2026年自动扶梯及自动人行道梳齿板安全保护检测装置及检测方法与流程

2026年自动扶梯及自动人行道梳齿板安全保护检测装置及检测方法与流程一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在GB16899-2011中，梳齿板安全保护装置被定义为“当异物卡入梳齿与梯级之间时，能使自动扶梯或自动人行道停止运行的装置”。下列哪一项最能准确描述其触发原理？A.梳齿板整体位移触发微动开关B.梳齿断裂导致光幕信号中断C.梯级缺失触发RFID计数异常D.主机电流突增触发过载继电器答案：A解析：标准7.3.2.1明确规定“梳齿板应能在水平方向产生不小于4mm的位移时动作”，位移触发微动开关是主流设计。2.某地铁车站上行扶梯额定速度0.65m/s，梳齿板保护装置动作后，制动系统使空载扶梯在1.2m制动距离内停止。则平均减速度约为A.0.09m/s²B.0.18m/s²C.0.35m/s²D.0.70m/s²答案：B解析：由运动学公式=2as3.依据TSGT7005-2020《自动扶梯与自动人行道型式试验细则》，对梳齿板保护装置的型式试验样品数量要求为A.1套B.2套C.3套D.4套答案：A解析：细则附件B3.2规定“安全保护装置每种型号送样1套”。4.在梳齿板安全保护检测装置的日常维护中，下列哪项参数必须每月用塞尺检查一次？A.梳齿板与梯级踏面垂直间隙B.梳齿板前沿与楼层板水平间隙C.梳齿板水平触发位移量D.梳齿板表面粗糙度答案：C解析：GB16899-2011之7.3.2.1注2要求“触发位移量每月检查”。5.某品牌自动扶梯采用双冗余磁感应式梳齿板保护装置，其两路信号分别接入安全回路A和安全回路B。若回路A出现断线，而回路B正常，则扶梯A.立即停梯B.继续运行并发出警报C.降速至0.5倍额定速度D.仅记录故障代码答案：A解析：双冗余设计遵循“任一通道故障即整体停机”原则，符合EN115-1:2017之5.4.2.3。6.在型式试验的异物卡入试验中，标准规定的试验棒直径为A.4mmB.6mmC.8mmD.10mm答案：B解析：TSGT7005-2020附件B3.2.3规定“使用Ø6mm钢棒”。7.采用激光位移传感器在线监测梳齿板位移时，采样频率至少应为A.100HzB.500HzC.1kHzD.5kHz答案：C解析：扶梯梯级通过频率约2Hz，考虑10倍奈奎斯特准则及冲击响应，1kHz可捕捉0.1ms级突变。8.某自动人行道倾斜角11°，梳齿板保护装置动作后，制动器制停时间1.1s，则其最大允许制停距离为A.0.35mB.0.50mC.0.65mD.0.80m答案：C解析：GB16899-2011之5.4.1.3.2规定11°时最大制停距离0.65m。9.在梳齿板保护装置的PCBA级老化测试中，通常采用A.85℃/85%RH，72hB.105℃，24hC.−40℃↔85℃，10cyclesD.125℃，168h答案：A解析：IPC-9592B对民用电梯电子部件推荐85℃/85%RH，72h。10.对于采用CANopen通信的梳齿板保护装置，其心跳报文（Heartbeat）周期一般设置为A.10msB.50msC.100msD.500ms答案：C解析：CiA301标准默认100ms，兼顾实时性与总线负载。二、多项选择题（每题3分，共15分）11.下列哪些属于梳齿板安全保护检测装置的常见失效模式？A.微动开关触点氧化B.梳齿板固定螺栓松动C.梯级链伸长D.复位弹簧疲劳断裂E.变频器过热答案：A、B、D解析：C属于梯级驱动系统，E属于主机系统，与梳齿板保护无直接因果。12.在进行梳齿板保护装置现场功能测试时，必须同时记录A.触发位移量B.制停距离C.梯级缺失信号D.制动器线圈温升E.安全回路断开时间答案：A、B、E解析：TSGT7005-2020附件C2.3要求记录触发量、制停距离及回路断开时间。13.采用机器视觉检测梳齿缺损时，为提高检测精度可采取A.同轴平行背光B.高角度环形明场C.深度学习语义分割D.帧差法E.红外热像答案：A、B、C解析：D对静态缺损无效，E对金属缺损温差不明显。14.关于梳齿板保护装置的自我诊断功能，下列说法正确的是A.应能检测传感器短路B.应能检测传感器断路C.应能检测微动开关卡阻D.应能检测梯级速度偏差E.应能检测复位弹簧预紧力答案：A、B、C解析：D属于主机测速，E需额外力传感器，非强制。15.在自动扶梯大修时，更换梳齿板保护装置后必须进行的试验包括A.空载制停试验B.额定载荷制停试验C.异物卡入试验D.125%超载试验E.逆向溜车试验答案：A、B、C解析：TSGT7007-2020之4.6.2规定大修后做空载、额定载荷制停及异物卡入。三、判断题（每题1分，共10分）16.梳齿板保护装置动作后，允许通过短接安全回路的方式临时运行扶梯以疏散乘客。答案：错解析：任何情况下禁止短接安全回路。17.采用3D打印制造的梳齿板可用于型式试验样品。答案：错解析：型式试验须使用量产状态材料及工艺。18.激光位移传感器输出4mA对应0mm位移，20mA对应4mm位移，则12mA对应2mm位移。答案：对解析：线性关系×419.梳齿板保护装置的IP等级不应低于IP23。答案：错解析：GB16899-2011之5.2.4要求IPX3以上，未规定防尘等级。20.在−10℃环境运行的室外扶梯，其梳齿板保护装置的橡胶密封圈应选用氟硅橡胶。答案：对解析：氟硅橡胶脆化温度低于−30℃，耐臭氧。