CN106088903B - 紧急疏散自动门 - Google Patents

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Abstract

一种紧急疏散自动门，其包括上下门框、门扇、电机、传动装置、人员接近传感器、控制装置及电源电路。当所述人员接近传感器检测到人员接近时，所述控制装置发送指令使所述电机启动以带动所述传动装置运动，所述传动装置进而借助一联动结构带动所述门扇向开启位置运动。其中，所述电源电路与外部电源连接且存储有备用功率，当外接电源失效时，由所述电源电路中的备用功率向所述控制装置及所述电机提供电力，所述控制装置发送指定使所述门扇到达最大开启位置，所述联动结构随后解除所述传动装置与所述门扇之间的联动，使得所述自动门处于可手动操作的状态。

Description

紧急疏散自动门
技术领域
本申请涉及自动门领域，更具体地涉及一种适用于紧急疏散状况的自动门。
背景技术
平移滑动式的自动门已经广泛应用于医院、商场、银行等各种公共场合。在应用中，通常在自动门中设置有人员接近传感器，当检测到人员接近时，由控制机构发送控制信号驱动电机工作，从而带动门扇打开。自动门通常是以电力作为动力的来源，这在某种程度上来讲会出现紧急时刻时会产生很大的弊端，例如当发生地震、火灾等灾害时，通常会伴随着电力系统的瘫痪，从而导致自动门开启功能失效，造成人员逃离通道不畅，严重阻碍封闭设施内人员的紧急疏散，从而可能造成不必要的人员财产损失。因此，需要设计一种适用于紧急疏散功能的自动门，在发生紧急事件造成意外断电的情况下，能够自动进入完全开启状态并保持可手动操作，在紧急事件消除从而恢复供电的情况下，又能够进入正常自动感应操作状态。
发明内容
针对上述需求，本发明提出了一种紧急疏散自动门。该自动门包括上下门框、门扇、电机、传动装置、人员接近传感器、控制装置及电源电路。当所述人员接近传感器检测到人员接近时，所述控制装置发送指令使所述电机启动以带动所述传动装置运动，所述传动装置进而借助一联动结构带动所述门扇向开启位置运动。其中，所述电源电路与外部电源连接且具有用于存储备用功率的电容结构，当外接电源失效时，由所述电源电路中的备用功率向所述控制装置及所述电机提供电力，所述控制装置发送指定使所述门扇到达最大开启位置，所述联动结构随后解除所述传动装置与所述门扇之间的联动，使得所述自动门处于可手动操作的状态。
其中，根据本发明的自动门的联动结构包括：形成于所述上门框的顶部下表面预定位置A上的电绝缘性的固定座，所述固定座具有T形的中空内部，所述中空内部包括沿水平方向延伸的头部空间及在头部中间中央位置向下延伸的尾部空间；设置在所述固定座的头部空间内的永磁铁1及第一电加热元件51；设置于所述传动装置上的接合部3，所述接合部3上形成有上下贯穿的通孔31；形成于所述门扇的顶部上表面预定位置B上的电绝缘性底座2，所述底座2上形成有朝上开口且与所述通孔31相对的接收孔21；T形件4,其包括沿水平方向延伸的头部和从所述头部的中央位置向下延伸的销部，所述头部的宽度大于所述通孔31的孔径以保证所述头部不会落入所述通孔31内；以及设置在所述底座2的所述接收孔21中的第二电加热元件52；其中，所述预定位置A和B被设置成当所述门扇到达最大开启位置时重叠；所述T形件4由铁磁性材料形成且其居里温度远低于所述永磁铁1的居里温度；所述永磁铁1的下表面与所述接合部3的与其相对的上表面之间的距离大于所述T形件在竖直方向上的长度。
