基于足迹检测的电梯及控制方法与流程

本发明涉及电梯领域，具体涉及基于足迹检测的电梯及控制方法。

背景技术：

目前市面上的服役电梯大多属于重力检测电梯，设置了质量最大值，当重量达到一定值不再进人，而此设计存在缺陷，以初中生为例说明，初中学校学生大多属于未成年，其身高与体重无法与成人一致，一个初中生的体重与身高小于一个成年人的体重与身高，且初中生与成人在体重上的差距远远大于足迹的差距，当同样的电梯使用于初中学校的时候，会出现这样的情况，电梯内已经挤满了学生，然而其总重量远远小于电梯设定的上限值，所以电梯在运行的时候电梯视为不满员，无法出现满员警示，不启动报警，还可以进入，但实际却已经不能再进入人。而初中生安全意识薄弱，在近乎满员状态下依旧挤电梯，容易出现安全问题。载满人的电梯运行，虽然已经无法容纳人员，但电梯依然会执行电梯外的任务。而且，在无法进入人员的情况下，电梯下行过程中，比如从19楼运行至5楼中，无人下电梯，但每一层都会停，这样不但耗费了时间，而且消耗了电梯运行系统，加速其老化。

而另一种人数检测电梯虽然可以检测人数多少，但由于人体的差异，比如3,4岁的小孩与成年人体型上的差异，也无法准确确定满员。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种基于足迹检测的电梯及控制方法，能够提高电梯运行安全性。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括安装在电梯轿厢底部的上底板和下底板，其中，下底板和电梯轿厢侧壁固定相连，上底板的下侧固定连接若干个弹簧的上端，弹簧的下端和下底板之间安装有压力传感器，压力传感器连接控制器，控制器连接警报器。

进一步地，弹簧的半径在0.5cm。

进一步地，控制器连接电梯门锁。

本发明控制方法的技术方案是：包括以下步骤：

步骤一：在人员进入电梯时，安装在电梯轿厢底部上底板和下底板之间的弹簧压缩，压缩后的弹簧触发安装在弹簧下端的压力传感器；

步骤二：压力传感器将触发信号反馈给控制器，控制器根据触发信号的个数及单个压力传感器对应的面积计算足迹分布面积，当足迹分布总面积达到设定值时，判断电梯满员，进行警示。

进一步地，设定值为电梯轿厢底部面积的80％。

进一步地，在电梯满员时，控制器启动电梯门锁，进入锁定模式，直接下行；在电梯处于非满员状态时，解除锁定模式。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过在电梯底层装有弹簧，弹簧经压缩后触发压力传感器，可检测足迹数量，当足迹达到设定值时，认为电梯满员，在电梯上升与下降过程中只执行电梯内任务，停止执行电梯外任务，即不再允许进入。当电梯内有人出，足迹分布小于设定值时，电梯停止只执行内部任务，可执行电梯外任务，即可进人。此电梯可实现电梯高效运行，节省运送人员时间，同时也延长了电梯系统的运行寿命。本发明解决了传统电梯以重量为参考的方式，考虑到使用人群的差异，利用足迹检测检验人数多少，以及内部空间剩余情况，来判断电梯满员，并进行警示；本发明可广泛推广，尤其适用于人流密集，并且有明显的人流密集时间段的，例如学校等场所。

进一步地，本发明弹簧的半径在0.5cm，弹簧之间的空隙尽可能小，利于精确反馈。

进一步地，本发明通过设置电梯门锁，在满员时，停止外部命令，不再出现例如从19楼到5楼运行过程中没有人员出，并且每层都停顿，造成了电梯内外所有人时间消耗的问题。并延长电梯损耗，延长其使用寿命。

本发明控制方法简单，可检测电梯底部足迹分布，当足迹分布小于给定值，即无法容纳多余足迹时，电梯停止执行外部进人任务，只执行内部出人任务，提高电梯运行安全性和使用寿命，并提高效率。

附图说明

图1人体对比图。

图2(a)是单人侧立示意图，图2(b)是双人侧立示意图。

图3特殊体型人体示意图。

图4(a)是单人自然状态正立图，图4(b)是双人自然状态正立图。

图5是足迹示意图。

图6(a)是本发明的电梯结构示意图，图6(b)是电梯底面不同大小足迹分布图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明中涉及到的人员，体态均正常，排除不正常身体状态，例如200斤的胖人。

