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专利名称：室内电梯的超载检测装置及使用该装置控制电梯的方法

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN201910678984.1

专利申请（专利权）人：山东奔速电梯股份有限公司
权利人地址：山东省莱芜市莱城工业区汇河大道以北、莱城大道以西

专利发明（设计）人：李长明,朱小云,车超超,丁明芳,李少弘,焦玉

专利摘要：本发明涉及室内电梯的超载检测装置及使用该装置控制电梯的方法，包括轿厢，轿厢和电机相连，电机的转轴和卷筒相连，卷筒表面设有两根绳索，两根绳索的底端分别和卷筒相连，两根绳索的顶端分别绕过卷筒和两个定滑轮后固定在轿厢的上方位置，两个定滑轮设置在轿厢顶部两侧位置，绳索的顶端和定滑轮之间的竖直段沿轿厢运动轨迹设置以承载轿厢，电机驱动卷筒转动，以收紧或释放卷筒表面的绳索，使轿厢上行或下行。本发明将卷筒偏置设置在两个定滑轮之间，使两根绳索在负载状态下的变形量不同，两根绳索变形量的差值具有额定量，此额定量与轿厢的最大额定负载相对应，通过检测两根绳索变形量的差值是否超过额定量，来判断轿厢是否超载。

主权利要求：室内电梯的超载检测装置及使用该装置控制电梯的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及室内电梯的超载检测装置及使用该装置控制电梯的方法。
背景技术
[0002] 随着经济水平的不断提高，城市化和城镇化进程的不断推进，人们的住宅形式向高层楼房、别墅的趋势发展。在高层楼房的建设过程中，会单独设计电梯井道，大多使用曳
引式电梯，具有相对完善独立的控制及运行系统，相关技术的发展和应用已相对成熟；而在
别墅这类低层建筑中，别墅的层高一般设计为两层或三层，大多数别墅中不会设计电梯，而
且因为曳引式电梯的整套设备结构复杂，需要配备井道，会占用很大空间，考虑到占用空间
问题和曳引式电梯的造价问题，大多数别墅中都没有安装电梯，但是，近年来随着我国人口
老龄化问题的加大，老年人居住在别墅中靠楼梯上下楼很不方便，而且存在安全隐患，因
此，市场上对小型家用电梯的需求也越来越迫切，现有技术中小型家用电梯技术应用比较
广泛的是螺杆式小型电梯，能够直接安装在别墅中，不需要配备井道，结构相对简单，但是
螺杆式的电梯结构存在缺陷：电梯轿厢的运行需要依靠螺杆的转动，也就是说需要在电梯
轿厢的运行轨迹位置竖直安装螺杆，对螺杆安装的垂直度提出较高要求，因为如果螺杆的
安装垂直度不高，倾斜后容易导致轿厢运行到高处，也就是运行到上层位置时出现重心偏
移，尤其当轿厢载荷较大，或长期使用后，容易出现螺杆弯折，导致轿厢运行不稳定，存在较
大的安全隐患；而目前螺杆式小型电梯也的确存在上述问题，根据正在使用此类产品的用
户反馈表明，螺杆式小型电梯需要频繁检修维护，设备运行的故障率高。

[0003] 发明人根据现有技术存在的缺陷，提出并设计出了室内电梯结构，这种室内电梯是利用电机收紧或释放绳索来实现轿厢的上行和下行，但因为家用室内电梯不同于有井道
的曳引电机，考虑到空间有限和设备成本的控制，发明人设计使用两根绳索牵引轿厢的结
构，而因为绳索的牵引方式不同于现有的电梯，因此现有的超载检测系统也不适合应用在
本方案的电梯结构中，而考虑到家用室内电梯的结构相比曳引电梯结构更加简单，因此对
超载检测也是有必要性，避免超载后出现危险。

发明内容
[0004] 本发明提供了室内电梯的超载检测装置及使用该装置控制电梯的方法，将卷筒偏置设置在两个定滑轮之间，使两根绳索和卷筒之间的距离不同，利用两根绳索与卷筒的不
对称设置方式，使两根绳索在负载状态下的变形量不同，两根绳索变形量的差值具有额定
量，此额定量与轿厢的最大额定负载相对应，通过检测两根绳索变形量的差值是否超过额
定量，来判断轿厢是否超载，应用的结构十分巧妙合理，不需要设置复杂的电气检测系统，
就能够及时准确的检测电梯处于超载状态，解决了现有技术中存在的问题。

