一種自動扶梯梯級與圍裙板安全間隙測量與隱患定位系統及其方法與流程
2023-09-14 10:42:50 1
本發明涉及自動扶梯或者自動人行道領域，特別是一種自動扶梯梯級與圍裙板安全間隙測量與隱患定位系統及其方法。
背景技術：
自動扶梯運行時梯級與兩側圍裙板之間間隙過大容易造成異物或兒童手腳趾捲入，從而引發設備損壞或人員傷亡事故。近年來我國頻繁發生兒童手指、腳趾或膠鞋被捲入運動梯級與圍裙板間隙，造成人身傷害。質監部門的檢測機構在對扶梯進行監督檢驗和定期檢驗時都需要對梯級和圍裙板間隙進行檢測，按國家標準要求：單側不大於4mm，兩側之和不大於7mm。
但目前國內外對梯級與圍裙板間隙的檢測手段往往是在自動扶梯停止運行時採用塞尺或鋼直尺人工測量，尚沒有專業的檢測儀器設備，主要存在以下問題：一是在梯級停止運行時的檢測結果與在梯級運動時的檢測結果有差異（由於導軌、滑輪的磨損導致扶梯運行時梯級左右晃動）；二是使用鋼尺（塞尺）進行人工測量效率低、難以對所有的間隙進行全部的一一測量，因此容易漏掉一些隱患；三是鋼直尺和塞尺解析度低，人員讀數誤差大，特別是數據接近臨界值時容易影響判定結論。
技術實現要素：
為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種精度高且效率高的自動扶梯梯級與圍裙板安全間隙測量與隱患定位系統及方法。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案為：
一種自動扶梯梯級與圍裙板安全間隙測量與隱患定位系統，其特徵在於：包括終端、與終端進行通訊的距離測量子系統和間隙測量子系統；
距離測量子系統，用於實時測量梯級運行的距離，並將測量到的距離數據信息傳送給終端處理；
間隙測量子系統，用於實時檢測梯級與圍裙板間隙變化，並將間隙數據信息傳送給終端處理；
終端，用於採集距離測量子系統和間隙測量子系統的上述數據信息，並處理和顯示。
作為技術方案的進一步改進，所述距離測量子系統包括距離測量裝置和距離下位機處理模塊。
作為技術方案的進一步改進，所述距離測量裝置包括通過聯軸器連接的膠輪及旋轉編碼器，所述距離測量裝置通過帶有吸盤的的支架固定在自動扶梯水平段圍裙板上。
作為技術方案的進一步改進，所述距離下位機處理模塊包括微處理器CPU，微處理器CPU分別與數據儲存和無線通信電路連接，微處理器CPU輸入端與充電及供電電路和梯級運行距離測量電路連接，充電及供電電路與可充電鋰電池連接，梯級運行距離測量電路輸入端與脈衝整形電路連接，所述距離下位機處理模塊通過無線通信電路與終端進行通訊。
作為技術方案的進一步改進，間隙測量子系統包括傳感器基座、安裝在傳感器基座上的傳感器以及間隙下位機處理模塊。
作為技術方案的進一步改進，所述傳感器採用接觸式位移傳感器。
作為技術方案的進一步改進，所述傳感器基座包括夾緊基座和與夾緊基座上端鉤設的夾緊板，所述夾緊基座設置有第一通孔，所述夾緊板與夾緊基座的第一通孔對應的位置設有第二通孔，所述夾緊基座通過緊固件同時穿過第一通孔和第二通孔的方式與夾緊板連接，所述夾緊基座和夾緊板下端同時插設在扶梯踏板齒槽中。
作為技術方案的進一步改進，所述間隙下位機處理模塊包括微處理器CPU，微處理器CPU分別與數據儲存和無線通信電路連接，微處理器CPU輸入端與充電及供電電路和A/D轉換器連接，充電及供電電路與可充電鋰電池連接，A/D轉換器輸入端與信號變換電路連接，所述間隙下位機處理模塊通過無線通信電路與終端進行通訊。
一種自動扶梯梯級與圍裙板安全間隙測量與隱患定位方法，其特徵在於：
1）測量準備工作；
2）自動扶梯以檢修速度運行，距離測量子系統的膠輪隨梯級一起運動，旋轉編碼器產生脈衝信號，脈衝整形電路對旋轉編碼器傳送的脈衝信號進行整形抗幹擾，然後再將脈衝信號送入梯級運行距離測量電路進行計算，得出梯級運行速度和距離，在微處理器CPU控制下通過無線通信電路實時發送到間隙測量子系統和終端；
