CN112554733A - 一种安全的两翼旋转自动门及其安全控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种安全的两翼旋转自动门及其安全控制方法。该旋转门包括门体、控制系统、动力系统、传感系统。本发明对现有旋转门的圆弧部进行改良，设置固定部分与回弹部分，有效防止行人被硬性挤压。通过设置传感部分，有层次的进行安全控制。通过阻力检测模块的设置，能使行人自身所产生阻力及外部施救人员所施加阻力均能起到有效的止动作用。本发明设计精巧，安全控制措施完备，安全性能远远超过现有旋转门，在保持现有旋转门正常功能的前提下，最大限度的保证了行人人身安全，具有较好的市场应用前景。

Description

一种安全的两翼旋转自动门及其安全控制方法

技术领域：

本发明涉及互联网技术应用领域，尤其涉及一种安全的两翼旋转自动门及其安全控制方法。

背景技术：

两翼自动旋转门是近年来应用较为广泛的一种旋转门，通常由天花板、固定圆筒壁、间隔板、圆弧部组成，通过间隔板、圆弧部的旋转，间或打开入口、丑，进而实现人流的进出。为了保证安全，现有的旋转门大多设置有红外传感器，各个红外传感器能在一定空间范围内探测人体，通过探测结果控制旋转门的停止或者转动，防止出现人体被旋转门夹伤。但是，这种保护形式非常单一，一旦红外防夹感应器不灵敏或探测范围不够或因故障失去作用，行人在圆弧部运行到离固定圆筒壁较近的距离突然进入时，就容易发生夹伤的危险，严重影响人身安全。

因此，有必要提供一种可以为行人提供多层次、多种类保护措施的旋转自动门，以最大限度保证安全。

发明内容：

为达到上述目的，本发明提供了一种安全的两翼旋转自动门。包括门体、控制系统、动力系统、传感系统；

所述门体包括固定圆筒壁、间隔板、圆弧部、天花板，固定圆筒壁顶部设置有环状板，支撑环状板的为两个侧壁，两个侧壁相对设置之间形成旋转门的入口、出口；间隔板能够绕着天花板垂直方向上的中轴线在圆筒壁所围成区域内进行转动；圆弧部设置于间隔板两端，包括铰接在一起的回弹部分与固定部分，固定部分内壁固定于间隔板侧壁，其一侧的设置有铰接复位装置，回弹部分在未受到外力时与固定部分组成完整弧面，在受力时能够朝固定部分内壁转动，并在作用力消失后复位；

所述传感系统包括位于红外传感器、霍尔传感器；固定圆筒壁顶部和/或侧壁下方设置红外传感器；回弹部分顶部设置磁铁，在天花板边缘对应于回弹部分的位置设置霍尔传感器；

所述控制系统包括一个控制板，所述控制板与传感部分、动力部分连接，其烧录有控制两翼旋转自动门的运行控制程序，运行控制程序的输入值包括传感系统的检测值；

所述动力系统包括电机、控制电机的变频器；所述电机用于驱动旋转门的运动。

进一步的，所述传感系统还包括接触传感器，所述接触传感器为固定在入口、出口处门框上的两条垂直、平行的铜条，当两个铜条受挤压而接触在一起时，控制系统控制电机停止运动。

