CN109736692A - 一种防夹房门控制系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于家居建材设计领域，具体涉及一种防夹房门控制系统的控制方法，所述防夹房门系统包括用于检测门缝异物的红外传感器、用于检测门扇闭合状态的电涡流传感器，以及电源开关、PLC、步进电机和电机驱动器，所述红外传感器和电涡流传感器的信号输出端与PLC的输入接口电连接，所述PLC的输入/输出接口与电机驱动器电连接，所述电机驱动器与步进电机电连接，所述步进电机用于驱动防夹垫块组件动作。本发明利用红外传感器检测门缝异物，实现了防夹装置的自动触发和关闭，在确保房门安全防夹的同时，确保门扇正常状态下能够顺利关闭，不会对用户的实用习惯造成任何影响。

Description

一种防夹房门控制系统的控制方法

技术领域

本发明属于家居建材设计领域，具体涉及一种防夹房门控制系统的控制方法。

背景技术

房门防夹功能一直是装修设计的一项主要工作之一，尤其是对于有儿童的家庭，一扇具有防夹功能的房门能够大大提高儿童室内玩耍时的安全系数，现有技术中的防夹设计主要有以下几种思路，其一是增大门扇与门框的闭合缝隙，其二是将铰链设计为封闭是结构。然而以上两种设计思路都存在相应设计缺陷，一方面无法保证房门的密封性能，且可靠性较差，依然存在夹手的风险，另一方面也影响美观。

发明内容

本发明的目的是提供一种防夹性能可靠的防夹房门控制系统的控制方法。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种防夹房门控制系统的控制方法，所述防夹房门控制系统包括用于检测门缝异物的红外传感器、用于检测门扇闭合状态的电涡流传感器，以及电源开关、PLC、步进电机和电机驱动器，所述红外传感器和电涡流传感器的信号输出端与PLC的输入接口电连接，所述PLC的输入/输出接口与电机驱动器电连接，所述电机驱动器与步进电机电连接，所述步进电机用于驱动防夹垫块组件动作；控制方法包括如下步骤：

步骤1：启动电源开关，使设备通电；

步骤2：红外传感器进入检测状态，若检测到异物则进入步骤3，若未检测到异物则进入步骤5；

步骤3：电涡流传感器进入检测状态，若电涡流传感器检测到门扇已接近闭合，则返回步骤2并循环上述步骤；若电涡流传感器未检测到门扇闭合，则说明门缝内存在异物，此时进入步骤4；

步骤4：PLC读取步进电机的运行参数，判断防夹垫块组件的防夹功能是否启动，若防夹功能已经启动，则返回步骤2并循环上述步骤，若防夹功能未启动，则PLC控制步进电机动作，驱动防夹垫块组件的防夹功能启动，再返回步骤2并循环上述步骤；

步骤5：PLC读取步进电机的运行参数，判断防夹垫块组件的防夹功能是否启动，若防夹功能未启动，则返回步骤2并循环上述步骤；若防夹功能已启动，则PLC控制步进电机动作，将防夹垫块组件的防夹功能关闭，再返回步骤2并循环上述步骤。

本发明取得的技术效果为：本发明利用红外传感器检测门缝异物，实现了防夹装置的自动触发和关闭，在确保房门安全防夹的同时，有保证门扇正常状态下能够顺利关闭，不会对用户的实用习惯造成任何影响。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的防夹房门系统的立体图；

