專利名稱：轉(zhuǎn)門的運行方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)門的運行方法，其中，驅(qū)動電機不提供門扇轉(zhuǎn)動的全部力。更確切地說，驅(qū)動電機提供一種支持的形式，這種形式通過微處理機操縱/控制裝置再加上此運行方法的驅(qū)動部件來實現(xiàn)。因為驅(qū)動電機并未提供全部驅(qū)動力，所以，所需力的另一部分由至少一個人來產(chǎn)生，此人要經(jīng)過轉(zhuǎn)門。通過與至少一個旋轉(zhuǎn)門扇的持續(xù)接觸，在門扇上施加一個力，測量這個力并傳輸給微處理機操縱/控制裝置。由于有此測得的與轉(zhuǎn)速成正比的力，微處理機操縱/控制裝置有能力按程序算出驅(qū)動電機支持力的數(shù)值，此值始終低于所需力的總值。對于這樣一種被驅(qū)動的轉(zhuǎn)門，一般情況下不必要的任何安全電子器件，例如傳感器、光柵、雷達信號器等，對于一種無危險的運行而言是多余的。轉(zhuǎn)門的支承在中央的旋轉(zhuǎn)門扇，位于兩個圓筒式壁內(nèi)部，這兩個壁通常被兩個沿直徑對置的入口和出口所斷開。
德國專利文件3942662公開了一種轉(zhuǎn)門，它設(shè)有一個安全電路和一個可電制動的擺動塊。一個配備有微處理機可編程的操縱裝置，操縱門的運行過程，并有安全傳感器和安全裝置保證門無故障地工作。
德國專利文件DE4207705介紹了一種轉(zhuǎn)門，它通過數(shù)據(jù)處理裝置操縱或控制，包括控制裝置和微處理機在內(nèi)的全部功能，在內(nèi)部自動檢測和監(jiān)控。由于這種幾乎全自動化地控制運行過程，尤其是鑒于對使用者有最佳的工作可靠性，所以這種轉(zhuǎn)門是很好的。
除了上面已經(jīng)介紹的轉(zhuǎn)門外，還有一些轉(zhuǎn)門沒有配備驅(qū)動電機。這些人工驅(qū)動的轉(zhuǎn)門，通常它們的直徑受限制，因為使用者必須用自身的力使門扇運動并因而轉(zhuǎn)動。而這一點尤其是對于老人或傷者往往需要付出極大的努力才能實現(xiàn)，或根本就做不到。由于這種手動工作的轉(zhuǎn)門沒有自動驅(qū)動造成的危險，所以沒有任何類型的安全裝置。但是在這種情況下，它們的結(jié)構(gòu)尺寸受到嚴格的限制，因此它們不能到處使用，即使那里完全可以提供使用區(qū)域。然而若人們選擇一種自動化的轉(zhuǎn)門，則根據(jù)結(jié)構(gòu)狀況，為了使用者的安全，需要昂貴的傳感器。具體而言，它們可以是開關(guān)墊、傳感器條、光屏、紅外和雷達信號器，以及光柵。所有這些傳感器可使得這種轉(zhuǎn)門進行無危險的運行。鑒于這種轉(zhuǎn)門的高度安全性，可以導(dǎo)致因不同的安全系統(tǒng)在一定程度上破壞了轉(zhuǎn)門原有的工作特性，也就是說，會多次緊急切斷這種轉(zhuǎn)門，因此通常有必要通過受過訓練的人員重新手動接通這種轉(zhuǎn)門。還應(yīng)考慮的是，與手動驅(qū)動的轉(zhuǎn)門沒有傳感器時相比，自動化轉(zhuǎn)門的費用情況。
本發(fā)明的目的是提出一種操縱或控制電機驅(qū)動的轉(zhuǎn)門的運行方法，然而這種方法允許在這種轉(zhuǎn)門運行時，沒有如上所述用于使用者的一般的安全傳感器或安全裝置。盡管如此，這種轉(zhuǎn)門還必須對傷者或老人能不用大的力氣便轉(zhuǎn)動。
本發(fā)明的目的按以下所述達到，即由微處理機操縱/控制驅(qū)動的轉(zhuǎn)門，在某種程度上僅僅按支持形式或伺服運行通過驅(qū)動部件再加上驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)。因為只涉及驅(qū)動電機的支持，所以至少必須有一個要經(jīng)過轉(zhuǎn)門的人，在旋轉(zhuǎn)門扇中的一扇上施加一個附加的力。這一沿門扇運動方向所作用的力，同時又是作為一個人經(jīng)過了此轉(zhuǎn)門的指示。微處理機操縱/控制裝置由此得知門扇的轉(zhuǎn)速，以及它所要作的只是使電機的驅(qū)動提供一個對此轉(zhuǎn)速的支持?？梢赃@樣來理解這一支持，即，根據(jù)所測得的由人的手動力(操縱力)引起的旋轉(zhuǎn)門扇的圓周速度或門扇的加速力，微處理機操縱/控制裝置算出支持速度，這一支持速度的數(shù)值比旋轉(zhuǎn)門扇的圓周速度低。
