EP0552338B1 - Systeme de protection pour portes automatiques - Google Patents

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Publication number
EP0552338B1
EP0552338B1 EP92916637A EP92916637A EP0552338B1 EP 0552338 B1 EP0552338 B1 EP 0552338B1 EP 92916637 A EP92916637 A EP 92916637A EP 92916637 A EP92916637 A EP 92916637A EP 0552338 B1 EP0552338 B1 EP 0552338B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
door
detector
obstacle
signal
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP92916637A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0552338A1 (fr
Inventor
Tuyen Tran
Emmanuel Eubelen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Belgian Electronic Research SA
Original Assignee
Belgian Electronic Research SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Belgian Electronic Research SA filed Critical Belgian Electronic Research SA
Publication of EP0552338A1 publication Critical patent/EP0552338A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0552338B1 publication Critical patent/EP0552338B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05F—DEVICES FOR MOVING WINGS INTO OPEN OR CLOSED POSITION; CHECKS FOR WINGS; WING FITTINGS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, CONCERNED WITH THE FUNCTIONING OF THE WING
    • E05F15/00—Power-operated mechanisms for wings
    • E05F15/70—Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation
    • E05F15/73—Power-operated mechanisms for wings with automatic actuation responsive to movement or presence of persons or objects
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E05—LOCKS; KEYS; WINDOW OR DOOR FITTINGS; SAFES
    • E05Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES E05D AND E05F, RELATING TO CONSTRUCTION ELEMENTS, ELECTRIC CONTROL, POWER SUPPLY, POWER SIGNAL OR TRANSMISSION, USER INTERFACES, MOUNTING OR COUPLING, DETAILS, ACCESSORIES, AUXILIARY OPERATIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, APPLICATION THEREOF
    • E05Y2900/00—Application of doors, windows, wings or fittings thereof
    • E05Y2900/10—Application of doors, windows, wings or fittings thereof for buildings or parts thereof
    • E05Y2900/13—Type of wing
    • E05Y2900/132—Doors

Definitions

  • the present invention relates to an electronic system for optimal protection of persons within the operating range of an automatic door.
  • a system of this kind is intended to ensure the protection of people moving or immobilizing themselves in the space swept by the moving part of an automatic door, for example a revolving door.
  • an automatic door for example a revolving door.
  • it is important to equip it with a system for detecting people moving or present in its field of action, in order to to give the automatic control the necessary instructions to avoid contact which could prove to be damaging.
  • electronic presence detectors comprising a transmitter for emitting radiation or waves and a receiver for picking up the reflected diffuse radiation or the waves reflected by an obstacle situated in the covered spatial field to produce a detection signal as a function of the reflected intensity.
  • These detectors can monitor the space swept by the door during its movement, and provide a signal when a person or an object is detected. in its radius of action.
  • This signal is by nature an all or nothing signal and, depending on the particular application that one wants to make of it, allows either to slow the movement of the door, or to stop it. The relative speed or the relative distance between the door and the detected obstacle is not taken into account in this.
  • a method based on the analysis of the signal signature as a function of the angular position occupied by the movable part of the door, would make it possible to hold account for the irregular structure of the background. However, an occasional modification would not be taken into account and would cause untimely detection. In addition, this method also does not take into account the relative movement (speed or relative distance) between the door and the obstacle detected.
  • Infrared detectors behave according to the characteristics of the background they cover: nature, color and reflective power; they can be sensitive to external light radiation, and their performance can be reduced due to the permanent passage between the external environment and the internal environment, resulting in differences in brightness.
  • the ultrasonic detectors have a behavior which is a function of the climatic conditions: temperature, humidity, displacement of air, and their performances can be reduced due to the permanent passage between the external medium and the internal medium, involving variations of these conditions and a permanent air mixing. In addition, these detectors are sensitive to vibrations and certain ambient noises.
  • the present invention aims to remedy the drawbacks mentioned above of known protection systems for automatic doors.
  • Each obstacle detector is a detector arranged to generate a signal proportional to the relative movement of a surface or an obstacle in the spatial detection field of the detector relative to the corresponding leaf, and the system further comprises a controller arranged to acquire the detection signal generated by the detector of each leaf and produce a setpoint signal for the door automation, said setpoint signal being determined as a function of the relative movement of the obstacle animated by the slowest movement relative to the leaf movement.
  • Each detector is arranged to produce a detection signal proportional to the relative speed of a surface or an obstacle relative to the corresponding leaf or a detection signal proportional to the distance between an obstacle and the leaf.
  • the controller ensures effective control of the door according to the movement of the user.
  • the invention can not only be used for a revolving door but also for the protection of persons in front of an automatic pivoting door, generally consisting of a single motorized leaf allowing the door to rotate through an angle practically equal to 90 °.
  • the controller makes it possible to adapt the speed of rotation of the door to the movement of the user who moves most slowly in one of its sectors, thus optimizing the operation of the door.
  • the controller When the detectors fitted to the different leaves are set identically, it is possible to organize the controller so that it compares the detection signals produced by the various detectors on the door and issue an alert signal when the detection signals in the absence of an intruder obstacle (no-load operation) are not all identical or when a predetermined number of them are different from the others.
  • the invention thus advantageously allows automatic self-monitoring of the protection system itself.
  • the automatic drum carrier known per se, represented in FIG. 1, consists for example of four movable leaves, denoted 1, which are integral with a central axis represented in 2.
  • a suitable motorization (not shown) makes it possible to drive the axis 2 and the leaves 1 according to a generally uniform rotational movement represented by the curvilinear arrow.
  • the assembly as described is generally constructed symmetrically with respect to a wall or a partition 6, 6 ′, conventionally delimiting an exterior zone 7 and an interior zone 8.
  • the number of leaves can be different from four, and that the door can be equipped with a mechanism driving the leaves in a non-circular movement. There are mechanisms driving the leaves partially in rotation and partially in translation.
  • the black square denoted 9 symbolizes a pedestrian wishing to pass for example from the exterior 7 towards the interior 8, who is at the level of the access zone 4 (entrance) and enters it when the space left for example by leaves 1a and 1b is sufficient (Figure 2A).
  • the pedestrian By accompanying the rotational movement of the door (FIG. 2B), it is engaged in the drum holder, between the leaves 1a and 1b.
  • FIG. 2C the pedestrian is in view of the access zone 5 (exit) which emerges as a function of the rotation of the door.
  • the pedestrian leaves the revolving door by the exit zone 5.
  • the automatic revolving door should be equipped with a detection device capable of giving the automation controlling the door the instructions to avoid this kind of 'accident.
  • FIGS 3 and 4 schematically show an automatic four-leaf drum holder 1 equipped with four active infrared presence detectors 10. These are fixed to the upper part of each movable leaf, and comprise, as is well known, a transmitter for emitting infrared radiation from top to bottom, a receiver for picking up reflected diffuse radiation in order to produce a detection signal as a function of the reflected intensity, therefore of the presence or not of an obstacle.
  • the detection lobe 100 has substantially the shape of a pyramid with a rectangular base, relatively narrow so as not to cover too large a portion of the sector comprised between two consecutive leaves, but wide enough to provide protection in front of the leaf which it protects. .
  • the portion of space covered by the detection lobe does not, however, extend to the ground: it has a dead zone, shown in dotted lines in FIG. 3, zone in which no detection can take place in order to avoid the consideration of background irregularities.
  • a detection takes place as soon as the latter, either for having slowed down, or for having stopped, enters the detection lobe of the sensor.
  • the detection signal produces either the stopping of the door, or its slowing down, regardless of the relative speed or the relative distance between the door and the obstacle detected.
  • the detector can however be influenced by the presence on the ground of objects having a strong contrast in relation to the background; this can lead to parasitic detections, and therefore to a reduction in the efficiency of the system.
  • the protection mode illustrated in Figure 3 is subject to a few variants characterized by different lobe shapes, a different sensor position (horizontally at any point on the upper part of the door, or even vertically or obliquely, on the central axis or the opposite upright or even halfway up).
