扶梯梳齒板異物保護裝置檢測儀研究

黃元維

（江西省特種設備檢驗檢測研究院，江西 南昌330000）

現階段，自動扶梯已成為現代建筑空間中主要配備的公共交通設施之一，其在為人們提供出行便利的同時，也存在一定的事故風險，對人們的生命財產安全構成很大威脅。結合既往經驗來看，梳齒板安全保護裝置的失靈故障，是導致自動扶梯無法安全制動、引發扶梯夾人事故的主要問題之一。據此，我們有必要對扶梯梳齒板異物保護裝置的有效檢測方法展開探究討論。

1 扶梯梳齒板異物保護裝置檢測儀的設計原理

從技術原理上講，扶梯梳齒板異物保護裝置檢測儀主要以扶梯夾卡異物時的動作力水平為檢測對象，由此對保護裝置的有效性做出判斷。

在檢測儀的運行過程中，其會向扶梯保護裝置施加逐漸增長的力，以此模擬異物夾卡的實用場景。當作用力觸發保護裝置的保護動作時，相關人員便可對此時力的具體數值進行檢查。若檢測作用力與保護裝置的設計標準相匹配，則說明扶梯梳齒板異物保護裝置處在穩定、健康的狀態當中，可為自動扶梯的安全運行提供保障。

反之，若檢測作用力超過設計標準的允差范圍，則說明保護裝置存在故障，需要及時進行檢修或更換。

除此之外，扶梯梳齒板異物保護裝置在觸發保護動作后，能否及時、規范地完成復位，也是檢測儀需要檢測判定的重點項目[1]。

從公式原理上講，扶梯梳齒板異物保護裝置檢測儀相關技術流程涉及到運算公式如下：

第一，夾卡阻力檢測環節的運算公式。

該技術環節的基本公式為Fx=fN，f 為扶梯梳齒板在檢測動作下的卡阻系數。在此基礎上，當夾卡阻力Fx=Fmax時，說明夾卡阻力已達到可構成扶梯安全事故的風險水平，而保護裝置并未觸發有效的動作反饋，即裝置存在故障異常；當夾卡阻力Fx＜Fmax，但保護裝置已觸發動作反饋時，則說明保護裝置存在提前動作的問題，也應判定裝置存在故障異常；如果夾卡阻力Fx剛剛達到Fmax，保護裝置就同步產生了保護動作，則說明裝置具備理想的動作機制與靈敏度，即判定裝置不存在故障異常。

第二，復位作用力檢測環節的運算公式。

該技術環節的基本公式為△F=k△x，k 為彈簧的倔強系數，且彈簧滿足胡克定律的基本受力規則。當彈簧位移量△x=△xmax時，如果扶梯梳齒板異物保護裝置并未觸發保護動作，則可判定裝置存在故障異常；當彈簧位移量△x=△xmax時，如果扶梯梳齒板異物保護裝置雖已觸發了動作，但△x 并未在之后發生復位變化，或復位涉及的位移距離不達標，也可判定裝置存在故障異常。反之，如果△x 達到閾值時保護裝置發出同步動作，并在動作完成后及時執行標準復位，則說明扶梯梳齒板異物保護裝置驅動穩定、位移精確，無明顯的安全隱患存在。

2 扶梯梳齒板異物保護裝置檢測儀的設計思路

在設計扶梯梳齒板保護裝置檢測儀的結構體系時，相關人員可采取模塊化思路，將檢測系統分為動力模塊、傳動模塊、檢測模塊、輔助模塊以及能源介質五個部分。

其中，動力模塊主要用于檢測作用力的生成與加載，相關人員可依托手動泵、高壓軟管等構件構件液壓子系統，以此實現機械能向液壓力能的有效轉化，從而形成保護裝置檢測的基本力學條件；傳動模塊主要用于檢測作用力的傳遞，其主要由油管、油缸、油嘴等構件組成，可將液壓力能再次轉化為機械能。在常規設計思路下，油缸應在檢測儀運行中做直線運動，油管、油嘴等配套構件做橫向或豎向運動；檢測模塊主要用于保護裝置檢測過程中各項數據信息的精準化采集與呈現，其核心構件為力學傳感器與刻度測距裝置，分別進行夾卡阻力與彈簧位移量的測定。在檢測完成后，數據信息會呈現在設備前端的可視化屏幕上；輔助模塊則包含除了動力、傳動、檢測以外的其他必要構件，如前端顯示屏、開關子系統、儀器固定架、通電接口等；能源介質即檢測儀執行檢測任務時的作用力來源，以液壓油最為常見。

