智能型自動關閉門的制作方法

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本發明涉及適于在將遮擋件保持打開持續給定的打開時間之后使遮擋件自動關閉的自動關閉件。本發明具體地涉及能夠根據從先前打開/關閉循環記錄的活動歷史來優化打開時間的智能門。

背景技術：

自動門，包括遮擋件通常用于關閉開口，具體地用于關閉倉庫或工業廠房。這些遮擋件通常由大的柔性防水油布制成，這些遮擋件的側向邊緣包括卷邊，所述卷邊在位于待被關閉的開口的各側上的導軌中滑動。替代性地，遮擋件可以由彼此并排地鉸接的剛性面板組成或者遮擋件可以是剛性面板。自動門在其用于分離具有不同環境條件比如溫度、相對濕度等的兩個房間時特別有用。在這種情況下，這種門保持打開的時間必須被最小化，以保持門的兩側上的所需要的條件。用于這些應用的能夠以高速打開和關閉的門也是已知的，并且通常被稱為“快速門”。

自動門、特別是快速門因其高的關閉速度而導致的一個問題是與意外位于遮擋件的關閉軌跡內的障礙物碰撞。除了損傷障礙物(障礙物可能是人)之外，這種碰撞也可能損壞遮擋件的前邊緣并且還使遮擋件的側向邊緣的卷邊與導軌脫離。例如，在us20100181033中描述了一種用于將因此脫離的卷邊自動重新插回的系統，該申請的全部內容通過參引并入本文。

因為預防優于修復，因此許多自動門系統設置有障礙物檢測裝置和/或碰撞檢測裝置。例如在us20030071590中描述了一種設置有障礙物檢測裝置的門。例如，在us20120073200中描述了一種設置有碰撞檢測裝置的門。在us20120073200中，描述了在碰撞情況下的安全程序，該安全程序包括停止遮擋件的關閉、將遮擋件打開至等待位置并維持遮擋件在該位置預定的等待時間，在此之后遮擋件以正常速度再次關閉并且在快要到達第一碰撞位置之前減速。在于第一碰撞位置處沒有檢測到障礙物的情況下，則以正常速度繼續關閉。另一方面，如果第一碰撞位置處仍然存在障礙物，則遮擋件再次打開至等待位置。如果在若干個這樣的循環時仍然檢測到障礙物，則遮擋件永久打開并且必須被手動重新啟動。

為了操作者的舒適度以及為了優化對由門的框架限定的區域的關閉，許多門系統設置有自動關閉系統、有時被稱為“自動關閉”門。在這樣的系統中，門可以通過由操作者發送的信號打開，但是操作者不需要發送第二信號來關閉遮擋件，這是因為遮擋件將在給定時間t之后自動關閉。這樣的門在本文中將被稱為自動關閉門。自動關閉門相比于手動控制門而言碰撞障礙物的危險甚至更高，這是因為關閉可能會在門的附近沒有任何操作者的情況下發生。

us20030071590公開了一種設置有光學障礙物檢測傳感器和用于對門在關閉之前必須保持打開的時間進行控制的定時器的自動關閉門。定時器僅在傳感器中斷至少三秒鐘或更長時間——例如是車庫門的情況下車輛的通過——之后被觸發。如果在門的關閉期間會發生阻塞，則門將返回至其打開位置，并且不能夠自動再次關閉。操作者必須在自動關閉模式可以被再次致動之前觸發門的關閉，使其保持關閉一分半鐘。該系統很有趣，這是因為該系統使門的打開時間與車輛經過打開的框架的時間匹配。然而，這不是智能型自動關閉門，因為其不會從其活動歷史學習并調整打開時間。

