专利名称：用于操纵至少一个可运动零件的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来操纵至少一个可运动零件，特别是可以在规定区域内运动的房间关闭装置的方法，以及实现这种方法的装置。
已知电机驱动的门配备一个传感器，它连接在门驱动装置的控制装置上。当例如一个人到达离门规定的最小距离以后，传感器触发门的驱动装置，并将门打开。当人通过门的空间以后，门驱动装置将门重新关闭。门可以是一种回转门或转门。这种工作方式的前提是，在开启过程中门要运动到它里面去的空间是空的。但是这不是在任何情况下都能保证的，因为可能发生这样的情况，有人将物品放在门后面，或者有人站在这个空间内等等，为了在这种情况下防止与门扉的碰撞，已知在回转门背面的上部区域内设置一个光敏型敏感元件，它对准地板。这个传感器发出圆锥形状的射线。如果有障碍到达这个圆锥区内，那么门的开启运动便中止或者门根本不打开。
光敏型敏感元件可能由于门扉的运动而损坏。其次要求沿门扉上缘铺放电缆直至传感器，此电缆将传感器与门控制装置相连。这个电缆需要花很大的费用才能遮盖，如果这是可能的话，另外它也会随着时间推移由于经常重复的门扉回转运动而受到损坏，安装在门幅背面上的传感器起作用的范围的圆锥直径也不允许太大。因为这个作用圆锥的直径太小，那么传感器也会检测到门扉向其运动的墙壁。在这种情况下门扉不能完全打开，当圆锥直径太小时，较小的物品可能会没有被光敏型敏感元件察觉到。
本发明的目的是，提供一种装置，它有能力监测例如门后面的整个空间，它没有上面提到的以及还有其他的缺点。
按照本发明此目的在开头所述这个类型的装置中这样来解决，如在权利要求1的特征部分中所规定的那样。
下面借助于附图对本发明的实施形式作较详细的说明。附图中
图1本发明的第一种结构的透视图，它也表示了其中有门的局部空间，其中门是关闭的，图2同样的局部视图，其中门是半开的，图3用来控制门驱动装置的设备的方框图，和图4本发明第二种结构的正视图，它包括一个双扇滑门。
图1立体表示一个房间的角部，它具有一可回转的门1。在所示情况下门1是关闭的。图2表示和图1一样的房间角部，其中门是半开的。所示房间角部具有一地板2和两个侧壁3和4，其中侧壁3和4相交于房间的一条垂直分布的角棱5。门1做在第一侧壁3上，它布置成这样，使它处于角棱5附近或者离角棱5距离为D处。
门1包含一门口6(图2)，它做在第一侧壁3上。此门口6从房间地板2向上延伸，其上方通过一水平分布的门楣封闭。在侧面门口6通过垂直分布的侧框8和9围成。在所示情况下门1还包括一门框10，它可以是一种已知类型的，此门框10以众所周知的方式装入和固定在门口6内。
其次门1包含一个回转门扉11。此门扉11具有两条垂直分布的侧棱14和17，它们确定门扉11的宽度。此外门扉11具有水平分布的下端棱15以及水平分布的上端棱19，它们确定门扉11的高度。门扉11靠近第1和第2侧壁4的、也就是位于内侧的侧棱14通过已知的铰链12和13(图1)可回转地连接在门框10上，因此这些门铰链12和13位于门1朝向第2侧壁14的侧面上，门扉11的门铰链12和13，或者位于内侧的垂直侧棱14位于离垂直角棱5或者第2侧壁4所述距离D处。在所示情况下此距离D小于门扉11的宽度。门扉11在其回转运动期间可以借助于电机(未画出)驱动，其中此电机驱动装置可以是已知类型的。
