旋转自动门及其运行方法
【专利摘要】本发明公开了一种旋转自动门，旋转自动门包括固定门扇、旋转门扇、驱动旋转门扇旋转的驱动装置，用于检测旋转门扇相对于固定门扇的位置的检测装置和与检测装置连接并根据旋转门扇的前端的位置控制驱动装置加速、减速或保持匀速的控制装置。本发明还公开了一种旋转自动门的运行方法。本发明的旋转自动门及其运行方法通过主动降低旋转自动门的旋转门扇通过危险区域时的速度，使位于危险区域的人有足够的时间前进或后退，从而大大降低了旋转门扇的夹人概率。任何危险感知传感器检测到行人或物，旋转门扇能在很短的制动距离内停止；从而减小了对行人或物的冲击力，将对行人的伤害降到最低，并保证行人或物能及时退出。
【专利说明】旋转自动门及其运行方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及建筑物内的旋转门【技术领域】，具体涉及一种旋转自动门。
【背景技术】
[0002]旋转自动门由于其具有美观和防风的优点，广泛应用在宾馆、饭店等公共场合。按照中国建筑工业行业标准第JG/T177-2005号《自动门》的规定:旋转自动门是指两扇至四扇绕中心轴由信号控制旋转的门，其门体包括固定门扇和活动扇，其中，固定门扇是指旋转门外周呈圆弧形固定不动部分。
[0003]中国的习惯和法规均要求行人靠右行走，因此中国的标准要求旋转自动门一般是逆时针旋转，在上述JG/T177-2005号标准中，还规定了若干术语，在此引用如下:“门右框:站在旋转门出入口外面向内侧观测，位于右侧面的固定门扇的门框；危险区域，旋转门出入口处门扇夹人的危险区，距门右框700mm的扇面内。”
[0004]如果在旋转门扇的前端旋转至上述危险区域时，还有人进入，就特别容易被旋转的旋转门扇夹在门右框上，造成伤亡事故。为了防止旋转自动门夹人，现有技术中有多种解决方案，其中一种方案如专利号为:201020273737.8的中国实用新型专利所披露的，通过在危险区域设置传感器，如果传感器检测到危险区域有人或物时，控制装置就让旋转门扇停止旋转，直到传感器检测到危险区域没有人或物为止。如专利号为200820126114.0的实用新型专利所披露的，通过改变旋转门扇的结构，当旋转门扇夹人时，自动回弹来减轻对人的夹持力。以上方案均能在一定程度上解决旋转自动门的夹人问题，但是都是在发生或将要发生夹人时所采用的降低危险的被动措施，并不能主动解决旋转自动门的夹人问题。此夕卜，受传感器的覆盖范围等因素制约，现有的旋转自动门还不够安全，更容易对身材娇小的儿童造成伤害。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的上述缺陷，本发明要解决的技术问题为提供一种安全的旋转自动门及其运行方法，行人或物在危险区域通行的情况下，由于运行速度较慢，任何危险感知传感器检测到行人或物，旋转门扇都能在很短的制动距离内停止；从而，减小了对行人或物的冲击力，将对行人的伤害降到最低。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案:
[0007]—种旋转自动门，包括固定门扇、旋转门扇、驱动所述旋转门扇旋转的驱动装置，还包括用于检测所述旋转门扇相对于所述固定门扇的位置的检测装置和与所述检测装置连接并根据所述旋转门扇的前端的位置控制所述驱动装置加速、减速或保持匀速的控制装置。
[0008]作为优选，所述驱动装置包括电机，所述检测装置为与所述电机同轴旋转的编码器，所述控制装置为与所述编码器连接的单片机；所述单片机还与所述电机连接以控制所述电机的转速和转向。[0009]作为优选，所述旋转门扇的前端到达位于危险区域之前的一个减速点时，所述控制装置控制所述旋转门扇的运行速度开始从正常速度减速至低于所述正常速度的安全低速，并在危险区域保持所述安全低速运行；所述旋转门扇的前端位置离开危险区域时或离开危险区域达到预定距离时，所述控制装置控制所述旋转门扇的运行速度开始从所述安全低速加速到正常速度并保持所述正常速度运行，直到到达位于下一个危险区域之前的另一个减速点。