us6924730公開了一種防火門控制系統，該防火門控制系統能夠在觸發警報比如火警時自動關閉門。當觸發警報時，在釋放自動制動釋放之前，起動定時器用以等待預定時間段。在門在關閉時碰到障礙物的情況下，則門將停止給定時間以允許障礙被移除。然后門的系統被離合器脈沖而再次關閉。每次遇到阻塞時，門將停止。如果沒有遇到阻塞，則門隨后通過脈沖離合器完成逐漸關閉。該自動關閉控制系統也不是智能的，因為其不能使門保持打開的時間適應門的活動歷史。

ep344404和us5001557描述了一種用于根據存在于支承表面上的一個或更多個人的存在、數量和運動狀況來控制自動操作的電梯門的位置的方法，該支承表面位于在自動操作的門的預定側上延伸的預定空間內。該方法提供了一個或更多個人的存在、數量和運動狀況的清楚和明確的指示并且允許控制自動操作的門的操作與所指示的一個或更多個人的存在、數量和運動狀況相一致。該方法有利于控制電梯門，這是因為該方法在門是打開的時根據在每個階段的人的存在和運動來調整在所述階段的門打開時間。然而，該方法不適于在倉庫和工業大廳等中使用的類型的快速門，這是因為該方法被設計用于僅掃描門的一側，并且掃描兩側將使門的控制相當復雜，原因在于處理器將必須理解由兩個攝像機產生的圖像。

本發明提供了一種智能型自動關閉門，該智能型自動關閉門能夠學習在自動關閉之前所述門必須保持打開的最佳時間。所述學習是基于大量的打開和自動關閉循環的重復。本發明的該優點和其他優點在以下呈現。

技術實現要素：

本發明在所附獨立權利要求中限定。在從屬權利要求中限定了優選實施方式。特別地，本發明涉及一種自動關閉門，所述自動關閉門用于關閉至少部分地由框架限定的區域，所述自動關閉門包括：

(a)機動化的驅動機構，該機動化的驅動機構適于使遮擋件的前邊緣沿第一方向移動以關閉限定在所述框架內的所述區域以及使遮擋件的前邊緣沿第二方向移動以打開所述區域；

(b)波檢測單元，該波檢測單元適于檢測由框架限定的區域內的障礙物的存在；和/或

(c)另外或替代性地，碰撞檢測器，該碰撞檢測器適于通過遮擋件的前邊緣檢測碰撞事件，

(d)處理單元(cpu)，該處理單元(cpu)被編程為執行以下操作：

(a)在通過使遮擋件的前邊緣沿所述第二方向移動而第一次打開區域時，維持區域打開持續打開時間t1，在此之后

(b)關閉遮擋件；

(c)記錄在關閉遮擋件時通過波檢測器或碰撞檢測器是否檢測到障礙物和/或碰撞事件；

(d)對在由步驟(a)至步驟(c)限定的循環的重復次數n期間檢測到的障礙物和/或碰撞事件的數量n進行計數，并且如果事件頻率n/n﹥v參照1，則打開時間t1延長至時間t2＝t1+δt2，其中，v參照1是第一控制比，并且其中，δt2>0；

(e)用在步驟(d)中確定的值t1或值t2重復步驟(a)至步驟(d)。

在優選實施方式中，使最短打開時間能夠最佳地適于自動關閉門的具體使用條件，步驟(d)還由下述限定：

(i)如果n/n﹤v參照2，則打開時間t0被減小至時間t0＝t1-δt0，其中，v參照2是第二控制比且v參照2≤v參照1，并且其中，δt0＞0；

(ii)如果v參照2≤n/n≤v參照1，則打開時間t0保持恒定，并且

在步驟(e)中，用在步驟(d)中確定的值t0、值t1或值t2重復由步驟(a)至步驟(c)限定的循環。

在優選實施方式中，在打開時間在步驟(e)中被修改之前必須執行由步驟(a)至步驟(c)限定的循環重復的統計學上代表性的數目nmin，并且其中，nmin優選地包括在1個循環至30個循環之間，更優選地在10個循環至20個循環之間。

