CN111238344A - 一种自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动扶梯安全检测领域，公开了一种自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器，包括第一应变传感器、第二应变传感器、信号处理装置、显示装置和呈片状的尺身；所述尺身的横截面呈直角三角形，所述尺身的斜边设置有悬臂梁，所述第一应变传感器安装于悬臂梁的一端，所述尺身的直角短边设置有固定梁，所述第二应变传感器安装于固定梁的一端，所述信号处理装置和显示装置均安装于尺身，所述第一应变传感器、第二应变传感器和显示装置均与信号处理装置连接。本发明还公开了一种自动扶梯梯级与围裙板间隙测量方法。其有益效果在于：尺寸小巧，便于携带，可将测量结果直接数值显示，消除人工观察引起的误差，提高测量精度和测量效率。

Description

一种自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器和方法

技术领域

本发明涉及自动扶梯安全检测领域，具体涉及一种自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器和方法。

背景技术

随着我国城市化进程的不断加速，商场、火车站、机场、高铁站等公共场所快速增加，作为这些场所非常重要的交通工具，自动扶梯的数量也飞速增长。自动扶梯为人们的出行带来了巨大的便利，但是自动扶梯引起的事故时有发生，引起了人们乘坐的恐慌。

根据我国检规和标准的要求，自动扶梯梯级与围裙板之间的间隙应该满足任何一侧的水平间隙不应大于4mm，并且两侧对称位置处的间隙总和不应大于7mm。

目前国内负责自动扶梯检验、制造、维保、安装、改造、修理等单位在进行梯级与围裙板之间间隙测量时主要通过斜塞尺或者片塞尺进行测量，尚没有专门的测量仪器。使用斜塞尺和片塞尺进行测量时，由于围裙板上有防夹装置，导致测量空间小，斜塞尺读数困难，读数误差大。另外，由于自动扶梯需要测量多个位置的围裙板与体积之间的间隙，采用片塞尺进行测量时需要人工读数，劳动强度大，效率太低。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、合理，能够提高测量效率和精度的一种自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器。本发明的另一目的在于提供一种自动扶梯梯级与围裙板间隙测量方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器，包括第一应变传感器、第二应变传感器、信号处理装置、显示装置和呈片状的尺身；所述尺身的横截面呈直角三角形，所述尺身的斜边设置有悬臂梁，所述悬臂梁的一端与尺身连接，所述悬臂梁的另一端与尺身的最小角相对应，所述悬臂梁的梁身与尺身之间具有间隔，所述第一应变传感器安装于悬臂梁的一端，所述尺身的直角短边设置有固定梁，所述固定梁的两端均与尺身连接，所述固定梁的梁身与尺身之间具有间隔，所述第二应变传感器安装于固定梁的一端，所述信号处理装置和显示装置均安装于尺身，所述第一应变传感器、第二应变传感器和显示装置均与信号处理装置连接。

进一步地，所述尺身的斜边开有与尺身的最小角相连通的第一凹槽，所述悬臂梁的一端与第一凹槽远离尺身最小角的侧壁连接，所述悬臂梁的另一端与尺身的最小角相对应，所述悬臂梁的梁身与第一凹槽的槽底之间具有间隔，所述悬臂梁的外侧与尺身的斜边位于同一条直线上。

进一步地，所述悬臂梁包括过渡段和受压段，所述过渡段的一端与尺身固定连接，所述受压段的一端与过渡段的另一端固定连接，所述受压段的另一端为与尺身最小角相对应的尖角端，所述第一应变传感器安装于过渡段，所述过渡段和受压段之间均与尺身之间具有间隔，所述受压段的外侧与尺身的斜边位于同一条直线上。