图2是本发明的实施例所提供的房门防夹系统的仰视图；

图3是本发明的实施例所提供的房门防夹系统的剖视图；

图4是图3的I局部放大图；

图5是本发明的实施例所提供的防夹铰链的其中一个工位的立体图；

图6是本发明的实施例所提供的防夹铰链的另一工位的立体图；

图7是本发明的实施例所提供的防夹铰链的另一视角的立体图；

图8是本发明的实施例所提供的防夹铰链其中一个工位的内部结构示意图；

图9是本发明的实施例所提供的防夹铰链的另一工位的内部结构示意图；

图10是本发明的实施例所提供的防夹铰链的又一工位的内部结构示意图；

图11是本发明的实施例所提供的安装盒的立体结构示意图；

图12是本发明的实施例所提供的控制系统的原理框图；

图13是本发明的实施例所提供的控制方法的流程框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

实施例1

如图1、2、3、4所示，一种防夹房门系统，包括门扇10和门框20，所述门扇10通过铰链与门框20铰接，门扇10上铰链所在的侧边与门框20之间设有防夹垫块组件40，所述防夹垫块组件40活动设置在以下两工位间：工位一，防夹垫块组件40挡接在门框20与门扇10侧边之间以阻挡门扇10与门框20合拢；工位二，防夹垫块组件40避让开所述门框20与门扇10侧边之间的缝隙以使门扇10能够与门框20合拢。本发明利用防夹垫块组件40实现了对门扇10关闭角度的限制，只有当防夹垫块组件40解除限制时门扇10才能完全闭合，有效避免了门扇10开关过程中夹手的问题，使用更加安全、可靠。

进一步的，系统还包括垫块驱动机构，所述垫块驱动机构用于驱动防夹垫块组件40在工位一和工位二之间进行切换。驱动机构能够实现防夹垫块组件40限制状态的自动切换，防夹的同时确保门扇10开关顺畅。

具体的，如图3、4所示，所述门框20的顶梁上设有红外传感器22，所述红外传感器22至少正对于所述门扇10侧边与门框20之间的夹缝区域设置，所述红外传感器22的信号输出端与控制模块电连接，所述控制模块与垫块驱动机构电连接，当红外传感器22检测到门扇10侧边与门框20之间的夹缝区域内有异物存在时，控制模块控制垫块驱动机构动作，使垫块驱动机构驱动防夹垫块组件40切换至所述工位一。所述门框20内部铺设有走线管道21，所述控制模块通过穿线孔464和走线管道21与所述红外传感器22电连接。本实施例中，红外传感器22设有两个，分别对应门框20的两侧设置，实际应用中也可以针对房门使用习惯进行选择安装。相对而言门扇10自由端开缝较大，比较容易夹手，而门扇10铰接端虽缝隙较小，但由于门扇10关闭过程中该处受到的挤压力要远远大于自由端，所以该端出现夹手现象时一般会产生比较严重的伤害，所以本发明推荐优先在铰接端设置感应装置。

具体的，如图5、6所示，所述防夹垫块组件40包括凹凸组件42和垫块41，所述凹凸组件42安装在门框20内预埋的安装盒46内，如图11所示，所述安装盒46朝向门扇10侧边的一侧设有开口463，所述凹凸组件42裸露在开口463处，所述凹凸组件42沿平行于门框20内壁的方向活动设置且凹凸组件42被装配为能够在以下两工位间进行切换：工位a，所述凹凸组件42的凸部与垫块41正对以阻止门扇10侧边与门框20合拢；工位b，所述凹凸组件42的凹部与垫块41正对以使门扇10侧边能够与门框20合拢。本发明采用垫块41与凹凸组件42的配合来实现门扇10的限位，当垫块41与凹部配合时，门扇10能够自由关闭，当垫块41与凸部配合时门扇10能够被限制在一定闭合角度，凹凸组件42的动作方式简单，且结构紧凑、易于实施。本发明优选的将门扇10限制在45°角左右，门扇10关闭到该角度时，垫块41刚好与凹凸组件42的凸部顶端平齐。所述铰链包括相互铰接的第一页板31和第二页板32，所述凹凸组件42安装的第二页板32上，所述垫块41安装在第一页板31上。

优选的，如图4、7、8、9、10所示，所述垫块驱动机构包括一步进电机45，所述步进电机45的主轴上设有螺纹杆44，所述凹凸组件42内侧设有螺母块43，所述螺母块43与螺纹杆44构成螺纹配合。所述凹凸组件42为E字形，所述凹凸组件42沿竖直方向活动设置，所述开口463的高度大于凹凸组件42的高度，所述垫块41沿竖直方向间隔设置三个，且相邻两垫块41的中心间距与凹凸组件42上相邻两凸部的中心间距相等；所述垫块41为弧形，且垫块41的弧心位于铰链的旋转轴线上。本发明将凹凸组件42和垫块41设置为多层结构能够在确保两者可靠抵接的同时最大限度缩短凹凸组件42的切换行程。