3）信號變換電路將位移傳感器的電阻信號轉化成電壓信號，在微處理器CPU的控制下對電壓信號進行A/D轉換，微處理器CPU計算得出間隙變化量，通過無線通信電路實時將間隙變化量發送到終端。
4）終端實時採集間隙測量子系統和距離測量子系統的數據信息，將間隙變化量和間隙初始值相加得到實時位置的間隙值，並且將間隙值和步驟2）中與間隙值對應的實時距離兩組數據進行處理、顯示與保存；
5）間隙測量子系統到達出口時，自動扶梯停止運行，測試結束。
作為技術方案的進一步改進，所述步驟1）的具體步驟為：
a）標記初始位置：在扶梯入口左右對稱的位置分別用記號筆做一個標記，即傳感器運動的零點位置，並且用直尺或者斜塞尺測量兩個標記處扶梯梯級和圍裙板的間隙值，作為間隙的初始值；
b）安裝間隙測量子系統：將位移傳感器安裝固定於傳感器安裝基座上，調整傳感器安裝基座的夾緊基座和夾緊板，保證左右兩邊位移傳感器和步驟a）中的兩個標記重合，轉動緊固件將位移傳感器安裝固定於自動扶梯梯級踏板上；
c）安裝距離測量子系統：距離測量裝置通過支架上的吸盤固定於扶梯上，調整支架的擺臂，使膠輪緊貼在自動扶梯水平段梯級上；
d）系統啟動：打開終端、間隙下位機處理模塊以及距離下位機處理模塊電源開關，打開終端測試軟體，啟動並進行通信檢測，若通信良好則進行下一步；
e）基本信息設置：在參數設置選項中輸入待檢測自動扶梯的ID號及相應的待測數據信息；
f）初始值設置：將步驟a）測量的間隙初始值輸入到系統。
本發明的有益效果有：
本發明一種自動扶梯梯級與圍裙板安全間隙測量與隱患定位系統及其方法，提高檢測人員的工作效率、降低勞動強度；精度高，消除了人工觀察和人員責任心帶來的檢測誤差，可幫助檢測人員更全面的發現隱患，最大限度的減少該類隱患帶來的扶梯安全事故；其精準的隱患定位功能可以幫助維修人員更快的進行維修調整。本發明對自動扶梯安全運行及乘客人身安全具有重要意義，對整個質監事業的發展具有積極的推動作用。
附圖說明
下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步說明，其中：
圖1 為本發明的結構示意圖；
圖2為本發明的間隙測量下位機處理模塊原理框圖；
圖3 為本發明的距離測量下位機處理模塊原理框圖；
圖4 為本發明的測量顯示效果圖；
圖5為本發明的傳感器基座的結構示意圖；
圖6為本發明的夾緊基座結構示意圖；
圖7為本發明的夾緊板結構示意圖；
圖8為本發明的緊固件結構示意圖。
具體實施方式
參考圖1和圖2，一種自動扶梯梯級與圍裙板安全間隙測量與隱患定位系統，其特徵在於：包括終端1、與終端進行通訊的間隙測量子系統2和距離測量子系統3；
距離測量子系統3，用於實時測量梯級運行的距離，並將測量到的距離數據信息傳送給終端處理；
間隙測量子系統2，用於實時檢測梯級與圍裙板間隙變化，並將間隙數據信息傳送給終端處理；
終端1，用於採集距離測量子系統和間隙測量子系統的上述數據信息，並處理和顯示。
所述距離測量子系統3包括距離測量裝置32和距離下位機處理模塊31。
所述距離測量裝置32包括通過聯軸器連接的膠輪323及旋轉編碼器322，所述距離測量裝置32通過帶有吸盤的的支架321固定在自動扶梯水平段圍裙板上。所述距離下位機處理模塊31包括微處理器CPU，微處理器CPU分別與數據儲存和無線通信電路連接，微處理器CPU輸入端與充電及供電電路和梯級運行距離測量電路連接，充電及供電電路與可充電鋰電池連接，梯級運行距離測量電路輸入端與脈衝整形電路連接，所述距離下位機處理模塊通過無線通信電路與終端1進行通訊。
