发明内容
[0003] 本发明的目的，是提供一种平层保持精度稳定的，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平层控制及安全制动装置。
[0004] 一种齿轮齿条式电梯的平层控制及安全制动装置(以下简称平层控制及安全制动装置)，包括，轨道组件、活动齿条、活动齿条的操纵机构、操纵机构的控制装置、承重部件；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15(在图1中兼承重部件)、下轨18形成的水平轨道，导向板27，和供活动齿条通过的轨道窗口孔11；活动齿条(右活动齿条16和左活动齿条12)穿过轨道窗口孔11，活动齿条的与驱动齿条相联系的部分的齿形处于可以与电梯的驱动齿条17啮合或者分离的位置，通过在轨道组件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，包括与电梯驱动齿条啮合的制动位置、或者与电梯驱动齿条完全分离并且有一段间隙的自由位置,所述的有一段间隙，是指驱动齿条和与其相对的活动齿条二者齿顶平面间有≥2mm的间隙；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13、右盖板未有画出)的一部分共同形成导向槽26，导向槽26与导向板27的配合部分为动配合，以防止活动齿条向轿厢28的外侧或者内侧窜动；活动齿条顶部在进入制动状态后与电梯轿厢的承重部件(图1中是承重部件兼上轨15)直接接触或者通过中间过渡承重部件接触承重；活动齿条的操纵机构操纵活动齿条在轨道组件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，机械装置、或者电气装置、或者液压装置、或者气动装置、或者电-液联合装置、或者电-气联合装置；所述的齿轮齿条式电梯的平层控制及安全制动装置，包括直接在电梯轿厢上设置的平层控制及安全制动装置组件，或者单独设置的独立的平层控制及安全制动装置组件、然后安装在电梯上；所述的电-液联合装置、或者电-气联合装置包括配套电磁阀，所述的配套电磁阀线圈的得电、失电受电梯电气控制系统的控制。
[0005] 图1为一种直接在电梯轿厢上设置的平层控制及安全制动装置的结构示意图，图示方向为齿轮齿条式电梯的平层控制及安全制动装置安装在电梯轿厢靠近电梯驱动齿条17的某一侧面的内部轿厢侧面上、从轿厢内部往轿厢侧面看所见，所以对于电梯驱动齿条
17只能看到其通过轨道窗口孔11显示的一小部分，右活动齿条16卸开了右盖板，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12加左盖板13的组合相似，二者是以齿条中间的中心点划线14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，支架7为半剖视，活塞2、缸体1的组合为全剖视；图1显示的是活动齿条与电梯驱动齿条啮合的制动位置，图2为图1所述的平层控制及安全制动装置处于自由位置状态的示意图；所述的一种直接在电梯轿厢上设置的平层控制及安全制动装置，包括轨道组件、活动齿条、活动齿条的操纵机构、操纵机构的控制装置、承重部件，所述的轨道组件包括轨道窗口孔11、导向板27、承重部件兼上轨15和下轨18形成的水平轨道，所述的活动齿条包括右活动齿条16和左活动齿条12，所述的右活动齿条16和左活动齿条12穿过轨道窗口孔11，活动齿条的与电梯的驱动齿条17相联系的部分的齿形处于可以与电梯的驱动齿条17啮合或者分离的位置，(为节约材料和减轻自重，齿形沿齿宽方向的靠近电梯轿厢里面的、那部分不与驱动齿条联系的部分可以省略)，通过在轨道组件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17的啮合或者分离，所述的确定的位置，包括与电梯驱动齿条啮合的制动位置、或者与电梯驱动齿条完全分离并且有一小段间隙的自由位置,所述的有一小段间隙，是指驱动齿条和与其相对的活动齿条齿顶平面间有2～5mm间隙；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(放大)，活动齿条与导轨相联系的部分的内端面上方开有导向缺口，与活动齿条盖板(左盖板13、右盖板未有画出)的一部分共同形成导向槽26，导向槽26与导向板27的配合为动配合，以防止活动齿条向轿厢28的外侧或者内侧窜动；右活动齿条
16和左活动齿条12顶部在进入制动状态后与承重部件兼上轨15直接接触承重；所述的直接在电梯轿厢上设置的平层控制及安全制动装置的活动齿条的操纵机构，包括，缸体1、活塞
2、顶块3、拉杆4、调节螺母组5、弹簧6、支架7、拉块8、活动轴21，左单臂杠杆31、左活动芯轴
32与左双臂杠杆34的铰链组件，右单臂杠杆37、右活动芯轴36与右双臂杠杆35的铰链组件，固定轴33；活动齿条的操纵机构工作过程由活动齿条的操纵机构的控制装置控制，所述的活动齿条的操纵机构的控制装置包括配套电磁阀51；活动齿条的操纵机构工作过程为，配套电磁阀51失电时，复位为初始位置，选定缸体1的下接口23为进气口(或者进油口)、上接口22为排气口(或者回油口)，活塞2上行、顶块3受活塞2的顶压也上行并且带动拉杆4、拉块
