CN218290069U - 一种基于tof的电梯关门保护电路、装置及电梯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于TOF的电梯关门保护电路、装置及电梯。通过电源电路为计时器供电，而计时器在发射电路发射预设波长的光线时开始计时，且在预设时间内接收电路未接收预设波长的光线时，判断电梯门周边当前没有遮挡物，此时触发电梯关门，能够避免尚有人或物进出电梯时误关门导致的安全事故，解决了现有技术中电梯关门准确性差的技术问题。

Description

一种基于TOF的电梯关门保护电路、装置及电梯

技术领域

本实用新型实施例涉及距离传感器技术领域，尤其涉及一种基于TOF的电梯关门保护电路、装置及电梯。

背景技术

现有的电梯关门保护系统均使用光幕作为感应装置，光幕通过红外线接收情况来判断有无遮挡，一旦被遮挡就通知电梯门机开门以免夹到行人。

然而现有的光幕的工作原理，红外线会穿过透明物体，这导致无法探测玻璃性质的透明物体，且光幕的探测精度较差，当遮挡物小于50mm时，经常出现无法探测的情况，这使得绳索类的物体不能被有效识别，手指、细小的手臂等也无法被识别，这导致偶有电梯门夹到手指的事情发生，存在较大的安全隐患，且现有的光幕体积大、安装位置固定且结构复杂，这使得稳定性和可靠性较差，运输及安装的成本都较高。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种基于TOF的电梯关门保护电路，以通过TOF 实现电梯关门保护的技术效果。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种基于TOF的电梯关门保护电路，包括电源电路、计时器、发射电路及接收电路；所述电源电路与所述计时器连接，所述计时器与所述发射电路及所述接收电路连接；其中，

所述计时器，用于在向所述发射电路发送信号时开始计时，并在预设时间内未接收到所述接收电路发送的信号时执行关门保护；

所述发射电路，用于接收到所述计时器发送的信号时向电梯出入区域发射预设波长的光线；

所述接收电路，用于接收到所述预设波长的光线时，向所述计时器发送信号；

所述电源电路，用于为所述计时器供电，并通过所述计时器为所述发射电路及所述接收电路供电。

优选地，所述发射电路包括发光电路及扩散片；其中，

所述发光电路，用于生成预设波长的光线；

所述扩散片，用于对所述发光电路生成的预设波长的光线进行均光。

优选地，所述发射电路还包括准直透镜；其中，

所述准直透镜，用于将所述均光后的预设波长的光线发射至电梯出入区域。

优选地，所述发射电路与所述接收电路之间设置有隔离装置；其中，

所述隔离装置，用于隔离所述发射电路通过非电梯出入区域反射至所述接收电路的所述预设波长的光线。

优选地，还包括接近传感器，所述接近传感器于所述电源电路连接；其中，

所述接近传感器，用于检测到预设探测标志物时，断开所述电源电路与所述计时器的连接，未检测到预设探测标志物时，导通所述电源电路与所述计时器的连接。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种基于TOF的电梯关门保护装置，包括外壳及如上述的基于TOF的电梯关门保护电路；所述外壳内腔固定安装有所述基于TOF的电梯关门保护电路；所述外壳内腔表面与所述基于TOF的电梯关门保护电路之间填充有导热材料。

优选地，所述基于TOF的电梯关门保护装置固定于电梯门的上方，所述预设光线在电梯门开启时覆盖电梯出入区域。

优选地，一种基于TOF的电梯关门保护装置还包括另一基于TOF的电梯关门保护电路，其中，所述基于TOF的电梯关门保护电路固定安装于所述电梯门上方内侧，用于检测电梯门内侧是否存在倚靠现象，所述另一基于TOF 的电梯关门保护电路安装于所述电梯门上方外侧，用于检测电梯门外侧是否存在倚靠现象。

第三方面，本实用新型还提出一种电梯，所述电梯包括如上所述的基于TOF 的电梯关门保护装置。

本实用新型通过电源电路为计时器、发射电路及接收电路供电，并由计时器对预设波长的光线从发射电路发射至接收电路接收的时间进行计时，其中，发射电路及接收电路基于TOF进行工作，发射电路发射预设波长的光线，光线传播过程中遇到物体后被反射，接收电路则接收被反射的光线，这样接收电路未在预设时间内接收到反射的光线时，判断电梯门周边当前没有遮挡物，此时触发电梯关门，接收电路在预设时间内接收到反射的光线时，判断电梯门出入区域有遮挡物，提前将发射电路发射的光线反射以被接收电路接收，此时触发电梯门保持开启，能够避免尚有人或物进出电梯时误关门导致的安全事故，解决了现有技术中缺乏基于TOF的电梯关门保护电路的技术问题，将TOF技术应用到电梯关门保护上，降低了运输及安装光幕的成本，提高了检测精度，实现了对玻璃性质的透明物体以及微小物体的检测。

