自动扶梯或自动人行道扶手清洁消毒专利技术综述

章华　 龙银萍

摘  要：扶手是自动扶梯或自动人行道的主要部件，其能影响到乘客的安全性。扶手的清洁度会影响到扶手的使用寿命和疾病的传播，需要对扶手进行清洁消毒，从而避免乘客在乘坐自动扶梯或自动人行道过程中被感染细菌、病毒。本文主要介绍了扶手的清洁消毒技术，通过分析自动扶梯或自动人行道清洁消毒技术领域的全球专利布局现状、在华专利申请现状以及各分支技术发展状况，从知识产权的角度揭示我国自动扶梯或自动人行道清洁消毒技术发展的机遇与挑战。

关键词：扶手;清洁;消毒;技术分支;专利申请;发展脉络

扶手是自动扶梯或自动人行道的重要配件，随着自动扶梯或自动人行道的滚动而动作，它是边缘向内弯曲的封闭型橡胶带制品，外层是橡胶层，中间层是多股钢丝或薄钢带，里层是帆布或锦轮丝制品。这种扶手既有一定的抗拉强度，又能承受上万次的弯曲。扶手的主要功能是供乘客在自动扶梯或自动人行道运动过程中用于扶靠以免摔倒。

目前，大型商场以及一些人流量较大的公共场合一般都安装有自动扶梯或自动人行道，而扶手可以在扶梯或人行道运行过程中保持平稳站立，但是由于扶手每天需要输送大量的乘客，导致扶手表面携带大量细菌和灰尘，影响扶手的使用寿命，以及乘客的使用心情。

1扶手消毒简介

自动扶梯或自动人行道通常应用在公众场合，不同的人扶着扶手，很容易造成脏污及满布的细菌，脏污会影响扶手的使用寿命，有些脏污容易导致扶手脱落，从而容易导致安全事故发生，同时脏污和细菌使得乘客的手握持扶梯的扶手时，造成对手部的污染。为了避免脏污影响扶手的使用寿命以及预防病菌和、病毒的传播，需要对自动扶梯和自动人行道扶手进行清洁消毒。

扶手的清洁消毒按消毒方式分类，主要分为消毒液方式、紫外线方式两大类。

（1）消毒液方式。这种方式通过消毒液对扶手进行清洁消毒，从而达到清洁、消毒的目的，减少了感染病菌的机会。

（2）紫外线方式。这种方式通常先对扶手进行清洁，再利用紫外线照射扶手，从而达到清洁、杀菌的目的，可以避免细菌的交叉感染。

2. 全球专利申请概况

全球最早扶手的清潔装置的专利申请出现在1974年，直到1989年后，专利申请数量开始出现增长，自动扶梯比较先进的国家开始对扶手清洁技术进行专利申请，美国最先对扶手的清洁技术进行专利申请。目前，扶手清洁消毒技术处于成熟期。

从总体来看，全球的专利申请量和中国的专利申请量都呈阶梯式上升发展;但是相对于国外技术发展，中国最早的专利申请从1994年开始，比国外晚20年，从2003年后得到较大幅度增长，2015年专利申请量达到高峰期。

从技术发展历程来看，具有自动扶梯或自动人行道扶手的清洁消毒技术共经历三大阶段：

第一阶段（1974年-1989年）简单清洁：扶手的清洁技术的第一件专利申请是美国（HISH-I） HISHITANI K公司在1974年进行了申请，这件专利申请的发明名称为扶手的清洁装置，此专利申请提出了在扶手进出口的位置上设置有清洁装置，将清洁装置安装在栏杆上，清洁装置的里面设置有厚布或海绵的壳体，扶手的外表面被海绵、厚布之类的包围，通过扶手与厚布或海绵之类的接触以达到清洁目的。

第二阶段（1990年-1999年）多样化的清洁方式：考虑到海绵、厚布的清洁部件不彻底清洁粘在扶手上的脏污，于是与扶手接触的清洁部件从海绵、厚布发展到清洁刷、清洁垫等。考虑到清洁干净度，早期的半湿状态不能彻底清洁脏污，于是从半湿的清洁方式发展到喷洒清洁液方式等。另外，清洁部件的驱动方式也发生很大变化，由摩擦清洁驱动方式逐渐变成了电动清洁的驱动方式;清洁装置的安装位置从扶手出入口发展到扶手的中部、底部等。在这一时期，主要以提高清洁力度、清洁自动化等为特点。

第三阶段（2000年-至今）清洁消毒模式：考虑乘客的手扶在扶手上，在扶手带上表面的细菌、病菌可能会导致乘客之间的交叉感染，仅靠清洁不能解决杀菌，于是出现了消毒装置，其中消毒方式主要有以下几种：消毒液、紫外线等，为了提高清洗后的手握舒适度，有些还设置了擦干装置;考虑到乘客的乘坐自动扶梯、自动人行道的需求，扶手的清洁消毒技术从基本清洁需求发展到人性化、舒适化。

