自動(dòng)門防夾裝置的研究與探索

李文萱?孫雪雁?李朋

摘要：旋轉(zhuǎn)門集聚各種門體優(yōu)點(diǎn)于一身，但旋轉(zhuǎn)門在使用過程中仍然存在一定的弊端。對(duì)于自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的自動(dòng)門無法根據(jù)門扇之間用戶的實(shí)際行走速度來調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度，可能會(huì)導(dǎo)致用戶與前門扇發(fā)生碰撞或夾住，不僅降低了旋轉(zhuǎn)門在使用過程中的安全性，而且阻礙了旋轉(zhuǎn)門的智能化發(fā)展。本文提出了一種止停旋轉(zhuǎn)門的設(shè)計(jì)，包含五大模塊的設(shè)計(jì)研究，通過相關(guān)分析證明了它的可行性。

關(guān)鍵詞：防夾;碰撞;自動(dòng)門;安全性

引言

二十世紀(jì)建筑上開始出現(xiàn)了自動(dòng)門的應(yīng)用，隨著電子、電氣等技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)門在其它各行各業(yè)也開始出現(xiàn)。慢慢的出現(xiàn)了各種非接觸式的感應(yīng)自動(dòng)門，自動(dòng)門的出現(xiàn)給各色上班人群帶來很大的便利，同時(shí)也豐富了人們的日常生活。但是自動(dòng)門的出現(xiàn)也隨之帶來了一些安全方面的缺陷，有的是設(shè)計(jì)尺寸方面的問題，有的是軟硬件方面的問題。伴隨而來的就是各地偶有出現(xiàn)自動(dòng)門事故發(fā)生，尤其出現(xiàn)在老人和小孩身上。老人行動(dòng)緩慢，小孩活潑好動(dòng)，自動(dòng)門會(huì)出現(xiàn)夾人的事件。

1 防夾自動(dòng)門研究的意義

自動(dòng)門是各種信號(hào)控制自動(dòng)啟閉出入口以及具備運(yùn)行裝置、感應(yīng)裝置及門體部件的總稱。隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)門因其外形美觀、使用方便、有利于建筑節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于酒店、機(jī)場(chǎng)、購物中心、銀行、寫字樓等大中型公共場(chǎng)所的出入口。自動(dòng)門不僅為建筑物增添了亮麗、時(shí)尚，同時(shí)還具有節(jié)能、防塵、隔絕噪音等優(yōu)良特性。自動(dòng)門種類較多，包括折疊門、旋轉(zhuǎn)門、推拉門、平開門等。其中旋轉(zhuǎn)門是“最危險(xiǎn)”的自動(dòng)門，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在目前發(fā)生的自動(dòng)門事故中，有90%以上的嚴(yán)重事故發(fā)生于旋轉(zhuǎn)自動(dòng)門。

旋轉(zhuǎn)門其寬敞和高格調(diào)的設(shè)計(jì)營造出奢華的氣氛，堪稱建筑物的點(diǎn)睛之筆。旋轉(zhuǎn)門增強(qiáng)了抗風(fēng)性、減少了空調(diào)能源消耗，是隔離氣流和節(jié)能的最佳選擇。旋轉(zhuǎn)自動(dòng)門感應(yīng)區(qū)域和高度有限，有通過電機(jī)帶動(dòng)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的、有靠人力推動(dòng)旋轉(zhuǎn)的。旋轉(zhuǎn)門的移動(dòng)門扇和地面、門框之間有幾厘米的縫隙，門扇轉(zhuǎn)動(dòng)具有慣性，很容易發(fā)生夾卷事故。因此在通過旋轉(zhuǎn)門的時(shí)候身體不要靠近或者去摸門縫，也不要突然停下，以免發(fā)生碰撞。很多小朋友覺得旋轉(zhuǎn)門不停轉(zhuǎn)圈很好玩，把它當(dāng)作玩具來玩。

2 一種止停旋轉(zhuǎn)門防夾的研究

2.1研究的總體構(gòu)成

本研究包含五大模塊：信息采集模塊、轉(zhuǎn)速采集模塊、行走計(jì)算模塊、轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算模塊和智能調(diào)控模塊。

（1）信息采集模塊：用于采集前門扇和后門扇之間的用戶的位置、行走速度，以及前門扇與用戶的位置間的第一距離L1、后門扇與用戶的位置間的第二距離L2;

（2）轉(zhuǎn)速采集模塊：用于采集旋轉(zhuǎn)門的轉(zhuǎn)動(dòng)速度;

（3）行走計(jì)算模塊：用于基于所述行走速度計(jì)算用戶在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的行走距離S;

（4）轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)算模塊：用于基于所述轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)算前門扇在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)距離S1和后門扇在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的第二轉(zhuǎn)動(dòng)距離S2;

（5）智能調(diào)控模塊：用于基于所述行走距離S和第一距離L1與第一轉(zhuǎn)動(dòng)距離S1、第二距離L2和第二轉(zhuǎn)動(dòng)距離S2與行走距離S的比較結(jié)果調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)門的啟停。

2.2研究的總體思路

本設(shè)計(jì)中，通過采集上述前門扇與用戶的位置間的第一距離L1以及后門扇與用戶的位置間的第二距離L2，有利于在后續(xù)計(jì)算過程中通過上述數(shù)據(jù)來判斷用戶是否會(huì)與前后兩個(gè)門扇之間發(fā)生碰撞，提高判斷結(jié)果的有效性。

本實(shí)施方式中，所述智能調(diào)控模塊具體用于：

基于所述行走距離S和第一距離L1與第一轉(zhuǎn)動(dòng)距離S1、第二距離L2和第二轉(zhuǎn)動(dòng)距離S2與行走距離S的大小比較結(jié)果調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)門的啟停;