如果门扉11进行其回转运动，那么它还有它的回转的棱边15、17和19在房间地板2上方先后占有确定的位置或者地点。在门扉11回转运动期间门扉11的下棱边15的位置在地板上的投影的总和形成一水平分布面20，它表示门扉11的回转范围，这个回转范围20在图1和2中表示在房间地板2的区域内，并由两条直线41和42以及一条圆弧18围成。直线41和42相当于可回转门扉11下棱边15的两个终点位置。当门1关闭和全开时便出现这两个终点位置。直线41和42的一端相交于位于铰链12和13回转轴上的点A处，背向门铰链12和13的、门扉11的可回转垂直棱边17在门扉11回转运动期间，在垂直投影中看，在房间地板2的区域内画出一个圆弧18，此圆弧18和直线41及42的另一端相交于点B和C。
门扉11的回转区域20构成可以借助于本发明的装置监测存在障碍的区域45的一部分。此外一个部分房间46也属于此监测区45，此部分房间46位于回转区域20的旁边，其侧向由门扉11的最大开启位置和位于门扉11后面的侧壁4围成，这个部分房间46的底面大致成三角形，此三角形具有作为顶点的点B、C和D，点O是房间角棱5与房间地板2相交的点。
传感器25静止地装在房壁3或4上，而且它处于门1的区域，特别是门扉11的回转区域20内。此传感器25装在朝向门扉11或此门扉11的回转区20的侧壁3或4的表面上。在所示情况下传感器25固定在第一房壁3上，门口6做在该房壁上，但是传感器25也可以这样地装在第二房壁4上，使它位于角棱5附近或第一房壁3附近。
在所示情况下传感器25位于门1的侧棱14或门扉11的侧棱附近，门铰链12和13配在此侧棱上。因此传感器25安装在门扉11的这个侧棱14和垂直的房间角棱5之间。传感器25适宜于安装在门扉11的侧棱14的旁边或者与它靠近的门框10的垂直边框旁边。
传感器25安装在门口6的上部区域。在所示情况下传感器25实际上位于门楣7的高度上或者说在门扉11的水平上棱边19的高度上。如果情况需要，那么传感器25也可以安装得低于门楣7的高度。在这种情况下传感器25例如可以安装在门扉11高度的一半处，或者甚至正好在房间地板2的上面。可以是已知类型的传感器25基本上对准房间地板2。
传感器25的作用区通常为圆锥26的形状，其顶点在传感器25区域内。作用圆锥26的底面至少部分在传感器25对面的表面上，在本情况下房间地板2就是该位于对面的表面，圆锥26的其余部分对准房间壁3和4或者对准门扉11的背面，圆锥26也可以是斜的，如图1和2所示。传感器25可以做成这样，使圆锥26的底面47具有圆形或椭圆形外边界。圆锥26的底面47也是前面已经提到过的监测区45的底面，它主要包括已经提到过的部分表面20和46。
传感器25超过房间地板2的高度和/或传感器25相对于房间地板2的方向和/或传感器25的光路可以这样选择，使得圆锥底面47边界线的圆弧段48与门扉11开启或回转区域20的圆弧形边界段18重合，或者位于圆弧形边界段18之外，如图1和2所示。
在所示情况下传感器25做成这样，使圆锥底面47外边界位于房间地板2上的部分48位于圆弧18之外。在这种情况下圆锥底面47还包括另一个部分表面49，它虽然位于门扉11回转区域20之外，但是同样可以通过传感器25监控。
圆锥底面47的圆弧形部分45仅仅是底面47边界的一部分。其次当门扉11处于关闭位置的时候，底面47的这个边界由直线形分布的边界段21和22确定。第一条直线形边界段21位于第一房壁3下棱边的区域内，它在点B和O之间延伸。这里此边界段21包括门扉11的下棱边15的区域。此边界段21的长度等于下棱边15的长度和间距D的长度之和。第二条直线形边界段22位于第二房壁4的下棱边区域内，它从O点开始一直延伸到圆弧形边界段49。线段21和22一端相交于点O，也就是房间垂直角棱5的区域内，它们和房壁3和4一样，相互垂直。各条线段21和22的另一端连接在圆弧形边界段48的一个端头上。