进一步地，所述过渡段的长度和高度均小于受压段。

进一步地，所述尺身的直角短边开有第二凹槽，所述固定梁设置在第二凹槽的开口端，所述固定梁的梁身与第二凹槽的槽底之间具有间隔。

进一步地，所述固定梁的中部具有受力平台，此受力平台凸出于固定梁的表面。

进一步地，所述信号处理装置封装于尺身内部。

进一步地，所述显示装置安装于尺身的直角三角形的表面。

进一步地，所述尺身的材质为金属。

一种自动扶梯梯级与围裙板间隙测量方法，采用自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器，将尺身插入自动扶梯梯级与围裙板的间隙中，其中尺身的直角长边紧贴在围裙板上，悬臂梁的外侧顶在梯级的边缘上，向固定梁的中间垂直方向施加逐渐增加的力，信号处理装置接收第一应变传感器和第二应变传感器的信号；当第一应变传感器的应变值不变时，信号处理装置记录相应的第一应变传感器和第二应变传感器应变值，计算得到间隙数值，最终在显示装置显示间隙数值。

进一步地，一种自动扶梯梯级与围裙板间隙测量方法，包括如下步骤：

S1、开启测量仪器，将尺身插入梯级与围裙板之间的间隙；

S2、点击测量仪器的测量按钮，信号处理装置开始采集第二应变传感器和第一应变传感器的应变信号；

S3、向固定梁的中间垂直方向施加逐渐增加的力，悬臂梁和固定梁开始发生形变，当悬臂梁贴紧尺身时，第一应变传感器的应变值不再变化，信号处理装置记录此时第一应变传感器和第二应变传感器的应变值，通过公式

计算得到间隙测量值，并且将测量结果显示到显示装置；

S4、拿起测量仪器，读取和记录仪器显示的数值，完成单个位置的测量。

本发明相对于现有技术具有如下优点：

1、本测量仪器尺寸小巧，便于携带，将尺身设计成直角三角形片状，并在尺身的直角短边设置固定梁，在尺身的斜边设置悬臂梁，配合两个应变传感器、显示装置和信号处理装置可将测量结果直接数值显示，消除人工观察引起的误差，提高测量精度和测量效率，填补了市场空白，提升了自动扶梯的安全水平，保障乘客的人身安全，提升人们乘梯的安全感，满足人们对美好生活的向往。

2、本自动扶梯梯级与围裙板间隙测量方法，利用呈直角三角形片状的测量仪器，操作方便，能将测量结果直接显示出来，有效提高测量精度和测量效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器的结构示意图；

图2示出了根据本发明的自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器的受力原理图；

图3示出了根据本发明的自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器的工作原理图；

图中，1为第一应变传感器；2为第二应变传感器；3为信号处理装置；4为显示装置；5为尺身；501为直角短边；502为直角长边；503为斜边；504为最小角；6为第二凹槽；7为固定梁；8为第一凹槽；9为悬臂梁；10为受力平台；11为过渡段；12为受压段；13为尖角端；

E为尺身材料的弹性模量，是常量；ε₁为第一应变传感器的应变值；ε₂为第二应变传感器的应变值；b₁为第一应变传感器安装位置处悬臂梁的宽度；h₁为第一应变传感器安装位置处悬臂梁的高度；b₂为第二应变传感器安装处固定梁的宽度；h₂为第二应变传感器安装处固定梁的高度；t为固定梁中心到两端的距离；θ为尺身的最小角；L为悬臂梁的长度；d为梯级在悬臂梁上的作用点到悬臂梁固定端的距离；Δ为梯级与围裙板之间的间隙值。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示的自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器，包括第一应变传感器1、第二应变传感器2、信号处理装置3、显示装置4和呈片状的尺身5；所述尺身5的横截面呈直角三角形，所述尺身5的斜边503设置有悬臂梁9，所述悬臂梁9的一端与尺身5连接，所述悬臂梁9的另一端与尺身5的最小角504相对应，所述悬臂梁9的梁身与尺身5之间具有间隔，所述第一应变传感器1安装于悬臂梁9的一端，所述尺身5的直角短边501设置有固定梁7，固定梁7的两端均与尺身5连接，固定梁7的梁身与尺身5之间具有间隔，所述第二应变传感器2安装于固定梁7的一端，所述信号处理装置3和显示装置4均安装于尺身5，所述第一应变传感器1、第二应变传感器2和显示装置4均与信号处理装置3连接。本间隙测量仪器，通过在直角三角形片状的尺身5上设置固定梁7和悬臂梁9，配合两个应变传感器，可将间隙值直接显示出来，省去了人工读数的不便，有效提高读数精度和测量效率。