在這種情況下，旋轉(zhuǎn)門扇的總速度由驅(qū)動電機的支持速度與手動力之差并因而與門扇速度合成。在旋轉(zhuǎn)門扇的短的起動階段之后，也就是說克服了靜摩擦后，還只需要使用者作用一個很小的力，這個力比一開始的要小，或比單純手動運行轉(zhuǎn)門時的要小，因為現(xiàn)在驅(qū)動電機提供了所需支持的大部分。因此可以這樣說，手動力與速度成正比。在一個較大的力作用下門扇的速度大，而力較小則速度小。根據(jù)這一關(guān)系顯然可知，旋轉(zhuǎn)門扇的總圓周速度，取決于手動速度或在門扇上施加的手動力以及電機支持速度等參數(shù)。由此前提條件顯然，人不可能離開門扇，因為必須與旋轉(zhuǎn)門扇持續(xù)地保持接觸，以免轉(zhuǎn)速下降。
驅(qū)動電機的支持需要通過運行程序加以控制，控制裝置則需要有關(guān)門扇轉(zhuǎn)速和電機電流方面的信息。因此，必須測量轉(zhuǎn)速，例如用增量傳感器或轉(zhuǎn)速計數(shù)器或其他可能的測量裝置。測量結(jié)果進一步傳遞給微處理機操縱/控制裝置，在那里按存在的運行程序工作。此時，旋轉(zhuǎn)門扇的圓周速度用于評估運行曲線，所測得的電機電流作為電機控制性能的標志。
由驅(qū)動電機支持的量，可例如表示為實際存在的瞬時速度終值的百分率。這一支持量是可以調(diào)整的，所以可以按照轉(zhuǎn)門不同的使用地點，對例如必須具有不同大小直徑的轉(zhuǎn)門進行控制或操縱。
因此，上述類型的轉(zhuǎn)門運行方法可分三個階段來分析1.起動(上升的斜線)2.勻速運行，由斷開點判別3.速度降為零。
為了說明按本發(fā)明的各步驟，在附圖中表示了可能的實施形式。
其中

圖1轉(zhuǎn)門俯視圖；圖2速度/時間曲線；圖3上升的斜線(加速)；圖4勻速運行，斷開點的判別；圖5力/時間曲線；圖6能量/時間曲線；圖7運行程序。
圖1表示了一個示意表示的轉(zhuǎn)門的俯視圖。在兩個圓筒形壁2之間，有可轉(zhuǎn)動地支承著并固定在中點的旋轉(zhuǎn)門扇10、11、12和13。門扇10、11、12和13通過驅(qū)動輪36與驅(qū)動電機14相連。為了使門扇10、11、12或13進入運動，至少要由一個人在至少其中一個門扇上施加一個壓力。因為壓力或力與速度成比例，所以在下面的實施例中為了簡化只針對速度而言。門扇10、11、12和13上升的圓周速度，在起動階段8中按照圖3所示的一條上升斜線。由手接觸造成的從零上升到終值的實際速度15，取決于人在旋轉(zhuǎn)門扇10、11、12、13上施加了多大的壓力。在門扇10、11、12、13開始轉(zhuǎn)動時，通過速度測量裝置34，例如增量傳感器或轉(zhuǎn)速計數(shù)器測量速度。在這種情況下周期性地測量實際速度，其中周期時間是可以調(diào)整的。與此同時，不再有一個旋轉(zhuǎn)門扇10、11、12、13處于靜止狀態(tài)的信息，借助于門的啟動裝置30經(jīng)由速度檢驗/識別裝置31，傳給微處理機操縱/控制裝置32。因此，速度測量裝置34將速度的任何變化通知速度檢驗/識別裝置31，并因而通知了微處理機操縱/控制裝置32。這就標志著必須由微處理機操縱/控制裝置32通過驅(qū)動部件33啟動驅(qū)動電機14，因為不必由人單獨地造成實際速度和加力。在這種情況下，電機支持16最好通過一種脈沖式中繼調(diào)制來實現(xiàn)，它按規(guī)定的階躍階梯形地跟隨著手動的實際速度15的運行曲線。不過，在任何情況下這里都存在一個速度差ΔV6，所以，在任何情況下都必須與旋轉(zhuǎn)門扇保持連續(xù)的接觸。門扇的速度增加時，電機支持16的量同樣增加，直至一個最大值。
