一種自動扶梯扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)

本文刊登于2026年第1期

作者：鄭新錦 / 奧的斯機電電梯有限公司

[摘要] 自動扶梯扶手帶張緊力不當，會導致扶手帶系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障，影響乘客在梯級上站立的穩(wěn)定性，可能造成乘客跌倒發(fā)生傷亡。目前，對扶手帶張緊力的調(diào)節(jié)主要由維保人員根據(jù)經(jīng)驗手動調(diào)節(jié)，存在調(diào)節(jié)難度大、調(diào)節(jié)精度低、調(diào)節(jié)效果差等缺點。為此，設計了一種自動扶梯扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。指出了該扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計需考慮的技術問題，闡述了其涉及的部件和工作原理。介紹了該扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的具體設計，包括：傳感器類型和安裝位置的選擇、扶手帶張緊裝置張緊力調(diào)節(jié)機構的設計、扶手帶張緊力閾值范圍的設定和自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)適配性的設計。介紹了該扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的手動調(diào)節(jié)功能測試方法和自動調(diào)節(jié)功能測試方法。最后介紹了該扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)點，包括：檢測精度高，張緊力調(diào)節(jié)精確，減少維保人工成本，提高維保工作人員效率，延長扶手帶系統(tǒng)相關部件的使用壽命等。

[關鍵詞] 自動扶梯扶手帶；張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)；工作原理；功能測試方法

自動扶梯扶手帶張緊力不當，會導致扶手帶系統(tǒng)出現(xiàn)運行故障，影響乘客在梯級上站立的穩(wěn)定性，可能造成乘客跌倒發(fā)生傷亡。目前，對扶手帶張緊力的調(diào)節(jié)主要由維保人員根據(jù)經(jīng)驗手動調(diào)節(jié)，存在調(diào)節(jié)難度大、調(diào)節(jié)精度低、調(diào)節(jié)效果差等缺點。而且，目前對扶手帶張緊力調(diào)節(jié)也缺乏統(tǒng)一衡量標準。在本文中，筆者設計一種自動扶梯扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)可實時監(jiān)控扶手帶張緊力并自動進行調(diào)節(jié)，以確保扶手帶系統(tǒng)運行狀態(tài)良好。

1 扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計需考慮的技術問題

扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計需考慮的技術問題主要包括：1)如何檢測扶手帶張緊力；2)在復雜的自動扶梯現(xiàn)場，如何識別關鍵影響參數(shù)并排除干擾因素；3)如何將扶手帶張緊力實時轉化成電信號，并傳輸至處理器；4)如何通過電信號的變化判斷扶手帶張緊力是否處于閾值范圍內(nèi)；5)采用何種自動調(diào)節(jié)機制，即當扶手帶張緊力異常時，應通過何種方式或執(zhí)行機構實現(xiàn)張緊力的調(diào)節(jié)；6)工作模式如何設定，包括工作模式與現(xiàn)場工況的配合方式、工作頻率的確定等；7)如何將檢測到的扶手帶張緊力數(shù)據(jù)傳輸至自動扶梯控制柜或物聯(lián)網(wǎng)(IoT)系統(tǒng)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與遠程監(jiān)控。

2 扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)涉及的部件和工作原理

扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)涉及自動扶梯控制柜、扶手帶張緊控制柜、扶手帶張緊裝置、維修服務器、傳感器等主要部件(見圖1)。扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理為：在自動扶梯運行過程中，由扶手帶張緊裝置上的傳感器采集壓力信號(可標定扶手帶的張緊力)，并將壓力信號傳遞給扶手帶張緊控制柜。扶手帶張緊控制柜判定扶手帶張緊力是否在設定的閾值范圍內(nèi)。如果在閾值范圍內(nèi)，則扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)不動作；如果超出閾值范圍，則扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)扶手帶張緊力，使扶手帶張緊力恢復正常。自動扶梯控制柜實時全程監(jiān)控扶手帶張緊控制柜的運行狀態(tài)。通過維修服務器可設置指令，從而操控扶手帶張緊控制柜。扶手帶張緊控制柜自身也具有監(jiān)控功能。

3 扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的具體設計

3.1 傳感器類型和安裝位置的選擇

在本設計中，采用壓力傳感器檢測扶手帶張緊力。壓力傳感器有環(huán)狀式、軸承式和紐扣式3種。傳感器的安裝位置(壓力檢測點)可選擇自動扶梯的上平層、下平層、端部和下平層彎曲半徑段(自動扶梯下水平段與傾斜段之間的過渡段)。結合大量的現(xiàn)場測試和數(shù)據(jù)分析，最終選擇環(huán)狀式壓力傳感器，并將環(huán)狀式壓力傳感器通過緩沖結構安裝在下平層彎曲半徑段位置，以有效檢測扶手帶張緊力。

3.2 扶手帶張緊裝置張緊力調(diào)節(jié)機構的設計

傳統(tǒng)的扶手帶張緊力調(diào)節(jié)方法是：滾輪群安裝支架上的腰孔與螺栓配合，形成活動余量。通過調(diào)節(jié)該余量，調(diào)節(jié)扶手帶張緊力。該調(diào)節(jié)方法缺乏精確的測量手段，維保人員僅能依靠個人經(jīng)驗進行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)效果較差。在本設計中，將張緊輪與絲杠結構進行組合，并通過電動機驅動絲杠旋轉，帶動張緊輪上下運動，從而調(diào)節(jié)扶手帶張緊力。通過合理配置絲杠螺距和電動機步距角，可實現(xiàn)對扶手帶張緊程度的精確調(diào)節(jié)。