根據本發明的自動關閉門的遮擋件包括連接兩個側向邊緣的前邊緣，所述兩個側向邊緣優選地接合在限定框架的兩側的平行導軌中。所述導軌限定在遮擋件關閉和打開時前邊緣的運動方向。

由于根據本發明的自動關閉門的學習過程涉及經歷一些碰撞，有利的是，如果在檢測到障礙物和/或碰撞事件時，緊急程序被啟動，該緊急程序包括停止遮擋件的關閉并且優選地啟動遮擋件打開至等待位置p等待。例如，如果自動關閉門還包括用于對遮擋件的前邊緣沿由導軌限定的方向在遮擋件的關閉/打開軌跡中的瞬時位置進行監測的裝置，則可以實施以下緊急程序：

(i)停止馬達，并保存事件位置p事件，然后

(ii)以速度v2將遮擋件打開到預定的等待位置p等待，從而為移除障礙物留出足夠的空間；

(iii)在處于等待位置p等待持續等待時間δt等待之后，以速度v1再次將遮擋件打開到位于事件位置p事件上游的預定位置p3，此時，關閉速度被減小至值v3，其中，0﹤v3﹤v1；

(iv)如果在以減小的速度v3關閉遮擋件時在位置p事件處沒有檢測到障礙物，則將關閉速度增大至值v1直到遮擋件到達期望的最終位置為止；

(v)如果另一方面，在以減小的速度v3關閉遮擋件時在相同位置p事件處再次檢測到障礙物，則重復由步驟(i)至步驟(iii)限定的循環，并且如果滿足步驟(i)至步驟(iii)中限定的條件則執行步驟(iv)；

(vi)如果在所述循環重復預定數目n安全之后仍然檢測到障礙物，則以速度v2將遮擋件打開并且將遮擋件停止在預定的停止位置p停止處直到控制系統的手動重新啟動為止。

根據本發明的自動關閉門可以包括用于對遮擋件的前邊緣的瞬時位置進行監測的裝置。例如，所述裝置選自：

·光學裝置，該光學裝置適于對沿著遮擋件的至少一個側向邊緣對準的窗口的數目進行計數；或者

·用于對驅動遮擋件的打開/關閉的馬達的轉數進行計數的裝置。

在優選實施方式中，自動關閉門包括：

遮擋件的至少一個側向邊緣包括卷邊，該卷邊以可滑動的方式接合在對應的導軌(7)的開口中，并且可以在例如由在關閉遮擋件時的碰撞所激發的相對于導軌橫向地指向的限定的拉力的作用下從對應的導軌的開口抽出，并且其中：

自動關閉門還包括用于將已經從該導軌的開口抽出卷邊重新插入導軌的開口中的裝置，該裝置包括導引構件，該導引構件面向導軌的開口定位并且設計成使得當遮擋件被打開時導引構件朝向使已經從該導軌的開口抽出卷邊朝向導軌的開口偏轉，其中，導引構件包括具有固定的旋轉軸線的至少一對滾子，所述至少一對滾子在大致垂直于遮擋件的中平面的同一平面中對稱地定位在遮擋件的所述中平面的各側上，并且所述至少一對滾子相對于遮擋件的所述中平面傾斜地定向，使得隨著遮擋件沿打開方向的移動所述滾子朝向導軌的開口的底部會聚并且沿著已經從導軌的開口中抽出的卷邊滾動，從而將卷邊推動到導軌的開口中。

遮擋件和機動化的驅動機構可以選自：

(a)柔性遮擋件，其中，機動化的驅動機構驅動卷輪旋轉以通過將柔性遮擋件從所述卷輪退繞使前邊緣沿所述第一方向移動來關閉區域，以及以通過將柔性遮擋件圍繞所述卷輪卷繞使前邊緣沿所述第二方向移動來打開所述區域；

