摩天輪轎廂門鎖裝置鎖緊狀態監控措施

張宇光 金彥 姚俊 歐陽惠卿

摘 要：摩天輪轎廂門鎖裝置鎖緊可靠，是保證摩天輪安全運行的關鍵因素。通過對轎廂門鎖裝置的鎖緊狀態進行監控，可進一步保障設備安全運行。文章介紹了一種簡易的具有鎖緊狀態監控功能的轎廂門鎖裝置，文章提出的解決方案對摩天輪轎廂門鎖裝置的優化設計具有一定參考意義。

關鍵詞：轎廂;門鎖裝置;監控

中圖分類號：TS952.8文獻標識碼：A文章編號：1674-1064（2021）09-0-03

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.09.017

近年來，隨著我國社會經濟的高速發展，旅游休閑產業也實現了快速發展，摩天輪作為一種常見的大型游樂設施，兼具觀光和娛樂于一體，深受各年齡段廣大游客的喜愛。乘客坐在轎廂中，隨著摩天輪逐漸升高，視野也逐漸開闊，升至最高點時，可盡情欣賞周圍美景，令人心曠神怡[1]。但是，在摩天輪運行過程中，受沖擊、振動及游客的不安全行為等影響，在少數極端情況下可能出現轎廂門鎖裝置失效、艙門打開現象，進而發生乘客高空跌落事故，后果不堪設想。因此，為保證摩天輪設備的安全運行，確保摩天輪轎廂門鎖裝置的安全可靠至關重要。

1 摩天輪轎廂門鎖裝置的相關要求和安全現狀

1.1 游樂設施標準中關于摩天輪轎廂門鎖裝置的要求

游樂設施相關標準中關于摩天輪轎廂門鎖裝置的要求具體如下：

GB 8408-2018《大型游樂設施安全規范》第6.9.11.4條規定：“距地面1 m以上的封閉座艙的門，應設乘客在內部不能開啟的兩道鎖緊裝置或一道帶保險的鎖緊裝置[2]。”

GB/T 18164-2020《觀覽車類游樂設施通用技術條件》將觀覽車類游樂設施分為8種常見形式，摩天輪屬于其中的A型（有主軸摩天輪型）和B型（無主軸摩天輪型）。該標準第5.3.3條規定：“A型、B型觀覽車轎廂門及其固定和鎖緊裝置的結構，應能抵抗乘客沿著轎廂門開啟方向的推力，其推力應按作用點位于轎廂門鎖位置且不小于1 kN計算[3]。”第5.4.21條規定：“A型、B型觀覽車轎廂采用自動推拉門時，應設置鎖緊信號反饋系統[3]。”

在上述標準要求中，關于摩天輪門鎖鎖緊狀態的監控方面，明確采用自動推拉門時，應設置鎖緊信號反饋系統;而對于由操作人員手動操作開關轎廂門時，并沒有強制要求設置鎖緊信號反饋系統。

1.2 摩天輪轎廂門鎖裝置安全現狀

按照標準要求，目前轎廂門鎖都采取乘客在內部不能開啟的兩道鎖緊裝置，當其中任一道鎖緊裝置失效時，另外一道鎖緊裝置都能獨立起到鎖緊作用，從而提高轎廂門鎖的安全可靠性。一般情況下不會發生轎廂門鎖裝置失效、艙門打開的現象，但在少數極端情況下仍存在一定的風險。

摩天輪屹立在戶外，長年經受日曬雨淋，有些地區還要能夠耐受季節性的狂風驟雨或冰雪嚴寒等惡劣氣象條件，設備使用過程中難免會出現轎廂門鎖失效的情況。如果轎廂有一道鎖緊裝置失效而運營使用單位維護保養不到位，未能及時發現該問題，就可能出現設備帶病運行的情況。一旦在設備運行過程中另一道轎廂鎖緊裝置也失效，就會出現兩道鎖緊裝置同時失效的情況。此外，也存在游樂設施生產單位設計時考慮不夠周全，兩道門鎖裝置結構類似，會由于同一因素影響其鎖緊的可靠性，甚至可能出現兩道鎖緊裝置同時失效的情況。比如，某摩天輪設備轎廂門鎖的兩道鎖緊裝置都采用將門把手插入撞塊的結構，如圖1所示[4]。這種結構的鎖緊裝置，對于撞塊和門把手之間的距離精度要求較高，距離稍微有些變化就會影響其鎖緊的可靠性。該設備在使用一段時間后，轎廂框架產生了輕微變形，使撞塊和門把手之間的距離出現變化，造成兩道門鎖裝置鎖緊時，需要操作人員用力將門把手向下壓才能將門把手完全扣入撞塊，增加了操作人員的操作難度。由于摩天輪運行過程中，乘客上下轎廂時設備不會停止運行，因此除去乘客上下轎廂的時間，留給操作人員鎖緊門鎖裝置的時間十分有限。且設備運行過程中，在大人流量和乘客類型呈多樣化的趨勢下，如果操作人員鎖緊門鎖裝置時的操作不便，這些因素可能導致出現操作人員未將鎖緊裝置可靠鎖緊而設備繼續運行的情況，存在轎廂門鎖裝置失效、艙門打開的風險。