[0010]作为优选，所述旋转自动门还包括与所述控制装置连接的危险感知传感器；所述危险感知传感器包括设于所述旋转门扇前端的第一传感器、设于所述固定门扇的门右框处的立柱上的第二传感器、设于所述固定门扇门右框处的立柱的下部外侧的第三传感器、设于华盖上位于所述危险区域上方的第四传感器和设于所述旋转门扇端部前方天花板上与所述旋转门扇同步旋转的第五传感器。
[0011 ] 本发明还提供了一种旋转自动门的运行方法，在启动传感器检测到有人进入所述旋转自动门时旋转门扇开始旋转，包括如下步骤:
[0012]S1:检测旋转门扇的前端的位置，判断所述旋转门扇的前端是否位于危险区域，如果是，执彳了 §11，如果否，执彳了 S12 ；
[0013]Sll:启动，旋转门扇加速至低于正常速度的安全低速，然后执行S5 ；
[0014]S12:启动，旋转门扇加速至正常速度，然后执行S2 ；
[0015]S2:旋转门扇以正常速度运行，然后执行S3 ；
[0016]S3:检测旋转门扇的前端的位置，判断所述旋转门扇的前端是否到达减速点，如果是，执行S4,如果否，执行S2 ；
[0017]S4:旋转门扇减速至安全`低速,然后执行S5 ；
[0018]S5:旋转门扇以安全低速运行，然后执行S6 ；
[0019]S6:检测旋转门扇的前端的位置，判断旋转门扇的前端是否离开危险区域或者离开危险区域达到预定距离，如果是执行S7，如果否，执行S5 ；
[0020]S7:旋转门扇加速至正常速度，并执行S2。
[0021]作为优选，所述安全低速不大于0.35m/s，所述正常速度不大于0.70m/s。
[0022]作为优选，在S5和S6之间增加如下步骤:
[0023]在S5之后执行步骤S50:判断旋转门扇的运行速度是否大于阈值，如果是，执行S51，如果否，执行S6 ；
[0024]S51:旋转门扇停止转动。
[0025]作为优选，在S5和S6之间增加如下步骤:
[0026]在S5之后执行步骤S500:危险感知传感器是否检测到危险区域有人或物体的危险信号，如果是，执行S501，如果否执行S6 ；
[0027]S501:旋转门扇停止转动，并反转至旋转门扇的前端离开危险区域，然后执行步骤S502 ；
[0028]S502:危险区域是否仍有人或物体，如果是，执行S503，如果否执行Sll ；
[0029]S503:旋转门扇停止转动。
[0030]作为进一步的优选，所述危险感知传感器包括设于所述旋转门扇前端的第一传感器、设于所述固定门扇的门右框处的立柱上的第二传感器、设于所述固定门扇门右框处的立柱的下部外侧的第三传感器、设于华盖上位于所述危险区域上方的第四传感器和设于所述旋转门扇端部前方天花板上与所述旋转门扇同步旋转的第五传感器；只要所述第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器中的一个检测到危险区域有人或物体的危险信号就执行S501。
[0031]作为优选，所述旋转门扇的运行速度V按下述公式计算: [0033]其中:
[0034]V:旋转门扇的运行速度
[0035]D:旋转自动门运行轨道的直径，根据旋转门扇旋转一周对应的累积脉冲数来确定;
[0036]N0:旋转门扇旋转一周所对应的累积脉冲数；
[0037]f:单片机所接收到的脉冲数相对于时间的导数。
[0038]现有技术相比，本发明的旋转自动门及其运行方法具有以下有益效果:本发明通过主动降低旋转自动门的旋转门扇通过危险区域时的速度，使位于危险区域的人有足够的时间前进或后退，从而大大降低了旋转门扇的夹人概率。由于运行速度较慢，减小了对危险区域的人或物的撞击力，对人的伤害较低，并保证被夹的行人能及时退出。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1为本发明的实施例一的旋转自动门结构和旋转门扇的运行速度分布示意图；
