(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011157346.4
(22)申请日 2020.10.26
(71)申请人 上海工程技术大学
地址 201620 上海市松江区龙腾路333号
(72)发明人 吴爱中
(74)专利代理机构 上海唯智赢专利代理事务所
(普通合伙) 31293
代理人 韩松
(51)Int.Cl.
B66B 5/04(2006.01)
B66B 5/18(2006.01)
(54)发明名称
方法
(57)摘要
本发明公开了一种高速电梯安全钳的试验
内布置有板车，板车上设有电梯安全钳实验台
架，待测试的电梯安全钳固定在电梯安全钳实验
台架上；水平坑道的侧壁上架设有电梯导轨；水
平坑道内还设有用于监测电梯安全钳实验台架
速度且与电梯安全钳连接的电梯限速器。本发明
采用水平布置的形式，其建设成本低，突破了目
前高速电梯安全钳测试领域的高投入的现状；其
安全性好，安装、调试及观察的便捷性更好；由于
没有楼层隔板等障碍，工作效率更高；采用板车
运载实验台架，驱动技术纯熟，能够实现更高的
速度，
应用前景好。权利要求书2页 说明书7页 附图4页CN 112158700 A 2021.01.01
C N 112158700
A
1.一种高速电梯安全钳的试验装置，其特征在于，包括水平坑道、形同电梯轿厢的电梯安全钳实验台架以及用于承载并驱动电梯安全钳实验台架的板车；
所述水平坑道内布置有板车，板车的运动方向与水平坑道的长度方向相同，板车上固定布置有电梯安全钳实验台架，待测试的电梯安全钳固定在电梯安全钳实验台架上；
所述水平坑道的侧壁上架设有电梯导轨，当电梯安全钳动作时，钳块与电梯导轨之间产生摩擦力实现安全钳制动；
所述水平坑道内还设有用于监测电梯安全钳实验台架速度的电梯限速器，所述电梯限速器通过限速器绳与所述待测试的电梯安全钳连接，当电梯限速器监测到电梯安全钳实验台架超速时，电梯限速器与待测试的电梯安全钳联动，对电梯安全钳实验台架实施制动。
2.根据权利要求1所述的一种高速电梯安全钳的试验装置，其特征在于，所述水平坑道底部设有两条相互平行的钢轨，板车布置在所述钢轨上且沿着钢轨水平运动；
所述钢轨通过扣件与水平坑道底部固定。
3.根据权利要求1所述的一种高速电梯安全钳的试验装置，其特征在于，所述电梯导轨共有两条，分别布置在电梯安全钳实验台架的两侧；
所述电梯导轨为T型实心电梯导轨，其通过导轨支架与水平坑道侧壁固定。
4.根据权利要求1所述的一种高速电梯安全钳的试验装置，其特征在于，所述水平坑道的两端水平布置有两个液压缓冲器，水平坑道中还布置有电梯限速器；
所述电梯限速器为离心式限速器，电梯限速器的限速器钢丝绳通过连杆与电梯安全钳的拉杆连接，进而完成电梯限速器与电梯安全钳联动。
5.根据权利要求2所述的一种高速电梯安全钳的试验装置，其特征在于，所述板车包括牵引电机、齿轮减速箱、轮对、轴箱、构架、牵引连接装置、小车地板和紧急制动系统；
所述构架整体呈工字形，构架的四个自由端分别设有用于安装车轴的轴箱，相对的两车轮间通过传动轴连接，所述传动轴上套有齿轮减速箱，齿轮减速箱的传动齿轮与套在牵引电机的输出轴的输出齿轮匹配，所述牵引电机固定在传动轴上；
所述紧急制动系统包括多个对应安装在每个车轮上的紧急制动器。
6.根据权利要求5所述的一种高速电梯安全钳的试验装置，其特征在于，所述紧急制动器包括电磁线圈和铁芯、制动拉杆、压紧弹簧、制动臂、制动连杆、销轴以及制动闸片；
所述电磁线圈和铁芯位于制动拉杆的中部且与制动拉杆共轴，制动拉杆上连有两相互平行且与制动拉杆垂直的制动臂，制动拉杆的两端设置有压紧弹簧，所述压紧弹簧一端与制动拉杆的限位端连接，另一端与制动臂连接；
在两个制动臂远离制动拉杆的一端安装制动闸片，两制动臂的中部通过一制动连杆彼此连接，所述制动连杆平行于制动拉杆，其通过销轴与制动臂连接。
7.根据权利要求4所述的一种高速电梯安全钳的试验装置，其特征在于，所述待测试的电梯安全钳共有两个，其分别固定在电梯安全钳实验台架的两侧；
