自動扶梯急停裝置的專利技術發展路線分析

周琦

【摘? 要】 近年我國自動扶梯傷人事件頻繁發生，其中造成事故嚴重后果的主要原因是并未對扶梯采取緊急制動，由此可見急停裝置的重要性，本文通過對CNABS專利數據庫和SIPO專利數據庫進行數據采集，對用于扶手的急停裝置的專利技術路線進行梳理分析。

【關鍵詞】自動扶梯;急停裝置;技術路線;

1.自動扶梯急停裝置技術概況

1.1自動扶梯急停裝置

電梯，是指動力驅動，利用剛性導軌運行的箱體或者沿固定線路運行的梯級（踏步），進行升降或者平行運送人、貨物的機電設備。包括人（貨）電梯、自動扶梯、自動人行道。隨著市場經濟的發展，許多公共場所都安裝了電梯。自動扶梯以其不間斷性和大流量性能，深的商場、機場等人群流量較大用戶的青睞。具不完全統計：在電梯事故中墜落，占事故的15%;機械部件間隙產生的擠壓，占事故的43%;跌倒，占事故的9%;運行中發生的逆轉，占事故的9%;與物體發生碰撞、剪切，占事故的15%。近年來發生過多起小孩子因為大人疏忽而被自動扶梯擠壓的事故、事故發生時因為電梯無法判斷事故已經發生而繼續運行，所以造成了嚴重的后果。為此，自動扶梯和自動人行道都有紅色緊急制動裝置，一般在扶梯入口下方側面。

1.2 自動扶梯急停裝置技術分類

自動扶梯急停按鈕根據具體安裝的位置的為不同可以分為三類：分別是扶手處急停裝置、出入口處急停裝置、以及多處急停裝置;而根據急停裝置實際要解決的問題進行劃分，則分為兩類，第一類為自動扶梯自身內部出現問題，即防逆轉、斷鏈式急停裝置、第二類外部導致急停，即防異物式急停裝置;目前，國內市場上常見的安裝急停裝置的是出入口式急停裝置，這種出入口形式的急停裝置已經廣泛應用乘客輸送設備中，以保證乘客乘坐的安全性，而對于第二種分類劃分，其中研究較多的是防異物式急停裝置。

2.自動扶梯急停裝置專利技術發展路線

自動扶梯急停裝置專利技術從上世紀40年代開始發展，不同時期其發展測重的技術角度有所不同。本章節側重于自動扶梯急停裝置的發展路線，并正對每一技術分支的重要專利進行分析，并分析重要專利。

2.1自動扶梯防逆轉、斷鏈急停裝置技術發展路線

安全是自動扶梯的重中之重，其中在以往的經歷中，自動扶梯傳動鏈發生意外，例如斷鏈、逆轉等情況，這些都會造成自動扶梯的急停，因此關于自動扶梯防逆轉、斷鏈的急停裝置是自動扶梯系統中的重要組成部分，其影響著自動扶梯系統的諸多性能，如安全性、美觀性、可靠性等。圖1為自動扶梯防逆轉、斷鏈急停裝置技術發展路線圖。

最早的關于自動扶梯急停裝置系統的專利申請出現于1945年，是由美國提出的，當時僅僅是用按鈕連接總控制器而已，當有人按下按鈕，就會傳送到總控制器，使得其產生急停信號，且該形式持續了較長的時間，直至后來美國奧蒂斯電梯公司提出的關于急停裝置的進一步的改進，更兼顧器實用性和可靠性;隨著技術的發展，以及自動扶梯領域的不斷發展的進步，電梯的結構也在不斷完善，當時然勢必也會出現不同的各種的問題，其中鏈條都是有一定的使用壽命德，使用的時間長了，必然會發生各種各樣的問題，其中最常見的就是斷鏈和逆轉這兩種形式，這兩種形式都會對影響電梯的運行，造成自動扶梯的急停。

考慮到上述問題的存在，2000年由日本的日立電梯公司提出了較為完備的防逆轉、斷鏈急停裝置，其采用了連桿式的檢測裝置來來對鏈條進行檢測，當檢測到斷鏈或者逆轉信號時，就立即控制自動扶梯急停，但是其缺點也是顯而易見的，其結構簡單、抗干擾能力差;2001年日立公司緊接著提出了一種新型的防逆轉、斷鏈急停裝置，其采用了連桿制動抓形式的急停裝置，并且在傳感器方面進行了改進，而隨著科學技術的進一步發展，傳感器技術也越來越成熟，檢測技術也隨之發生著翻天覆地的變化，緊接著，2006年，三菱公司提出了另一種新形式的急停裝置，其采用了擺桿觸發的形式，這極大地提高了可靠性，但是該種方式相應的帶來一些負面問題，例如安裝成本較高、容易損壞等，因此，該種形式在自動扶梯急停裝置系統中的應用并不是很廣泛;隨后，隨著我國電梯技術的逐漸起步，以及技術的相對成熟，中國專利的數量成一種井噴形式的增長，電梯領域也不例外，其中表現最為突出的，當屬長三角地方的企業，這些申請人重點關注了防逆轉、斷鏈急停裝置，但是其并未提出具有創新的地方，其技術主要構思還是基于日立的技術思路。只是在一些傳動構件和傳感器上有一些改進，因此從上述發展路線，可以看到：國內申請人從事乘客輸送設備的企業，技術構思和國外申請人相似，技術積累較為薄弱，技術研究遠不及國外申請人深入，但部分技術方面也存在可觀的小改進，值得后續進一步研究。

