CN110888179A - 光栅检测障碍物的方法、密集架移动控制系统及其应用 - Google Patents

光栅检测障碍物的方法、密集架移动控制系统及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种安全光栅检测障碍物的方法，所述安全光栅包括发射端和接收端，发射端设有若干红外发射器，接收端设有相匹配的信号接收器，其特征在于：对每一个红外发射器和与之对应的信号接收器的位点进行光源信号编码，信号接收器仅处理对应位点的红外发射器发出的红外光光源信号，忽略其它位点的红外光光源信号。本发明采用红外线光信号编码传输技术，红外光信号只能被对应的特定接收器接收并处理，而其他信号直接忽略，避免了其他信号的干扰，使接收端的处理器运行更高效。

Description

光栅检测障碍物的方法、密集架移动控制系统及其应用
技术领域
本发明涉及电动密集架技术领域，具体而言，涉及一种安全光栅检测障碍物的方法和电动密集架移动控制系统及其应用。
背景技术
电动密集架由电脑控制多功能档案密集架控制系统，是档案管理现代化，数字化，规范化的要求，结合当代先进的软件，信息，和控制技术，由此诞生了电动密集架，自从电动密集架投放市场以来，深受广大客户的欢迎。
作为传统密集架的替代产品.电动密集柜以其更高的科技含量，人性化的人机对话界面，与数据库良好的对接，方便的控制系统升级，手动，电动，电脑控制功能的一体化，智能化的档案查询方式和档案存放位置的指示，成为档案管理人员的好帮手。
电动密集架具有若干的优势如：
1、完备的计算机通讯功能，不但能通过计算机对各分区，列进行灵活操控(通过点击电脑界面上模拟图形可随意操控密集架，也可双击通过数据库中档案资料名称直接打开相对应的密集架)，并可从密集架上对各分区，列进行操作。现固定列密集架上装10.4寸大液晶触摸屏，可直接在此触摸屏上对密集架进行打开，关闭，数据录入，查询，条码管理档案等各项工作。
2、集手动、电动，电脑控制功能于一体，功能集成，但三种操作方式各自独立，互不影响，相互保护，防止误动作。
1)通过点击电脑上密集架模拟图形或档案资料名称能直接打开实际使用中的密集架，通过操作实际使用密集架侧面板上的按键开关能；
2)直接打开密集架；
3)在停电时摇动密集架上的手柄能直接打开密集架；
4)通过固定列上的大液晶触摸屏能直接对各列密集架进行操作。
3、数据库管理界面亲切直观，内置多种档案资料查找方式，支持模糊查询.使档案资料的查询检索方便快捷。
4、提供多组通用接口，方便系统的功能升级.
5、智能通风管理，单击“通风”按纽，密集架等隙均布各列位置，确保档案资料处于合格的环境。
电动密集架在使用过程一个很重要的就考虑因素即是安全因素，电动密集架通道内人或物体的检测非常重要，如果通道内的人或物无法检测到，或者漏检，在电动密集架移动中会受到挤压产生安全事故。
发明内容
目前有许多安全保护装置，比如通道入口处安装红外线，或者沿着密集架底盘安装红外线对射装置，这些保护装置都有局限性，都存在检测盲区，它们不能全方位检测，安全光栅是最好的检测方式，但是基于对安全的考虑，要求安全光栅具有良好的抗干扰能力，提高检测准确性。
本申请一发明目的是提供一种安全光栅检测是否存在障碍物的方法。
本申请另一发明目的是提供一种基于安全光栅检测的电动密集架移动控制系统，通过安全光栅的检测判断是否存在障碍物输出信号，然后作为是否移动电动密集架的指令。
本发明是通过如下技术方案来实现的：
一种安全光栅检测障碍物的方法，所述安全光栅包括发射端和接收端，发射端设有若干红外发射器，接收端设有相匹配的信号接收器，其特征在于：对每一个红外发射器和与之对应的信号接收器的位点进行光源信号编码，信号接收器仅处理对应位点的红外发射器发出的红外光光源信号，忽略其它位点的红外光光源信号；