2 具有鎖緊狀態監控功能的轎廂門鎖裝置

對于由操作人員手動操作開關轎廂門的設備，相關法律法規標準并沒有強制要求設置鎖緊信號反饋系統，而經筆者了解的實際情況中，具有該類開關轎廂門方式的設備，一般都沒有設置鎖緊信號反饋系統。鑒于前文所述的轎廂門鎖裝置失效、艙門打開的風險，通過對轎廂門鎖裝置的鎖緊狀態進行監控，可實時監測各轎廂門的閉鎖情況。一旦出現異常會及時預警，避免在摩天輪運行過程中發生轎廂門鎖裝置失效、艙門打開現象，進一步保障設備的安全運行。本節將重點介紹一種簡易的具有鎖緊狀態監控功能的轎廂門鎖裝置。該門鎖裝置由拉手裝置（如圖2、圖3所示），連桿裝置（如圖4所示），門鎖裝置（如圖5所示），監控裝置（如圖5、圖6所示）等部分組成。

2.1 機械機構

門鎖裝置的機械機構包括拉手裝置、連桿裝置、門鎖裝置。

2.1.1 拉手裝置

拉手裝置主要由拉手裝置外殼，拉手，執行機構，壓簧等部分組成。拉手裝置外殼安裝在摩天輪轎廂門框外側，拉手、執行機構通過轉動副安裝在拉手裝置外殼上。拉手與執行機構通過移動副相連，壓簧安裝在拉手裝置外殼與拉手之間，起到復位作用。拉手裝置的工作原理為：通過按壓拉手，拉手繞著轉動副1順時針旋轉，通過移動副帶動執行機構動作，執行機構繞著轉動副2逆時針旋轉。執行機構與連桿1通過轉動副3連接，當執行機構動作時，拉動連桿1向右移動。

2.1.2 連桿裝置

連桿裝置主要由連桿1，連桿2，花蘭螺絲組成。連桿1與拉手裝置的執行機構相連，連桿2與門鎖裝置的連桿3相連。花蘭螺絲將連桿1與連桿2連接在一起，通過扭轉花蘭螺絲可以調節連桿裝置的總長度。連桿裝置的工作原理為：連桿1受拉手裝置的執行機構向右拉動時，帶動花蘭螺絲、連桿2向右移動，最終拉動連桿3向右移動。

2.1.3 門鎖裝置

門鎖裝置主要由連桿3、彈簧、彈簧座、鎖舌、門鎖裝置外殼、鎖舌框等部分組成。門鎖裝置外殼、鎖舌框、彈簧座安裝在摩天輪轎廂門框外側。鎖舌通過移動副安裝在門鎖裝置外殼上，右側與彈簧接觸并與連桿3相連，在彈簧或拉桿的作用力下可沿著門鎖裝置外殼水平移動。門鎖裝置的工作原理為：在無外力作用的情況下，彈簧將鎖舌頂向左邊并插入鎖舌框中，門鎖裝置處于鎖緊狀態。拉手裝置的執行機構動作時，經連桿裝置拉動連桿3向右移動，連桿3拉動鎖舌克服彈簧的作用力向右移動。在鎖舌向右移動的過程中，當插入鎖舌框中的部分全部拉出時，門鎖裝置就被打開。

2.2 監控裝置

監控裝置主要由信號采集、信號傳輸和處理等部分組成。監控裝置的工作原理如下。

2.2.1 信號采集

前端采用傳感器作為信號采集設備。傳感器選用行程開關，安裝在轎廂內側鎖舌框處。行程開關的觸頭伸進鎖舌框內，當轎廂門鎖裝置處于鎖緊狀態時，鎖舌推動行程開關的觸頭，行程開關動作;當轎廂門鎖裝置處于開啟狀態時，鎖舌已被連桿3拉出鎖舌框，行程開關復位。

2.2.2 信號傳輸和處理

以4G無線模塊作為信號發送端，對行程開關傳感器信號進行壓縮、傳輸（將來也可擴展5G通訊方式進行信號傳輸），采用PC機作為客戶機進行信號的處理與分析，進而達到對轎廂門鎖裝置鎖緊狀態進行監控的目的。

3 結語

摩天輪轎廂門鎖裝置鎖緊可靠，是保證摩天輪設備安全運行的關鍵因素。游樂設施生產單位和使用單位，應充分重視摩天輪運行過程中轎廂門鎖裝置失效、艙門打開的風險，及時進行風險評估，并適時采取對門鎖裝置進行優化設計等風險控制措施。建議對于由操作人員操作開關轎廂門的設備，也設置鎖緊信號反饋系統，對轎廂門鎖裝置的鎖緊狀態進行監控，進一步提高摩天輪設備運行的安全可靠性，并修訂此類產品技術開發規范和產品標準，將其作為此類產品技術開發和產品標準的重要內容。

文章所述的具有鎖緊狀態監控功能的轎廂門鎖裝置，具有結構簡單、成本低廉的優勢，適用于現有摩天輪轎廂門鎖的改造優化。其不僅能為現有摩天輪的改造優化提供參考，還能為游樂設施生產單位對摩天輪轎廂門鎖裝置的優化設計提供參考。

參考文獻

[1] 李向東.大型游樂設施安全技術[M].北京：中國計劃出版社，2010.

[2] GB 8408-2018，大型游樂設施安全規范[S].北京：國家市場監督管理總局，中國國家標準化管理委員會，2018.

[3] GB/T 18164-2020，觀覽車類游樂設施通用技術條件[S].北京：國家市場監督管理總局，國家標準化管理委員會，2020.

[4] 張宇光，呂俊，李傳磊.摩天輪吊廂門鎖裝置的安全隱患和應對措施[J].科技創新與應用，2020（19）：148-149.