(wèn)題。

3 研究原理

3.1 硬件設(shè)計(jì)

智能可折疊電梯轎廂護(hù)腳板的硬件部分包括測(cè)距傳感器、單片機(jī)、電梯自身的控制系統(tǒng)、電氣安全裝置、轎廂護(hù)腳板、電機(jī)及蜂鳴器等，其硬件組成見(jiàn)圖1。

轎廂外側(cè)設(shè)置3個(gè)霍爾傳感器，在轎廂外側(cè)設(shè)置一個(gè)確定轎廂位于最低層站地坎以上1 m位置的霍爾傳感器，其上下兩處再設(shè)置其余兩個(gè)霍爾傳感器，用于檢測(cè)電梯的運(yùn)行方向，見(jiàn)圖2、圖3。轎廂底部分別設(shè)置兩個(gè)驗(yàn)證轎廂護(hù)腳板完全收回和完全伸展兩種狀態(tài)的電氣開(kāi)關(guān)，轎廂護(hù)腳板完全收回和完全伸展時(shí)通過(guò)接觸這兩個(gè)電氣開(kāi)關(guān)使其動(dòng)作。

轎廂在最低層站地坎之上1 m的位置，霍爾傳感器2剛好檢測(cè)到設(shè)置在井道壁的磁鐵。當(dāng)電梯從底層上行時(shí)，設(shè)置在轎廂上的霍爾傳感器1首先檢測(cè)到磁鐵，霍爾傳感器2緊接著檢測(cè)到該磁鐵，此時(shí)單片機(jī)收到電梯正在上行的信號(hào)。當(dāng)電梯下行時(shí)，設(shè)置在轎廂上的霍爾傳感器3首先檢測(cè)到磁鐵，霍爾傳感器2緊接著檢測(cè)到該磁鐵，此時(shí)單片機(jī)得到電梯正在下行的信號(hào)。當(dāng)霍爾傳感器檢測(cè)到轎廂在最低層站地坎之上1 m位置以上的區(qū)域運(yùn)行時(shí)，霍爾傳感器會(huì)立即檢測(cè)到轎廂在此區(qū)域運(yùn)行，此時(shí)轎廂護(hù)腳板在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下5 s內(nèi)完全伸展，見(jiàn)圖2。轎底靠近護(hù)腳板的位置設(shè)置一個(gè)驗(yàn)證轎廂護(hù)腳板完全伸展的電氣開(kāi)關(guān)，當(dāng)這個(gè)電氣開(kāi)關(guān)一旦處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，此時(shí)電梯才可以繼續(xù)正常運(yùn)行，同時(shí)轎底會(huì)發(fā)出“轎廂護(hù)腳板完全伸展”的響聲。如果此時(shí)轎廂護(hù)腳板未完全伸展，該電氣開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，該信號(hào)接入電梯控制系統(tǒng)的安全回路，電梯停止運(yùn)行。

轎底靠近護(hù)腳板的位置還設(shè)置一個(gè)驗(yàn)證轎廂護(hù)腳板完全收回的電氣開(kāi)關(guān)，當(dāng)霍爾傳感器檢測(cè)到轎廂在最低層站地坎之上1 m位置以下的區(qū)域運(yùn)行時(shí)，霍爾傳感器會(huì)立即檢測(cè)到轎廂在此區(qū)域運(yùn)行，此時(shí)轎廂護(hù)腳板在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下5 s內(nèi)完全收回，見(jiàn)圖3。轎底靠近護(hù)腳板的位置設(shè)置一個(gè)驗(yàn)證轎廂護(hù)腳板完全收回的電氣開(kāi)關(guān)，此時(shí)只有當(dāng)這個(gè)電氣開(kāi)關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電梯才可以繼續(xù)正常運(yùn)行，同時(shí)轎底會(huì)發(fā)出“轎廂護(hù)腳板完全收回”的響聲。如果此時(shí)轎廂護(hù)腳板在上述時(shí)間內(nèi)未完全收回，驗(yàn)證其完全收回的電氣開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，該觸發(fā)信號(hào)接入電梯控制系統(tǒng)的安全回路，電梯停止運(yùn)行。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

電梯一旦啟動(dòng)運(yùn)行，軟件即初始化，通過(guò)霍爾傳感器不斷監(jiān)測(cè)電梯轎廂的位置和電梯運(yùn)行方向，該裝置主要利用單片機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)計(jì)算和處理功能，通過(guò)軟件編程單片機(jī)控制電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)轎廂護(hù)腳板的自動(dòng)伸展和收回。軟件上利用keil uvision2編程環(huán)境，程序通過(guò)串口（RS232）燒錄到單片機(jī)，軟件流程圖見(jiàn)圖4。

4結(jié)束語(yǔ)

當(dāng)舊建筑物加裝電梯不滿足GB 7588—2003《電梯制造與安裝安全規(guī)范》有關(guān)底坑安全空間的情況時(shí)，GB/T 28621—2012《安裝于現(xiàn)有建筑物中的新電梯制造與安裝安全規(guī)范》對(duì)可折疊護(hù)腳板提出新的要求。本文研究設(shè)計(jì)的智能可折疊電梯轎廂護(hù)腳板，可實(shí)現(xiàn)避免因底坑安全空間不足而導(dǎo)致轎廂完全壓縮緩沖器帶來(lái)護(hù)腳板與底坑物體相互碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，底坑作業(yè)人員的安全也得到有效保障，從而保證電梯運(yùn)行安全。