施工電梯防墜落自動安全門設計

周永杰 賴萃旺 賀偉萍

（廣州逸安工程機械有限公司，廣州 510890）

高層建筑行業施工為了運輸施工材料或者施工方便，往往需要使用施工電梯。施工電梯與各樓層之間的進出門一般選用單開式或雙開式。但是，不管選用哪種開門形式，施工電梯門的開啟與關閉大都憑借人工操作的方法，給在高空作業的操作人員造成了安全隱患。操作人員在開門與關門的過程中，一旦出現操作失誤，如滑倒和身體失去平衡等，都可能會威脅人員的人身安全[1-2]。

1 施工電梯防墜落自動安全門整體設計方案

為了解決現有施工電梯人工操作的隱患，設計一種自動控制的安全門，通過電機和絲桿組件來控制折疊門組件和下翻板門的位置狀態，從而實現翻板門處組件的自動開啟和關閉，避免人員操作失誤帶來人身安全隱患。

一種施工電梯電動翻板門的設計方案，如圖1 所示。該施工電梯的一面為施工電梯入口，負責貨物和工作人員的進入。施工電梯的另一面為出口，出口邊沿安裝有導軌，折疊門組件和下翻板門通過導軌滑塊安裝于導軌之上。在自動折疊門及翻轉門控制裝置驅動下，折疊門組件和下翻板門可以沿著導軌運動，從而實現折疊門組件和翻板門處的開啟和關閉。此外，在自動折疊門及翻轉門控制裝置旁邊設有專門的折疊門防墜落裝置，以防止折疊門墜落[3]。

圖1 施工電梯整體圖

2 施工電梯自動折疊門及翻轉門控制裝置

2.1 折疊門及翻轉門控制裝置的組成

為了實現折疊門及翻轉門自動化開門和關門的操作，避免出現因人員操作失誤而引起人身安全危害，設計了一種施工電梯自動折疊門及翻轉門控制裝置，結構如圖2所示。該裝置由驅動組件、絲杠組件、連桿組件、折疊門組件以及翻轉門5 大部分組成[4]。

折疊門組件包括4 個折疊門件。相鄰的折疊門件之間通過合頁裝置進行連接，靠近施工電梯口上端的折疊門件與施工電梯鉸接，下翻轉門與施工電梯口下端的施工電梯鉸接。驅動組件安裝在施工電梯的外壁面上，主要包括固定電機的電機安裝座和用于安裝驅動元件的電機。絲桿組件與電機軸連接，安裝在電機安裝座和軸承座之間，包括絲桿件、絲桿螺母件和軸承座。電機工作時，絲杠件開始旋轉，絲桿螺母件便可以在絲杠上前后滑動。絲桿螺母件的上下兩端分別以鉸接的方式連接有連桿組件（上連桿和下連桿），上連桿的另一端與折疊門組件鉸接，下連桿的另一端與下翻板門鉸接。

圖2 施工電梯自動折疊門及翻轉門控制裝置

2.2 動作原理

當控制開關打開后，電機工作，驅動絲杠件轉動，從而驅動絲桿螺母件在絲杠件上滑動，然后與之相連的連桿組件開始動作，拉動折疊門和翻轉門同步動作，即當絲桿組件作用折疊門組件和下翻板門相互靠近時，施工電梯自動安全門處于關閉狀態。絲桿組件作用下折疊門組件和下翻板門相互遠離時，施工電梯自動安全門處于打開狀態。

3 折疊門防墜落裝置

3.1 裝置組成

該施工電梯自動安全門采用折疊門和翻轉門雙開門的方式。由于折疊門組件比較重，折疊門組件有可能因為過重而墜落。如果施工電梯工作過程中發生折疊門墜落事件，必將發生安全事故，因此設計了折疊門防墜落裝置，結構如圖3 所示[5]。

