專利名稱：用于檢測接近正在關(guān)閉的門的小物體的安全系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種門系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種門系統(tǒng)的安全檢測系統(tǒng)。
許多自動滑動門配備有安全系統(tǒng)，用于檢測對門的關(guān)閉操作存在的可能的干擾。這些安全系統(tǒng)通常包括被設(shè)置在一個門上的多個信號源和被設(shè)置在另一個門上的多個接收器。信號源發(fā)出要被多個接收器檢測的跨過門檻的信號簾幕。當(dāng)信號簾幕被遮斷時，安全系統(tǒng)便通知門控制器，使其根據(jù)門的初始位置，或者停止關(guān)閉操作并把門打開，或者保持門被打開。
在Gerald W.Mills的名稱為“Doorway Safety Device”的美國專利4029176中描述的一種門道安全系統(tǒng)中使用聲波發(fā)送器和接收器，檢測面臨危險的物體或人。所述專利的系統(tǒng)不僅檢測位于門之間并跨過門檻的物體，而且還把檢測區(qū)域擴展到入口。發(fā)送器以一定角度向入口發(fā)送信號。當(dāng)障礙物進入檢測區(qū)時，信號從障礙物上反射，并被接收器檢測到。
類似地，Memco Limuted的名稱為“Lift Installation forPreventing Premature Closure of the Sliding Doors”已公開的歐洲專利申請0699619A2描述了一種三維系統(tǒng)，不僅用于檢測跨過門檻的人或物，而且用于檢測入口中的人或物。
現(xiàn)有的安全系統(tǒng)的一個缺點在于在門已被部分地關(guān)閉之后才進行檢測。當(dāng)門正在關(guān)閉時，檢測區(qū)也在移動，因而結(jié)構(gòu)性障礙物例如支撐門的墻壁或一組門的外部也落在檢測區(qū)內(nèi)。一旦信號被結(jié)構(gòu)性障礙物遮斷，便被反射到另一個結(jié)構(gòu)性障礙物，并隨之被接收器檢測到。當(dāng)門正在關(guān)閉時，發(fā)送器和接收器之間的距離逐漸變小，從墻壁和其它結(jié)構(gòu)性障礙物反射的信號將經(jīng)過較短的距離，因而當(dāng)被接收器接收到時其強度仍然較強。現(xiàn)有的安全系統(tǒng)不能識別從門之間的相對短的距離的假目標(biāo)反射的信號和從真障礙物反射的信號。強的信號會使接收器過載。因而，當(dāng)門關(guān)閉時，安全系統(tǒng)便失去其正確操作的能力。許多現(xiàn)有的安全系統(tǒng)在關(guān)門期間的某個時刻被切斷，以便避免檢測假的目標(biāo)。
上述的歐洲專利申請試圖通過減少接收器的增益解決上述問題。然而，減少接收器增益的副作用是使得實際的目標(biāo)也不能被檢測了。當(dāng)門正在被關(guān)閉時不能識別真目標(biāo)和假目標(biāo)便使得現(xiàn)有的系統(tǒng)不可能響應(yīng)正被插在正在關(guān)閉的門之間或正在接近正在關(guān)閉的門的小的物體，例如腳或手。
本發(fā)明的一個目的在于改進用于滑動門的安全檢測系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種用于檢測接近正在關(guān)閉的門的物體的安全系統(tǒng)。
按照本發(fā)明，用于檢測接近正在關(guān)閉的門的物體的安全系統(tǒng)包括在一個門上的檢測器堆和在相對門上的發(fā)送器堆，以及用于檢測接近正在關(guān)閉的門的小物體的裝置。當(dāng)正在關(guān)閉的門之間的距離逐漸變小時，隨著每個發(fā)送器被按順序供電，安全系統(tǒng)控制器記錄來自檢測器堆的輸出。然后，每個輸出和所有輸出的平均值進行比較。如果個別輸出超過平均值，便作為有效目標(biāo)處理，并使門的關(guān)閉操作反向。另一種用于當(dāng)門正在關(guān)閉時檢測小物體的方法是變化率方法。
本發(fā)明能夠檢測接近正在關(guān)閉的門的小物體，例如手和腿。本發(fā)明能夠使得檢測到假目標(biāo)和結(jié)構(gòu)性物體的可能性最小。
本發(fā)明的上述和其它的優(yōu)點通過下面結(jié)合附圖進行的詳細(xì)說明會變得更加清楚，其中

