CN108828684A - 一种主动式人体和碰撞检测红外传感器 - Google Patents

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汪建文
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    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/12—Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver

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Abstract

本发明涉及一种主动式人体和碰撞检测红外传感器，包括承载元件的基板，所述基板上左右对称分布固接有用于聚光的透镜与用于限制红外光范围的遮光筒，所述遮光筒的内部安装有发射灯，所述透镜的内部在所述基板上安装有接收元件基板，所述接收元件基板上固接有相邻的红外接收器和人体红外接收器，所述接收元件基板的两侧固接有条形的磁铁，所述接收元件基板的两端设置有承载所述接收元件基板的滑槽。通过线圈内部的电流变化制造交替磁场，驱动磁铁带动红外接收器和人体红外接收器在焦点之间反复运动，进行动静态人体检测和物体碰撞检测。本发明可以同时检测动静态人体和物体，体积小巧，成本低，容易嵌入各类系统中，功耗低，检测范围广。

Description

一种主动式人体和碰撞检测红外传感器
技术领域
本发明涉及动静态人体检测与障碍碰撞检测领域，具体的说是一种主动式人体和碰撞检测红外传感器。
背景技术
人体检测一般利用红外、微波的方式检测人体，特别是热释电红外传感器成本低，灵敏度高，应用广泛，它利用菲涅尔透镜在其焦点上聚集人体红外线，当人体移动时在热释电红外传感器上产生间断的信号从而判断有人体存在，这种检测方法只适合检测动态人体，当人体静止时间较长后信号便消失了。
碰撞传感器一般由红外发射管与接收管组合使用，由红外发射管发射特定的红外线，照射到物体表面发生反射后被红外接收管接收，从而判断到障碍物的存在，但传统碰撞传感器一般探测范围较小，需要布置多组传感器才能覆盖较大范围。
传统技术中，同时检测动静态人体和检测障碍物的传感器种类少，公开号为CN103399351A的中国发明专利“检测动静态人体的摆动式主动检测人体装置及其检测方法”中公开了一种利用电磁线圈驱动热释电传感器往复摆动检测静态人体的方法，但整个装置集成度不高，结构稍显庞大，不利于集成到一些小型化的系统之中，且不能做到非人体的其他障碍物检测。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提出了一种主动式人体和碰撞检测红外传感器，兼顾人体的动静态检测与物体的碰撞检测，体积小巧，成本低，控制简便。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种主动式人体和碰撞检测红外传感器，包括承载元件的基板，所述基板上左右对称分布固接有用于聚光的透镜与用于限制红外光范围的遮光筒，所述遮光筒的内部安装有发射灯，所述透镜的内部在所述基板上安装有接收元件基板，所述接收元件基板上固接有相邻的红外接收器和人体红外接收器，所述接收元件基板的两侧固接有条形的磁铁，所述接收元件基板的两端设置有承载所述接收元件基板的滑槽。
所述滑槽的两端开口处设置有两排线圈，所述线圈的绕制方向与所述磁铁的磁极面对方向在同一轴线，所述线圈来回吸引所述磁铁带动所述接收元件基板在所述滑槽上反复移动。
所述接收元件基板运动到左侧极限位置时，所述红外接收器会正好处于所述透镜的焦点位置。
所述接收元件基板运动到右侧极限位置时，所述人体红外接收器会正好处于所述透镜的焦点位置。
所述透镜为菲尼尔透镜。
本发明的有益效果是：
本发明可以同时检测动静态人体和物体；体积小巧，成本低，容易嵌入各类系统中；功耗低，检测范围广。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的立体结构图；
