CN103278245B - 检测无人或动静态人的红外探测器的燕尾槽平移装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种检测无人或动静态人的被动式红外探测器的燕尾槽平移装置及其方法。它由固态继电器、电磁铁线圈、燕尾槽滑块、燕尾槽、复位弹簧、盖板组成，燕尾槽滑道底部开通孔、是探测器外部红外信号的窗口；燕尾槽平移机构采用固态继电器+电磁铁的电驱动，使探测器具有检测无人或动静态人的功能；自润滑材料制造燕尾槽滑块和燕尾槽，燕尾槽平移机构则具有多向受力、少/免维护的优点；热释电红外传感器及信号调理模块倒装内嵌在滑块内、滑块顶与滑槽顶齐平，确保滑块重心位于滑槽内；盖板两端面分别设计成平/凹面，盖板平/凹面的朝向根据探测器的顶/壁安装调整，有利于探测器的规模化生产、有助于用户减少备品降低总体拥有成本。
Description
技术领域
本发明属被动式热释电红外探测器的检测技术范畴，特别是指检测无人或动静态人的红外探测器的燕尾槽平移装置及其方法。
背景技术
随着我国经济的快速发展，资源匮乏和社会转型的步伐呈现加速态势。一方面，人口流动逐渐增大，社会治安形势日趋复杂；因此，人们对生命财产的安全越来越重视。另一方面，能源电力的短缺阻碍了中国经济的可持续发展，在可预见的时间内不会得到根本的改观；因此，建设资源节约型社会已成全社会的共识。以安全为例，传统的人防物防和现场报警手段难以适应新形势下的社会需求；传统的视频监控虽能提供符合用户习惯的直观信息，但设备价格昂贵、操作专业、用途单一、缺乏实时报警功能；而被动式热释电红外传感器及传感器应用技术则是化解安全保障、资源节约两大难题的关键共性技术。本发明的论述侧重探测器在安防领域中的应用。
被动式热释电红外传感器是基于热释电效应的热电型红外探测敏感元件，广泛应用于工业、农业、国防和安防等领域，甚至在普通的家用电器中也屡见踪迹。除黑体外的任何物体均向外辐射红外线，其波长服从维恩位移定律（Wien’sDisplacement Law）；人的典型体温为37℃，是一个很好的红外源，只要能探测人体的红外线就可获取人的活动状态。自二战期间德国用硫化铅材料制成全球首个红外传感器以来，70年历程的红外技术取得了全方位的長足进展；传感器的制造工艺成熟可靠、技术性能日臻完善，经济指标达到近乎完美的水准。首先，敏感元件的材料延拓至单晶体、陶瓷和薄膜三个大类；单晶体包括硫酸三甘钛（TGS）、铌酸锶钡（SBN）及钽酸锂（LiTaO3）等，陶瓷材料包括锆钛酸铅（PZT）及钛酸铅（PbTiO3）等，薄膜材料有聚偏二氟乙烯（PVF2）及聚亚乙烯氟（PVDF）等。第二，传感器采用两个相反极性敏感元件串联的双元型结构，使其具有独特的抗干扰性能。第三是光学附件的技术进步，不仅发明了只对人体幅射红外线波長敏感的滤光片，而且开发出聚焦入射红外光、对活动目标不断切换温度场的菲涅尔透镜，提高了传感器的灵敏度和抗干扰性能。最后，热释电红外传感器专用芯片的推出，传感器只需外接少量器件，即可构成品质优异的高可靠探测器。被动式热释电红外探测器由光学附件、热释电红外传感器、信号处理和应用电路组成。探测器本身不存在任何类型的辐射、无活动部件，故器件功耗小、隐蔽性好、结构可靠、价格低廉；热释电红外传感器不受可见光和噪声的影响，故可不分昼夜连续检测，特别适宜在夜间或黑暗条件下工作；通过被测对象自身发射红外线实现捡测，故不必另设光源、系统结构相对简单；因大气对特定波长（8～14μｍ）红外线吸收甚少，故具有较易检测到人体的特点。2008年，我国的被动式红外传感器市场总量达一千万台。
被动式热释电红外探测器应用过程中暴露出的主要缺陷之一是：探测器仅对动态人体有效，即无法探测静态或缓慢移动的人体、无法区分出静态人和无人；探测器若用于安防，则存在技术上的隐患；探测器若用于节能--根据是否有人决定照明和供热（冷）的开闭，则存在技术上的缺憾；开发适用于无人或动静态人的探测器受制于热释电效应机理。当探测区域无人体辐射出的红外线信号时，外界入射的红外线在热释电敏感元上产生极性相反、电量相等的正负电荷极化现象，由于两个敏感元采用的是相反极性的串联结构，因此正负电荷相互抵消，传感器无输出。当人体静止在传感器的探测区域内时，与外界入射红外线的场景类同，传感器亦无输出。当且仅当人体在探测区域内移动时，两个热释电敏感元接收到不同的红外辐射，敏感元的极化电荷不能相互抵消，传感器才会输出信号；一旦人体脱离探测区域、或在探测区域内保持静止状态，敏感元产生的极化电荷与空气中的离子中和，传感器重返无信号输出状态。
针对被动式热释电红外探测器的不足进行了充分的研究，研究工作聚焦在探测器无法探测静态人体上。改进设计取得了一定的成效，基本思路是正确的、即依据相对运动的原理进行改进：既然人动、探测器静，可行；反之人静、探测器动，必可行。但这种改进在工程实施中的成功案例少之又少，因为改进的技术手段过于复杂昂贵。商品化热释电红外传感器的批量报价2元左右，菲涅尔透镜成本<1元，热释电红外传感器专用芯片BISS0001<1元；显然，被动式热释电红外探测器的改进技术必须具备简单、低廉、可靠的特征，现有的电机或步进电机+传动机构解决方案在技术经济的合理性方面值得商榷。改进设计的另一思路是多传感器的信息融合，如热释电红外传感器与超声波双鉴传感器结合，实现动静态人体的探测（王良昱，监狱环境下基于无线传感器网络技术的监控报警系统设计与实现【D】，国防科学技术大学，2011），克服单一热释电红外传感器的缺陷。目前，较有代表性的知识产权成果综述如下：