所述电梯安全钳实验台架包括方形轿厢；
所述方形轿厢的测试运动方向的两边角上套有托梁，方形轿厢外设有环形加强梁结构，所述环形加强梁包括依次连接的主梁I、侧梁I、主梁II和侧梁II，四者首尾相连围成一方形结构，主梁I位于方形轿厢测试运动方向侧，侧梁I和侧梁II平行于所述电梯导轨，待测试的电梯安全钳固定在所述侧梁I和侧梁II上。
8.根据权利要求7所述的一种高速电梯安全钳的试验装置，其特征在于，所述方形轿厢外还设有四根斜拉杆结构，所述斜拉杆结构的一端固定在侧梁I或侧梁II远离托梁端，另一端固定在托梁上，斜拉杆结构、托梁与侧梁I或侧梁II三者围成一直角三角形结构。
9.根据权利要求1所述的一种高速电梯安全钳的试验装置，其特征在于，所述高速电梯安全钳的试验装置还包括用于控制板车的综合控制平台和用于获取板车速度及加速度的传感器。
10.应用如权利要求1～9任一项所述的高速电梯安全钳的试验装置测试高速电梯安全钳的方法，其特征在于，其步骤如下：
(1)将待测试的电梯安全钳安装在电梯安全钳实验台架上，将待测试的电梯安全钳与电梯限速器连接，确保电梯限速器可以被触发动作，并能有效提拉安全钳楔块，并在电梯安全钳实验台架上添加载荷并安装传感器；
(2)调整安全钳压紧弹簧的预紧力，使钳块与电梯导轨保持适当距离；水平坑道内调试运行板车，确保板车及电梯安全钳实验台架各行其道，来回运行顺畅无卡阻；
(3)在试验起点位置，启动并加速板车，使板车和电梯安全钳实验台架的运行速度达到电梯限速器触发速度，相应的安全回路信号立即切断电源，与此同时，电梯限速器的机械部件动作迅速触发安全钳动作；
(4)观察电梯安全钳制动过程的现象，记录数据，如综合控制平台通过监测制动减速度预判出安全钳制动失败，板车的紧急制动系统将立即介入实施紧急制动；
(5)测试结束，安全回路中相关开关手动复位，反向运行电动板车使安全钳复位。
一种高速电梯安全钳的试验装置及其应用方法
技术领域
[0001]本发明属于电梯安全钳的研究开发和性能测试技术领域，涉及一种高速电梯安全钳的试验装置及其应用方法。
背景技术
[0002]由于电梯技术水平的进步，以及越来越多的摩天高楼对高速电梯的旺盛需求，电梯的设计速度和实际运行速度在不断提高。在上世纪后期，全球运行速度最快的电梯大多出现在日本，根据相关资料记载，电梯最高速度从1968年的300m/min提高到1974年的540m/ min，然后又提升到了1993年的810m/min。进入21世纪以后，超高速电梯开始出现在、中国大陆和中东地区。目前，上海中心大厦和广州东塔配置的超高速电梯瞬时速度可以达到1200m/min，为当今之最。
[0003]不言而喻，高速电梯的运行安全性最为重要，即使在极其紧急的情况下(譬如悬挂部件断裂时)，电梯系统的安全保护装置也应当发挥可靠作用，保证轿厢内乘客安全。安全钳是电梯安全保护装置中最关键的部件，它与限速器联动，实现电梯失控和超速的保护作用，是防止电梯轿厢坠落的最后一道屏障。典型的高速电梯安全钳由钳体、钳块、压紧弹簧等主要元件组成，安全钳动作时，钳块与导轨之间产生强大摩擦力使轿厢制停。
[0004]高速电梯安全钳的研究开发具有很大难度，涉及较多新材料、新工艺和新方法，因此需要经过大量的探索性试验。同时由于电梯安全钳是极为重要的安全部件，当新产品开发完成以后，样机需经过十分严苛的可靠性测试；此外，在产品上市以前还要通过严格的型式试验。目前，针对电梯安全钳的性能测试大多是在电梯试验塔上完成。为了开发更高速的电梯产品，近年来电梯试验塔的高度也是越建越高。根据行业资料显示，目前全球最高的电梯试验塔高度达到了300m，投资金额高达数亿元人民币。
