CN114935320B - 基于直线传感器的安全门定位装置、定位方法及安全门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高铁安全门定位技术领域，具体提供了一种基于直线传感器的安全门定位装置、定位方法及安全门，其中，所述定位装置包括：至少一条第一导轨，所述第一导轨与安全门的轨迹平行；第二导轨，所述第二导轨与所述第一导轨呈锐角；设于所述第二导轨上的滑移测量部，所述滑移测量部沿所述第二导轨移动；设于安全门上的直线位移测量系统，所述直线位移测量系统的测量端与所述滑移测量部固定连接，所述直线位移测量系统在安全门上沿所述第一导轨移动；本发明具有量程大、定位灵活、定位成本低的优点，适合高铁安全门的使用。

Description

基于直线传感器的安全门定位装置、定位方法及安全门

技术领域

本发明涉及高铁安全门定位技术领域，尤其涉及一种基于直线传感器的安全门定位装置、定位方法及安全门。

背景技术

高铁安全门的设计需要兼容多种不同型号的列车车型，由于不同型号列车车门位置、车厢长度各不相同，高铁安全门需要设计成可以伸缩移动用来匹配不同的车型位置。高铁站台总长度约300-400米，单个门体的移动定位范围约5-20米，门体定位精度要求在1厘米左右，要求定位位置能灵活设置，定位方式简单、可靠、成本低。

目前的伸缩门定位方式有以下几种：

1、埋地磁铁结合磁感应传感器定位，该定位方式的优点是简单可靠，定位精度高，缺点是定位位置固定不能灵活变动，高铁安全门由于需要适配多种不同型号的列车，该定位方式适应列车的种类存在限制，同时后期在改变车型时，需要重新调节地磁位置，但是地磁埋于地底，不方便调节。

2、NFC感应标签定位：该定位方式的优点是定位位置可灵活变动，缺点是系统复杂，定位精度低（1-2厘米左右），维护不方便。

3、无线定位：该定位方式的优点是定位位置可灵活变动，维护简单，缺点是定位精度太低。

以上方式均不合适高铁安全门的定位要求，因此，本申请提出了一种基于直线传感器的安全门定位装置、定位方法及安全门。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于直线传感器的安全门定位装置、定位方法及安全门，以解决目前的伸缩门定位方法不适合高铁安全门的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于直线传感器的安全门定位装置，所述定位装置包括：

至少一条第一导轨，所述第一导轨与安全门的轨迹平行；

第二导轨，所述第二导轨与所述第一导轨呈锐角；

设于所述第二导轨上的滑移测量部，所述滑移测量部沿所述第二导轨移动；

设于安全门上的直线位移测量系统，所述直线位移测量系统的测量端与所述滑移测量部固定连接，所述直线位移测量系统在安全门上沿所述第一导轨移动。

进一步的，所述滑移测量部为滚轮结构。

进一步的，所述直线位移测量系统上测量轴的轴线与所述第一导轨垂直。

进一步的，所述定位装置还包括：

处理器，所述处理器与所述直线位移测量系统电性连接。

本发明还公开了一种安全门，所述安全门包括上述任意一项所述的基于直线传感器的安全门定位装置，还包括：

第一驱动部和第二驱动部，所述第一驱动部和所述第二驱动部沿所述第一导轨移动；所述第一驱动部上设置有第一驱动门，所述第二驱动部上设置有第二驱动门；所述直线位移测量系统安装于第一驱动部和第二驱动部上。

进一步的，所述安全门还包括：

门体滚轮组件，所述门体滚轮组件设于所述第一驱动门远离所述第一驱动部的一端以及所述第二驱动门远离所述第二驱动部的一端。

本发明还公开了一种基于直线传感器的安全门定位方法，所述方法包括以下步骤：

获取安全门起始位置在所述第一导轨上的坐标以及安全门终点位置在所述第一导轨上的坐标；

基于安全门起始位置和终点位置的坐标获取安全门在所述第一导轨上的移动距离；

基于安全门在所述第一导轨上的移动距离以及所述直线位移测量系统的伸缩长度与安全门移动距离的比例关系计算所述直线位移测量系统的理论伸缩值；

获取所述直线位移测量系统当前的测量值，并基于所述直线位移测量系统的理论伸缩值以及所述直线位移测量系统当前的测量值计算安全门到达终点位置后所述直线位移测量系统的理论测量值；