·发明专利“照明设备的智能控制系统”（专利号ZL200710060055.1），提出由红外热释电传感器和旋转云台构成人体探测器的方案。
·发明专利“具有全态人体感应能力的红外人体感应装置”（专利号ZL201110066677.1），提出热释电红外传感器安装在控制器上，包括旋转电机和安装支架、以及减速箱和旋转齿轮；不仅可以检测运动中的人体，还可以检测静止的人体。
·发明专利“一种探测静态人体的红外传感装置”（申请号201110306664.7），提出热释电红外传感器安装在步进电机的转轴上转动，用于扫描静态热源信号。
·发明专利“光控灯具的智能被动感应方法”（申请号201210195675.7），提出将热释电红外传感器阵列中各热释电红外传感器的输出信号进行累加，并对放大后的信号进行微分运算、整流处理；解决被动感应方法中普遍存在的对感应区内静止人员无感应的问题。
上述有益探索，提出了“人静、探测器动”和“多传感器信息融合”探测静态人体的方法，有一定的参考价值，但探索成果仍存在局限；因此，有必要基于被动式热释电红外探测器、在现有研究成果的基础上作深入的研究与创新，借助简单、廉价、可靠、少/免维护技术实现对无人或动静态人的探测。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种检测无人或动静态人的红外探测器的燕尾槽平移装置及其方法。
检测无人或动静态人的被动式热释电红外探测器的燕尾槽平移装置，包括顺次相连的热释电红外传感器、模拟信号调理模块、采样、数字信号处理和控制模块；它由燕尾槽平移机构的电气执行器、燕尾槽平移机构的机械执行器组成；热释电红外传感器、模拟信号调理模块、采样、数字信号处理和控制模块、燕尾槽平移机构的电气执行器、燕尾槽平移机构的机械执行器、热释电红外传感器顺次环形连接；所述的燕尾槽平移机构的电气执行器包括燕尾槽平移机构的燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150、燕尾槽平移机构的电磁铁线圈；采样、数字信号处理和控制模块中MCU的IO控制线与燕尾槽平移机构的燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150输入端相连，燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150输出的一端与燕尾槽平移机构的电磁铁线圈的一端相连、电磁铁线圈的另一端经电源与燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150输出的另一端相连，形成受燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150控制的电磁铁电气回路；所述的燕尾槽平移机构的机械执行器包括燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块、燕尾槽平移机构的燕尾槽、燕尾槽平移机构的复位弹簧、燕尾槽平移机构的挡块、燕尾槽平移机构的第一盖板、燕尾槽平移机构的第二盖板，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑道底部开通孔，通孔是探测器外部红外信号的窗口；燕尾槽平移机构的底座设计为燕尾槽形状，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块安装在燕尾槽平移机构的燕尾槽内、构成滑动副，燕尾槽滑块在燕尾槽滑道中作平移滑动；燕尾槽平移机构的燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150和燕尾槽平移机构的电磁铁线圈固定在燕尾槽平移机构的第二盖板上；燕尾槽平移机构的复位弹簧一端固定在燕尾槽平移机构的第一盖板上，燕尾槽平移机构的复位弹簧另一端固定在燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块上；热释电红外传感器与模拟信号调理模块一起安装在燕尾槽滑块上；燕尾槽平移机构的挡块固定在燕尾槽平移机构的燕尾槽底部的上侧、处于燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块和燕尾槽平移机构的第一盖板之间；燕尾槽平移机构第一盖板的两个端面分别设计成平面和凹面，燕尾槽平移机构第二盖板采用燕尾槽平移机构第一盖板的同一结构。
所述的燕尾槽平移机构的底座设计为燕尾槽形状，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块和燕尾槽的材质选用自润滑材料聚醚醚酮。