进一步地，在正常工作状态下，所述T形件4的所述销部穿过所述通孔31被接收在所述底座2的接收孔21内，所述第二电加热元件52对所述T形件4进行加热以使所述T形件4的温度保持在比其居里温度高的某一预定温度T1上。当所述外接电源失效且所述门扇到达最大开启位置时，由所述控制装置控制所述第二电加热元件停止加热，使得所述T形件4的温度低于其居里温度，所述T形件4恢复其铁磁性且在所述永磁铁1的作用下被吸引脱离所述底座2和所述接合部3，此时所述门扇脱离与所述传动装置的联动。当所述外接电源恢复有效且所述控制装置检测到所述门扇处于最大开启位置时，由所述控制装置启动所述第一和第二电加热元件51和52，将吸附在所述永磁铁1上的所述T形件4加热至所述预定温度T1时，所述T形件4失去铁磁性，沿所述固定座的尾部空间下落穿过所述通孔31并被接收在所述底座2的接收孔21中。
优选地，所述固定部的尾部空间在形状上与所述T形件4的头部一致且比之略大。
在本发明的另一方面，所述电源电路可以包括变压器TR、全波整流电路D1～D4、三端稳压器、两组IGBT开关Q1和Q2、SP升压型转换器、以及电容Csuper。其中，所述变压器TR的初级线圈连接市电，次级线圈的两端分别连接由二极管D1～D4构成的所述全波整流电路的两个输入端；所述全波整流电路的正向输出端经电感L1连接所述三端稳压器的输入端；所述三端稳压器的输入端经滤波电容C1与GND连接，输出端经限流电阻R3连接所述电源电路的输出端；所述IGBT开关Q1的集电极经电阻R3连接所述三端稳压器的输出端，所述IGBT开关Q1的发射极连接所述IGBT开关Q2的集电极且经二极管D5连接所述IGBT开关Q1的集电极，所述IGBT开关Q2的发射极连接地GND且经二极管D6连接其集电极；所述IGBT开关Q1和Q2的门电极与所述控制装置连接，用于接收开关控制信号；所述电容Csuper的一端接地GND，另一端经电阻R4和电感L2连接所述IGBT开关Q1的发射极或者IGBT开关Q2的集电极；所述SP升压型转换器的V-batt端口连接所述电容Csuper的非接地端，输出端Vo用于输出适于所述控制装置的电压信号且经滤波电容C3连接地GND，以及经二极管D7和电感L3连接所述SP升压型转换器的端口V-batt和SHDN。
借助本发明所公开的自动门，能够在遭遇诸如火灾等紧急事件造成外接电源失效时第一时间保证自动门处于最大开启位置及人工操作状态，提供最通畅的逃生通道及操作便利性。同时，借助特定的电源电路设计，能够以较为简洁的电容结构实现备用功率的自动储备，而无需额外设置用于提供备用功率的电源器件，有利于系统的维护，有效减少了系统运行及维护成本。
附图说明
现在，将参考附图以示例的方式详细描述本发明的实施例，其中：
图1示出了根据本发明的自动门的联动结构的示意图；
图2示出了根据本发明的自动门的电源电路结构原理图。
具体实施方式
自动门一般包括门框、门扇、电机、传动装置、人员接近传感器及控制装置。当人员接近传感器检测到人员接近时，由控制装置发送指令使电机启动，传动装置由电机带动运动，并且借助联动结构由传动装置带动门扇向开启位置运动。图1示出了根据本发明的自动门的联动结构的示意图。如图1所示，在自动门的上门框的顶部下表面的预定位置A上形成有电绝缘性的固定座，所述固定座具有T形的中空内部，所述中空内部包括沿水平方向延伸的头部空间及在头部中间中央位置向下延伸的尾部空间，在所述较宽的头部空间中设置有永磁铁1及电加热元件51。在门扇的顶部上表面的预定位置B上设有电绝缘性的底座2；在传动装置(例如链条)上设有接合部3，接合部3上形成有上下贯穿的通孔31，底座2上形成有朝上开口且形成与通孔31相对的接收孔21，T形件4通过接合部3上的通孔31被接收在底座2的接收孔21中，使得当电机驱动传动装置沿水平方向运动时，由于T形件4的限制作用，底座2进而门扇也由传动装置带动进行水平运动。