纵向式电梯光幕系统及纵向式电梯光幕探测方法.pdf

本发明提出一种纵向式电梯光幕系统及纵向式电梯光幕探测方法，其纵向式电梯光幕系统包括至少三个红外线发射单元(接收单元)、若干个红外线接收单元(发射单元)和信号处理模块。红外线发射单元设置在电梯轿门的上部。红外线接收单元设置在电梯轿门的下部，用于接收所述红外线发射单元发射来的红外线，并在电梯门的区域内形成光幕(应用光路可逆原理，发射端与接收端上下对调也有同样效果)。信号处理模块与所有的红外线发射单元和红外线接收单元相连，用于控制所述红外线发射单元发射红外线的时序，并读取所述红外线接收单元的感应信号，以判断光幕的工作状态。本发明具有成本低、可靠性高、使用寿命长的优点。

1.  一种纵向式电梯光幕系统，其特征在于，包括：
至少三个红外线发射单元，其设置在电梯轿门的上部；
若干个红外线接收单元，其设置在电梯轿门的下部，用于接收所述红外线发射单元发射来的红外线，并在电梯门的区域内形成光幕；
一信号处理模块，其与所有的红外线发射单元和红外线接收单元相连，用于控制所述红外线发射单元发射红外线的时序，并读取所述红外线接收单元的感应信号，以判断光幕的工作状态。

2.  如权利要求1所述的纵向式电梯光幕系统，其特征在于，其还包括上光幕板和下光幕板，所述上光幕板设置在电梯轿门的上部，所述红外线发射单元内嵌在上光幕板中，所述下光幕板设置在电梯轿门的下部，所述红外线接收单元内嵌在下光幕板中，且所述上光幕板和所述下光幕板位于电梯轿门和电梯厅门之间的空隙位置。

3.  如权利要求2所述的纵向式电梯光幕系统，其特征在于，所述上光幕板和所述下光幕板的长度与电梯轿门宽度一致。

4.  一种纵向式电梯光幕系统，其特征在于，包括：
若干个红外线发射单元，其设置在电梯轿门的下部；
至少三个红外线接收单元，其设置在电梯轿门的上部，用于接收所述红外线发射单元发射来的红外线，并在电梯门的区域内形成光幕；
一信号处理模块，其与所有的红外线发射单元和红外线接收单元相连，用于控制所述红外线发射单元发射红外线的时序，并读取所述红外线接收单元的感应信号，以判断光幕的工作状态。

5.  如权利要求4所述的纵向式电梯光幕系统，其特征在于，其还包括上光幕板和下光幕板，所述上光幕板设置在电梯轿门的上部，所述红外线接收单元内嵌在上光幕板中，所述下光幕板设置在电梯轿门的下部，所述红外线发射单元内嵌在下光幕板中，且所述上光幕板和所述下光幕板位于电梯轿门和电梯厅门之间的空隙位置。

6.  如权利要求5所述的纵向式电梯光幕系统，其特征在于，所述上光幕板和所述下光幕板的长度与电梯轿门宽度一致。

7.  一种纵向式电梯光幕探测方法，其特征在于，包括以下步骤：
将红外线发射单元设置在电梯轿门的上部，将红外线接收单元设置在电梯轿门的下部，或将红外线发射单元设置在电梯轿门的下部，将红外线接收单元设置在电梯轿门的上部；
控制红外线发射单元以分时方式轮流发射红外线；
读取对应的红外线接收单元传输来的信号，并根据红外线接收管接收红外线的情况来判断是否有物体遮挡光幕；
若有异物遮挡光幕，则立即输出报警信号。

8.  如权利要求7所述的纵向式电梯光幕探测方法，其特征在于，判断是否有物体遮挡光幕时包括以下步骤：
设置异常报警限制次数；
读取红外线接收单元传输来的信号；
判断同一红外线接收单元没有接收到红外线的次数是否大于所述异常报警限制次数；
若大于所述异常报警限制次数，则立即输出报警信号。