进一步的，如图8、9、10所示，至少最上层垫块41的顶面由金属材料制成，所述安装盒46内还设有一电涡流传感器47，所述电涡流传感器47正对凹凸组件42的顶面设置，所述凹凸组件42由非金属材料制成；所述电涡流传感器47的信号输出端与控制模块电连接。在门扇10完全关闭之前（门扇10关闭角小于10°左右时），电涡流传感器47检测到垫块41插入的信号，此时意味着已经不存在夹手风险，控制模块根据该信号切断红外传感器22的控制权限，避免红外传感器22检测到门扇10顶边时误认为是有异物存在而启动步进电机45。作为本实施例的优选技术方案，所述垫块41也是由非金属材料制成，而最上层垫块41的顶面上覆盖有一铝片411，非金属材料能够减小对门框20的冲击，而铝片411能够保证电涡流传感器47精确采集到垫块41的位置信号。

优选的，所述门框20内壁上开设有用于安装安装盒46的安装槽，所述安装盒46的上下两侧设有凸耳461，凸耳461上设有螺栓安装孔462，所述安装槽的上下两侧设有与凸耳461配合的沉槽。门扇10安装前首先将安装盒46安装在门框20上，后续步骤与现有门扇10安装过程基本一致，大大降低了系统安装的操作难度。

所述安装盒46侧面还设有检修盖464便于对系统内部元件进行检修。

实施例2

如图12、13所示，一种防夹房门控制系统的控制方法，所述防夹房门控制系统包括用于检测门缝异物的红外传感器22、用于检测门扇闭合状态的电涡流传感器47，以及电源开关、PLC、步进电机45和电机驱动器，所述红外传感器22和电涡流传感器47的信号输出端与PLC的输入接口电连接，所述PLC的输入/输出接口与电机驱动器电连接，所述电机驱动器与步进电机45电连接，所述步进电机用于驱动防夹垫块组件40动作；控制方法包括如下步骤：

步骤1：启动电源开关，使设备通电；步骤2：红外传感器22进入检测状态，若检测到异物则进入步骤3，若未检测到异物则进入步骤5；步骤3：电涡流传感器47进入检测状态，若电涡流传感器47检测到门扇10已接近闭合，则返回步骤2并循环上述步骤；若电涡流传感器47未检测到门扇10闭合，则说明门缝内存在异物，此时进入步骤4；步骤4：PLC读取步进电机45的运行参数，判断防夹垫块组件40的防夹功能是否启动，若防夹功能已经启动，则返回步骤2并循环上述步骤，若防夹功能未启动，则PLC控制步进电机45动作，驱动防夹垫块组件40的防夹功能启动，再返回步骤2并循环上述步骤；步骤5：PLC读取步进电机45的运行参数，判断防夹垫块组件40的防夹功能是否启动，若防夹功能未启动，则返回步骤2并循环上述步骤；若防夹功能已启动，则PLC控制步进电机45动作，将防夹垫块组件40的防夹功能关闭，再返回步骤2并循环上述步骤。

所述步进电机45用于驱动凹凸组件42上下运动，凹凸组件42位于上位时即为防夹功能启动，凹凸组件42位于下位时即为防夹功能关闭。所述电涡流传感器47通过检测垫块41是否插入凹凸组件42的凹部内来判断门扇10是否关闭；所述电涡流传感器47通过检测铝片411的位置来判断门扇10是否关闭。当门扇10关闭角小于10°时，铝片411才能够被电涡流传感器47检测到。当防夹垫块组件40的防夹功能启动时，能够将房门最小关闭角限制在30°以上。所述凹凸组件42的上位与下位之间的行程为5-10mm，优选7mm。所述凹凸组件42从上位移动到下位以及从下位移动到上位的时间小于0.2秒。

本发明利用红外传感器22检测门缝异物，实现了防夹装置的自动触发和关闭，在确保房门安全防夹的同时，又保证门扇10正常状态下能够顺利开合，不会对用户的使用习惯造成任何影响。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (10)