检测无人或动静态人的被动式热释电红外探测器的燕尾槽平移方法是：燕尾槽平移装置具有顶装和壁装两种安装方式；被动式热释电红外探测器装配时、燕尾槽平移机构第二盖板的凹端面总是正对燕尾槽的方向，燕尾槽平移机构的燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150、燕尾槽平移机构的电磁铁线圈固定在燕尾槽平移机构第二盖板的凹端面上，即燕尾槽平移机构第二盖板的平/凹端面朝向与被动式热释电红外探测器的顶/壁装安装方式无关；燕尾槽平移机构第一盖板的平/凹端面朝向则取决于被动式热释电红外探测器的顶/壁装安装方式，热释电红外探测器顶装安装时、燕尾槽平移机构第一盖板的平端面正对燕尾槽的方向，热释电红外探测器壁装安装时、燕尾槽平移机构第一盖板的凹端面正对燕尾槽的方向；顶装时燕尾槽平移机构的挡块抵住燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块，防止燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块向燕尾槽平移机构的第一盖板移动，装配燕尾槽平移机构时弹簧预置初始拉力，此时燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块保持在第一平衡点，燕尾槽平移机构安装时燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块的初始位置；采样、数字信号处理和控制模块下达燕尾槽平移机构的固态继电器SSR闭合指令，燕尾槽平移机构的固态继电器SSR闭合，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈电路接通，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈得电，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块向燕尾槽平移机构的电磁铁线圈水平移动，燕尾槽平移机构的复位弹簧的拉力增大；当燕尾槽平移机构的复位弹簧拉力与燕尾槽平移机构的电磁铁线圈电磁吸力达到平衡时，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块静止在第二平衡点，热释电红外传感器经燕尾槽平移机构的燕尾槽滑道底部开通孔探测外部红外信号，捡测无人或动静态人；延时5S，采样、数字信号处理和控制模块下达燕尾槽平移机构的固态继电器SSR断开指令，燕尾槽平移机构的固态继电器SSR断开，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈电路断开，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈失电，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块在燕尾槽平移机构的复位弹簧拉力作用下，反向平移至燕尾槽平移机构的挡块处停止，回归到燕尾槽滑块的第一平衡点，燕尾槽平移机构安装时燕尾槽滑块的初始位置，热释电红外传感器经燕尾槽平移机构的燕尾槽滑道底部开通孔二次捡测无人或动静态人。
本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：
通过SSA+电磁铁的燕尾槽平移机构，使热释电红外探测器具有简单、可靠、廉价的检测无人或动静态人的功能；借鉴机床行业燕尾导轨行之有效的结抅，热释电红外探测器的燕尾槽平移机构继承了燕尾导轨多向受力、可调间隙的优点；采用自润滑材料聚醚醚酮(PEEK)制造燕尾滑块和燕尾槽，提升了燕尾槽平移机构少/免维护的运维指标；借助燕尾槽滑道底部通孔所提供的外部红外信号窗口，热释电红外传感器及信号调理模块倒装内嵌在滑块内、滑块顶与滑槽顶两者齐平，因此热释电红外探测器顶/壁装时、均能保证滑块重心位于滑槽内；燕尾槽平移机构盖板的两个端面分别设计成平面和凹面，根据热释电红外探测器顶/壁装的不同、调整盖板平面和凹面的朝向，有利于热释电红外探测器的规模化生产、也有助于用户减少备品降低总体拥有成本。
附图说明
图1是被动式热释电红外探测器的结构框图；
图2是采样、数字信号处理和控制模块与燕尾槽平移机构电气执行器的电路图；
图3是燕尾槽平移机构的燕尾槽底座立体示意图.；
图4（a）是燕尾槽平移机构的主视图；
图4（b）是燕尾槽平移机构的附视图；
图4（c）是燕尾槽平移机构的左视图；
图5是被动式热释电红外探测器的顶/壁装示意图；
图6（a）是燕尾槽平移机构第一盖板的附视图；
图6（b）是燕尾槽平移机构第一盖板的左视图。
具体实施方式
如图1～4所示，检测无人或动静态人的被动式热释电红外探测器的燕尾槽平移装置，包括顺次相连的热释电红外传感器100、模拟信号调理模块200、采样、数字信号处理和控制模块300；它由燕尾槽平移机构的电气执行器400、燕尾槽平移机构的机械执行器500组成；热释电红外传感器100、模拟信号调理模块200、采样、数字信号处理和控制模块300、燕尾槽平移机构的电气执行器400、燕尾槽平移机构的机械执行器500、热释电红外传感器100顺次环形连接；所述的燕尾槽平移机构的电气执行器400包括燕尾槽平移机构的燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（410）、燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420；采样、数字信号处理和控制模块中MCU的IO控制线与燕尾槽平移机构的燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（410）输入端相连，燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（410）输出的一端与燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