专利名称：用于检测接近正在关闭的门的小物体的安全系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种门系统，更具体地说，涉及一种门系统的安全检测系统。
许多自动滑动门配备有安全系统，用于检测对门的关闭操作存在的可能的干扰。这些安全系统通常包括被设置在一个门上的多个信号源和被设置在另一个门上的多个接收器。信号源发出要被多个接收器检测的跨过门槛的信号帘幕。当信号帘幕被遮断时，安全系统便通知门控制器，使其根据门的初始位置，或者停止关闭操作并把门打开，或者保持门被打开。
在Gerald W.Mills的名称为“Doorway Safety Device”的美国专利4029176中描述的一种门道安全系统中使用声波发送器和接收器，检测面临危险的物体或人。所述专利的系统不仅检测位于门之间并跨过门槛的物体，而且还把检测区域扩展到入口。发送器以一定角度向入口发送信号。当障碍物进入检测区时，信号从障碍物上反射，并被接收器检测到。
类似地，Memco Limuted的名称为“Lift Installation forPreventing Premature Closure of the Sliding Doors”已公开的欧洲专利申请0699619A2描述了一种三维系统，不仅用于检测跨过门槛的人或物，而且用于检测入口中的人或物。
现有的安全系统的一个缺点在于在门已被部分地关闭之后才进行检测。当门正在关闭时，检测区也在移动，因而结构性障碍物例如支撑门的墙壁或一组门的外部也落在检测区内。一旦信号被结构性障碍物遮断，便被反射到另一个结构性障碍物，并随之被接收器检测到。当门正在关闭时，发送器和接收器之间的距离逐渐变小，从墙壁和其它结构性障碍物反射的信号将经过较短的距离，因而当被接收器接收到时其强度仍然较强。现有的安全系统不能识别从门之间的相对短的距离的假目标反射的信号和从真障碍物反射的信号。强的信号会使接收器过载。因而，当门关闭时，安全系统便失去其正确操作的能力。许多现有的安全系统在关门期间的某个时刻被切断，以便避免检测假的目标。
上述的欧洲专利申请试图通过减少接收器的增益解决上述问题。然而，减少接收器增益的副作用是使得实际的目标也不能被检测了。当门正在被关闭时不能识别真目标和假目标便使得现有的系统不可能响应正被插在正在关闭的门之间或正在接近正在关闭的门的小的物体，例如脚或手。
本发明的一个目的在于改进用于滑动门的安全检测系统。
本发明的另一个目的在于提供一种用于检测接近正在关闭的门的物体的安全系统。
按照本发明，用于检测接近正在关闭的门的物体的安全系统包括在一个门上的检测器堆和在相对门上的发送器堆，以及用于检测接近正在关闭的门的小物体的装置。当正在关闭的门之间的距离逐渐变小时，随着每个发送器被按顺序供电，安全系统控制器记录来自检测器堆的输出。然后，每个输出和所有输出的平均值进行比较。如果个别输出超过平均值，便作为有效目标处理，并使门的关闭操作反向。另一种用于当门正在关闭时检测小物体的方法是变化率方法。
本发明能够检测接近正在关闭的门的小物体，例如手和腿。本发明能够使得检测到假目标和结构性物体的可能性最小。
本发明的上述和其它的优点通过下面结合附图进行的详细说明会变得更加清楚，其中
图1是按照本发明的安装有安全检测系统的门系统的示意的、局部剖开的透视图；图2是图1的安全检测系统的发送器堆和检测器堆的示意的剖开的透视图；图3是在门被完全打开的情况下具有图1的安全系统的门系统的示意的平面图；图4是在门被部分闭合的情况下具有图1的安全检测系统的门系统的示意的平面图；图5是一个高级的逻辑流程图，表示当门关闭时由图1的安全系统执行的在假目标和真目标之间进行识别的过程；以及图6是一个高级的逻辑流程图，表示当门关闭时由图1的安全系统执行的在假目标和真目标之间进行识别的另一个过程。
参看图1，用于打开和关闭从门厅14进入电梯吊舱16的门道12的门系统10位于墙壁18，20附近，并包括一组门厅门24，26和一组电梯吊舱门28，30。两组门24，26，28，30协调地经过门槛34被滑动打开和闭合，门厅门24，26稍微提前打开和闭合，而吊舱门28，30则稍后打开和闭合。
安全检测门系统38被设置在和门厅门24，26相邻的吊舱门28，30上。安全门系统38包括发送器堆40和检测器堆42，其每个被设置在门道12的相对侧，并彼此面对。