在一个循环发射周期内，发射端发出同步信号，接收端接收该同步信号，发射端红外发射器依次发射红外光光源信号，接收端依次接收对应的红外光光源信号；若在发射循环周期内接收端有任一信号接收器没有接收到相应位点红外光光源信号，则判断光栅区有障碍物，产生报警信号，并输出哪个位点被阻断；反之，则表示光栅区无障碍物，继续执行下一循环周期检测。
本发明一具体实施例中，对长距离范围内的障碍物进行检测，将多个安全光栅串联连接，串联连接的安全光栅依次工作，待前一安全光栅完成检测后，下一安全光栅才开始工作，直至末端的安全光栅检测完后，最前端的安全光栅才开始工作。
本发明一具体实施例中，对长距离范围内的障碍物进行检测，将多个安全光栅串联连接，所述串联连接的安全光栅间次工作，相邻的安全光栅不同时工作。
本发明一具体实施例中，对每对安全光栅进行编号，奇数对安全光栅同时工作，偶数对安全光栅同时工作，按奇数对-偶数对-奇数对的循环顺次进行工作。
本发明提供了一种电动密集架移动控制系统，包括移动控制单元、检测单元，所述检测单元包括用于检测电动密集架通道是否存在障碍物的安全光栅，所述安全光栅包括发射端和接收端，发射端设有若干红外发射器，接收端设有相匹配的信号接收器，其特征在于：对每一个红外发射器和与之对应的信号接收器的位点进行光源信号编码，信号接收器仅处理对应位点的红外发射器发出的红外光光源信号，忽略其它位点的红外光光源信号；
在一个循环发射周期内，发射端发出同步信号，接收端接收该同步信号，发射端红外发射器依次发射红外光光源信号，接收端依次接收对应的红外光光源信号；若在发射循环周期内接收端有任一信号接收器没有接收到相应位点红外光光源信号，则判断光栅区有障碍物，产生报警信号，并输出哪个位点被阻断；反之，则表示光栅区无障碍物，继续执行下一循环周期检测。
本发明一具体实施例中，对长距离范围内的障碍物进行检测，将多个安全光栅串联连接，串联连接的安全光栅依次工作，待前一安全光栅完成检测后，下一安全光栅才开始工作，直至末端的安全光栅检测完后，最前端的安全光栅才开始工作。
本发明一具体实施例中，对长距离范围内的障碍物进行检测，将多个安全光栅串联连接，所述串联连接的安全光栅间次工作，相邻的安全光栅不同时工作。
本发明一具体实施例中，对每对安全光栅进行编号，奇数对安全光栅同时工作，偶数对安全光栅同时工作，按奇数对-偶数对-奇数对的循环顺次进行工作。
本发明一具体实施例中，任一电动密集架两侧安装发射端，其相邻电动密集架两侧安装与发射端匹配的接收端。
本发明还提供了电动密集架移动控制系统的一种应用，包括用于地面反光和/或长距离检测的通道的安全检测。
本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：
一、现有密集架光栅沿着底盘安装，离地面很近，光滑的地面会把光反射到其他相邻列的接收器上，造成信号干扰。如图6所示，架体1的发射光源会通过地面反射到架体3的接收光点上，同架体2的发射光源形成干扰。本发明提供了一种解决上述问题的一种方法，对每一列光栅编码信息中都有对应的密集架列编码信息，建立一一对应关系。本发明还提供了一种方式来改善上述问题，通过改变光栅安装方式，具体的发射光栅和接收光栅都安装在同一个架体上。发射光栅的发射源通过地面反光，只照射到发射光栅上，而不是接收光栅上，这样就有效避免了不同发射源对光栅的干扰；加上有密集架列编码信息，可以有效过滤无效的光编码信号。本发明采用红外线光信号编码传输技术，红外光信号只能被对应的特定接收器接收并处理，而其他信号直接忽略，避免了其他信号的干扰，使接收端的处理器运行更高效。
