CN107662873A - 传感器组件、安全系统以及乘客运送装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于乘客运送装置的传感器组件，安全系统以及乘客运送装置，其中，传感器组件包括：沿乘客运送装置的裙板的长度布置的光纤；布置在所述光纤第一端处的光源，所述光源将光入射至所述光纤中；布置在所述光纤第一端处的光接收器，所述光接收器接收来自所述光纤的反向散射光并能够感测所述反向散射光的信号指示；其中，所述光纤与感测元件关联，使得在所述感测元件受到压力时引起所述光纤的变形，所述光接收器能够感测随所述光纤变形引起的后向散射光的信号指示的变化。本发明能够第一时间感测到异物夹入乘客运送装置的裙板与踏板之间，并及时采取应对措施。

Description

传感器组件、安全系统以及乘客运送装置

技术领域

本发明涉及乘客运送装置安全领域，具体而言，本发明涉及用于乘客运送装置中的传感器组件，具有该类传感器组件的安全系统以及乘客运送装置，所述乘客运送装置包括自动扶梯，自动人行道等任何设置有裙板的装置。

背景技术

乘客运送装置例如自动扶梯，自动人行道已广泛应用于各种公共场所，例如商场，机场等。对于乘客运送装置而言，安全永远是至关重要的因素。乘客运送装置中所有存在相对运动的部件都可能造成对人的伤害，例如夹伤。在乘客运送装置中，相对运动的裙板和踏板之间一般存在间隙，该间隙一般小于4毫米，衣物，鞋等容易夹入其中，也可能夹入乘坐乘客运送装置的乘客，尤其是儿童，这将对乘坐乘客运送装置的乘客造成伤害，也可能对乘客运送装置本身的部件造成损坏。

乘客运送装置的裙板刷，也称为裙板防夹装置，其可有效地防止异物进入裙板和踏板之间的间隙之中。然而，裙板刷不能完全避免由进入裙板和踏板之间的间隙之中而产生的事故，并且裙板刷无法触发应对措施，无法在发生夹入裙板和踏板之间的间隙的情况时及时制动乘客运送装置，以尽可能减小事故所带来的损失。

发明内容

本发明的目的在于解决或缓解现有技术中的缺陷。

根据本发明的一方面，提供了一种用于乘客运送装置的传感器组件，其包括：

沿乘客运送装置的裙板的长度布置的光纤；

布置在所述光纤第一端处的光源，所述光源将光入射至所述光纤中；

布置在所述光纤第一端处的光接收器，所述光接收器接收来自所述光纤的反向散射光并能够感测所述反向散射光的信号指示；

其中，所述光纤与沿所述裙板布置的感测元件协作，使得在所述感测元件受到压力时引起所述光纤的变形，所述光接收器能够感测随所述光纤变形引起的后向散射光的信号指示的变化。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于乘客运送装置的安全系统以及一种乘客运送装置。

附图说明

参考附图，本发明的上述以及其他的特征将变得显而易见，其中：

图1示出了一种自动扶梯的透视图；

图2示出了图1中的自动扶梯的裙板区域的放大视图；

图3示出了根据本发明的一个实施例的用于乘客运送装置传感器组件的结构示意图；

图4示出了根据本发明的一个实施例的裙板部分结构；

图5示出了根据本发明的一个实施例的裙板部分的截面图；以及

图6示出了根据本发明的一个实施例的用于乘客运送装置的安全系统的结构示意图。

具体实施方式：

容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。

在本文中，乘客运送装置指包括自动扶梯，自动人行道等装置。

首先参考图1，其示出了一种自动扶梯10。尽管图中以及以下详细描述中以具有上升或下降功能的自动扶梯为例，但本发明的传感器组件、安全系统同样可应用于常见于机场以及大型超市中的协助行人在平面或一定坡度上行进的自动人行道上或任何具有相对运动的裙板以及踏板的乘客运送装置上。