1.一种防夹房门控制系统的控制方法，所述防夹房门控制系统包括用于检测门缝异物的红外传感器（22）、用于检测门扇闭合状态的电涡流传感器（47），以及电源开关、PLC、步进电机（45）和电机驱动器，所述红外传感器（22）和电涡流传感器（47）的信号输出端与PLC的输入接口电连接，所述PLC的输入/输出接口与电机驱动器电连接，所述电机驱动器与步进电机（45）电连接，所述步进电机用于驱动防夹垫块组件（40）动作；其特征在于：控制方法包括如下步骤：

步骤1：启动电源开关，使设备通电；

步骤2：红外传感器（22）进入检测状态，若检测到异物则进入步骤3，若未检测到异物则进入步骤5；

步骤3：电涡流传感器（47）进入检测状态，若电涡流传感器（47）检测到门扇（10）已接近闭合，则返回步骤2并循环上述步骤；若电涡流传感器（47）未检测到门扇（10）闭合，则说明门缝内存在异物，此时进入步骤4；

步骤4：PLC读取步进电机（45）的运行参数，判断防夹垫块组件（40）的防夹功能是否启动，若防夹功能已经启动，则返回步骤2并循环上述步骤，若防夹功能未启动，则PLC控制步进电机（45）动作，驱动防夹垫块组件（40）的防夹功能启动，再返回步骤2并循环上述步骤；

步骤5：PLC读取步进电机（45）的运行参数，判断防夹垫块组件（40）的防夹功能是否启动，若防夹功能未启动，则返回步骤2并循环上述步骤；若防夹功能已启动，则PLC控制步进电机（45）动作，将防夹垫块组件（40）的防夹功能关闭，再返回步骤2并循环上述步骤。

2.根据权利要求1所述的防夹房门控制系统的控制方法，其特征在于：所述防夹垫块组件（40）包括凹凸组件（42）和垫块（41），所述凹凸组件（42）安装在门框（20）内预埋的安装盒（46）内，所述安装盒（46）朝向门扇（10）侧边的一侧设有开口（463），所述凹凸组件（42）裸露在开口（463）处，所述凹凸组件（42）沿平行于门框（20）内壁的方向活动设置且凹凸组件（42）被装配为能够在以下两工位间进行切换：工位a，所述凹凸组件（42）的凸部与垫块（41）正对以阻止门扇（10）侧边与门框（20）合拢；工位b，所述凹凸组件（42）的凹部与垫块（41）正对以使门扇（10）侧边能够与门框（20）合拢。

3.根据权利要求2所述的防夹房门控制系统的控制方法，其特征在于：所述步进电机（45）用于驱动凹凸组件（42）上下运动，凹凸组件（42）位于上位时即为防夹功能启动，凹凸组件（42）位于下位时即为防夹功能关闭。

4.根据权利要求3所述的防夹房门控制系统的控制方法，其特征在于：所述电涡流传感器（47）安装在安装盒（46）内，所述垫块（41）顶面由金属材料制成，所述电涡流传感器（47）通过检测垫块（41）是否插入凹凸组件（42）的凹部内来判断门扇（10）是否关闭。

5.根据权利要求4所述的防夹房门控制系统的控制方法，其特征在于：所述垫块（41）顶面设有铝片（411），所述电涡流传感器（47）通过检测铝片（411）的位置来判断门扇（10）是否关闭。

6.根据权利要求5所述的防夹房门控制系统的控制方法，其特征在于：当门扇（10）关闭角小于10°时，铝片（411）才能够被电涡流传感器（47）检测到。

7.根据权利要求1所述的防夹房门控制系统的控制方法，其特征在于：当防夹垫块组件（40）的防夹功能启动时，能够将房门最小关闭角限制在30°以上。

8.根据权利要求3所述的防夹房门控制系统的控制方法，其特征在于：所述凹凸组件（42）的上位与下位之间的行程为5-10mm。

9.根据权利要求8所述的防夹房门控制系统的控制方法，其特征在于：所述凹凸组件（42）的上位与下位之间的行程为7mm。

10.根据权利要求9所述的防夹房门控制系统的控制方法，其特征在于：所述凹凸组件（42）从上位移动到下位以及从下位移动到上位的时间小于0.2秒。