  • a similar protection mode based on ultrasonic detection is also possible. It usually involves a conically shaped lobe, the diameter of the circular base of which is generally reduced. In all these cases, presence detection involves a simple action on the movement of the door: slowing down or stopping, with the drawbacks mentioned above. It is clear that this completely usual mode of protection does not allow the relative movement between the door and the obstacle to be taken into account.
  • FIG. 5 illustrates another detection method conventionally used.
  • This consists, by leaf, of a longitudinal detector fixed horizontally halfway up the leaf.
  • FIG. 5 shows for example the detector of leaf 1.
  • the detection can be infrared or ultrasonic: the detection lobe 100 is horizontal or almost horizontal, and extends in a space very close to the door. It is in fact a somewhat particular variant of the cases cited above, which has the advantage of better immunity to parasitic detections due to ground irregularities because the detection lobe is not directed towards floor.
  • the detector can be affected by external parasitic light radiation, while in the ultrasonic version, many of the disadvantages mentioned affect the detector.
  • the covered area is quite small, and children or fallen people cannot be detected.
  • This detection mode in this case also, provides information all or nothing, causing only a single action on the door, without taking into account its relative movement.
  • FIG. 6 we can see another conventional variant in which an ultrasonic or infrared beam, coming from a detector 10 placed in the lower part of the axis of rotation 2, horizontally covers a field in front of the lower part of the leaf from the 'axis of rotation 2 to substantially the opposite edge of the leaf, thus constituting a barrier almost at ground level.
  • an all or nothing signal is given and the door slows down or s 'stopped.
  • FIG. 7 schematically show a drum holder equipped with a protection system according to the invention, in a preferred embodiment.
  • the protection system includes a leaf detector.
  • the detectors 20 are detectors capable of measuring the relative speed or the relative distance between a being or object appearing in their field of action and the door. Detectors are for example Doppler detectors (known per se), based on microwave technology but other technologies are applicable, such as for example ultrasound.
  • the system also includes a controller for acquiring the signals supplied by the detectors fitted to the revolving door, calculating the servo setpoint of the latter and optionally ensuring self-monitoring of the system.
  • the controller is shown in Figure 9 which is a block diagram of the complete protection system according to the invention.
  • each detector comprises a transmitter circuit 12 for generating a microwave signal which is radiated in space by an antenna shown at 11.
  • This can be constituted a horn, a parabola, a radiating waveguide or any other radiating element known to those skilled in the art.
  • Any relative moving obstacle in the field of action of the detector in a sector of the door reflects part of the incident wave and the reflected wave is picked up by the antenna and mixed with the incident wave thanks to a mixer present. in a receiver circuit 13. Consequently, and due to the Doppler effect, a low frequency signal is available at the output of the receiver 13.
  • the frequency of the Doppler signal is proportional to the relative speed of the detected obstacle and its amplitude is proportional to the size and proximity of the detected obstacle.
  • the detection signal from each receiver 13 is applied to an amplification and filtering circuit 14 the output of which is for example connected to the inputs of a digitization cell 15.
  • the latter mainly comprises two comparators, known per se, which exploit the information contained in the amplitude of the detection signal.
  • the first comparator 15a has a comparison threshold denoted + fixed for detecting the low amplitude signal corresponding to the relative movement of the ground relative to the detector fixed on the leaf. At the output of comparator 15a, a digitized square wave signal appears, as shown in 160.
  • the second comparator 15b has a comparison threshold denoted + fixed to detect a signal of greater amplitude than the first comparator: it therefore switches only when a person or an object has been detected.
  • a digitized square wave signal appears, as shown in 170, only during the periods of detection of a person or an object.
  • each of the detectors 20 delivers at its output two digital signals containing information of a frequency nature which, for one of the signals, is proportional to the relative speed of travel of the ground relative to the detector (leaf) in the absence of detection of an obstacle, and for the other, at the relative speed of the obstacle with respect to the detector 20 (leaf).
  • a motion detector as provided in accordance with the invention is not affected by the drawbacks mentioned in the description of the solutions.
  • classics they are not influenced by the structure of the background they cover (nature, color and to some extent reflective power) they are not sensitive to light radiation or to differences in brightness between the outdoor areas and interior of the revolving door, and they do not behave affected by the climatic conditions mentioned above, neither by air currents nor by ambient noise.
  • the detectors used can occupy any position on each leaf of the drum carrier, provided that this location allows them to measure the relative speed of the obstacles to be detected.
  • an advantageous variant of the invention would be to equip the detectors with an antenna formed by a radiating waveguide, known per se, which would make it possible to provide longitudinal coverage over the entire width of the leaf, as shown in Figures 10 and 11.
  • the detectors represented in FIG. 10 radiate in a detection lobe 200 having the shape of a narrow brush extending over the entire width of the detector (FIG. 11). This variant advantageously reinforces the efficiency of detection.
  • the speed setpoint is communicated to the door control by means of a connection shown in 19 which can be of any type: for example analog, serial, parallel, or any other known means of communication.
  • a regulation circuit at the door control level can act on the speed of the motor, according to the setpoint calculated by the controller 30, in order to restore satisfactory conditions of use, namely a rotation speed adapted to the slowest of the users present in the drum holder at a determined time.
  • the controller must order the immediate stop of the door in order to prevent the obstacle from coming into contact with the leaf.
  • the regulation process can be continuous or discontinuous.
  • Figures 12 and 13 show some waveforms illustrating a discontinuous regulation process according to the invention and which constitutes one example of application among others possible.
  • the waveform denoted Vrel corresponds to the relative speed between the detected obstacle and the leaf, calculated by the microprocessor of the controller 30, from one of the frequency channels 170.
  • the waveform denoted CF is for example a discontinuous braking setpoint, active in the high state noted 1.
  • the waveform noted V represents the speed of the door. All these curves are referenced with respect to the same time axis.
  • FIG. 12 illustrates the case where a user has a movement speed slightly lower than the tangential speed of the door. It can be seen that from the instant t0, the relative speed is detected on one of the measurement channels as soon as the user enters the detection lobe of the leaf which precedes it.
  • the controller 30 sends a braking instruction CF to the automatic control of the door.
  • This automatism begins to act at time t1 + ⁇ , which results in a reduction in the speed V of the door, and in the case envisaged here, in a reduction in the measured relative speed Vrel.
  • the duration of braking is for example 100 milliseconds.
  • the brake setpoint CF returns to the low state at time t2.
  • the controller proceeds to acquire the relative speed and if this is not zero, it sends a second time a brake setpoint at the door control automation.
  • the setpoint is in the high state during the time interval t3-t4 of 100 milliseconds for example. From time t3 + ⁇ , the braking effect is such that the speed V of the door decreases again and, in the case considered, the relative speed measured Vrel also decreases. The process described above is repeated, for example once again.
  • the controller finds that the relative speed Vrel has been canceled, either because the user is moving in synchronism with the door, or because he is now outside the detection lobe.
  • the door speed is maintained at its new value for 500 milliseconds for example, after which the controller can restore the door to its initial speed.
  • FIG. 13 illustrates the case where a user is stopped in a sector of the revolving door.
  • the process proceeds as described above. However, at time t6 (for example 500 milliseconds after the start of the regulation process) the controller notices that the relative speed of the detected obstacle compared to the leaf is far from being canceled, and he then orders the stop immediately from the door.
  • time t6 for example 500 milliseconds after the start of the regulation process
  • the obstacle stopped leads to a relative speed measurement equal to the relative speed of travel of the ground relative to the leaf, which can be used by the controller 30.
  • Doppler detectors fitted with a direction of travel discriminator makes it possible to detect whether the obstacle is moving in the direction of rotation of the door or in the opposite direction, which allows further regulation. finer than the process described above.
  • the speed setpoint calculated by the controller 30 and communicated to the automatic control of the revolving door must allow the regulation process to maintain between the obstacle and the door a distance greater than a given value.
  • detectors can be used for distance measurement as described, and in particular infrared triangulation detectors.
