专利名称：自动平滑门操作器的模糊化智能控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动平滑门的精确控制的技术领域，特别涉及自动平滑门操作器的模糊 化智能控制装置。
技术背景目前大部分的自动平滑门控制虽说有都实现了智能化控制，但就智能程度来讲，目 前尚处于初级阶段，虽然能实现自动门的开关动作，且在关闭过程中遇到障碍物时能自 动返回，但是，要做到真正的模糊化智能控制，还差的比较远。但随着自动平滑门在国 内的普及率越来越高，自动平滑门发生夹人伤人的事故也越来越多，在近几年我们对市 场上众多事故做了统计，发现平滑门夹人伤人事件中有约28%左右是夹手指，即平滑门 在关闭过程中遇到障碍物时虽然能返回运行，但对于象手指那样宽度的障碍物是无法做 到检测的并返回运行的。原因在于目前市场的自动平滑门在硬件设计和软件设计上都无 法解决一组矛盾——环境变化因数对自动门安全影响和用户最求的安全性能之间的矛 盾，即要保证自动门在多变化环境下可靠运行，同时又要保证自动门多方面的安全性能。 如韩国、日本的多种自动平滑门操作器，其运行曲线是属于阶跃行曲线。由于该种运行 曲线采用开环控制原理， 一般不考虑环境因素的影响'(如风力大小对门运行的影响，门 体重量对门运行的影响等)，所以能比较可靠的实现开关运行，但不能做到有效的保护。 如果门在关闭过程中把手指伸入到门扇中间，就不能有效判断出是由于风力影响造成的 阻力变大，还是由于手指伸入造成阻力变大，如果是风力原因造成阻力变大，就应该继 续关门，如果是手指伸入就应该立即使门扇打开，保证手指不会受到伤害。而这些自动 平滑门操作器就往往是继续关门，这样势必会造成伤人事故的发生。在德国、瑞士、瑞 典的多种平滑门操作器恰正好相反，往往比较注重安全性能，但却忽略的环境因素的影 响，在市场上经常能看到有些自动平滑门在遇到大风时门就关不上的现象，有些厂家为 了避免这样的情况发生，虽说做了些自动补偿，但其相应的夹闭力同时增大，如果夹到 手指则会造成一些伤害。所以，目前市场上的平滑门要做到既能充分考虑到环境因素的 影响，又要考虑到安全因素的影响，特别是防止夹伤手指，这样的平滑门操作器尚不存 在。发明内容本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种操作便捷、结构合理、 安全可靠的自动平滑门操作器的模糊化智能控制装置。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为自动平滑门操作器的模糊化智能控 制装置，包括硬连接在门扇上的皮带轮组件和电机，皮带轮组件含有一个主动同步带轮 和从动同步带轮，其中电机轴经至少8比1的减速器驱动主动同步带轮；并且该电机 轴还连接有一个至少16孔的编码盘，编码盘配合设有光电检测装置，该光电检测装置 经实时检测编码盘的读数，而检测出编码盘每一孔对应的皮带行程；光电检测装置包括 有编码盘采样电路和编码盘处理电路；编码盘采样电路经信号通道经编码盘处理电路连 接有CPU处理器；CPU处理器至少连接有电机电流采样电路。采取的措施还包括上述的CPU处理器还连接有电机控制信号电路、机械锁控制信号电路、程选开关信 号电路、电子眼信号电路、紧急打开信号电路、火警信号电路、串行接口、 JTAG接口、 蜂鸣器、LED指示灯。上述的编码盘与电机同步旋转时切割编码盘采样电路中的处于正交位的第一光电 偶合器G1和第二光电偶合器G2，而产生正交信号，并通过第一芯片U1的施密特整形， 直接输出给编码盘处理电路中的BM-A端口和BM—B端口中，经过第二芯片U3A的信 号处理，当电机正转时出现方向信号GOU—FX端口为高电平，当电机反转时方向输出信 号GOU—FX端口为低电平，该方向信号进入CPU处理器，就可以作为CPU处理器的脉冲 加减信号；而用于计量行程的脉冲数量直接从GOU—CAP端口中取出进入CPU处理器， 通过这两个信号的运算，CPU处理器就能精确的掌握门扇所处于的位置，做到对形成的 精确控制。 '上述的电机电流釆样电路，电机经串联在电机回路中的采样电阻R47，将电机电流 信号转换为电压信号，经过由比较器LM358形成的信号低通放大电路，形成模拟量信号 ADOUT端口输入CPU处理器实时处理，从而得到对应的阻力、驱动力、夹闭力、门体重 量等相关系统所要的一系列数据。上述的编码盘每一孔对应的皮带行程计算方式是:LX=同步轮周长+减速器减速比 +编码盘一周的孔数，其中LX是编码盘每一孔对应的皮带行程。上述的LX小于等于1毫米。上述的电机轴经10比1的减速器驱动主动同步带轮；编码盘有32孔。与现有技术相比，本发明架电机轴经至少8比1的减速器驱动主动同步带轮；并且 该电机轴还连接有一个至少16孔的编码盘，编码盘配合设有光电检测装置，该光电检 测装置经实时检测编码盘的读数，而检测出编码盘每一孔对应的皮带行程；光电检测装 置包括有编码盘采样电路和编码盘处理电路；编码盘采样电路经信号通道经编码盘处理 电路连接有CPU处理器；CPU处理器至少连接有电机电流采样电路。本发明在保证可靠 运行的情况下，安全性能得到很大的提高，彻底避免了平滑门夹手事故的发生。