底面47也是一个实际上从房间地面2向上延伸直至门的水平上棱边19的假想空间体的底面，传感器25安装在水平上棱边19处。在外侧该假想体由一弯曲表面围成，此弯曲表面具有圆柱外壳面的一部分的形状。已经提到过的底面47的圆弧形边界45同时也是该假想体弯曲的侧表面的下棱边，从线段21和22起向上延伸的侧壁3和4的一部分也是假想空间体其余的两个侧面，这些侧壁部分相交于角棱5。
如果门1是关闭的(图1)，那么第一条线段21的自由端、或者说远离房间垂直角棱5的末端位于门幅11的可自由回转的垂直棱17的下方，这里门扉11的下棱边15位于此第一条线段21之上。因为设置在第一房壁3上的门1或者说门扉11的侧棱11位于离房间垂直角棱5距离为D处，门扉11的水平棱边15的长度小于第一条线段21的长度，该线段从垂直角棱5一直延伸到门扉11的可自由回转的垂直棱边17，也就是延伸到点B。当门1关闭时，在门扉11和第二房壁4之间延伸的角度α实际上等于90°。
当门扉11部分开启时(图2)，也就是当α角小于90°时，那么第一条线段21的那一部分便围绕穿过铰链12和13的回转轴A旋转，这一部分的长度等于门扉11的水平棱边15或19的长度。因此第一条线段21的长度分成A-B和A-O两段。第一段A-B的长度等于门扉11的水平下棱边15的长度。第二段A-O的长度等于间距D的长度，在门扉11的这个位置底面47的外边界由第一分段A-B、第二分段A-O、第二条线段22以及由于角度α的减小相应地缩短了的圆弧48确定。
图3以方框图表示用来计算和处理由传感器25提供的信号和用来将控制信号输送给门驱动装置的电机的线路图。传感器25连接在用来处理由传感器25提供的信号的开关装置27上，这里开关装置27也可以做成这样，使它控制传感器25的工作方式。此开关装置27的输出输给微处理器或计算机28的第一输入端，在那里所得到的信号处理或转换成用来控制电机的信号，然后计算机28将控制信号输送给电机控制装置29，门扉11驱动装置的电机连接在其输出端上，这个线路图还包括一存贮器24，它与微处理器28相连，在该存贮器24内贮存着信号图案，其目的下面将加以说明。
为了能够确定可运动零件当时的位置，按图3的线路图具有一路程传感器40，它可以是一种已知类型的。此路程传感器40根据可运动零件的类型加以选择，也就是说此零件可以作回转运动还是/和移动运动。路程传感器40这样地附设于运动零件，使它在该零件运动时能跟踪此零件，并且这时能输出表征该零件当时位置的信号。路程传感器40的输出连接在计算机28的第二个输入端上。由路程传感器40输送给计算机28的、关于可运动零件当时位置的信息对于在模型图案(Vor1agemuster)中与零件当时位置相应的有关单个信号是决定性的。在建立模型图案时路程传感器40的位置信号确定当时的单个信号在模型图案中的位置。在该装置运行时路程传感器40当时的位置信号确定选择模型图案中的那个适合于零件有关位置的单个信号。
当电机开始将门扉11从关闭位置(图1)打开(图2)时，那么门扉11和门扉11朝其运动的那个房壁4之间的部分空间20的大小开始减小。因此线段21和22之间的角度α的大小也减小。开启空间20大小的减小通过传感器25记录下来。这是因为门扉11本身首先起作为在传感器25圆锥26内部可运动的障碍的作用。在这种情况下通常传感器25发出一个使门驱动装置停止的信号。但是本发明的装置做成这样，运动的门扉11不被传感器25看作障碍，因此门扉11可以继续其开启运动。
为了完成所述功能电路布线做成这样，使得在传感器25接通时它首先执行门扉11的开启运动，例如在此装置首次安装以后，如果确认在门1的运动区20内或监控区45内没有障碍的话。在这种试运行或者说校正运行过程中传感器25向微处理器28提供一串单个信号或者说信号样本，它们相应于开启的门扉11相对于第二房壁4的各个位置或角度位置。