其中，预定位置A和B被设置成当门扇到达完全开启位置时两者重叠，即永磁铁1与底座2形成相对设置。接收孔21的孔径要大于通孔31，以便在其内设置电加热元件52，用于对容纳于底座2中的T形件4进行加热。T形件4可以由具有适当居里温度的铁磁性材料形成。其中，磁铁1的下表面与接合部3的与之相对的上表面之间的距离要大于T形件的长度，T形件4包括沿水平方向延伸的头部和从该头部的中央位置向下延伸的销部，其中该头部的宽度要大于通孔31的孔径，从而保证头部不会落入通孔31内；所述固定部的尾部空间的形状与T形件4的头部形状基本一致，但尾部空间要略大于T形件4的头部，以便T形件4能够沿尾部空间自由地上下运动，同时在固定部的用于形成尾部空间的侧壁的限制作用下保证T形件4在尾部空间内的运动基本是沿竖直方向的。
在本申请中，电机除了由外部电源(例如市电)供电外，还可以由自动门内设的备用功率部提供动力，用于在外部电源失效时，提供足以保证电机运行至使自动门到达最大开启位置的功率。现有技术中通常会通常额外设置电池等方式来提供这种紧急状态下的备用功率，然而，在本申请中，是在自动门电源电路中设置充电电容结构来实现的，其源于在本申请设计的自动门装置中，备用功率仅仅需要提供足以在外接电源失效时让电机带动自动门达到最大开启位置的功率即可。通过这种电容供电结构，可以在自动门正常工作过程中即准备好备用功率，从而避免额外更换维护诸如电池等备用电源的麻烦和成本。换言之，在自动门处于正常工作状态，由市电提供电机工作所需功率的同时，通过对电源电路中相应电容结构的充电实现断电后备用功率的准备工作；当市电失效时，由电源电路中电容结构所储备的备用功率保证自动门被电机驱动至最大开启位置；当市电再次恢复时，又由市电对电源电路中的电容结构进行再次充电，从而完成备用功率的准备工作。
本申请的自动门的联动结构的工作原理大致如下。
(1)在正常工作状态下，T形件4的销部穿过传动装置中的接合部上的通孔31被接收在底座2的接收孔21内，底座2中的电加热元件52对T形件4进行加热，使其温度保持在比T形件4的材料的居里温度高的某一预定温度T1上，使其处于顺磁相下；同时电加热元件51也使固定部内部空间保持在温度T1上。永磁铁1的材料由于具有远高于T1的居里温度，因此其在温度T1下磁性基本不受影响。此时，由于T形件4的限制作用，底座2进而门扇将随着传动装置的运动而运动。
(2)当发生紧急状态而出现诸如市电的外接电源失效时，由电源电路中的电容结构向控制装置及电机提供备用功率，控制装置在检测到市电失效时发出控制信号，借助驱动电机工作使得门扇到达最大开启位置。当门扇到达最大开启位置之后，由控制装置(诸如由单片机实现)发送停止加热指令或者将电容结构设计成其储备的备用功率在将门扇驱动至最大开启位置后很快耗尽，电加热元件停止对T形件4进行加热，T形件4的温度开始下降，当T形件4的温度下降至居里温度之下时，T形件4将恢复铁磁性，从而在磁铁1的作用下被吸引脱离底座2和接合部3，而被吸贴在磁铁1的下表面上。此时，门扇不再与传动装置形成联动，从而处于手动状态，方便由人工对其进行必要的操作，例如在人员已经全部撤离，需要再次将门关闭将阻挡诸如火势进一步蔓延的时候。
(3)在恢复正常时，当控制装置检测到门扇处于最大开启位置时，重新启动电加热元件51和52，吸附在磁铁1上的T形件4在被加热至预定温度T1时，失去铁磁性，从而沿尾部空间下落穿过通孔31重新被接收在底座2的接收孔21中，重新建立门扇与传动装置之间的联动作用。
