专利名称：进入控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于控制进入的设备。它特别但不单纯涉及用于此种设备中的挡板。
在一种称为TAG-150自动门(可由日本Takamisawa K.K.得到)的已知此种设备中传感装置由多个水平间隔安装的光电传感器构成，用来检测通道内有无人存在。一台读票装置安放在通道的入口处。如果一个人走近挡板而事先未向读票装置提交有效票，则挡板被控制处于关闭状态而阻止进入。还安装有另外一些传感器用来保证在挡板的位置处有障碍物存在时挡板不关闭以增加通行者的安全性。一般情况下，此种系统可运转于常开状态(在此状态下，在检测到无效票费和对象而将挡板置于关闭状态之前通道一直开着)，或常闭状态(在此状态下，只有在检测到有效票费和对象时才将挡板置于打开状态)。
但是，此种系统的缺点是此种自动门的人员通过量低。人们通常在读票机处等候挡板的反应。这就造成在繁忙时产生排队现象，不然就须要进入系统的拥有者购买更多的自动门，而如果通过量可以提高，原本不需要那么多自动门。如果后一个人没有有效票企图进入通道，而此时前一个人还在通道中，则挡板可能被启动而将前一个人挡住，尽管他具有有效票。如果后一个人持有有效票企图进入通道而前一个人还在通道内，则后一个人经常会发现读票机并不立刻接受他的票，因为前一个人的票还在读票机内或者还未从读票机的吐票口排出。这些缺点会降低进入系统的通过量，造成排队和附带的安全问题以及票的安全问题。
在GB 1,207,263，GB 1,245,189和GB 1,263,542中披露了得到改进的装置以求克服这些问题。在这些专利文件中所描述的挡板采用电机和通常的机械闭锁装置使挡板处于关闭状态而阻止进入。此种解决方案包括很多运动部件，这些运动部件会因为摩擦和磨损而需要周期地进行维护。
根据本发明所提供的用于进入控制设备中的挡板的构成包括一个第一部件和一个第二部件，两者互相耦连，第一部件用来禁止在通道中进入，第二部件具有一个由铁磁材料构成的用于同由电磁铁构成的控制装置协同动作的表面，该控制装置可将挡板保持在打开或关闭状态。最好两个部件都耦连到一个转动轴。
最方便的办法是挡板由一个或更多个部件构成，这些部件在挡板处于关闭状态时比处于开放状态时向通道伸出得更远。这个或这几个部件最好是绕着一个位于与进入方向平行的平面内的轴转动。
这个设备的构成最好是在通道的两端各设一台票费或通行费读出器，这样就可以对通道进行双向进入控制。这一设备的构成中最好还包括将通行方向从一个方向改变为另一个方向的进入方向改变装置。在本例中这一设备的构成最好是包括一对沿通道分置于靠近通道两端处的挡板。下面参考所附示意图仅作为示例来介绍本发明的最佳实施例。附图中
图1示出的是根据本发明实施例的设备的侧视图；图2示出的是并排设置的多个通道的平面图，每个通道的侧面都如图1所示；图3示出的是根据本发明的一个实施例的挡板；图4示出的是控制进入的方法的流程图。
图2示出的是根据本发明的通道的一个示例的平面图。用于控制进入的这一设备的构成包括一个通道(1)，该通道(1)具有可受控而处于打开和关闭状态的挡板(2，3)，以及读出票费或通行费数据的装置(4)。通道由两侧的两个组合件(5，6)形成。
两侧的组合件如图1上的侧视图所示。每侧的组合件包含多个传感装置(11-26)用于检测多个对象在通道中的位置并提供相应的信号。在本示例中传感装置由20对传感器构成，每一对包括一个设置在通道一侧上的发送器(比如一个光源)和一个设置在通道另一侧的接收器(例如用于探测光源发出的光束的光电管探测器)。图1中仅示出每对中的一个装置。传感装置通过检测在发送器和接收器之间发射的能量束由于通道中的对象所造成的中断而动作。在本示例中能量束是光束，不过也可用其他能量束代替，比如红外光束或紫外光束。
