CN108457559A - 一种基于人体红外传感和消防联动的智能闭门器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于人体红外传感和消防联动的智能闭门器，包括液压器、摇臂和副摇臂；在液压器的一侧面设有机构箱，并配装有人体红外传感器和烟雾传感器；机构箱内装设有连锁机构、限位保持机构和触发机构；连锁机构包括安装于固定轴上的锁杆和安装于液压器的转动轴上的齿轮盘、橡胶拨盘；锁杆中装设有可伸缩式锁头，可伸缩式锁头与齿轮盘相啮合；在锁杆前端装有与橡胶拨盘相匹配的拨销；限位保持机构用于维持对锁杆的锁定状态；触发机构用于解除锁杆的锁定状态；本发明结构简单、设计巧妙，实现了与人体红外传感和消防的联动，根据需要进行任意角度停门,并可调节停门时间，满足了单人或多人进出门时对停门的需求。

Description

一种基于人体红外传感和消防联动的智能闭门器

技术领域

本发明涉及一种闭门器，尤其是一种基于人体红外传感和消防联动的智能闭门器。

背景技术

当前，闭门器的主要用途是可以保证门被开启后，及时地关闭到初始位置，闭门器主要用在商业和公共用途中，不仅为行人进出提供了方便，也为在屋内工作、生活的人减轻了困扰。

然而，现有的闭门器结构简单、功能单一，不能与人体红外感应相结合实现消防联动。在实际使用中，还存在如下问题：

(1)操作非常不方便，操作人员在开门后，闭门器即刻进行关门动作，这对进/出门带来不便；(2)只有将门打开到设定的角度闭门器才能保持停门状态，而停门后，闭门器又不能自动闭门；(3)在生活中，因多人进出或其它工作需求，往往需要在门打开后，在一定的时间内保持长期的停门状态，并在人走后自动闭门。

从而，基于上述问题，现有的闭门器达不到相应的多样化闭门要求，并根据需要实现任意角度停门。

发明内容

本发明的目的就是要解决当前的闭门器存在结构简单、功能单一，不能实现人体传感与消防联动，并根据需要进行任意角度停门的问题，为此提供一种基于人体红外传感和消防联动的智能闭门器。

本发明的具体方案是：一种基于人体红外传感和消防联动的智能闭门器，包括液压器、摇臂和副摇臂；摇臂的一端连接在液压器的转动轴上，另一端与副摇臂的一端相铰接，副摇臂的另一端铰接支座；其特征是：在液压器的一侧面设有机构箱，并配装有人体红外传感器和烟雾传感器；在机构箱内装设有连锁机构、限位保持机构和触发机构；所述连锁机构包括安装于固定轴上的锁杆和安装于液压器的转动轴上的齿轮盘、橡胶拨盘；在锁杆中装设有可伸缩式锁头，可伸缩式锁头伸出锁杆的前端，并与齿轮盘相啮合；在锁杆前端装有与橡胶拨盘相匹配的拨销；所述限位保持机构具有铰接于固定座上的摆杆，在摆杆的非摆动端装有联动摆臂及与锁杆的后端相匹配的压轮，并且摆杆的非摆动端通过拉簧连接固定柱；所述触发机构包括推杆式电磁铁和安装于导向座中的顶杆，顶杆的前、后两端分别对应匹配推杆式电磁铁的伸缩端与联动摆臂的摆动端；所述推杆式电磁铁通电连接控制电路，控制电路包括用于提供工作电源的电源管理单元、用于实时接收和处理人体红外传感器、烟雾传感器反馈的传感信号并向推杆式电磁铁的线圈给定通电信号的微处理器、用于向微处理器给定触发时长的RC电路及用于在推杆式电磁铁接通瞬间提供电路通电保护的电流过载保护电路。

本发明中所述锁杆后侧的杆体上装有固定支座，固定支座上装有用于调节摆杆的摆动行程的调节螺栓。

本发明中所述固定轴上装设有压覆在锁杆侧壁上的限位压板，在限位压板上开设有与导向座相匹配的卡口。

本发明中所述机构箱内装设有用于调节推杆式电磁铁的伸缩行程的限位座。

本发明中所述电源管理单元由变压器和桥式整流电路组成；所述微处理器采用型号为74LS00的四2输入与非门集成模块；所述推杆式电磁铁的线圈设有分别位于其头端、中部和尾端的抽头L1、L2和L3，其中抽头L1接地，抽头L2连接电流过载保护电路，抽头L3由四2输入与非门集成模块给定通电信号；所述电流过载保护电路设有触发开关K1，抽头L2通过串联的触发开关K1连接桥式整流电路输出侧的正极端，桥式整流电路输出侧的负极端接地，并在桥式整流电路输出侧的正、负极端并联有储能电容；所述四2输入与非门集成模块实时根据所接收到的人体红外传感器、烟雾传感器反馈的传感信号控制触发开关K1的开关状态。