  • the distance measurement is inapplicable when the detector is fixed to the upper part of the leaf and directs its detection lobe towards the ground with an angle of inclination relative to the vertical.
  • the distance measured also depends on the size of the obstacle detected, and not only on its position relative to the door, which is not the case when the measurement is made in a horizontal plane.
  • the regulation process according to the invention makes it possible, thanks to the speed setpoint calculated by the controller 30, to adapt the speed of the drum carrier to the user who moves most slowly in one of its sectors and thus optimize their operation.
  • the device according to the invention is a fortiori capable of controlling only the stopping of the door or its slowing down to a predetermined speed just as in conventional known systems.
  • the invention can advantageously be used for the protection of persons in front of an automatic pivoting door, generally consisting of a single motorized leaf allowing the door to rotate through an angle practically equal to 90 °.
  • This embodiment can be considered as a particular case of application of the invention, although the control of the pivoting door is not necessary in this case.
  • Another aspect of the invention relates to the automatic adjustment of the detectors. Since the whole process of regulating the speed of the revolving door is based on the measurement of the relative speed in different sectors of the door, it is advantageous that the detectors monitoring the different sectors of the door are adjusted identically. As each detector, as described above, provides two measurement signals, the adjustment of the detectors fitted to an automatic drum holder represents tedious work, but also particularly delicate. It is certain that the installers do not necessarily have the means to control the quality of the adjustment on site, or even the skills required to do so.
  • the invention allows, although this is not an absolute necessity, an automatic adjustment process of the detectors fitted to a drum holder. We will understand its operation by referring to Figure 14.
  • the installer After installation and connection of the detectors, the installer puts the revolving door in service and starts the initial adjustment phase by pushing, for example, on a push button acting on an input line 31 of the microprocessor.
  • the door is driven in a uniform rotational movement, at a speed predetermined by use.
  • the controller 30 proceeds to the successive acquisition of the signals 160, 170 by acting progressively on the reference voltage of each of the comparators 15a and 15b.
  • the reference voltage of the comparators 15a and 15b is supplied by the controller 30 by analog outputs 32, 33 coming from digital / analog converters (DAC).
  • the process starts from an initial setting for which the reference voltage of the comparators 15a and 15b is for example maximum and for which no frequency can be detected on the signals 160 and 170 given the large switching threshold initially imposed on the comparators and the low amplitude of the Doppler signal corresponding to the relative speed of travel of the ground with respect to the respective leaves.
  • the controller 30 progressively and successively decreases the reference voltage applied to the comparators 15a and 15b until a Doppler frequency is detected on each signal 160, 170.
  • the controller 30 then increases the reference voltage by a small identical increment comparators 15a which give the relative speed of travel of the ground or of a reference surface with respect to the leaves, in order to take account of any drifts and to provide a tolerance in the measurement of this relative speed.
  • the protection system has to stop the drum holder in the event of danger, it is sometimes essential, for safety reasons, to use self-monitoring detectors in its environment.
  • the detectors fitted to the leaves of an automatic revolving door can be adjusted identically, it is simple to apply the majority rule to them in order to determine whether their operation is correct.
  • the rotation of the drum holder is generally controlled by approach detectors located on either side of the accesses 4 and 5 when a user comes up to them. It is easily understood that, during the no load rotation of the door, the controller 30 can check whether the speeds given by each of the detection signals 160 are identical. Otherwise, it means that one or more detectors have failed, which should be reported immediately.
  • the recognition of an obstacle and the calculation of its relative speed could advantageously be carried out according to the variant consisting in comparing temporal samples of the detection signal with previously stored reference models, said reference models corresponding to typical operations. of the system: no-load operation, operation in the presence of an obstacle, etc. All signal shape recognition techniques can be applied, including fuzzy logic techniques.

Landscapes

  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Description

  • La présente invention concerne un système électronique pour la protection optimale des personnes dans le rayon d'action d'une porte automatique.
    • Etat de la technique
  • Un système de ce genre est destiné à assurer la protection de personnes évoluant ou s'immobilisant dans l'espace balayé par la partie mobile d'une porte automatique, par exemple une porte-tambour. Afin d'éviter tout contact entre l'utilisateur et l'équipage mobile de ce genre de porte automatique, il est important d'équiper celle-ci d'un système de détection des personnes évoluant ou présentes dans son champ d'action, afin de donner à l'automatisme de commande les instructions nécessaires pour éviter un contact qui peut s'avérer dommageable.
  • Par US-A-4785580 par exemple, on connaît des détecteurs électroniques de présence comprenant un émetteur pour émettre des radiations ou des ondes et un récepteur pour capter le rayonnement diffus réfléchi ou les ondes réfléchies par un obstacle situé dans le champ spatial couvert de manière à produire un signal de détection fonction de l'intensité réfléchie.
  • Ces détecteurs, classiquement installés sur la partie mobile d'une porte-tambour automatique, peuvent surveiller l'espace balayé par la porte au cours de son déplacement, et fournir un signal lors de la détection d'une personne ou d'un objet présent dans son rayon d'action. Ce signal est par nature un signal tout ou rien et, selon l'application particulière que l'on veut en faire, permet soit de ralentir le mouvement de la porte, soit de l'arrêter. Il n'est en cela pas tenu compte de la vitesse relative ou de la distance relative entre la porte et l'obstacle détecté.
  • L'action de protection unique engendrée par ce type de détecteur de présence peut dans certains cas entraver le fonctionnement efficace de la porte-tambour, celle-ci pouvant alors être constamment arrêtée ou ralentie dans son mouvement de rotation en raison du passage très irrégulier de piétons dans son rayon d'action. Une détection par tout ou rien ne constitue qu'une partie de la solution au problème de la protection.
  • D'autre part, il est bien connu que certains détecteurs de présence optoélectroniques sont particulièrement sensibles à la nature, la couleur et au pouvoir réfléchissant de l'arrière-plan qu'ils couvrent. Au cours du mouvement de la porte à laquelle il est fixé, ce genre de détecteur voit son signal utile varier constamment, en fonction des caractéristiques de l'arrière-plan; selon le seuil de déclenchement fixé, la moindre perturbation non prévue entraîne une détection non voulue, et partant le ralentissement ou l'arrêt intempestif de la porte. Plus le détecteur est sensible - ce qui est généralement souhaité afin que la protection qu'il assure devant la partie mobile de la porte s'étende le plus près possible du sol - plus l'apparition d'une détection parasite est fréquente.
  • Une méthode, basée sur l'analyse de la signature du signal en fonction de la position angulaire occupée par la partie mobile de la porte, permettrait de tenir compte de la structure irrégulière de l'arrière-plan. Cependant, une modification occasionnelle ne serait pas prise en compte et entraînerait une détection intempestive. De plus, cette méthode ne permet pas non plus de tenir compte du mouvement relatif (vitesse ou distance relative) entre la porte et l'obstacle détecté.
  • Enfin, d'autres types de détecteurs de présence, basés sur la mesure du temps de propagation d'ondes ultrasonores, présentent certains des inconvénients cités ci-dessus, notamment les détections non voulues dues à la modification de la sensibilité du détecteur en fonction des conditions climatiques (température, humidité), sensibilité aux courants d'air, situation particulièrement aggravée par le brassage de l'air intérieur et extérieur effectué par la porte-tambour au cours de sa rotation, sensibilité aux vibrations et à certains bruits ambiants. Ces détecteurs fournissent également une information tout ou rien, commandant soit le ralentissement, soit l'arrêt de la porte, sans jamais tenir compte du mouvement relatif entre la porte et l'obstacle détecté.