二、本发明对通道内的安全光栅采用串接技术连接，通道长度小时，每对光栅依次工作即可；随着长度增大，串接的光栅越来越多，每对安全光栅等待时间越长，不能及时地检测到通道内的人或物体，相邻的安全光栅不同时工作，由于中间间隔了一对光栅，这样奇数对光栅工作时，相互之间不会干扰；同样偶数对光栅工作时，相互之间也不会干扰，实际测试证明能够正常工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为光栅发射和接收原理图；
图2为实际使用中发射光扩散示意图；
图3为安全光栅带同步头，编码的光发射顺序图；
图4为多对安全光栅串接，依次工作示意图；
图5为多对安全光栅串接，奇数列同时发射工作示意图；
图6为实际情况下安全光栅信号通过地面反射干扰接收示意图；
图7为本发明安全光栅安装位置，信号接收示意图；
图8为本发明XH2.54-5芯座的管脚安排
图9为本发明发射端原理图；
图10为本发明接收端原理图；
图11为本发明判断遮挡示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明各实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
安全光栅包括发射端和接收端，发射端设有若干红外发射器，接收端设有相匹配的信号接收器。
如附图2所示，由于红外发射和接收端密集排列红外光，其中的一个光源发射时，若干个接收端会同时接收到这个光源发出的信号，因此不能保证发射和接收的一一对应。如图中所示，5号光源发射时，可能2号到8号接收器同时接收到光，无法保证只照射到5号接收光点上。
本申请对每一个红外发射器和与之对应的信号接收器的位点进行光源信号编码，以一条安全光栅具有12个发射和接收点为例，那么每个点的信息编号依次为1-12，信号接收器仅处理对应位点的红外发射器发出的红外光光源信号，忽略其它位点的红外光光源信号；如当5号光源发射时，只有5号光接收点能接收该编码信号，其它接收点因非本光源编码而忽略，其它依次类推。
接收端同一时刻会有若干个接收点接收到光信号，相当于同一时刻要处理若干个光点的数据，这明显增加了接收端处理器的并行处理难度。为了减轻接收端的处理压力，在每一个循环开始时，发射端先发出同步信号，接收端接收该同步信号，即告诉接收端一个循环周期的开始，发射端光源发射顺序依次从1到12。
这样接收端只有编号1的接收处理器处理发射信号1，而对本应属于其它接收点的光源不予处理；只有在规定时间内接收到该光点信号，才能接着接收光点2的信号，依次类推。这样每一时刻，接收端也只处理一个光点信息，接收端的处理器可从容应对。
假如一条光栅的发射端循环发射一次需要x秒时间(x通常小于1秒)，那么接收端在x秒时间内，每个接收点必须接收到一次属于该光源的对应信号，否者就说明有物体挡住该光源。这样就可以实现发射光源和接收光源的一一对应检测。
当密集架通道中有人或物时，其中必有一束或一束以上的光线被阻断，这样接收端对应的接收单元就接收不到发出的光，产生报警信号，输出哪个光源被阻断。
本发明一具体实施方式，对长距离范围内的障碍物进行检测，将多个安全光栅串联连接，串联连接的安全光栅依次工作，待前一安全光栅完成检测后，下一安全光栅才开始工作，直至末端的安全光栅检测完后，最前端的安全光栅才开始工作。
本发明一具体实施方式，对长距离范围内的障碍物进行检测，将多个安全光栅串联连接，所述串联连接的安全光栅间次工作，相邻的安全光栅不同时工作。
本发明一具体实施方式，对每对安全光栅进行编号，奇数对安全光栅同时工作，偶数对安全光栅同时工作，按奇数对-偶数对-奇数对的循环顺次进行工作。
