于振坤，金新鋒，劉富海，周淦，簡宏偉，嚴(yán)樂樂

（杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310018）

自動扶梯的大規(guī)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(guān)注，而我國主要還是依賴人工的清潔維護(hù)。人工清潔維護(hù)不僅費時費力、清掃效果差，而且風(fēng)險性極高。而采用物聯(lián)網(wǎng)控制相關(guān)技術(shù)，建立自動扶梯的清潔系統(tǒng)，是目前一種行之有效的方式。

1 自動扶梯清潔現(xiàn)狀

由于自動扶梯數(shù)量急劇增加，維保人員極度匱乏。傳統(tǒng)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?！皦糁埳虉鲎詣臃鎏萸鍧嵢藛T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(jìn)行拆除，再到桁架內(nèi)部進(jìn)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(fēng)險突顯。本系統(tǒng)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(fēng)險。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自動扶梯清潔裝置的優(yōu)勢和特點

物聯(lián)網(wǎng)輔助的自動扶梯智能清潔裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、功能豐富、使用方便等特點?？梢圆捎弥悄茏詣涌刂?，APP物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控，手動控制三種控制模式，適用于現(xiàn)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(dāng)某個紅外對傳感器到達(dá)超過設(shè)定值的20%時，會自動進(jìn)行扶梯的清潔工作，對扶梯弧面以及扶梯踏板進(jìn)行清潔。其次，可以使用APP物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控：當(dāng)紅外對射傳感器到達(dá)設(shè)定值時，會對維保員工的手機或者電腦發(fā)出信號，當(dāng)信號傳遞過來時會發(fā)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(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控清潔，也可通過手機APP來查看扶梯中出現(xiàn)的問題以及對扶梯出現(xiàn)的問題進(jìn)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(nèi)部進(jìn)行清潔。這時就要進(jìn)行手動控制將裝置運行并且對桁架內(nèi)部進(jìn)行清潔。所以需要拆卸一個梯級，將桁架內(nèi)部清潔裝置裝進(jìn)桁架內(nèi)部，通過盤車或者檢修上下行來進(jìn)行對桁架的清潔[2]。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自動扶梯清潔裝置的關(guān)鍵技術(shù)

（1）自動智能控制技術(shù)。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(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和發(fā)送，即通過物聯(lián)網(wǎng)模塊將設(shè)備編號以及灰塵的厚度的相關(guān)信息上傳到服務(wù)器，維保員工可以通過手機APP或者網(wǎng)頁查看自己負(fù)責(zé)的每臺設(shè)備的相關(guān)信息，主控制器和手機移動終端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，即和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)（提前做好標(biāo)定的數(shù)據(jù)）進(jìn)行對比分析，當(dāng)數(shù)據(jù)超過一定的閾值，手機像來電一樣進(jìn)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(fā)出指令控制各部件的運動，以實現(xiàn)智能化的自動清潔的功能。嵌入式控制系統(tǒng)對灰塵程度以及油污程度實時上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和向各個運動部件發(fā)出動作指令，并實現(xiàn)各運動部件之間的協(xié)調(diào)。

（2）物聯(lián)網(wǎng)控制技術(shù)。利用先進(jìn)的計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，無線局域網(wǎng)技術(shù)，傳感器技術(shù)等，在自動扶梯智能清潔裝置上加入遠(yuǎn)程控制、監(jiān)控功能，可通過APP軟件查看當(dāng)前和歷史狀態(tài)，并可控制裝置實現(xiàn)清潔以及去除油污等功能。即：遠(yuǎn)程控制軟件的代碼編寫；物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的搭建；數(shù)據(jù)采集加密上傳；控制信號傳輸；執(zhí)行機構(gòu)動作方式[4]。

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

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(guān)觸發(fā)面、電磁鎖、伸縮桿、毛刷、PU橡膠輪等以及相應(yīng)的電控單元組成。當(dāng)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(zhuǎn)，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(dāng)裝置處于初始位置，在釋放能量復(fù)位這一過程中，裝置開始對梯級弧面進(jìn)行第一次清掃。當(dāng)扶梯下行時，返回側(cè)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(dāng)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(dāng)裝置被向上頂起時，進(jìn)行二次清掃動作。以此往復(fù)，當(dāng)電梯停止或上行運動時，電機反轉(zhuǎn)，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(dāng)毛刷支架連接板碰到行程開關(guān)觸發(fā)面打掉開關(guān)，電機停止旋轉(zhuǎn)。如圖1所示，自動扶梯清潔設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理。

（2）梯級面清潔。主要采用滾筒的設(shè)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(shè)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(nèi)梯級為清潔結(jié)構(gòu)，清潔結(jié)構(gòu)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(dāng)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(fù)動作實現(xiàn)了對所有梯級的清潔。

圖1 自動扶梯清潔設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理

（3）桁架底部清潔。設(shè)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(zhuǎn)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(gòu)，滾筒部分被固定在轉(zhuǎn)軸上方，轉(zhuǎn)軸左右兩端轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jìn)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(jìn)而實現(xiàn)扶梯的自動清潔[4]。

5 結(jié) 語

綜上所述，合理且科學(xué)的應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，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(dāng)下廣泛使用自動扶梯的理想型清潔保養(yǎng)設(shè)備。