自動扶梯清潔問題和解決對策分析

于振坤，金新鋒，劉富海，周淦，簡宏偉，嚴樂樂

（杭州職業技術學院，浙江 杭州 310018）

自動扶梯的大規模使用給人們的日常生活和出行帶來極大便利，但是自動扶梯的清潔問題一直受到廣泛關注，而我國主要還是依賴人工的清潔維護。人工清潔維護不僅費時費力、清掃效果差，而且風險性極高。而采用物聯網控制相關技術，建立自動扶梯的清潔系統，是目前一種行之有效的方式。

1 自動扶梯清潔現狀

由于自動扶梯數量急劇增加，維保人員極度匱乏。傳統自動扶梯梯級清理為全部拆卸后用鏟子、刷子去清掃扶梯，耗時耗力，而且清潔時存在安全隱患。例如，上海“夢之龍商場自動扶梯清潔人員被扶梯夾腿”事故，即為每次清理時需要將全部桁架以上的梯級進行拆除，再到桁架內部進行清理，不但效率低且存在安全隱患。維保清潔精力投入不足，異物積累增加扶梯故障率，運行風險突顯。本系統為針對扶梯的桁架、梯級平面、梯級弧面做出自動清掃裝置，可以提高維保效率，保證扶梯傳動清潔，降低扶梯運行故障及事故風險。

2 物聯網技術自動扶梯清潔裝置的優勢和特點

物聯網輔助的自動扶梯智能清潔裝置具有結構簡單、功能豐富、使用方便等特點。可以采用智能自動控制，APP物聯網遠程監控，手動控制三種控制模式，適用于現行使用的所有自動扶梯。

首先，可以使用智能自動控制。通過單片機控制，依靠單片機中的程序，當某個紅外對傳感器到達超過設定值的20%時，會自動進行扶梯的清潔工作，對扶梯弧面以及扶梯踏板進行清潔。其次，可以使用APP物聯網遠程監控：當紅外對射傳感器到達設定值時，會對維保員工的手機或者電腦發出信號，當信號傳遞過來時會發出類似于手機來電的震動以及鈴聲提醒。維保員工即可對裝置進行遠程監控清潔，也可通過手機APP來查看扶梯中出現的問題以及對扶梯出現的問題進行分析和解決。最后，可以使用手動控制。在扶梯需要月檢或者年檢時，需要對桁架內部進行清潔。這時就要進行手動控制將裝置運行并且對桁架內部進行清潔。所以需要拆卸一個梯級，將桁架內部清潔裝置裝進桁架內部，通過盤車或者檢修上下行來進行對桁架的清潔[2]。

3 物聯網技術自動扶梯清潔裝置的關鍵技術

（1）自動智能控制技術。在桁架底部均勻布置多處紅外對射傳感器，將紅外對射傳感器采集到的數據進行數據處理和發送，即通過物聯網模塊將設備編號以及灰塵的厚度的相關信息上傳到服務器，維保員工可以通過手機APP或者網頁查看自己負責的每臺設備的相關信息，主控制器和手機移動終端進行數據處理，即和標準數據（提前做好標定的數據）進行對比分析，當數據超過一定的閾值，手機像來電一樣進行報警，同時窗口彈出需要處理自動扶梯編號及位置信息。反饋到控制終端，終端再發出指令控制各部件的運動，以實現智能化的自動清潔的功能。嵌入式控制系統對灰塵程度以及油污程度實時上傳的數據進行分析和向各個運動部件發出動作指令，并實現各運動部件之間的協調。

（2）物聯網控制技術。利用先進的計算機技術、網絡通訊技術，無線局域網技術，傳感器技術等，在自動扶梯智能清潔裝置上加入遠程控制、監控功能，可通過APP軟件查看當前和歷史狀態，并可控制裝置實現清潔以及去除油污等功能。即：遠程控制軟件的代碼編寫；物聯網系統的搭建；數據采集加密上傳；控制信號傳輸；執行機構動作方式[4]。

