登机桥行走机构的安全防护装置设计探讨

2015-01-20谢启峰

科技与创新 2014年24期

谢启峰

摘要：针对登机桥行走机构的安全防护装置设计展开了讨论，提出了登机桥存在的安全问题，并系统地阐述了行走机构安全防护装置的设计，以期能为相关工作提供借鉴。

关键词：登机桥；行走机构；安全防护装置；安全性

中图分类号：V354 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）24-0155-02

所谓“登机桥”，是机场用来连接候机厅与飞机之间的可移动升降通道。而行走机构作为登机桥的主要部件之一，是安全防护工作中不可忽视的一部分。基于此，本文简要探讨了登机桥行走机构的安全防护装置设计，相信会对登机桥行走机构的安全防护工作起到一定的作用。

1 存在的问题

登机桥是旅客进入飞机的重要通道。因为它属于高空载人设备，所以，对其安全性有很高的要求。设计安全是保证登机桥安全性最重要的环节。登机桥操作台位于接机口，位置较高，视野较差，很容易在行走机构处形成盲区。虽然对登机桥的操作有严格的安全规定，例如，登机桥活动区域必须用“禁止停车”线划定范围（NPL），在所划定的区域内，禁止一切设备停放或停车（NPA）；当登机桥移动时（行走警示灯闪烁，行走警笛响），禁止相关人员或车辆在所划定区域内通行。按理说，登机桥行走机构不会对人或设备造成威胁，但是，仅依靠制度和光、声警告性装置，对驾驶员的操作不会有任何帮助，只会对周围的人起到一定的警示作用，对障碍物不起任何作用。

2 行走机构的安全防护装置

最初，登机桥的行走机构并没有安装防护装置。虽然发生的事故与违规操作等有关，但是，从设计的角度看，也可认为是产品存在一定的安全隐患。要想避免或减少安全事故的发生，就必须从设计上保证产品的安全性。事故发生后，相关部门开始在行走装置上安装安全防护装置。随着客户使用经验的丰富，在安全方面也提出了越来越多的要求。由此，登机桥行走机构有了各种安全防护装置。

2.1 刚性安全护栏

将刚性安全护栏作为区域性的机械防护，虽然能提高行走机构的安全性，但是，一旦该防护装置碰到人后，如果无法及时避让，还是会对人员造成一定的伤害。

2.2 带安全触边的安全护栏

在刚性安全护栏上安装带安全触边的防护装置。安全触边是由柔性带状物构成的压力敏感装置，将它固定在有危险的安全护栏上，可以在一定程度上实现安全保护。当它受到撞击时，柔性安全边就会传送信号给动力源，进而停止行走运动。

虽然登机桥的行走速度不快，但是，安全触边从发出制动信号到登机桥停止仍有一段距离，即有一段所谓的“停止距离”。而安全触边变形量有限，不能完全满足停止距离的要求，所以，这种结构能减轻伤害，但是，不能有效避免对人员造成的伤害。

2.3 安全缓冲护栏

为了满足客户提出的有较大缓冲距离的要求，按照客户指定的缓冲距离，设计了有一定缓冲功能的安全护栏结构。要保持一定的缓冲距离，就是在安全触边与刚性安全护栏中间增加缓冲橡胶。另一种有缓冲功能的装置是安全护圈。整个护圈通过柔性的方式悬挂在升降立柱上，护圈上有安全触边。当护栏与物体发生碰撞时，安全触边会及时发出制动信号，同时，护圈受外力的作用会发生摆动，从而避免刚性碰撞，减小可能造成的伤害程度。

虽然带安全触边的方案有一定优势，但是，因为它长期处于室外，受环境影响，有时会失灵，因此，使用该装置也常会收到客户的投诉。

2.4 带微动开关的安全护栏装置

为了尽量避免使用安全触边，减小失灵情况发生的概率，特设计了带微动开关的安全护栏结构。该装置设置在行走机构轮架两侧，主要是由安全护边、基座、微动开关、弹簧、滑杆、滚柱和铰接座等组成。弹簧和滑杆、滚柱等构成了运动灵活的吸能结构。因为引入吸能结构能在制动时缓冲撞击力，吸收碰撞能量，与微动开关相结合，有效保护人或物体的安全，所以，此装置因可靠性、安全性较好被广泛应用于国外众多项目中。

2.5 全周吸能防撞护栏装置

随着科学技术的发展，客户对安全护栏提出了更高的要求——安全护栏全封闭，在360°的范围内，如果护栏装置受到撞击，要具备一定的缓冲能力，并有停桥的功能。为了满足客户的要求，降低事故发生的概率，经过不断的创新和探索，提出了几个方案，比较后，最终设计出了全新结构的安全护栏装置。