圖3 折疊門防墜落裝置

折疊門由4 個折疊門件組成，其中上折疊門通過上折疊門導軌滑塊，下折疊門通過下折疊門導軌滑塊安裝在施工電梯出口的導軌中。在上連桿的驅動下，折疊門可以實現開合功能。另外，在下折疊門導軌滑塊上設計了折疊門防墜落卡銷。如果發生折疊門組件墜落事件，它可以卡在防墜落托桿上，防止折疊門掉落。施工電梯自動折疊門及翻轉門控制裝置絲桿組件的絲桿螺母件上安裝了一個凸輪塊，其上端面設有一個凸起部。在凸起部的兩側設有傾斜面，隨著電機驅動，絲桿螺母件在絲杠上滑動時，該凸輪快也會沿著絲杠方向發生滑動。施工電梯的外壁面且靠近開口的位置處設有推桿、防墜落托桿和限位座。推桿能相對于施工電梯的外壁面上下滑動，其中間位置靠近限位座的地方設計有推桿推塊。防墜落托桿的一端（防墜落托桿固定端）與施工電梯的外壁面鉸接，另一端可以放在限位座上。因此，當推桿向上滑動時，在推桿推快的作用下，防墜落托桿會繞著防墜落托桿固定端向上轉動。

3.2 動作原理

折疊門防墜落裝置動作原理如圖4 所示，可分為折疊門打開狀態、保持狀態以及關閉狀態3 種狀態。

圖4 折疊門防墜落裝置動作原理

3.2.1 打開狀態

當需要開啟折疊門時，電機驅動絲杠螺母件和凸輪塊沿著絲杠滑動。此時，落在凸輪快上的推桿會隨著凸輪塊的形狀先上移再下移，同時推桿上的推桿推塊也會先上移再下移。當推桿推塊上移時，它會抬升防墜落托桿，使防墜落托桿的另一端傾斜并與限位座相分離，使得防墜落托桿脫離折疊門導軌位置，從而完成折疊門沿著導軌打開，同時將下折疊門的防墜落卡銷上移到限位座上端。

3.2.2 保持狀態

隨著凸輪塊沿著絲杠滑動，推桿上的推桿推塊下移后，防墜落托桿回落到限位座上，保持超過出口導軌位置，做好折疊門墜落的預防準備。如果上連桿與折疊門組件連接失效或者發生故障，折疊門組件便會有墜落風險，掉落到防墜落托桿上。此時，防墜落卡銷會被防墜落托桿卡住，從而阻止折疊門組件繼續墜落起到保護作用。需要強調的是，電機也具有剎車功能，能實現在斷電情況下的自動鎖死。同時，絲杠件和絲杠螺母件也具有自鎖功能。多重安全保護機制可以更加有效地保護進出施工電梯的工人的人身安全。

3.2.3 關閉狀態

當需要關閉折疊門時，電機反向轉動，推動絲杠螺母件和凸輪塊沿著絲杠反向滑動，落在凸輪塊上的推桿便會隨著凸輪塊的形狀再次先上移再下移，同時推桿上的推桿推塊也會先上移再下移。推桿推塊上移時會抬升防墜落托桿，使防墜落托桿的另一端傾斜并與限位座相分離，防墜落托桿脫離折疊門導軌位置，下折疊門的防墜落卡銷下移到限位座下端，使得折疊門組件可以順著導軌向下滑動，從而完成折疊門沿著導軌實現關閉功能。

4 結語

本文設計了一套施工電梯自動折疊門及翻轉門控制裝置，可以完成電梯出口處折疊門和翻轉門的自動開合動作，較手動控制的電梯開合門有著更好的可操作性和安全性。為了防止發生折疊門墜落安全事故，在施工電梯自動折疊門及翻轉門控制裝置上設計了折疊門防墜落裝置，能夠保證折疊門開啟時折疊門組件不會因為過重而發生墜落危險，保障了施工安全，實現了施工電梯搬運施工時的自動化，有效保護了進出施工電梯的工人的人身安全。