2.2自動扶梯扶手處急停裝置技術發展路線

自動扶梯急停裝置的安裝形式一直是各大企業廠家研究的重點，從中也產出了較多的專利申請，從1945年自動扶梯急停裝置系統的誕生至今，自動扶梯急停裝置的安裝形式經過半個多世紀的不斷地朝向拆裝便利、安裝穩固、使用方便的方向演化發展，如今技術大體上已經趨近于成熟。圖2是自動扶梯急停裝置系統安裝形式中對于扶手處的急停裝置的技術發展路線圖。

用于扶手處的自動扶梯急停裝置在不同階段有著不同的結構，總體來說是分為三個階段進行發展的：早期的自動扶梯結構比較簡單，扶手帶由驅動輪進行驅動運行，從1945年開始，自動扶梯急停裝置系統剛剛出現，那時的自動扶梯急停裝置的目的僅僅是為了防止異物進入，保障乘客的安全，安裝方式也很簡單，僅僅是通過簡單的傳感部件等固裝在扶手蓋板的下部，當卡緊異物時就可以觸發器其中的傳感裝置，從而帶動急停裝置運作，進而保障乘客的安全，但是其安全效果和拆裝便利性無疑是不足的。

隨著時間的推移，以及自動扶梯領域整體的結構優化的進行，以及日本經濟的飛速發展，國外的電梯企業迅速崛起，中期出現了好多外國的申請人，其申請人主要是：株式會社日立、三菱電梯、東芝電梯等，這些申請人技術發展路線十分清晰，其中株式會社日立、以及三菱的表現尤為突出。這兩大電梯企業對自動扶梯急停裝置的扶手處的安裝形式都或多或少地進行了改進，大體上可分為兩個改進方向，一種方向是在將設置在扶手帶內部的傳感裝置進行外移，預留出特定的安裝空間，將其安置于該空間中;另外一種是將該裝置集成于一個盒子中，而該盒子設置于扶手欄板中或者欄板下方。到了后期，研究人員開始追求觸感上的舒適化、以及自動的扶梯急停裝置的相應速度等問題上的優化，后期的急停裝置采用的往往是多個傳感器的組合式的結構，基于之前的各階段的結構，將不同形式的結構進行組合，既能達到良好的結構緊湊的效果，又能減少響應的時間。

正如上面所說的那樣，兩種不同安裝形式的自動扶梯急停裝置系統優缺點很明顯，且基本上對立;第一種外移方式的自動扶梯急停裝置的優點很明顯，其不易被認為損壞，節省空間，且裝飾效果更好，整體美觀，缺點則是拆裝不便，維修成本高，而第二種形式的自動扶梯急停裝置的優點則為并于拆卸和安裝，并且更容易被人員識別和操作，缺點則是與其相對的更易于人為損壞，占用空間大，整體美觀效果不如前者。

從自動扶梯急停裝置發展至今，扶手位置急停裝置的兩種安裝形式均有較為廣泛的應用，但總體上第二種更為廣泛些，這是因為急停裝置，顧名思義，所要起到的最大的效果就是保障乘客的安全，任何時候安全都是要放在第一位的，因此更容易被發現、更容易被操作往往是各大企業考慮的首要因素，縱觀涉及到自動扶梯急停裝置的所有的專利申請文獻也可以發現，各大企業在“如何使得急停裝置更容易被簡單快捷的操作”這一點上也投入了很大的研究力度，產生的相關專利申請的數量也是占比例最大的。

通過上述的自動扶梯扶手位置急停裝置的技術發展路線的分析，大體上可以看出，具體的自動扶梯扶手位置急停裝置的安裝形式需要根據自身所需去選擇，無論哪種形式的自動扶梯扶手位置急停裝置的安裝均有其市場需求，關鍵在于使用時找到相應的側重點，那就能更好的發揮其作用。

3.結語

自動扶梯的技術現在已經相對成熟，突破性的改進已經非常困難了，在這種情況下，中國需要加快自動扶梯的發展，中國申請人需要投入更多精力在自動扶梯急停裝置的研究中，首先跟上國外技術的腳步，然后結合實際面對的問題，尋找突破口，在自動扶梯的研究發展中留下中國的痕跡。