CN104033067B - 一种无轨电动伸缩门的导航方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无轨电动伸缩门的导航方法，包括固定放置一个或多个信号源，在电动伸缩门上安装一个或多个可左右运动的信号检测器，并连接到主控制系统，主控制系统通过对信号检测器在不同方位所测得信号强度的分析处理，确定运行轨迹，实现引导电动伸缩门按轨道运行。本发明性能稳定，抗干扰强，适用于各种环境；同时节省资源和成本，安装方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种无轨电动伸缩门系统，特别是涉及一种当无轨电动伸缩门在运行过程中偏离目标方向时,能对其进行调整，引导其始终保持朝目标方向运行，且性能稳定可靠的导航方法。
背景技术
电动伸缩门是一种常见产品，目前市场上的电动伸缩门可分为有轨和无轨两种方式，有轨电动伸缩门运行稳定，基本不会出现出轨或者偏轨现象，但是需要开挖地面，铺设轨道,安装麻烦；而无轨方案中，有一种常见的方案是需要在地下预埋磁铁柱等磁导引导装置，如中国专利03223789.8公布的一种无轨电动伸缩门就是采用这种方案，该方案也需要开挖路面，安装麻烦；鉴于以上诸多缺点，去轨道化，实现纯粹的无轨导航是行业的发展趋势。目前行业内有不少新方案在进行尝试，如中国专利02115064.8公布一种光控直线运行装置，中国专利200420096566公布了一种红外线无轨电动伸缩门导向装置；这些技术基本原理都是通过探测电磁波，光波等的反射等原理来确定方向；因为红外线在户外环境容易受到干扰，且在运行过程中车体可能会有抖动，反射方向极难控制，因此对工作环境要求极高，导致较难实施。还有另外一些方案采用了复杂的人工智能和工业自动化技术，如通过图像识别实现导航，但也因技术复杂，成本高昂，同样难以实施。
发明内容
鉴于此，针对无轨电动伸缩门现有导航方法中存在的稳定性差，容易受到干扰，对工作环境要求高，或则技术复杂，安装困难，成本高昂等问题，本发明采用了一种新型的导航方法，克服了上述问题，实现无轨电动伸缩门稳定性好，安装方便和低成本。
为了实现上述目的，本发明采用的方案是：固定放置一个或多个信号源，在电动伸缩门上安装检测子系统，检测子系统通过电路连接主控制系统，主控制系统通过对信号的分析处理，确定运行轨迹,实现自动运行；其中，信号源必须稳定可靠，因此可以选用电磁波信号源和超声波信号源其中一种或几种作为信号源，固定放置在某一固定位置，可以放在目标大门的起点，终点或者其他固定位置，使其持续向外发送某一种特定的信号。
然后在电动伸缩门上安装相应的检测子系统：该检测子系统包括安装在伺服系统上的信号检测器，小型伺服系统，连接主控制系统的伺服系统控制器；所述信号检测器为红外接收传感器。通过伺服系统的带动，红外接收传感器探头实现左右周期性快速位移，并给主控制系统反馈实时检测到的信号源信号量强度，主控制系统通过一定的软件算法分析比较信号，选择信号强度最强的方向作为目标方向，每隔一段时间，和当前方向进行比较一次，一旦发现当前方向偏离了目标方向，则调整左右两个驱动电机，使其产生不同速度运转，产生类似拐弯的纠偏动作，直到检测到门体回归正确轨道。
导航抗干扰和系统可实现性分析：因为目标信号源持续地发送某种特定信号，红外接收传感器在不同位置实时扫描检测该信号的强度，此时，外界环境中随机出现的信号难以对本系统构成持续干扰，所以此系统抗干扰性极强；另外，通过电磁波的调制解调也可以实现发送和接收特定波长的电磁波；目前市面上可以找到发送特定频率的电磁波信号源及其传感器；超声波发射器和接收传感器，实现左右周期性快速位移的小型伺服电机，信号量检测电路控制技术等均为现有技术。
本发明的优点：首先，系统稳定性好，准确性高，可靠性强：本发明采用了基于类似灯塔导航原理导航方案，该原理也在航空，航海业等被广泛使用，原理简单可靠；其次，本发明涉及的关键器件都是市面上已有的常见器件，器件成本低廉，生产和安装成本大幅降低。另外，对比当前市面上的主要方案，本发明节省了一定数量的金属导轨，磁柱等资源，安装过程不需要破坏地面，绿色环保。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施实例一起用以解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一种无轨电动伸缩门的导航方法的工作原理示意图；