通过对自动扶梯或自动人行道的扶手清洁消毒领域的大量专利文献进行阅读，发现该技术的专利申请主要从以下方面进行完善：

（1）对扶手的清洁方式

清洁方式根据干湿程度来分，可以分为干燥式、半湿式、湿润式三种方式，干燥式的清洁方式又可以分为刷、真空吸尘、清洁带等方式;半湿式的清洁方式又可以分为：布、海绵等方式;湿润式又可以分为：浸液式、喷液式等;显然，不同的清洁方式影响着扶手的清洁效果。随着经济发展，人对生活的品质追求提高，对公共场合的扶手进行清洁要求也会大大提高。

（2）对扶手的消毒方式

扶手的消毒方式主要分为消毒液、紫外线、臭氧等，通过对扶手的消毒，可以减少细菌的交叉感染。

（3）对扶手的干燥方式

由于半湿式、湿润式的清洁方式容易造成扶手上残留液体，人手扶上扶手带很容易弄脏，因此，需要对扶手进行干燥，由此产生不同的干燥方式，干燥方式主要分为吹风干燥、擦干方式等[1]。

3.中国专利申请概况

根据申请量的变化趋势，可以将中国自动扶梯或自动人行道的扶手的清洁消毒技术的发展分为三个阶段，各阶段的划分以申请量增占率的变化为标准。分析可知，国外在华申请量很少，还是国内的申请量占一大部分，这也说明我国在自动扶梯或自动人行道的扶手清洁消毒技术上快速发展。

根据申请量的变化趋势，可以将中国自动扶梯或自动人行道的扶手的清洁消毒技术的发展分为三个阶段，各阶段的划分以申请量增占率的变化为标准。

第一阶段——萌芽期（2000年之前）：虽然自动扶梯或自动人行道扶手的清洁消毒技术早在1974年就已经出现，但由于中国在1985年专利法开始实施后，中国才开始有专利申请，虽然在此阶段，全球的专利申请量在逐渐增加，但自动扶梯或自动人行道技术在中国也是萌芽阶段，因此，对于扶手的清洁消毒技术领域的专利申请极少，仅在1994年出现过一例个人的实用新型申请。

第二阶段——平稳增长期（2000年-2008年）：2000年后，随着中国的经济发展，各种大型商场、地铁、医院等需要自动扶梯或自动人行道来输送乘客，促进了自动扶梯、自动人行道的技术发展，在国内出现了许多电梯企业，技术竞争也越来越激烈，使得中国申请人意识到保护知识产权的重要性，因此，本国申请人在该技术的专利申请量逐渐增加。

第三阶段——快速增长期（2008年-至今）：这个阶段专利申请量有着明显增幅，这与中国经济发展的大环境有着密切关系，并且，此时的中国的个人申请量、公司申请量和国外来华申请量都有明显提升，个人和公司申请量的增加尤其明显，这说明公司和个人已具备一定的研发实力和知识产权保护意识。

中国的各类型的申请人的申请量，其中个人申请人申请排第一、公司申请人排第二，在华申请排第三、学校申请最少;这里说明在国内个人也比较注重知识产权的保护，公司申请人也重视技术的研发和保护。

国外在华申请的申请人主要公司申请人和个人申请人，其中公司申请人有三菱电机株式会社、因温特奥股份公司、奥的斯有限公司、I&K 国际株式会社、EHC加拿大股份公司等;个人申请人有雪本利博、理查德·霍洛韦、乔纳森·P·高茨施、金贤广等，国外在华申请的个人申请人主要来自日本、美国、韩国的，这反映出国家的技术发展影响到专利的申请量。

国内申请人主要分公司申请人、个人申请人和学校申请人，其中公司申请人主要有康力电梯股份有限公司、北京安达利自动扶梯有限责任公司、苏州市克莱斯电梯有限公司、杭州斯沃德电梯有限公司、德森克电梯（中国）有限公司、苏州台菱电梯有限公司等，可以看出，国内申请人主要是一些电梯公司。国内个人申请人主要有殷翠萍、李建聿、蔡阳等。

4.自动扶梯或自动人行道的扶手带清洁消毒技术专利技术各分支发展路线

4.1各分支申请对比

根据专利申请在国内和国外的申请量对比，其中申请量最多的清洁方面，申请量最少的为对扶手带的干燥方面。国外的清清洁比消毒的申请量多，这也符合国外的技术发展状况，先出现扶手的清洁技术，后来开始发展对扶手消毒技术，随着清洁、消毒之后，对扶手的干燥根据实际的需要来设置。随着技术的发展，扶手的清洁、消毒、干燥各个分支会交叉出现在一起，以满足不同的需求。