從整體來看，扶梯梳齒板異物保護裝置檢測儀的結構設計如圖1 所示[2]。

圖1 扶梯梳齒板異物保護裝置檢測儀的系統結構

表1 某扶梯梳齒板異物保護裝置檢測數據

3 扶梯梳齒板異物保護裝置檢測儀的應用實踐

3.1 扶梯梳齒板異物保護裝置檢測儀應用的流程方法

結合扶梯梳齒板異物保護裝置檢測儀的設計原理，可制定出如下檢測應用的流程方案：

首先，啟動檢測儀，基于動力模塊與傳動模塊，向扶梯梳齒板施加逐漸增大的作用力，以此模擬梳齒板被夾卡的風險情景。

其后，通過檢測儀的前端顯示屏，觀測夾卡阻力、彈簧位移量的數值變化情況。

最后，待扶梯梳齒板異物保護裝置觸發保護動作，或夾卡阻力、彈簧位移量達到最大值時，讀取并顯示屏數值分析其與設計標準之間的偏差情況，從而判定扶梯梳齒板異物保護裝置是否處在健康、穩定的性能狀態中。

在此基礎上，還可通過調整測量機構作用力方向的方式，模擬垂直、水平兩種情況下的異物夾卡情景，進而獲取到更有實效、更具適應性的檢測結果。

3.2 扶梯梳齒板異物保護裝置檢測儀應用的實踐效果

為了驗證扶梯梳齒板異物保護裝置檢測儀的應用實踐效果，對垂直、水平兩種傳動類型的自動扶梯設施進行了保護裝置檢測工作，并將模擬異物夾卡的作用力分為左側、中部、右側三個著力區域進行施加。

其中，左側、右側兩個區域的設計標準為梳齒板兩端向內80mm 處，中部為梳齒板總長的中心。在重復三次檢測完成后，計算出檢測數據的各項均值，并與扶梯梳齒板異物保護裝置的設計標準值進行比對，分析其具體的誤差情況，相關數據如表1所示。

驗證結果表明，檢測儀在檢測垂直傳動型扶梯的異物保護裝置時，所獲多次數據的左、右兩側各標準差更小，即對兩側異物夾卡背景下保護裝置性能的檢測精度更高；而在檢測水平傳動型扶梯的異物保護裝置時，所獲多次數據的中部標準差更小，即對梳齒板中段異物夾卡背景下保護裝置性能的檢測精度更高。

此外，基于相關技術規范，當檢測設備的相對誤差在±5%之內時，可判定其功能合格。

從這一角度來看，無論是在何種扶梯類型、何種作用力施加部位的應用環境中，檢測儀的相對誤差均處在允差范圍以內，且最大誤差僅為3.24%。

所以，可認定該檢測儀能達成良好、可靠的應用效果，能充分滿足扶梯梳齒板異物保護裝置的性能檢測與安全保障需求。

總而言之，若扶梯梳齒板異物保護裝置存在故障異常，無法在風險情況下及時觸發保護動作，將會導致自動扶梯形成較大的交通風險，不利于扶梯上人員安全的有效保障。

所以，基于自動扶梯梳齒板異物夾卡時的運行機制與力學原理，設計出科學合理的檢測儀器，具有高度的現實意義。

在實踐應用中，檢測儀可表現出可視化、參數化、便捷化的操作與使用特點，對扶梯保護裝置的故障問題進行精準響應，從而幫助相關人員做好裝置性能的充分了解、安全隱患的預先排查。