地面一般较光滑，反光厉害造成信号干扰，对每一列光栅编码信息对应密集架列编码信息，一一对应；和/或改变光栅安装方式，发射光栅和接收光栅都安装在同一个架体上，从而避免了或减少了信号被干扰的发生。
光栅包括保护壳、控制板，设置在控制板上的接插件、红外发光二极管、红外接收头。
控制板采用1.6mm厚的环氧树脂双面PCB板，长度为850mm(密集架每一节长度标准为900mm)，宽度为20mm，光孔之间的间距为70mm。
所选用的光栅用的红外发光二极管可选自以下规格的产品：850或940nm红外光，直径Φ3mm或Φ5mm；光栅用的红外接收头型号为HS-0038。
光栅控制板两头焊有XH2.54-5接插件，通过XH2.54-5芯座和连接线，可连接实现板与板之间的柔性串接，维护方便。
XH2.54-5芯座的管脚安排如图8，这样对称安排设计，可防止插反(防呆设计)。
发射端原理图如图9，CPU可选用台湾义隆科技的PMC234，电路中共有12路红外线发送电路，负责调制和编码发送。“发射同步控制电路”用于当本发射装置工作时，告知其相邻的下一级串接的发射装置停止工作；反之，当本装置停止工作时，其相邻的下一级串接的发射装置开始工作，确保串接的发射器间隔工作，避免相邻之间的发射装置对接收装置的干扰；同时产生一个同步工作头，告知接收端本发射装置将开始发射。“故障和报警装置”采用发光管指示，正常工作时为常亮；有故障时闪烁指示。
接收端原理图如图9，接收电路中，同样台湾义隆科技的PMC234控制。“接收同步控制电路”先扫描到发射端对应的同步信号头，然后依次处理各接收端接收的信号。接收端在规定的时间内必须返回对应该光孔位置的接收信号，否者就认为该光孔被阻挡，产生报警信号。
报警信号将沿着上级光栅逐级上传。
传输信号采用OC(集电极开路)门驱动，最大驱动电流为150mA。当整个串接驱动中，没有光线被遮挡时，输出给上位机(或控制板)是高电平(上位机或控制板应该有上拉电阻)；反之，则是低电平。这样提供给上位机一个简单的检测信号接口。
在接收端串接电路中，指示灯采用红黄绿三色指示灯，表示当前接收端的工作方式。没有阻挡的光栅指示灯为绿色，常亮，表示正常工作；哪一对光栅有光线被阻挡，此对光栅的指示灯变红色，且闪烁指示，此后上传的光栅，发光管变成黄色，常亮。这样可以很容易观察到哪对红外线光栅被遮挡；如果未被阻挡，也可用于判明故障发生的位置。图11以四对红外线为例进行说明。
实施例2
一种电动密集架移动控制系统，包括移动控制单元、检测单元，所述检测单元包括用于检测电动密集架通道是否存在障碍物的安全光栅，所述安全光栅包括发射端和接收端，发射端设有若干红外发射器，接收端设有相匹配的信号接收器，其特征在于：对每一个红外发射器和与之对应的信号接收器的位点进行光源信号编码，信号接收器仅处理对应位点的红外发射器发出的红外光光源信号，忽略其它位点的红外光光源信号；
在一个循环发射周期内，发射端发出同步信号，接收端接收该同步信号，发射端红外发射器依次发射红外光光源信号，接收端依次接收对应的红外光光源信号；若在发射循环周期内接收端有任一信号接收器没有接收到相应位点红外光光源信号，则判断光栅区有障碍物，产生报警信号，并输出哪个位点被阻断；反之，则表示光栅区无障碍物，继续执行下一循环周期检测。
本发明一具体实施方式，对长距离范围内的障碍物进行检测，将多个安全光栅串联连接，串联连接的安全光栅依次工作，待前一安全光栅完成检测后，下一安全光栅才开始工作，直至末端的安全光栅检测完后，最前端的安全光栅才开始工作。
本发明一具体实施方式，对长距离范围内的障碍物进行检测，将多个安全光栅串联连接，所述串联连接的安全光栅间次工作，相邻的安全光栅不同时工作。
本发明一具体实施方式，对每对安全光栅进行编号，奇数对安全光栅同时工作，偶数对安全光栅同时工作，按奇数对-偶数对-奇数对的循环顺次进行工作。