間隙測量子系統2包括傳感器基座22、安裝在傳感器基座22上的傳感器23以及間隙下位機處理模塊21。所述傳感器23採用接觸式位移傳感器。參考圖5，所述傳感器基座22包括夾緊基座221和與夾緊基座221上端鉤設的夾緊板223，所述夾緊基座221設置有第一通孔，所述夾緊板223與夾緊基座221的第一通孔對應的位置設有第二通孔，所述夾緊基座221通過緊固件222同時穿過第一通孔和第二通孔的方式與夾緊板223連接，所述夾緊基座221和夾緊板223下端同時插設在扶梯踏板齒槽中。
參考圖6，所述夾緊基座221包括與扶梯踏板平行的基準面2213、基準面2213前後兩側垂直向下設置的定位面2211、基準面2213右側垂直向下設置的夾緊面2212、基準面2213左側垂直向上設置的輔助面2214和與基準面平行且與輔助面垂直的安裝面2215，所述第一通孔2216設置在輔助面2214。進一步參考圖7，所述夾緊板223上包括夾緊面2231和與夾緊面左側垂直向上連接的連接鉤2232，所述夾緊面2231與夾緊基座221的輔助面2214平行，所述安裝面2215設置有兩個開孔，所述連接鉤2232穿過兩個開孔鉤設在安裝面2215上，所述第二通孔2233設置在夾緊面2231上。圖8是緊固件結構示意圖，所述緊固件222包括凸輪式夾緊杆32和套設在夾緊杆上的螺母2221，所述夾緊杆2222穿過第一通孔2216和第二通孔2233。使用時，夾緊板223的連接鉤2232連接到夾緊基座221安裝面2215的兩個開孔上。在自動扶梯或自動人行道梯級踏板上選擇合適的位置，調整夾緊板223的位置，將夾緊板223上的夾緊面2231和夾緊基座221上的夾緊面2212插入到扶梯踏板齒槽裡面，定位面2211與梯級踏板貼合，起到定位作用。緊固件222的凸輪式夾緊杆2222穿過夾緊板223和夾緊基座221的輔助面2214上的孔，螺母2221安裝到凸輪式夾緊杆2222上，旋轉螺母2221，使裝置初步夾緊到梯級踏板上。最後，轉動凸輪式夾緊杆2222上的扳手，將本基座可靠固定在梯級踏板上，然後將檢測用傳感器安裝到基準面2213上進行檢驗測試,通過夾緊板和夾緊基座之間的距離可調，能夠適應各種尺寸的自動扶梯或自動人行道梯級踏板；採用凸輪式夾緊杆和螺母作為緊固件，可以實現快速安裝和拆卸。
所述間隙下位機處理模塊21包括微處理器CPU，微處理器CPU分別與數據儲存和無線通信電路連接，微處理器CPU輸入端與充電及供電電路和A/D轉換器連接，充電及供電電路與可充電鋰電池連接，A/D轉換器輸入端與信號變換電路連接，所述間隙下位機處理模塊通過無線通信電路與終端進行通訊。
在用於檢測梯級與圍裙板間隙變化的間隙測量子系統2安裝時，在自動扶梯入口處圍裙板左右對稱的位置用記號筆做兩個標記（作為傳感器運動的零點位置），並用直尺或者塞尺測量出兩個位置梯級和圍裙版之間的間隙。位移傳感器23固定安裝於傳感器安裝基座22上，通過調整傳感器安裝基座22的夾緊基座221和夾緊板223，保證左右兩邊位移傳感器23的活動端和標記重合，旋轉緊固件222將位移傳感器23固定安裝於自動扶梯梯級踏板上。間隙下位機處理模塊21放置於梯級踏板上，間隙下位機處理模塊21以鋰電池供電的嵌入式系統模塊，以CPU為核心，內部有信號變換電路，將位移傳感器23送來的電阻信號轉化成電壓信號，然後在CPU的控制下進行高分辨的A/D轉換，經CPU計算可得出精確的間隙變化量，然後通過無線通信電路實時發送到終端1。
在用於實時監控梯級運動距離的距離測量子系統3安裝時，先將膠輪323與旋轉編碼器322同軸連接，將支架321固定於扶梯水平段圍裙板上，調整支架321的擺臂使傳感器膠輪323緊貼在自動扶梯水平段梯級。與自動扶梯直接接觸的膠輪323採用耐磨性橡膠輪，與旋轉編碼器323通過一彈性聯軸器同軸連接，當膠輪323隨扶梯轉動時，旋轉編碼器322同步轉動並生成脈衝信號。距離下位機處理模塊放置於梯級外，如圖3所示，也是一個以鋰電池供電的嵌入式系統模塊，以CPU為核心，內部有脈衝整形電路，先將旋轉編碼器送來的脈衝信號進行整形以抗幹擾，然後再將脈衝信號送入梯級速度與運行距離測量電路進行計算，得出精確的梯級速度和運行距離，然後在CPU控制下通過無線通信電路實時發送到終端1。
