扶手电梯让人在城市中穿梭变得更加方便,不论在商场、行人天桥,又或公共运输系统中也几乎无处不在。然而,它却十分容易受损——即使是细小如螺丝和硬币等物件,一旦卡在电梯两端的梳齿板和踏板狭缝之间,也可能令电梯损坏;更严重的是,当外物卡在梳齿板时,可能会令运行中的电梯骤然停止,导致乘客受伤。如果能减少这类事故发生,便可有效提升乘搭扶手电梯的安全。

 

重新设计扶手电梯梳齿板

为防止扶手电梯事故发生,理大於香港特区政府机电工程署(机电署)的一个顾问项目中,重新设计及制造扶手电梯的梳齿板。理大机械工程学系吴骏博士、工程师,联同机电署高级工程师(一般法例)区子威先生、安镁乐科技有限公司及安力电梯有限公司,成功研发出 "智能自动梯实时监测系统",并采用尼龙物料制成智能梳齿板,以取代传统的金属梳齿板。

 

在研究当中,团队采用更具弹性的新款尼龙物料,配合三维扫瞄及 "射流熔融三维打印" 技术制作梳齿板。这种尼龙梳齿板不但具有良好韧性,还可将跌落梳齿间的外物弹开。在测试过程中,尼龙梳齿板更成功将全数八颗螺丝,由电梯梯级反弹到梯边的踏板上。

 

相比之下,传统金属梳齿板遇到外来硬物卡在狭缝时,梳齿更容易断裂甚至弹出,酿成危险;而尼龙梳齿板则因为更具韧性,能够大大减低发生意外的机会。此外,尼龙梳齿板的覆盖面比传统设计长五毫米,能够减少它与电梯梯级间的空隙,进一步防止外物跌入狭缝之间。

 

理大吴骏博士、工程师联同机电署和业界伙伴,成功开发出崭新扶手电梯梳齿板(左),
不但能够弹开扶手电梯上的外物(中),并可透过光纤传感器实时监测电梯的运作情况(右)。

理大吴骏博士工程师联同机电署和业界伙伴,成功开发出崭新扶手电梯梳齿板(左), 不但能够弹开扶手电梯上的外物(中),并可透过光纤传感器实时监测电梯的运作情况(右)。

 

利用人工智能侦测外物

采用尼龙物料只是研究成果的一部分,团队还将梳齿板的设计,结合了光纤传感及人工智能(AI)大数据分析技术,以实时监察扶手电梯的运作情况。透过监察梳齿板的震动,系统便能侦测到梳齿间的外物。每当系统发现外物,扶手电梯的管理公司便会从手机应用程式收到警示,以便尽快移除外物,避免电梯受损或停止运作。

 

由於配备了光纤传感器,尼龙梳齿板亦可监察扶手电梯个别部位的损耗情况,除了方便维修保养,更有助避免意外发生,并减少电梯因紧急维修而暂停运作的机会。另外,监测系统亦可用来分析扶手电梯的人流。

 

研究团队现已在八条扶手电梯测试这款智能梳齿板,包括户外有盖行人道、政府综合大楼及大型购物商场等。在测试中,梳齿板的实时监测系统可显著减少电梯事故。机电署正计划向机场管理局及港铁公司推广该监测系统,而职业训练局亦有意用作教学用途。

 

低成本定制 满足个别需求

受惠於 "射流熔融三维打印技术",现时能够以极低成本特别订制尼龙梳齿板,例如可收窄梳齿之间的空隙,又或者为梳齿板配搭不同颜色和印上安全标语等。

 

创新成果获国际奖项

(右起)机电署曾梓丰先生、理大吴骏博士、工程师、机电署高级工程师区子威先生、安镁乐科技有限公司郑基骏博士,以及安力电梯有限公司吴煜健先生

(右起)机电署曾梓丰先生、理大吴骏博士工程师、机电署高级工程师区子威先生、安镁乐科技有限公司郑基骏博士,以及安力电梯有限公司吴煜健先生

这创新项目在瑞士日内瓦 "国际发明展" 网上特别版 Special Edition 2021 Inventions Geneva Evaluation Days – Virtual Event 中荣获金奖,再次证明理大能够与政府和业界通力合作,善用科技为现实世界提供切实可行的方案,以改善人类生活。