进一步的，所述传感系统还包括速度检测单元，用于探测旋转门的旋转速度。

进一步的，所述运行控制程序包括阻力检测模块，用于根据速度检测单元的检测值在旋转门启动阶段、旋转门稳定运行阶段分别控制旋转门旋转动作。

进一步的，在旋转门启动阶段，其控制流程为：

步骤一：预先设置控制参数，包括启动时间、速度检测周期、启动时间内各个时间点的预期速度；

步骤二：旋转门旋转，速度传感器周期性循环持续检测其速度；当在各个时间点时均达到预期速度，则不进行后续步骤；如果在任意一个时间点没有达到预期速度，则进行步骤三。

步骤三：控制板判断旋转门受到阻力，控制电机暂停工作并刹车制动；

步骤四：等待规定时间后，电机启动，返回步骤二，开始新一轮检测,N为整数。

进一步的，在旋转门稳定运行阶段，其控制流程为：

步骤一：预先设置稳定运行时的控制参数，包括速度波动阈值；

步骤二：旋转门转动，速度传感器周期性循环持续检测其运行速度；当检测时间点的运行速度不小于速度波动阈值时，不进行后续步骤，否则进行步骤三；

步骤三：控制板判断旋转门受到阻力，控制电机暂停工作并刹车制动；

步骤四：等待规定时间后，电机开始工作，返回步骤二。

进一步的，所述运行控制程序包括工作模式设置模块，用于用户对旋转门的工作模式进行设置。

进一步的，旋转门的工作模式包括敞开通道模式，和/或节能旋转模式，和/或迎宾旋转模式，和/或自由平开模式。

进一步的，还包括显示屏及输入装置，用于用户设置工作模块。

上述两翼旋转自动门的控制方法，包括如下步骤：

步骤一：红外传感器持续工作，当人体靠近门框时，如果被检测到，则旋转门停止转动，否则进行下一步；

步骤二：人体强行进入圆弧部分与门框之间，如挤压到铜条，则旋转门停止转动，否则进行下一步；

步骤三：人体进入回弹部分与固定圆筒壁之间，回弹部分受到人体冲撞或挤压向内转动，霍尔传感器与磁铁相对位置偏移，旋转门停止转动工作，如果没有停止转动，进行步骤四；

步骤四：阻力检测模块根据速度传感器的检测值判断旋转门是否应该停止旋转，如是，则旋转门停止转动，否则继续转动。

本发明的有益效果为：

1.对现有旋转门的圆弧部进行改良，设置固定部分与回弹部分，有效防止行人被硬性挤压。

2.通过设置传感部分，有层次的进行安全控制。

3. 通过阻力检测模块的设置，能使行人自身所产生阻力及外部施救人员所施加阻力均能起到有效的止动作用。

本发明设计精巧，安全控制措施完备，安全性能远远超过现有旋转门，在保持现有旋转门正常功能的前提下，最大限度的保证了行人人身安全，具有较好的市场应用前景。

附图说明：

图1为本发明外观示意图。

图2为本发明使用状态时的俯视图。

其中：1.环状板，2.天花板，3.间隔板，4.固定部分，5.回弹部分。

具体实施方式：

下面结合图1、图2对本发明进行说明。本发明所述的一种能自动控制速度的两翼旋转自动门，包括门体、控制系统、动力系统、传感系统。

一.门体

所述门体包括固定圆筒壁、间隔板3、圆弧部、天花板2。

固定圆筒壁在垂直方向上分为两个部分：顶部为环状板1，下方为支撑环状板1的两个侧壁。天花板2设置于环状板1所围成区域内，为圆形，环状板1内侧设置有旋转轨道，圆弧部顶部设置有轮子，所述轮子可以沿着旋转轨道运行。

两个侧壁相对设置，之间形成旋转门的入口、出口。

间隔板3顶部固定于天花板2，中间部分可以向两侧平开，形成通道。所述天花板2、间隔板3能够绕着天花板2垂直方向上的中轴线在圆筒壁所围成区域内进行转动。间隔板3优选用透明材料制作，以方便观察门内外情况。

圆弧部设置于间隔板3两端，其由铰接在一起的回弹部分5与固定部分4组成。固定部分4内侧固定于间隔板3侧壁，其一侧设置有铰接复位装置，用于与回弹部分5连接。回弹部分5在未受到外力时与固定部分4组成完整弧面，在受到向内的作用力时，能够朝固定部分4内侧转动，并在作用力消失后复位。

应当理解，本申请所述的向内是指朝向固定圆筒壁所围成区域内，向外是指朝向固定圆筒壁所围成区域外。

优选的，天花板2上设置有若干照明灯，以达到美观及照明的效果。

应当理解， 固定部分4、回弹部分5设置顺序应该满足固定部分4、回弹部分5顺次设置的顺序方向与旋转门通常情况下的旋转方向相同。实践中，旋转门旋转方向一般为逆时针方向，固定部分4、回弹部分5两者的连线方向也为逆时针。