自动扶梯10一般包括梯级踏板以及在梯级踏板两旁的扶手，其主要部件包括由梯级踏板，牵引链条，链轮，导轨系统，主传动系统，梯级踏板张紧系统，扶手系统等等。由图1所示的自动扶梯10包括将上升或下降并持续循环运动的梯级踏板11以及设置在自动扶梯10的梯级踏板11两侧底部的裙板12。裙板12基本沿梯级踏板11的运动方向从自动扶梯的下侧延伸至上侧，并具有第一端121或下端和第二端122或上端，本文中将裙板12沿自动扶梯10的延伸方向称为裙板12的长度方向。沿裙板12的长度方向，自动扶梯10的梯级踏板11和裙板12之间存在间隙或危险区域A，该间隙或危险区域A中存在相对运动部件，即运动的梯级踏板11和静止的裙板12。该间隙或危险区域A中容易夹入衣服，鞋等甚至可能夹伤乘坐自动扶梯的人员，尤其是儿童。

图2示出了图1中的裙板部分的放大视图。如图2所示，在裙板12的第一端121或下端处，即图1中所示的自动扶梯10的下侧，裙板12可设置成具有凹槽123，从该凹槽123中延伸出的裙板刷13用于防止异物被夹入上述间隙或危险区域A中，以避免发生事故。裙板刷可由毛刷或橡胶刷等等构成，在一些实施例中，裙板刷具有一定强度，例如由紧密的塑料条毛刷尤其是尼龙刷构成。在一些实施例中，裙板刷具有柔韧度高，回复性强，弹性强，耐磨等特性。尽管裙板刷13的设计可在一定程度上阻止异物卷入，但单独的裙板刷13无法完全杜绝该种风险，也无法提示乘客远离该间隙或危险区域A，并且无法在发生该类事故时及时触发应急措施。

现在请参考图3，其示出了根据本发明的一个实施例的用于乘客运送装置的传感器组件300。传感器组件300包括，沿乘客运送装置例如图1中的自动扶梯10的裙板12的长度布置的光纤16，具体而言，包括沿裙板12的整个长度或部分长度布置的光纤16。如本领域所知的，光纤也称为光导纤维，其可由玻璃或塑料等制成，可作为光传导元件，传输的原理为光的全反射。光源21可布置在所述光纤16的第一端161处，由所述光源21发射的入射光例如经由光环形器24来入射至所述光纤16的第一端161，入射光基本沿光纤16的长度方向入射至光纤16中。传感器组件300还包括布置在光纤16第一端161处的光接收器22，光接收器22用于接收来自所述光纤的反向散射光并能够感测所述反向散射光的信号指示，例如后向散射光的振幅等。在光纤16受到压力而发生变形时，基于瑞利散射和菲涅尔反射，在光纤16中将产生反向散射光。光纤16与沿裙板12布置的感测元件协作，使得在感测元件受到压力时光纤16发生变形，光接收器22能够感测随光纤16变形而改变的后向散射光的信号指示。鉴于光的传播速度，根据本发明的实施例的传感器组件300具有极高的反馈速度。

在一个具体的实施例中，传感器组件300还包括布置在光纤16第一端161处光环行器24，光环行器24包括A端口，B端口以及C端口，由光源21发射的入射光从过光环行器24的A端口进入光环行器24，并从光环行器24的B端口入射至光纤16的第一端161，并且，沿光纤16返回的后向散射光从光环行器24的B端口进入光环行器24，并从光环形器24的C端口射出，光接收器22与光环行器的C端口连接以接收后向散射光。

在一个实施例中，光纤16的第二端162插入光束截止器23中，由此避免光纤16的第二端162处产生反射光，以形成对后向散射光的干扰。优选的是，光束截止器23具有与光纤16基本相同的折射率，使得光纤第二端162处的表面反射最小化。在一个实施例中，光束截止器23可由聚合物材料制成，例如，由偏二氟乙烯制成。在一个实施例中，可使用两种聚合物混合来制造光束截止器23并调节各聚合物材料在混合物中的比例，以使该混合物具有接近于光纤16的折射率。由于根据本发明的实施例的传感器组件300的光纤16的第二端仅设置了光束截止器，传感器组件300的光纤16可延伸任何长度以便适用于多种型号或尺寸的乘客运送装置或者光纤16可沿裙板的长度的任何一部分任意延伸。

