CN101654986B - 伸缩门自动纠偏装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伸缩门自动纠偏装置及其方法，本发明通过检测磁导航信息，智能判断偏离方向，并控制双电机间歇工作方式实现了智能自动纠偏通过；对红外防撞检测装置失效的自动判别，并控制在电机停止时关闭检测电路电源，以及控制电机的软启动等，实现了电动伸缩门的智能红外防撞、停止节能和软启动。

Description

伸缩门自动纠偏装置及其方法

技术领域

本发明适用于电动无轨伸缩门的运行控制。具体而言，该装置可以通过对电机正转、反转和停止的控制，实现伸缩门的开门、关门、停止功能，同时还具有遥控、智能红外防撞、限位检测、停止节能、软启动、智能自动纠偏等功能。

背景技术

目前市场上的电动无轨伸缩门的使用量很大，其电气控制部分均采用微处理器控制技术；在使用过程中电动无轨伸缩门存在这几个方面的问题：

一、由于红外防撞检测装置发生故障，或者红外检测头受干扰等造成红外防撞功能失效，导致电动伸缩门不能正常使用；

二、电动无轨伸缩门在电机启动时，启动电流较大，门体起步运行不平稳，有抖动现象；

三、红外防撞检测装置上的红外发射管长时间处于发射状态，发射管的发射效能会逐渐降低，寿命会大大缩短，最终导致红外防撞检测装置过早报废；

四、电动无轨伸缩门在开、关门运行期间，受路面、大风等因素的影响，门体会逐渐偏离原来的运行轨迹，导致门体不能正常使用。

发明内容

为解决现有电动无轨伸缩门技术所存在的问题及产品的不足之处，对电气控制的硬件电路部分进行了重新设计和优化，并重新编写了控制盒的程序单元。该程序单元通过检测磁导航信息，智能判断偏离方向，并控制双电机间歇工作方式实现了智能自动纠偏；通过对红外防撞检测装置失效的自动判别，并控制在电机停止时关闭检测电路电源，以及控制电机的软启动等，实现了电动伸缩门的智能红外防撞、停止节能和软启动。其技术方案是：

一种伸缩门自动纠偏装置，它包括按键单元、遥控单元、数码管显示单元、报警继电器、电机继电器和微处理器，所述微处理器通过数据线或控制线分别与所述按键单元、遥控单元、数码管显示单元、报警继电器、电机继电器相连，所述电机继电器采用双电机同步工作方式，电源单元供电，其特征在于：它还包括导航检测单元，所述导航检测单元由多个传感器和磁导航标识构成，所述微处理器通过所述传感器检测到的磁导航信息与磁导航标识校正，使门体运行在正确轨迹上；它还包括软启动电路，所述软启动电路控制电机继电器和报警继电器，所述微处理器通过软启动电路实现电机的软启动；它还包括红外防撞检测单元，所述红外防撞检测单元与所述微处理器相连，实现智能判别红外防撞功能；它还包括限位检测单元，所述微处理器通过限位检测单元实现门体位置的控制和电源的关闭。

本发明同时公开了一种伸缩门自动纠偏方法，包括下列步骤：

步骤一，使用上述的伸缩门自动纠偏装置，微处理器接收到开关门命令；

步骤二，双电机同步运行驱动门体运动，装置并实时检测传感器的信号，判断间隔时间内是否有导航信号？若是，则执行步骤四；若无，则判断反方向运行次数是否等于设定值，不等于设定值即执行下一步，等于设定值即双电机停止；

步骤三，双电机反方向运转，再一次判断间隔时间内是否有导航信号？若有，则反方向运行次数加1，跳至步骤二，双电机正方向运行；若无，则双电机停止；

步骤四，判断是否有纠偏信号？若有，则纠偏方向的电机间歇运行，而另一电机一直运行，利用双电机的不同步运行产生的偏转，使门体逐渐回到正确的运行轨迹上；若无，则执行下一步；

步骤五，装置控制双电机恢复到同步运行状态；

步骤六，判断是否有停止限位信号，若有，则双电机停止；若无，则继续判断是否有停止命令，有停止命令即双电机停止，无停止命令即跳至步骤二，双电机正方向运行。

安装有该发明的新型电动无轨伸缩门集成控制盒，具有如下优点：

利用多传感器检测磁导航信息，控制双电机间歇工作实现智能纠偏功能；利用单元自动检测红外防撞检测装置的工作状态，实现智能红外防撞功能，解决了有故障时电动无轨伸缩门不能正常使用的问题；在电机停止时利用单元控制检测电路电源的关闭，实现停止节能功能，并延长了产品的使用寿命；利用单元控制软启动电路，实现电机的软启动功能，减小了对电网的冲击和干扰。该产品运行稳定可靠，可使用户投诉大大减少，售后服务成本不断降低。