  • En résumé, les techniques de détection connues couramment utilisées pour protéger les personnes évoluant dans une porte-tambour automatique souffrent des inconvénients suivants :
    • 1°) Les détecteurs utilisés sont des détecteurs de présence, qui donnent un signal tout ou rien à l'automatisme de commande de la porte de sorte que celle-ci ne peut que ralentir ou s'arrêter et ce indépendamment de la vitesse relative ou de la distance relative entre la porte et l'obstacle. Ce mode d'action sur la porte n'est pas optimal : l'arrêt constitue une nuisance pour les utilisateurs éventuels présents dans les autres secteurs de la porte. Sans doute le ralentissement modère-t-il cette nuisance, mais celle-ci constitue néanmoins un danger pour l'utilisateur éventuellement tombé dans le secteur où la détection a eu lieu. Dans l'un ou l'autre cas, le passage est entravé et le confort d'utilisation de la porte-tambour s'en trouve diminué.
    • 2°) Les détecteurs de présence utilisés sont affectés d'imperfections inhérentes à leur technologie, entraînant des détections parasites, ce qui réduit l'efficacité de la porte. Parmi ces imperfections soulignons notamment les suivantes :
  • Les détecteurs infrarouges ont un comportement qui est fonction des caractéristiques de l'arrière-plan qu'ils couvrent : nature, couleur et pouvoir réfléchissant; ils peuvent être sensibles à des rayonnements lumineux extérieurs, et leurs performances peuvent être diminuées en raison du passage permanent entre le milieu extérieur et le milieu intérieur, entraînant des différences de luminosité.
  • Les détecteurs ultrasonores ont un comportement qui est fonction des conditions climatiques : température, humidité, déplacement d'air, et leurs performances peuvent être diminuées en raison du passage permanent entre le milieu extérieur et le milieu intérieur, entraînant des variations de ces conditions et un brassage permanent de l'air. De plus, ces détecteurs sont sensibles aux vibrations et à certains bruits ambiants.
    • Exposé de l'invention
  • La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients évoqués plus haut des systèmes de protection connus pour porte automatique.
  • Conformément à un premier aspect de l'invention, cet objectif est atteint selon la revendication 1 par une porte automatique pourvue d'un système de protection pour porte automatique, comprenant un détecteur d'obstacle fixé sur une face au moins de chaque vantail de la porte, ledit détecteur d'obstacle comprenant un émetteur pour émettre des radiations ou ondes dans un champ de détection spatial, un récepteur pour capter les radiations ou ondes réfléchies, et un circuit de détection pour convertir les radiations ou ondes réfléchies en un signal de détection électrique servant à commander l'automatisme de la porte automatique.
  • Chaque détecteur d'obstacle est un détecteur agencé pour générer un signal proportionnel au mouvement relatif d'une surface ou d'un obstacle dans le champ de détection spatial du détecteur par rapport au vantail correspondant, et le système comprend en outre un contrôleur agencé pour acquérir le signal de détection généré par le détecteur de chaque vantail et produire un signal de consigne pour l'automatisme de la porte, ledit signal de consigne étant déterminé en fonction du mouvement relatif de l'obstacle animé du mouvement le plus lent par rapport au mouvement des vantaux.
  • Chaque détecteur est agencé pour produire un signal de détection proportionnel à la vitesse relative d'une surface ou d'un obstacle par rapport au vantail correspondant ou un signal de détection proportionnel à la distance entre un obstacle et le vantail.
  • Grâce au signal de consigne qu'il produit en fonction du mouvement relatif d'un obstacle par rapport à la porte, le contrôleur assure un asservissement efficace de la porte en fonction du déplacement de l'utilisateur.
  • L'invention peut non seulement être utilisée pour une porte-tambour mais également pour la protection des personnes devant une porte pivotante automatique, généralement constituée d'un battant unique motorisé permettant à la porte une rotation dans un angle pratiquement égal à 90°.
  • Dans le cas d'une porte-tambour, le contrôleur permet, d'adapter la vitesse de rotation de la porte au déplacement de l'utilisateur qui se déplace le plus lentement dans un de ses secteurs, optimisant ainsi le fonctionnement de la porte.
  • Etant donné que ce processus d'asservissement de la vitesse de la porte-tambour repose sur une mesure de mouvement relatif dans différents secteurs de la porte, il est utile que les détecteurs opérant dans les différents secteurs soient réglés de façon identique.
  • Conformément à un autre aspect, l'invention propose selon la revendication 11 donc un procédé de réglage des détecteurs contrôlant une porte-tambour, selon lequel on communique à la porte une vitesse de rotation prédéterminée, on applique successivement à chaque moyen de comparaison un signal de référence initial prédéterminé, puis on fait diminuer progressivement et successivement chacun desdits signaux de référence jusqu'à ce qu'un signal de mesure se trouve détecté par le contrôleur, et ensuite on fait croître d'un premier incrément identique le signal de référence de chaque moyen de comparaison qui contrôle le mouvement relatif d'une surface de référence, et enfin on fait croître d'un second incrément identique, supérieur au premier incrément, le signal de référence de chaque moyen de comparaison qui contrôle le mouvement relatif d'un obstacle entrant dans le champ de détection.
  • Lorsque les détecteurs équipant les différents vantaux sont réglés de façon identique, il est possible d'organiser le contrôleur pour qu'il compare les signaux de détection produits par les différents détecteurs de la porte et émettre un signal d'alerte lorsque les signaux de détection en l'absence d'un obstacle intrus (fonctionnement à vide) ne sont pas tous identiques ou lorsqu'un nombre prédéterminé d'entre eux sont différents des autres. L'invention permet ainsi de façon avantageuse une autosurveillance automatique du système de protection lui-même.
  • L'invention est exposée plus en détails dans ce qui suit à l'aide des dessins joints.
    • Brève description des dessins
    • La figure 1 est une représentation schématique en plan d'une porte-tambour à quatre vantaux.
    • Les figures 2A-2D illustrent les différentes étapes de la progression d'un piéton lors de son passage dans une porte-tambour automatique.
    • Les figures 3 et 4 représentent schématiquement une porte-tambour automatique équipée d'un dispositif de protection classique (détecteur de présence optoélectronique ou ultrasonore).
    • La figure 5 représente une variante du dispositif illustré à la figure 3.
    • La figure 6 illustre un mode de détection par barrage ultrasonore ou infrarouge.
    • Les figures 7 et 8 représentent schématiquement une porte-tambour automatique équipée d'un dispositif de protection selon l'invention.
    • La figure 9 est un schéma par blocs du système de protection selon l'invention.
    • Les figures 10 et 11 représentent une variante du dispositif selon l'invention, offrant une meilleure couverture longitudinale.
    • Les figures 12 et 13 représentent quelques formes d'onde associées au processus de régulation de la vitesse de la porte-tambour conformément à l'invention. La figure 14 est un schéma par blocs du système de protection de la figure 10 incorporant un système de réglage automatique selon un deuxième aspect de l'invention.
    Description de modes de réalisations de l'invention
  • La porte-tambour automatique, connue en soi, représentée à la figure 1, se compose par exemple de quatre vantaux mobiles, notés 1, qui sont solidaires d'un axe central représenté en 2. Une motorisation appropriée (non représentée) permet d'entraîner l'axe 2 et les vantaux 1 selon un mouvement de rotation généralement uniforme représenté par la flèche curviligne. Une enveloppe fixe et cintrée 3, 3' entoure partiellement le tambour mobile, ménageant des zones d'accès 4 et 5.
  • L'ensemble tel que décrit est généralement construit symétriquement par rapport à un mur ou une cloison 6, 6', délimitant conventionnellement une zone extérieure 7 et une zone intérieure 8.
  • Il est clair que le nombre de vantaux peut être différent de quatre, et que la porte peut être équipée d'un mécanisme entraînant les vantaux en un mouvement non circulaire. Il existe des mécanismes entraînant les vantaux partiellement en rotation et partiellement en translation.
  • Sur la figure 2, le carré noir noté 9 symbolise un piéton désirant passer par exemple de l'extérieur 7 vers l'intérieur 8, qui se présente à hauteur de la zone d'accès 4 (entrée) et y pénètre lorsque l'espace laissé par exemple par les vantaux 1a et 1b est suffisant (figure 2A). En accompagnant le mouvement de rotation de la porte (figure 2B), il se trouve engagé dans la porte-tambour, entre les vantaux 1a et 1b. A la figure 2C, le piéton se trouve en vue de la zone d'accès 5 (sortie) qui se dégage en fonction de la rotation de la porte. A la figure 2D, le piéton quitte la porte-tambour par la zone de sortie 5.