當(dāng)S-L1≥aS1時(shí)，表明用戶在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的行走距離大于用戶和前門扇之間的距離與前門扇在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)距離之和，即用戶的實(shí)際行走速度大于旋轉(zhuǎn)門的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度，為防止用戶與前門扇之間發(fā)生碰撞，此時(shí)智能調(diào)控模塊將旋轉(zhuǎn)門調(diào)節(jié)至停止?fàn)顟B(tài);

或，當(dāng)S2-L2≥bS時(shí)，表明后門扇在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)距離大于后門扇和用戶之間的距離與用戶在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的行走距離之和，即后門的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度大于用戶的實(shí)際行走速度，為防止后門扇與用戶之間發(fā)生碰撞，此時(shí)智能調(diào)控模塊將旋轉(zhuǎn)門調(diào)節(jié)至停止?fàn)顟B(tài);

為提高判斷過程的有效性，本實(shí)施方式中引入了參數(shù)a和b，且0<a<1，0<b<1，通過將前門扇在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的第一轉(zhuǎn)動(dòng)距離S1和用戶在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)的行走距離S稍稍降低，能夠提前對(duì)是否會(huì)發(fā)生碰撞做出預(yù)判，防止用戶與前后兩個(gè)門扇之間的距離很小時(shí)止停旋轉(zhuǎn)門仍然會(huì)造成用戶與前后兩個(gè)門扇發(fā)生碰撞的情況，全面提高本系統(tǒng)的可實(shí)施性。

在進(jìn)一步地實(shí)施例中，所述信息采集模塊包括第一采集子模塊和第二采集子模塊：

第一采集子模塊從前門扇底邊框上的n個(gè)位置獲取前門扇與用戶的位置間的n個(gè)距離，并將n個(gè)距離中的最大距離作為前門扇與用戶的位置間的第一距離L1;從多個(gè)位置采集前門扇與用戶的位置間的距離，有利于提高采集結(jié)果的全面性，且將多個(gè)距離中的最大距離作為前門扇與用戶的位置間的第一距離L1，有利于進(jìn)一步提高判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性;

第二采集子模塊從后門扇底邊框上的m個(gè)位置獲取前門扇與用戶的位置間的m個(gè)距離，并將m個(gè)距離中的最大距離作為前門扇與用戶的位置間的第二距離L2;從多個(gè)位置采集后門扇與用戶的位置間的距離，有利于提高采集結(jié)果的全面性，且將多個(gè)距離中的最大距離作為后門扇與用戶的位置間的第二距離L2，有利于進(jìn)一步提高判斷過程的有效性，而且保證判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性;其中，n、m均為預(yù)設(shè)值。

本發(fā)明提出的安全止停旋轉(zhuǎn)門系統(tǒng)，能夠在旋轉(zhuǎn)門的使用過程中根據(jù)兩個(gè)相鄰門扇之間的用戶的實(shí)際行走狀態(tài)來分析在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)上述用戶是否會(huì)與前后兩個(gè)門扇之間發(fā)生碰撞，且在分析結(jié)果為是時(shí)及時(shí)止停旋轉(zhuǎn)門，防止發(fā)生危險(xiǎn)情況，不僅提高了旋轉(zhuǎn)門在使用過程中的安全性，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)旋轉(zhuǎn)門運(yùn)行過程的智能化調(diào)控。具體地：本發(fā)明首先采集兩個(gè)相鄰門扇之間的用戶的實(shí)際位置、行走速度以及上述用戶與前后兩個(gè)門扇之間的距離，然后根據(jù)用戶的行走速度和旋轉(zhuǎn)門的轉(zhuǎn)動(dòng)速度計(jì)算出預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)用戶的行走距離和前后兩個(gè)門扇的轉(zhuǎn)動(dòng)距離，最后根據(jù)用戶與前后兩個(gè)門扇之間的距離、用戶的行走距離、前后兩個(gè)門扇的轉(zhuǎn)動(dòng)距離之間的大小關(guān)系來判斷是否存在用戶與前后兩個(gè)門扇之間發(fā)生碰撞的可能性，如此，基于用戶的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和旋轉(zhuǎn)門的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)來判斷發(fā)生碰撞的可能性，提高了判斷過程的有效性以及判斷結(jié)果的精確性，從而為調(diào)控旋轉(zhuǎn)門的啟停狀態(tài)提供穩(wěn)定有效的參考依據(jù)，全面保障旋轉(zhuǎn)門的安全運(yùn)行狀態(tài)。

3 結(jié)束語

本方案提出的安全止停旋轉(zhuǎn)門系統(tǒng)，能夠在旋轉(zhuǎn)門的使用過程中根據(jù)兩個(gè)相鄰門扇之間的用戶的實(shí)際行走狀態(tài)來分析在預(yù)設(shè)時(shí)間內(nèi)上述用戶是否會(huì)與前后兩個(gè)門扇之間發(fā)生碰撞，且在分析結(jié)果為是時(shí)及時(shí)止停旋轉(zhuǎn)門，防止發(fā)生危險(xiǎn)情況，不僅提高了旋轉(zhuǎn)門在使用過程中的安全性，而且實(shí)現(xiàn)了對(duì)旋轉(zhuǎn)門運(yùn)行過程的智能化調(diào)控。提高了判斷過程的有效性以及判斷結(jié)果的精確性，從而為調(diào)控旋轉(zhuǎn)門的啟停狀態(tài)提供穩(wěn)定有效的參考依據(jù)，全面保障旋轉(zhuǎn)門的安全運(yùn)行狀態(tài)。

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安徽省省級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目：《工廠電氣控制技術(shù)》精品線下開放課程，項(xiàng)目編號(hào)：2019kfkc222。