附图说明

图1为本发明的伸缩门自动纠偏装置原理框图；

图2为本发明的伸缩门智能红外防撞功能失效判别流程图；

图3为本发明的伸缩门自动纠偏方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明创造作进一步详细说明。

一、智能自动纠偏单元设计，如图1、图3所示。

门体驱动采用双电机同步工作方式，在门体运行轨迹上预埋磁导航标识；并采用多个传感器检测磁导航信息。当门体运行时多个传感器将检测到的磁导航信息传送给单片机，根据这些信息计算出门体偏离正确轨迹的偏差值，并控制双电机间歇工作时间的长短，使门体逐渐返回到正确的运行轨迹上，从而实现智能自动纠偏功能。

电动无轨门采用双电机同步工作的方式用于门体的开门和关门驱动，并利用在门体运行轨迹上预埋的一组等间隔的磁导航标识做为无轨门运行方向控制的。为了更好地控制门体动运行时的方向，无轨门上安装有4个磁感应传感器用于对磁导航标识的检测；这4个传感器直线排开并垂直于运行方向；其中中间的2个用于导航，外边的2个用于纠偏。当门体运行时利用这4个传感器可以实现无轨门的自动导航和智能自动纠偏功能。其具体技术特征在于：

控制盒接收到开、关门命令时，程序单元首先控制二个电机同步运行驱动门体运动，并实时检测4个传感器的信号。门体运行时路过磁导航标识的时间间隔是相同的，通过中间2个导航传感器可以接收到时间间隔相同的导航信号；门体运行后程序单元开始对间隔时间进行计时，每接收到一次导航信号就重新计时，接收到导航信号说明此时门体运行在正确的轨迹上(无纠偏信号时)。

如果在设定的导航间隔时间内没有接收到导航信号，说明门体运行方向已经严重偏离了正确的轨迹，此时程序单元控制双电机反方向运转，门体反方向运行，程序单元重新开始检测导航信号。在门体反方向运行期间，如果在设定的导航间隔时间内接收到导航信号说明门体回到了原来的导航点上，此时程序单元控制双电机按原方向运转，并执行原先的命令；在门体反方向运行期间，如果没有检测导航信号，程序单元将控制双电机停止运行，门体停止并等待人工处理。门体反方向运行重新找到导航点后，在恢复执行原先命令时，如果仍然没有检测到导航信号，程序单元还会控制双电机反方向运转，门体反方向运行并重新检测导航信号。如此返复3次后，在恢复执行原先命令时如果还是不能检测到导航信号，程序单元将控制双电机停止运行，门体停止并等待人工处理。

如果在设定的导航间隔时间内接收到导航信号，同时纠偏传感器检测到信号时，说明门体运行虽然还运行在正确的轨迹上，但是已经有了一定的偏差，此时程序单元将进入纠偏运行；根据产生纠偏信号传感器的位置，程序单元将控制靠近该传感器方向的电机做间歇运行，而另一个电机做一直运行，利用双电机的不同步运行产生的偏转，使门体逐渐回到正确的运行轨迹上；当纠偏信号没有时，程序单元控制双电机恢复到同步运行状态；电机间歇运行的时间是可以设定的，程序单元根据所设定的时间采取不同的间歇运行方式，当设定时间小于10mS时，采用快速间歇运行方式，大于10mS时，采用慢速间歇运行方式。

二、智能判别红外防撞功能失效单元设计

由于引起红外防撞检测装置出现误判的原因很多，例如红外防撞检测装置本身出现故障，雨雪、异物对红外防撞检测的干扰等，其中有些故障只是暂时的，因此需要对故障状态进行智能判别，并根据判别结果进行相应的处理；当检测到故障时单元会使红外防撞功能自动处于失效，并控制电动伸缩门的正常使用；而当检测到故障恢复正常时单元会使红外防撞功能自动恢复到有效。

三、电机软启动控制单元设计

在硬件电路上设计了电机软启动控制电路，利用对交流工作电压波形进行跟踪检测，并对启动控制电路进行单元控制，实现了电机启动时的软启动；从而大大降低了电机的启动电流，减小了电机启动时对电网的冲击，消除了门体起启时的抖动，使门体运行更加平稳。

四、红外防撞检测装置和限位检测的电源控制单元设计

根据电动无轨伸缩门的使用特点，利用对红外防撞检测装置和限位检测电路的电源进行单元控制，实现在停机状态下(通常电动伸缩门大部分时间处于停止状态)红外防撞检测装置和限位检测电路的电源处于关闭状态；这样就解决了红外发射管长时间处于发射状态而导致的红外防撞检测装置过早报废的问题；同时在停止状态下由于电源的关闭，从而大大降低了集成控制盒的整机功耗。

