扶梯梳齿板异物保护装置检测仪研究

黄元维

（江西省特种设备检验检测研究院，江西 南昌330000）

现阶段，自动扶梯已成为现代建筑空间中主要配备的公共交通设施之一，其在为人们提供出行便利的同时，也存在一定的事故风险，对人们的生命财产安全构成很大威胁。结合既往经验来看，梳齿板安全保护装置的失灵故障，是导致自动扶梯无法安全制动、引发扶梯夹人事故的主要问题之一。据此，我们有必要对扶梯梳齿板异物保护装置的有效检测方法展开探究讨论。

1 扶梯梳齿板异物保护装置检测仪的设计原理

从技术原理上讲，扶梯梳齿板异物保护装置检测仪主要以扶梯夹卡异物时的动作力水平为检测对象，由此对保护装置的有效性做出判断。

在检测仪的运行过程中，其会向扶梯保护装置施加逐渐增长的力，以此模拟异物夹卡的实用场景。当作用力触发保护装置的保护动作时，相关人员便可对此时力的具体数值进行检查。若检测作用力与保护装置的设计标准相匹配，则说明扶梯梳齿板异物保护装置处在稳定、健康的状态当中，可为自动扶梯的安全运行提供保障。

反之，若检测作用力超过设计标准的允差范围，则说明保护装置存在故障，需要及时进行检修或更换。

除此之外，扶梯梳齿板异物保护装置在触发保护动作后，能否及时、规范地完成复位，也是检测仪需要检测判定的重点项目[1]。

从公式原理上讲，扶梯梳齿板异物保护装置检测仪相关技术流程涉及到运算公式如下：

第一，夹卡阻力检测环节的运算公式。

该技术环节的基本公式为Fx=fN，f 为扶梯梳齿板在检测动作下的卡阻系数。在此基础上，当夹卡阻力Fx=Fmax时，说明夹卡阻力已达到可构成扶梯安全事故的风险水平，而保护装置并未触发有效的动作反馈，即装置存在故障异常；当夹卡阻力Fx＜Fmax，但保护装置已触发动作反馈时，则说明保护装置存在提前动作的问题，也应判定装置存在故障异常；如果夹卡阻力Fx刚刚达到Fmax，保护装置就同步产生了保护动作，则说明装置具备理想的动作机制与灵敏度，即判定装置不存在故障异常。

第二，复位作用力检测环节的运算公式。

该技术环节的基本公式为△F=k△x，k 为弹簧的倔强系数，且弹簧满足胡克定律的基本受力规则。当弹簧位移量△x=△xmax时，如果扶梯梳齿板异物保护装置并未触发保护动作，则可判定装置存在故障异常；当弹簧位移量△x=△xmax时，如果扶梯梳齿板异物保护装置虽已触发了动作，但△x 并未在之后发生复位变化，或复位涉及的位移距离不达标，也可判定装置存在故障异常。反之，如果△x 达到阈值时保护装置发出同步动作，并在动作完成后及时执行标准复位，则说明扶梯梳齿板异物保护装置驱动稳定、位移精确，无明显的安全隐患存在。

2 扶梯梳齿板异物保护装置检测仪的设计思路

在设计扶梯梳齿板保护装置检测仪的结构体系时，相关人员可采取模块化思路，将检测系统分为动力模块、传动模块、检测模块、辅助模块以及能源介质五个部分。

其中，动力模块主要用于检测作用力的生成与加载，相关人员可依托手动泵、高压软管等构件构件液压子系统，以此实现机械能向液压力能的有效转化，从而形成保护装置检测的基本力学条件；传动模块主要用于检测作用力的传递，其主要由油管、油缸、油嘴等构件组成，可将液压力能再次转化为机械能。在常规设计思路下，油缸应在检测仪运行中做直线运动，油管、油嘴等配套构件做横向或竖向运动；检测模块主要用于保护装置检测过程中各项数据信息的精准化采集与呈现，其核心构件为力学传感器与刻度测距装置，分别进行夹卡阻力与弹簧位移量的测定。在检测完成后，数据信息会呈现在设备前端的可视化屏幕上；辅助模块则包含除了动力、传动、检测以外的其他必要构件，如前端显示屏、开关子系统、仪器固定架、通电接口等；能源介质即检测仪执行检测任务时的作用力来源，以液压油最为常见。

从整体来看，扶梯梳齿板异物保护装置检测仪的结构设计如图1 所示[2]。

图1 扶梯梳齿板异物保护装置检测仪的系统结构

表1 某扶梯梳齿板异物保护装置检测数据

3 扶梯梳齿板异物保护装置检测仪的应用实践

3.1 扶梯梳齿板异物保护装置检测仪应用的流程方法

结合扶梯梳齿板异物保护装置检测仪的设计原理，可制定出如下检测应用的流程方案：

首先，启动检测仪，基于动力模块与传动模块，向扶梯梳齿板施加逐渐增大的作用力，以此模拟梳齿板被夹卡的风险情景。

其后，通过检测仪的前端显示屏，观测夹卡阻力、弹簧位移量的数值变化情况。

最后，待扶梯梳齿板异物保护装置触发保护动作，或夹卡阻力、弹簧位移量达到最大值时，读取并显示屏数值分析其与设计标准之间的偏差情况，从而判定扶梯梳齿板异物保护装置是否处在健康、稳定的性能状态中。

在此基础上，还可通过调整测量机构作用力方向的方式，模拟垂直、水平两种情况下的异物夹卡情景，进而获取到更有实效、更具适应性的检测结果。

3.2 扶梯梳齿板异物保护装置检测仪应用的实践效果

为了验证扶梯梳齿板异物保护装置检测仪的应用实践效果，对垂直、水平两种传动类型的自动扶梯设施进行了保护装置检测工作，并将模拟异物夹卡的作用力分为左侧、中部、右侧三个着力区域进行施加。

其中，左侧、右侧两个区域的设计标准为梳齿板两端向内80mm 处，中部为梳齿板总长的中心。在重复三次检测完成后，计算出检测数据的各项均值，并与扶梯梳齿板异物保护装置的设计标准值进行比对，分析其具体的误差情况，相关数据如表1所示。

验证结果表明，检测仪在检测垂直传动型扶梯的异物保护装置时，所获多次数据的左、右两侧各标准差更小，即对两侧异物夹卡背景下保护装置性能的检测精度更高；而在检测水平传动型扶梯的异物保护装置时，所获多次数据的中部标准差更小，即对梳齿板中段异物夹卡背景下保护装置性能的检测精度更高。

此外，基于相关技术规范，当检测设备的相对误差在±5%之内时，可判定其功能合格。

从这一角度来看，无论是在何种扶梯类型、何种作用力施加部位的应用环境中，检测仪的相对误差均处在允差范围以内，且最大误差仅为3.24%。

所以，可认定该检测仪能达成良好、可靠的应用效果，能充分满足扶梯梳齿板异物保护装置的性能检测与安全保障需求。

总而言之，若扶梯梳齿板异物保护装置存在故障异常，无法在风险情况下及时触发保护动作，将会导致自动扶梯形成较大的交通风险，不利于扶梯上人员安全的有效保障。

所以，基于自动扶梯梳齿板异物夹卡时的运行机制与力学原理，设计出科学合理的检测仪器，具有高度的现实意义。

在实践应用中，检测仪可表现出可视化、参数化、便捷化的操作与使用特点，对扶梯保护装置的故障问题进行精准响应，从而帮助相关人员做好装置性能的充分了解、安全隐患的预先排查。