圖1是按照本發(fā)明的安裝有安全檢測系統(tǒng)的門系統(tǒng)的示意的、局部剖開的透視圖；圖2是圖1的安全檢測系統(tǒng)的發(fā)送器堆和檢測器堆的示意的剖開的透視圖；圖3是在門被完全打開的情況下具有圖1的安全系統(tǒng)的門系統(tǒng)的示意的平面圖；圖4是在門被部分閉合的情況下具有圖1的安全檢測系統(tǒng)的門系統(tǒng)的示意的平面圖；圖5是一個高級的邏輯流程圖，表示當(dāng)門關(guān)閉時由圖1的安全系統(tǒng)執(zhí)行的在假目標(biāo)和真目標(biāo)之間進行識別的過程；以及圖6是一個高級的邏輯流程圖，表示當(dāng)門關(guān)閉時由圖1的安全系統(tǒng)執(zhí)行的在假目標(biāo)和真目標(biāo)之間進行識別的另一個過程。
參看圖1，用于打開和關(guān)閉從門廳14進入電梯吊艙16的門道12的門系統(tǒng)10位于墻壁18，20附近，并包括一組門廳門24，26和一組電梯吊艙門28，30。兩組門24，26，28，30協(xié)調(diào)地經(jīng)過門檻34被滑動打開和閉合，門廳門24，26稍微提前打開和閉合，而吊艙門28，30則稍后打開和閉合。
安全檢測門系統(tǒng)38被設(shè)置在和門廳門24，26相鄰的吊艙門28，30上。安全門系統(tǒng)38包括發(fā)送器堆40和檢測器堆42，其每個被設(shè)置在門道12的相對側(cè)，并彼此面對。
參見圖2，每個發(fā)送器堆40包括殼體46和用于保護發(fā)送器電路板50和發(fā)送器鏡板52的透明的蓋48。發(fā)送器鏡板52包括多個發(fā)送器三維透鏡56和多個發(fā)送器簾幕透鏡58。發(fā)送器電路板50包括用于發(fā)射紅外光的被設(shè)置在每個透鏡56，58附近的多個發(fā)送器或LED(發(fā)光器件)60。發(fā)送器擋板64支撐殼體46，并部分地為發(fā)送器三維透鏡56擋光。
檢測器堆42被設(shè)計成發(fā)送器堆40的鏡像。檢測器堆42包括檢測器堆殼體66，其具有用于保護檢測器電路板70和檢測器透鏡板72的透明的檢測器堆蓋68。檢測器透鏡板72包括多個檢測器三維透鏡76和多個檢測器簾幕透鏡78。檢測器簾幕透鏡78和發(fā)送器簾幕透鏡58正好相對。檢測器三維透鏡76和發(fā)送器三維透鏡56沿垂直方向錯開。檢測器電路板70包括和每個透鏡76，78相鄰的多個檢測器或光二極管80，用于檢測反射光。檢測器擋板84支撐檢測器殼體66并部分地為檢測器三維透鏡76擋光。
安全系統(tǒng)38還包括控制盒(未示出)，用于向堆40，42提供電源和控制電源，向堆40，42發(fā)送信號和控制信號，并和門控制器(未示出)進行通信。
在操作中，如果檢測到跨過門檻34或接近門道12的人或物，安全系統(tǒng)38則阻止吊艙門28，30關(guān)閉。發(fā)送器簾幕透鏡58向檢測器簾幕透鏡78發(fā)出跨過門檻34的信號。如果當(dāng)門28，30在打開或關(guān)閉時簾幕信號被遮斷，則安全系統(tǒng)38通知門控制器(未示出)或者保持門打開，或者使關(guān)門操作反向。利用在檢測器簾幕透鏡78接收的簾幕信號的強度，確定進行關(guān)閉的門28，30之間的距離。
發(fā)送器三維檢測透鏡56以預(yù)定的角度向門廳14發(fā)送三維信號，如圖3和4所示。在本發(fā)明的最好方式中，發(fā)送器三維透鏡56具有相對窄的視野86，其跨度大約為10度，并具有從門檻34向門廳14大約為30度角的中心線88。
檢測器80和檢測器三維透鏡76接收從發(fā)送器三維透鏡56發(fā)送的信號和從物體以預(yù)定角度反射的信號。在本發(fā)明的最好的實施方式中，檢測器三維透鏡76具有相對寬的視野92，其被檢測器堆殼體66和檢測器擋板84的物理約束所限制。
在發(fā)送器三維透鏡56的視野86和檢測器三維透鏡76的視野92之間的交叉部分限定一個檢測區(qū)94。當(dāng)人或物體進入檢測區(qū)94時，來自發(fā)送器三維透鏡56的信號遇到位于檢測區(qū)94內(nèi)的障礙物，并向檢測器三維透鏡76反射。當(dāng)檢測器三維透鏡76接收到信號時，安全系統(tǒng)38則通知門控制器，或者使關(guān)閉操作返回，或者保持門28，30打開。
