CN209070034U - 一种屏蔽门异常状态检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种屏蔽门异常状态检测系统，其中，屏蔽门异常状态检测系统，包括：采集单元，用于采集驱动屏蔽门运转的电机的电流值；转换单元，用于将所述电流值转换为对应的电压值；比较单元，用于将所述电压值与预设的电压值进行比较，并根据比较结果确定是否存在异常状态；所述采集单元与所述转换单元电连接，所述转换单元与所述比较单元电连接。与现有技术相比，无需额外安装红外信号设备，并且提高了屏蔽门异常状态的检测的准确性。

Description

一种屏蔽门异常状态检测系统

技术领域

本实用新型实施例属于屏蔽门设备技术领域，尤其是涉及一种屏蔽门异常状态检测系统。

背景技术

城市轨道交通屏蔽门是安装于地铁、轻轨等轨道交通车站站台边缘，将轨道与站台候车区隔离，设有与列车门相对应，可多级控制开、关滑动门的连续屏障。月台屏蔽门系统作为城市轨道交通的新型设备系统，由于其良好的节能效果和对乘客的安全舒适保障，己经广泛应用于城市轨道交通系统。

地铁屏蔽门控制系统常用的执行机构是电机，利用电机驱动所述屏蔽门进行开关操作。由于地铁站台运营环境较为复杂，因此，屏蔽门必须具有防夹功能，最小防夹厚度为5毫米。当屏蔽门在关闭过程中夹到乘客或物品时，滑动门立即停止关闭，同时卸掉夹紧力，解脱被夹的人或物。目前，通常采用红外线探测方式实现对屏蔽门异常状态进行检测，防止夹人事故。在实现本实用新型的过程中，发明人发现如下技术问题：采用红外线探测方式需要在滑动门靠轨道侧安装红外线探测传感器，必定需要安装空间，加大屏蔽门与列车车门之间间隙；幼童容易进入该间隙，造成事故隐患。另外，在安装完成后，红外线探测孔易受灰尘或杂物影响而直接影响行车运营，可靠性较低。有可能引发安全事故，例如夹伤乘客、关闭不到位等，即使电机安全停转，也会影响地铁的正常运营。

发明内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种屏蔽门异常状态检测系统，以解决现有技术中存在的屏蔽门异常检测系统可靠性较低的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种屏蔽门异常状态检测系统，包括：

采集单元，用于采集驱动屏蔽门运转的电机的电流值；

转换单元，用于将所述电流值转换为对应的电压值；

比较单元，用于将所述电压值与预设的电压值进行比较，并根据比较结果确定是否存在异常状态；

所述采集单元与所述转换单元电连接，所述转换单元与所述比较单元电连接。

进一步的，所述比较单元，包括：

比较器，所述比较器的正输入端与所述转换单元电连接，所述比较器的负输入端与基准电压端电连接。

进一步的，所述系统还包括：

放大单元，用于将转换的电压进行放大处理，以得到放大后的电压值；

所述放大单元分别与所述转换单元和比较单元电连接。

进一步的，所述放大单元包括：

运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和射频电阻，所述转换单元与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与所述运算放大器的正向输入端电连接，所述第二电阻的第一端接地，所述第二电阻的第二端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第三电阻的第一端接地，所述第三电阻的第二端与所述运算放大器的反向输入端电连接，所述射频电阻的第一端与所述运算放大器的反向输入端电连接，所述射频电阻的第二端与所述运算放大器的输出端电连接，所述运算放大器的输出端与所述比较单元电连接。

进一步的，所述系统还包括：

控制单元，所述控制单元用于根据比较单元输出的比较结果对电机驱动进行控制，所述控制单元与所述比较单元的输出端电连接。

更进一步的，所述比较单元包括：

至少两个比较器，所述至少两个比较器的正向输入端与转换单元电连接，所述至少两个比较器的反向输入端与对应的基准电压端电连接。

本实用新型实施例提供的屏蔽门异常状态检测系统，通过采集驱动屏蔽门运转的电机的电流值，并将该电流值转换为对应的电压值，并将该电压值与屏蔽门正常开启和关闭时的驱动电流值对应的正常电压值进行比较，在该电压值大于正常电压值时，确定所述屏蔽门状态异常。与现有技术相比，无需额外安装红外信号设备。并且提高了屏蔽门异常状态的检测的准确性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例一提供的屏蔽门异常状态检测系统的电路示意图；

图2为本实用新型实施例二提供的屏蔽门异常状态检测系统的电路示意图；

图3为本实用新型实施例三提供的屏蔽门异常状态检测系统的电路示意图。

图中：

1、电流传感器；2、转换单元；3、第一电阻；4、第二电阻；5、第三电阻；6、射频电阻；7、运算放大器；8、比较器；9、控制器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的屏蔽门异常状态检测系统的结构示意图，参见图1，所述屏蔽门异常状态检测系统，包括：