图2为本发明一种无轨电动伸缩门的导航方法中检测子系统的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案、及优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明涉及的一种无轨电动伸缩门的导航方法的具体实施方案进行进一步详述。应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
根据图1所示将红外LED发射器2安装在大门墙体1一端的指定位置上，当系统开启时，红外LED发射器2便按某一角度持续向外发射某种波长的红外线；将红外接收传感器3固定在伺服电机转动臂4上，并通过电路10连接主控制系统8，通过伺服电机转动臂4，带动其周期性到达5所示的各个位置；其中伺服电机转动臂4是由伺服电机控制器6引导下，以一定较快的速度左右运动，进而带动红外接收传感器3到达指定位置；红外接收传感器3通过电路连接到主控制系统8，并实时传回在5所示的不同位置监测到的红外线强度的电流脉冲；伺服电机控制器6也连接在主控制系统8，并在主控制系统8的控制下按一定的速度运动，连接如7所示；整个电动伸缩门的运动方向如9所示。
导航方向计算和测量误差消除。导航方向计算：如图2所示，红外接收传感器3按照箭头11指示的方向运动，依次到达图中位置B,A,A1,B1；其中位置A和A1,B和B1分别为左右对称的点，正常状态下，,A和A1,B和B1接收到的信号源强度应该是基本相当的，如果电动伸缩门偏离轨道，如果往左边偏，则会出现测得信号强度A1大于A，B1大于B；反之，如果出现右偏，则会出现A大于A1，B大于B1；主控制系统根据测试结果判定门是否偏离方向，并通过控制左右两个电机的运行速度等进行偏转，修正运行路线,实现导航。测量误差消除：因为在红外接收传感器3往返运动的过程中，电动伸缩门也在按一定的速度运行，所以红外传感器3反馈的测量结果并非由完全对称点获取，所以引入了一定的误差；此误差的修正可以通过三个方面着手；其一，提高伺服电机转动臂4的速度，使其大大快于门的运动速度，但速度也不宜过快；其二，测量多组数据求平均，如增加C，D，E等等及对应的C1，D1，E1等等检测点，算出平均值；另外，还可以根据红外接收传感器3做往返运动的特点，部分误差可以对冲，综合几组数据，可以进一步降低误差；其三，引入经验常量消除误差，这个常量可以由实验获取。
最后应该说明的是：以上所述仅为本发明的一个优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了说明，对于本领域技术人员来说，仍然可以按照该实施实例进行同等替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，同等替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种无轨电动伸缩门的导航方法，其特征在于，包括固定放置的一个或多个信号源，在电动伸缩门上安装一个或多个可左右运动的信号检测器，并连接到主控制系统，主控制系统通过对信号检测器在不同方位所测得信号强度的分析处理，确定运行轨迹，实现引导电动伸缩门按轨道运行；
还包括检测子系统，所述检测子系统包括信号检测器、伺服系统和伺服系统控制器，信号检测器安装在伺服系统上，伺服系统受伺服系统控制器控制，伺服系统使信号检测器产生周期性快速位移，信号检测器向主控制系统反馈不同位置的信号情况，主控制系统通过比较分析信号，确定正确运动方向，实现导航。
2.根据权利要求1所述的一种无轨电动伸缩门的导航方法，其特征在于，所述信号检测器为红外接收传感器。
3.根据权利要求2所述的一种无轨电动伸缩门的导航方法，其特征在于，还包括用电磁波信号源和超声波信号源其中一种或多种作为信号源，配以相应的一个或多个红外接收传感器，所述红外接收传感器与主控制系统连接。
4.根据权利要求3所述的一种无轨电动伸缩门的导航方法，其特征在于，所述的电磁波信号源为红外LED发射器。
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