这一设备的构成还包括用于将给定的数据同相应于给定对象的信号联系起来的装置(在本示例中是一台具有存储器的微型计算机)以及用于控制挡板的装置(在本示例中是与微型控制器一起的电机和电磁铁)，它们在动作时当同相应于给定对象的信号联系起来的给定数据是无效的或者不存在时，如果此时给定对象接近挡板，则挡板受控而处于关闭状态，从而使给定对象不能通过，但却允许在给定的对象和挡板之间的任何其他具有与有效数据相联系的信号的对象通过。
各传感器对的位置经过适当安排，目的是使能量束可从发送器发出直接穿过通道(在大致与对象运动方向垂直的方向上)进入相应的接收器。现在我们只考虑从一个方向进入通道的对象，并且我们将把通道的一端称为入口(27)，把另一端称为出口(28)。操作此设备的软件设计成为新的对象只能在通道的入口处受到识别。传感器对11和13(称为探测组)必须两个同时显示射束受到中断才能确定对象是一个高个子的人。由这一传感器对发出的信号立即被赋予新的对象，并且将信息存储于新对象专用的存储器位置。从不是位于通道入口处的传感器对所发出的信号不能识别新的对象。
一旦一个新的对象受到识别并且与此新的对象相关联的存储器位置被划出，则由中断束产生的进一步的信号将被赋予该通行人员，只要这一信号是从与已经探测到该对象的传感器对相邻的传感器对发出的。对种可赋予任何一个对象的传感器对信号的数目没有限制。这一特性使得携带大件行李的对象在通过通道时可以被正确地探测和监视。如果一个信号不能赋予一个现有的对象，就要考虑是新的通行人员的可能性。如果探测组的射束受到中断并且其中任何的射束都不能赋予现有的对象，就是识别到了新对象。为使这一条件为真，在传感器对13为一个新的对象所中断之前，传感器对14必须为通道中现有的所有对象所清过。其原因是如果一个现有的对象被认为是传感器对14受到中断的原因，而同时一个新的对象使传感器对13中断，则由于传感器对14与传感器对13相邻，会将所有的信号都归因于现有的对象。所以识别新的对象的准则是传感器对11和13受到中断，但不是14。
对象为矮个子的人时，检测的方法与上面所述的对象为高个子的人时的方法相同，只不过此时探测器组中的相关传感器对为11，12，和(不是)14。应当注意，如果矮个对象跳过传感器对12，则很可能代之而使传感器对13受到中断，于是矮个对象将被识别为高个对象。如果矮个对象受到识别，则传感器对13将被忽略，而传感器对11和14将被认为是相邻传感器对。
一旦一个新对象受到识别，则其在通道中的位置就在它中断传感器对和通过传感器对时受到监视。向前和/或向后运动将被探测到。不能有根据地归因于现有对象的信号将被忽略。这一特性有助于解决下面这种情况通道中的对象在通过通道时可能，比如，挥动雨伞或其他物件。这种对通道中的对象进行监视的系统也使得在某些系统中所采用的将各种传感器对分成不同的传感“区”成为不必要。
传感器对的构成不一定是非得将发送器安装通道的在一侧，而将接收器安装在另一侧。发送器和接收器可以两个互相邻接地安装在通道的同一侧，而在通道的另一侧设置一个能反射辐射束的表面，于是射束由发送器发出，穿过通道，再由反射面反射回来穿过通道而为接收器所接收。
为保证通行者的安全，采取了如下的措施a)如果与挡板相关联的传感器组12和26或者传感器组23和25中的任何传感器受到中断，则给定的挡板绝不运动。在本示例中传感器组25和26每一个都由三个其输出连在一起的传感器对组成。
b)如果看到有一个物体使传感器组23和25或者12和26同时中断而没有使其他任何传感器中断，则可认为在通道里的是一个儿童。在这种情况下，不会企图关闭任何一组门，直到发现有一个高个子的对象在沿着通道行进或者行进到出口挡板处，如果它没有关闭的话。