420的一端相连、电磁铁线圈420的另一端经电源与燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（410）输出的另一端相连，形成受燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（410）控制的电磁铁电气回路；所述的燕尾槽平移机构的机械执行器500包括燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530、燕尾槽平移机构的燕尾槽540、燕尾槽平移机构的复位弹簧550、燕尾槽平移机构的挡块560、燕尾槽平移机构的第一盖板581、燕尾槽平移机构的第二盖板582，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑道底部开通孔570，通孔是探测器外部红外信号的窗口；燕尾槽平移机构的底座设计为燕尾槽形状，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530安装在燕尾槽平移机构的燕尾槽540内、构成滑动副，燕尾槽滑块在燕尾槽滑道中作平移滑动；燕尾槽平移机构的燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（410）和燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420固定在燕尾槽平移机构的第二盖板582上；燕尾槽平移机构的复位弹簧550一端固定在燕尾槽平移机构的第一盖板581上，燕尾槽平移机构的复位弹簧550另一端固定在燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530上；热释电红外传感器100与模拟信号调理模块200一起安装在燕尾槽滑块530上；燕尾槽平移机构的挡块560固定在燕尾槽平移机构的燕尾槽540底部的上侧、处于燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530和燕尾槽平移机构的第一盖板581之间；燕尾槽平移机构第一盖板581的两个端面分别设计成平面和凹面，燕尾槽平移机构第二盖板582采用燕尾槽平移机构第一盖板的同一结构。
所述的燕尾槽平移机构的底座设计为燕尾槽形状，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530和燕尾槽540的材质选用自润滑材料聚醚醚酮。
检测无人或动静态人的被动式热释电红外探测器的燕尾槽平移方法是：燕尾槽平移装置具有顶装和壁装两种安装方式；被动式热释电红外探测器装配时、燕尾槽平移机构第二盖板的凹端面总是正对燕尾槽的方向，燕尾槽平移机构的燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（410）、燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420固定在燕尾槽平移机构第二盖板的凹端面上，即燕尾槽平移机构第二盖板的平/凹端面朝向与被动式热释电红外探测器的顶/壁装安装方式无关；燕尾槽平移机构第一盖板的平/凹端面朝向则取决于被动式热释电红外探测器的顶/壁装安装方式，热释电红外探测器顶装安装时、燕尾槽平移机构第一盖板的平端面正对燕尾槽的方向，热释电红外探测器壁装安装时、燕尾槽平移机构第一盖板的凹端面正对燕尾槽的方向；顶装时燕尾槽平移机构的挡块560抵住燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530，防止燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530向燕尾槽平移机构的第一盖板581移动，装配燕尾槽平移机构时弹簧预置初始拉力，此时燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530保持在第一平衡点，燕尾槽平移机构安装时燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530的初始位置；采样、数字信号处理和控制模块300下达燕尾槽平移机构的固态继电器SSR（410）闭合指令，燕尾槽平移机构的固态继电器SSR（410）闭合，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420电路接通，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420得电，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530向燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420水平移动，燕尾槽平移机构的复位弹簧550的拉力增大；当燕尾槽平移机构的复位弹簧550拉力与燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420电磁吸力达到平衡时，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