二.传感系统

所述传感部分可包含以下的几个功能：

1. 通过设置红外传感器检测入口、出口处的人或物，控制旋转门的转动。红外传感器可设置在顶部和/或入口、出口处的的门框上。顶部的红外传感器用于检测较高区域，门框上的红外传感器则检测较低区域，能够满足检测不同身高行人的需求甚至宠物等。

2.通过设置霍尔传感器用于感知回弹部分5的位移情况。其具体实现方法为：在回弹部分5上方设置磁铁，在活动圆弧形天花板2边缘对应于回弹部分5的位置设置霍尔传感器，当回弹部分5受力向内转动时，霍尔传感器与磁铁不接触，产生低电平，控制板控制旋转门停止旋转。在本实施例中，霍尔传感器与磁铁的相对位置偏移10mm及以上，就会停止旋转。具体偏移阈值可以根据需要设定。偏移阈值是在安装时设定好，后期一般不用再调整，磁铁位置固定后，阈值就固定了，但若有需要可调整磁铁位置。

3.通过设置接触传感器感知是否有人在入口或者出口处有挤压门框现象。具体手段是：在固定圆筒壁的入口、出口处的门框上设置两条垂直、平行的铜条，在人或物撞到门框上时，平行的铜条受挤压而接触，控制板对应信号输入端子导通，发出停止信号，控制电机停止工作。优选的，两条铜条由绝缘材料包覆。

接触传感器的设置是优选技术方案。

4.通过设置速度检测单元检测旋转门的旋转速度，根据速度变化判断旋转受阻情况，进而控制电机的动作。速度检测单元一般为光电式旋转编码器。

根据速度变化判断旋转受阻情况，进而控制电机的动作是优选技术方案。

三、动力系统

动力部分为一个电机，及与电机连接的变频器。所述变频器与控制板连接，用于接收控制信号，进而控制电机的运动。电机为旋转门的动力来源。

四、控制系统

控制系统包括一个控制板（如PLC控制板），所述控制板与传感部分、动力部分连接，其烧录有控制两翼旋转自动门的运行控制程序，并根据用户所选择的工作模式及传感系统的检测值控制动力系统。用户操作信息的输入是通过一个与控制板连接的显示屏及键盘实现，通过键盘点击对应选项。当然，也可以采用一个触摸显示实现信号输入。

所述运行控制程序包括如下功能模块：工作模式设置模块、阻力检测模块。下面分别予以说明。

A.工作模式设置模块

可以设置如下工作模式：

1. 通道敞开（敞开通道）模式：旋转门回复原位（两个圆弧部转到左、右两侧）后，间隔板3向两侧平开，与入口、出口形成一个完全打开的通道。

2. 节能旋转模式：如果在规定时间内没有检测到人体，旋转门停止旋转，使圆弧部堵住出口、入口，关闭通道，有利于保持室温，直到传感器再次检测到人体靠近入口、出口后自动启动旋转。