采集单元，用于采集驱动屏蔽门运转的电机的电流值；转换单元，用于将所述电流值转换为对应的电压值；比较单元，用于将所述电压值与预设的电压值进行比较，并根据比较结果确定是否存在异常状态；所述采集单元与所述转换单元电连接，所述转换单元与所述比较单元电连接。

在屏蔽门系统中，屏蔽门自重通常可以达到100kg以上，通常采用直流电机驱动。在直流电机中设有位置传感器件，例如光电编码器或者hall元件等，能够获取到位移变化量，进而确定屏蔽门的打开/关闭的运行速度。在屏蔽门的打开/关闭过程中，屏蔽门通常以均匀的速度运行。因此，直流电机通常以速度为目标量进行PID(比例积分微分)，以实现控制屏蔽门匀速运动的目的。在出现异常状态下，特别是在屏蔽门夹人或者物体时，由于需要控制屏蔽门匀速运动，直流电机因此需要增大电流，据此可以根据直流电机的电流确定是否出现夹人等异常情况。

示例性的，所述采集单元可以采用设置在所述驱动屏蔽门运转的电机的电流传感器1，所述电流传感器用于采集所述电机的电流；电流传感器是一种利用磁通门原理(Fluxgate)将被测直流电流转换成与该电流成比例输出的直流电流的测量模块。利用电流传感器可以准确测量用于驱动屏蔽门运动的直流电机的电流值。

所述比较单元，可以采用电压比较器。例如：LM393比较芯片实现。但由于LM393是用于进行电压比较，因此，可以将电流传感器检测得到的电流通过串联一个电阻2，实现电流至电压的转换。由于驱动屏蔽门的直流电机的电流较大，因此，可以串联一个较小的电阻，在实现电流-电压等比例转换的同时，可以将电流转换为LM393比较芯片能够处理的电压范围内的电压值。

示例性的，所述电流传感器的输出端与电阻的第一端电连接，所述电阻的第二端接地，所述电流传感器的输出端与LM393芯片的第三针脚电连接，所述LM393芯片的第二针脚与预设电压输出端电连接，所述预设电压输出端输出屏蔽门正常工作时对应的电压。所述LM393芯片的第四针脚接地，所述LM393芯片的第八针脚与直流电源电连接。通过LM393芯片的第一针脚能够输出比较结果，并可根据比较结果确定是否为屏蔽门异常状态。示例性的，在所述LM393芯片的第三针脚接收到的电压值高于LM393芯片的第二针脚接收到的电压值时，所述LM393芯片的第一针脚输出高电平信号，根据高电平信号可以确定为屏蔽门异常状态。

本实用新型实施例提供的屏蔽门异常状态检测系统，通过采集驱动屏蔽门运转的电机的电流值，并将该电流值转换为对应的电压值，并将该电压值与屏蔽门正常开启和关闭时的驱动电流值对应的正常电压值进行比较，在该电压值大于正常电压值时，确定所述屏蔽门状态异常。与现有技术相比，无需额外安装红外信号设备，并且提高了屏蔽门异常状态的检测的准确性。

在本实施例的一个优选实施方式中，所述比较单元还可以采用比较器，所述比较器的正输入端与所述转换单元电连接，所述比较器的负输入端与基准电压端电连接。利用比较器同样可以实现将采集到的电流值对应的电压值与屏蔽门正常开启和关闭时的驱动电流值对应的基准电压值进行比较。进而实现根据比较结果确定是否为屏蔽门异常状态。

在本实施例的另一优选实施方式中，所述屏蔽门异常状态检测系统包括：至少两个比较单元，示例性的，所述至少两个比较单元可以包括至少两个比较器。其中，每个比较器的正向输入端均与放大单元的输出端电连接，其反向输入端可分别接入对应的基准电压端。每个基准电压端输出的电压值不同。利用设置多个比较器和对应的基准电压，可以确定屏蔽门异常状态是由于夹人还是夹到其它柔软物体造成的，方便后续对屏蔽门运行控制进行调整。提高了异常状态的检测效率。

实施例二

图2是本实用新型实施例二提供的屏蔽门异常状态检测系统的结构示意图，本实施例在上述实施例的基础上进行优化，参见图2，所述屏蔽门异常状态检测系统还包括：放大单元，用于将转换的电压进行放大处理，以得到放大后的电压值；所述放大单元分别与所述转换单元和比较单元电连接。

通常根据采集单元采集的电流值转换而成的电压值较为微弱，通常不适用于进行比较。因此，在本实施例中，所述屏蔽门异常状态检测系统还包括：放大单元。示例性的，所述放大单元可以包括：运算放大器7、第一电阻3、第二电阻4、第三电阻5和射频电阻6，所述转换单元与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻3的第二端与所述运算放大器7的正向输入端电连接，所述第二电阻4的第一端接地，所述第二电阻4的第二端与所述第一电阻3的第二端电连接，所述第三电阻5的第一端接地，所述第三电阻5的第二端与所述运算放大器7的反向输入端电连接，所述射频电阻6的第一端与所述运算放大器7的反向输入端电连接，所述射频电阻6的第二端与所述运算放大器7的输出端电连接，所述运算放大器7的输出端与所述比较单元8电连接。