8一起上行同时压缩弹簧6，固定在拉块8上的活动轴21跟随拉块8上行、推动围绕在活动轴
21上的左单臂杠杆31的开放端和右单臂杠杆37的开放端上行，带动左单臂杠杆31、左活动芯轴32与左双臂杠杆34的铰链组件，和右单臂杠杆37、右活动芯轴36与右双臂杠杆35的铰链组件，绕固定轴33转动，左双臂杠杆34、右双臂杠杆35的下端往左右两侧张开，左双臂杠杆上端带动左活动齿条12、右双臂杠杆上端带动右活动齿条16往电梯驱动齿条17中心方向移动，直至与电梯驱动齿条17完全啮合的制动位置，对电梯制动；配套电磁阀51得电时，选定缸体1的下接口23为排气口、上接口22为进气口，活塞2下行、顶块3受弹簧6的弹力作用跟随活塞2下行并且带动拉杆4、拉块8一起下行，固定在拉块8上的活动轴21跟随拉块8下行、同时拉动围绕在活动轴21上的左单臂杠杆31的开放端和右单臂杠杆37的开放端下行，同时拉动左双臂杠杆34、右双臂杠杆35的下端从左右两侧往中间移动，左双臂杠杆上端带动左活动齿条12、右双臂杠杆上端带动右活动齿条16往离开电梯驱动齿条17中心的方向移动，直至与电梯驱动齿条17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5用于调节弹簧6的压力，支架7固定弹簧6的上端面的最高位置；其在配套电磁阀51和气源之间设置有一个手动换向阀用于在停电后必需时，人工手动控制变换电磁阀输入端的P口、R口、S口与进气管路或者排气管路抑或进油管路或者回油管路的连接，控制活塞的运动，从而控制平层控制及安全制动装置的制动或者释放，所述的手动换向阀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。
[0006] 所述的活动齿条的操纵机构的控制装置包括的电-液联合装置、或者电-气联合装置，包括，所述的缸体1的下接口23或者上接口22被选定为进气口(或者进油口)抑或为排气口(或者回油口)的状态，通过配套电磁阀51来控制，所述的配套电磁阀51是二位五通电磁阀，图4是配套电磁阀51失电时的控制状态示意图，失电时阀芯受复位弹簧作用复位为初始位置，电磁阀P口与A口通、P口接压缩空气气源的进气管路(或者压力油油源进油管路)、A口接缸体1的下接口23，S口与B口通、S口接排气管路(或者回油管路)、B口接缸体1的上接口22，此时、选定缸体1的下接口23为进气口(或者进油口)，缸体1的上接口22为排气口(或者回油口)，活塞2上行，左活动齿条12、右活动齿条16与电梯驱动齿条17可靠啮合实施制动；
图5是配套电磁阀51得电时的控制状态示意图，得电时阀芯受电磁铁作用移动达工作位置，电磁阀P口与B口通、P口接压缩空气气源(或者压力油油源)的进气管路(或者进油管路)、B口接缸体1的上接口22，R口与A口通、R口接排气管路(或者回油管路)、A口接缸体1的下接口
23，此时、选定缸体1的上接口22为进气口(或者进油口)，缸体1的下接口23为排气口(或者回油口),活塞2下行，直至左活动齿条12、右活动齿条16与电梯驱动齿条17完全分离并有一小段间隙的自由位置。
[0007] 所述的配套电磁阀51线圈的得电、失电受电梯电气控制系统的控制，所述的电气控制系统的配套电磁阀51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配套电磁阀51线圈和储能装置之间，电梯得电时，常闭触点断开，配套电磁阀51线圈和储能装置之间的连接也断开，储能装置储能；电梯失电时，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，但是配套电磁阀51线圈并不立即失电，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，使配套电磁阀51线圈与储能装置连接，储能装置对配套电磁阀51线圈的延迟时间(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-液联合装置、或者电-气联合装置动作延迟时间的差值；例如，某台电梯的其它失电制动装置单独完成制动需要的制动时间为4S，电-液联合装置、或者电-气联合装置动作延迟时间为0.5S，则储能装置对配套电磁阀51线圈的延迟时间常数设计整定为(4-0.5S＝)3.5S，储能装置延时完成后，配套电磁阀51线圈失电；当电梯总电源断开无电时(包括初始状态或者失电后储能装置能量释放后的状态)、电梯处于静止状态，所述的配套电磁阀51失电复位为初始状态；当电梯总电源断开、配套电磁阀51线圈失电、配套电磁阀51受复位弹簧作用处于初始状态、活塞2上行、直至左活动齿条12、右活动齿条16与电梯驱动齿条17可靠啮合的制动位置，电梯平层控制及安全制动装置对电梯实施制动；当电梯总电源接通、电梯的电气控制系统根据运行需要控制配套电磁阀51线圈的得电或者失电，当电梯准备启动时，电梯的电气控制系统控制配套电磁阀51的电磁铁得电，铁芯动作带动阀芯至工作位置，活塞2下行，直至左活动齿条12、右活动齿条16与电梯驱动齿条17完全分离并有一小段间隙的自由位置，为电梯启动做