在一个实施例中，光纤16基本遍布裙板12的整个长度。例如，对于图1中所示的自动扶梯10而言，光纤16从裙板12的第一端121延伸至裙板12的第二端122。具体而言，光纤16的第一端161以及与其相关的部件光源21，光环行器24以及光接收器22等可布置在裙板12的第一端121或第二端122中的任一者附近，并由壳体覆盖，而光纤的第二端162可沿裙板12延伸任何长度。当然，在备选实施例中，光纤16可仅延伸裙板12的长度的一部分，例如仅延伸裙板12中部的笔直部分。

请参考图4和图5，其示出了沿裙板布置光纤的两种实施例。在图4所示的实施例中，裙板包括第一侧板124，第二侧板125以及底板126。第一侧板124，第二侧板125以及底板126共同限定了凹槽，而由弹性材料本体14包裹的光纤16布置在该凹槽中。该凹槽在截面中可具有三角形形状。

在图5中，裙板12一体地形成并限定槽口，该槽口限定具有缩小宽度的开口，并且在开口处形成钩形，由弹性材料本体14包裹的光纤16嵌入该槽口中。在一些实施例中，如本领域所知的，裙板可由铝合金材料挤压成型来制作。应当理解，裙板的形状不限于图中所示出的。

在一个实施例中，光纤16由弹性材料本体14包裹，使得光纤16在没有压力的情况下或在压力释放后能够恢复原本的状态，例如笔直的状态。在光纤16处于笔直的状态的情况下，将不存在或仅存在非常小的后向散射光的信号指示，例如振幅，而此时，只要光纤16受力而变形，则后向散射光振幅即会敏锐地发生变化。在一些实施例中，裙板在自动扶梯的上侧和下侧可具有弯曲部分，此时嵌入裙板的光纤16也将产生一些弯曲，这将导致光纤16初始未受外力时并非处于完全笔直的状态，此时，在光纤16未受外力时，光接收器也会接收到一定程度的后向散射光振幅，其可被称为背景值。

在一些实施例中，凹槽限定了具有减小宽度的开口。由弹性材料本体14包裹的光纤16可被压入凹槽中，具有渐缩开口的凹槽防止由弹性材料本体14包裹的光纤16从其中脱出。弹性材料本体14可选择各种合适的材料，这些材料具有一定弹性以便于安装，且能够将感测元件所受到的压力传递至光纤16。制作弹性材料本体14的材料的一个具体实施例可为橡胶。

感测元件具有接触端，其布置在上述间隙或危险区域A附近以直接与压力源接触，例如与处于裙板区域的异物接触，以感测异物的存在。感测元件可直接连接到光纤16或间接连接至光纤16，例如通过连接至弹性材料本体14来间接连接至光纤16。感测元件可沿光纤16连续或间隔地部分。例如，在一个实施例中，感测元件可为塑料材料的杆，其以一定间隔直接连接至光纤16或连接至包裹光纤16的弹性材料本体14中。在一个实施例中，可采用裙板刷13来作为感测元件，作为感测元件的裙板刷13的一端连接至光纤16或连接至包裹光纤16的弹性材料本体14上。应当理解，感测元件不限于上述具体实施例，感测元件可为能够由危险区域A存在异物而受力并将力直接或间接传递给光纤16并导致光纤16变形的任何部件。

参考图6，还提供了一种用于乘客运送装置的安全系600，该安全系统600包括了根据本发明的各个实施例的传感器组件，与所述传感器组件连接分析单元3；以及与所述分析单元3连接的执行机构。传感器组件的光接收器可进一步与分析单元3连接或通讯，或者分析单元3可与光接收器集成在一起。分析单元3可基于光接收器感测的后向散射光的信号指示，例如振幅信息直接处理或将后向散射光振幅信息转化成感测元件所受到的压力信息进行处理，并基于该后向散射光振幅信息或压力信息来操作执行机构。