附图说明

图1是本实用新型基于TOF的电梯关门保护电路中一实施例的功能模块图；

图2是本实用新型基于TOF的电梯关门保护电路中另一实施例的功能模块图；

图3是本实用新型基于TOF的电梯关门保护装置中一实施例的结构示意图。

附图标记说明：

100电源电路；200计时器；300发射电路；400接收电路；310发光电路； 320扩散片；330准直透镜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

图1为本实用新型实施例一提供的一种基于TOF的电梯关门保护电路的功能模块图，包括电源电路、计时器、发射电路及接收电路；电源电路与计时器连接，计时器与发射电路及接收电路连接；其中，

计时器，用于在向发射电路发送信号时开始计时，并在预设时间内未接收到接收电路发送的信号时执行关门保护；

发射电路，用于接收到计时器发送的信号时向电梯出入区域发射预设波长的光线；

接收电路，用于接收到预设波长的光线时，向计时器发送信号；

电源电路，用于为计时器供电，并通过计时器为发射电路及接收电路供电。

易于理解的是，关门保护方法存在较多的现有方案，通常采用的方案是暂停电梯的升降功能，每隔预设时间尝试关闭电梯门，循环检测电梯门是否关闭并发出声音提示。

需要说明的是，TOF技术在使用中通常会发送光信号，遇到物体反射后接收电路接收该反射的光信号，则可根据往返时间计算物体之间的距离。ToF根据调制方法的不同，可以分为两种：脉冲调制(Pulsed Modulation)和连续波调制(Continuous WaveModulation)。脉冲调制是直接测量飞行时间，也称为dToF (直接ToF)，连续波调制是通过相位差来计算飞行时间，也称为iToF。

值得强调的是，随着TOF在手机等电子产品的大规模应用，TOF传感器的小型化技术得到大范围的应用，小型TOF传感器的成本得到极大的压缩，现有的测距算法得到多次迭代测距精度不断上升，使得现有的小型化TOF传感器在应用难度、测距精度及成本上具备显著的优势。

需要强调的是，现有的TOF测技术能够在短时间内准确地检测物体，并且不受湿度，气压和温度的影响，使其适合于室内和室外使用其仅在阳光直射的场景下局限性较大，面对室内场景，其测量精度高，可靠性好，且其使用低功率红外激光作为光源，并通过调制脉冲驱动它。传感器达到1类激光安全标准，可确保其对人眼的安全。

本实施例的技术方案，通过电源电路为计时器、发射电路及接收电路供电，并由计时器对预设波长的光线从发射电路发射至接收电路接收的时间进行计时，其中，发射电路及接收电路基于TOF进行工作，发射电路发射预设波长的光线，光线传播过程中遇到物体后被反射，接收电路则接收被反射的光线，这样接收电路未在预设时间内接收到反射的光线时，判断电梯门周边当前没有遮挡物，此时触发电梯关门，接收电路在预设时间内接收到反射的光线时，判断电梯门出入区域有遮挡物，提前将发射电路发射的光线反射以被接收电路接收，此时触发电梯门保持开启，能够避免尚有人或物进出电梯时误关门导致的安全事故，解决了现有技术中缺乏基于TOF的电梯关门保护电路的技术问题，将TOF技术应用到电梯关门保护上，降低了运输及安装光幕的成本，提高了检测精度，实现了对玻璃性质的透明物体的检测。

可以理解，在电梯出入区域当前没有遮挡物时，发射电路发射的光信号会经地面反射被接收电路接收，这一场景下的光信号传播时间即可作为电梯关门保护的判断界限，接收电路在此时间之前接收到反射的光信号，则表示距离发射电路更近的位置存在物体，即可能尚有人或物进出电梯，此时触发电梯门保持开启能够避免误关门导致的安全事故；接收电路在此时间之后接收到反射的光信号，则表示当前没有人或物进出电梯，此时触发电梯关门，实现安全关门。