(b)可變形遮擋件，該可變形遮擋件包括平行于前邊緣且彼此鉸接的面板，其中，機動化的驅動機構驅動軸的旋轉，鉸接的面板圍繞該軸旋轉并改變方向，或者

(c)剛性遮擋件，其中，機動化的驅動機構優選地借助于齒輪系統、線纜或鏈條驅動軸的旋轉，這使剛性遮擋件在所述區域的平面中沿第一方向和第二方向移動。

附圖說明

為了更全面地理解本發明的性質，參照結合附圖的以下詳細描述，在附圖中：

圖1示出了根據本發明的自動關閉門的三個實施方式。

圖2示出了說明根據本發明的自動關閉門的學習過程的流程圖。

圖3示出了說明根據本發明的自動關閉門的學習過程的優選實施方式的流程圖。

圖4示出了打開時間如何根據事件頻率n/n的記錄值的值而變化。

圖5示出了說明根據本發明的自動關閉門的學習過程的優選實施方式的流程圖。

圖6示出了說明根據本發明的自動關閉門的學習過程的優選實施方式的流程圖。

具體實施方式

如圖1中所圖示的，根據本發明的自動關閉門包括機動化的驅動機構(10)，該機動化的驅動機構(10)適于使遮擋件(1)的前邊緣(1l)沿第一方向(α)移動以關閉限定在所述框架內的所述區域以及使遮擋件(1)的前邊緣(1l)沿第二方向(β)移動以打開所述區域。

如圖1(a)和圖1(d)中所示，遮擋件可以是呈柔性織物或簾布形式的柔性遮擋件，并且機動化的驅動機構(10)驅動卷輪(11)旋轉以通過將柔性遮擋件從所述卷輪退繞使前邊緣(1l)沿第一方向(α)移動來關閉區域，以及以通過將柔性遮擋件圍繞所述卷輪卷繞使前邊緣(1l)沿第二方向(β)移動來打開所述區域。

圖1(b)圖示了可變形遮擋件，該可變形遮擋件包括平行于前邊緣(1l)且彼此鉸接的剛性面板(1p)，其中，機動化的驅動機構(10)驅動軸的旋轉，鉸接的面板圍繞該軸旋轉并改變方向。例如，軸中的凹口可以與面板之間的鉸接件相配合，以確保可變形遮擋件的無滑動運動。替代性地，線纜或鏈條可以用于驅動遮擋件的運動。

圖1(c)示出了呈剛性遮擋件形式的第三類型的遮擋件，其中，機動化的驅動機構(10)驅動軸的旋轉，使剛性遮擋件在所述區域的平面中沿第一方向和第二方向移動。圖1(c)中圖示了齒輪系統，但是在不影響本發明的情況下可以使用本領域技術人員已知的用于使剛性遮擋件上下移動的任何手段、比如線纜或鏈條。

遮擋件是由上(β)下(α)移動的前邊緣(1l)限定的表面，在如圖1中圖示的豎向區域(3)的情況下，所述前邊緣橋接彼此平行的兩個側向邊緣。無論使用什么類型的遮擋件，側向邊緣優選地接合在導軌(7)中，所述導軌(7)適于在打開或關閉區域(3)時導引遮擋件處于其軌跡中。例如在ep0587586或wo2008155292中給出了包括遮擋件的聯接至導軌的側向邊緣的自動門的示例，上述內容通過參引并入本文。所述自動門特別適于用在本發明中。特別地，wo2008155292的遮擋件對于本發明是有利的，因為該遮擋件包括以下特征：

·遮擋件的至少一個側向邊緣包括卷邊，該卷邊以可滑動的方式接合在對應的導軌(7)的開口中，并且可以在例如由在關閉遮擋件時的碰撞所激發的相對于導軌橫向地指向的限定的拉力的作用下從對應的導軌(7)的開口抽出，并且其中：

