自動(dòng)扶梯急停裝置的專利技術(shù)發(fā)展路線分析

周琦

【摘? 要】 近年我國自動(dòng)扶梯傷人事件頻繁發(fā)生，其中造成事故嚴(yán)重后果的主要原因是并未對扶梯采取緊急制動(dòng)，由此可見急停裝置的重要性，本文通過對CNABS專利數(shù)據(jù)庫和SIPO專利數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對用于扶手的急停裝置的專利技術(shù)路線進(jìn)行梳理分析。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)扶梯;急停裝置;技術(shù)路線;

1.自動(dòng)扶梯急停裝置技術(shù)概況

1.1自動(dòng)扶梯急停裝置

電梯，是指動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，利用剛性導(dǎo)軌運(yùn)行的箱體或者沿固定線路運(yùn)行的梯級(jí)（踏步），進(jìn)行升降或者平行運(yùn)送人、貨物的機(jī)電設(shè)備。包括人（貨）電梯、自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行道。隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，許多公共場所都安裝了電梯。自動(dòng)扶梯以其不間斷性和大流量性能，深的商場、機(jī)場等人群流量較大用戶的青睞。具不完全統(tǒng)計(jì)：在電梯事故中墜落，占事故的15%;機(jī)械部件間隙產(chǎn)生的擠壓，占事故的43%;跌倒，占事故的9%;運(yùn)行中發(fā)生的逆轉(zhuǎn)，占事故的9%;與物體發(fā)生碰撞、剪切，占事故的15%。近年來發(fā)生過多起小孩子因?yàn)榇笕耸韬龆蛔詣?dòng)扶梯擠壓的事故、事故發(fā)生時(shí)因?yàn)殡娞轃o法判斷事故已經(jīng)發(fā)生而繼續(xù)運(yùn)行，所以造成了嚴(yán)重的后果。為此，自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道都有紅色緊急制動(dòng)裝置，一般在扶梯入口下方側(cè)面。

1.2 自動(dòng)扶梯急停裝置技術(shù)分類

自動(dòng)扶梯急停按鈕根據(jù)具體安裝的位置的為不同可以分為三類：分別是扶手處急停裝置、出入口處急停裝置、以及多處急停裝置;而根據(jù)急停裝置實(shí)際要解決的問題進(jìn)行劃分，則分為兩類，第一類為自動(dòng)扶梯自身內(nèi)部出現(xiàn)問題，即防逆轉(zhuǎn)、斷鏈?zhǔn)郊蓖Ｑb置、第二類外部導(dǎo)致急停，即防異物式急停裝置;目前，國內(nèi)市場上常見的安裝急停裝置的是出入口式急停裝置，這種出入口形式的急停裝置已經(jīng)廣泛應(yīng)用乘客輸送設(shè)備中，以保證乘客乘坐的安全性，而對于第二種分類劃分，其中研究較多的是防異物式急停裝置。

2.自動(dòng)扶梯急停裝置專利技術(shù)發(fā)展路線

自動(dòng)扶梯急停裝置專利技術(shù)從上世紀(jì)40年代開始發(fā)展，不同時(shí)期其發(fā)展測重的技術(shù)角度有所不同。本章節(jié)側(cè)重于自動(dòng)扶梯急停裝置的發(fā)展路線，并正對每一技術(shù)分支的重要專利進(jìn)行分析，并分析重要專利。

2.1自動(dòng)扶梯防逆轉(zhuǎn)、斷鏈急停裝置技術(shù)發(fā)展路線

安全是自動(dòng)扶梯的重中之重，其中在以往的經(jīng)歷中，自動(dòng)扶梯傳動(dòng)鏈發(fā)生意外，例如斷鏈、逆轉(zhuǎn)等情況，這些都會(huì)造成自動(dòng)扶梯的急停，因此關(guān)于自動(dòng)扶梯防逆轉(zhuǎn)、斷鏈的急停裝置是自動(dòng)扶梯系統(tǒng)中的重要組成部分，其影響著自動(dòng)扶梯系統(tǒng)的諸多性能，如安全性、美觀性、可靠性等。圖1為自動(dòng)扶梯防逆轉(zhuǎn)、斷鏈急停裝置技術(shù)發(fā)展路線圖。