安裝完畢後，啟動系統。接通終端1、間隙下位機處理模塊21和距離下位機處理模塊31的電源開關。打開終端1上的測試軟體，系統開始啟動並進行通信檢測，若通信良好則進行下一步。在終端1的測試軟體上進行參數設置，將待檢測自動扶梯的ID號、相應的待測數據信息以及測量的初始位置的間隙值輸入到系統。自動扶梯以檢修速度開始運行，距離測量子系統3的膠輪323隨梯級一起運動，旋轉編碼器322產生脈衝信號，CPU對旋轉編碼器322送來的脈衝信號進行整形抗幹擾，然後再將脈衝信號送入梯級速度與運行距離測量電路進行計算，得出精確梯級運行速度和距離，然後在CPU控制下通過無線通信電路實時發送到間隙測量子系統2和終端1。間隙測量子系統2接收到距離測量子系統3的信號，將位移傳感器23的電阻信號轉化成電壓信號，然後在CPU的控制下進行高分辨的A/D轉換，經CPU計算得出精確的間隙變化量，然後通過無線通信電路實時發送到終端1。終端1實時採集間隙測量子系統2和距離測量子系統3的數據信息，將間隙變化量和間隙初始值相加得到實時位置的間隙值，並且將間隙值和距離兩組數據進行處理。如圖4所示，以距離測量子系統3反饋的距離信號為橫軸，以間隙值信號作為縱軸，繪出自動扶梯梯級和兩邊圍裙版的間隙以及兩側對稱位置處的間隙總和三條曲線圖並且保存數據文件。當單側梯級和圍裙版間隙超過4mm或者兩側對稱位置處的間隙總和超過7mm時，曲線顯示紅色，便於隱患定位。間隙測量子系統2到達另外一個出口時，自動扶梯停止運行，測試結束，測試軟體保存圖形和數據文件。查看終端1中保存的圖像和數據，發現存在的隱患並且進行定位，指導企業完成整改。
一種自動扶梯梯級與圍裙板安全間隙測量與隱患定位方法，其特徵在於：
1）測量準備工作：
a）標記初始位置：在扶梯入口左右對稱的位置分別用記號筆做一個標記，即傳感器運動的零點位置，並且用直尺或者斜塞尺測量兩個標記處扶梯梯級和圍裙板的間隙值，作為間隙的初始值；
b）安裝間隙測量子系統：將位移傳感器安裝固定於傳感器安裝基座上，調整傳感器安裝基座的夾緊基座和夾緊板，保證左右兩邊位移傳感器和步驟a）中的兩個標記重合，轉動緊固件將位移傳感器安裝固定於自動扶梯梯級踏板上；
c）安裝距離測量子系統：距離測量裝置通過支架上的吸盤固定於扶梯上，調整支架的擺臂，使膠輪緊貼在自動扶梯水平段梯級上；
d）系統啟動：打開終端、間隙下位機處理模塊以及距離下位機處理模塊電源開關，打開終端測試軟體，啟動並進行通信檢測，若通信良好則進行下一步；
e）基本信息設置：在參數設置選項中輸入待檢測自動扶梯的ID號及相應的待測數據信息；
f）初始值設置：將步驟a）測量的間隙初始值輸入到系統。
2）自動扶梯以檢修速度運行，距離測量子系統的膠輪隨梯級一起運動，旋轉編碼器產生脈衝信號，脈衝整形電路對旋轉編碼器傳送的脈衝信號進行整形抗幹擾，然後再將脈衝信號送入梯級運行距離測量電路進行計算，得出梯級運行速度和距離，在微處理器CPU控制下通過無線通信電路實時發送到間隙測量子系統和終端；
3）信號變換電路將位移傳感器的電阻信號轉化成電壓信號，在微處理器CPU的控制下對電壓信號進行A/D轉換，微處理器CPU計算得出間隙變化量，通過無線通信電路實時將間隙變化量發送到終端。
4）終端實時採集間隙測量子系統和距離測量子系統的數據信息，將間隙變化量和間隙初始值相加得到實時位置的間隙值，並且將間隙值和步驟2）中與間隙值對應的實時距離兩組數據進行處理、顯示與保存；
5）間隙測量子系統到達出口時，自動扶梯停止運行，測試結束。
以上所述，只是本發明的較佳實施方式而已，但本發明並不限於上述實施例，只要其以任何相同或相似手段達到本發明的技術效果，都應屬於本發明的保護範圍。