所述尺身5的斜边503开有与尺身5的最小角504相连通的第一凹槽8，所述悬臂梁9的一端与第一凹槽8远离尺身5最小角504的侧壁连接，所述悬臂梁9的另一端与尺身5的最小角504相对应，所述悬臂梁9的梁身与第一凹槽8的槽底之间具有间隔，以使悬臂梁9受挤压产生形变。为了保证测量的准确性，悬臂梁9的外侧与尺身5的斜边503的外侧位于同一条直线上，悬臂梁9的另一端为尖角端13，此尖角端13的角度与尺身5的最小角504相同。在实际使用中，在保证测量结果准确性的前提下，尖角端13还可以为其他角度。悬臂梁9与第一凹槽8槽底(即尺身)之间的间隔很小，一般为1mm左右，其值根据尺身5材料和尺寸的不同会有一些变化。

所述悬臂梁9包括过渡段11和受压段12，所述过渡段11的一端与第一凹槽8远离尺身5最小角504的侧壁固定连接，所述受压段12的一端与过渡段11的另一端固定连接，所述受压段12的另一端为与尺身5的最小角504相对应的尖角端13，所述第一应变传感器1安装于过渡段11，所述过渡段11和受压段12均与第一凹槽8的槽底之间具有间隔，所述受压段12的外侧与尺身5的斜边503位于同一条直线上。

所述过渡段11的长度和高度均小于受压段12。此设置方便安装第一应变传感器1。

所述尺身5的直角短边501开有第二凹槽6，所述固定梁7设置在第二凹槽6的开口端(即槽顶)，所述固定梁7与第二凹槽6的槽底之间具有间隔，通过设置间隔，使得固定梁7在受力后产生形变，第二应变传感器2能够采集固定梁7的形变值将数值传输至信号处理装置，从而完成梯级与围裙板之间的间隙值的计算。

所述固定梁7的中部具有受力平台10，此受力平台10凸出于固定梁7的表面。通过设置受力平台10便于向固定梁7的垂直方向施加逐渐增加的力，有效提高测量效率和精度。固定梁7的两端分别与第二凹槽6的两侧壁固定连接，以使固定梁7与第二凹槽6围成一闭合空间，第二应变传感器2安装在固定梁7的一端，且靠近尺身5，通过此设置可提高第二应变传感器2采集应变值的准确性，提高本仪器的测量精度。

所述信号处理装置3封装于尺身5内部。信号处理装置可为常见的IC芯片，信号处理装置接收两个应变传感器的信号，并将信号处理结果传输到显示装置4上。尺身5还设置有与信号处理装置连接的开关、按钮等，本仪器采用电池供电。

所述显示装置4安装于尺身5的直角三角形的表面。显示装置4可为常见的显示屏，通过设置显示装置4可将间隙值直接显示出来。方便读取，减少读数误差，降低劳动强度，提高测量效率。

所述尺身5的材质为金属。在保证尺身实用寿命的前提下，还可以选用其他材质。

本实施例中：尺身5为直角三角形片状，尺身的直角短边501长为25mm，直角长边502长为56mm，尺身5厚度为7mm，尺身的最小角为θ，尺身5整体呈现出长尖结构。尺身的材质为金属，内部封装有信号处理装置。