本发明中所述控制电路还设有手动停门按钮S1和手动检测按钮S2，所述手动停门按钮S1用于向微处理器输入用于停门动作的触发信号，并在常态下处于常开状态；手动检测按钮S2用于控制解除推杆式电磁铁的线圈的通电状态，其在常态下处于常闭状态。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明结构简单、设计巧妙，实现了根据需要进行任意角度停门，克服了当前闭门器只能在设定的角度进行停门的问题；

(2)本发明通过设计RC电路，可根据进出门的需求调节停门时间，并在达到设定时间后进行自动闭门动作，满足了单人或多人进出门时对停门的需求；

(3)本发明通过人体红外传感和消防的联动，实现了在检测到人体信号或消防（烟雾）信号的出发时，自动进行闭门动作；

(4)本发明通过设计的手动停门按钮S1控制闭门器一直处于停门状态，并通过手动检测按钮S2，在闭门器的控制电路出现故障时，控制门长期处于闭门状态，并由人工对控制电路故障进行检测。

附图说明

图1是本发明在常态下的结构示意图；

图2是本发明以一定角度保持停门状态的结构示意图；

图3是本发明中控制电路的控制结构框图；

图4是本发明中微处理器及其外围电路的电路原理图；

图5是本发明中推杆式电磁铁线圈的三个抽头的排布示意图；

图6是本发明中液压器的转动轴上齿轮盘和橡胶拨盘的安装结构示意图；

图7是本发明中锁杆的结构示意图。

图中：1—液压器，2—摇臂，3—副摇臂，4—转动轴，5—支座，6—机构箱，7—人体红外传感器，8—烟雾传感器，9—电源管理单元，10—微处理器，11—RC电路，12—推杆式电磁铁，13—电流过载保护电路，14—固定轴，15—锁杆，16—齿轮盘，17—橡胶拨盘，18—可伸缩式锁头，19—拨销，20—固定座，21—摆杆，22—联动摆臂，23—压轮，24—拉簧，25—固定柱，26—导向座，27—顶杆，28—固定支座，29—调节螺栓，30—限位压板，31—卡口，32—限位座，33—变压器，34—桥式整流电路，35—导向槽，36—压簧，37—门体，38—门框。

具体实施方式

参见图1-7，一种基于人体红外传感和消防联动的智能闭门器，包括液压器1、摇臂2和副摇臂3；摇臂2的一端连接在液压器1的转动轴4上，另一端与副摇臂3的一端相铰接，副摇臂3的另一端铰接支座5，通常在安装使用时，液压器1固定安装在门体37上，支座5安装在门框38上。

在液压器1的一侧面设有机构箱6，并配装有人体红外传感器7和烟雾传感器8；在机构箱内装设有连锁机构、限位保持机构和触发机构；所述连锁机构包括安装于固定轴14上的锁杆15和安装于液压器1的转动轴4上的齿轮盘16、橡胶拨盘17；在锁杆15中装设有可伸缩式锁头18，可伸缩式锁头18伸出锁杆15的前端，并与齿轮盘16相啮合；在锁杆15前端装有与橡胶拨盘17相匹配的拨销19；所述限位保持机构具有铰接于固定座20上的摆杆21，在摆杆21的非摆动端装有联动摆臂22及与锁杆15的后端相匹配的压轮23，并且摆杆21的非摆动端通过拉簧24连接固定柱25；所述触发机构包括推杆式电磁铁12和安装于导向座26中的顶杆27，顶杆27的前、后两端分别对应匹配推杆式电磁铁12的伸缩端与联动摆臂22的摆动端；所述推杆式电磁铁12通电连接控制电路，控制电路包括用于提供工作电源的电源管理单元9、用于实时接收和处理人体红外传感器7、烟雾传感器8反馈的传感信号并向推杆式电磁铁12的线圈给定通电信号的微处理器10、用于向微处理器10给定触发时长的RC电路11及用于在推杆式电磁铁12接通瞬间提供电路通电保护的电流过载保护电路13。

本实施例中所述锁杆15后侧的杆体上装有固定支座28，固定支座28上装有用于调节压轮23给进量的调节螺栓29；在门体37开门的过程中，拉簧24用于将压轮23复位，并使得限位保持机构维持保持状态，同时门体37能够在任意角度停门。

