檢修員在檢修垂直電梯進(jìn)入底坑前，先要按下安全開(kāi)關(guān)。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(dòng)，幸好及時(shí)被其他工作人員發(fā)現(xiàn)并緊急制動(dòng)，才沒(méi)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(hù)措施。

目前，很多傳感器都能感應(yīng)到人體，如果給電梯裝上傳感器充當(dāng)“智慧眼”，讓它“看見(jiàn)”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(fā)現(xiàn)安全開(kāi)關(guān)距離底坑較遠(yuǎn)，且不在處于電梯底坑的檢修員的視線范圍內(nèi)，確實(shí)易被忽略。

一、調(diào)查風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)

經(jīng)過(guò)實(shí)地調(diào)查，我發(fā)現(xiàn)檢修垂直電梯時(shí)主要有3個(gè)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：外界風(fēng)險(xiǎn)——電梯底坑無(wú)光線或光線較弱，檢修員在底坑工作時(shí)不易被他人發(fā)現(xiàn)；違規(guī)風(fēng)險(xiǎn)——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(dǎo)致；電梯故障風(fēng)險(xiǎn)——在合規(guī)安全操作下，電梯的“保險(xiǎn)”失靈而失去保護(hù)作用。

二、設(shè)計(jì)目標(biāo)

（一）建立“主動(dòng)發(fā)現(xiàn)”邏輯

檢修員調(diào)試、修理垂直電梯時(shí)必須在電梯底坑工作，因此，可在原有的安全裝置下增設(shè)一個(gè)感應(yīng)器，使電梯具備“智慧眼”，主動(dòng)探查電梯底坑是否有人。一旦檢測(cè)到“返回信號(hào)”就斷開(kāi)安全回路，產(chǎn)生邏輯信號(hào)，形成有效的制動(dòng)應(yīng)答，保障檢修員的安全。

（二）區(qū)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(cè)信息形成有效的邏輯判斷——判斷是否有人，避免因誤判而導(dǎo)致不良后果。我選用高精度人體存在感應(yīng)器來(lái)減少誤判。

三、制作模型

（一）結(jié)構(gòu)組成

系統(tǒng)模型由電梯轎廂廂體、底座、電動(dòng)機(jī)、纜繩、滑輪、手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、人體存在感應(yīng)器、連接線、顯示燈等構(gòu)成。

（二）組裝模型

1.確定有效作用區(qū)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(yīng)器電源開(kāi)關(guān)，并接入電源線，確保人體存在感應(yīng)器的感應(yīng)區(qū)域在電梯的底坑。

2.設(shè)置毫米波人體存在感應(yīng)器

根據(jù)垂直電梯的常模參數(shù)，選擇模擬和數(shù)字雙模的人體存在感應(yīng)器，在信號(hào)的反饋上與現(xiàn)有的安全制動(dòng)邏輯信號(hào)用“與門”邏輯方式連接，形成組合信號(hào)并輸送至信號(hào)接收裝置，用以控制信號(hào)接收器。在距離底坑500毫米處安裝人體存在感應(yīng)器，并將常閉點(diǎn)串聯(lián)在電梯安全回路上，形成邏輯“且”的雙重保護(hù)。

安裝后，可采用調(diào)試?yán)走_(dá)模塊的工具進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)、測(cè)試。

（三）運(yùn)行邏輯

1.檢測(cè)開(kāi)啟

檢測(cè)人體存在感應(yīng)器是否正常，如果正常，進(jìn)入工作狀態(tài)，介入電梯工作邏輯。

2.信號(hào)處理

將人體存在感應(yīng)器常閉點(diǎn)串聯(lián)在原電梯安全回路中，產(chǎn)生邏輯判斷“人體檢測(cè)與否”。

3.建立“控制—響應(yīng)”邏輯

當(dāng)人體存在感應(yīng)器信號(hào)邏輯輸出時(shí)，信號(hào)介入程序輸出線路，產(chǎn)生“斷開(kāi)與否”的安全回路的控制邏輯，控制運(yùn)行回路和控制回路失電。若回路失電，則電梯無(wú)法運(yùn)行。

4.電梯停止工作，進(jìn)入檢修模式

當(dāng)檢修員進(jìn)入電梯底坑時(shí)，打開(kāi)人體存在感應(yīng)器電源開(kāi)關(guān)，感應(yīng)器檢測(cè)到有人進(jìn)入底坑，常閉點(diǎn)斷開(kāi)安全回路，電梯停止運(yùn)行。此時(shí)，底坑顯示綠燈滅，紅燈亮，以示預(yù)警。

5.電梯進(jìn)入正常運(yùn)行模式

當(dāng)檢修工作完成后，檢修員只需手動(dòng)按下開(kāi)關(guān)，電梯便可恢復(fù)運(yùn)行。

6.電梯檢驗(yàn)與測(cè)試

四、創(chuàng)新點(diǎn)

該安全系統(tǒng)可應(yīng)用于其他生產(chǎn)與生活場(chǎng)景，如在煤礦井下作業(yè)、模具生產(chǎn)的送料等。今后，還可以進(jìn)行在“底坑是否有檢修員”的邏輯上增加語(yǔ)音播報(bào)模式如“檢測(cè)到底坑有人，請(qǐng)注意”等改進(jìn)。（指導(dǎo)老師：孫偉河）

專家點(diǎn)評(píng)

簡(jiǎn)僖璐同學(xué)的垂直電梯檢修員安全保障改進(jìn)系統(tǒng)，對(duì)于一名初中生來(lái)說(shuō)，是件頗具技術(shù)含量的創(chuàng)新實(shí)踐作品。這是由于該項(xiàng)目屬于選題專業(yè)性較強(qiáng)，需具備較深厚的專業(yè)基礎(chǔ)，并在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室或?qū)I(yè)機(jī)構(gòu)完成的作品。因此，許多企業(yè)和個(gè)人都進(jìn)行了早期和長(zhǎng)時(shí)間研究，如邁高電梯有限公司的“對(duì)淺底坑電梯檢修人員進(jìn)行安全保護(hù)的系統(tǒng)”、奧的斯電梯公司名為“電梯底坑梯子安全網(wǎng)系統(tǒng)”等專利，對(duì)該問(wèn)題的解決方式已形成較專業(yè)的前沿技術(shù)。

作者通過(guò)該項(xiàng)目的創(chuàng)新實(shí)踐，在工程思維能力與相關(guān)技術(shù)的學(xué)習(xí)及應(yīng)用能力上無(wú)疑都有較大的提升，這是值得肯定的。

建議同學(xué)們?cè)趯?shí)施項(xiàng)目之前，在指導(dǎo)老師的協(xié)助下進(jìn)行項(xiàng)目查新，以便形成“人無(wú)我有、人有我優(yōu)、人優(yōu)我妙”的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，提升自身原創(chuàng)能力，形成創(chuàng)新品格。