當(dāng)正在關(guān)閉的門之間的距離變得相對小時，安全系統(tǒng)控制器按照順序每次向一個三維發(fā)送器60供電。每個三維發(fā)送器60在一個預(yù)定的時間內(nèi)被供電，而同時其余的三維發(fā)送器被切斷電源。在本發(fā)明的最好方式的要求中，對每個發(fā)送器供電的預(yù)置時間范圍大約從500到1000微秒。三維檢測器80被并行地操作，因而作為一個檢測器。
參看圖5，因為每個三維發(fā)送器被按順序供電，安全系統(tǒng)控制器(未示出)每當(dāng)一個三維發(fā)送器被供電時便記錄來自檢測器堆的輸出信號。一旦安全系統(tǒng)控制器獲得來自檢測器堆的對于每個三維發(fā)送器的輸出信號，便計算平均輸出信號。然后將每個輸出和平均輸出加上一個預(yù)設(shè)的門限值進行比較。如果對于一個特定的三維發(fā)送器的輸出小于平均輸出加上預(yù)設(shè)的門限值，則讀數(shù)被忽略。如果對于一個特定的三維發(fā)送器的輸出超過平均輸出加上預(yù)設(shè)的門限值，則讀數(shù)作為真實目標(biāo)被處理。然后安全系統(tǒng)控制器通知門系統(tǒng)控制器使門的關(guān)閉操作返回。
參看圖6，當(dāng)正在關(guān)閉的門之間的距離很小時，上述的方法不再能夠提供小物體和假目標(biāo)之間的足夠的識別，安全系統(tǒng)控制器則執(zhí)行變化率檢測方法。安全系統(tǒng)控制器記錄第一組輸出，來自檢測器堆的每個輸出和每個被供電的三維發(fā)送器相應(yīng)。然后，安全系統(tǒng)控制器計算第一組輸出的第一個平均值。安全系統(tǒng)控制器記錄第二組輸出，每個來自檢測器堆的輸出相應(yīng)于當(dāng)控制器順序第二次通過三維發(fā)送器時的每個被供電的三維發(fā)送器。然后安全系統(tǒng)控制器計算第二組輸出的第二個平均。然后，通過從第二個平均中減去第一個平均計算平均變化率。接著，對于每個三維發(fā)送器通過從第二個輸出中減去第一個輸出計算多個單個的變化率，因此，對于每個三維發(fā)送器獲得一個單個的變化率。然后對于每個三維發(fā)送器的每個單個的變化率和平均變化率加上一個預(yù)設(shè)的門限值進行比較。如果單個的變化率小于平均變化率加上一個預(yù)設(shè)的門限值，則讀數(shù)被忽略。如果單個的變化率超過平均變化率加上預(yù)設(shè)的門限值，則讀數(shù)被作為真實目標(biāo)被處理。然后，安全系統(tǒng)控制器通知門系統(tǒng)控制器使門的關(guān)閉操作反向，因為在檢測區(qū)內(nèi)檢測到了非常小的物體。
上述邏輯的總的效果是要排除在檢測器堆的垂直范圍內(nèi)的幅值幾乎相同的信號，即使這些信號本身可能很強。例如，如果信號從一個門廳門向相對的門廳門反射，并然后向檢測器三維透鏡反射，則安全系統(tǒng)就忽略該信號。不過，小的物體例如手臂和手將在一個小的垂直區(qū)域內(nèi)引起強的信號。安全系統(tǒng)則識別在一個小的垂直區(qū)域內(nèi)的強的信號作為小的物體，并使門的關(guān)閉操作反向。
圖5所示的用于檢測小的物體的方法對于正在關(guān)閉的門之間大約1英尺到兩英尺(1’-2’)的距離是最有效的。圖6所示的變化率方法對于2英尺(2’)或更小的距離也是有效的，并對于在正在關(guān)閉的門之間大約1英尺(1’)或更小的距離繼續(xù)有效。安全系統(tǒng)控制器根據(jù)簾幕信號的強度確定正在關(guān)閉的門之間的距離。對于兩種方法的門限值是任意的，并用于避免假的目標(biāo)檢測。
用于檢測接近正在關(guān)閉的門的小物體的兩種方法使得安全系統(tǒng)能夠區(qū)分結(jié)構(gòu)障礙物和小的目標(biāo)。當(dāng)門正在被關(guān)閉時，檢測區(qū)94移動靠近相對的門，并且也靠近建筑結(jié)構(gòu)，例如墻壁或門廳門，如圖4所示。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)處于檢測區(qū)94內(nèi)時，本發(fā)明使得可以檢測接近正在關(guān)閉的門的小的物體，例如手或腿。和本發(fā)明相反，現(xiàn)有的安全系統(tǒng)不具備識別小物體的能力，因此或者引起假的目標(biāo)檢測，或者在正在關(guān)閉的門之間的距離小時趨于切斷安全檢測系統(tǒng)。