在安全门移动时，实时获取所述直线位移测量系统的测量值，直至所述直线位移测量系统的测量值达到理论测量值。

进一步的，所述直线位移测量系统的理论伸缩值基于公式（1）获取：

；公式（1）

其中，L为安全门当前位置在所述第一导轨上的坐标；

为安全门终点位置在所述第一导轨上的坐标；

K为直线位移测量系统的伸缩长度与安全门移动距离的比例；

为所述直线位移测量系统的理论伸缩值。

进一步的，所述直线位移测量系统的理论测量值基于公式（2）获取：

；公式（2）

S为所述直线位移测量系统当前的测量值；

为所述直线位移测量系统的理论测量值。

进一步的，所述K的值由公式（3）获取：

；公式（3）

角A为所述第一导轨和所述第二导轨之间的夹角，角C为所述直线位移测量系统的测量轴与所述第二导轨的夹角。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明实施例公开的基于直线传感器的高铁安全门定位装置通过设置呈夹角的第一导轨和第二导轨，并在两导轨上分别设置滑移测量部以及直线位移测量系统，在安全门移动时滑移测量部以及直线位移测量系统分别在两导轨上滑移，通过测量滑移测量部以及直线位移测量系统之间的距离，通过两导轨与滑移测量部以及直线位移测量系统形成的三角形能够计算直线位移测量系统在与安全门轨迹平行的第一导轨上滑移的距离，从而得出安全门在第一导轨上的滑移距离，进而对安全门定位，相对于现有技术中伸缩门的定位方式，本发明具有量程大、定位灵活、定位成本低的优点，适合高铁安全门的使用。

附图说明

图1为本发明实施例公开的基于直线传感器的高铁安全门定位装置的结构示意图。

图2为图1中I处的局部放大图。

图3为本发明实施例公开的基于直线传感器的高铁安全门定位装置的爆炸图。

图4为图3中II处的局部放大图。

图5为本发明公开的基于直线传感器的高铁安全门定位装置中其中一个实施方式中第一导轨、第二导轨及直线位移测量系统形成的三角形示意图。

图6为本发明公开的基于直线传感器的高铁安全门定位装置中另一个实施方式中第一导轨、第二导轨及直线位移测量系统形成的三角形示意图。

图7为本发明实施例公开的基于直线传感器的高铁安全门的结构示意图。

图8为本发明实施例公开的基于直线传感器的高铁安全门定位方法的流程框图。

附图标记：

1、第一导轨；

2、第二导轨；

3、滑移测量部；

4、直线位移测量系统；41、连接拨片；

5、第一驱动部；51、驱动轮；52、连接孔；53、第一驱动门；54、防倾倒保护板；

6、第二驱动部；61、第二驱动门；

7、门体滚轮组件。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图1至图4所示，为本发明的一个实施例提供的一种基于直线传感器的安全门定位装置，所述定位装置包括：

至少一条第一导轨1，所述第一导轨1与安全门的轨迹平行；

第二导轨2，所述第二导轨2与所述第一导轨1呈锐角；

设于所述第二导轨2上的滑移测量部3，所述滑移测量部3沿所述第二导轨2移动；

设于安全门上的直线位移测量系统4，所述直线位移测量系统4的测量端与所述滑移测量部3固定连接，所述直线位移测量系统4在安全门上沿所述第一导轨1移动；

在本实施例中，将定位装置安装到安全门上，其中，所述第一导轨1为安全门的其中一条导轨，在安全门移动时，安全门在所述第一导轨1上移动，所述直线位移测量系统4跟随安全门在所述第一导轨1上移动，所述滑移测量部3在所述第二导轨2上移动，由于所述第一导轨1和所述第二导轨2呈锐角，在安全门移动时，所述滑移测量部3和所述直线位移测量系统4的本体的距离逐渐改变，所述滑移测量部3沿所述直线位移测量系统4的测量轴的轴线移动，所述滑移测量部3与所述直线位移测量系统4的连线、所述第二导轨2、所述第一导轨1形成如图4所示的角度不变、边长变化的三角形，由于所述直线位移测量系统4能够测量所述滑移测量部3与所述直线位移测量系统4的连线的长度，所述根据三角形的边长计算公式