  • On conçoit que, lors de sa progression, un piéton qui s'arrête ou qui ralentit peut fort bien être rattrapé et heurté par le vantail qui le suit (par exemple, le vantail 1b, figures 2B et 2C). Dans bien des cas, ce choc entre vantail mobile et piéton est sans danger : il suffit que le piéton reprenne de la vitesse et s'écarte du vantail concerné. Cependant, on peut imaginer le risque couru par un piéton tombé au sol après avoir été heurté par un vantail toujours en mouvement. De toutes manières, le confort d'utilisation d'une porte-tambour automatique implique que l'utilisateur ne soit jamais heurté par un vantail mobile, ce qui revient à assurer la sécurité des personnes.
  • Afin d'éviter tout risque de choc entre partie mobile et utilisateur, voire tout accident, la porte-tambour automatique devrait être équipée d'un dispositif de détection capable de donner à l'automatisme commandant la porte les instructions propres à éviter ce genre d'accident.
  • Certains détecteurs de présence sont classiquement utilisés à cet effet. Les figures 3 et 4 montrent schématiquement une porte-tambour automatique à quatre vantaux 1 équipée de quatre détecteurs de présence infrarouges actifs 10. Ceux-ci sont fixés à la partie supérieure de chaque vantail mobile, et comportent, comme il est bien connu, un émetteur pour émettre des radiations infrarouges de haut en bas, un récepteur pour capter le rayonnement diffus réfléchi afin de produire un signal de détection fonction de l'intensité réfléchie, donc de la présence ou non d'un obstacle.
  • Le lobe de détection 100 a sensiblement la forme d'une pyramide à base rectangulaire, relativement étroite afin de ne pas couvrir une trop grande portion du secteur compris entre deux vantaux consécutifs, mais suffisamment large pour assurer une protection devant le vantail qu'il protège. La portion d'espace couverte par le lobe de détection ne s'étend cependant pas jusqu'au sol : elle présente une zone morte, figurée en pointillé sur la figure 3, zone dans laquelle aucune détection ne peut avoir lieu afin d'éviter la prise en compte d'irrégularités de l'arrière-plan.
  • Au cours de la rotation de la porte et de la progression du piéton, une détection a lieu dès que celui-ci, soit pour avoir ralenti sa marche, soit pour s'être arrêté, entre dans le lobe de détection du capteur. De façon classique, le signal de détection produit soit l'arrêt de la porte, soit son ralentissement et ce indépendamment de la vitesse relative ou de la distance relative entre la porte et l'obstacle détecté.
  • Dans des périodes de trafic intense, il se peut que plusieurs piétons soient présents simultanément dans les secteurs consécutifs de la porte; l'arrêt de la porte dû à une détection dans un secteur constitue une nuisance pour les utilisateurs présents dans les autres secteurs de la porte. D'autre part, si la détection dans un secteur entraîne le ralentissement de la porte, cela permet de diminuer la nuisance pour les utilisateurs des autres secteurs, au détriment de la sécurité dans le secteur où la détection a eu lieu : en effet, si la détection s'est produite à la suite d'une chute d'un utilisateur, le simple ralentissement de la porte peut entraîner un choc entre le vantail et l'utilisateur tombé au sol.
  • Bien que présentant une zone morte au sol, le détecteur peut cependant être influencé par la présence sur le sol d'objets présentant un fort contraste par rapport à l'arrière-plan; cela peut conduire à des détections parasites, et donc à une réduction de l'efficacité du système.
  • Le mode de protection illustré à la figure 3 est sujet à quelques variantes caractérisées par des formes de lobes différentes, une position du capteur différente (horizontalement en un point quelconque de la partie supérieure de la porte, voire verticalement ou en oblique, sur l'axe central ou le montant opposé ou même à mi-hauteur). Un mode de protection similaire, basé sur la détection ultrasonore est également possible. Il implique généralement un lobe de forme conique, dont le diamètre de la base circulaire est généralement réduit. Dans tous ces cas de figure, la détection de présence entraîne une action simple sur le mouvement de la porte : ralentissement ou arrêt, avec les inconvénients cités plus haut. Il est clair que ce mode de protection, tout à fait usuel, ne permet pas de tenir compte du mouvement relatif entre la porte et l'obstacle.
  • La figure 5 illustre un autre mode de détection classiquement utilisé. Celui-ci est constitué, par vantail, d'un détecteur longitudinal fixé horizontalement à mi-hauteur du vantail. La figure 5 montre par exemple le détecteur du vantail 1. La détection peut être infrarouge ou ultrasonore : le lobe de détection 100 est horizontal ou quasi horizontal, et s'étend dans un espace très rapproché de la porte. Il s'agit en fait d'une variante un peu particulière des cas cités ci-dessus, qui présente l'avantage d'une meilleure immunité aux détections parasites dues aux irrégularités du sol parce que le lobe de détection n'est pas dirigé vers le sol. Cependant, en version infrarouge, le détecteur peut être affecté par des rayonnements lumineux parasites extérieurs, tandis qu'en version ultrasonore, beaucoup des inconvénients cités affectent le détecteur. Par contre, la zone couverte est assez réduite, et les enfants ou des personnes tombées ne peuvent pas être détectés. Ce mode de détection, dans ce cas également, fournit une information tout ou rien, n'entraînant qu'une action unique sur la porte, sans tenir compte de son mouvement relatif.
  • A la figure 6 on peut voir une autre variante classique dans laquelle un faisceau ultrasonore ou infrarouge, issu d'un détecteur 10 placé dans la partie inférieure de l'axe de rotation 2, couvre horizontalement un champ devant la partie inférieure du vantail depuis l'axe de rotation 2 jusque sensiblement au bord opposé du vantail, constituant ainsi un barrage presque au ras du sol. Dès que le barrage est intercepté par une personne au cours de la rotation de la porte et ce quelle que soit la vitesse relative ou la distance relative entre la porte et l'obstacle, un signal tout ou rien est donné et la porte ralentit ou s'arrête. Certains des inconvénients cités dans ce qui précède et inhérents à la technologie utilisée (infrarouge ou ultrasonore) affectent également le système. Il est clair que les dessins n'illustrent qu'un des détecteurs, et que d'autres détecteurs semblables équipent les autres vantaux de la porte.
  • L'invention apporte une solution aux problèmes énoncés ci-dessus. Les figures 7 et 8 représentent schématiquement une porte-tambour équipée d'un système de protection selon l'invention, dans un mode d'exécution préféré. Le système de protection comprend un détecteur par vantail. Sur la figure 7 on ne voit qu'un détecteur 20 fixé par exemple à la partie supérieure du vantail 1 et dirigeant son lobe de détection 200 de haut en bas. Conformément à l'invention, les détecteurs 20 sont des détecteurs capables de mesurer la vitesse relative ou la distance relative entre un être ou objet se présentant dans leur champ d'action et la porte. Les détecteurs sont par exemple des détecteurs à effet Doppler (connus en soi), basés sur la technologie des hyperfréquences mais d'autres technologies sont applicables, comme par exemple les ultrasons.
  • Le système comprend également un contrôleur pour procéder à l'acquisition des signaux fournis par les détecteurs équipant la porte-tambour, calculer la consigne d'asservissement de celle-ci et assurer en option l'autosurveillance du système. Le contrôleur est représenté sur la figure 9 qui est un schéma par blocs du système de protection complet conforme à l'invention.