[0005]除了电梯试验塔的建造费用高以外，在垂直电梯试验塔上开展安全钳试验还存在很多安全隐患和技术上的缺憾。首先，电梯试验塔内的井道很深，光线也不够明亮，试验人员安装调试实验样机，以及布置传感器、数据线等实验装置的时候极不方便，有坠落和剪切的危险。其次，电梯塔内不同楼层的试验人员之间存在楼板和墙体等物理阻隔，人员之间的目视、通话、联络、预警等配合都非常不便，配合不当不但影响工作效率，而且可能会导致安全问题。再次，电梯塔封闭井道内的电梯安全钳装设在轿厢底部侧面，人员难以接近，开展安全钳试验时，人员在井道外根本无法直接观察摩擦制动实验现象。最后，电梯安全钳试验完成以后，需要对电梯安全钳、轿厢等部件进行复位，必要时还需更换电梯导轨，电梯塔内进行相关操作都极为不便。综上所述，目前广泛采用的基于垂直电梯试验塔的电梯安全钳试验方法及装置还存在诸多技术问题亟待解决。
[0006]因此，开发一种能够克服以上缺陷的高速电梯安全钳的试验装置极具现实意义。
发明内容
[0007]本发明的目的在于克服现有技术费用高且操作使用不便的缺陷，提供一种能够克
服以上缺陷的高速电梯安全钳的试验装置。
[0008]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0009]一种高速电梯安全钳的试验装置，包括水平坑道、形同电梯轿厢的电梯安全钳实验台架以及用于承载并驱动电梯安全钳实验台架的板车；
[0010]所述水平坑道内布置有板车，板车的运动方向与水平坑道的长度方向相同，板车上固定布置有电梯安全钳实验台架，待测试的电梯安全钳固定在电梯安全钳实验台架上；[0011]所述水平坑道的侧壁上架设有电梯导轨，当电梯安全钳动作时，钳块与电梯导轨之间产生摩擦力实现安全钳制动；
[0012]所述水平坑道内还设有用于监测电梯安全钳实验台架速度的电梯限速器，所述电梯限速器与所述待测试的电梯安全钳连接，当电梯限速器监测到电梯安全钳实验台架超速时，电梯限速器与待测试的电梯安全钳联动，对电梯安全钳实验台架实施制动。
[0013]在实际应用中，水平坑道可建筑在固定实验场地的地坪以下，坑道的三面围壁和长度方向的两个端面都具有足够的强度。为了将来开发更高速的电梯产品，坑道长度考虑为500米，试验速度可以达到120km/h(基于目前的电力牵引技术水平测算)。同时，基于试验项目及装置的可扩展性考虑，坑道横截
面尺寸大于电梯轿厢的横截面尺寸，并留足坑道加盖子的空间，以便将来可以将电梯轿厢整体地水平放置于坑道内进行气体动力学等相关试验。
[0014]相比于垂直布置的现有技术，本发明的高速电梯安全钳试验装置采用水平布置的形式，其建设成本低，提供了一种低成本的测试方案，突破了高速电梯安全钳测试领域的高投入的现状；同时，该装置使用和维护的便捷性好，安全性好(无坠落风险)；另外，采用板车为电梯安全钳实验台架提供动力，相比于现有曳引电梯技术(由电动机旋转带动曳引轮绳槽上钢丝绳运动，进而牵引电梯轿厢上上下下运动)而言，其驱动与控制技术更为先进成熟，可以达到更高的试验速度，应用前景好。
[0015]作为优选的技术方案：
[0016]如上所述的一种高速电梯安全钳的试验装置，所述水平坑道底部设有两条相互平行的钢轨，板车布置在所述钢轨上且沿着钢轨水平运动；
[0017]所述钢轨通过扣件与水平坑道底部固定。本发明的保护范围并不仅限于此，由于板车为双排轮设计，因此采用两条相互平行的钢轨，实际上本领域技术人员可根据实际需要对轨道及板车进行合理调整。
[0018]如上所述的一种高速电梯安全钳的试验装置，所述电梯导轨共有两条，分别布置在电梯安全钳实验台架的两侧；
[0019]所述电梯导轨为T型实心电梯导轨，其通过导轨支架与水平坑道侧壁固定，以实现最大程度地模拟试验。
[0020]如上所述的一种高速电梯安全钳的试验装置，所述水平坑道的两端水平布置有两个液压缓冲器以保护板车，其不仅能够避免因为板车失控碰撞坑道端面引发的板车损毁，还可基于液压缓冲器开展速电梯缓冲器的试验项目，水平坑道中还布置有电梯限速器；[0021]所述电梯限速器为离心式限速器，电梯限速器的限速器钢丝绳通过连杆与电梯安全钳的拉杆连接，进而完成电梯限速器与电梯安全钳联动。本发明的电梯限速器的形式并不仅限于此，本领域技术人员可根据实际情况进行调整，本发明仅给出一种可行的技术方
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