图1是本发明实施例配装示意图；图2是本发明实施例编码盘采样电路示意图；图3是本发明实施例编码盘处理电路示意图；图4是本发明实施例电机电流釆样电路示意图；图5是本发明实施例操作系统框图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。如图1至图5所示的实施例，本发明实施例，自动平滑门操作器的模糊化智能控制 装置，包括硬连接在门扇上的皮带轮组件1和电机2，'皮带轮组件1含有一个主动同步 带轮11和从动同步带轮12，其中电机轴经至少8比1的减速器4驱动主动同步带轮 11;并且该电机轴还连接有一个至少16孔的编码盘3，编码盘3配合设有光电检测装置，该光电检测装置经实时检测编码盘的读数，而检测出编码盘每一孔对应的皮带13行程; 光电检测装置包括有编码盘采样电路和编码盘处理电路；编码盘采样电路经信号通道经 编码盘3处理电路连接有CPU处理器；CPU处理器至少连接有电机电流采样电路。CPU处理器还连接有电机控制信号电路、机械锁控制信号电路、程选开关信号电路、 电子眼信号电路、紧急打开信号电路、火警信号电路、串行接口、 JTAG接口、蜂鸣器、 LED指示灯。
编码盘3与电机2同步旋转时切割编码盘采样电路中的处于正交位的第一光电偶合 器G1和第二光电偶合器G2，而产生正交信号，并通过第一芯片U1的施密特整形，直接 输出给编码盘处理电路中的BM—A端口和BM—B端口中，经过第二芯片U3A的信号处 理，当电机正转时出现方向信号GOU—FX端口为高电平，当电机反转时方向输出信号G0U —FX端口为低电平，该方向信号进入CPU处理器，就可以作为CPU处理器的脉冲加减信 号；而用于计量行程的脉冲数量直接从G01MAP端口中取出进入CPU处理器，通过这 两个信号的运算，CPU处理器就能精确的掌握门扇所处于的位置，做到对形成的精确控 制。电机电流采样电路，电机2经串联在电机回路中的采样电阻R47，将电机电流信号 转换为电压信号，经过由比较器LM358形成的信号低通放大电路，形成模拟量信号ADOUT 端口输入CPU处理器实时处理，从而得到对应的阻力、驱动力、夹闭力、门体重量等相 关系统所要的一系列数据。
编码盘每一孔对应的皮带13行程计算方式是1^=同步轮周长+减速器减速比+ 编码盘一周的孔数，其中LX是编码盘每一孔对应的皮带行程。通常的LX经计算小于等 于1毫米。较佳的选择是电机轴经10比1的减速器4驱动主动同步带轮11;编码盘3 有32孔。根据以上系统，能计算出编码盘每一孔对应的皮带行程为 LX=176mm+ 10 + 32=0.55mmLX:编码盘每一孔对应的皮带行程，即门扇行程。176mm:同步带轮周长 10:减速器减速比32:编码盘一周的孔数。所以，能够满足系统要求的检测精度。 为了达到在关门点附近的夹闭力检测，系统采用了于夹闭力大小成正比的参数检 测，即电机电流检测，通过检测电机电流，并在系统软件设计时事先设计的对照参考表值，就能对应査出夹闭力的大小。达到不超过25N的要求。为了使系统的行程检测和夹闭力检测不受到门体重量和环境因素影响，系统主要从 软件上进模糊分析。门体重量的检测是在系统通电时自检过程完成的。在系统自检时， 程序先给电机以一个固定的电流，既给出一个固定的力Fn,并使该力保持一个固定的时间t，然后系统程序检测出在该时间内的门扇的行程Lx，从此可以计算出门的重量为G门-M门 X9.8 M门Fn + a a=V + t V=Lx + tG门 门扇重量 M门 门扇质量 9. 8: 重力加速度 V: 门扇运行速度 根据门扇重量，用程序形成一个参考表值由于门扇在受到风压的变化时，系统所检测出的门扇重量会发生变化，特别在门扇 关闭时，随着两个门扇之间的间隙变小，此时的夹闭力检测会发生变化，从而导致系统 以为受到障碍物而误开启。为解决该问题，系统主要依靠软件来避免发生。