发明内容
[0003] 本发明的目的，是提供一种可靠的能够应对包括驱动齿轮发生问题以及类似安全问题的，结构比较简单，自重较轻的安全制动装置。
[0004] 一种升降设备电磁推动齿条式安全制动装置(以下简称电磁推动齿条式安全制动装置)，包括，承重部件、轨道组件、活动齿条、活动齿条的限位机构、活动齿条的操纵机构、活动齿条的操纵机构的控制装置、手动解锁机构；所述的承重部件包括直接承重部件或者中间过渡承重部件；所述的轨道组件(参见图1)包括上轨16(在图1中兼承重部件)、下轨19形成的水平轨道，轨道窗口孔12；活动齿条穿过轨道窗口孔12，所述的活动齿条包括左活动齿条13和右活动齿条17，活动齿条的与驱动齿条18相联系的部分的齿形处于可以与升降设备的驱动齿条18啮合或者分离的位置，通过在轨道组件的水平轨道上水平移动或者保持在某些确定的位置上实现与驱动齿条的啮合或者分离，所述的确定的位置，包括与升降设备驱动齿条啮合的制动位置(参见图1)、或者与升降设备驱动齿条完全分离并且有一段间隙的自由位置(参见图2),所述的有一段间隙，是指驱动齿条和与其相对的活动齿条齿顶平面间有≥2mm的距离；所述的活动齿条的限位机构，包括，活动齿条的与导轨相联系的部分的内端面上方或者下方至少有一个方向开有导向缺口，(参见图3)，与活动齿条盖板(左盖板14、右盖板卸开未有画出)的一部分共同形成导向槽28，导向板29一部分固定在水平轨道上、一部分进入导向槽28，导向槽28与导向板29的配合部分为动配合，以防止活动齿条向轿厢的外侧或者内侧窜动；活动齿条顶部在进入制动状态后与升降设备轿厢的承重部件直接接触或者通过中间过渡承重部件接触承重(图1中是承重部件兼上轨16直接接触承重)；活动齿条的操纵机构操纵活动齿条在轨道孔上水平移动或者停留保持在某些确定的位置上，所述的活动齿条的操纵机构的控制装置包括电磁推动器，所述的电磁推动器包括推杆2、电磁推动器主体1，所述的电磁推动器主体1包括电磁推动器的电磁系统、控制系统，所述的电磁推动器的控制系统由升降设备电气控制系统供电和控制,所述的升降设备电磁推动齿条式安全制动装置，包括直接在升降设备轿厢上设置的安全制动装置组件，或者单独设置独立组件、然后安装在升降设备上的独立安全制动装置组件。
[0005] 图1为一种直接在升降设备轿厢上设置的升降设备电磁推动齿条式安全制动装置的结构示意图，图示方向为升降设备电磁推动齿条式安全制动装置直接安装在升降设备轿厢30靠近驱动齿条18的某一侧面的内部轿厢30侧面上、从轿厢30内部往轿厢30侧面看所见，所以对于驱动齿条18只能看到其通过轨道窗口孔12显示的一小部分，右活动齿条17卸开了盖板，以能够看清其内部结构，盖上右盖板后的右活动齿条组合和左活动齿条13加左盖板14的组合相似，二者是以齿条中间的中心点划线15表示的垂直于齿条投影平面的竖直中心面为对称平面的镜对称图形，图1显示的是活动齿条与驱动齿条18啮合的制动位置，图2为图1所述的电磁推动齿条式安全制动装置处于自由位置状态的示意图；所述的一种直接在升降设备轿厢上设置的升降设备电磁推动齿条式安全制动装置，包括承重部件、轨道组件、活动齿条、活动齿条的限位机构、活动齿条的操纵机构、活动齿条的操纵机构的控制装置、手动解锁机构；所述的承重部件包括上轨兼主承重部件16；所述的轨道组件包括轨道窗口孔12，上轨兼主承重部件16和下轨19形成的水平轨道；所述的活动齿条包括右活动齿条
17和左活动齿条13，所述的右活动齿条17和左活动齿条13穿过轨道窗口孔12，活动齿条的与驱动齿条相联系的部分的齿形处于可以与升降设备的驱动齿条18啮合或者分离的位置，通过在轨道组件的水平轨道上水平移动或者保持在某些确定的位置上实现与驱动齿条18的啮合或者分离，右活动齿条17和左活动齿条13顶部在进入制动状态后与电梯轿厢的上轨兼主承重部件16直接接触承重，活动齿条与水平轨道的配合尺寸为动配合，接触表面为光滑低摩擦系数表面，以有利于活动齿条的移动；图3为图1的A-A局部剖视图，所述的活动齿条的限位机构，包括，活动齿条与导轨相联系的一部分的内端面上方开有导向缺口，与活动齿条盖板(左盖板14、右盖板未有画出)的一部分共同形成导向槽28，导向板29一部分固定在水平轨道16上、一部分进入导向槽28，导向槽28与导向板29的配合部分为动配合，以防止活动齿条向轿厢30的外侧或者内侧窜动；所述的活动齿条的操纵机构包括，左杠杆10、右杠杆20、左固定轴11、右固定轴21、活动轴22、拉块9、支架8、弹簧7、调节螺母组6、拉杆5、顶块