运算放大器7是能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。利用第一电阻3和射频电阻可以对放大电路进行缓冲与限流，利用第二电阻4和第三电阻5可以对接地线路进行缓冲，防止整体电路失真。

本实用新型实施例提供的屏蔽门异常状态检测系统，通过增加放大单元，可以将微弱的电压放大为适合比较的电压，方便进行比较。能够进一步提高比较结果的精准度，进而提升异常状态的检测精度，同时可以对放大电路进行缓冲和限流，并能防止整体电路失真，进一步提高放大后电压的精确度。

实施例三

图3是本实用新型实施例三提供的屏蔽门异常状态检测系统的结构示意图，本实施例在上述实施例的基础上进行优化，参见图3，所述屏蔽门异常状态检测系统还包括:控制单元，所述控制单元用于根据比较单元输出的比较结果对电机驱动进行控制，所述控制单元与所述比较单元的输出端电连接。

在检测到屏蔽门状态异常时，通常需要对电机进行控制，以通过电机驱动所述屏蔽门进行后续不同的各种动作。例如：在检测到屏蔽门当前处于夹人状态时，则控制电机驱动屏蔽门停止运动或者反向运动。因此，在本实施例中，还可增加控制单元，以实现在检测到屏蔽门状态异常时，控制电机驱动屏蔽门动作。

示例性的，所述控制单元可以包括：LPC2129芯片实现，所述LPC2129芯片包括：32位定时器、4通道10位ADC(Analog to Digital Converter，模数转换器)、多达2个高级CAN通道、PWM通道、46条GPIO(General Purpose Input Output，通用输入/输出)线路以及多达9个外部中断管脚，特别适用于对直流电机进行控制。示例性的，LPC2129芯片的GPIO端口与所述比较单元的输出端电连接，即可以与比较器8的输出端电连接，LPC2129芯片的PWM通道与直流电机的PWM控制器9电连接，以实现对直流电机的控制。

相应的，所述屏蔽门异常状态检测系统，可以包括：至少两个比较单元。由于在屏蔽门工作过程中，其电流通常并非一成不变。例如：在启动时，由于屏蔽门需要克服静止的摩擦力，此时直流电机的电流相对于匀速运动时，电流值更高，且有可能超过夹人状态时的电流值。但其并不代表异常状态。因此，可以将一个比较单元的基准电压值设为启动时对应的电压值。并可以将在即将关闭过程中的电压值作为另一个比较单元的基准电压值。通过设定多个比较单元，并结合LPC2129芯片的定时功能，能够准确的区分出正常运行状态和异常状态。并可以根据实际情况，为每个比较单元设置不同的基准电压，以实现检测不同异常状态的目的。例如：设置不同的基准电压，每种基准电压可对应不同的异常状态。利用多个比较单元可以检测出屏蔽门夹人，或者夹到柔软物体的异常状态。并可根据不同的异常状态控制直流电机驱动屏蔽门进行不同的动作。

本实施例通过增加控制单元，所述控制单元用于根据比较单元输出的比较结果对电机驱动进行控制，所述控制单元与所述比较单元电连接。可以根据检测到的屏蔽门异常状态控制电机，以使得电机驱动屏蔽门进行各种后续动作，保证运营安全。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种屏蔽门异常状态检测系统，其特征在于，包括：

采集单元，用于采集驱动屏蔽门运转的电机的电流值；

转换单元，用于将所述电流值转换为对应的电压值；

比较单元，用于将所述电压值与预设的电压值进行比较，并根据比较结果确定是否存在异常状态；

所述采集单元与所述转换单元电连接，所述转换单元与所述比较单元电连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述比较单元，包括：

比较器，所述比较器的正输入端与所述转换单元电连接，所述比较器的负输入端与基准电压端电连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

放大单元，用于将转换的电压进行放大处理，以得到放大后的电压值；

所述放大单元分别与所述转换单元和比较单元电连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述放大单元包括：

运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻和射频电阻，所述转换单元与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与所述运算放大器的正向输入端电连接，所述第二电阻的第一端接地，所述第二电阻的第二端与所述第一电阻的第二端电连接，所述第三电阻的第一端接地，所述第三电阻的第二端与所述运算放大器的反向输入端电连接，所述射频电阻的第一端与所述运算放大器的反向输入端电连接，所述射频电阻的第二端与所述运算放大器的输出端电连接，所述运算放大器的输出端与所述比较单元电连接。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

控制单元，所述控制单元用于根据比较单元输出的比较结果对电机驱动进行控制，所述控制单元与所述比较单元的输出端电连接。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述比较单元包括：

至少两个比较器，所述至少两个比较器的正向输入端与转换单元电连接，所述至少两个比较器的反向输入端与对应的基准电压端电连接。