c)如果一个有效的对象明显地在通道中间消失(比如该人弯下身子，或者将包裹错误地探测为通行人员)，此设备仍然会恢复作用以使在常闭的模式中挡板将不会在紧紧靠近人的地方关闭，或者如果一个无效的对象在他后面进入通道时也如此。(这一措施也可保证这种通行人员逃不掉付费并可防止他通过)。
此设备工作时，在探测到有新的通行人员时就检查看是否提交了有效票卡。如果有，就允许其顺利通过。否则将启动报警器，并且在通道另一端的挡板将在不危及安全和不妨碍已经处于通道内的有效通行人员通过的条件下尽快关闭。在本示例中，当无效对象离开通道时报警器停止工作并且门重新打开(如果工作在常开模式)。如果无效对象在通道中间消失，挡板将保持关闭直到有有效票出示或者经过一段时间。在正常关模式中，在没有票卡遗留并且所有有效的对象已经通过通道时挡板再度关闭。在正常关的模式中，当在通道中有无效对象并且所有有效对象已经离开通道时挡板也关闭。
当一个通行人员处于取回他的票卡的位置时，重要的是要使他很难取走他后面的任何人的票卡。在本示例中这一点用下面的办法实现。当票卡由此设备收进或由对象取出时，下面一张票卡只有在满足如下的条件时才退还a)所有其他有效对象都已经通过一个采样区(比如通过本示例中的传感器对11-16)，b)拥有有待返还的票券的新的通行人员已经进入通道，或者c)经过一段时间(不管通行人员所处的位置为何处)。
此系统通常工作在一般称为“常开”模式，在这种模式下挡板处于开放状态，直到没有数据或数据无效的对象接近挡板时才关闭。此设备也可工作在“常闭”模式，在这种模式下挡板保持关闭状态，直到具有有效数据的对象接近挡板时才打开。无论在哪一种模式下，此进入系统都可以设置为或是只允许对象从一个方向进入，或是允许对象从任何一个方向进入，取决于系统首先检测到的是哪一个对象。前一种操作模式有时称为“单向”模式，而后一种操作模式有时称为“双向”模式。
虽然上面所描述的是一种在开放状态时不妨碍通过的挡板，但也可以采用永远在一定程度上妨碍通行的转栏或其他挡板作为代替物(虽然在这种情况下大通过量的优点就不那么明显了)。
图3所示的挡板用在上述的设备中特别有利。在图3中挡板的构成包括一个第一部件(31)和一个第二部件(32)，两个部件通过安装在转轴(33)的两端而互相耦连。第一部件(31)的设计和设置是用来禁止通过通道，而第二部件(32)具有一个由铁磁材料构成的表面(34)用来与包含一个电磁铁(图中未示出)的控制装置协同动作以便把挡板保持在开放或关闭状态。在本图的示例中，两个部件都连接于一个可绕转动轴线(35)转动的转动轴(33)上。在本示例中，转动轴线与转动轴共轴，但是也可以使用其他的转动轴线代替。例如，转动轴也可在转轴轴线的平面内转动并且转动轴线与转动轴轴线垂直，而两个部件则连接于转动轴的两端。
第一部件(31)表面带有软垫以防止在挡板处于关闭状态时通行人员跑步撞到它上面造成严重伤害。电磁铁表面的大小和电磁铁的吸力设置成须要使用大约1100牛顿的力才能打开处于关闭状态的挡板。这个“吸力”的选择取决于多种因素。首先，在发生紧急情况人群冲向挡板时此吸力应该低到使通行人员不会因为挤压而受伤。但是这个吸力也不能太低，否则等候逃票的身强力壮的通行人员会推开挡板而通过。采用本发明的挡板可以很容易地改变这一吸力，只要改变流过电磁铁中的电流即可。这一吸力一般可采用700-2000牛顿。此力除电磁力外也可部分采用机械力，比如采用须要加力才能使之从偏置(比如使用强力弹簧使之偏置)于其中的定位轴座中出来的滚动轴承或在这种挡板系统中常用的其他机械系统。