4、保护块3；所述的活动齿条的操纵机构的控制装置包括电磁推动器，所述的电磁推动器包括电磁推杆2、电磁推动器主体1、所述的电磁推动器主体包括电磁推动器的电磁系统、控制系统，所述的电磁推动器的控制系统由升降设备电气控制系统供电和控制；所述的升降设备电气控制系统的电磁推动器的控制单元中还包括一个只受总电源控制的继电器或者接触器和储能装置，所述的只受总电源控制的继电器或者接触器的常闭触点跨接在电磁推动器和储能装置之间，升降设备得电时，常闭触点断开，电磁推动器和储能装置之间的连接也断开，储能装置储能；升降设备失电时，其它失电制动装置包括电动机自带的失电抱闸装置立即发挥作用制动，但是电磁推动器并不立即失电，所述的只受总电源控制的继电器或者接触器常闭触点失电闭合，使电磁推动器与储能装置连接，储能装置对电磁推动器的延迟时间(放电时间)常数设计整定为其它失电制动装置单独完成制动需要的制动时间与电磁推动器及活动齿条的操纵机构的动作总延迟时间的差值；例如，某台升降设备的其它失电制动装置单独完成制动需要的制动时间为3.5S，电磁推动器及活动齿条的操纵机构的动作总延迟时间为0.2S，则储能装置对电磁推动器的延迟时间常数设计整定为(3.5S-0.2S＝)
3.3S，储能装置延时完成后，电磁推动器失电；当升降设备总电源断开无电时(包括初始状态或者失电后储能装置能量释放后的状态)、升降设备处于静止状态；活动齿条的操纵机构工作过程为，当电磁推动器主体1失电时，电磁推杆2带着保护块3下行、顶块4受弹簧7的弹力作用紧跟保护块3和电磁推杆2下行并且带动拉杆5、拉块9一起下行，固定在拉块9上的活动轴22跟随拉块9下行、带动左杠杆10、右杠杆20下臂绕左固定轴11、右固定轴21往外侧转动，左杠杆10、右杠杆20的上臂带动左活动齿条13、右活动齿条17往升降设备驱动齿条18中心方向移动，直至与驱动齿条18完全啮合的制动位置，顶块4停止下行，但是电磁推杆2带着保护块3继续下行一小段距离，达到与顶块4保持不接触的状态，以保证左活动齿条13、右活动齿条17与驱动齿条18可靠啮合,所述的一小段距离，是指2～5mm距离；当电磁推动器主体
1得电时，控制电磁推杆2上行，电磁推杆2带着保护块3上行、顶块4受保护块3的顶压也上行并且带动拉杆5、拉块9一起上行同时压缩弹簧7，固定在拉块9上的活动轴22跟随拉块9上行、带动左杠杆10、右杠杆20下臂绕左固定轴11、右固定轴21往内侧转动，左杠杆10、右杠杆
20的上臂带动左活动齿条13、右活动齿条17往离开升降设备驱动齿条18中心的方向移动，直至与升降设备驱动齿条18完全分离并有一小段间隙的自由位置，所述的一小段间隙，是指2～5mm间隙；调节螺母组6用于调节弹簧7的压力，支架8支持固定弹簧7的上端面的最高位置；如果出现异常情况，例如升降设备突然掉电、或者因为升降设备超速保护装置动作切断电源、或者因为升降设备到达极限位置保护装置动作切断电源等等，此时升降设备总电源立即无电，其它失电制动装置包括电动机自带的失电抱闸装置立即发挥作用制动，在储能装置延时完成后，电磁推动器主体1失电，电磁推杆2带着保护块3下行复位为初始状态、顶块4下行、左活动齿条13、右活动齿条17与驱动齿条18可靠啮合，保证了升降设备的安全；