最早的關(guān)于自動(dòng)扶梯急停裝置系統(tǒng)的專利申請出現(xiàn)于1945年，是由美國提出的，當(dāng)時(shí)僅僅是用按鈕連接總控制器而已，當(dāng)有人按下按鈕，就會(huì)傳送到總控制器，使得其產(chǎn)生急停信號(hào)，且該形式持續(xù)了較長的時(shí)間，直至后來美國奧蒂斯電梯公司提出的關(guān)于急停裝置的進(jìn)一步的改進(jìn)，更兼顧器實(shí)用性和可靠性;隨著技術(shù)的發(fā)展，以及自動(dòng)扶梯領(lǐng)域的不斷發(fā)展的進(jìn)步，電梯的結(jié)構(gòu)也在不斷完善，當(dāng)時(shí)然勢必也會(huì)出現(xiàn)不同的各種的問題，其中鏈條都是有一定的使用壽命德，使用的時(shí)間長了，必然會(huì)發(fā)生各種各樣的問題，其中最常見的就是斷鏈和逆轉(zhuǎn)這兩種形式，這兩種形式都會(huì)對影響電梯的運(yùn)行，造成自動(dòng)扶梯的急停。

考慮到上述問題的存在，2000年由日本的日立電梯公司提出了較為完備的防逆轉(zhuǎn)、斷鏈急停裝置，其采用了連桿式的檢測裝置來來對鏈條進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測到斷鏈或者逆轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)，就立即控制自動(dòng)扶梯急停，但是其缺點(diǎn)也是顯而易見的，其結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾能力差;2001年日立公司緊接著提出了一種新型的防逆轉(zhuǎn)、斷鏈急停裝置，其采用了連桿制動(dòng)抓形式的急停裝置，并且在傳感器方面進(jìn)行了改進(jìn)，而隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，傳感器技術(shù)也越來越成熟，檢測技術(shù)也隨之發(fā)生著翻天覆地的變化，緊接著，2006年，三菱公司提出了另一種新形式的急停裝置，其采用了擺桿觸發(fā)的形式，這極大地提高了可靠性，但是該種方式相應(yīng)的帶來一些負(fù)面問題，例如安裝成本較高、容易損壞等，因此，該種形式在自動(dòng)扶梯急停裝置系統(tǒng)中的應(yīng)用并不是很廣泛;隨后，隨著我國電梯技術(shù)的逐漸起步，以及技術(shù)的相對成熟，中國專利的數(shù)量成一種井噴形式的增長，電梯領(lǐng)域也不例外，其中表現(xiàn)最為突出的，當(dāng)屬長三角地方的企業(yè)，這些申請人重點(diǎn)關(guān)注了防逆轉(zhuǎn)、斷鏈急停裝置，但是其并未提出具有創(chuàng)新的地方，其技術(shù)主要構(gòu)思還是基于日立的技術(shù)思路。只是在一些傳動(dòng)構(gòu)件和傳感器上有一些改進(jìn)，因此從上述發(fā)展路線，可以看到：國內(nèi)申請人從事乘客輸送設(shè)備的企業(yè)，技術(shù)構(gòu)思和國外申請人相似，技術(shù)積累較為薄弱，技術(shù)研究遠(yuǎn)不及國外申請人深入，但部分技術(shù)方面也存在可觀的小改進(jìn)，值得后續(xù)進(jìn)一步研究。

2.2自動(dòng)扶梯扶手處急停裝置技術(shù)發(fā)展路線

自動(dòng)扶梯急停裝置的安裝形式一直是各大企業(yè)廠家研究的重點(diǎn)，從中也產(chǎn)出了較多的專利申請，從1945年自動(dòng)扶梯急停裝置系統(tǒng)的誕生至今，自動(dòng)扶梯急停裝置的安裝形式經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的不斷地朝向拆裝便利、安裝穩(wěn)固、使用方便的方向演化發(fā)展，如今技術(shù)大體上已經(jīng)趨近于成熟。圖2是自動(dòng)扶梯急停裝置系統(tǒng)安裝形式中對于扶手處的急停裝置的技術(shù)發(fā)展路線圖。

用于扶手處的自動(dòng)扶梯急停裝置在不同階段有著不同的結(jié)構(gòu)，總體來說是分為三個(gè)階段進(jìn)行發(fā)展的：早期的自動(dòng)扶梯結(jié)構(gòu)比較簡單，扶手帶由驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，從1945年開始，自動(dòng)扶梯急停裝置系統(tǒng)剛剛出現(xiàn)，那時(shí)的自動(dòng)扶梯急停裝置的目的僅僅是為了防止異物進(jìn)入，保障乘客的安全，安裝方式也很簡單，僅僅是通過簡單的傳感部件等固裝在扶手蓋板的下部，當(dāng)卡緊異物時(shí)就可以觸發(fā)器其中的傳感裝置，從而帶動(dòng)急停裝置運(yùn)作，進(jìn)而保障乘客的安全，但是其安全效果和拆裝便利性無疑是不足的。