  • Ainsi qu'il est connu en soi, chaque détecteur comprend un circuit émetteur 12 pour générer un signal hyperfréquence qui se trouve rayonné dans l'espace grâce à une antenne représentée en 11. Celle-ci, comme il est bien connu, peut être constituée d'un cornet, d'une parabole, d'un guide d'ondes rayonnant ou de tout autre élément rayonnant connu de l'homme du métier. Tout obstacle en mouvement relatif dans le champ d'action du détecteur dans un secteur de la porte réfléchit une partie de l'onde incidente et l'onde réfléchie est captée par l'antenne et mélangée avec l'onde incidente grâce à un mixer présent dans un circuit récepteur 13. En conséquence, et en raison de l'effet Doppler, un signal basse fréquence est disponible à la sortie du récepteur 13. La fréquence du signal Doppler est proportionnelle à la vitesse relative de l'obstacle détecté et son amplitude est proportionnelle à la taille et à la proximité de l'obstacle détecté.
  • Le signal de détection issu de chaque récepteur 13 est appliqué à un circuit d'amplification et de filtrage 14 dont la sortie est par exemple connectée aux entrées d'une cellule de numérisation 15. Celle-ci comporte principalement deux comparateurs, connus en soi, qui exploitent l'information contenue dans l'amplitude du signal de détection.
  • Le premier comparateur 15a, a un seuil de comparaison noté + fixé pour détecter le signal de faible amplitude correspondant au mouvement relatif du sol par rapport au détecteur fixé sur le vantail. A la sortie du comparateur 15a apparaît un signal numérisé de forme d'onde carrée, tel que montré en 160.
  • Lorsqu'une personne ou un objet de masse suffisante se présente devant le détecteur et est animé par rapport à celui-ci d'une vitesse relative, il génère un signal Doppler d'amplitude sensiblement plus importante que le signal provenant de l'onde réfléchie par le sol et ce en raison de sa taille et de sa proximité.
  • Le second comparateur 15b a un seuil de comparaison noté + fixé pour détecter un signal d'amplitude plus importante que le premier comparateur : il ne commute donc que lorsqu'une personne ou un objet a été détecté. A la sortie du comparateur 15b apparaît un signal numérisé de forme d'onde carrée, tel que montré en 170, uniquement pendant les périodes de détection d'une personne ou d'un objet.
  • Comme on le voit, chacun des détecteurs 20 délivre à sa sortie deux signaux digitaux contenant une information de nature fréquentielle qui, pour l'un des signaux, est proportionnelle à la vitesse relative de défilement du sol par rapport au détecteur (vantail) en l'absence de détection d'un obstacle, et pour l'autre, à la vitesse relative de l'obstacle par rapport au détecteur 20 (vantail).
  • Avant d'aller plus loin dans la description des autres caractéristiques du système selon l'invention, il convient de noter qu'un détecteur de mouvement tel que prévu conformément à l'invention n'est pas affecté des inconvénients cités dans la description des solutions classiques : ils ne sont pas influencés par la structure de l'arrière-plan qu'ils couvrent (nature, couleur et dans une certaine mesure pouvoir réfléchissant) ils ne sont pas sensibles aux rayonnements lumineux ni aux différences de luminosité entre les zones extérieure et intérieure de la porte-tambour, et ils n'ont pas un comportement affecté par les conditions climatiques évoquées plus haut ni par les courants d'air, ni par les bruits ambiants.
  • Il convient également de noter que les détecteurs utilisés peuvent occuper une position quelconque sur chaque vantail de la porte-tambour, pourvu que cette localisation leur permette de mesurer la vitesse relative des obstacles à détecter.
  • A noter également qu'une variante avantageuse de l'invention serait d'équiper les détecteurs d'une antenne formée d'un guide d'ondes rayonnant, connu en soi, ce qui permettrait d'assurer une couverture longitudinale sur toute la largeur du vantail, ainsi que représenté aux figures 10 et 11.
  • Contrairement au mode de réalisation illustré sur les figures 7 et 8 où les détecteurs rayonnent dans un lobe de détection de forme conique à base elliptique, les détecteurs représentés à la figure 10 rayonnent dans un lobe de détection 200 ayant la forme d'un étroit pinceau s'étendant sur toute la largeur du détecteur (figure 11). Cette variante renforce avantageusement l'efficacité de la détection.
  • Les signaux 160 et 170 de chaque détecteur 20 sont acheminés par les lignes 16 et 17 vers le contrôleur 30. Celui-ci est par exemple constitué d'un circuit architecturé autour d'un microprocesseur qui comporte les éléments ou périphériques classiques. Un logiciel approprié permet au contrôleur de réaliser les fonctions suivantes :
    • calcul d'une consigne de vitesse à transmettre à la commande du moteur de la porte;
    • réglage automatique du système;
    • autosurveillance du système.
  • Afin d'optimiser le fonctionnement de la porte-tambour, il est avantageux de procéder à une régulation de la vitesse de rotation de celle-ci en fonction des obstacles se présentant devant les vantaux, tout en autorisant l'arrêt de la porte lorsqu'une situation dangereuse apparaît.
  • Conformément à l'invention, le contrôleur 30 effectue plusieurs tâches :
    • il procède périodiquement à l'acquisition des signaux d'entrée 160 donnant la vitesse de la porte en l'absence d'utilisateur et stocke cette valeur en mémoire;
    • il scrute en permanence les signaux 170 donnant la vitesse relative entre un utilisateur détecté et la porte;
    • il détecte l'apparition d'une fréquence Doppler dans l'un des signaux 170, ce qui signifie qu'un utilisateur est entré dans le lobe de détection de l'un des détecteurs, donc qu'il est animé d'une vitesse relative tendant à le faire entrer en contact avec le vantail qui le suit;
    • il calcule la consigne de vitesse à communiquer à la commande de la porte pour faire tendre vers zéro la fréquence Doppler mesurée sur celui des signaux 170 où le risque de collision est le plus important.
  • La consigne de vitesse est communiquée à la commande de la porte par l'intermédiaire d'une liaison figurée en 19 qui peut être d'un type quelconque : par exemple analogique, série, parallèle, ou tout autre moyen de communication connu.
  • Un circuit de régulation au niveau de la commande de la porte peut agir sur la vitesse du moteur, selon la consigne calculée par le contrôleur 30, afin de restaurer des conditions d'utilisation satisfaisantes, à savoir une vitesse de rotation adaptée au plus lent des utilisateurs présents dans la porte-tambour à un instant déterminé.
  • Lorsque, suite au ralentissement de la porte, la vitesse relative mesurée au détecteur tend vers zéro, cela signifie soit que l'utilisateur le plus lent se déplace en synchronisme avec la porte, soit qu'il a repris de la vitesse et se trouve hors du lobe de détection du détecteur fixé sur le vantail qui le précède. Cette situation est évidemment sans danger pour l'utilisateur.
  • Par contre, lorsque la consigne de ralentissement de la porte ne donne pas le résultat escompté, à savoir l'annulation de la vitesse relative mesurée par le détecteur, cela signifie que l'obstacle détecté est fixe ou qu'il se déplace dans le sens inverse de la rotation de la porte. Dans ce cas, le contrôleur doit commander l'arrêt immédiat de la porte afin d'éviter l'entrée en contact de l'obstacle et du vantail.
  • Le processus de régulation peut être continu ou discontinu. Les figures 12 et 13 représentent quelques formes d'ondes illustrant un processus de régulation discontinu selon l'invention et qui en constitue un exemple d'application parmi d'autres possibles. La forme d'onde notée Vrel correspond à la vitesse relative entre l'obstacle détecté et le vantail, calculée par le microprocesseur du contrôleur 30, à partir d'un des canaux fréquentiels 170. La forme d'onde notée CF est par exemple une consigne discontinue de freinage, active à l'état haut noté 1. La forme d'onde notée V représente la vitesse de la porte. Toutes ces courbes sont référencées par rapport à un même axe des temps.