3.3 扶手帶張緊力閾值范圍的設定

通過大量現(xiàn)場測試，收集了不同傾斜角、不同提升高度的自動扶梯的扶手帶張緊力、扶手帶溫升與傳感器壓力數(shù)據(jù)，繪制了傳感器壓力與扶手帶張緊力、扶手帶溫升與傳感器壓力之間的關系曲線，如圖2、圖3所示。根據(jù)扶手帶的合理張緊力及溫升范圍(0～5℃)去匹配對應的傳感器壓力，再通過傳感器壓力定義張緊力閾值范圍。如果扶手帶張緊力超出該閾值范圍，扶手帶張緊控制柜會驅動電動機自動調(diào)節(jié)扶手帶張緊力，使扶手帶張緊力恢復到該閾值范圍內(nèi)，由此實現(xiàn)對扶手帶張緊力的自動監(jiān)控與調(diào)節(jié)。扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的自動監(jiān)控與調(diào)節(jié)流程如圖4所示。

3.4 自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)適配性的設計

這套扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有相對獨立性，能夠自主采集自動扶梯扶手帶張緊力數(shù)據(jù)并自動調(diào)節(jié)扶手帶張緊力，適用于自動扶梯新安裝及自動扶梯更新改造。

為便于現(xiàn)場使用，扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以通過維修服務器設置自動扶梯扶手帶張緊力監(jiān)控參數(shù)，也可通過維修服務器操控扶手帶張緊裝置調(diào)節(jié)扶手帶的張緊力。在實現(xiàn)扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)獨立性的同時，還為扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)配置了干觸點、CAN通信接口等多種接口，使扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)在安裝后能夠與自動扶梯控制柜及IoT系統(tǒng)處理器進行通信，從而共享所采集的扶手帶張緊力數(shù)據(jù)，實現(xiàn)與自動扶梯控制柜和IoT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交互。

4 扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能測試方法

扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能測試方法分為手動調(diào)節(jié)功能測試方法和自動調(diào)節(jié)功能測試方法。

1)手動調(diào)節(jié)功能測試方法。使用維修服務器讀取當前傳感器壓力，記為F1。通過維修服務器手動調(diào)大扶手帶張緊力，觀察傳感器壓力變化。重復調(diào)節(jié)5次，每次均為調(diào)大扶手帶張緊力，并記錄每次調(diào)節(jié)后的傳感器壓力。

2)自動調(diào)節(jié)功能測試方法。在手動調(diào)節(jié)功能測試方法的基礎上，記錄最終穩(wěn)定后的傳感器壓力，記為F2。設定傳感器壓力閾值范圍(該閾值范圍在50～250N之間比較合理)，并使F2在閾值之外。通過維修服務器觸發(fā)自動調(diào)節(jié)功能，觀察傳感器壓力變化，并作記錄。

根據(jù)以上測試數(shù)據(jù)，繪制圖5。由圖5可見：每次手動調(diào)大扶手帶張緊力，均會使傳感器壓力增加；而在觸發(fā)自動調(diào)節(jié)功能后，扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)會自動調(diào)小扶手帶張緊力，直到傳感器壓力處于設定閾值內(nèi)。

5 扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)點

1)實現(xiàn)扶手帶張緊力檢測的量化，檢測精度高。2)扶手帶張緊力調(diào)節(jié)精確，降低了扶手帶系統(tǒng)運行故障率。3)實時監(jiān)測扶手帶張緊力，相關數(shù)據(jù)可共享至IoT系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。維保人員只需一部裝有定制應用程序(app)的手機便可實時查看各臺自動扶梯扶手帶張緊力。4)提高維保人員工作效率，減少維保人工成本。之前扶手帶張緊力調(diào)節(jié)作業(yè)每半月進行一次，且調(diào)節(jié)作業(yè)效果因人而異。使用該扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)后，當扶手帶張緊力出現(xiàn)異常時會自動調(diào)節(jié)，不需要維保人員前往現(xiàn)場進行確認和調(diào)節(jié)。5)延長扶手帶系統(tǒng)相關部件的使用壽命。

6 結語

為驗證扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)在工地環(huán)境下的可靠性，在安裝工地選取了多臺新安裝自動扶梯，安裝了扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，跟蹤使用情況。根據(jù)現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)，進行綜合評估。該扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠根據(jù)采集到的扶手帶張緊力數(shù)據(jù)對扶手帶張緊力進行自動調(diào)節(jié)，還能夠將采集到的扶手帶張緊力數(shù)據(jù)傳輸給IoT系統(tǒng)，為自動扶梯的遠程監(jiān)控、按需維保提供數(shù)據(jù)支持。該扶手帶張緊力自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)節(jié)省了維保人力，提高了維保效率，有效保障自動扶梯扶手帶系統(tǒng)運行安全，具有一定的應用前景。

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