530静止在第二平衡点，热释电红外传感器100经燕尾槽平移机构的燕尾槽滑道底部开通孔570探测外部红外信号，捡测无人或动静态人；延时5S，采样、数字信号处理和控制模块300下达燕尾槽平移机构的固态继电器SSR（410）断开指令，燕尾槽平移机构的固态继电器SSR（410）断开，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420电路断开，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420失电，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530在燕尾槽平移机构的复位弹簧550拉力作用下，反向平移至燕尾槽平移机构的挡块560处停止，回归到燕尾槽滑块的第一平衡点，燕尾槽平移机构安装时燕尾槽滑块的初始位置，热释电红外传感器100经燕尾槽平移机构的燕尾槽滑道底部开通孔570二次捡测无人或动静态人。
如图5、6所示，被动式热释电红外探测器100、200、300、400、500支持顶/壁装两种安装方式；顶装安装方式、燕尾槽滑块进行水平方向的平移滑动，壁装安装方式、燕尾槽滑块进行垂直方向的平移滑动。
燕尾槽平移机构第一盖板581用四个螺丝固定在燕尾槽平移机构的燕尾槽底座上；燕尾槽平移机构第一盖板581的两个端面分别设计成平面和凹面，燕尾槽平移机构第二盖板582采用燕尾槽平移机构第一盖板的同一结构；被动式热释电红外探测器装配时，燕尾槽平移机构第二盖板的凹端面总是正对燕尾槽的方向，燕尾槽平移机构的燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（410）、燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420固定在燕尾槽平移机构第二盖板的凹端面上，即燕尾槽平移机构第二盖板的平/凹端面朝向与被动式热释电红外探测器的顶/壁装安装方式无关；燕尾槽平移机构第一盖板的平/凹端面朝向则取决于被动式热释电红外探测器的顶/壁装安装方式。
热释电红外探测器顶装安装时，燕尾槽平移机构第一盖板的平端面正对燕尾槽的方向；燕尾槽平移机构的挡块560抵住燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530，防止燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530向燕尾槽平移机构的第一盖板581移动。燕尾槽平移机构的复位弹簧550初始拉伸形变距离为ΔX1，此时装配燕尾槽平移机构的弹簧预置初始拉力F拉力1，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530在水平方向上受到燕尾槽平移机构的复位弹簧550初始拉力F拉力1等于燕尾槽平移机构的挡块560对燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530的反作用力F挡块1，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530保持在第一平衡点（燕尾槽平移机构安装时燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530的初始位置）。以燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530为受力物体分析，可以得到如下的表达式：
顶装时第一平衡点：F拉力1=K*ΔX1=F挡块1
采样、数字信号处理和控制模块300下达燕尾槽平移机构的固态继电器SSR（410）闭合指令，燕尾槽平移机构的固态继电器SSR（410）闭合，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420电路接通，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420得电，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530向燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420水平移动，燕尾槽平移机构的复位弹簧550的拉力增大；当燕尾槽平移机构的复位弹簧550水平方向的形变距离为ΔX2时，燕尾槽平移机构的复位弹簧550水平方向的拉力F拉力2与燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420水平方向的电磁吸力F电磁力1达到平衡，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530静止在第二平衡点。可以得到如下的表达式：
顶装时第二平衡点：F拉力2=K*ΔX2=F电磁力1