[0040]图2为本发明的旋转自动门的组成结构框图；
[0041]图3为本发明的实施例一的旋转自动门的运行方法的流程图；
[0042]图4为本发明的实施例二的旋转自动门的运行方法的流程图；
[0043]图5为实施例一的旋转自动门的旋转门扇运行速度与旋转门扇前端的位置(脉冲数)之间的对应关系图；
[0044]图6为实施例二的旋转自动门的旋转门扇运行速度与旋转门扇前端的位置(脉冲数)之间的对应关系图；
[0045]图7为本发明的实施例三的旋转自动门的运行方法的流程图；
[0046]图8为本发明的实施例四的旋转自动门的运行方法的流程图；
[0047]图9为本发明的实施例四的旋转自动门的危险感知传感器的布置图。
【具体实施方式】
[0048]下面结合附图和具体实施例对本发明的旋转自动门及其运行方法作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
[0049]在本发明的权利要求书和说明书中，旋转门扇的运行速度指的是旋转门扇的门扇边缘的线速度，与电机以及驱动轮的旋转速度存在对应关系。旋转门扇包括两个竖直的边框，旋转门扇的前端指的是，在旋转门扇逆时针旋转时，沿运动方向位于前方的竖直的边框。本发明的旋转门扇开始旋转的条件是设置的启动传感器检测到有行人进入旋转门内，启动传感器的设置和现有技术相同，在此不再赘述。在以下的叙述中均以旋转自动门一直处于转动的状态下进行描述，实际运行中，在启动传感器检测到无人进入时，旋转自动门设置为自动多旋转一周后停止在初始位置，这和现有技术采用相同的设置，在此也不再赘述。
[0050]首先，在详细描述本发明的旋转自动门及其运行方法之前，对本发明所涉及的一些名词和概念做概括性地描述。图1所示的旋转自动门，为双扇的旋转自动门,包括两相对设置的弧形的固定门扇800和固定门扇801，在固定门扇800内与固定门扇800保持一定间隙的旋转门扇900，以及在固定门扇801内与固定门扇801保持一定间隙的旋转门扇901。旋转门扇900和旋转门扇901对称设置，同步旋转。固定门扇800和固定门扇801之间为旋转门扇900和旋转门扇901旋转以供行人进出的区域。如图1所示的旋转自动门的速度分布示意图中，危险区域即门右框之前的700mm(此距离指旋转门扇的门扇边缘所经过的圆上的弧的长度，下同)的区域，即弧AB所示的区域和弧DE所示的区域，弧AB为自A点起沿逆时针方向旋转至B点而形成的弧，其他弧的定义也是如此。在开口处距离门右框大于700_的区域设置一个减速点，减速点的位置根据旋转门扇运行的正常速度Vtl和在危险区域的运行的安全低速V1的值的大小而设定，减速点与安全区域之间的距离为旋转门扇从正常速度Vtl降速至安全低速V1的过程中，旋转门扇的门扇边缘所经过的距离。可以根据实际需要进行设置，本实施例中，减速点Al和Dl分别距离A和D点各300mm。并把弧AlA和弧DlD分别所示的区域定义为减速区域。当然，减速区域的距离可以根据正常速度Vtl和安全低速V1的值之间的关系以及旋转门扇的减速能力(制动能力)而设置，比如可以设为250mm，200mm等。考虑到行业标准和安全要求，旋转门扇的正常速度Vtl不大于0.7m/s,安全低速V1不大于 0.35m/s。V。可以为 0.65m/s, 0.55m/s, 0.45m/s 等；V1 可以为 0.30m/s, 0.25m/s 等