图2示出了根据本发明的自动门的电源电路原理图。如图2所示，该电源电路主要包括变压器TR、全波整流电路D1～D4、三端稳压器、两组IGBT开关Q1和Q2、SP升压型转换器、以及用于储存备用功率的大电容Csuper。变压器TR的初级线圈连接220V市电，次级线圈的两端分别连接由二极管D1～D4构成的全波整流电路的两个输入端。全波整流电路的正向输出端经电感L1连接三端稳压器的输入端，同时三端稳压器的输入端经滤波电容C1与GND连接。三端稳压器的输出端经限流电阻R3连接电源电路的输出端，用于在正常供电状态下提供自动门工作用电。IGBT开关Q1的集电极经电阻R3连接三端稳压器的输出端，Q1的发射极连接IGBT开关Q2的集电极且经二极管D5连接Q1的集电极，开关Q2的发射极连接地GND且经二极管D6连接其集电极；Q1和Q2的门电极与单片机连接，用于接收开关控制信号。用于在正常工作状态下储存备用功率的大电容Csuper的一端接地GND，另一端经电阻R4和电感L2连接开关Q1的发射极或者Q2的集电极。该电源电路中还可以包括SP升压型转换器，其V-batt端口连接大电容Csuper的非接地端，用于对大电容Csuper的非接地端输出的电压进行升压处理，SP升压型转换器的输出端Vo输出适于单片机的电压信号，用于驱动单片机工作，同时输出端Vo还经滤波电容C3连接地GND，以及经二极管D7和电感L3连接SP升压型转换器的端口V-batt和SHDN。
正如前面提及的那样，在市电正常供电的情况下，由市电经变压器TR、整流电路D1-D4、三端稳压器来提供自动门工作用电，同时对大电容Csuper进行充电。当市电失效时，由大电容Csuper及电感L2、IGBT开关Q1、Q2、和二极管D5、D6等构成的放电电路提供自动门工作用电，同时由大电容Csuper及SP升压型转换器和二极管D7、电感L3等构成的直流电压变换电路提供单片机的工作用电，保证控制装置处于工作状态。在本发明中，大电容Csuper的型号可以根据完成规定操作可能需要的最大功率来选择。
在本发明的另一方面，自动门还可以包括设于两侧的旋转框架，其旋转框架中设有电控夹持机构。当在失电状态下且门扇到达最大开始位置时，门扇的侧面被带入该旋转框架中，所述电控夹持机构被设置在失电状态下可将门扇侧面牢固地夹持在旋转框架中。此时，由于门扇脱离了与传动装置之间的联动关系，因此，可以借助旋转框架向外进行旋转运动。在本发明中，所述电控夹持机构可以借助连接弹簧的夹垫及电磁线圈来实现，其中在通电的正常工作状态下，电磁线圈对夹垫产生吸引力，从而压缩弹簧，从而允许门扇自由地进出该夹持结构，亦即旋转框架；当发生失电状况时，电磁线圈对夹垫的吸引作用消失，在弹簧的回复作用下夹垫抵靠门扇，从而对门扇形成夹紧力。
在前面的说明中，已经参照本发明的具体示例性实施例对本发明的原理进行了描述。但是，对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离所附权利要求限定的本发明的精神及范围的情况下，可以对本发明进行各种修改或改变。因此，应当将说明书及其附图视为示例性而非限制性的。

Claims (4)

1.一种紧急疏散自动门，其包括上门框、门扇、电机、传动装置、人员接近传感器、控制装置及电源电路，当所述人员接近传感器检测到人员接近时，所述控制装置发送指令使所述电机启动以带动所述传动装置运动，所述传动装置借助一联动结构带动所述门扇向开启位置运动，其特征在于，所述电源电路与外部电源连接且具有用于存储备用功率的电容结构，当外接电源失效时，由所述电源电路中的电容结构向所述控制装置及所述电机提供电力，所述控制装置发送指令使所述电机驱动所述门扇到达最大开启位置，所述联动结构随后解除所述传动装置与所述门扇之间的联动，使得所述自动门处于可手动操作的状态；
所述联动结构包括：
形成于所述上门框的顶部下表面预定位置A处的电绝缘性的固定座，所述固定座具有T形的中空内部，所述中空内部包括沿水平方向延伸的头部空间及在所述头部中间的中央位置向下延伸的尾部空间；