参见图2，每个发送器堆40包括壳体46和用于保护发送器电路板50和发送器镜板52的透明的盖48。发送器镜板52包括多个发送器三维透镜56和多个发送器帘幕透镜58。发送器电路板50包括用于发射红外光的被设置在每个透镜56，58附近的多个发送器或LED(发光器件)60。发送器挡板64支撑壳体46，并部分地为发送器三维透镜56挡光。
检测器堆42被设计成发送器堆40的镜像。检测器堆42包括检测器堆壳体66，其具有用于保护检测器电路板70和检测器透镜板72的透明的检测器堆盖68。检测器透镜板72包括多个检测器三维透镜76和多个检测器帘幕透镜78。检测器帘幕透镜78和发送器帘幕透镜58正好相对。检测器三维透镜76和发送器三维透镜56沿垂直方向错开。检测器电路板70包括和每个透镜76，78相邻的多个检测器或光二极管80，用于检测反射光。检测器挡板84支撑检测器壳体66并部分地为检测器三维透镜76挡光。
安全系统38还包括控制盒(未示出)，用于向堆40，42提供电源和控制电源，向堆40，42发送信号和控制信号，并和门控制器(未示出)进行通信。
在操作中，如果检测到跨过门槛34或接近门道12的人或物，安全系统38则阻止吊舱门28，30关闭。发送器帘幕透镜58向检测器帘幕透镜78发出跨过门槛34的信号。如果当门28，30在打开或关闭时帘幕信号被遮断，则安全系统38通知门控制器(未示出)或者保持门打开，或者使关门操作反向。利用在检测器帘幕透镜78接收的帘幕信号的强度，确定进行关闭的门28，30之间的距离。
发送器三维检测透镜56以预定的角度向门厅14发送三维信号，如图3和4所示。在本发明的最好方式中，发送器三维透镜56具有相对窄的视野86，其跨度大约为10度，并具有从门槛34向门厅14大约为30度角的中心线88。
检测器80和检测器三维透镜76接收从发送器三维透镜56发送的信号和从物体以预定角度反射的信号。在本发明的最好的实施方式中，检测器三维透镜76具有相对宽的视野92，其被检测器堆壳体66和检测器挡板84的物理约束所限制。
在发送器三维透镜56的视野86和检测器三维透镜76的视野92之间的交叉部分限定一个检测区94。当人或物体进入检测区94时，来自发送器三维透镜56的信号遇到位于检测区94内的障碍物，并向检测器三维透镜76反射。当检测器三维透镜76接收到信号时，安全系统38则通知门控制器，或者使关闭操作返回，或者保持门28，30打开。
当正在关闭的门之间的距离变得相对小时，安全系统控制器按照顺序每次向一个三维发送器60供电。每个三维发送器60在一个预定的时间内被供电，而同时其余的三维发送器被切断电源。在本发明的最好方式的要求中，对每个发送器供电的预置时间范围大约从500到1000微秒。三维检测器80被并行地操作，因而作为一个检测器。
参看图5，因为每个三维发送器被按顺序供电，安全系统控制器(未示出)每当一个三维发送器被供电时便记录来自检测器堆的输出信号。一旦安全系统控制器获得来自检测器堆的对于每个三维发送器的输出信号，便计算平均输出信号。然后将每个输出和平均输出加上一个预设的门限值进行比较。如果对于一个特定的三维发送器的输出小于平均输出加上预设的门限值，则读数被忽略。如果对于一个特定的三维发送器的输出超过平均输出加上预设的门限值，则读数作为真实目标被处理。然后安全系统控制器通知门系统控制器使门的关闭操作返回。
参看图6，当正在关闭的门之间的距离很小时，上述的方法不再能够提供小物体和假目标之间的足够的识别，安全系统控制器则执行变化率检测方法。安全系统控制器记录第一组输出，来自检测器堆的每个输出和每个被供电的三维发送器相应。然后，安全系统控制器计算第一组输出的第一个平均值。安全系统控制器记录第二组输出，每个来自检测器堆的输出相应于当控制器顺序第二次通过三维发送器时的每个被供电的三维发送器。然后安全系统控制器计算第二组输出的第二个平均。然后，通过从第二个平均中减去第一个平均计算平均变化率。接着，对于每个三维发送器通过从第二个输出中减去第一个输出计算多个单个的变化率，因此，对于每个三维发送器获得一个单个的变化率。然后对于每个三维发送器的每个单个的变化率和平均变化率加上一个预设的门限值进行比较。如果单个的变化率小于平均变化率加上一个预设的门限值，则读数被忽略。如果单个的变化率超过平均变化率加上预设的门限值，则读数被作为真实目标被处理。然后，安全系统控制器通知门系统控制器使门的关闭操作反向，因为在检测区内检测到了非常小的物体。
上述逻辑的总的效果是要排除在检测器堆的垂直范围内的幅值几乎相同的信号，即使这些信号本身可能很强。例如，如果信号从一个门厅门向相对的门厅门反射，并然后向检测器三维透镜反射，则安全系统就忽略该信号。不过，小的物体例如手臂和手将在一个小的垂直区域内引起强的信号。安全系统则识别在一个小的垂直区域内的强的信号作为小的物体，并使门的关闭操作反向。