[0051]如图2所示，本实施例中，旋转门扇上设有电机100和由电机100带动的驱动轮102，驱动轮102沿着设置在旋转自动门上方的环形轨道转动，从而带动旋转门扇的旋转运动。为了测量旋转门扇所旋转的距离而确定旋转门扇的位置，如图2所示，本实施例中采用电机100作为动力源带动驱动轮102旋转，在电机100上连接有与其同轴的编码器101，电机100 (或驱动轮102)每旋转一圈,编码器101就产生一定数量的脉冲,本实施例中以电机100旋转一圈对应一个脉冲为例进行说明。在电机100旋转一圈对应一个脉冲的情况下，驱动轮所转过的圈数(脉冲数)乘以驱动轮的周长等于驱动轮在轨道上所转动的距离，也就是旋转门扇所旋转的距离。在驱动轮尺寸一定的情况下，旋转门扇旋转一周，编码器所产生的脉冲数Ntl的数值对应不同直径的旋转自动门，具体的数值对应关系可以根据实验确定，并预存在单片机中。从理论上，Ntl可以通过以下的公式进行计算:
[0052]N0 = DXfmX i/d
[0053]其中，Ntl:电机驱动旋转自动门的旋转门扇旋转一周所对应的累积脉冲数；
[0054]D:旋转自动门的运行轨道的直径(旋转门扇的外边缘所在的圆的直径)；
[0055]fm:驱动旋转门扇的电机的旋转一圈所产生的脉冲数；
[0056]1:电机与驱动轮之间的减速箱的减速比；
[0057]d:驱动轮的直径。
[0058]由于制造和装配误差，实际上Ntl与理论计算出来的数值存在一些误差，可通过试验进行修正。由于Ntl与D存在上述关系，单片机可以根据Ntl的大小确定D的数值。
[0059]以图1所示的旋转门扇所处的位置为初始位置，此时对应的脉冲数为0，旋转门扇开始旋转，旋转门扇900的前端的位置与一定的脉冲数相对应。旋转门扇900的前端首次到达Al所对应的脉冲数为nl,到达A点的脉冲数为n2,到达B点得脉冲数为n3,到达C点的脉冲数为n4 ;在旋转门扇旋转一周的过程中，旋转门扇900的前端会首次到达Dl的脉冲数为nl+NQ/2，到达D点的脉冲数为n2+NQ/2，到达E点得脉冲数为n3+NQ/2，到达F点的脉冲数为114+%/2。由于两扇旋转门扇是对称的，旋转门扇901的前端达到与旋转门扇900的前端位于同一回转直径的位置。在初始化时，只要让旋转门扇旋转一周就可以确定Ntl的值，进而确定出其直径。同时，记录旋转门扇900的前端到达相应点的脉冲数nl, n2, n3, n4的数值，即作为后续的运行过程中，确定旋转门扇的前端的位置的标准根据脉冲数，存储于单片机中。
[0060]旋转门扇每旋转一周，脉冲数就清零一次，这样，单片机所接收到的脉冲数就在O到Ntl之间，单片机就根据所接收到脉冲数与预存的标准值比较来确定旋转门扇的前端的位置，进而控制电机保持匀速转动或者加速或者减速，改变驱动轮以及旋转门扇的运行速度，实现旋转门扇能以两种不同的速度运行。并能在一定情况下，使电机停止运行甚至改变转动方向，实现旋转门扇的逆转。旋转门扇的运行速度可以根据脉冲数来计算，其原理简述如下。
[0061]为了提高旋转自动门在危险区域的运行的安全性，单片机还可以根据旋转自动门的直径和单位时间的脉冲数来计算旋转门的旋转门扇的运行速度，并与预存在单片机中的阈值进行比较，防止旋转门扇超速，如果超过阈值，则单片机控制电机停止。旋转门扇的运行速度V可按下述公式计算:
【权利要求】
1.一种旋转自动门，包括固定门扇、旋转门扇、驱动旋转门扇旋转的驱动装置，其特征在于，还包括用于检测所述旋转门扇相对于所述固定门扇的位置的检测装置和与所述检测装置连接并根据所述旋转门扇的前端的位置控制所述驱动装置加速、减速或保持匀速的控制装置。
2.如权利要求1所述的旋转自动门，其特征在于，所述驱动装置包括电机，所述检测装置为与所述电机同轴旋转的编码器，所述控制装置为与所述编码器连接的单片机；所述单片机还与所述电机连接以控制所述电机的转速和转向。
3.如权利要求1所述的旋转自动门，其特征在于，所述旋转门扇的前端到达位于危险区域之前的一个减速点时，所述控制装置控制所述旋转门扇的运行速度开始从正常速度减速至低于所述正常速度的安全低速，并在危险区域保持所述安全低速运行； 所述旋转门扇的前端位置离开危险区域时或离开危险区域达到预定距离时，所述控制装置控制所述旋转门扇的运行速度开始从所述安全低速加速到正常速度并保持所述正常速度运行，直到到达位于下一个危险区域之前的另一个减速点。