纵向式电梯光幕系统及纵向式电梯光幕探测方法
技术领域
本发明涉及电梯光幕技术领域，特别涉及一种低成本高可靠性的纵向式电梯光幕系统及纵向式电梯光幕探测方法。
背景技术
电梯光幕是防止电梯自动关门时夹住乘客或货物的安全防护装置。他利用多组红外发射和接收单元的高速扫描，探测保护区域内的遮挡物并向上位控制设备提供信号。
目前市场供应的电梯光幕绝大多数都是横向探测光幕，请参见图1，其为横向探测光幕安装在电梯中的俯视图。红外线发射单元11和红外线接收单元12分别安装在左右两扇电梯轿门13处，其随着电梯轿箱14一起运动，并利用电梯轿门13和电梯厅门15之间的间隙(大约有50mm宽度)形成探测光幕，来对电梯门之间是否存在人体或物体进行检测，以防止他们受到挤压而造成安全事故。
请参见图2，其为现有横向探测光幕的示意图。普通的电梯门高度一般为2米，为了保证光幕的覆盖密度，通常需要配置32对红外线发射单元11和红外线接收单元12。这种横向的电梯光幕具有探测密度高、安装便捷等优点，但是其缺点也很明显，现归纳如下：
1、为了提高探测密度必须保证红外线发射单元和红外线接收单元的数量，一般不少于32对，这会大幅增加产品的成本。
2、红外线发射单元和红外线接收单元过多，会使系统变得复杂，由于每个电子元器件都存在可靠性概率，因而数量众多的红外线发射单元和红外线接收单元会降低整体光幕系统运行的可靠性。
3、光幕安装在电梯轿门的两侧，随着电梯轿门的开关，光幕电缆每天要承受数千次的弯曲，这很容易造成电缆断路。
发明内容
本发明的目的是提供两种纵向式电梯光幕系统，以解决现有横向探测光幕成本高、可靠性差、容易造成电缆断路的问题。
本发明的另一目的是提供一种纵向式电梯光幕探测方法，以解决现有横向探测光幕成本高、可靠性差、容易造成电缆断路的问题。
本发明提出一种纵向式电梯光幕系统，包括至少三个红外线发射单元、若干个红外线接收单元和信号处理模块。红外线发射单元设置在电梯轿门的上部。红外线接收单元设置在电梯轿门的下部，用于接收所述红外线发射单元发射来的红外线，并在电梯门的区域内形成光幕。信号处理模块与所有的红外线发射单元和红外线接收单元相连，用于控制所述红外线发射单元发射红外线的时序，并读取所述红外线接收单元的感应信号，以判断光幕的工作状态。
依照本发明较佳实施例所述的纵向式电梯光幕系统，其还包括上光幕板和下光幕板，所述上光幕板设置在电梯轿门的上部，所述红外线发射单元内嵌在上光幕板中，所述下光幕板设置在电梯轿门的下部，所述红外线接收单元内嵌在下光幕板中，且所述上光幕板和所述下光幕板位于电梯轿门和电梯厅门之间的空隙位置。
依照本发明较佳实施例所述的纵向式电梯光幕系统，所述上光幕板和所述下光幕板的长度与轿厢门宽度一致。
本发明还提出一种纵向式电梯光幕系统，包括至少若干个红外线发射单元、至少三个红外线接收单元和信号处理模块。红外线发射单元设置在电梯轿门的下部。红外线接收单元设置在电梯轿门的上部，用于接收所述红外线发射单元发射来的红外线，并在电梯门的区域内形成光幕。信号处理模块与所有的红外线发射单元和红外线接收单元相连，用于控制所述红外线发射单元发射红外线的时序，并读取所述红外线接收单元的感应信号，以判断光幕的工作状态。
依照本发明较佳实施例所述的纵向式电梯光幕系统，其还包括上光幕板和下光幕板，所述上光幕板设置在电梯轿门的上部，所述红外线接收单元内嵌在上光幕板中，所述下光幕板设置在电梯轿门的下部，所述红外线发射单元内嵌在下光幕板中，且所述上光幕板和所述下光幕板位于电梯轿门和电梯厅门之间的空隙位置。
依照本发明较佳实施例所述的纵向式电梯光幕系统，所述上光幕板和所述下光幕板的长度与轿厢门宽度一致。
本发明另提出一种纵向式电梯光幕探测方法，包括以下步骤：a、将红外线发射单元设置在电梯轿门的上部，将红外线接收单元设置在电梯轿门的下部，或将红外线发射单元设置在电梯轿门的下部，将红外线接收单元设置在电梯轿门的上部。b、控制红外线发射单元以分时方式轮流发射红外线。c、读取对应的红外线接收单元的信号，并根据红外线接收管接收红外线的情况来判断是否有物体遮挡光幕。d、若有异物遮挡光幕，则立即输出报警信号。