紧急制动情况下，左活动齿条13、右活动齿条17一开始可能与驱动齿条18未有完全啮合，最不利的情况是如图4所示的制动时可能发生齿条的最高点与最高点接触的情况，此时在弹力作用下暂时成为摩擦制动，如果此时升降设备全部制动装置的制动力矩加起来足以实现制动，制动任务完成；如果此时升降设备全部制动装置的制动力矩加起来都不足以制止升降设备下滑，(因为有制动力矩作用，所以刚开始下滑会比较缓慢)，当下滑到错开最高点与最高点的位置时，左活动齿条13、右活动齿条17就会在弹力推动下挤入驱动齿条18的齿槽中(参见图5)，然后随着继续下滑，继续挤入，直至左活动齿条13、右活动齿条17与驱动齿条
18可靠啮合,实施制动；所述的电磁推动器，为一种选定工作方式为推动的长行程推拉电磁铁，是一种新型的电磁控制动作执行器件，采用电源加电控转换，大功率启动，小功率维持的工作方式，比产生同样大小作用力的老式电磁铁体积更小、自重更轻、更省电。
[0006] 所述的手动解锁机构，包括，开合螺母操纵手柄23、开合螺母组合24、传动螺杆25、蜗杆操纵手柄26、蜗轮蜗杆减速器27，其中开合螺母组合24和拉块9为固定连接、传动螺杆25和蜗轮蜗杆减速器27的蜗轮为固定连接，平常、开合螺母操纵手柄23置于开闸位置、开合螺母组合24处于开闸状态、其母螺纹与传动螺杆25的公螺纹无啮合、传动螺杆25对开合螺母组合24的运动无任何影响，从而手动解锁机构对电磁推动齿条式安全制动装置的运动无任何影响，当升降设备因为突然停电或者其它原因紧急制动停靠在不能与任何一个层站平层的位置时、此时可把开合螺母操纵手柄23置于合闸位置、使开合螺母组合24处于合闸状态、其母螺纹与传动螺杆25的公螺纹正常啮合、人工操作蜗杆操纵手柄26、使蜗轮蜗杆减速器27转动并带动传动螺杆25转动、传动螺杆25传动开合螺母组合24向上移动、开合螺母组合24带动拉块9向上移动，固定在拉块9上的活动轴22跟随拉块9上行、带动左杠杆10、右杠杆20下臂绕左固定轴11、右固定轴21往内侧转动，左杠杆10、右杠杆20的上臂带动左活动齿条13、右活动齿条17往离开升降设备驱动齿条18中心的方向移动，直至与升降设备驱动齿条18完全分离并有一小段间隙的自由位置；然后使用手动盘车机构，使升降设备就近平层；
所述的手动解锁机构必须设置在安全可靠不能随意开启的位置，制定了规章制度并且严格实施，确保只有具备了资质，得到授权的人员才能开启和使用。
[0007] 图6为仅制造出活动齿条的与驱动齿条相联系的部分的齿形的活动齿条示意图，为节约材料和减轻自重，活动齿条齿形仅制造活动齿条的与驱动齿条相联系的部分的齿形，沿齿宽B方向的靠近升降设备轿厢里面的、那部分不与驱动齿条联系的部分予以省略，如图6所示(图6画出的是右活动齿条，左活动齿条与右活动齿条为镜对称图形)，当然，所有齿形根部均有圆角过渡，以减少应力集中；所述的的活动齿条齿形齿宽B应大于驱动齿条齿宽。
[0008] 采用本发明的安全制动装置的升降设备各可能的制动停靠点之间的距离是其驱动齿条齿距(p＝πm)的整数倍，因此配置有本发明的电磁推动齿条式安全制动装置的升降设备的安装方法包括，进行和安装有关的前期土建施工时，必须通过对层站与层站的高度差进行精确测量，据此对各层站地坎进行施工、并准确控制层站与层站之间地坎上平面的高度差为驱动齿条齿距(p＝πm)的整数倍，根据GB/T10058的规定，允许误差为±10mm(施工内控要求应该小于此误差值)；在升降设备安装时，正确调节驱动齿条的位置，使得升降设备轿厢从第一层就停靠平层准确且在中位值，那么以后的停靠平层就能够符合要求，甚至在其它个别平层元件发生故障的时候，也能保证停靠平层准确；而且平层保持精度可以远优于GB/T10058规定的±20mm的要求。
[0009] 本发明采用电磁推动齿条啮合方式进行安全保护制动，避免了现有的摩擦制动方式可能出现的因为摩擦材料磨损、或者油污污染等引起的安全隐患，提高了安全制动的可靠性；即使遇见驱动齿轮发生问题的情况，也能可靠制动，确保安全；其平层保持精度可以达到远优于GB/T10058规定的±20mm的要求；结构较简单，自重较轻，有显著提高安全保护制动质量、提高运行性能、节约能源的有益效果。