本实施例中所述固定轴14上装设有压覆在锁杆15侧壁上的限位压板30，在限位压板30上开设有与导向座26相匹配的卡口31；所述限位压板30用于确保锁杆15以固定轴14为轴心作摆动动作时的稳定性。

本实施例中所述机构箱6内装设有用于调节推杆式电磁铁12的伸缩行程的限位座32。

参见图4，本实施例中所述电源管理单元9由变压器33和桥式整流电路34组成，其中桥式整流电路34采用单相桥式不可控整流电路；所述微处理器10采用型号为74LS00的四2输入与非门集成模块；所述推杆式电磁铁12的线圈设有分别位于其头端、中部和尾端的抽头L1、L2和L3，其中抽头L1接地，抽头L2连接电流过载保护电路13，抽头L3由四2输入与非门集成模块给定通电信号；所述电流过载保护电路13设有触发开关K1，抽头L2通过串联的触发开关K1连接桥式整流电路34输出侧的正极端，桥式整流电路34输出侧的负极端接地，并在桥式整流电路34输出侧的正、负极端并联有储能电容C1和C2；所述四2输入与非门集成模块实时根据所接收到的人体红外传感,7、烟雾传感器8反馈的传感信号控制触发开关K1的开关状态。

本实施例中所述控制电路还设有手动停门按钮S1和手动检测按钮S2，所述手动停门按钮S1用于向微处理器10输入用于停门动作的触发信号，并在常态下处于常开状态；手动检测按钮S2用于控制解除推杆式电磁铁12的线圈的通电状态，其在常态下处于常闭状态。

本实施例中所述锁杆15内开设有敞口朝其前端布置的导向槽35，所述固定轴14横穿过导向槽35；所述可伸缩式锁头18插装于导向槽35中，在固定轴14与可伸缩式锁头18之间装有压簧36。

本发明的工作原理如下：

参见图1、图2，当打开门体37时，由于副摇臂3的一端铰接于固定在门框38上的支座6上，在摇臂2和副摇臂3的联动下，液压器1的转动轴4发生逆时针转动。

如图2所示，门体37在保持停门状态时，在连锁机构中，安装于固定轴14上的锁杆15维持在一个稳定状态。在锁杆15前端，可伸缩式锁头18保持与齿轮盘16的啮合状态，液压器1的转动轴4上的橡胶拨盘17的盘沿上的弹性拨齿通过拨销19对锁杆15的前端给予一个逆时针转动的力矩；在锁杆15的后端，安装在摆杆21的摆动端的压轮23对锁杆15的后端给予一个沿顺时针转动的力矩。因而，如上两个相反的力矩确保了锁杆15维持在一个稳定状态。

参见图4，人体红外传感器7的接入端口为：Vcc1、OV1和GND1。当人打开门体37时，在门体37上配套安装的人体红外传感器7会因感应到人体温度而动作，并向三极管VT1的基极输出一个高电平信号（偏置电压），三极管VT1导通，发光二极管VD2发光，从而四2输入与非门集成模块的1、2号引脚输入低电平信号，3号引脚输出高电平信号。

此时，四2输入与非门集成模块的8、9号引脚输入高电平信号，10号引脚输出低电平信号，使得三极管VT3瞬间导通，继电器K的线圈瞬间得电，使得其常开触点K1（触发开关K1）在瞬间导通后截止。在触发开关K1导通的瞬间，存储在储能电容C1和C2的电能瞬间通过串联的触发开关K1连通推杆式电磁铁12的线圈上的抽头L2，在抽头L2与L1之间的线圈将瞬间通入较大的电流，从而推杆式电磁铁12将在瞬间获得较大的磁力而将其顶杆收回。

与此同时，四2输入与非门集成模块的5、6号引脚输入高电平信号，4号引脚向三极管VT4的基极输出低电平信号，三极管VT4的基极因得到偏置电压而导通，推杆式电磁铁12的线圈上的抽头L3通电，在抽头L3与L1之间的线圈将相对通入较小的电流，并在触发开关K1截止后，使得推杆式电磁铁12维持保持状态，此时限位保持机构维持对锁杆末端的锁定状态。

在此过程中，四2输入与非门集成模块的3号引脚输出端连接RC电路11，RC电路11由可调节阻值的电阻R7和电容C5并联而成，通过预先调节RC电路11的时间常数，调节延时时间，以便满足单人或多人进出门时，对停门时间的要求。

当延时时间到达之后，推杆式电磁铁12的线圈失电，其顶杆弹出。推杆式电磁铁12的顶杆撞击在触发机构的顶杆27上，顶杆27向左移动并撞击在联动摆臂22的摆动端，这使得压轮23不再压覆在锁杆15的末端，并与其相分离，即此时限位保持机构解除对锁杆15的锁定状态。液压器1的转动轴4将逐渐恢复原位，使得门体37自动进行闭门动作。