（3）傳感器技術。主要為紅外線對射傳感器的使用。作為收集數據的一個重要途徑。通過紅外線發射端到達信號接收端的完整率，以反饋至主控制器進行處理。即傳感器靈敏度的調節和傳感器的最佳位置[3]。

4 物聯網技術的自動扶梯清潔的基本原理

（1）梯級弧面清潔。裝置由電機、開關觸發面、電磁鎖、伸縮桿、毛刷、PU橡膠輪等以及相應的電控單元組成。當扶梯梯級向下運動時，電機控制電路接通，電磁鎖接通，鎖舌收回，電機旋轉，帶動四根鋼絲繩以及彈簧釋放壓縮能，同時將梯級弧面清掃裝置放下，電機停止。毛刷部分采用多段式合頁連接，可以使弧形毛刷剛好與梯級弧面部分相貼合，以便更加全面高效的清潔梯級弧面。裝置下面安裝有PU橡膠輪，在梯級的運動過程中為裝置提供了一個運動的力，而由于伸縮桿和彈簧組成的套筒，為裝置固定了向上的運動方向。因此梯級運動帶動了裝置朝上運動。當裝置處于初始位置，在釋放能量復位這一過程中，裝置開始對梯級弧面進行第一次清掃。當扶梯下行時，返回側梯級向上運動梯級弧面帶動裝置做向上運動，與此同時毛刷開始向上清理梯級弧面梳齒灰塵污物。當該梯級通過后，在彈簧以及裝置的重力影響下，裝置回彈至初始位置的過程中，毛刷開始清掃下一個梯級弧面，當裝置被向上頂起時，進行二次清掃動作。以此往復，當電梯停止或上行運動時，電機反轉，電磁鎖鎖舌釋放，裝置回收過程中，先是鎖舌將伸縮桿卡住鎖死，防止裝置下落造成安全隱患。當毛刷支架連接板碰到行程開關觸發面打掉開關，電機停止旋轉。如圖1所示，自動扶梯清潔設備的結構原理。

（2）梯級面清潔。主要采用滾筒的設計理念，滾筒周圍為長毛刷，安裝在下機艙蓋板處。將固定座底部增設豎向彈簧伸縮裝置，在彈性伸縮裝置前部且向下方向的機體內梯級為清潔結構，清潔結構的清潔部分被固定在彈性伸縮裝置上并與踢板相配合接觸，由于梯級的運行動作，踢板帶動清潔部分向上方移動，完成踢板外部表面的清潔。當一個梯級移動過后，清潔部分被彈性伸縮裝置拉回，完成與下一個梯級的配合接觸，反復動作實現了對所有梯級的清潔。

圖1 自動扶梯清潔設備的結構原理

（3）桁架底部清潔。設計一個類似于梯級的裝置，可以代替梯級安裝在梯級軌道上，裝置底部為長毛刷，可以刷到桁架底部。桁架腳踢踏板的清潔部分主要由轉軸與滾筒組成。滾筒部分有滾筒部分與滾筒部分附帶的毛刷機構，滾筒部分被固定在轉軸上方，轉軸左右兩端轉動配合在彈性伸縮裝置上。清潔部分使用滾動清潔的模式，滾筒被固定在轉軸上并且和踢板外部表面相接觸，扶梯的梯級的運行帶動滾筒向上方移動，滾筒向上方移動的過程中同時滾動，完成對踢板的清潔。滾筒的左右兩端還配備有輪盤，輪盤被固定在轉軸上，輪盤的面積介于滾筒的截面積和滾筒部分截面積之間，在滾筒左右兩端的輪盤減少了踢板帶動滾筒上移過程中的阻力，從而使得清潔部分的運行更為流暢。而踢板和滾筒配合接觸時，踢板將毛刷進行壓縮直至和輪盤完成配合接觸，再由輪盤完成對滾筒的帶動，進而實現扶梯的自動清潔[4]。

5 結 語

綜上所述，合理且科學的應用物聯網技術，控制并建立扶梯自動清潔的模式，可降低人工成本，提升維保效率，保障公共安全，是當下廣泛使用自動扶梯的理想型清潔保養設備。