[0005] 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：室内电梯的超载检测装置，包括：

[0006] 轿厢，所述轿厢和电机相连，所述电机的转轴和卷筒相连，所述卷筒表面设有两根绳索，两根所述绳索的底端分别和卷筒相连，两根所述绳索的顶端分别绕过卷筒和两个定
滑轮后固定在轿厢的上方位置，两个定滑轮设置在轿厢顶部两侧位置，所述绳索的顶端和
定滑轮之间的竖直段沿轿厢运动轨迹设置以承载所述轿厢，所述电机驱动卷筒转动，以收
紧或释放卷筒表面的绳索，使轿厢上行或下行；

[0007] 所述卷筒偏置设置在两根绳索之间，使两根所述绳索在负载状态下的变形量不同，且两根所述绳索的变形量差值具有额定量；

[0008] 检测单元，所述检测单元适于检测两根绳索的变形量差值大于所述额定量的变化。

[0009] 进一步的，两个所述定滑轮和支撑件相连，且两根绳索的竖直段沿所述支撑件对称设置，两个定滑轮之间的所述支撑件设有铰接轴，所述支撑件沿铰接轴向变形量大的绳
索一侧转动，使所述支撑件的转动具有额定转动量。

[0010] 进一步的，所述检测单元包括位置检测开关，所述位置检测开关设置在大于所述支撑件额定转动量的转动方向上。

[0011] 进一步的，靠近所述卷筒一侧的所述绳索和卷筒的相切位置位于卷筒的下部，远离所述卷筒一侧的所述绳索和卷筒的相切位置位于卷筒的上部。

[0012] 进一步的，所述支撑件的铰接轴位于两根绳索的中间位置，所述电机和支撑件相连，所述电机的位置跟随所述支撑件的转动发生变化。

[0013] 进一步的，所述位置检测开关设置在所述电机的位置变化方向上，以检测电机的转动量大于所述额定转动量的变化。

[0014] 进一步的，还包括致动件，所述致动件与支撑件或电机相连，所述致动件的位置跟随支撑件或电机的转动发生变化，所述致动件的位置包括使位置检测开关接通的第一位置
区间和使的位置检测开关断开的第二位置区间。

[0015] 进一步的，所述支撑件设置在两个固定梁中间，所述固定梁沿铰接轴的轴向设置在支撑件的两侧，所述铰接轴穿过所述支撑件后与两个固定梁相连，所述电机一端和支撑
件相连，电机和支撑件的相连位置靠近变形量小的绳索一侧，所述致动件设置在电机的另
一端位置，且所述位置检测开关设置在致动件的下方位置，所述位置检测开关和固定梁相
连。

[0016] 进一步的，所述支撑件设置在两个固定梁中间，所述固定梁沿铰接轴的轴向设置在支撑件的两侧，所述铰接轴穿过所述支撑件后与两个固定梁相连，所述致动件和支撑件
靠近变形量大的绳索一侧相连，所述位置检测开关设置在支撑件的下方。

[0017] 进一步的，所述支撑件设置在两个固定梁中间，所述固定梁沿铰接轴的轴向设置在支撑件的两侧，所述铰接轴穿过所述支撑件后与两个固定梁相连，所述致动件和支撑件
的靠近变形量小的绳索一侧相连，所述位置检测开关设置在支撑件的上方位置。

[0018] 使用所述的超载检测装置控制电梯的方法，包括如下步骤：
[0019] 检测两根绳索的变形量差值大于所述额定量的实际变形量；
[0020] 根据所述实际变形量确定所述电梯是否处于超载状态；
[0021] 若所述电梯处于超载状态，则控制电机保持停止且发出超载警报。
[0022] 本发明采用上述结构的有益效果是，将卷筒偏置设置在两个定滑轮之间，使两根绳索和卷筒之间的距离不同，利用两根绳索与卷筒的不对称设置方式，使两根绳索在负载
状态下的变形量不同，两根绳索变形量的差值具有额定量，此额定量与轿厢的最大额定负
载相对应，通过检测两根绳索变形量的差值是否超过额定量，来判断轿厢是否超载，应用的
结构十分巧妙合理，不需要设置复杂的电气检测系统，就能够及时准确的检测电梯处于超
载状态。