好准备；电梯启动后需要停止时，电梯的电气控制系统先断开电梯电动机电源，电动机减速，当接近停靠位置时，例如接近平层位置时，电梯的电气控制系统准时地控制配套电磁阀51线圈失电，复位为初始位置，控制活塞2上行，直至左活动齿条12、右活动齿条16与电梯驱动齿条17可靠啮合的制动位置；如果出现异常情况，例如电梯突然掉电、或者因为电梯超速保护装置动作切断电源、或者因为电梯到达极限位置保护装置动作切断电源等等，此时电梯总电源立即无电，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，储能装置延时完成后配套电磁阀51线圈失电，配套电磁阀51复位为初始状态、控制活塞2上行、左活动齿条12、右活动齿条16与电梯驱动齿条17可靠啮合，保证了电梯的安全；紧急制动情况下，左活动齿条12、右活动齿条16一开始可能与电梯驱动齿条17未有完全啮合，最不利的情况是如图6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，此时在活塞2的液压力或者气压力作用下暂时成为摩擦制动，如果此时电梯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；如果此时电梯全部制动装置的制动力矩加起来都不足以制止电梯下滑，(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12、右活动齿条16就会在活塞2的液压力或者气压力推动下挤入电梯驱动齿条17的齿槽中(参见图7)，然后随着继续下滑，继续挤入，直至左活动齿条12、右活动齿条16与电梯驱动齿条17可靠啮合；在配套电磁阀51和气源之间设置有一个手动换向阀，用于在停电后必需时(例如紧急制动后不在平层位置，需要启动手动装置缓慢移动至平层位置)，人工手动控制变换配套电磁阀51输入端的P口(进气口)、R口(排气口)、S口(排气口)与进气管路或者排气管路抑或进油管路或者回油管路的连接，控制活塞2的运动，从而控制平层控制及安全制动装置的制动或者释放；当然所述的手动换向阀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。
[0008] 图8为所述的齿轮齿条式电梯平层控制及安全制动装置的一种独立平层控制及安全制动装置组件的示意图，图中画面是卸去了底板的视图，底板的平面外围尺寸和面板55的一样，与面板55不同的是其上面没有轨道窗口孔50，当然底板还必须有足够的承重能力；所述的独立平层控制及安全制动装置组件，包括通过承重框架54、安装底板、面板55围成的一个独立空间，在所述的独立空间内的轨道组件、活动齿条、活动齿条的操纵机构、中间过渡承重部件的组件；所述的轨道组件包括承重部件兼上轨46和下轨47形成的水平轨道、轨道窗口孔50，所述的活动齿条包括左活动齿条12、右活动齿条16，所述的活动齿条的操纵机构包括，缸体1、活塞2、顶块3、拉杆4、调节螺母组5、弹簧6、支架7、拉块8，左单臂杠杆31、左活动芯轴32与左双臂杠杆34的铰链组件，右单臂杠杆37、右活动芯轴36与右双臂杠杆35的铰链组件，固定轴33，所述的操纵机构的控制装置包括，配套电磁阀51及其配套管路、电磁阀控制线路接口和输入管路接口，所述的中间过渡承重部件为承重框，通过螺栓连接或者其它连接方式与电梯轿厢的承重结构连接；电磁阀控制线路接口和输入管路接口与电梯的电气控制线路接口和管路接口连接；电-液联合装置、或者电-气联合装置的其余部分在电梯内部；其工作过程与[0007]段所述的一种直接在电梯轿厢上设置的平层控制及安全制动装置相同；其在配套电磁阀51和气源之间设置有一个手动换向阀用于在停电后必需时，人工手动控制变换电磁阀输入端的P口、R口、S口与进气管路或者排气管路抑或进油管路或者回油管路的连接，控制活塞的运动，从而控制平层控制及安全制动装置的制动或者释放，所述的手动换向阀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。
[0009] 采用本发明的平层控制及安全制动装置的电梯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平层控制及安全制动装置的电梯的安装方法包括，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(施工内控要求应该优于此误差值)；在电梯安装时，正确调节电梯与驱动齿条的互相配合，使得电梯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(参见GB/T10058-2009第3.3.7)。
[0010] 本发明采用液压或者气压控制齿条啮合，压力稳定、减小冲击；采用齿条啮合方式进行平层控制，其平层准确度可以达到优于GB/T10058-2009规定的±10mm的要求，保持精度可以达到远优于GB/T10058-2009规定的±20mm的要求；采用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；能够起到显著提高平层准确度及保持精度和提高安全保护制动质量的有益效果。