为此目的控制装置27例如可以这样地控制传感器25，使各个信号或信号样本只有在门扉11一定的角度位置时才由传感器25扫描得到，并送入微处理器28，或者虽然传感器25可以连续扫描门扉的运动空间20，但是传感器25只有在门扉11处于一定的角度位置时才采集单个信号或信号样本并输给微处理器28。在这种试运行过程中获得的单个信号序列在微处理器28中加工成一图案。此图案贮存在存贮器24中并在该装置运行时用作模型图案。
当装置进行运行时，那么传感器25在门扉11开启过程中同样提供相应于门扉11开启角度α的顺序排列的单个信号序列。门扉11的各个位置由路程传感器40扫描出来。微处理器28由这些单个信号以在所述试运行期间建立模型图案实际上相同的方法不断地建立一个图案。与此同时微处理器28将刚刚建立的图案与已经贮存在存贮器24中的模型图案的相应部分作比较。
只要所建立的图案与模型图案没有或者至少没有明显的偏差，门控制装置29认为，在开启空间20内不存在障碍，控制装置继续执行门扉11的开启运动，但是一旦在微处理器28中刚建立的图案部分显示出与贮存在存贮器24中的模型图案的相应部分有差异，它使通过微处理器28判定在门扉11的开启区域20内存在障碍，微处理器28发出一个信号使门驱动装置29停止。
图4表示本方法和本装置的另一种应用可能性，而且是用在滑门30中，该门30具有两扇门扉31和32，它们可以进行移动运动，并且附设于墙34上的开口33。这种配置可以按已知的方式进行，实际上在门30的中心，即当门30关闭时门扉31和32的正棱35相互碰合的地方，设有传感器25。在所示例子中传感器25安装在门口33的门楣7区域内，并对准房间地面2。这里传感器25作用圆锥26的轴线实际上垂直分布，因此作用圆锥26的约一半位于门30的一侧，而作用圆锥26的约另一半位于门30的另一侧。给每一扇门扉31和32这样地配设一个路程传感器40(未画出)，使它能够跟踪有关门扉31或32的运动，这些路程传感器40的输出端连接在计算机28上。
这种装置也可以用在折叠门中。
在门30投入运行时进行上述的试运行或校正运行，由此产生信号图案的模型并贮存在存贮器24内。在本装置工作时在门扉31和32开启运动过程中在微处理器28内刚刚生成的图案的各个部分与模型图案的相应部分作比较。如果在所述图案相应部位之间存在差异，那么微处理器28判定这是对于门扉31或32的障碍，并停止门的或有关门扉31或32的驱动装置。
如上所述，如果确认，在可运动的零件11或31和32的运动区域内没有障碍，那么由在本发明装置在调整运行过程中所接收的单个信号建立模型图案。还说明了，模型图案由顺序排列的、由传感器25提供的单个信号组合而成。因此在模型图案中的每个单个信号属于可运动零件在其规定的或可能的运动区域内的一个完全确定的位置。不仅是在可运动零件的终端位置之间的位置，而且也包括终端位置本身属于这些位置。用这种方式为了控制零件运动装置预先知道，为了使零件可以实现其运动，传感器25应该提供在可运动零件有关位置上的哪个信号。
如果传感器25在可运动零件的一个确定的位置提供一个不同于根据路程传感器40所期待的位置信号的单个信号，那么这就表明，在零件的运动区域内存在障碍。电机控制装置29停止电机的运转，由此中止零件的运动。但是该装置继续工作，因此传感器25即使在零件静止时还是继续向计算机28提供来自监控区45的单个信号，并且是在规定的时间间隔内。计算机28将这些后续的在零件静止时所得到的单个信号与在模型图案中的那个单个信号作比较，或者将运动图案的迄今已经建立的部分与模型图案的、相应于零件规定位置的相应部分作比较。