在第一次手動啟動上述這種轉(zhuǎn)門時，對轉(zhuǎn)門進行一次試運轉(zhuǎn)，此時測量轉(zhuǎn)門全部必要的參數(shù)，并將它們在一個非易失的存儲器中存放起來。這些參數(shù)中的一個是驅(qū)動電機14的電機電流。因此，電流測量裝置35連續(xù)地將驅(qū)動電機14的瞬時電流傳遞給微處理機操縱/控制裝置32。
若確定手動的實際速度15沒有增加，則對微處理機操縱/控制裝置32開始了勻速運動的階段。在這一區(qū)域內(nèi)始終保持著電機的支持，并因而在門扇10、11、12、13的實際速度下保持速度的支持。
在圖4中可見勻速的運動過程，在此曲線圖中，除了畫有速度隨時間的變化關(guān)系外，還畫有電機電流隨時間的關(guān)系。若手的支持17是一種勻速運動，則電機電流20的值也是均勻的。在勻速運動時，通過速度測量裝置34持續(xù)地測量速度，并通過電流測量裝置35持續(xù)地測量驅(qū)動電機14的電機電流。當旋轉(zhuǎn)門扇的速度增加時，重新建立一條如圖3所示的上升斜線。但是對此加有一些限制，這些限制通過分析所讀得的參數(shù)確定。例如在分析電機電流時，將此電流保持在一個規(guī)定的斷路上限的下面，于是，微處理機操縱/控制裝置32要做的只是監(jiān)控這種狀態(tài)，因為對于必要的實際速度而言還不足的部分，必須由人來完成。然而，一旦手支持不再存在時，這種情況便是手支持取消18，則可以確定速度下降19，這種速度下降又會引起電機電流的上升21。這種電機電流的上升21只要為微處理機操縱/控制裝置32所容忍，則一直到一個通過運行程序給定的具有所讀出參數(shù)的交點1。若已到達這一交點，便已到達電機電流21的斷路邊界，并根據(jù)一個規(guī)定的斷路識別時間，沿一條下降的停止運轉(zhuǎn)的斜線7使電機停車。這條停車斜線7是按照手動轉(zhuǎn)門正常的運行特性形成的，并如起動階段8那樣，最好借助一種脈沖式中繼調(diào)制來實現(xiàn)。若通過判別轉(zhuǎn)門應(yīng)停轉(zhuǎn)時，則遵循下降的停車斜線7，因為若直接切斷驅(qū)動電機14，在停車過程中的電機會再轉(zhuǎn)動此轉(zhuǎn)門，這種情況又仍會通過速度測量裝置34作為新的巡查結(jié)果而測知，盡管實際上不存在這種情況。鑒于前述情況，運動過程如一個手動轉(zhuǎn)門那樣來實施。若轉(zhuǎn)門不再與人接觸時，在總的旋轉(zhuǎn)能量耗散后轉(zhuǎn)門保持不動。重新起動轉(zhuǎn)門只有從起始位置29起使旋轉(zhuǎn)門扇10、11、12和13進入運動才能實現(xiàn)，這種情況重新為門的啟動裝置30得知，并將相應(yīng)的信息傳遞給微處理機操縱/控制裝置32。顯然，伺服支持只有通過手操縱，也就是與門扇10、11、12、13之一接觸才能達到。在這種情況下，伺服支持連續(xù)地由控制軟件進行監(jiān)控。通過上述方式顯然，在這種轉(zhuǎn)門的伺服形式中的運動過程相當于手動操縱，因此不再需要有任何形式的用于使用者的安全傳感器。
鑒于以上所述表明，作用在一個門扇上的不同壓力或也可以是拉力，被速度測量裝置34或也可以由電流測量裝置35測得，這種交替的作用或反映在起動階段8或反映在停車斜線7中。在這里應(yīng)指出，速度的改變(但只是指增加)對微處理機操縱/控制裝置32是一個指示，以便進行再次地增加圓周速度。此外，需要測量電流，以便最準確地判定斷開點。