参照图2，发射电路包括发光电路及扩散片；其中，

发光电路，用于生成预设波长的光线；

扩散片，用于对发光电路生成的预设波长的光线进行均光。

具体地，发射电路还包括准直透镜；其中，

准直透镜，用于将均光后的预设波长的光线发射至电梯出入区域。

其中，发光电路可以使用LED、边发射激光器、垂直腔面发射激光器、平腔表面发射激光器，扩散片可以使用基于微透镜阵列或者衍射元件的匀光片。

易于理解的是，由于TOF的测距原理为通过光线的往返飞行时间计算传感器与待测方向物体的距离，因此需要避免不经过待测方向物体反射的光线进入接收电路，本实施例通过扩散片及准直透镜使得发射电路发出的光线集中照射待测方向，有效的减少了其它方向的光线，有效的避免了不经过待测方向物体反射的光线进入接收电路，其中待测方向为电梯出入区域。

具体地，发射电路与接收电路之间设置有隔离装置；其中，

隔离装置，用于隔离发射电路通过非电梯出入区域反射至接收电路的预设波长的光线。

需要说明的是，本实用新型实施例中，发射电路与接收电路集成在一起。如集成于同一线路板，或者堆叠设计的至少两个线路板上等。由于存在部分光线通过非待测方向的物体反射至接收电路，或者发射电路发射的光线未经反射直接入射至接收电路，此时会导致测量精度的下降，因此需要隔离这部分的光线，本申请使用隔离装置对这部分的光线进行隔离，有效提高了测量精度。

具体地，接近传感器可以为电容式接近传感器、电感式接近传感器、光电式接近传感器。电容式接近传感器以电极为检测端的近电容接近开关，它由高频振荡电路、检波电路、放大电路、整形电路及输出电路组成；电感式接近传感器由高频振荡电路、检波电路、放大电路、整形电路及输出电路组成；光电式接近传感器由发光二极管或半导体激光管、光电三极管及检测电路组成。

值得强调的是，由于接收电路并不能判断接收到的光线是否经过反射或折射，隔离装置还能有效避免发射电路发出的预设波长的光线直射接收电路，减少部分光线对测量的干扰，有效的提高了测量精度。

具体地，还包括接近传感器，接近传感器于电源电路连接；其中，

接近传感器，用于检测到预设探测标志物时，断开电源电路与计时器的连接，未检测到预设探测标志物时，导通电源电路与计时器的连接。

值得强调的是，在安装关门保护的智能装置的对门等高位置，安装接近传感器探测标志物，用于增强接近传感器探测精度，如果使用电容式接近传感器、电感式接近传感器，则探测标志物为铜、铁等金属导体，如使用光电式接近传感器，则探测标志物为高反射率材料。

可以理解的是，接近传感器在检测到预设探测标志物，即电梯门关闭时，断开电源电路与计时器的连接，此时TOF组件不再工作；接近传感器在未检测到预设探测标志物，即电梯门关闭开启时，导通电源电路与计时器的连接，此时TOF组件开始工作。TOF组件包括发射电路和接收电路，所述接近传感器、探测标志物、接收电路及发射电路的安装位置可参照图3所示，接近传感器可安装与电梯左门上方的电梯门框上，则探测标志物安装于电梯左门上方的对应位置，用于检测安装于电梯左门对应位置的探测标志物是否移动，以判断电梯左门是否开启；接收电路及发射电路可安装于电梯右门上方的电梯门框，便于在电梯开门后检测电梯出入口是否存在异物。

本实施例的技术方案，通过公开发射电路的具体组成，完善了技术方案，并通过增加隔离装置减少非待测方向的反射光线被接收电路接收造成的干扰，提高了检测精度，还通过增加接近传感器，降低了TOF组件的功耗，并公开了接近传感器的具体器件，进一步完善了技术方案，减少了电路的能量消耗，提升了电路的检测精度，提升了用户体验。

本实用新型还提出一种基于TOF的电梯关门保护装置，包括外壳及如上述实施例所述的基于TOF的电梯关门保护电路；外壳内腔固定安装有基于TOF 的电梯关门保护电路；外壳内腔表面与基于TOF的电梯关门保护电路之间填充有导热材料。

易于理解的是，通过外壳直接散热，可提高散热性能,延长使用寿命，另外还使得电梯关门保护装置的体积更小，集成化程度更高，便于安装，极大的降低了安装成本，提升了用户体验。