现在这种挡板的优于采用电动机的现有技术的装置的主要之点在于它的运动零件最少，因而磨损低、维护少和替换零件花费小。本发明的挡板包括一个磁铁销子。在本示例中，挡板关闭时是向着对象运动，虽然，愿意的话，也可采用其他的运动方向。为了改进安全性，最好设置一个力量与电磁断开装置相似的机械断开装置，以便在发生人群要在原定设计的反方向上拥挤进入通道时，挡板可以在发生伤害前移开。这个系统最好具有备用电池，以便在发生紧急事件再加上停电时能够控制挡板使其打开。
图4示出的是控制一个对象从第一区域通过一个设置有挡板的通道进到第二区域的方法的流程图。在这个根据本发明的方法的示例的流程图中，编号的方框相应于此方法中的各个步骤。这些方框的意义如下。方框40代表读出给定对象的票的数据。方框41代表判断数据是否有效或是无效。下一个方框42代表如果数据有效则将金额存入存储器。方框43代表检测给定的对象的存在和位置并且在给定的对象沿通道移动时至少提供一个检测信号，从而提供有关给定对象在通道内的位置随时间而变化的信息。方框44代表将金额或者无金额与在通道内的给定对象的位置联系起来。方框45代表控制挡板以使在将无金额与给定的对象位置联系起来时根本上防止给定的对象通过通道进入，同时却允许与有效数据联系起来并且位于通道内的给定对象和挡板之间的其他对象进入。
权利要求
1.一种用于控制进入的设备中的挡板，包括一个第一部件和一个第二部件，两者互相耦连，第一部件用来禁止在通道中进入，第二部件具有一个由铁磁材料构成的用于同由电磁铁构成的控制装置协同动作的表面，该控制装置可将挡板保持在打开或关闭状态。
2.如权利要求1中所述的挡板，其特征在于两个部件都耦连到一个转动轴。
3.如权利要求2中所述的挡板，其特征在于转动轴可沿轴向转动。
4.一种用于控制进入的设备，包括a)具有一个如前面任意一项权利要求中所述的挡板的通道，该挡板可受控而处于开放状态和关闭状态；b)读票费或通行费数据的装置；c)用于检测多个对象在通道中的位置并提供相应的信号的检测装置；d)将给定的票费或通行费的数据与相应的给定对象的一个或多个信号联系起来的装置；e)控制挡板的装置，使用时可使挡板在相应于给定对象的给定票费或通行费的数据无效或没有而给定对象接近挡板时挡板受控而关闭，从而使给定对象不能进入，但却容许位于给定通行者和挡板之间的任何其他对象进入。
5.如权利要求4中所述的设备，其特征在于读入票费或通行费数据的装置的构成包括收款系统，并且数据至少是下面这一组中的一个信用卡、智能卡、一个或多个硬币和/或钞票。
6.如权利要求4中所述的设备，其特征在于票费或通行费数据读入装置由票券读入系统构成，并且数据是编码票或编码卡。
7.如权利要求4中所述的设备，其特征在于其结构和设计可使在票或卡在读出和/或写入时对象仍然保有其所有权。
8.如权利要求4中所述的设备，其特征在于挡板的构成包括一个或多个部件，这些部件在挡板处于关闭状态时比挡板处于开放状态时向通道伸出得更远。
9.如权利要求8中所述的设备，其特征在于一个或多个部件是绕着一个位于与进入方向基本平行的平面内的轴线转动。
10.如权利要求4-9中所述的设备，其特征在于包括一个在紧急情况下供电用的电池。
全文摘要
一种用于控制进入的设备,包括a)一个通道,该通道具有一个有开放位置和关闭位置的挡板;b)费用数据读出装置;c)用于监视多个通行者在通道中的位置并提供相应的信号的装置;d)根据费用数据与信号控制挡板并将费用数据与给定信号联系起来的装置。此挡板具有一个磁铁销子可改善可靠性。
文档编号G07C9/02GK1182493SQ9619351
公开日1998年5月20日 申请日期1996年4月23日 优先权日1995年4月26日
发明者罗伯特·泰勒, 劳格·克里伟·沃伯, 诺曼·阿兰·迪克斯, 劳格·约尼斯 申请人:索恩传输系统国际有限公司