雖然本發(fā)明的最好方式說明了兩個滑動電梯門，但本發(fā)明也可應(yīng)用于單個滑動電梯門、垂直滑動門和其它類似門系統(tǒng)。在單個滑動門結(jié)構(gòu)中，可在門上安裝一個堆，而第二個堆可被安裝在跨過門廳的壁上。在貨運電梯經(jīng)常使用的垂直門結(jié)構(gòu)中，堆可以被水平地安裝。
雖然本發(fā)明根據(jù)特定的實施例進行了說明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，不脫離本發(fā)明的構(gòu)思可以作出各種改變和改型。例如，本發(fā)明的最好方式說明發(fā)送器三維透鏡和檢測器三維透鏡是交錯排列的，不過，對于本發(fā)明的目的，三維透鏡的任何排列方式都是合適的。此外，也可以使用其它能源作為發(fā)送器。雖然本發(fā)明的最好方式說明了被一次一個供電的三維發(fā)送器，但發(fā)送器可以被單個地供電或者按小組被供電。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測在門廳中接近正在滑動的門的障礙物的安全系統(tǒng)，所述安全系統(tǒng)包括向所述門廳以一個預(yù)定的角度范圍發(fā)送信號的多個發(fā)送器；接收從所述障礙物反射的所述信號的多個檢測器；以及包括在所述滑動門正在關(guān)閉時用于在假目標(biāo)和小物體之間進行識別的指令的控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的安全系統(tǒng)，其中所述指令選擇一個來自檢測器堆的超過所有的所述輸出的平均值的輸出，每個所述輸出是當(dāng)所述多個發(fā)送器的每一個被按順序供電上取得的。
3.一種用于檢測在門廳中接近一組正在關(guān)閉的門的小物體的安全系統(tǒng)，所述安全系統(tǒng)包括向所述門廳以一個預(yù)定的角度范圍發(fā)送信號的多個三維發(fā)送器，所述多個三維發(fā)送器的每一個被按順序供電；接收從所述障礙物反射的所述信號的多個檢測器，所述多個檢測器當(dāng)所述多個發(fā)送器的每一個被供電時具有一個輸出；以及用于選擇被記錄的超過所有所述輸出的平均值加上一個門限值的輸出，從而使所述正在滑動的門的關(guān)閉反向的裝置。
4.一種用于檢測接近正在關(guān)閉的門的小物體的方法，所述方法包括以下步驟按順序向每個發(fā)送器供電；對于每個所述被供電的發(fā)送器從檢測器堆得到輸出；計算所有所述輸出的平均值；比較每個所述輸出和所述平均值加上一個門限值之和；選擇具有超過所述平均值加上所述門限值之和的所述輸出；以及當(dāng)檢測到超過所述平均值加上所述門限值之和的所述輸出時，使關(guān)閉門的操作反向。
5.一種用于檢測接近一組正在關(guān)閉的門的小物體的方法，所述方法包括以下步驟按順序向每個發(fā)送器供電；取第一組輸出，每個所述第一輸出是對于每個被第一次供電的所述發(fā)送器從檢測器堆得到的；計算所有所述第一輸出的第一平均值；第二次按順序?qū)γ總€所述發(fā)送器供電；取第二組輸出，每個所述第二輸出是對于每個被第二次供電的所述發(fā)送器從所述檢測器堆得到的；計算所有所述第二輸出的第二平均值；通過從所述第二平均值減去所述第一平均值計算平均變化率；對于每個所述發(fā)送器，從所述第二輸出中減去所述第一輸出計算單個的變化率；對于一個超過所述平均變化率加上一個門限值之和的特定的所述發(fā)送器，選擇所述單個的變化率；以及對于所述超過所述平均變化率加上所述門限值之和的單個平均變化率，使所述門的關(guān)閉操作反向。
全文摘要
一種用于檢測接近正在關(guān)閉的門的小物體的安全系統(tǒng)包括:發(fā)送器堆,檢測器堆,和具有當(dāng)門正在關(guān)閉時檢測小物體的指令的控制器。發(fā)送器堆中的一個發(fā)送器或一組發(fā)送器被按順序供電,從而從檢測器堆得到輸出?？刂破鞅容^來自檢測器堆的每個輸出和所有輸出的平均值加上一個門限值。超過所述平均值加上一個門限值的輸出觸發(fā)安全系統(tǒng),從而使門的關(guān)閉操作反向。
文檔編號B66B13/24GK1261324SQ98806473
公開日2000年7月26日 申請日期1998年5月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月23日
發(fā)明者G·G·福爾, R·D·普斯特尼爾克 申請人:奧蒂斯電梯公司