附图说明
[0023] 图1为本发明的立体结构示意图。
[0024] 图2为本发明的局部侧视结构示意图。
[0025] 图3为本发明的位置检测开关的第一种实施方式的结构示意图。
[0026] 图4为本发明的位置检测开关的第二种实施方式的结构示意图。
[0027] 图5为本发明的位置检测开关的第三种实施方式的结构示意图。
[0028] 图中，1、轿厢；2、电机；3、卷筒；4、绳索；5、定滑轮；6、支撑件；7、铰接轴；8、位置检测开关；9、致动件；10、固定梁。
具体实施方式
[0029] 为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。

[0030] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开
的具体实施例的限制。

[0031] 另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此
不能理解为对本申请的限制。

[0032] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除
非另有明确具体的限定。

[0033] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以
是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可
以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0034] 在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描
述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个
实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例
或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中
以合适的方式结合。

[0035] 如图1?5所示，室内电梯的超载检测装置，包括轿厢1，轿厢1和电机2相连，电机2的转轴和卷筒3相连，卷筒3表面设有两根绳索4，两根绳索4的底端分别和卷筒3相连，两根绳
索4的顶端分别绕过卷筒3和两个定滑轮5后固定在轿厢1的上方位置，两个定滑轮5设置在
轿厢1顶部两侧位置，绳索4的顶端和定滑轮5之间的竖直段沿轿厢1运动轨迹设置以承载轿
厢1，电机2驱动卷筒3转动，以收紧或释放卷筒3表面的绳索4，使轿厢1上行或下行；卷筒3偏
置设置在两根绳索4之间，使两根绳索4在负载状态下的变形量不同，且两根绳索4的变形量
差值具有额定量；并设置检测单元，检测单元适于检测两根绳索4的变形量差值大于额定量
的变化。在本实施例中，将卷筒3偏置设置在两个定滑轮5之间，使两根绳索4和卷筒3之间的
距离不同，利用两根绳索4与电机2卷筒3的不对称设置方式，使两根绳索4在负载状态下的
变形量不同，两根绳索4变形量的差值具有额定量，此额定量与轿厢1的最大额定负载相对
应，例如：将轿厢1的额定最大负载设计为800KG，当轿厢1内的负载等于800KG时，此时两根
绳索4的变形量差值即为额定量；当轿厢1内的负载超过800KG时，两根绳索4的变形量差值
超过额定量，通过检测两根绳索4变形量的差值是否超过额定量，来判断轿厢1是否超载，应
用的结构十分巧妙合理，不需要设置复杂的电气检测系统，就能够及时准确的检测电梯处
于超载状态。

[0036] 在优选的实施例中，两个定滑轮5和支撑件6相连，且两根绳索4的竖直段沿支撑件6对称设置，两个定滑轮5之间的支撑件6设有铰接轴7，支撑件6沿铰接轴7向变形量大的绳
索4一侧转动，使支撑件6的转动具有额定转动量。本实施例中，将两个定滑轮5设置在支撑
件6上，并将支撑件6铰接设置，两根绳索4的变形量差值会使支撑件6沿铰接轴7转动，两根
绳索4的变形量差值的变化会使支撑件6向变形量大的绳索4一侧转动的角度不同，负载越
大，两根绳索4变形量的差值越大，则支撑件6的转动角度越大，当负载达到轿厢1的额定最
大负载时，此时支撑件6的转动量为额定转动量，当轿厢1超载时，两根绳索4的变形量的差
值超过额定量，进而使支撑件6的转动量超过额定转动量。