当再次进行开门动作时，齿轮盘16通过拨销19拨动锁杆15的前端，使得锁杆15作逆时针转动，与此同时，拉簧24拉动压轮23复位，使其压覆在锁杆15的后端，直至锁杆15再次进入力矩平衡的状态，以实现任意角度的停门。

同上所述，参见图4，烟雾传感器8的接入端口为：Vcc2、GND2、AO和DO。当烟雾传感器8感应到室外出现烟雾时，向四2输入与非门集成模块输送传感信号，其中烟雾传感器8采用从A0口进行高电平输入或从D0口进行电平输入的方式向四2输入与非门集成模块输送传感信号，四2输入与非门集成模块的5、6引脚输入低电平信号，该模块的4号引脚向三极管的VT4的基极输送一个高电平的偏置电压，三极管VT4截止，推杆式电磁铁12的线圈失电，闭门器进行闭门动作，以防止烟雾扩散至室内。

Claims (6)

1.一种基于人体红外传感和消防联动的智能闭门器，包括液压器、摇臂和副摇臂；摇臂的一端连接在液压器的转动轴上，另一端与副摇臂的一端相铰接，副摇臂的另一端铰接支座；其特征是：在液压器的一侧面设有机构箱，并配装有人体红外传感器和烟雾传感器；在机构箱内装设有连锁机构、限位保持机构和触发机构；所述连锁机构包括安装于固定轴上的锁杆和安装于液压器的转动轴上的齿轮盘、橡胶拨盘；在锁杆中装设有可伸缩式锁头，可伸缩式锁头伸出锁杆的前端，并与齿轮盘相啮合；在锁杆前端装有与橡胶拨盘相匹配的拨销；所述限位保持机构具有铰接于固定座上的摆杆，在摆杆的非摆动端装有联动摆臂及与锁杆的后端相匹配的压轮，并且摆杆的非摆动端通过拉簧连接固定柱；所述触发机构包括推杆式电磁铁和安装于导向座中的顶杆，顶杆的前、后两端分别对应匹配推杆式电磁铁的伸缩端与联动摆臂的摆动端；所述推杆式电磁铁通电连接控制电路，控制电路包括用于提供工作电源的电源管理单元、用于实时接收和处理人体红外传感器、烟雾传感器反馈的传感信号并向推杆式电磁铁的线圈给定通电信号的微处理器、用于向微处理器给定触发时长的RC电路及用于在推杆式电磁铁的线圈接通瞬间提供电路通电保护的电流过载保护电路。

2.根据权利要求1所述的一种基于人体红外传感和消防联动的智能闭门器，其特征是：所述锁杆后侧的杆体上装有固定支座，固定支座上装有用于调节摆杆的摆动行程的调节螺栓。

3.根据权利要求1所述的一种基于人体红外传感和消防联动的智能闭门器，其特征是：所述固定轴上装设有压覆在锁杆侧壁上的限位压板，在限位压板上开设有与导向座相匹配的卡口。

4.根据权利要求1所述的一种基于人体红外传感和消防联动的智能闭门器，其特征是：所述机构箱内装设有用于调节推杆式电磁铁的伸缩行程的限位座。

5.根据权利要求1所述的一种基于人体红外传感和消防联动的智能闭门器，其特征是：所述电源管理单元由变压器和桥式整流电路组成；所述微处理器采用型号为74LS00的四2输入与非门集成模块；所述推杆式电磁铁的线圈设有分别位于其头端、中部和尾端的抽头L1、L2和L3，其中抽头L1接地，抽头L2连接电流过载保护电路，抽头L3由四2输入与非门集成模块给定通电信号；所述电流过载保护电路设有触发开关K1，抽头L2通过串联的触发开关K1连接桥式整流电路输出侧的正极端，桥式整流电路输出侧的负极端接地，并在桥式整流电路输出侧的正、负极端并联有储能电容；所述四2输入与非门集成模块实时根据所接收到的人体红外传感器、烟雾传感器反馈的传感信号控制触发开关K1的开关状态。

6.根据权利要求1或5所述的一种基于人体红外传感和消防联动的智能闭门器，其特征是：所述控制电路还设有手动停门按钮S1和手动检测按钮S2，所述手动停门按钮S1用于向微处理器输入用于停门动作的触发信号，并在常态下处于常开状态；手动检测按钮S2用于控制解除推杆式电磁铁的线圈的通电状态，其在常态下处于常闭状态。