3.迎宾旋转模式:如果在规定时间内没有检测到人体，旋转门停止旋转，入口、出口开启，间隔板3通道关闭，红外传感器检测到人体靠近入口、出口后开始旋转。

4. 自由平开模式：间隔板3不旋转，中间门关闭，检测到人靠近后打开门，人员通过门后，中间门自动关闭。

安全控制模块：

B、阻力检测单元

用于根据速度传感器的检测值控制旋转门旋转速度。流程分为旋转门启动阶段、旋转门稳定运行阶段：

在旋转门启动阶段，其控制流程为：

步骤一：预先设置控制参数，包括启动时间（即速度从0开始达到稳定运行速度的时间）、速度检测周期、启动时间内各个时间点的速度。

如本实施例中，设置启动运行时间为1秒，稳定运行速度为0.5m/s。在启动阶段的第1、2、3、4秒设置有对应的运行速速。

步骤二：旋转门启动，速度传感器周期性循环持续检测其速度；当检测时间点时达到该时间点预先设置的速度时，则不进行后续步骤，否则进行步骤三。

在本实施例中，在启动阶段的第1、2、3、4秒会检测运行速速。

步骤三：控制板判断旋转门受到阻力，控制电机暂停工作。

阻力可以来源于人对圆弧部施加的、与运行方向相反的推力或者挤压力。在实际情况中，较常见的情形是在危险情况下，来不及使门停止旋转时，施救人员施加一个阻力使得们停止旋转。或者被困人员被挤压入圆弧部与固定圆筒壁之间时，对旋转门造成的挤压力。本步骤对于实现安全控制十分重要。

步骤四：等待预定时间后（本实施例为5秒），电机开始工作，返回步骤二。

在旋转门稳定运行阶段，其控制流程为：

步骤一：预先设置稳定运行时的控制参数，包括速度波动阈值；

波动阈值一般是指速度下限值。

步骤二：旋转门稳定转动，速度传感器周期性循环持续检测其运行速度；当检测时间点的运行速度不小于波动阈值时，不进行后续步骤，否则进行步骤三；

步骤三：控制板判断旋转门受到阻力，控制电机暂停工作；

本步骤对于实现安全控制十分重要。阻力来源与前述启动阶段类似，不再赘述。

步骤四：等待预定时间后（本实施例为5秒），电机开始工作，返回步骤二。

本发明通过设置多重安全设置来尽可能保证行人的安全，下面以一个人向旋转门走来的人，对本发明整个安全控制流程进行说明。

首先设置于高处的红外传感器和设置于低处的红外传感器持续检测，当人体靠近门框时，会停止转动，防止人突然冲入圆弧部与侧壁之间。如果红外传感器失灵或者未检测到人体，则进行下一步。

人体强行进入圆弧部（不区分可动部分与回弹部分5）与门框之间，很可能首先会触碰到铜条，两条铜条接通，控制器对应信号输入端子导通导通，发出停止信号，变频器控制电机停止运转。 如果此步未能进行或者相关零部件失灵，则进行下一步。

人体进入回弹部分5与固定圆筒壁之间，对回弹部分5施加一个向内的挤压力，回弹部分5绕着铰接复位装置向内转动，霍尔传感器与磁铁相对位置偏移，控制板控制电机停止工作并刹车制动。如果此步未能进行或者相关零部件失灵，则进行下一步。

外部人员或该通行人员碰撞挤压等对圆弧部施加一个阻力，如果是启动阶段，将使得旋转速度不能达到检测时间点对应的速度，如果是稳定运行阶段，将使得旋转速度小于阈值，控制板控制电机停止工作并刹车制动。

因此，对上述控制流程进行概括，得到本发明危险情况下的安全控制流程：

步骤一：红外传感器持续工作，当人体靠近门框时，如果被检测到，则旋转门停止转动，否则进行下一步；

步骤二：人体强行进入圆弧部分与门框之间，如挤压到铜条，则旋转门停止转动，否则进行下一步；

步骤三：人体进入回弹部分5与固定圆筒壁之间，回弹部分5向内转动，霍尔传感器与磁铁相对位置偏移，旋转门停止转动，如果未停止转动，则进行步骤四；

步骤四：阻力检测模块根据速度传感器的检测值判断旋转门是否应该停止旋转，如是，则旋转门停止转动，否则继续转动。

Claims (10)

1.一种安全的两翼旋转自动门，其特征在于，包括门体、控制系统、动力系统、传感系统；

所述门体包括固定圆筒壁、间隔板、圆弧部、天花板，固定圆筒壁顶部设置有环状板，支撑环状板的为两个侧壁，两个侧壁相对设置之间形成旋转门的入口、出口；间隔板能够绕着天花板垂直方向上的中轴线在圆筒壁所围成区域内进行转动；圆弧部设置于间隔板两端，包括铰接在一起的回弹部分与固定部分，固定部分内壁固定于间隔板侧壁，其一侧的设置有铰接复位装置，回弹部分在未受到外力时与固定部分组成完整弧面，在受力时能够朝固定部分内壁转动，并在作用力消失后复位；