在一个实施例中，在光纤16未受到压力时，后向散射光振幅为W₀，例如W₀为零或一背景值，而在压力P施加至感测元件并由此作用于光纤16后后向散射光振幅变为W₁，则后向散射光振幅的变化△W=W₁-W₀，分析单元3可基于后向散射光振幅的变化△W的值可决定应对措施。需注意的是，后向散射光振幅的变化△W变化反应了光纤的弯曲程度，光纤的弯曲程度进一步反应了与光纤连接的感测元件所受到的压力的变化△P=P₁-P₀。另一方面，也可将感测到的后向散射光振幅转化成感测元件所受到的压力，例如，在后向散射光振幅为W₀时对应的压力为P₀，在后向散射光振幅为W₁时对应的压力为P₁，则分析单元3可基于压力的变化△P=P₁-P₀的值来决定应对措施。

增加后向散射光的有效量可提高分析单元3的性能。在一个实施例中，光的有效量可通过脉冲压缩来增加，其中传输(入射)的光被调质，例如以伪随机图谱来通断调质(on-off modulation)，并且分析单元将传输的图谱与接收的图谱关联。存在多种有效调质技术且具体选择的调质方式也并非旨在限制。

在一个实施例中，可通过计算传输信号和接收信号的区别来确定沿光纤至后向散射光产生位置或光源的距离。该距离是在光纤中以光速往返时间的一半。一种测量时间差异的方法是测量传输信号相比于接收信号的相。该时间延迟与光频率的相差成比例。由于这可能难以直接测量并且可能具有模糊的结果，有利的是以一个或多个低频来调质光并且在这些频率下测量相差。存在多种有效调质技术且具体选择的调质也并非旨在限制。

在一个实施例中，执行机构可包括警报装置4，以便在后向散射光信号指示，例如后向散射光的振幅的变化或压力的变化△W或△P大于W_A或P_A时启动警报装置4，以警告乘客远离裙板与踏板之间的危险区域。警报装置4可包括警报闹铃和/或警报灯，例如警报灯可为沿裙板上沿设置的单个灯或灯带。在一个实施例中，执行机构包括控制装置5，控制装置5在后向散射光振幅或压力的变化△W或△P大于W_S或P_S时使乘客运送装置减速或者快速或平稳地制动，控制装置5可在发生事故或可能发生事故时及时减速或制动自动扶梯，以将损失降低至最小值。执行机构不限于上述的警报装置4和控制装置5，执行机构还可包括其他装置以执行适当的应对措施，例如报警，呼叫急救救护车等等。

在一个实施例中，测量至后向散射光出现的位置或光源的距离并且警报装置沿自动扶梯的长度分布，可有选择地激活后向散射光所产生的点附近的警报装置。以这种方式，更多特定反馈可给到接近问题发生位置的人。

应当理解，根据本发明的安全系统可与乘客运送装置的其他安全系统结合使用，例如根据本发明的安全系统还可并入监控所述乘客运送装置的成像传感器和/或深度感测传感器，以便在发生事故时，监控人员可第一时间观察到现场情况，以采取必要措施，例如报警或呼唤救护车等。类似地，在可获得至后向散射光的光源的距离的实施例中，可采用更特定的指示，例如可在视频监测系统中以框标示出。

在一些实施例中，根据本发明的安全系统可包括独立的两路传感器组件，两路传感器组件可沿乘客运送装置的两侧裙板布置，而两路传感器组件可连接至同一个分析单元3，分析单元3进而又连接至执行机构，包括警报装置4和控制装置5。

本发明还提供的是一种乘客运送装置，该乘客运送装置包括根据本发明的各个实施例的用于乘客运送装置的安全系统，该乘客运送装置可为自动扶梯或自动人行道等。

根据本发明的一些实施例的传感器组件可在第一时间感测到异物夹入裙板和踏板之间间隙的情况，并及时采取应对措施。本发明的一些实施例还提供了一种安全系统以及乘客运送装置，其能够提示乘客勿接近扶梯裙板和踏板之间的危险区域。另一方面，本发明的一些实施例还提供一种安全系统以及乘客运送装置，其能够在发生误入扶梯裙板和踏板之间的危险事故时及时触发应对措施，减小伤害与损失。另一方面，本发明的一些实施例的传感器组件由于光强度非常低，不会对乘客产生任何伤害。

应当理解的是，所有以上的实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本发明的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本发明的法律保护范围内。

Claims (24)