可以得出任意一个的距离，其中，所述a、b、c分别为三角形的三条边长，a为所述滑移测量部3所在点至所述直线位移测量系统4所在点长度（即所述直线位移测量系统4的测量的长度），b为所述滑移测量部3到述第一导轨1和所述第二导轨2的交点的距离，c为所述直线位移测量系统4到所述第一导轨1和所述第二导轨2交点的距离，A、B、C分别为三角形的三个角，其中，角A为所述第一导轨1和所述第二导轨2的夹角，角B为所述直线位移测量系统4的测量轴的轴线与所述第一导轨1的夹角，角C为所述直线位移测量系统4的测量轴的轴线与所述第二导轨2的夹角，角A、角B、角C由所述第一导轨1和所述第二导轨2的安装角度及所述直线位移测量系统4的安装角度得出，根据两次求出的所述直线位移测量系统4与所述第一导轨1和所述第二导轨2交点之间的距离差值，可以求出所述直线位移测量系统4沿所述第一导轨1的移动长度，即安全门的移动长度；

本申请相对于传统的安全门定位方法，具有量程大、定位灵活、定位成本低的优点；

在本实施例中，所述第一导轨1和所述第二导轨2均为直线导轨，所述第一导轨1和所述第二导轨2可以安装在高铁的地基上，也可以安装在门架上，本实施例中，所述第一导轨1和所述第二导轨2的安装方式可以为多种；

在本实施例中，所述第一导轨1和所述第二导轨2均为工字型导轨；

所述滑移测量部3可以为设置在所述第二导轨2上的滑块，还可以为设置在所述第二导轨2上的滚轮，如图第二导轨2和图4所示，当所述滑移测量部3为滚轮结构时，所述滑移测量部3上设置有环形的导轨槽，当所述滑移测量部3在所述第二导轨2上滚动时，所述第二导轨2设置在导轨槽内，使得所述滑移测量部3在滚动时，导轨槽的两侧边起到对所述滑移测量部3限位的作用，以使得所述滑移测量部3始终在所述第二导轨2上；

当所述滑移测量部3为滑块结构时，所述滑移测量部3上设置有T形槽，所述滑移测量部3套设在所述第二导轨2上，使得所述滑移测量部3仅能够沿所述第二导轨2移动；

在本实施例中，所述滑移测量部3通过连接拨片41与所述直线位移测量系统4的测量端固定连接，如图2和图4所示，当所述滑移测量部3为滚轮结构时，所述连接拨片41为板状结构，所述滑移测量部3通过销轴连接滚动连接到所述连接拨片41上，所述连接拨片41过螺栓固定连接到所述直线位移测量系统4的测量轴上，如所述直线位移测量系统4上测量轴的端部设置有外螺纹，所述连接拨片41远离所述滑移测量部3的一端通过螺帽固定在所述连接拨片41的外螺纹上；

本实施例中，所述直线位移测量系统4为直线传感器；

作为本实施例中一种优选的实施方式，所述直线位移测量系统4上测量轴的轴线与所述第一导轨1垂直；

在本实施例中，获取安全门的移动距离时，如图5所示，由于所述直线位移测量系统4的测量轴与所述第一导轨1垂直，所述滑移测量部3与所述直线位移测量系统4的连线、所述第二导轨2、所述第一导轨1形成直角三角形，则所述直线位移测量系统4获取a的长度，c由公式

获取，计算所述直线位移测量系统4移动前以及移动后的c的差值即可获取所述直线位移测量系统4在所述第一导轨1上的移动距离，即安全门的移动长度；

作为本实施例中一种优选的实施方式，所述定位装置还包括：

处理器，所述处理器与所述直线位移测量系统4电性连接，用于计算安全门的移动距离。

本发明还公开了一种安全门，如图7所示，所述安全门包括上述基于直线传感器的安全门定位装置，还包括：

第一驱动部5和第二驱动部6，所述第一驱动部5和所述第二驱动部6上均安装有安全门定位装置，所述第一驱动部5和所述第二驱动部6沿所述第一导轨1移动，所述第一导轨1设置有两条；

所述第一驱动部5上设置有第一驱动门53，所述第二驱动部6上设置有第二驱动门61；

设于所述第一导轨1上的门体滚轮组件7，所述门体滚轮组件7设于所述第一驱动门53远离所述第一驱动部5的一端以及所述第二驱动门61远离所述第二驱动部6的一端；

在安全门工作时，所述第一驱动部5和所述第二驱动部6分别驱动所述驱动轮51和所述第二驱动门61在所述第一导轨1上滑动，且所述第一驱动部5和所述第二驱动部6分别驱动所述驱动轮51和所述第二驱动门61互相靠近或远离，当所述驱动轮51和所述第二驱动门61互相靠近时，安全门处于关闭状态，当所述驱动轮51和所述第二驱动门61互相远离时，安全门处于开启状态；