该装置结构简单，对零件精度的要求不高。2套碰撞感应装置呈对角布置，灵敏度高；当护栏组成的护圈在全周任意方向受到外力作用时，都会沿着受力方向发生摆动，这时，控制装置就能立刻感应并制动。这样，当人员暴露在危险中时，安全护栏就能停止危险动作或者阻止危险动作启动，能起到较好的防护作用。该装置主要是由简单焊接的钣金件组成的，其中只使用了2个感应元件，成本比较低。

全周吸能防撞护栏装置主要是由封闭状护栏、横梁、支座、传感器支架、感应头支架、球面垫圈、橡胶弹簧、螺杆和撑管等组成。在橡胶弹簧的作用下，护栏成为了具有弹性的随动结构，大大提高了其安全保护性能。该护栏有2根固定在轮架上的横梁，利用螺杆、撑套管和橡胶弹簧等将封闭状护栏固定在横梁下面。在螺杆外套装有与其配合的撑套管，螺杆的下端装有橡胶弹簧。这样，螺杆、撑套管、球面垫圈和橡胶弹簧构成的弹性缓冲随动装置在护栏受到冲撞时，橡胶弹簧能以形变的方式吸收冲撞的动能。

装置的碰撞感应元件对液态和固态微粒有较强的防护能力。防护等级达到IP67的电感式传感器是一种有开关量输出的位置传感器。它的内部是由LC高频振荡器和放大处理电路组成，它是利用支架将传感器固定在横梁上的。在正常状态下，传感器与感应头的相对位置是不变的，感应头内部会产生涡流，这个涡流将反作用于感应器。当固定在护栏上的感应头在护栏上受到外力作用而摆动时，感应头将会离开传感器，使感应器内部电路的参数发生变化，并发出制动信号。这样，在护栏的几何摆动范围内，登机桥是不会对人造成伤害的，可以有效降低事故发生的概率。endprint

2.6 非接触行走机构安全防护

以上各方案都是在碰撞后才能发出制动信号的被动保护方式，如果可以采取一种让操作人员能随时了解行走轮周围障碍物的主动方式，对提升登机桥的安全性具有重要的意义。

在行驶机构的安全栏上加装若干个超声波传感器，超声波传感器与控制器、显示器（或蜂鸣器）等组成安全辅助装置，用以侦测行走轮周围的障碍物，并以声音或更为直观的显示方式告知驾驶员周围障碍物的情况。

当登机桥行驶时，要启动安全辅助装置，在控制器的控制下，安全栏上的探头发送的超声波会在行走轮周围形成无形的安全识别区，当它遇到障碍物时，就会产生回波信号，传感器接收到回波信号后，经过控制器实现数据处理，从而计算出与障碍物之间的距离，判断出障碍物所在的位置，最后再由显示器显示相应的距离并发出警示信号。如果到达危险距离，蜂鸣器就会鸣叫，控制系统则会发出制动信号，或由操作人员停桥。当危险距离值大于登机桥的制动距离时，完全能在碰撞发生前将登机桥停住，防止其撞上障碍物，最大限度地保护人或物的安全。

另外一种更加人性化的设计是，采取扫除行走机构视野死角的方法提高其安全性。在登机桥通道下面设置广角（红外）摄像装置，利用视频连接线将其与操作台连接起来，从操作台上的显示屏中就可以清晰地看见行走轮周围的障碍物，即使在晚上，通过红外线也能看得清楚。同时，也可以在通道下设置泛光灯。这样，操作员就能更加安心地操作登机桥。影像的最大特点就是可以直接看到行走轮周围的情况；缺点是当影像变形时，不易准确判断障碍物的距离。这时，操作员要主动关注显示器上的视频，视频不会主动提醒操作员，而操作员也不能只低头看显示屏。在操作登机桥时，要将注意力放在观察接泊的飞机上，如果注意力不集中，有可能会出现顾此失彼的情况。如果将超声波探头与影像集成到一起，操作员就能清楚地从监视器上看到行走轮周围的动态影像，并配以超声波监测的声音提示，这时，操作员就能更放心地接泊飞机，从而提高登机桥的行驶安全。行走机构可视、超声波安全辅助装置如图1所示。

3 结束语

设置登机桥行走机构的安全防护装置，可以极大地提高登机桥的安全系数，防止安全事故的发生。综上所述，本文主要探讨了登机桥行走机构的安全防护装置设计，并提出了不同结构的防护装置，旨在为今后登机桥行走机构的安全防护设计提供参考。

参考文献

[1]胡克明.旅客登机桥升降系统辅助制动装置设计及分析[J].机电工程技术，2013（01）.