图2为本发明的俯视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1和图2所示：
一种主动式人体和碰撞检测红外传感器，包括承载元件的基板1，所述基板1上左右对称分布固接有用于聚光的透镜2与用于限制红外光范围的遮光筒3，所述遮光筒3的内部安装有发射灯4，所述发射灯4用于发射940nm38khz的特定红外调制光波，所述遮光筒3围住所述发射灯4的侧面，使得所有红外光从遮光筒3的顶部开口射出，保证不会从相邻的侧面直接被接收管接收导致误判。
所述透镜2的内部在所述基板1上安装有接收元件基板5，所述接收元件基板5上固接有相邻的红外接收器6和人体红外接收器7，所述红外接收器6内部有专门的信号处理电路，只对38khz940nm的红外线保持敏感，这样能够保证不对自然光线或灯光中的红外线信号做出错误反应，所述人体红外接收器7是热释电人体传感器，对人体37摄氏度发出的特定红外线敏感。
所述接收元件基板5的两侧固接有条形的磁铁10，所述接收元件基板5的两端设置有承载所述接收元件基板5的滑槽8，所述滑槽8的两端开口处设置有两排线圈9，所述线圈9的绕制方向与所述磁铁10的磁极面对方向在同一轴线，所述线圈9来回吸引所述磁铁10带动所述接收元件基板5在所述滑槽8上反复移动。
通过控制左右侧所述的线圈9中的电流方向，能够改变所述线圈9轴线方向的磁极，当整个接收元件基板5需要向左移动时，左侧线圈与磁铁相吸，右侧线圈与磁铁相斥，此时所述接收元件基板5运动到左极限位置，这时所述红外接收器6处于所述透镜2的焦点处，此时，所述发射灯4发射特定的红外线脉冲，经过物体反射后能够在大角度大范围内被所述透镜2聚焦到焦点处，在所述红外传感器6上产生碰撞预警信号。
当整个接收元件基板5需要向右移动时，左侧线圈与磁铁相斥，右侧线圈与磁铁相吸，此时所述接收元件基板5运动到右极限位置，这时所述人体红外接收器7处于所述透镜2的焦点处，此时，由于在上一次左侧运动中，所述人体红外接收器7不处于焦点位置，接收到的人体红外线少，此时运动到焦点处时接收到的人体红外线多，在运动的过程中在所述人体红外接收器7上的两个热释电元上聚集不同的人体红外辐射热量，产生热释电压差，形成静态人体信号。
在一个运动周期内，本发明能够检测一次静态人体信号与一次物体碰撞信号，当然，本发明也可使所述人体红外接收器7或红外接收器6保持静止在焦点处，使用其动态人体检测或物体碰撞检测之一的单一功能，在某些不需要两者同时使用的情况下会带来更低的功耗。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种主动式人体和碰撞检测红外传感器，包括承载元件的基板(1)，其特征在于：所述基板(1)上左右对称分布固接有用于聚光的透镜(2)与用于限制红外光范围的遮光筒(3)，所述遮光筒(3)的内部安装有发射灯(4)，所述透镜(2)的内部在所述基板(1)上安装有接收元件基板(5)，所述接收元件基板(5)上固接有相邻的红外接收器(6)和人体红外接收器(7)，所述接收元件基板(5)的两侧固接有条形的磁铁(10)，所述接收元件基板(5)的两端设置有承载所述接收元件基板(5)的滑槽(8)。
2.根据权利要求1所述的一种主动式人体和碰撞检测红外传感器，其特征在于：所述滑槽(8)的两端开口处设置有两排线圈(9)，所述线圈(9)的绕制方向与所述磁铁(10)的磁极面对方向在同一轴线，所述线圈(9)来回吸引所述磁铁(10)带动所述接收元件基板(5)在所述滑槽(8)上反复移动。
3.根据权利要求2所述的一种主动式人体和碰撞检测红外传感器，其特征在于：所述接收元件基板(5)运动到左侧极限位置时，所述红外接收器(6)会正好处于所述透镜(2)的焦点位置。
4.根据权利要求2所述的一种主动式人体和碰撞检测红外传感器，其特征在于：所述接收元件基板(5)运动到右侧极限位置时，所述人体红外接收器(7)会正好处于所述透镜(2)的焦点位置。
5.根据权利要求1所述的一种主动式人体和碰撞检测红外传感器，其特征在于：所述透镜(2)为菲尼尔透镜。
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