  • La figure 12 illustre le cas où un utilisateur est animé d'une vitesse de déplacement légèrement inférieure à la vitesse tangentielle de la porte. On constate qu'à partir de l'instant t0, la vitesse relative est détectée sur un des canaux de mesure dès que l'utilisateur pénètre dans le lobe de détection du vantail qui le précède. A l'instant t1, le contrôleur 30 envoie une consigne de freinage CF à l'automatisme de commande de la porte. Cet automatisme commence à agir à l'instant t1+ε, ce qui se traduit par une diminution de la vitesse V de la porte, et dans le cas envisagé ici, à une diminution de la vitesse relative mesurée Vrel. Dans l'exemple illustré, la durée du freinage est par exemple de 100 millisecondes. La consigne de freinage CF retourne à l'état bas à l'instant t2. Au cours de l'intervalle de temps suivant t2-t3, qui a par exemple une durée de 100 millisecondes, le contrôleur procède à l'acquisition de la vitesse relative et si celle-ci n'est pas nulle, il envoie une deuxième fois une consigne de freinage à l'automatisme de commande de la porte. La consigne se trouve à l'état haut au cours de l'intervalle de temps t3-t4 de 100 millisecondes par exemple. A partir de l'instant t3+ε, l'effet du freinage est tel que la vitesse V de la porte diminue à nouveau et, dans le cas envisagé, la vitesse relative mesurée Vrel diminue également. Le processus décrit ci-dessus se répète, par exemple une fois encore. A l'instant t6, soit 500 millisecondes après le début de la phase de régulation, le contrôleur constate que la vitesse relative Vrel s'est annulée, soit parce que l'utilisateur se déplace en synchronisme avec la porte, soit parce qu'il se trouve maintenant en dehors du lobe de détection. La vitesse de la porte est maintenue à sa nouvelle valeur pendant 500 millisecondes par exemple, à la suite de quoi le contrôleur peut rendre à la porte sa vitesse de rotation initiale.
  • La figure 13 illustre le cas où un utilisateur se trouve arrêté dans un secteur de la porte-tambour. Le processus se déroule comme décrit ci-dessus. Cependant, à l'instant t6 (par exemple 500 millisecondes après le début du processus de régulation) le contrôleur constate que la vitesse relative de l'obstacle détecté par rapport au vantail est loin d'être annulée, et il commande alors l'arrêt immédiat de la porte.
  • Il est à noter que l'obstacle arrêté conduit à une mesure de vitesse relative égale à la vitesse relative de défilement du sol par rapport au vantail, ce qui peut être exploité par le contrôleur 30.
  • On conçoit aisément que l'utilisation de détecteurs à effet Doppler munis d'un discriminateur du sens de déplacement permet de détecter si l'obstacle se déplace dans le sens de rotation de la porte ou dans le sens inverse, ce qui autorise une régulation encore plus fine que le processus décrit ci-dessus.
  • Il est clair que d'autres types de détecteurs peuvent être utilisés, par exemple les détecteurs infrarouges ou ultrasonores, mais avec les inconvénients inhérents à leur technologie comme expliqué plus haut.
  • Dans le cas particulier où le détecteur est placé horizontalement à mi-hauteur du vantail ou sur la traverse inférieure du vantail, ou même verticalement dans la partie inférieure du vantail, il est possible d'utiliser un détecteur mesureur de distance (par exemple ultrasonore) qui émet et reçoit dans un plan horizontal ou dans un plan vertical, et qui calcule le temps de propagation entre l'onde émise et l'onde réfléchie, ce qui, comme il est bien connu, revient à mesurer la distance relative entre le détecteur (donc le vantail) et l'obstacle situé devant le vantail.
  • La consigne de vitesse calculée par le contrôleur 30 et communiquée à l'automatisme de commande de la porte-tambour doit permettre au processus de régulation de maintenir entre l'obstacle et la porte une distance supérieure à une valeur donnée.
  • D'autres types de détecteurs peuvent être utilisés pour la mesure de distance telle que décrite, et notamment les détecteurs infrarouges à triangulation.
  • Il est d'autre part évident que la mesure de distance est inapplicable lorsque le détecteur est fixé à la partie supérieure du vantail et oriente son lobe de détection vers le sol avec un angle d'inclinaison par rapport à la verticale. En effet, dans ce cas la distance mesurée est fonction également de la taille de l'obstacle détecté, et non pas seulement de sa position par rapport à la porte, ce qui n'est pas le cas lorsque la mesure s'effectue dans un plan horizontal.
  • Comme on le voit, le processus de régulation selon l'invention permet, grâce à la consigne de vitesse calculée par le contrôleur 30, d'adapter la vitesse de la porte-tambour à l'utilisateur qui se déplace le plus lentement dans un de ses secteurs et ainsi d'en optimiser le fonctionnement.
  • Le dispositif selon l'invention est a fortiori capable de ne commander que l'arrêt de la porte ou son ralentissement à une vitesse prédéterminée tout comme dans les systèmes connus classiques.
  • D'autre part, l'invention peut avantageusement être utilisée pour la protection des personnes devant une porte pivotante automatique, généralement constituée d'un battant unique motorisé permettant à la porte une rotation dans un angle pratiquement égal à 90°. Ce mode de réalisation peut être considéré comme cas d'application particulier de l'invention, bien que l'asservissement de la porte pivotante ne soit pas nécessaire dans ce cas.
  • Un autre aspect de l'invention concerne le réglage automatique des détecteurs. Etant donné que tout le processus de régulation de la vitesse de la porte-tambour repose sur la mesure de la vitesse relative dans différents secteurs de la porte, il est avantageux que les détecteurs contrôlant les différents secteurs de la porte soient réglés de façon identique. Comme chaque détecteur, ainsi que décrit plus haut, fournit deux signaux de mesure, le réglage des détecteurs équipant une porte-tambour automatique représente un travail fastidieux, mais aussi particulièrement délicat. Il est certain que les installateurs ne possèdent pas nécessairement les moyens de contrôler la qualité du réglage sur le site, ni même les compétences requises pour ce faire. L'invention autorise, bien que cela ne constitue pas une nécessité absolue, un processus de réglage automatique des détecteurs équipant une porte-tambour. On en comprendra le fonctionnement en se reportant à la figure 14. Après installation et connexion des détecteurs, l'installateur met la porte-tambour en service et démarre la phase de réglage initial en poussant, par exemple, sur un bouton-poussoir agissant sur une ligne d'entrée 31 du microprocesseur. La porte est animée d'un mouvement de rotation uniforme, à une vitesse prédéterminée par l'usage.
  • Au cours de cette rotation, le contrôleur 30 procède à l'acquisition successive des signaux 160, 170 en agissant progressivement sur la tension de référence de chacun des comparateurs 15a et 15b. A cet effet, la tension de référence des comparateurs 15a et 15b est fournie par le contrôleur 30 par des sorties analogiques 32, 33 provenant de convertisseurs numériques/ analogiques (DAC).
  • Le processus part d'un réglage initial pour lequel la tension de référence des comparateurs 15a et 15b est par exemple maximale et pour lequel aucune fréquence ne peut être détectée sur les signaux 160 et 170 étant donné le seuil de commutation important imposé initialement aux comparateurs et la faible amplitude du signal Doppler correspondant à la vitesse relative de défilement du sol par rapport aux vantaux respectifs. Le contrôleur 30 diminue progressivement et successivement la tension de référence appliquée aux comparateurs 15a et 15b jusqu'à ce qu'une fréquence Doppler soit détectée sur chaque signal 160, 170. Le contrôleur 30 augmente ensuite d'un faible incrément identique la tension de référence des comparateurs 15a qui donnent la vitesse relative de défilement du sol ou d'une surface de référence par rapport aux vantaux, afin de tenir compte d'éventuelles dérives et de ménager une tolérance dans la mesure de cette vitesse relative. Il procède ensuite à la même opération pour les autres comparateurs 15b qui donnent la vitesse relative de l'obstacle détecté par rapport aux vantaux, mais avec un incrément identique plus important, fixé par l'expérience. A l'issue de cette séquence de réglage, chacun des détecteurs est réglé de manière identique, condition nécessaire à un fonctionnement optimal.