热释电红外探测器壁装时，燕尾槽平移机构第一盖板的凹端面正对燕尾槽的方向；燕尾槽平移机构的复位弹簧550在燕尾槽平移机构的上侧，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420在燕尾槽平移机构的下侧，燕尾槽平移机构的挡块560抵住燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530，防止燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530向燕尾槽平移机构的第一盖板581移动，燕尾槽平移机构的复位弹簧550初始拉伸形变为ΔX3，装配燕尾槽平移机构时弹簧预置初始拉力F拉力3，燕尾槽平移机构的复位弹簧550垂直向上的初始拉力F拉力3等于燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530垂直向下的重力G滑块与燕尾槽平移机构的挡块560对燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530垂直向下的反作用力F挡块2之和，故燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530保持在第一平衡点（燕尾槽平移机构安装时燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530的初始位置），可以得到如下的表达式：
壁装时第一平衡点：
F拉力3=F挡块2+G滑块
F拉力3=K*ΔX3
G滑块=mg
设计时参数选取如下：
ΔX3=ΔX1+10mm
G滑块=K*10
则F挡块2=F挡块1,即顶/壁装时燕尾槽平移机构挡块的受力相同；10mm是第一盖板凹端面凹进的距离。
采样、数字信号处理和控制模块300下达燕尾槽平移机构的固态继电器SSR（410）闭合指令，燕尾槽平移机构的固态继电器SSR（410）闭合，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420电路接通，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420得电，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530向燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420的方向垂直向下移动，燕尾槽平移机构的复位弹簧550的拉力增大；当燕尾槽平移机构的复位弹簧550的形变距离为ΔX4，燕尾槽平移机构的复位弹簧550垂直向上的拉力F拉力4等于燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530垂直向下的重力G滑块与燕尾槽平移机构的电磁铁线圈420对燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530垂直向下的电磁吸力F电磁力2之和达到平衡时，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块530静止在第二平衡点。可以得到如下的表达式：
壁装时第二平衡点：F拉力4=F电磁力2+G滑块
F拉力4=K*ΔX4
G滑块=mg
F电磁力2=F电磁力1
ΔX4=ΔX2+10mm
顶/壁装时，燕尾槽平移机构的第一盖板581正对燕尾槽的方向分别用平/凹面，燕尾槽平移机构的复位弹簧550的形变在壁装时的距离可以增加。燕尾槽平移机构的第一盖板581平/凹面结构的设计,使得燕尾槽平移机构可以壁/顶装两用,有利于探测器的规模化生产、有助于用户减少备品降低总体拥有成本。
Claims (3)
1.一种检测无人或动静态人的被动式热释电红外探测器的燕尾槽平移装置，其特征在于由顺次环形连接的热释电红外传感器（100），模拟信号调理模块（200），采样、数字信号处理和控制模块（300），燕尾槽平移机构的电气执行器（400），燕尾槽平移机构的机械执行器（500）组成；所述的燕尾槽平移机构的电气执行器（400）包括燕尾槽平移机构的燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（410）、燕尾槽平移机构的电磁铁线圈（420）；采样、数字信号处理和控制模块中MCU的IO控制线与燕尾槽平移机构的燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（410）输入端相连，燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（410）输出的一端与燕尾槽平移机构的电磁铁线圈（420）的一端相连、电磁铁线圈（420）的另一端经电源与燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（410）输出的另一端相连，形成受燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（410）控制的电磁铁电气回路；所述的燕尾槽平移机构的机械执行器（500）包括燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块（530）、燕尾槽平移机构的燕尾槽（540）、燕尾槽平移机构的复位弹簧（550）、燕尾槽平移机构的挡块（560）、燕尾槽平移机构的第一盖板（581）、燕尾槽平移机构的第二盖板（582），燕尾槽平移机构的燕尾槽滑道底部开通孔（570），通孔是探测器外部红外信号的窗口；燕尾槽平移机构