在所述第一驱动部5和所述第二驱动部6工作时，所述滑移测量部3在所述第二导轨2上移动，所述直线位移测量系统4沿所述第一导轨1移动，此时，所述直线位移测量系统4测量所述滑移测量部3与所述直线位移测量系统4之间的距离，通过测量的结构计算所述第一驱动部5和所述第二驱动部6在所述第一导轨1上的移动距离；

需要说明的是，每个安全门定位装置分别计算其安装位置所在结构上，如所述第一驱动部5上的安全门定位装置计算所述第一驱动部5在所述第一导轨1上的移动距离，所述第二驱动部6上的安全门定位装置计算所述第二驱动部6在所述第一导轨1上的移动距离；

在一些示例中，所述驱动轮51和所述第二驱动门61可以为玻璃门，还可以为栅栏门，所述驱动轮51通过螺栓固定连接到所述第一驱动部5上，所述第二驱动门61通过螺栓固定连接到所述第二驱动部6上；

在本实施例中，所述第一驱动部5的上设置有连接孔52，所述连接拨片41穿过连接孔52；

在一些示例中，所述门体滚轮组件7可以为安装于所述驱动轮51和所述第二驱动门61上的滚轮结构，所述门体滚轮组件7还可以如下结构，例如所述门体滚轮组件7包括一平板结构，所述平板结构的底部设置有多组滚轮结构，所述门体滚轮组件7上的滚轮结构滚动连接于第一导轨1上，所述门体滚轮组件7起到稳定所述驱动轮51和所述第二驱动门61的作用，防止所述第一驱动部5倾倒；

作为本实施例中一种优选的实施方式，如图4所示，所述第一驱动部5的底部还设置有防倾倒保护板54，所述防倾倒保护板54远离所述第一导轨1的一端抵接地面以防止所述第一驱动部5倾倒，所述第二驱动部6的结构和所述第一驱动部5的结构相同；

所述防倾倒保护板54为板状结构，所述防倾倒保护板54通过螺栓固定连接到所述第一驱动部5上。

本发明还公开了一种基于直线传感器的高铁安全门定位方法，所述方法包括：

步骤S100、获取安全门起始位置在所述第一导轨1上的坐标以及安全门终点位置在所述第一导轨1上的坐标；

步骤S200、基于安全门起始位置和终点位置的坐标获取安全门在所述第一导轨1上的移动距离；

步骤S300、基于安全门在所述第一导轨1上的移动距离以及直线位移测量系统4的伸缩长度与安全门移动距离的比例关系计算所述直线位移测量系统4的理论伸缩值；

步骤S400、获取所述直线位移测量系统4当前的测量值，并基于所述直线位移测量系统4的理论伸缩值以及所述直线位移测量系统4当前的测量值计算安全门到达终点位置后所述直线位移测量系统4的理论测量值；

步骤S500、在安全门移动时，实时获取所述直线位移测量系统4的测量值，直至所述直线位移测量系统4的测量值达到理论测量值；

具体的，在本实施例中，控制安全门移动前，首先获取安全门当前位置在所述第一导轨1上的坐标，记为L，获取安全门终点位置在所述第一导轨1上的坐标，记为

，则安全门在所述第一导轨1上的移动距离为

；获取所述直线位移测量系统4的伸缩长度与安全门移动距离的比例，记为K，则所述直线位移测量系统4的理论伸缩值基于公式（1）获取：

；公式（1）；

其中，

为所述直线位移测量系统4的理论伸缩值；

则所述直线位移测量系统4的理论测量值基于公式（2）获取：

；公式（2）

其中，S为所述直线位移测量系统4当前的测量值；

为所述直线位移测量系统4的理论测量值；

在本实施例中，所述K的值由公式（3）获取：

；公式（3）

其中，角A为所述第一导轨1和所述第二导轨2之间的夹角，角C为所述直线位移测量系统4的测量轴与所述第二导轨2的夹角；

此时，所述第一导轨1、所述第二导轨2、所述滑移测量部3和所述直线位移测量系统4的安装位置形成如图5所示的三角形，角A为所述第一导轨1和所述第二导轨2之间的夹角，角C为所述直线位移测量系统4的测量轴与所述第二导轨2的夹角，角B为所述直线位移测量系统4的测量轴与所述第一导轨1的夹角；