在分析圖2所示之速度與時間的變化曲線時，在其前部區(qū)域內(nèi)表示了起動階段8。電機的支持37遵循此起動階段8并有某個偏移量，直至此曲線彎折成均勻速度3的點處為止?？偹俣?表示，支持速度4總是在它之下，因此速度差6ΔV是此速度的一部分，這一部分必須由經(jīng)過轉(zhuǎn)門的人來造成。若均勻速度在點5處結(jié)束，也就是說不再與門扇10、11、12或13之一接觸，于是圖中表示了速度下降19，在這一時刻微處理機操縱/控制裝置32判定，該處已涉及停車斜線7，這一斜線按照程序進行，因為不再存在與門扇的接觸而使電機電流20增加，并因而必須由驅(qū)動電機14單獨保持旋轉(zhuǎn)門扇10、11、12和13轉(zhuǎn)動。然而，借助于控制程序，驅(qū)動電機14不可能產(chǎn)生總的圓周速度，所以出現(xiàn)了停車斜線7的停車階段。
除了將速度作為控制參數(shù)的準則之外，還可以測量力，圖5的一曲線表示了有關(guān)的情況。圖中畫有所作用的力與時間的關(guān)系。在起動階段8，力隨著時間的增加而增大，直至由一個人在門扇上施加一個均勻的力23為止。在這種情況下，總力22由驅(qū)動電機14作用的支持力24和由人作用的力的差值26合成。與對速度的分析類似，在這種情況下，由于力與速度之間的比例關(guān)系，在力除去25時也出現(xiàn)了力的下降，并因而在程序控制下具有旋轉(zhuǎn)門扇10、11、12和13的轉(zhuǎn)門轉(zhuǎn)入停車斜線7。在這種使用情況下，也可以進行力的測量，例如用電阻應(yīng)變片直接在門扇上進行。
借助于現(xiàn)有的計算程序，微處理機操縱/控制裝置32還有能力計算能量。在圖6中表示了能量隨時間的變化關(guān)系。必須提供的用于運行轉(zhuǎn)門的最大動能由電機能量28承擔，必要的手動能量27要小得多。
由上述實施例和各種測量類型和方法可以看出，按本發(fā)明運行方法的轉(zhuǎn)門，可以沒有任何用于使用者的安全傳感器。若門扇10、11、12和13的圓周速度唯一和單獨地由使用者決定，也就是說，在各旋轉(zhuǎn)門扇之間的各隔間內(nèi)有多個人，則門扇的最大轉(zhuǎn)速由在地面前的門扇上施加最大力量的那個人決定。但也有這樣的可能性，即有另一個人，此圓周速度對他過高他例如通過抑制在他面前的那個門扇起制動作用。其結(jié)果是，降低了門扇的總圓周速度。通過各個人持續(xù)地與門扇保持接觸，使這種操縱方式可看作等效于一種手動的轉(zhuǎn)門。其結(jié)果是可以取消通常必要的安全傳感器。
對于在轉(zhuǎn)門上的傳感器，必須在用于門的正常運行性能的傳感器與所謂的安全傳感器之間加以區(qū)別。運行傳感器例如是轉(zhuǎn)速計數(shù)器或增量傳感器，利用它們測量門扇的圓周速度。但安全傳感器用于人員的安全所需要的部位，這些人員要通過一個電機驅(qū)動的轉(zhuǎn)門。這種傳感器具體而言為光柵、紅外信號器、接觸墊、傳感器條和雷達信號器等。所有這些傳感器使轉(zhuǎn)門變得極其昂貴。按以上所述運行方式可以取消這種安全傳感器，在無危險地操縱這種轉(zhuǎn)門的同時，對于那些以這種方法運行轉(zhuǎn)門的企業(yè)，所提供的是一種費用低的可供選擇的方案。
轉(zhuǎn)門從靜止狀態(tài)的起動不僅可通過在門扇上單純加壓力來達到，而且可以用按鈕、開關(guān)或傳感器來完成。但是緊接著起動之后，必須與旋轉(zhuǎn)門扇10、11、12、13之一有強制的壓力接觸，并因而可以為驅(qū)動的支持測出力和門扇的圓周速度。
符號表1交點2圓筒形壁3均勻速度4支持速度5均勻速度結(jié)束6速度差ΔV7停車斜線8起動階段9總速度10 旋轉(zhuǎn)門扇11 旋轉(zhuǎn)門扇12 旋轉(zhuǎn)門扇13 旋轉(zhuǎn)門扇14 驅(qū)動電機15 手動實際速度16 電機支持17 手動支持
18 手支持取消19 速度下降20 電機電流21 電機電流的上升22 總力23 均勻力24 支持力25 力的除去26 力的差值27 手動能量28 電機能量29 起始位置30 門的啟動裝置31 速度檢驗/識別裝置32 微處理機操縱/控制裝置33 驅(qū)動部件34 速度測量裝置35 電流測量裝置36 驅(qū)動輪37 電機的支持