当门扇在运 动过程中，系统实时检测电机电流的变化，并和系统自检过程中的电机电流变化曲线进 行对比，形成差值参考表值，以便及时发现系统异常情况，从而保证系统可靠运行。系 统软件会先结合参考表值大致计算出一条相对合理的运行曲线，在关闭运行过程中，通 过编码盘计数器得到对应的门扇位置，并实时检测电机电流，结合参考表值来判断关闭 过程中的阻力变化，当是由于风力影响时，形成的阻力曲线是一条平滑上升曲线，当是 收到障碍物阻力时，形成的阻力曲线将是一条阶跃曲线，系统由此而判断属于哪种类型的阻力，而做出不同的反应。系统也实时监测夹闭力大小，保证夹闭力小于25N。本发明的最佳实施例已被阐明，由本领域普通技术人员做出的各种变化或改型都不 会脱离本发明的范围。
权利要求
1. 自动平滑门操作器的模糊化智能控制装置，包括硬连接在门扇上的皮带轮组件(1)和电机(2)，皮带轮组件(1)含有一个主动同步带轮(11)和从动同步带轮(12)，其特征是所述的电机轴经至少8比1的减速器(4)驱动所述的主动同步带轮(11)；并且该电机轴还连接有一个至少16孔的编码盘(3)，所述的编码盘(3)配合设有光电检测装置，该光电检测装置经实时检测编码盘的读数，而检测出编码盘每一孔对应的皮带(13)行程；所述的光电检测装置包括有编码盘采样电路和编码盘处理电路；编码盘采样电路经信号通道经编码盘(3)处理电路连接有CPU处理器；CPU处理器至少连接有电机电流采样电路。
2、 根据权利要求l所述的自动平滑门操作器的模糊化智能控制装置，其特征是-所述的CPU处理器还连接有电机控制信号电路、机械锁控制信号电路、程选开关信号电 路、电子眼信号电路、紧急打开信号电路、火警信号电路、串行接口、 JTAG接口、蜂鸣 器、LED指示灯。
3、 根据权利要求2所述的自动平滑门操作器的模糊化智能控制装置，其特征是 所述的编码盘(3)与电机(2)同步旋转时切割所述的编码盘采样电路中的处于正交位的 第一光电偶合器G1和第二光电偶合器G2，而产生正交信号，并通过第一芯片U1的施密 特整形，直接输出给所述的编码盘处理电路中的BM—A端口和BM—B端口中，经过第 二芯片U3A的信号处理，当电机正转时出现方向信号GOU—FX端口为高电平，当电机反 转时方向输出信号GOU—FX端口为低电平，该方向信号进入CPU处理器，就可以作为CPU 处理器的脉冲加减信号；而用于计量行程的脉冲数量直接从GOU—CAP端口中取出进入 CPU处理器，通过这两个信号的运算，CPU处理器就能精确的掌握门扇所处于的位置， 做到对形成的精确控制。
4、 根据权利要求1或2或3所述的自动平滑门操作器的模糊化智能控制装置，其 特征是:所述的电机电流采样电路，所述的电机(2)经串联在电机回路中的采样电阻R47， 将电机电流信号转换为电压信号，经过由比较器LM358形成的信号低通放大电路，形成 模拟量信号ADOUT端口输入CPU处理器实时处理，从而得到对应的阻力、驱动力、夹闭 力、门体重量等相关系统所要的一系列数据。
5、 根据权利要求4所述的自动平滑门操作器的模糊化智能控制装置，其特征是 所述的编码盘每一孔对应的皮带(13)行程计算方式是LX^同步轮周长+减速器减速比 +编码盘一周的孔数，其中LX是编码盘每一孔对应的皮带行程。
6、 根据权利要求5所述的自动平滑门操作器的模糊化智能控制装置，其特征是 所述的LX小于等于1毫米。 .
7、 根据权利要求l所述的自动平滑门操作器的模糊化智能控制装置，其特征是-所述的电机轴经10比1的减速器(4)驱动所述的主动同步带轮(11);所述的编码盘(3) 有32孔。 '
全文摘要
本发明公开了自动平滑门操作器的模糊化智能控制装置，包括硬连接在门扇上的皮带轮组件和电机，皮带轮组件含有一个主动同步带轮和从动同步带轮，其中电机轴经至少8比1的减速器驱动主动同步带轮；并且该电机轴还连接有一个至少16孔的编码盘，编码盘配合设有光电检测装置，该光电检测装置经实时检测编码盘的读数，而检测出编码盘每一孔对应的皮带行程；光电检测装置包括有编码盘采样电路和编码盘处理电路；编码盘采样电路经信号通道经编码盘处理电路连接有CPU处理器；CPU处理器至少连接有电机电流采样电路。本发明在保证可靠运行的情况下，安全性能得到很大的提高，彻底避免了平滑门夹手事故的发生。
文档编号E05F15/20GK101275452SQ20081006170
公开日2008年10月1日 申请日期2008年5月12日 优先权日2008年5月12日
发明者石建立 申请人:石建立