本发明一具体实施方式，任一电动密集架两侧安装发射端，其相邻电动密集架两侧安装与发射端匹配的接收端。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种安全光栅检测障碍物的方法，所述安全光栅包括发射端和接收端，发射端设有若干红外发射器，接收端设有相匹配的信号接收器，其特征在于：对每一个红外发射器和与之对应的信号接收器的位点进行光源信号编码，信号接收器仅处理对应位点的红外发射器发出的红外光光源信号，忽略其它位点的红外光光源信号；
在一个循环发射周期内，发射端发出同步信号，接收端接收该同步信号，发射端红外发射器依次发射红外光光源信号，接收端依次接收对应的红外光光源信号；若在发射循环周期内接收端有任一信号接收器没有接收到相应位点红外光光源信号，则判断光栅区有障碍物，产生报警信号，并输出哪个位点被阻断；反之，则表示光栅区无障碍物，继续执行下一循环周期检测。
2.根据权利要求1所述安全光栅检测障碍物的方法，其特征在于：对长距离范围内的障碍物进行检测，将多个安全光栅串联连接，串联连接的安全光栅依次工作，待前一安全光栅完成检测后，下一安全光栅才开始工作，直至末端的安全光栅检测完后，最前端的安全光栅才开始工作。
3.根据权利要求1所述安全光栅检测障碍物的方法，其特征在于：对长距离范围内的障碍物进行检测，将多个安全光栅串联连接，所述串联连接的安全光栅间次工作，相邻的安全光栅不同时工作。
4.根据权利要求3所述电动密集架通道安全光栅检测方法，其特征在于：对每对安全光栅进行编号，奇数对安全光栅同时工作，偶数对安全光栅同时工作，按奇数对-偶数对-奇数对的循环顺次进行工作。
5.一种电动密集架移动控制系统，其特征在于：
包括移动控制单元，用于控制密集架的移动；
检测单元，判断通道安全输出信号给控制器，控制器输出可移动的信号给移动控制单元；
所述检测单元包括用于检测电动密集架通道是否存在障碍物的安全光栅，所述安全光栅包括发射端和接收端，发射端设有若干红外发射器，接收端设有相匹配的信号接收器，其特征在于：对每一个红外发射器和与之对应的信号接收器的位点进行光源信号编码，信号接收器仅处理对应位点的红外发射器发出的红外光光源信号，忽略其它位点的红外光光源信号；
在一个循环发射周期内，发射端发出同步信号，接收端接收该同步信号，发射端红外发射器依次发射红外光光源信号，接收端依次接收对应的红外光光源信号；若在发射循环周期内接收端有任一信号接收器没有接收到相应位点红外光光源信号，则判断光栅区有障碍物，产生报警信号，并输出哪个位点被阻断；反之，则表示光栅区无障碍物，继续执行下一循环周期检测。
6.根据权利要求5所述电动密集架移动控制系统，其特征在于：将多个安全光栅串联连接，串联连接的安全光栅依次工作，待前一安全光栅完成检测后，下一安全光栅才开始工作，直至末端的安全光栅检测完后，最前端的安全光栅才开始工作。
7.根据权利要求5所述电动密集架移动控制系统，其特征在于：将多个安全光栅串联连接，所述串联连接的安全光栅间次工作，相邻的安全光栅不同时工作。
8.根据权利要求7所述电动密集架移动控制系统，其特征在于：对每对安全光栅进行编号，奇数对安全光栅同时工作，偶数对安全光栅同时工作，按奇数对-偶数对-奇数对的循环顺次进行工作。
9.根据权利要求5所述电动密集架移动控制系统，其特征在于：任一电动密集架两侧安装发射端，其相邻电动密集架两侧安装与发射端匹配的接收端。
10.电动密集架移动控制系统的应用，其特征在于：用于地面反光和/或长距离检测的通道的安全检测。
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