所述传感系统包括位于红外传感器、霍尔传感器；固定圆筒壁顶部和/或侧壁下方设置红外传感器；回弹部分顶部设置磁铁，在天花板边缘对应于回弹部分的位置设置霍尔传感器；

所述控制系统包括一个控制板，所述控制板与传感部分、动力部分连接，其烧录有控制两翼旋转自动门的运行控制程序，运行控制程序的输入值包括传感系统的检测值；

所述动力系统包括电机、控制电机的变频器。

2.如权利要求1所述的一种安全的两翼旋转自动门，其特征在于，所述传感系统还包括接触传感器，所述接触传感器为固定在入口、出口处门框上的两条垂直、平行的铜条，当两个铜条受挤压而接触在一起时，控制系统控制电机停止运动。

3.如权利要求1所述的一种安全的两翼旋转自动门，其特征在于，所述传感系统还包括用于探测旋转门的旋转速度的速度检测单元。

4.如权利要求3所述的一种安全的两翼旋转自动门，其特征在于，所述运行控制程序包括阻力检测模块，用于根据速度检测单元的检测值在旋转门启动阶段、旋转门稳定运行阶段分别控制旋转门旋转动作。

5.如权利要求4所述的一种安全的两翼旋转自动门，其特征在于，在旋转门启动阶段，其控制流程为：

步骤一：预先设置控制参数，包括启动时间、速度检测周期、启动时间内各个时间点的预期速度；

步骤二：旋转门旋转，速度传感器周期性循环持续检测其速度；当在各个时间点时均达到预期速度，则不进行后续步骤；如果在任意一个时间点没有达到预期速度，则进行步骤三；

步骤三：控制板判断旋转门受到阻力，控制电机暂停工作并刹车制动；

步骤四：等待规定时间后，电机启动，返回步骤二，开始新一轮检测,N为整数。

6.如权利要求4或5所述的一种安全的两翼旋转自动门，其特征在于，在旋转门稳定运行阶段，其控制流程为：

步骤一：预先设置稳定运行时的控制参数，包括速度波动阈值；

步骤二：旋转门转动，速度传感器周期性循环持续检测其运行速度；当检测时间点的运行速度不小于速度波动阈值时，不进行后续步骤，否则进行步骤三；

步骤三：控制板判断旋转门受到阻力，控制电机暂停工作并刹车制动；

步骤四：等待规定时间后，电机开始工作，返回步骤二。

7.如权利要求1所述的一种安全的两翼旋转自动门，其特征在于，所述运行控制程序包括工作模式设置模块，用于用户对旋转门的工作模式进行设置。

8.如权利要求1所述的一种安全的两翼旋转自动门，其特征在于，旋转门的工作模式包括敞开通道模式，和/或节能旋转模式，和/或迎宾旋转模式，和/或自由平开模式。

9.如权利要求1所述的一种安全的两翼旋转自动门，其特征在于，还包括显示屏及输入装置，用于用户设置工作模块。

10.如权利要求1~9任一项所述的一种安全的两翼旋转自动门的安全控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：红外传感器持续工作，当人体靠近门框时，如果被检测到，则旋转门停止转动，否则进行下一步；

步骤二：人体强行进入圆弧部分与门框之间，如挤压到铜条，则旋转门停止转动，否则进行下一步；

步骤三：人体进入回弹部分与固定圆筒壁之间，回弹部分受到人体冲撞或挤压向内转动，霍尔传感器与磁铁相对位置偏移，旋转门停止转动工作，如果没有停止转动，进行步骤四；

步骤四：阻力检测模块根据速度传感器的检测值判断旋转门是否应该停止旋转，如是，则旋转门停止转动，否则继续转动。

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