作为本实施例中一种优选的实施方式，当所述直线位移测量系统4的测量轴与所述第一导轨1垂直时，所述第一导轨1、所述第二导轨2、所述滑移测量部3和所述直线位移测量系统4的安装位置形成如图6所示的直角三角形，所述K还可以由公式（4）获取：

；公式（4）

其中，角A为所述第一导轨1和所述第二导轨2之间的夹角，角C为所述直线位移测量系统4的测量轴与所述第二导轨2的夹角，角B为所述直线位移测量系统4的测量轴与所述第一导轨1的夹角；

计算完成后，控制安全门移动，即控制所述第一驱动部5或所述第二驱动部6移动，并实时获取所述直线位移测量系统4的测量值，直至所述直线位移测量系统4的测量值达到步骤S400计算的理论测量值。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

在本发明实施例的一个典型的配置中，电子设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash-RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。

电子设备的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory-media)，如调制的数据信号和载波。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种基于直线传感器的安全门定位装置，其特征在于，所述定位装置包括：

至少一条第一导轨，所述第一导轨与安全门的轨迹平行；

第二导轨，所述第二导轨与所述第一导轨呈锐角；

设于所述第二导轨上的滑移测量部，所述滑移测量部沿所述第二导轨移动；

设于安全门上的直线位移测量系统，所述直线位移测量系统的测量端与所述滑移测量部固定连接，所述直线位移测量系统在安全门上沿所述第一导轨移动。

2.根据权利要求1所述的基于直线传感器的安全门定位装置，其特征在于，所述滑移测量部为滚轮结构。

3.根据权利要求1所述的基于直线传感器的安全门定位装置，其特征在于，所述直线位移测量系统上测量轴的轴线与所述第一导轨垂直。

4.根据权利要求2所述的基于直线传感器的安全门定位装置，其特征在于，所述定位装置还包括：

处理器，所述处理器与所述直线位移测量系统电性连接。

5.一种安全门，其特征在于，所述安全门包括权利要求1-4任意一项所述的基于直线传感器的安全门定位装置，还包括：

第一驱动部和第二驱动部，所述第一驱动部和所述第二驱动部沿所述第一导轨移动；所述第一驱动部上设置有第一驱动门，所述第二驱动部上设置有第二驱动门；所述直线位移测量系统安装于第一驱动部和第二驱动部上。

6.根据权利要求5所述的安全门，其特征在于，所述安全门还包括：

门体滚轮组件，所述门体滚轮组件设于所述第一驱动门远离所述第一驱动部的一端以及所述第二驱动门远离所述第二驱动部的一端。

7.一种基于直线传感器的安全门定位方法，其特征在于，所述方法基于权利要求1-4任意一项所述的安全门定位装置实现，所述方法包括以下步骤：

获取安全门起始位置在第一导轨上的坐标以及安全门终点位置在第一导轨上的坐标；

基于安全门起始位置和终点位置的坐标获取安全门在第一导轨上的移动距离；

基于安全门在第一导轨上的移动距离以及直线位移测量系统的伸缩长度与安全门移动距离的比例关系计算所述直线位移测量系统的理论伸缩值；

获取所述直线位移测量系统当前的测量值，并基于所述直线位移测量系统的理论伸缩值以及所述直线位移测量系统当前的测量值计算安全门到达终点位置后所述直线位移测量系统的理论测量值；

在安全门移动时，实时获取所述直线位移测量系统的测量值，直至所述直线位移测量系统的测量值达到理论测量值。

8.根据权利要求7所述的基于直线传感器的安全门定位方法，其特征在于，所述直线位移测量系统的理论伸缩值基于公式（1）获取：

；公式（1）

其中，L为安全门当前位置在所述第一导轨上的坐标；

为安全门终点位置在所述第一导轨上的坐标；

K为直线位移测量系统的伸缩长度与安全门移动距离的比例；

为所述直线位移测量系统的理论伸缩值。

9.根据权利要求8所述的基于直线传感器的安全门定位方法，其特征在于，所述直线位移测量系统的理论测量值基于公式（2）获取：

；公式（2）

S为所述直线位移测量系统当前的测量值；

为所述直线位移测量系统的理论测量值。

10.根据权利要求8所述的基于直线传感器的安全门定位方法，其特征在于，所述K的值由公式（3）获取：

；公式（3）

角A为所述第一导轨和第二导轨之间的夹角，角C为所述直线位移测量系统的测量轴与第二导轨的夹角。

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