给电梯装上“智慧眼”

检修员在检修垂直电梯进入底坑前，先要按下安全开关。有一次，我目睹了这样一幕：一名检修员未遵守操作章程就下井工作，电梯突然启动，幸好及时被其他工作人员发现并紧急制动，才没有造成安全事故。之后，我一直思索如何为垂直电梯检修员提供更安全的保护措施。

目前，很多传感器都能感应到人体，如果给电梯装上传感器充当“智慧眼”，让它“看见”电梯底坑的情况后做出判断，不就可以避免事故了吗？

在家人及工作人员的陪同下，我观察了垂直电梯的井道、底坑，发现安全开关距离底坑较远，且不在处于电梯底坑的检修员的视线范围内，确实易被忽略。

一、调查风险点

经过实地调查，我发现检修垂直电梯时主要有3个风险点：外界风险——电梯底坑无光线或光线较弱，检修员在底坑工作时不易被他人发现；违规风险——检修员未遵守操作章程酿成事故，这可能是主观上不重视，也可能是遗漏操作步骤导致；电梯故障风险——在合规安全操作下，电梯的“保险”失灵而失去保护作用。

二、设计目标

（一）建立“主动发现”逻辑

检修员调试、修理垂直电梯时必须在电梯底坑工作，因此，可在原有的安全装置下增设一个感应器，使电梯具备“智慧眼”，主动探查电梯底坑是否有人。一旦检测到“返回信号”就断开安全回路，产生逻辑信号，形成有效的制动应答，保障检修员的安全。

（二）区分和减少误判

由于电梯底坑可能有老鼠等生物存在，必须让探测信息形成有效的逻辑判断——判断是否有人，避免因误判而导致不良后果。我选用高精度人体存在感应器来减少误判。

三、制作模型

（一）结构组成

系统模型由电梯轿厢厢体、底座、电动机、缆绳、滑轮、手动转换开关、人体存在感应器、连接线、显示灯等构成。

（二）组装模型

1.确定有效作用区域

在电梯模型的底坑入口接近爬梯所在位置安装人体存在感应器电源开关，并接入电源线，确保人体存在感应器的感应区域在电梯的底坑。

2.设置毫米波人体存在感应器

根据垂直电梯的常模参数，选择模拟和数字双模的人体存在感应器，在信号的反馈上与现有的安全制动逻辑信号用“与门”逻辑方式连接，形成组合信号并输送至信号接收装置，用以控制信号接收器。在距离底坑500毫米处安装人体存在感应器，并将常闭点串联在电梯安全回路上，形成逻辑“且”的双重保护。

安装后，可采用调试雷达模块的工具进行参数调节、测试。

（三）运行逻辑

1.检测开启

检测人体存在感应器是否正常，如果正常，进入工作状态，介入电梯工作逻辑。

2.信号处理

将人体存在感应器常闭点串联在原电梯安全回路中，产生逻辑判断“人体检测与否”。

3.建立“控制—响应”逻辑

当人体存在感应器信号逻辑输出时，信号介入程序输出线路，产生“断开与否”的安全回路的控制逻辑，控制运行回路和控制回路失电。若回路失电，则电梯无法运行。

4.电梯停止工作，进入检修模式

当检修员进入电梯底坑时，打开人体存在感应器电源开关，感应器检测到有人进入底坑，常闭点断开安全回路，电梯停止运行。此时，底坑显示绿灯灭，红灯亮，以示预警。

5.电梯进入正常运行模式

当检修工作完成后，检修员只需手动按下开关，电梯便可恢复运行。

6.电梯检验与测试

四、创新点

该安全系统可应用于其他生产与生活场景，如在煤矿井下作业、模具生产的送料等。今后，还可以进行在“底坑是否有检修员”的逻辑上增加语音播报模式如“检测到底坑有人，请注意”等改进。（指导老师：孙伟河）

专家点评

简僖璐同学的垂直电梯检修员安全保障改进系统，对于一名初中生来说，是件颇具技术含量的创新实践作品。这是由于该项目属于选题专业性较强，需具备较深厚的专业基础，并在专业实验室或专业机构完成的作品。因此，许多企业和个人都进行了早期和长时间研究，如迈高电梯有限公司的“对浅底坑电梯检修人员进行安全保护的系统”、奥的斯电梯公司名为“电梯底坑梯子安全网系统”等专利，对该问题的解决方式已形成较专业的前沿技术。

作者通过该项目的创新实践，在工程思维能力与相关技术的学习及应用能力上无疑都有较大的提升，这是值得肯定的。

建议同学们在实施项目之前，在指导老师的协助下进行项目查新，以便形成“人无我有、人有我优、人优我妙”的创新优势，提升自身原创能力，形成创新品格。