·自動關閉門還包括用于將已經從導軌的開口抽出的卷邊重新插入導軌的開口中的裝置，該裝置包括導引構件，該導引構件面向導軌的開口定位并且設計成使得當遮擋件被打開時，導引構件使已經從該導軌的開口抽出卷邊朝向導軌的開口偏轉，其中，導引構件包括具有固定的旋轉軸線的至少一對滾子，所述至少一對滾子在同一平面中對稱地定位在遮擋件的中平面的各側。

將本發明應用于該類型的門使門的學習過程變得完全自主，這是因為即使在碰撞或側向邊緣與對應的導軌斷開聯接的情況下，門也可以自動修復且恢復其功能而無需任何外部援助。

根據本發明的自動關閉門還必須包括下述中的一者或兩者：

(a)波檢測單元(5)，該波檢測單元(5)適于在遮擋件關閉期間檢測在由框架限定的區域內的障礙物的存在；和/或

(b)碰撞檢測器(6)，該碰撞檢測器(6)適于通過遮擋件的前邊緣檢測碰撞事件。

檢測單元(5)和碰撞檢測器(6)是在本領域中已知的，并且市場上可獲得的任何型號可以用在本發明中。例如，在us20030071590中描述了檢測單元(5)，并且在us20120073200中描述了碰撞檢測器的示例。根據本發明的門優選地包括至少檢測單元(5)。

本發明的要點是中央處理單元(cpu)，該中央處理單元被編程為在多次試驗之后執行具體操作來教導暴露于具體使用情況的門對于所述使用情況什么時候是最佳的打開時間。如果使用情況隨時間改變，則教導過程允許門使其打開時間適應所述新的使用情況。應當指出的是，術語“打開時間”在本文中被定義為遮擋件在自動關閉之前保持打開的時間。

根據本發明的自動關閉門中的中央處理單元被編程為執行以下操作：

(a)在通過使遮擋件的前邊緣沿所述第二方向(β)移動而第一次打開區域時，維持區域打開持續打開時間t1，在此之后

(b)關閉遮擋件(即，通過使遮擋件的前邊緣沿所述第一方向(α)移動)；

(c)記錄在關閉遮擋件時通過波檢測器或碰撞檢測器是否檢測到障礙物和/或碰撞事件；

(d)對在由步驟(a)至步驟(c)限定的循環的重復次數n期間檢測到的障礙物和/或碰撞事件的數量n進行計數，并且如果n/n>v參照1，則打開時間t1延長至時間t2＝t1+δt2，其中，v參照1是第一控制比，并且其中，δt2>0；

(e)用在步驟(d)中確定的值t1或值t2重復步驟(a)至步驟(d)。

圖2示出了說明所述操作的流程圖。在對事件的數量n計數之后，將比值n/n與所述第一控制比為·v參照1相比。在所述比值大于·v參照1的情況下，為下一打開/關閉循環限定較長打開時間t2＝t1+δt2。

優選的是，

(i)如果n/n<v參照2，則打開時間t0被減小至時間t0＝t1-δt0，其中，v參照2是第二控制比且v參照2≤v參照1，并且其中，δt0>0；

(ii)如果·v參照2≤n/n≤v參照1，則打開時間t0保持恒定，并且

在步驟(e)中，用在步驟(d)中確定的值t0、值t1或值t2重復由步驟(a)至步驟(c)限定的循環。

圖4圖示了打開時間如何根據控制比n/n的值——當控制比n/n被包含或未被包含在圖3的流程圖中示出的前述實施方式中的范圍[v參照2，v參照1]內時——而改變。用于下一打開關閉循環的打開時間限定如下：

·當事件的數量n/n落入范圍[v參照2，v參照1]內時，下一循環以與目前為止所使用的相同的打開時間t1重復。

·當事件的數量n/n大于v參照1時，意味著太多事故(在關閉遮擋件期間檢測到的碰撞或障礙物)，并且遮擋件應當保持打開更長的時間。因此，下一打開/關閉循環以更長的打開時間t2>t1執行，其中，t2＝t1+δt2。