的底座设计为燕尾槽形状，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块（530）安装在燕尾槽平移机构的燕尾槽（540）内、构成滑动副，燕尾槽滑块在燕尾槽滑道中作平移滑动；燕尾槽平移机构的燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（410）和燕尾槽平移机构的电磁铁线圈（420）固定在燕尾槽平移机构的第二盖板（582）上；燕尾槽平移机构的复位弹簧（550）一端固定在燕尾槽平移机构的第一盖板（581）上，燕尾槽平移机构的复位弹簧（550）另一端固定在燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块（530）上；热释电红外传感器（100）与模拟信号调理模块（200）一起安装在燕尾槽滑块（530）上；具体安装方式是：热释电红外传感器及信号调理模块倒装内嵌在滑块内、滑块顶与滑槽顶两者齐平；燕尾槽平移机构的挡块（560）固定在燕尾槽平移机构的燕尾槽（540）底部的上侧、处于燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块（530）和燕尾槽平移机构的第一盖板（581）之间；燕尾槽平移机构第一盖板（581）的两个端面分别设计成平面和凹面，燕尾槽平移机构第二盖板（582）采用燕尾槽平移机构第一盖板的同一结构。
2.根据权利要求1所述的一种检测无人或动静态人的被动式热释电红外探测器的燕尾槽平移装置，其特征在于所述的燕尾槽平移机构的底座设计为燕尾槽形状，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块（530）和燕尾槽（540）的材质选用自润滑材料聚醚醚酮。
3.一种使用如权利要求1所述装置的检测无人或动静态人的被动式热释电红外探测器的燕尾槽平移方法，其特征在于燕尾槽平移装置具有顶装和壁装两种安装方式；被动式热释电红外探测器装配时、燕尾槽平移机构第二盖板的凹端面总是正对燕尾槽的方向，燕尾槽平移机构的燕尾槽平移机构的固态继电器IRFP150（410）、燕尾槽平移机构的电磁铁线圈（420）固定在燕尾槽平移机构第二盖板的凹端面上，即燕尾槽平移机构第二盖板的平/凹端面朝向与被动式热释电红外探测器的顶/壁装安装方式无关；燕尾槽平移机构第一盖板的平/凹端面朝向则取决于被动式热释电红外探测器的顶/壁装安装方式，热释电红外探测器顶装安装时、燕尾槽平移机构第一盖板的平端面正对燕尾槽的方向，热释电红外探测器壁装安装时、燕尾槽平移机构第一盖板的凹端面正对燕尾槽的方向；顶装时燕尾槽平移机构的挡块（560）抵住燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块（530），防止燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块（530）向燕尾槽平移机构的第一盖板（581）移动，装配燕尾槽平移机构时弹簧预置初始拉力，此时燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块（530）保持在第一平衡点，即燕尾槽平移机构安装时燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块（530）的初始位置；采样、数字信号处理和控制模块（300）下达燕尾槽平移机构的固态继电器SSR（410）闭合指令，燕尾槽平移机构的固态继电器SSR（410）闭合，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈（420）电路接通，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈（420）得电，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块（530）向燕尾槽平移机构的电磁铁线圈（420）水平移动，燕尾槽平移机构的复位弹簧（550）的拉力增大；当燕尾槽平移机构的复位弹簧（550）拉力与燕尾槽平移机构的电磁铁线圈（420）电磁吸力达到平衡时，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块（530）静止在第二平衡点，热释电红外传感器（100）经燕尾槽平移机构的燕尾槽滑道底部开通孔（570）探测外部红外信号，捡测无人或动静态人；延时5S，采样、数字信号处理和控制模块（300）下达燕尾槽平移机构的固态继电器SSR（410）断开指令，燕尾槽平移机构的固态继电器SSR（410）断开，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈（420）电路断开，燕尾槽平移机构的电磁铁线圈（420）失电，燕尾槽平移机构的燕尾槽滑块（530）在燕尾槽平移机构的复位弹簧（550）拉力作用下，反向平移至燕尾槽平移机构的挡块（560）处停止，回归到燕尾槽滑块的第一平衡点，燕尾槽平移机构安装时燕尾槽滑块的初始位置，热释电红外传感器（100）经燕尾槽平移机构的燕尾槽滑道底部开通孔（570）二次捡测无人或动静态人。
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