4.如权利要求1-3任一项所述的旋转自动门，其特征在于，还包括与所述控制装置连接的危险感知传感器；所述危险感知传感器包括设于所述旋转门扇前端的第一传感器、设于所述固定门扇的门右框处的立柱上的第二传感器、设于所述固定门扇门右框处的立柱的下部外侧的第三传感器、设于华盖上位于所述危险区域上方的第四传感器和设于所述旋转门扇端部前方天花板上与所述旋转门扇同步旋转的第五传感器。
5.一种旋转自动门的运行方法，在启动传感器检测到有人进入所述旋转自动门时旋转门扇开始旋转，其特征在于，包括如下步骤: 51:检测旋转门扇的前端的位置，判断所述旋转门扇的前端是否位于危险区域，如果是，执行S11，如果否，执行S12 ；` 511:启动，旋转门扇加速至低于正常速度的安全低速，然后执行S5 ； 512:启动，旋转门扇加速至正常速度，然后执行S2 ； 52:旋转门扇以正常速度运行，然后执行S3 ； 53:检测旋转门扇的前端的位置，判断所述旋转门扇的前端是否到达减速点，如果是，执行S4，如果否，执行S2 ； 54:旋转门扇减速至安全低速,然后执行S5 ； 55:旋转门扇以安全低速运行,然后执行S6 ； 56:检测旋转门扇的前端的位置，判断旋转门扇的前端是否离开危险区域或者离开危险区域达到预定距离，如果是执行S7，如果否，执行S5 ； 57:旋转门扇加速至正常速度，并执行S2。
6.如权利要求5所述的旋转自动门的运行方法，其特征在于，所述安全低速不大于0.35m/s,所述正常速度不大于0.70m/so
7.如权利要求5所述的旋转自动门的运行方法，其特征在于，在S5和S6之间增加如下步骤: 在S5之后执行步骤S50:判断旋转门扇的运行速度是否大于阈值， 如果是，执彳了 S51，如果否，执彳了 S6 ； S51:旋转门扇停止转动。
8.如权利要求5所述的旋转自动门的运行方法，其特征在于，在S5和S6之间增加如下步骤: 在S5之后执行步骤S500:危险感知传感器是否检测到危险区域有人或物体的危险信号，如果是，执彳了 S501，如果否执彳了 S6 ； 5501:旋转门扇停止转动，并反转至旋转门扇的前端离开危险区域，然后执行步骤S502 ； 5502:危险区域是否仍有人或物体，如果是，执行S503，如果否执行Sll ； 5503:旋转门扇停止转动。
9.如权利要求8所述的旋转自动门的运行方法，其特征在于， 所述危险感知传感器包括设于所述旋转门扇前端的第一传感器、设于所述固定门扇的门右框处的立柱上的第二传感器、设于所述固定门扇门右框处的立柱的下部外侧的第三传感器、设于华盖上位于所述危险区域上方的第四传感器和设于所述旋转门扇端部前方天花板上与所述旋转门扇同步旋转的第五传感器；只要所述第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器中的一个检测到危险区域有人或物体的危险信号就执行S501。
10.如权利要求7所述的旋转自动门的运行方法，其特征在于，所述旋转门扇的运行速度V按下述公式计算: T 其中: V:旋转门扇的运行速度 D:旋转自动门运行轨道的直径，根据旋转门扇旋转一周对应的累积脉冲数来确定； N0:旋转门扇旋转一周所对应的累积脉冲数； f:单片机所接收到的脉冲数相对于时间的导数。
【文档编号】E05F15/20GK103485644SQ201210191931
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年6月11日 优先权日:2012年6月11日
【发明者】木村一夫, 室川正之, 大岛正信, 长谷川徹, 田中义光 申请人:千藏工业株式会社, 松下电气机器（北京）有限公司