1.一种用于乘客运送装置的传感器组件，其特征在于，所述传感器组件包括：

沿乘客运送装置的裙板的长度布置的光纤；

布置在所述光纤第一端处的光源，所述光源将光入射至所述光纤中；

布置在所述光纤第一端处的光接收器，所述光接收器接收来自所述光纤的反向散射光并能够感测所述反向散射光的信号指示；

其中，所述光纤与感测元件关联，使得在所述感测元件受到压力时引起所述光纤的变形，所述光接收器能够感测随所述光纤变形引起的后向散射光的信号指示的变化。

2.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述感测元件沿所述裙板设置。

3.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述光源可发射调质光，所述传感器组件还包括分析单元，所述分析单元使发射光与接收光关联，以用于计算沿光纤至后向散射光的光源的距离。

4.根据权利要求1所述的传感器组件，其特征在于，所述传感器组件还包括设置在所述光纤第一端处的光环行器，所述光环行器包括A端口，B端口以及C端口，由所述光源发射的入射光从所述光环行器的A端口进入，并从所述光环行器的B端口入射至所述光纤的第一端，并且，从光纤返回的所述后向散射光从所述光环行器的B端口进入，并从所述光环形器的C端口射出，所述光接收器与所述光环行器C端口连通以接收所述后向散射光。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的传感器组件，其特征在于，所述感测元件为裙板刷，所述裙板刷的一端直接或间接地与所述光纤连接。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的传感器组件，其特征在于，所述光纤延伸所述裙板的整个长度。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的传感器组件，其特征在于，所述光纤延伸所述裙板的笔直部分。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的传感器组件，其特征在于，所述光纤布置在由所述裙板所限定的凹槽中。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的传感器组件，其特征在于，所述光纤由弹性材料本体包裹。

10.根据权利要求9所述的传感器组件，其特征在于，所述感测元件为裙板刷，所述裙板刷的一端与所述弹性材料本体连接，所述弹性材料本体连同其所包裹的所述光纤一起被嵌入所述裙板所限定的凹槽中。

11.根据权利要求9所述的传感器组件，其特征在于，所述裙板限定具有渐缩宽度的开口的凹槽，以防止所述弹性材料本体脱出。

12.根据权利要求9所述的传感器组件，其特征在于，所述弹性材料本体由橡胶制成。

13.根据权利要求1-4中任一项所述的传感器组件，其特征在于，所述光纤第二端处设置有光束截止器。

14.根据权利要求13所述的传感器组件，其特征在于，所述光束截止器由聚合物材料制成，所述聚合物材料具有与所述光纤基本相同的折射率。

15.根据权利要求14所述的传感器组件，其特征在于，所述光束截止器由偏二氟乙烯制成。

16.一种用于乘客运送装置的安全系统，其特征在于，所述安全系统包括：

如权利要求1至15中任一项所述的传感器组件；

与所述传感器组件连接分析单元；以及

与所述分析单元连接的执行机构。

17.根据权利要求16所述的安全系统，其特征在于，所述分析单元基于由所述光接收器反馈的后向散射光的信号指示的变化来操作所述执行机构。

18.根据权利要求16所述的安全系统，其特征在于，所述分析单元将由所述光接收器反馈的后向散射光的信号指示的变化转化成所述感测元件所受到的压力变化，并基于所述压力变化来操作所述执行机构。

19.根据权利要求18所述的安全系统，其特征在于，所述分析单元还基于至所述后向散射光的光源的距离来操作所述执行机构。

20.根据权利要求17、18或19所述的安全系统，其特征在于，所述执行机构包括警报闹铃和/或警报灯。

21.根据权利要求20所述的安全系统，其特征在于，所述执行机构取决于或部分取决于计算出的至后向散射光的光源的距离来操作。

22.根据权利要求17、18或19所述的安全系统，其特征在于，所述执行机构包括控制装置，所述控制装置能够使所述乘客运送装置减速或制动。

23.根据权利要求16所述的安全系统，其特征在于，所述安全系统还包括监控所述乘客运送装置的成像传感器和/或深度感测传感器。

24.一种乘客运送装置，其特征在于，所述乘客运送装置包括如权利要求16至23中任一项所述的安全系统。