具体地，基于TOF的电梯关门保护装置固定于电梯门的上方，预设光线在电梯门开启时覆盖电梯出入区域。

需要说明的是，若需要对电梯门的开关状态进行详细的检测，可将预设宽度设置为整个电梯门的宽度，此时调整发射电路发出的光线覆盖范围即可实现预设宽度的调整，然而检测宽度越宽，检测算法越复杂，检测精度越差。

具体地，基于TOF的电梯关门保护装置还包括另一基于TOF的电梯关门保护电路，其中，基于TOF的电梯关门保护电路固定安装于电梯门上方内侧，用于检测电梯门内侧是否存在倚靠现象，另一基于TOF的电梯关门保护电路安装于电梯门上方外侧，用于检测电梯门外侧是否存在倚靠现象。

本实用新型实施例所提供的基于TOF的电梯关门保护装置可执行本实用新型任意实施例所提供的基于TOF的电梯关门保护电路，具备上述电路相应的功能模块和有益效果，在此不再一一赘述。

本实施例的技术方案，通过调整基于TOF的电梯关门保护电路的安装数量及安装位置，实现了不同的检测效果，并对电梯门两侧进行检测，及时发现依靠情况，避免开门后依靠的人员依靠物体移动导致摔倒或是，依靠电梯门的物品倒下砸伤乘坐电梯的人员，保障了人身安全，提高了电梯的安全性能，提高了用户体验。

本实用新型还提出一种电梯，电梯包括如上的基于TOF的电梯关门保护装置。

当然，本实用新型实施例所提供的电梯具备上述装置的功能模块和有益效果，在此不再一一赘述。

值得注意的是，上述实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本实用新型的保护范围。

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 (9)

1.一种基于TOF的电梯关门保护电路，其特征在于，包括电源电路、计时器、发射电路及接收电路；所述电源电路与所述计时器连接，所述计时器与所述发射电路及所述接收电路连接；其中，

所述计时器，用于在向所述发射电路发送信号时开始计时，并在预设时间内未接收到所述接收电路发送的信号时执行关门保护；

所述发射电路，用于接收到所述计时器发送的信号时向电梯出入区域发射预设波长的光线；

所述接收电路，用于接收到所述预设波长的光线时，向所述计时器发送信号；

所述电源电路，用于为所述计时器供电，并通过所述计时器为所述发射电路及所述接收电路供电。

2.根据权利要求1所述的基于TOF的电梯关门保护电路，其特征在于，所述发射电路包括发光电路及扩散片；其中，

所述发光电路，用于生成预设波长的光线；

所述扩散片，用于对所述发光电路生成的预设波长的光线进行均光。

3.根据权利要求2所述的基于TOF的电梯关门保护电路，其特征在于，所述发射电路还包括准直透镜；其中，

所述准直透镜，用于将所述均光后的预设波长的光线发射至电梯出入区域。

4.根据权利要求1所述的基于TOF的电梯关门保护电路，其特征在于，所述发射电路与所述接收电路之间设置有隔离装置；其中，

所述隔离装置，用于隔离所述发射电路通过非电梯出入区域反射至所述接收电路的所述预设波长的光线。

5.根据权利要求1所述的基于TOF的电梯关门保护电路，其特征在于，还包括接近传感器，所述接近传感器与所述电源电路连接；其中，

所述接近传感器，用于检测到预设探测标志物时，断开所述电源电路与所述计时器的连接，未检测到预设探测标志物时，导通所述电源电路与所述计时器的连接。

6.一种基于TOF的电梯关门保护装置，其特征在于，包括外壳及如权利要求1至5中任一项所述基于TOF的电梯关门保护电路；所述外壳内腔固定安装有所述基于TOF的电梯关门保护电路；所述外壳内腔表面与所述基于TOF的电梯关门保护电路之间填充有导热材料。

7.根据权利要求6所述的基于TOF的电梯关门保护装置，其特征在于，所述基于TOF的电梯关门保护装置固定于电梯门的上方，预设光线在电梯门开启时覆盖电梯出入区域。

8.根据权利要求6所述的基于TOF的电梯关门保护装置，其特征在于，还包括另一基于TOF的电梯关门保护电路，其中，所述基于TOF的电梯关门保护电路固定安装于电梯门上方内侧，用于检测电梯门内侧是否存在倚靠现象，所述另一基于TOF的电梯关门保护电路安装于所述电梯门上方外侧，用于检测电梯门外侧是否存在倚靠现象。

9.一种电梯，其特征在于，所述电梯包括如权利要求6-8中任意一项所述的基于TOF的电梯关门保护装置。

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