給電梯裝上“智慧眼”

檢修員在檢修垂直電梯進入底坑前，先要按下安全開關。有一次，我目睹了這樣一幕：一名檢修員未遵守操作章程就下井工作，電梯突然啟動，幸好及時被其他工作人員發現并緊急制動，才沒有造成安全事故。之后，我一直思索如何為垂直電梯檢修員提供更安全的保護措施。

目前，很多傳感器都能感應到人體，如果給電梯裝上傳感器充當“智慧眼”，讓它“看見”電梯底坑的情況后做出判斷，不就可以避免事故了嗎？

在家人及工作人員的陪同下，我觀察了垂直電梯的井道、底坑，發現安全開關距離底坑較遠，且不在處于電梯底坑的檢修員的視線范圍內，確實易被忽略。

一、調查風險點

經過實地調查，我發現檢修垂直電梯時主要有3個風險點：外界風險——電梯底坑無光線或光線較弱，檢修員在底坑工作時不易被他人發現；違規風險——檢修員未遵守操作章程釀成事故，這可能是主觀上不重視，也可能是遺漏操作步驟導致；電梯故障風險——在合規安全操作下，電梯的“保險”失靈而失去保護作用。

二、設計目標

（一）建立“主動發現”邏輯

檢修員調試、修理垂直電梯時必須在電梯底坑工作，因此，可在原有的安全裝置下增設一個感應器，使電梯具備“智慧眼”，主動探查電梯底坑是否有人。一旦檢測到“返回信號”就斷開安全回路，產生邏輯信號，形成有效的制動應答，保障檢修員的安全。

（二）區分和減少誤判

由于電梯底坑可能有老鼠等生物存在，必須讓探測信息形成有效的邏輯判斷——判斷是否有人，避免因誤判而導致不良后果。我選用高精度人體存在感應器來減少誤判。

三、制作模型

（一）結構組成

系統模型由電梯轎廂廂體、底座、電動機、纜繩、滑輪、手動轉換開關、人體存在感應器、連接線、顯示燈等構成。

（二）組裝模型

1.確定有效作用區域

在電梯模型的底坑入口接近爬梯所在位置安裝人體存在感應器電源開關，并接入電源線，確保人體存在感應器的感應區域在電梯的底坑。

2.設置毫米波人體存在感應器

根據垂直電梯的常模參數，選擇模擬和數字雙模的人體存在感應器，在信號的反饋上與現有的安全制動邏輯信號用“與門”邏輯方式連接，形成組合信號并輸送至信號接收裝置，用以控制信號接收器。在距離底坑500毫米處安裝人體存在感應器，并將常閉點串聯在電梯安全回路上，形成邏輯“且”的雙重保護。

安裝后，可采用調試雷達模塊的工具進行參數調節、測試。

（三）運行邏輯

1.檢測開啟

檢測人體存在感應器是否正常，如果正常，進入工作狀態，介入電梯工作邏輯。

2.信號處理

將人體存在感應器常閉點串聯在原電梯安全回路中，產生邏輯判斷“人體檢測與否”。

3.建立“控制—響應”邏輯

當人體存在感應器信號邏輯輸出時，信號介入程序輸出線路，產生“斷開與否”的安全回路的控制邏輯，控制運行回路和控制回路失電。若回路失電，則電梯無法運行。

4.電梯停止工作，進入檢修模式

當檢修員進入電梯底坑時，打開人體存在感應器電源開關，感應器檢測到有人進入底坑，常閉點斷開安全回路，電梯停止運行。此時，底坑顯示綠燈滅，紅燈亮，以示預警。

5.電梯進入正常運行模式

當檢修工作完成后，檢修員只需手動按下開關，電梯便可恢復運行。

6.電梯檢驗與測試

四、創新點

該安全系統可應用于其他生產與生活場景，如在煤礦井下作業、模具生產的送料等。今后，還可以進行在“底坑是否有檢修員”的邏輯上增加語音播報模式如“檢測到底坑有人，請注意”等改進。（指導老師：孫偉河）

專家點評

簡僖璐同學的垂直電梯檢修員安全保障改進系統，對于一名初中生來說，是件頗具技術含量的創新實踐作品。這是由于該項目屬于選題專業性較強，需具備較深厚的專業基礎，并在專業實驗室或專業機構完成的作品。因此，許多企業和個人都進行了早期和長時間研究，如邁高電梯有限公司的“對淺底坑電梯檢修人員進行安全保護的系統”、奧的斯電梯公司名為“電梯底坑梯子安全網系統”等專利，對該問題的解決方式已形成較專業的前沿技術。

作者通過該項目的創新實踐，在工程思維能力與相關技術的學習及應用能力上無疑都有較大的提升，這是值得肯定的。

建議同學們在實施項目之前，在指導老師的協助下進行項目查新，以便形成“人無我有、人有我優、人優我妙”的創新優勢，提升自身原創能力，形成創新品格。