设置于所述固定座的头部空间内的永磁铁(1)及第一电加热元件(51)；
设置于所述传动装置上的接合部(3)，所述接合部(3)上形成有上下贯穿的通孔(31)；
形成于所述门扇的顶部上表面预定位置B处的电绝缘性的底座(2)，所述底座(2)上形成有朝上开口且与所述通孔(31)相对的接收孔(21)；
T形件(4)，其包括沿水平方向延伸的头部和从所述头部的中央位置向下延伸的销部，所述头部的宽度大于所述通孔(31)的孔径以便所述头部不会落入所述通孔(31)内；以及
设置于所述底座(2)的所述接收孔(21)中的第二电加热元件(52)；
其中，所述T形件(4)由铁磁性材料形成且其居里温度远低于所述永磁铁(1)的居里温度；
所述预定位置A和B被设置成当所述门扇到达最大开启位置时在竖直方向上重叠，所述永磁铁(1)的下表面与所述接合部(3)的与其相对的上表面之间的距离大于所述T形件(4)在竖直方向上的长度。
2.如权利要求1所述的紧急疏散自动门，其特征在于，
当所述外接电源有效时，所述T形件(4)的销部穿过所述通孔(31)被接收在所述底座(2)的接收孔(21)内，所述控制装置控制所述第二电加热元件(52)对所述T形件(4)进行加热以使所述T形件(4)的温度保持在高于其居里温度的预定温度T1上；
当所述外接电源失效且所述控制装置检测到所述门扇到达最大开启位置时，所述控制装置控制所述第二电加热元件停止加热，使得所述T形件(4)的温度低于其居里温度，所述T形件(4)因而恢复其铁磁性且被所述永磁铁(1)吸引脱离所述底座(2)和所述接合部(3)，从而使所述门扇脱离与所述传动装置的联动；当所述外接电源恢复有效且所述控制装置检测到所述门扇处于最大开启位置时，所述控制装置控制所述第一和第二电加热元件(51,52)开始加热，使吸附于所述永磁铁(1)上的所述T形件(4)升温至所述预定温度T1，所述T形件(4)处于顺磁相并脱离所述永磁铁(1)，穿过所述通孔(31)被接收在所述底座(2)的接收孔(21)中。
3.如权利要求2所述的紧急疏散自动门，其特征在于，所述固定座的尾部空间在形状上与所述T形件(4)的头部基本一致且比之略大。
4.如权利要求3所述的紧急疏散自动门，其特征在于，所述电源电路包括变压器TR、全波整流电路D1～D4、三端稳压器、两组IGBT开关Q1和Q2、SP升压型转换器、以及用于存储所述备用功率的电容Csuper；所述变压器TR的初级线圈连接市电，次级线圈的两端分别连接由二极管D1～D4构成的所述全波整流电路的两个输入端；所述全波整流电路的正向输出端经电感L1连接所述三端稳压器的输入端；所述三端稳压器的输入端经滤波电容C1与GND连接，输出端经限流电阻R3连接所述电源电路的输出端；所述IGBT开关Q1的集电极经电阻R3连接所述三端稳压器的输出端，所述IGBT开关Q1的发射极连接所述IGBT开关Q2的集电极且经二极管D5连接所述IGBT开关Q1的集电极，所述IGBT开关Q2的发射极连接地GND且经二极管D6连接其集电极；所述IGBT开关Q1和Q2的门电极与所述控制装置连接，用于接收开关控制信号；所述电容Csuper的一端接地GND，另一端经电阻R4和电感L2连接所述IGBT开关Q1的发射极或者IGBT开关Q2的集电极；所述SP升压型转换器的V-batt端口连接所述电容Csuper的非接地端，输出端Vo用于输出适于所述控制装置的电压信号且经滤波电容C3连接地GND，以及经二极管D7和电感L3连接所述SP升压型转换器的端口V-batt和SHDN。
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