  • D'autres méthodes de réglage des détecteurs sont possibles, par exemple le réglage automatique du gain de chacun des amplificateurs 14 tandis que les tensions de référence des comparateurs 15a et 15b sont fixées à une valeur précise préalablement déterminée. Ce processus de réglage implique la modification des valeurs des résistances de contre-réaction des amplificateurs, ce qui peut s'effectuer par commutation d'un jeu de résistances au moyen de commutateurs analogiques pilotés par le microprocesseur par l'intermédiaire de lignes de sorties. Il est évident qu'un processus de réglage automatique des détecteurs peut, selon l'invention, être appliqué à d'autres types de détecteurs.
  • Une dernière possibilité concerne l'autosurveillance du système. Le système de protection devant arrêter la porte-tambour en cas de danger, il est parfois indispensable, pour des raisons de sécurité, d'utiliser dans son environnement des détecteurs autosurveillés. Comme les détecteurs équipant les vantaux d'une porte-tambour automatique peuvent être réglés de façon identique, il est simple de leur appliquer la règle de la majorité afin de déterminer si leur fonctionnement est correct. En effet, la mise en rotation de la porte-tambour est généralement commandée par des détecteurs d'approche situés de part et d'autre des accès 4 et 5 lorsqu'un utilisateur se présente à leur hauteur. On conçoit aisément que, lors de la rotation à vide de la porte, le contrôleur 30 peut vérifier si les vitesses données par chacun des signaux de détection 160 sont identiques. Dans le cas contraire, cela signifie qu'un ou plusieurs détecteurs sont défaillants, ce qui doit être immédiatement signalé. Il va de soi que le logiciel résidant dans le contrôleur 30 doit être écrit en respect des normes concernant les systèmes autosurveillés pilotés par microprocesseur. Il est clair également que l'autosurveillance telle que décrite ci-dessus peut s'appliquer à n'importe quel type de détecteur utilisable dans un système de protection pour porte-tambour automatique.
  • Enfin, les schémas par blocs des figures 9 et 14 sont donnés à titre exemplaire. Certaines fonctions internes aux détecteurs peuvent parfaitement être réalisées au sein du contrôleur 30 lui-même, notamment toutes les fonctions liées aux comparateurs 15a et 15b qui peuvent être prévues en technologie numérique, moyennant la connexion directe de la sortie des amplificateurs-filtres à des entrées de convertisseurs analogiques/numériques à prévoir à bord du contrôleur. Dans ce cas, la fonction de réglage automatique ne nécessite plus de convertisseurs numériques/analogiques en sortie, étant donné que tout le processus décrit plus haut peut s'effectuer intégralement par voie logicielle.
  • D'autres modes de traitement du signal Doppler, préalablement amplifié et rendu disponible aux entrées de chaque convertisseur analogique/numérique du contrôleur 30, sont possibles et n'impliquent pas nécessairement la numérisation de ce signal Doppler à l'aide de deux comparateurs 15a et 15b, comme décrit plus haut, ou leur équivalent logiciel.
  • On pense notamment au traitement numérique du signal Doppler, visant au calcul de la fréquence et de l'amplitude de celui-ci, grâce à un algorithme connu en soi, et à la comparaison de ces valeurs calculées avec des références préalablement mémorisées, lesdites références correspondant à des fonctionnements typiques du système : à vide, en présence d'un obstacle, etc.
  • La reconnaissance d'un obstacle et le calcul de sa vitesse relative pourrait avantageusement s'effectuer selon la variante consistant à comparer des échantillons temporels du signal de détection avec des modèles de référence préalablement mémorisés, lesdits modèles de référence correspondant à des fonctionnements typiques du système : fonctionnement à vide, fonctionnement en présence d'un obstacle, etc. Toutes les techniques de reconnaissance de forme de signaux peuvent être appliquées, y compris les techniques de logique floue.

Claims (11)

  1. Porte automatique pourvue d'un système de protection comportant un détecteur d'obstacle (20) fixé sur une face au moins de chaque vantail (1) de la porte, ledit détecteur d'obstacle (20) comprenant un émetteur (12) pour émettre des radiations ou ondes dans un champ de détection spatial, un récepteur (13) pour capter les radiations ou ondes réfléchies, et un circuit de détection pour convertir les radiations ou ondes réfléchies en un signal de détection électrique servant à commander l'automatisme de la porte automatique,
    caractérisée en ce que chaque détecteur d'obstacle (20) est un détecteur agencé pour générer un signal proportionnel à la vitesse relative ou à la distance relative d'une surface ou d'un obstacle dans le champ de détection spatial du détecteur par rapport au vantail correspondant, et en ce que le système de protection comprend en outre un contrôleur (30) agencé pour acquérir le signal de détection généré par le détecteur (20) de chaque vantail et produire un signal de consigne de vitesse pour l'automatisme de la porte, ledit signal de consigne de vitesse étant déterminé en fonction de la vitesse relative ou de la variation de distance relative de l'obstacle animé du mouvement le plus lent par rapport au mouvement des vantaux de manière à réguler la vitesse des vantaux de la porte afin d'éviter tout contact entre un des vantaux et l'obstacle le plus lent.
  2. Porte selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque détecteur (20) produit un champ de détection spatial dirigé de haut en bas avec un angle d'inclinaison par rapport à la verticale de manière à produire un signal de détection proportionnel à la vitesse relative d'une surface de référence ou d'un obstacle par rapport au vantail correspondant.
  3. Porte selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque détecteur (20) consiste en un détecteur à effet Doppler qui produit un signal de détection comportant une composante fréquentielle proportionnelle à la vitesse d'une surface de référence ou d'un obstacle ayant un mouvement relatif par rapport au vantail.
  4. Porte selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque détecteur (20) dirige un champ de détection spatial horizontalement et produit un signal de détection proportionnel à la distance entre un obstacle et le vantail.
  5. Porte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque détecteur comprend des moyens de comparaison (15) agencés pour recevoir et comparer chaque signal de détection à un signal de référence et pour produire un signal proportionnel à la différence entre les deux signaux d'entrée.
  6. Porte selon la revendication 5, caractérisée en ce que les moyens de comparaison (15) sont agencés pour comparer chaque signal de détection à plusieurs signaux de référence et pour produire plusieurs signaux, chacun d'eux étant proportionnel à la différence entre un signal de détection et chacun des signaux de référence.
  7. Porte selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que les moyens de comparaison (15) précités sont réalisés dans le circuit de détection de chaque détecteur (20).
  8. Porte selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que les moyens de comparaison précités sont réalisés au sein du contrôleur (30).
  9. Porte selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que les signaux de référence sont ajustés à partir de consignes envoyées par le contrôleur (30).
  10. Porte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le contrôleur (30) est organisé pour comparer les signaux de détection produits par les différents détecteurs (20) de la porte et émettre un signal d'alerte lorsque les signaux de détection en l'absence d'un obstacle intrus (fonctionnement à vide) ne sont pas tous identiques ou lorsqu'un nombre prédéterminé d'entre eux sont différents des autres.
  11. Procédé de réglage des détecteurs contrôlant une porte-tambour, chaque détecteur (20) étant disposé de manière à diriger son champ de détection spatial de haut en bas avec un angle d'inclinaison par rapport à la verticale, et chaque détecteur comportant un premier moyen de comparaison (15a) et un deuxième moyen de comparaison (15b), le procédé étant caractérisé par les étapes suivantes :
    (a) une vitesse de rotation prédéterminée est communiquée à la porte,
    (b) un signal de référence initial est appliqué aux-dits moyens de comparaison (15a, 15b) de chaque détecteur,
    (c) le signal de référence initial précité est diminué progressivement et successivement sur les premiers moyens de comparaison (15a) et sur des deuxièmes moyens de comparaison (15b) jusqu'à l'apparition d'un signal de mesure (160, 170) aux sorties respectives desdits moyens de comparaison,
    (d) le signal de référence appliqué à chaque premier moyen de comparaison (15a) est ensuite augmenté d'un premier incrément prédéterminé,
    (e) le signal de référence appliqué à chaque deuxième moyen de comparaison (15b) est augmenté d'un deuxième incrément prédéterminé, supérieur au premier incrément précité.
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