[0037] 在优选的实施例中，检测单元包括位置检测开关8，位置检测开关8设置在大于支撑件6额定转动量的转动方向上。为了检测两根绳索4变形量的差值是否超过额定量，可以
通过检测支撑件6的转动量是否超过额定转动量来实现，因此本实施例中在大于支撑件6额
定转动量的转动方向上设置位置检测开关8，当支撑件6转动量超过额定转动量时，会触发
位置检测开关8，获得检测信号。

[0038] 在优选的实施例中，靠近卷筒3一侧的绳索4和卷筒3的相切位置位于卷筒3的下部，远离卷筒3一侧的绳索4和卷筒3的相切位置位于卷筒3的上部。绳索4在经过定滑轮5后
和卷筒3缠绕相连，会使绳索4产生反向弯曲，反向弯曲会降低绳索4的抗疲劳能力，而因为
卷筒3需要偏置设置在两个定滑轮5之间，因此两根绳索4从定滑轮5到卷筒3的位置不同，考
虑到反向弯曲的潜在风险，将靠近卷筒3一侧的绳索4从卷筒3下部向上部缠绕，将远离卷筒
3一侧的绳索4从卷筒3上部向下缠绕；如果绳索4的和卷筒3的缠绕方向与上述设置方向相
反，则会严重降低靠近卷筒3一侧的绳索4的抗疲劳能力，使两根绳索4的抗疲劳能力相差过
大，长期使用后可能导致靠近卷筒3一侧的绳索4发生断裂，存在较大的安全隐患。

[0039] 在优选的实施例中，支撑件6的铰接轴7位于两根绳索4的中间位置，电机2和支撑件6相连，电机2的位置跟随支撑件6的转动发生变化。考虑到轿厢1的平稳性，需要使支撑件
6上的两个定滑轮5沿轿厢1顶部对称设置，在这种情况下，为了使支撑件6的转动量更加直
接准确的体现两根绳索4变形量的差值变化，将支撑件6的铰接轴7设置在两根绳索4的中间
位置，使卷筒3相当于沿铰接轴7偏置设置，使支撑件6的转动量变化更加合理，有利于确保
对支撑件6转动量检测的准确性。可以理解的是，使电机2固定设置在支撑件6上，电机2和卷
筒3能够跟随支撑件6实现同步转动，为后续位置检测开关8的不同设置方式提供支持。

[0040] 在优选的实施例中，位置检测开关8设置在电机2的位置变化方向上，以检测电机2的转动量大于额定转动量的变化。本实施例中提出了位置检测开关8的另一种设置方式，因
为上述方案中记载了电机2和支撑件6相连，使电机2和支撑件6同步转动，也就使电机2具有
和支撑件6同步变化的转动量，可以理解的，电机2的转动量也具有额定转动量，设置在电机
2转动方向上的位置检测开关8能够检测电机2转动量超过额定转动量的状态，也就能够检
测电梯是否处于超载状态。

[0041] 可以理解的是，位置检测开关8的触发可以根据支撑件6或电机2的自身结构来触发，例如支撑件6或电机2表面的凸起结构，不过这种触发方式使位置检测开关8的安装条件
会受到限制，需要先考虑支撑件6或电机2表面的凸起位置，根据凸起位置再设定位置检测
开关8，而如果凸起位置不容易找到或不太合适，则会导致位置检测开关8的安装遇到阻碍，
但是，这也具有能够触发位置检测开关的可能性，作为一种可替代的方案存在。

[0042] 在优选的实施例中，还包括致动件9，致动件9与支撑件6或电机2相连，致动件9的位置跟随支撑件6或电机2的转动发生变化，致动件9的位置包括使位置检测开关8接通的第
一位置区间和使的位置检测开关断开的第二位置区间。本实施例中设置有致动件9，使致动
件9与支撑件6或电机2相连，连接位置可以灵活调整选择，则位置检测开关8的安装更加方
便，与致动件9的配合更加合理；致动件9会跟随支撑件6或电机2的转动发生位置变化，而因
为两根绳索4的变形量差值具有不超过额定变形量和超过额定变形量的两种区间，相应的，
支撑件6或电机2的转动量具有不超过额定转动量和超过额定转动量的两种区间，相应的，
支撑件6或电机2上的致动件9的位置包括使位置检测开关8接通的第一位置区间和使的位
置检测开关8断开的第二位置区间。