只要由传感器25顺序提供的单个信号和模型图案或其一部分内的有关单个信号之间存在差异，电机控制装置29便认为，在监控区45内存在障碍，零件继续停止不动。这个障碍毫无问题也可以是一个静止的障碍。如果此障碍从零件的运动区20或者监控区45移开，那么由传感器25提供的单个信号便开始与在模型图案中所贮存的、和零件的位置相应的信号进行比较。对于本装置这当作一个指令，重新启动零件的驱动装置。只有当监控区45无障碍时，才允许以这种方式使门开动。
权利要求
1．用来操纵至少一个可运动零件，特别是可以在规定区域内运动的房间关闭装置的方法，其特征在于零件(11)至少一次在其运动区域内运动，这时求取对应于运动零件各个位置的信号，将这些单个信号序列处理成一个图案，将这个图案作为模型图案贮存起来，在可运动零件后续运行时求取信号并与模型图案进行比较。
2．按权利要求1的方法，其特征在于仅仅在可运动零件(11)的一定位置扫描单个信号，并输出作后续处理，或者虽然连续扫描关于零件(11)位置的信号，但是只采用在可运动零件(11)规定位置时的信号进行后续处理。
3．按权利要求1的方法，其特征在于以和模型图案建立方法实际上相同的方法将可运动零件(11)在后续运动过程期间的单个信号组合成一个运动图案，在建立运动图案期间用来建立运动图案的单个信号便已经可以与贮存的模型图案的相应部分作比较。
4．按权利要求1的方法，其特征在于刚刚求得的信号和模型图案相应部分之间比较的结果用来控制可运动零件(11)的运动。
5．用来实现按权利要求1的方法的装置，其特征在于在可运动零件(11，31，32)的运动区域(20，30)之外这样地设置一个传感器(25)，使可运动零件(11，31，32)位于传感器(25)的作用区(26)内，并设有一个电路布线，它做成这样，使可运动零件(11，31，32)的运动不对门(1)的操纵产生不利影响。
6．按权利要求5的装置，它用来根据房间关闭装置运动区域内是否有障碍控制可运动的房间关闭装置，其特征在于传感器(25)安装在墙壁(3)上房间关闭装置的旁边，传感器(25)的作用区(26)对准由传感器监控的空间(16)，房间关闭装置(1，30)的可运动零件(11，31，32)也可以在此空间内运动。
7．按权利要求6的装置，其中房间关闭装置(1)的可运动零件是一回转门扉(11)，其特征在于传感器(25)安装在房门口(6)的门楣(7)的高度附近和回转门扉(11)的铰链侧(14)的区域内，并且传感器(25)连接在所述电路布线的一个输入端上。
8．按权利要求6的装置，其中房间关闭装置的可运动零件是滑门的至少一个门扉(31，32)，其特征在于传感器(25)安装在门扉(31，32)的关闭房门口(33)的终点位置区域内。
9．按权利要求5的装置，其特征在于传感器(25)的输出端连接在计算机(28)的一个输入端上，计算机的输出端连接在用来控制房间关闭装置(1，30)的可运动零件(11，31，32)的驱动装置的装置(29)上，设有一用于房间关闭装置的路程传感器(40)，其输出端连接在计算机(28)的另一个输入端上，并设有一存贮器(24)，它与计算机(28)相连。
10．按权利要求9的装置，其特征在于在传感器(25)和计算机(28)之间连接一装置(27)，它做成这样，使它可以控制传感器(25)的工作方式。
全文摘要
用来操纵门扉(11)的装置包括一个传感器(25),它这样地安装在门扉(11)之外,使门扉(11)位于传感器(25)的作用区(26)内,传感器(25)安装在做有房门口(6)的房壁(3)上房间关闭装置(1)旁边。
文档编号E05F15/20GK1287589SQ99801767
公开日2001年3月14日 申请日期1999年8月5日 优先权日1998年8月5日
发明者沃尔特·埃特林 申请人:雷格罗马特股份公司