如图1所示，足迹检测可通过与电梯底面接触面积来判断是否满员，检测结果较为准确。人在自然状态站立的状态下，一般不是双脚并齐的状态。人体直立时，脚后跟与后脑勺应该为一条直线，所以假设人体脚后跟与后背以及后脑勺在一个平面上，而脚尖与胸部的连线近似在一条直线上，这样可以将人脚面看做一个长方形，人的整体则视为一个长方体，长方体最宽处横截面面积大于脚底面积，所以近似求得长方形面积。求得多个长方形的面积与电梯箱底面积的比例，当传感器检测到电梯内足迹分布面积之和达到箱底面积的百分之八十时，视为电梯满员。百分之二十位预留空隙，提供一定的空间供人能活动正常。

如图2(a)和图2(b)所示，人的侧面示意图，正常身形的人侧面站立时，侧面宽度不会超过其脚的长度，当两人前后紧凑站立时，也留有足够间隙，不至于拥挤。

如图3所示，为身形特殊人群，例如孕妇，和腰围较大人士。此类人群前后紧凑站立时，可依据情况调整留出间隙，本发明以最紧凑站立为例。

如图4(a)和图4(b)所示，当人自然站立时，两脚宽度大约为双肩宽度，所以当人紧凑站立，脚与脚接触时，两侧也留有间隙，不至于拥挤。

图5所示为箱底与足迹示意图，电梯箱底边长为1200mm×1200mm，以成年女性足迹为例，将足迹视为边长330mm×270mm，电梯中可以站立12～13人。

如图6(a)所示为本发明基于足迹检测电梯的示意图。由于人脚内侧有足弓，整个脚底无法完全贴合电梯底面，如果直接将压力传感器置于箱体底面则无法准确测量脚底与箱底接触面积。故电梯下部中间装有很多小弹簧，弹簧数量要求布满底面，弹簧半径要小，半径约为0.5cm左右，使弹簧之间的空隙尽可能小。每个弹簧底部装有压力传感器，由于弹簧细小并且紧密安装，足弓附近部位的弹簧相互施压，进而该弹簧下的压力传感器获得压力信号，压力传感器将压力信号传送给控制器，每个压力传感器对应的面积一定，控制器根据获取压力信号的个数，即能准确检测人脚接触箱体底面的面积。人进入电梯后使脚掌与电梯底面接触面的下部的弹簧压缩，压缩后的弹簧触发压力传感器，将物理信号转化为电信号反馈到控制器。

图6(b)所示为电梯底面不同大小足迹分布图，设定当所有足迹所占面积达到箱底面积的百分之80时视为满员，考虑足迹面积小于人体整体体积的情况，留出百分之20％的余地。当压力传感器检测到占用面积达到80％时，启动警报，不再进入人。当电梯门关闭之后，启动电梯锁紧装置，让电梯只执行出的任务，不再执行进的任务，并且在运行过程中，如果没有人员出去，箱底占用面积一直为80％，即视为满员状态，不再执行电梯外任务，当电梯外人员按动电梯楼层时，楼层提示灯不再亮起，外部人员放弃选择此部电梯。

本发明的主要工作过程及原理：

本发明适用于在固定时间段人流密集的场所，例如学校。学生上下课期间是人流密集的时间段，当上下课的时候，大批学生涌入电梯部。当人进入电梯时，电梯箱底的压力传感器开始接受足迹信号，人继续进入，当足迹分布面积达到箱底面积的百分之八十时，电梯警报开启，提示不再进入电梯，电梯门关闭之后，电梯门锁启动，进入锁定模式，再下一次解锁之前不在允许进入，不再出现例如从19楼到5楼运行过程中没有人员出，并且每层都停顿，造成了电梯内外所有人时间消耗的问题。锁住之后，电梯外部的人再按动按钮时，楼层指示灯不再亮起，这样也可提醒电梯外的人此部电梯人，请换乘，避免了浪费等候人的时间。而电梯也避免了已经满员，无法再进人，但又不得不在每层楼有人按下楼层按钮的情况下，停，开门，关门的一些列动作，同样节省了电梯内人的时间。同样，反复操作电梯也会加速电梯系统老化。运行过程中，电梯只执行内部人的操作，只出。当电梯内的人出去后，足迹与电梯箱底百分比小于百分之八十后，即可执行外部操作。