依照本发明较佳实施例所述的纵向式电梯光幕探测方法，判断是否有物体遮挡光幕时包括以下步骤：e、设置异常报警限制次数。f、读取红外线接收单元传输来的信号。g、判断同一红外线接收单元没有接收到红外线的次数是否大于所述异常报警限制次数。h、若大于所述异常报警限制次数，则立即输出报警信号。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：
1、本发明采用纵向式光幕，光幕板长度通常可减少到1米左右，红外线发射单元和红外线接收单元都相应地减少，可显著降低成本。
2、本发明的电路设计基于传统的横向探测光幕的改动很少，而由于电子元器件的减少，使得系统的可靠性大大增强。
3、本发明红外线发射单元和红外线接收单元的数量可以根据需求进行调整，而采用本发明的设计后电梯门的探测区域仍然有很高的光幕保护密度，具有很高的安全性。
4、本发明设计采用固定安装方式，避免了光幕电缆频繁弯曲造成的电缆断路。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为现有的横向探测光幕安装在电梯中的俯视图；
图2为现有横向探测光幕的示意图；
图3为本发明纵向式电梯光幕系统的第一种光幕结构示意图；
图4为本发明纵向式电梯光幕系统的第二种光幕结构示意图；
图5为本发明纵向式电梯光幕系统的第三种光幕结构示意图；
图6为本发明纵向式电梯光幕探测方法的一种实施例流程图；
图7为本发明纵向式红外线光幕工作流程图。
具体实施方式
本发明的主要思想是将电梯光幕系统的红外线发射单元和红外线接收单元分设在电梯轿门的上部和下部，从而可以相应地减少红外线发射单元和红外线接收单元的数量，达到降低成本、提高可靠性的目的。
本发明的纵向式电梯光幕系统包括上光幕板、下光幕板、红外线发射单元、红外线接收单元和信号处理模块，上光幕板设置在电梯轿门的上部，下光幕板设置在电梯轿门的下部，且上光幕板和下光幕板位于电梯轿门和电梯厅门之间的空隙位置(电梯轿门即随电梯一起活动的内门，电梯厅门即安装在固定楼层的电梯外门，两者之间大约有50mm的宽度，在这个空间中红外线的发射和接收不会受到活动门开关的影响)。红外线发射单元和红外线接收单元分别内嵌在上光幕板和下光幕板中，其中，上光幕板中既可内嵌红外线发射单元，也可内嵌红外线接收单元，同样，下光幕板中既可内嵌红外线发射单元，也可内嵌红外线接收单元。信号处理模块与所有的红外线发射单元和红外线接收单元相连，用于控制所述红外线发射单元发射红外线的时序，并读取所述红外线接收单元的感应信号，以判断光幕的工作状态。
以下结合附图，具体说明本发明。
实施例一
请参见图3，其为本发明纵向式电梯光幕系统的一种光幕结构示意图。本实施例中，五个红外线发射单元31安装在电梯轿门上部，十七个红外线接收单元32安装在电梯轿门下部，且每个红外线发射单元31发出的红外线均会被多个红外线接收单元32接收，从而在电梯门的区域中形成光幕。
在使用过程中，当红外线被阻隔而使某个或某些个红外线接收单元32无法接收到时，说明此时有乘客出入电梯或是电梯门处有物体阻挡，这些红外线接收单元32会将此时光幕的工作状态信息传输给信号处理模块，并由信号处理模块对信号进行处理后传输给电梯控制柜。其中信号处理模块包括单片机及外围电路，单片机的作用是控制红外线发射单元31的发射时序，并将每个周期从红外线接收单元32处读取的信号加以处理后，通过继电器触点方式或晶体管电压输出方式将光幕信号发送给电梯控制柜。