4.2扶手清洁技术发展脉络

1974年，美国最先申请了有关扶手的清洁装置专利，主要采用厚布包裹在扶手带的外表面。1977年左右，日本开始申请了有关扶手的清洁技术的专利，日本专利JP4315777A中介绍了擦净布贴在扶手带表面，采用电机驱动摩擦轮组运动，使摩擦轮抵压在擦净布上，从而实现擦净功能;美国还出现了采用真空吸尘装置，将其放置在扶手带的内表面，吸取扶手带表面的灰尘（例如参见US19910792836A），另外，日本还出现了，通过电机驱动丝杆来实现清洁装置的升降，根据实际清洁度需要来决定清洁装置是否工作。1995年-2004年，日本的清洁技术发展很快，出现各种清洁装置，例如在扶手带的上表面设置真空吸尘器并且与扶手表面接触处设置清扫刷（参见JP27296595A）;在辊上设置清洁布，通过电机驱动辊的转动来实现擦扫动作（参见JP25071399A），有些还通过在扶手杆上方设置清洁主体以及安装装置，在清洁安装装置上设置与扶手带接触的清洁布（参见JP2000229359A），可以看出来，日本在这个阶段对清洁装置的研究比较多。然后到2005年后，中国和韩国对扶手的清洁技术快速进入发展时期，例如韩国出现了喷洒液清洁方式（参见WO2005KR03058A）出现了喷洒清洁方式、通过水箱的水喷洒到摩擦轮上，通过摩擦轮与扶手带摩擦接触，达到清洁目的（例如参见CN201220646713A）等。

4.3扶手清洁技术重要申请人的技术发展路线

日本在扶手清结技术方面专利申请很多，其中相关专利申请量也是日本企业申请最多的，因此，下面着重介绍一下三菱电机株式会社关于扶手清洁方面的技术发展路线。

三菱电机株式会社从1993年开始申请有关扶手清洁方面的专利申请，刚开始，采用油缸支撑清洁工具，以使清洁工具清扫扶手带的外表面（例如参见JP29866393A），在扶手杆上方设置清洁主体以及安装装置，在清洁安装装置上设置与扶手带接触的清洁布（参见JP2000229359A）;从2001-2010年，清洁方式发生变化，例如采用海绵、毛刷、辊等组合的清洁方式（参见JP2001343603A），例如将真空吸尘器放置在扶手带的内表面以及在吸盘表面还设置有起清扫作用的毛刷（参见JP2009204845A ）;从2010年至今，清洁方式的驱动也发生变化了，例如在扶手带的上方设置清洁装置，清洁装置主要由电机驱动齿轮、与齿轮同轴设置有清洁辊等组成，清洁辊与扶手的表面接触，从而达到清洁目的（参见JP2011040321A ），另外，采用开关检测清洁单元是否压在扶手带上，并控制装置来驱动控制清洁单元（参见JP2009204845A）。

4.4扶手消毒技术发展脉络

根据扶手消毒技术发展脉络看出，大约1990年代开始出现扶手消毒技术，其中日本对消毒技术的专利申请最多，其次主要是韩国和中国。最初的消毒方式采用消毒液进行消毒，对扶手进行涂覆消毒液（参见JP12928596A），随后出现一些紫外线灯杀毒，主要在消毒装置里设置紫外線灯，通过紫外线灯照射扶手带的表面来杀菌消毒（参见TW96141454A），以及臭氧杀菌，可能考虑到安全问题，目前臭氧杀菌方式的专利申请不多。为了更好地实现消毒杀菌的效果，还出现一些混合的消毒方式，例如采用消毒液与紫外线两种组合消毒方式（参见KR20-2003-0026803A）。为了实现自动化控制清洁消毒装置，于是出现了一些检测病菌，通过检测结果来控制消毒的力度，避免造成过度的消毒杀菌和增加不必要的成本（参见CN201310654241A）。

4.5扶手干燥技术发展脉络

扶手的干燥技术发展较晚，专利申请量很少。为了提高扶握的舒适度大概到2000年左右才发展起来的，主要对于扶手喷洒式的消毒液方式进行干燥，目前出现的干燥装置主要采用风机等进行干燥[2]。

5.结语

本文主要对中文专利数据库和外文专利数据库进行数据分析，对自动扶梯或自动人行道扶手清洁消毒的申请状况进行了统计和分析，并对清洁技术的发展路线进行梳理分析。通过分析可知，扶手清洁消毒的技术成熟度已经较高，日本在该领域具有较为先进的技术优势，且专利申请量占较大优势。虽然今年来中国对自动扶梯或自动人行道扶手清洁消毒技术研发多些，但是发现国内的专利申请都是在细节上作出一些小改变，并没有突破性技术发展，而国外开始向扶手带自身具有杀菌功能研究。除此之外，通过对各重要技术分支的发展路线进行梳理分析，不仅了解了清洁消毒技术领域的发展趋势，同时也对该领域的技术发展历程有了更多的了解。

参考文献：

[1] 罗朝均，刘章旭，陈俊卓. 自动扶梯及自动人行道扶手带转向端入口残余安全风险探析[J].  中国电梯. 2020（08）：89-90.

[2] 朱历平，林晓明，梁敏健. 自动扶梯扶手带和出入口处间隙距离测量[J].  中国特种设备安全. 2017（09）：78-79.

作者简介：

章华（1985.08-），女，安徽铜陵人，汉族，助理研究员，硕士研究生，研究方向：专利审查