本实施例中，悬臂梁的长度L为35mm，第一应变传感器安装位置处悬臂梁的宽度b₁为7mm(本实施例中过渡段和受压段的宽度均为7mm)，第一应变传感器安装位置处悬臂梁的高度h₁为1mm(即过渡段的高度为1mm)，受压段的高度为2.5mm，悬臂梁不受压的状态下与尺身之间的间隔为1mm；固定梁中央到两端的距离t为8mm，第二应变传感器安装处固定梁的宽度为b₂为7mm，第二应变传感器安装处固定梁的高度h₂为1mm；

第一应变传感器1安装在悬臂梁9的固定端，第二应变传感器2安装在固定梁7的一端；两个应变传感器和显示装置4分别和信号处理装置3相连接。在固定梁7中间施加垂直方向的力时，悬臂梁9和固定梁7分别发生形变，两个应变传感器分别采集两个梁的应变值，传输给信号处理装置3，信号处理装置3将计算出的间隙值显示在显示装置4上。

本仪器的尺寸小于常见的斜塞尺，不需要通过人工读数，只需要将仪器插入测试位置，然后按压一下，拿出读数即可，所以受到防夹装置的影响非常小。本仪器相对于斜塞尺和片塞尺能够大大降低劳动强度，提高测量准确性。

如图2和图3所示，一种自动扶梯梯级与围裙板间隙测量方法，采用自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器，将尺身5插入自动扶梯梯级与围裙板的间隙中，其中尺身5的直角长边502紧贴在围裙板上，悬臂梁9的外侧顶在梯级的边缘上，向固定梁7的中间垂直方向施加逐渐增加的力，信号处理装置3接收第一应变传感器1和第二应变传感器2的信号；当第一应变传感器1的应变值不变时，信号处理装置3记录第一应变传感器1和第二应变传感器2相应的应变值，计算得到间隙数值，最终在显示装置4显示间隙数值。向固定梁7的中部施加逐渐增加的力，可通过手指按压实现。

一种自动扶梯梯级与围裙板间隙测量方法，包括如下步骤：

S1、开启测量仪器，将尺身5插入梯级与围裙板之间的间隙；

S2、点击测量仪器的测量按钮，信号处理装置3开始采集第二应变传感器2和第一应变传感器1的应变信号；

S3、向固定梁7的中间垂直方向施加逐渐增加的力，悬臂梁9和固定梁7开始发生形变，当悬臂梁9贴紧尺身5时，第一应变传感器1的应变值不再变化，信号处理装置3记录此时第一应变传感器1和第二应变传感器2的应变值，通过公式

计算得到间隙测量值，并且将测量结果显示到显示装置；其中ε₁为第一应变传感器1的应变值，ε₂为第二应变传感器2的应变值，b₁为第一应变传感器1安装位置处悬臂梁9的宽度，h₁为第一应变传感器1安装位置处悬臂梁9的高度，b₂为第二应变传感器2安装处固定梁7的宽度，h₂为第二应变传感器2安装处固定梁7的高度，t为固定梁9中心到两端的距离，θ为尺身5的最小角504、L为悬臂梁9的长度。b₁、h₁、b₂、h₂、t、θ、L通过其它标准仪器标定得到，作为固定值输入到信号处理装置中，出厂时设定好。

S4、拿起测量仪器，读取和记录仪器显示的数值，完成单个位置的测量，再依次测量其他位置的间隙值。

本测量方法的原理为：如图2所示，在固定梁的中间施加垂直的力F₂，在悬臂梁9和梯级之间将产生垂直于悬臂梁的力F₁，第一应变传感器处将产生应变值ε₁，第二应变传感器处将产生应变值ε₂，最终间隙测量值Δ由信号处理装置依据公式算出，结果显示在显示装置4上。

参考图2，可以得到:

根据受力平衡：

根据固定梁处力学分析：

其中E为尺身材料的弹性模量；

根据悬臂梁处力学分析：

根据几何分析：Δ＝(L-d)sinθ；

综合以上各式可以得到

上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器，其特征在于：包括第一应变传感器、第二应变传感器、信号处理装置、显示装置和呈片状的尺身；所述尺身的横截面呈直角三角形，所述尺身的斜边设置有悬臂梁，所述悬臂梁的一端与尺身连接，所述悬臂梁的另一端与尺身的最小角相对应，所述悬臂梁的梁身与尺身之间具有间隔，所述第一应变传感器安装于悬臂梁的一端，所述尺身的直角短边设置有固定梁，所述固定梁的两端均与尺身连接，所述固定梁的梁身与尺身之间具有间隔，所述第二应变传感器安装于固定梁的一端，所述信号处理装置和显示装置均安装于尺身，所述第一应变传感器、第二应变传感器和显示装置均与信号处理装置连接。

2.根据权利要求1所述的自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器，其特征在于：所述尺身的斜边开有与尺身的最小角相连通的第一凹槽，所述悬臂梁的一端与第一凹槽远离尺身最小角的侧壁连接，所述悬臂梁的另一端与尺身的最小角相对应，所述悬臂梁的梁身与第一凹槽的槽底之间具有间隔，所述悬臂梁的外侧与尺身的斜边位于同一条直线上。

3.根据权利要求1所述的自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器，其特征在于：所述悬臂梁包括过渡段和受压段，所述过渡段的一端与尺身固定连接，所述受压段的一端与过渡段的另一端固定连接，所述受压段的另一端为与尺身最小角相对应的尖角端，所述第一应变传感器安装于过渡段，所述过渡段和受压段之间均与尺身之间具有间隔，所述受压段的外侧与尺身的斜边位于同一条直线上。

4.根据权利要求3所述的自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器，其特征在于：所述过渡段的长度和高度均小于受压段。

5.根据权利要求1所述的自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器，其特征在于：所述尺身的直角短边开有第二凹槽，所述固定梁设置在第二凹槽的开口端，所述固定梁的梁身与第二凹槽的槽底之间具有间隔。

6.根据权利要求1或5所述的自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器，其特征在于：所述固定梁的中部具有受力平台，此受力平台凸出于固定梁的表面。

7.根据权利要求1所述的自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器，其特征在于：所述信号处理装置封装于尺身内部，所述显示装置安装于尺身的直角三角形的表面。

8.根据权利要求1所述的自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器，其特征在于：所述尺身的材质为金属。

9.一种自动扶梯梯级与围裙板间隙测量方法，采用权利要求1-8中任一项所述的自动扶梯梯级与围裙板间隙测量仪器，其特征在于：将尺身插入自动扶梯梯级与围裙板的间隙中，其中尺身的直角长边紧贴在围裙板上，悬臂梁的外侧顶在梯级的边缘上，向固定梁的中间垂直方向施加逐渐增加的力，信号处理装置接收第一应变传感器和第二应变传感器的信号；当第一应变传感器的应变值不变时，信号处理装置记录第一应变传感器和第二应变传感器的信号相应的应变值，计算得到间隙数值，最终在显示装置显示间隙数值。

10.根据权利要求9所述的一种自动扶梯梯级与围裙板间隙测量方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、开启测量仪器，将尺身插入梯级与围裙板之间的间隙；

S2、点击测量仪器的测量按钮，信号处理装置开始采集第一应变传感器和第二应变传感器的应变信号；

S3、向固定梁的中间垂直方向施加逐渐增加的力，悬臂梁和固定梁开始发生形变，当悬臂梁贴紧尺身时，第一应变传感器的应变值不再变化，信号处理装置记录此时第一应变传感器和第二应变传感器的应变值，通过公式

计算得到间隙测量值，并且将测量结果显示到显示装置；

S4、拿起测量仪器，读取和记录仪器显示的数值，完成单个位置的测量。

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