图5所示的用于检测小的物体的方法对于正在关闭的门之间大约1英尺到两英尺(1’-2’)的距离是最有效的。图6所示的变化率方法对于2英尺(2’)或更小的距离也是有效的，并对于在正在关闭的门之间大约1英尺(1’)或更小的距离继续有效。安全系统控制器根据帘幕信号的强度确定正在关闭的门之间的距离。对于两种方法的门限值是任意的，并用于避免假的目标检测。
用于检测接近正在关闭的门的小物体的两种方法使得安全系统能够区分结构障碍物和小的目标。当门正在被关闭时，检测区94移动靠近相对的门，并且也靠近建筑结构，例如墙壁或门厅门，如图4所示。当建筑结构处于检测区94内时，本发明使得可以检测接近正在关闭的门的小的物体，例如手或腿。和本发明相反，现有的安全系统不具备识别小物体的能力，因此或者引起假的目标检测，或者在正在关闭的门之间的距离小时趋于切断安全检测系统。
虽然本发明的最好方式说明了两个滑动电梯门，但本发明也可应用于单个滑动电梯门、垂直滑动门和其它类似门系统。在单个滑动门结构中，可在门上安装一个堆，而第二个堆可被安装在跨过门厅的壁上。在货运电梯经常使用的垂直门结构中，堆可以被水平地安装。
虽然本发明根据特定的实施例进行了说明，但是本领域的技术人员应当理解，不脱离本发明的构思可以作出各种改变和改型。例如，本发明的最好方式说明发送器三维透镜和检测器三维透镜是交错排列的，不过，对于本发明的目的，三维透镜的任何排列方式都是合适的。此外，也可以使用其它能源作为发送器。虽然本发明的最好方式说明了被一次一个供电的三维发送器，但发送器可以被单个地供电或者按小组被供电。
权利要求
1.一种用于检测在门厅中接近正在滑动的门的障碍物的安全系统，所述安全系统包括向所述门厅以一个预定的角度范围发送信号的多个发送器；接收从所述障碍物反射的所述信号的多个检测器；以及包括在所述滑动门正在关闭时用于在假目标和小物体之间进行识别的指令的控制器。
2.如权利要求1所述的安全系统，其中所述指令选择一个来自检测器堆的超过所有的所述输出的平均值的输出，每个所述输出是当所述多个发送器的每一个被按顺序供电上取得的。
3.一种用于检测在门厅中接近一组正在关闭的门的小物体的安全系统，所述安全系统包括向所述门厅以一个预定的角度范围发送信号的多个三维发送器，所述多个三维发送器的每一个被按顺序供电；接收从所述障碍物反射的所述信号的多个检测器，所述多个检测器当所述多个发送器的每一个被供电时具有一个输出；以及用于选择被记录的超过所有所述输出的平均值加上一个门限值的输出，从而使所述正在滑动的门的关闭反向的装置。
4.一种用于检测接近正在关闭的门的小物体的方法，所述方法包括以下步骤按顺序向每个发送器供电；对于每个所述被供电的发送器从检测器堆得到输出；计算所有所述输出的平均值；比较每个所述输出和所述平均值加上一个门限值之和；选择具有超过所述平均值加上所述门限值之和的所述输出；以及当检测到超过所述平均值加上所述门限值之和的所述输出时，使关闭门的操作反向。
5.一种用于检测接近一组正在关闭的门的小物体的方法，所述方法包括以下步骤按顺序向每个发送器供电；取第一组输出，每个所述第一输出是对于每个被第一次供电的所述发送器从检测器堆得到的；计算所有所述第一输出的第一平均值；第二次按顺序对每个所述发送器供电；取第二组输出，每个所述第二输出是对于每个被第二次供电的所述发送器从所述检测器堆得到的；计算所有所述第二输出的第二平均值；通过从所述第二平均值减去所述第一平均值计算平均变化率；对于每个所述发送器，从所述第二输出中减去所述第一输出计算单个的变化率；对于一个超过所述平均变化率加上一个门限值之和的特定的所述发送器，选择所述单个的变化率；以及对于所述超过所述平均变化率加上所述门限值之和的单个平均变化率，使所述门的关闭操作反向。
全文摘要
一种用于检测接近正在关闭的门的小物体的安全系统包括:发送器堆,检测器堆,和具有当门正在关闭时检测小物体的指令的控制器。发送器堆中的一个发送器或一组发送器被按顺序供电,从而从检测器堆得到输出。控制器比较来自检测器堆的每个输出和所有输出的平均值加上一个门限值。超过所述平均值加上一个门限值的输出触发安全系统,从而使门的关闭操作反向。
文档编号B66B13/24GK1261324SQ98806473
公开日2000年7月26日 申请日期1998年5月6日 优先权日1997年6月23日
发明者G·G·福尔, R·D·普斯特尼尔克 申请人:奥蒂斯电梯公司