21.梳齿板保护装置动作响应时间包括传感器延迟、控制器扫描周期及制动器响应时间。答案：对解析：总响应时间=传感器+PLC扫描+制动器。22.采用双CPU冗余架构时，两CPU必须采用不同厂商芯片以防止共因失效。答案：错解析：标准仅要求不同逻辑设计，未强制不同厂商。23.梳齿板保护装置的MTBF计算可不考虑复位弹簧的疲劳寿命。答案：错解析：复位弹簧为机械执行件，必须纳入。24.在线监测系统中，若梳齿板位移信号FFT出现与梯级通过频率一致的峰值，可判断为梯级撞击而非异物卡入。答案：对解析：周期性峰值对应梯级啮合冲击。25.依据ISO14798风险评估方法，梳齿板异物卡入的严重度等级为S3。答案：对解析：可能导致乘客跌倒被夹，属严重伤害。四、填空题（每空2分，共20分）26.GB16899-2011规定，梳齿板保护装置在水平方向触发位移为________mm，最大不超过________mm。答案：4，6解析：7.3.2.1原文。27.某扶梯额定速度0.75m/s，制停距离0.60m，则平均减速度为________m/s²。（保留两位小数）答案：0.47解析：a=28.采用CANopen通信时，梳齿板保护装置的节点ID通常用________个十六进制位表示。答案：229.在激光位移传感器标定中，若两点标定法零点误差为−0.05mm，增益误差为+1%，则4mm处的示值为________mm。答案：3.99解析：4×30.型式试验中，异物卡入试验需连续进行________次，每次间隔________s。答案：3，30解析：TSGT7005-2020附件B3.2.3。31.梳齿板保护装置的电子安全等级应达到SIL________或PL________。答案：2，d解析：EN115-1:2017之5.4.2.1。32.在MTBF计算中，若某型号年故障率为2×10⁻⁶/h，则其MTBF=________h。答案：5×10⁵解析：MTBF=1/λ。33.采用双冗余磁感应传感器时，两传感器安装间距应不小于________mm，以防止磁干扰。答案：1534.对于室外型扶梯，梳齿板保护装置的连接器需满足IP________等级。答案：6735.在梳齿板表面喷涂DLC涂层后，其表面硬度可达________HV。答案：2000五、简答题（每题10分，共20分）36.简述采用机器视觉实现梳齿缺损在线检测的系统构成及关键算法流程。答案：系统由高速线阵相机、平行LED背光源、FPGA预处理单元、GPU服务器、I/O模块构成。梯级触发编码器信号启动相机采集，获取梳齿区域灰度图像；FPGA进行实时阈值分割，提取梳齿轮廓；GPU端采用改进YOLOv5n模型，引入CBAM注意力机制，训练数据集含6000张缺损样本；对缺失面积>2mm²或连续缺失>3齿即判为缺陷，通过Modbus-TCP向主控PLC发送停梯指令。整体检测周期<20ms，漏检率<0.1%。37.说明在−20℃低温环境下，对梳齿板保护装置进行可靠性试验时需考虑的特殊因素及对应试验方法。答案：需考虑橡胶密封件脆化、润滑脂凝固、微动开关触点结霜、PCBA冷启动失效。试验方法：①将整机置于−20℃恒温箱4h，进行10次触发循环，测量动作位移变化量应<0.2mm；②用低温润滑脂（−40℃）替换原脂，运行2h后测摩擦扭矩，增大幅度<20%；③开关触点通10mA、24VDC，测接触压降<50mV；④PCBA上电后1s内CAN通信正常，误码率<10⁻⁷；⑤试验后恢复常温，绝缘电阻>50MΩ，符合GB/T2423.1。六、计算题（共15分）38.某自动扶梯额定速度0.5m/s，额定载荷6000N，梯级宽度1.0m，倾斜角10°，梳齿板保护装置动作后，实测制停距离0.45m。若制动器为恒力矩型，忽略空气阻力，求：(1)平均制动力矩（N·m）；（8分）(2)若改用可变力矩制动器，使减速度恒为0.25m/s²，求所需制停距离。（7分）答案：(1)由能量守恒：m其中m==611.6kg，v代入得F力矩T=F·T(2)恒减速度a=s七、综合设计题（20分）39.某机场新建自动人行道，长度120m，额定速度0.9m/s，需设计一套基于物联网的梳齿板安全保护在线监测系统。要求：①实时监测梳齿板位移、振动、温度；②边缘计算节点在50ms内完成故障判断；③通过MQTT上传至云端，通信中断时可本地存储7天数据；④支持远程OTA升级，升级失败可回滚；⑤给出系统架构图、关键器件选型、数据流程、安全策略及低功耗设计要点。答案：系统架构：感知层：激光位移传感器（KeyenceIL-1000，0.01mm，1kHz）、三轴加速度计（ADXL355，±2g）、NTC热敏电阻（10kΩ，±1%）；边缘层：STM32H743+FreeRTOS，内置FPU，运行CMSIS-DSP，采用双CAN-FD冗余接入安全回路；通信层：LTECat-1模块（QuectelEC200A），MQTT协议，TLS1.3加密，本地NANDFlash（8GB）循环存储；云端：阿里云IoTPlatform，规则引擎触发短信/邮件报警，数据写入TSDB（InfluxDB），Grafana可视化；安全策略：双镜像分区，升级前CRC32校验，异常即回滚；TLS证书采用阿里云SE，私钥存于STM32内置AES-256加密引擎；低功耗：传感器间歇采样，空闲电流<5mA，采用eSIM断电关机，电池（ER265008.5Ah）续航>3年；数据流程：传感器→DMA→双缓冲→F