[0043] 在优选的实施例中，支撑件6设置在两个固定梁10中间，固定梁10沿铰接轴7的轴向设置在支撑件6的两侧，铰接轴7穿过支撑件6后与两个固定梁10相连，电机2一端和支撑
件6相连，电机2和支撑件6的相连位置靠近变形量小的绳索4一侧，致动件9设置在电机2的
另一端位置，且位置检测开关8设置在致动件9的下方位置，位置检测开关8和固定梁10相
连。考虑到支撑件6的具体安装，在轿厢1顶部设置固定梁10，将支撑件6铰接设置在固定梁
10内，而致动件9和电机2的连接位置可以选择安装在靠近变形量大的绳索4一侧，且电机2
在靠近变形量小的绳索4一侧和支撑件6进行连接，能够使致动件9具有充足的转动空间，位
置检测开关8具有充足的安装空间，以便准确表达两根绳索变形量的差值变化，具体的，位
置检测开关8可以与固定梁10进行连接，拆装方便；而如果致动件9的转动空间不够，而轿厢
1的实际额定负载较大，则会出现致动件9转动到最大位置时，依旧无法表达轿厢1的超载状
态。可以理解的是，如附图4所示，在实际安装使用时，因为支撑件6距离轿厢1顶部的距离有
限，位置检测开关8设置在轿厢1的顶部位置，可能需要使用连接件增高致动件9的相对高
度，以保证致动件9的位置变化具有合理的第一位置区间和第二位置区间。

[0044] 在优选的实施例中，如附图5所示，支撑件6设置在两个固定梁10中间，固定梁10沿铰接轴7的轴向设置在支撑件6的两侧，铰接轴7穿过支撑件6后与两个固定梁10相连，致动
件9和支撑件6靠近变形量大的绳索4一侧相连，位置检测开关8设置在支撑件6的下方。本实
施例中，通过检测支撑件6的转动量是否超过额定转动量来判断是否超载，因为支撑件6的
转动方向是沿铰接轴7朝着变形量大的绳索4一侧翻转，可以将致动件9连接在支撑件6向下
翻转的一侧，因此需要在支撑件6向下翻转一侧的下方位置设置位置检测开关8，考虑到位
置检测开关8和致动件9之间的距离变化，可以通过连接件将致动件9设置在支撑件6的上方
位置。

[0045] 在优选的实施例中，支撑件6设置在两个固定梁10中间，固定梁10沿铰接轴7的轴向设置在支撑件6的两侧，铰接轴7穿过支撑件6后与两个固定梁10相连，致动件9和支撑件6
的靠近变形量小的绳索4一侧相连，位置检测开关8设置在支撑件6的上方位置。本实施例
中，通过检测支撑件6的转动量是否超过额定转动量来判断是否超载，因为支撑件6的转动
方向是沿铰接轴7朝着变形量大的绳索4一侧翻转，可以将致动件9连接在支撑件6向上翻转
的一侧，此时，需要将位置检测开关8设置在支撑件6的上方位置，使致动件9跟随支撑件6向
上翻转时触发位置检测开关8。

[0046] 使用上述超载检测装置控制电梯的方法，包括如下步骤：
[0047] 如果两根绳索4的变形量差值大于额定量的实际变形量，则支撑件6或电机2的转动量超过额定转动量，则与支撑件6或电机2相连的致动件9触发位置检测开关8；

[0048] 位置检测开关8触发后向控制器发送信号，控制器接收信号后判断两根绳索4的实际变形量超过额定量，进而确定电梯处于超载状态；

[0049] 若电梯处于超载状态，则控制器向电机2发送信号，控制电机2保持停止且发出超载警报。

[0050] 可以理解的是，控制器经导线分别与电机2、位置检测开关8、报警器相连，控制器可选购PLC控制器，位置检测开关8可选用限位开关或光电传感器(如接近开关)，能够被致
动件9触发即可，PLC控制器的具体电路连接都采用本领域的现有技术，在此不作赘述。

[0051] 上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。

[0052] 本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

专利地区：山东

专利申请日期：2019-07-25

专利公开日期：2023-07-25

专利公告号：CN110626907B