隨著時(shí)間的推移，以及自動(dòng)扶梯領(lǐng)域整體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化的進(jìn)行，以及日本經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，國外的電梯企業(yè)迅速崛起，中期出現(xiàn)了好多外國的申請人，其申請人主要是：株式會(huì)社日立、三菱電梯、東芝電梯等，這些申請人技術(shù)發(fā)展路線十分清晰，其中株式會(huì)社日立、以及三菱的表現(xiàn)尤為突出。這兩大電梯企業(yè)對自動(dòng)扶梯急停裝置的扶手處的安裝形式都或多或少地進(jìn)行了改進(jìn)，大體上可分為兩個(gè)改進(jìn)方向，一種方向是在將設(shè)置在扶手帶內(nèi)部的傳感裝置進(jìn)行外移，預(yù)留出特定的安裝空間，將其安置于該空間中;另外一種是將該裝置集成于一個(gè)盒子中，而該盒子設(shè)置于扶手欄板中或者欄板下方。到了后期，研究人員開始追求觸感上的舒適化、以及自動(dòng)的扶梯急停裝置的相應(yīng)速度等問題上的優(yōu)化，后期的急停裝置采用的往往是多個(gè)傳感器的組合式的結(jié)構(gòu)，基于之前的各階段的結(jié)構(gòu)，將不同形式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合，既能達(dá)到良好的結(jié)構(gòu)緊湊的效果，又能減少響應(yīng)的時(shí)間。

正如上面所說的那樣，兩種不同安裝形式的自動(dòng)扶梯急停裝置系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)很明顯，且基本上對立;第一種外移方式的自動(dòng)扶梯急停裝置的優(yōu)點(diǎn)很明顯，其不易被認(rèn)為損壞，節(jié)省空間，且裝飾效果更好，整體美觀，缺點(diǎn)則是拆裝不便，維修成本高，而第二種形式的自動(dòng)扶梯急停裝置的優(yōu)點(diǎn)則為并于拆卸和安裝，并且更容易被人員識(shí)別和操作，缺點(diǎn)則是與其相對的更易于人為損壞，占用空間大，整體美觀效果不如前者。

從自動(dòng)扶梯急停裝置發(fā)展至今，扶手位置急停裝置的兩種安裝形式均有較為廣泛的應(yīng)用，但總體上第二種更為廣泛些，這是因?yàn)榧蓖Ｑb置，顧名思義，所要起到的最大的效果就是保障乘客的安全，任何時(shí)候安全都是要放在第一位的，因此更容易被發(fā)現(xiàn)、更容易被操作往往是各大企業(yè)考慮的首要因素，縱觀涉及到自動(dòng)扶梯急停裝置的所有的專利申請文獻(xiàn)也可以發(fā)現(xiàn)，各大企業(yè)在“如何使得急停裝置更容易被簡單快捷的操作”這一點(diǎn)上也投入了很大的研究力度，產(chǎn)生的相關(guān)專利申請的數(shù)量也是占比例最大的。

通過上述的自動(dòng)扶梯扶手位置急停裝置的技術(shù)發(fā)展路線的分析，大體上可以看出，具體的自動(dòng)扶梯扶手位置急停裝置的安裝形式需要根據(jù)自身所需去選擇，無論哪種形式的自動(dòng)扶梯扶手位置急停裝置的安裝均有其市場需求，關(guān)鍵在于使用時(shí)找到相應(yīng)的側(cè)重點(diǎn)，那就能更好的發(fā)揮其作用。

3.結(jié)語

自動(dòng)扶梯的技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)相對成熟，突破性的改進(jìn)已經(jīng)非常困難了，在這種情況下，中國需要加快自動(dòng)扶梯的發(fā)展，中國申請人需要投入更多精力在自動(dòng)扶梯急停裝置的研究中，首先跟上國外技術(shù)的腳步，然后結(jié)合實(shí)際面對的問題，尋找突破口，在自動(dòng)扶梯的研究發(fā)展中留下中國的痕跡。