值得注意的是，由于一般电梯门，其宽度均小于其高度，因此将红外线发射单元31和红外线接收单元32设置在电梯门的上部和下部，在保证光幕密度的前提下，可以大大减少红外线发射单元31和红外线接收单元32的数量(红外线发射单元31设置在上部的情况下最少可减少到三个，红外线接收单元32设置在下部的情况下最少可减少到十六个)，从而可以大大降低光幕系统的成本。并且所使用光幕板也可以缩减到1米左右，同样也减少了光幕系统的材料成本。而电子元器件的减少又相应地可以提高整个系统的可靠性。
实施例二
请参见图4，根据光路的可逆原理，相对于实施例一，本实施例将红外线发射单元和红外线接收单元的位置进行了互换。本实施例中，五个红外线接收单元42安装在电梯轿门上部，十七个红外线发射单元41安装在电梯轿门下部，且每个红外线接收单元42都会接收到多个红外线发射单元41发出的红外线，从而在电梯门的区域中形成光幕。
本实施例的工作过程及优点均与实施例一相同，此处不再赘述。
实施例三
请参见图5，本实施例中，三个红外线发射单元51安装在电梯轿门上部，十七个红外线接收单元52安装在电梯轿门下部，且每个红外线发射单元51发出的红外线均会被所有的红外线接收单元52接收，从而在电梯门的区域中形成光幕。
由于本实施例中的红外线发射单元51具有很大的光线发散角，因而要求红外线发射单元51具有较高的发光功率。而相对于实施例一和实施例二，由于每个红外线发射单元51的覆盖面很广，因此本实施例具有很高的光幕密度。
相应于上述的光幕系统，本发明还提出了一种纵向式电梯光幕探测方法，如图6所示，其包括以下步骤：
S601，将红外线发射单元和红外线接收单元安装在电梯轿门的上部和下部。
本发明中，红外线发射单元既可以设置在电梯轿门的上部，也可以设置在电梯轿门的下部。同样，红外线接收单元既可以设置在电梯轿门的上部，也可以设置在电梯轿门的下部。安装时，可以将红外线发射单元和红外线接收单元内嵌到上光幕板和下光幕板中，且由于电梯门的宽度小于高度，因此这种安装方式可以缩短光幕板的长度，以及在符合光幕密度的前提下减少红外线发射单元和红外线接收单元的数量。
S602，控制红外线发射单元以分时方式轮流发射红外线。红外线发射单元的发射时序由单片机控制。
S603，读取对应的红外线接收单元传输来的信号，并根据红外线接收管接收红外线的情况来判断是否有物体遮挡光幕。
S604，若有异物遮挡光幕，则立即输出报警信号。
本发明中，单片机是以分时方式控制红外线发射单元轮流发射红外线，为便于进一步理解其工作过程，现以一较为详尽的实例来说明整个探测流程。为便于描述，将红外线发射单元编号以变量N代替，红外线发射单元总数设为M，红外线接收异常累计数以X表示，异常报警限制次数设为Y。红外线发射单元数量M视实际情况可调整，异常报警限制次数Y也视实际情况可调整。如图7所示，光幕的工作过程包括以下步骤：
S701，程序启动及初始化。
S702，设N＝1，X＝0。
S703，启动红外线发射单元N。
S704，相应的红外线接收单元接收红外线，并将信号传输给单片机。
S705，单片机判断与红外线发射单元N对应的红外线接收单元是否都接收到红外线。若是，则进入步骤S708。若否，则进入步骤S706。
S706，进行运算：X＝X+1
S707，判断X是否大于Y。若否，则进入步骤S703。若是，则确认有乘客出入，立即发出报警信号。
S708，进行运算：N＝N+1，X＝0。
S709，判断N是否大于M。若否，则回到步骤S703，若是，则回到步骤S702。
相对于现有横向式的光幕，本发明具有以下优点：
1、本发明采用纵向式光幕，光幕板长度减少到1米左右，红外线发射单元和红外线接收单元都相应地减少，可显著降低成本。
2、本发明的电路设计基于传统的横向探测光幕的改动很少，而由于电子元器件的减少，使得系统的可靠性大大增强。
3、本发明红外线发射单元和红外线接收单元的数量可以根据需求进行调整，而采用本发明的设计后电梯门的探测区域仍然有很高的光幕保护密度，具有很高的安全性。
4、本发明设计采用固定安装方式，避免了光幕电缆频繁弯曲造成的电缆断路。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。