·最后，當事件的數量n/n小于v參照2時，意味著可以縮短打開時間，并且更快速地關閉遮擋件(使得在門通向外部的情況下能夠節約熱能)。因而，下一打開/關閉循環以更短的打開時間t0＜t1執行，其中，t0＝t1-δt0。

第一控制比v參照1的值可以包括在5％至33％之間、優選地在10％至20％之間。第二控制比v參照2的值可以包括在1％至10％之間、優選地在2％至5％之間，條件是v參照2＜v參照1。

為了允許n/n的值達到對于門被暴露在統計學上代表性的具體使用條件的值，優選的是，在打開時間在步驟(e)中被修改之前必須執行由步驟(a)至步驟(c)限定的循環重復的統計學上代表性的數目nmin。在圖5和圖6的流程圖中示出了該附加條件。循環重復的統計學代表性數目nmin可以包括在1個循環至30個循環之間，更優選地在5個循環至30個循環之間，更優選地在10個循環至20個循環之間。較少的循環數nmin使門對可能更經常變化的使用條件更具反應性。另一方面，較高的循環數nmin更適合于不太可能太大變化的工作條件，使得門在最初遇到意外事件、比如意外碰撞時不會立即反應并改變其打開時間。

在圖3和圖4中圖示的實施方式中，其中，在事件頻率低于第二參照比v參照2的情況下減小打開時間，由于不存在任何事件，打開時間被進一步減小直到事件的頻率高于第一參照比v參照1的值為止，因此遮擋件將很可能多次碰撞障礙物。為此，優選的是，在檢測到障礙物和/或碰撞事件時，如圖6的流程圖所示啟動緊急程序。通常，緊急程序包括：停止遮擋件的關閉并且優選地啟動遮擋件打開至等待位置p等待。

例如，如果自動關閉門包括用于對遮擋件的前邊緣沿由導軌(7)限定的方向在遮擋件的關閉/打開軌跡中的瞬時位置進行監測的裝置，則可以應用如us20120073200中提出的緊急程序(對于緊急程序的細節，us20120073200的公開內容通過參引并入本文)。特別地，如果遮擋件以速度v1關閉，則在檢測到障礙物和/或碰撞事件時可以觸發包括以下步驟的緊急程序：

(i)停止馬達，并保存事件位置p事件，然后

(ii)以速度v2將遮擋件打開到預定的等待位置p等待，從而為移除障礙物留出足夠的空間；

(iv)如果在以減小的速度v3關閉遮擋件時，在位置p事件處沒有檢測到障礙物，則將關閉速度增大至值v1直到遮擋件到達期望的最終位置為止；

(vi)如果在所述循環重復預定數目n安全之后仍然檢測到障礙物，則以速度v2將遮擋件打開并且將遮擋件停止在預定的停止位置p停止處直到手動重新啟動控制系統為止。

在所述預定數目n安全的所述循環的重復之后檢測到的事件的數量可以被考慮用在用于調整打開時間的值的事件的頻率n/n的確定。

例如為了實現如上所述的緊急程序，根據本發明的自動關閉門可以包括用于對遮擋件的前邊緣的瞬時位置進行監測的裝置。例如，所述裝置可以選自下述：

·光學裝置，該光學裝置適于對沿著遮擋件的至少一個側向邊緣對準的窗口的數目進行計數；或者

·用于對驅動遮擋件的打開/關閉的馬達的轉數進行計數的裝置。

根據本發明的自動關閉門是非常有利的，這是因為在根據所述門的具體使用條件變化的打開時間之后，自動關閉門自動關閉先前已經打開的遮擋件。門能夠調整適于特定使用條件的最短可能的打開時間而無需任何人力援助。此外，如果門的使用條件隨著時間的推移而變化，則門能夠使其自身適應新的條件。

示例

cpu被編程具有值n、v參照2、v參照1、t1、δt0、δt2，羅列如下：

n＝20