对于不同的引起红外检测装置功能失效的故障要深入研究，并针对不同的失效情况采取相对应的控制方式，以保证电动伸缩门正常运行。电动无轨伸缩门上通常采用双红外防撞检测装置进行红外防撞检测的，如果其中一个有故障时，不应影响另一个的正常检测；如果二个都有故障时，电动无轨伸缩门也能正常使用。其具体技术特征在于：

控制盒接收到关门命令时，首先会检测二个红外防撞检测装置的输出电平，当其中一个或二个红外防撞检测装置的输出电平为低时，初步认为有以下几个情况发生，一是电动无轨伸缩门机头前(红外检测头前)有障碍物；二是红外检测头前异物遮挡；三是红外防撞检测装置出现故障。

为了判别低电平是否为故障引起的，控制电机反转，让电动伸缩门处于开门状态，开门3秒后自动停止；此时会继续检测二个红外防撞检测装置的输出电平，如果其中一个或二个红外防撞检测装置的输出电平仍为低时，说明红外防撞装置有故障或者红外检测头前异物遮挡，将该红外防撞检测装置标记为故障状态；如果其中一个或二个红外防撞检测装置的输出电平为高时，说明原来电动伸缩门机头前(红外检测头前)确实有障碍物，将该红外防撞检测装置标记为正常状态。

当红外防撞检测装置的工作状态判定后，将继续执行关门命令；控制电机正转，让电动伸缩门处于关门状态；同时不停地检测标记为正常状态的红外防撞检测装置的输出电平；如果电平由高变成低时，说明电动伸缩门机头前(红外检测头前)有障碍物，此时控制电机反转，让电动伸缩门处于开门状态，开门3秒后自动停止，实现红外防撞功能。对于标记为故障状态的红外检测装置，在关门期间程序单元将不在对其输出电平进行检测，并使其红外防撞功能自动处于失效，这样就能够使电动伸缩门正常使用。

在每一次的关门命令执行时，首先会对二个红外防撞检测装置的输出电平进行检测，如果原来标记为故障状态的红外防撞检测装置的输出电平恢复到高电平，说明该装置恢复正常，该红外防撞检测装置标记为正常状态，并使其红外防撞功能自动恢复到有效。如果原来标记为故障状态的红外防撞检测装置的输出电平仍为低电平，说明该装置仍处于故障状态，该红外防撞检测装置继续标记为故障状态，并使其红外防撞功能继续失效。

上述智能自动纠偏单元，电机软启动控制单元，以及电机停止关闭电源控制单元和智能红外防撞控制单元均为无轨电动伸缩门集成控制盒中的关键单元，具有很重要的应用价值和经济价值。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (1)

1.一种伸缩门自动纠偏方法，包括下列步骤：

步骤一，使用伸缩门自动纠偏装置，微处理器接收到开关门命令；

所述伸缩门自动纠偏装置的结构特征为：包括按键单元、遥控单元、数码管显示单元、报警继电器、电机继电器和微处理器，所述微处理器通过数据线或控制线分别与所述按键单元、遥控单元、数码管显示单元、报警继电器、电机继电器相连，所述电机继电器采用双电机同步工作方式，电源单元供电，在门体运行轨迹上预埋的一组等间隔的磁导航标识，无轨门上安装有4个磁感应传感器用于对磁导航标识的检测，这4个传感器直线排开并垂直于运行方向，其中中间的2个用于导航，外边的2个用于纠偏；包括导航检测单元，所述导航检测单元由多个传感器和磁导航标识构成，所述微处理器通过所述传感器检测到的磁导航信息与磁导航标识校正，使门体运行在正确轨迹上；包括软启动电路，所述软启动电路控制电机继电器和报警继电器，所述微处理器通过软启动电路实现电机的软启动；包括红外防撞检测单元，所述红外防撞检测单元与所述微处理器相连，实现智能判别红外防撞功能；包括限位检测单元，所述微处理器通过限位检测单元实现门体位置的控制和电源的关闭；

步骤二，双电机同步运行驱动门体运动，装置并实时检测传感器的信号，判断间隔时间内是否有导航信号？若是，则执行步骤四；若无，则判断反方向运行次数是否等于设定值，不等于设定值即执行下一步，等于设定值即双电机停止；

步骤三，双电机反方向运转，再一次判断间隔时间内是否有导航信号？若有，则反方向运行次数加1，跳至步骤二，双电机正方向运行；若无，则双电机停止；

步骤四，判断是否有纠偏信号？若有，则纠偏方向的电机间歇运行，而另一电机一直运行，利用双电机的不同步运行产生的偏转，使门体逐渐回到正确的运行轨迹上；若无，则执行下一步；

步骤五，装置控制双电机恢复到同步运行状态；

步骤六，判断是否有停止限位信号，若有，则双电机停止；若无，则继续判断是否有停止命令，有停止命令即双电机停止，无停止命令即跳至步骤二，双电机正方向运行。

Images