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)門的運行方法，它的旋轉(zhuǎn)門扇由一個驅(qū)動電機驅(qū)動，此驅(qū)動電機通過驅(qū)動部件的微處理機操縱/控制裝置，按運行程序操縱或控制運行性能，其特征在于a)為了起動轉(zhuǎn)門，必須有至少一個人在至少門扇(10、11、12、13)中的一個上，沿旋轉(zhuǎn)方向作用一個手動力；b)在旋轉(zhuǎn)門扇(10、11、12、13)的旋轉(zhuǎn)運動過程中，必須至少在一個門扇(10、11、12、13)上保持一個持續(xù)的壓力；c)此力的大小與旋轉(zhuǎn)門扇(10、11、12、13)的圓周速度成比例；d)驅(qū)動電機(14)被控制為，它只提供為此圓周速度所必要的驅(qū)動力的支持，此時，總的力由手動的力與通過驅(qū)動部件(33)所加的力合成。
2.按照權(quán)利要求1所述之運行方法，其特征在于測量旋轉(zhuǎn)門扇(10、11、12、13)的圓周速度，并將測量結(jié)果傳輸給微處理機操縱/控制裝置(32)進行處理。
3.按照權(quán)利要求1所述之運行方法，其特征在于測量驅(qū)動電機(14)中流過的電流，并將測量結(jié)果傳輸給微處理機操縱/控制裝置(32)的計算程序。
4.按照權(quán)利要求1所述之運行方法，其特征在于轉(zhuǎn)門的起動通過一個操縱用的傳感器或開關(guān)來完成，緊接在起動之后，必須至少有一個人在至少一個門扇(10、11、12、13)上沿旋轉(zhuǎn)方向施加一個手動力。
5.按照權(quán)利要求1至4所述之運行方法，其特征在于旋轉(zhuǎn)門扇(10、11、12、13)起動后，上升的圓周速度與起動斜線(8)相應(yīng)，它的變化遵循著在驅(qū)動部件(33)中處理的程序，但始終保持在起動斜線(8)之下。
6.按照權(quán)利要求1至5所述之運行方法，其特征在于除去手動力時，驅(qū)動電機(14)中流過的電流增大，并在超過一個由運行程序規(guī)定的值時進入停車斜線(7)。
7.按照權(quán)利要求6所述之運行方法，其特征在于停車斜線(7)按照一種純粹手動運行的轉(zhuǎn)門的停轉(zhuǎn)過程構(gòu)成。
8.按照權(quán)利要求6和7所述之運行方法，其特征在于停車斜線(7)通過一種脈沖式中繼調(diào)制來實現(xiàn)。
9.按照權(quán)利要求1、2、3、6、7和8所述之運行方法，其特征在于在通過停車斜線(7)的過程中識別重新出現(xiàn)的手動力，并且驅(qū)動電機(14)根據(jù)它的大小來提供必要的支持力。
10.按照權(quán)利要求2所述之運行方法，其特征在于門扇(10、11、12、13)的旋轉(zhuǎn)速度用增量傳感器測量。
11.按照權(quán)利要求2所述之運行方法，其特征在于門扇(10、11、12、13)的旋轉(zhuǎn)速度用轉(zhuǎn)速計數(shù)器測量。
12.按照權(quán)利要求1和5所述之運行方法，其特征在于一個至少作用在一個旋轉(zhuǎn)門扇(10、11、12、13)上其數(shù)量為正值的力的變化，作為識別圓周速度增加的標志，以及，驅(qū)動部件(33)提供一個在數(shù)量上與之相應(yīng)的較大的支持力。
13.按照前述諸權(quán)利要求之一項或多項所述之運行方法，其特征在于在第一次手動開動轉(zhuǎn)門時，轉(zhuǎn)門進行一次試運行，因此要測量轉(zhuǎn)門的重量特征參數(shù)，并將它們存入一個非易失的存儲器中。
14.按照前述諸權(quán)利要求之一項或多項所述之運行方法，其特征在于運行力由轉(zhuǎn)門的參數(shù)確定，并由微處理機操縱/控制裝置(32)進行持續(xù)的監(jiān)控。
15.按照前述諸權(quán)利要求之一項或多項所述之運行方法，其特征在于在運行階段過程中，手動力始終小于在起動階段(8)過程中為達到圓周速度必要的力。
16.按照前述諸權(quán)利要求之一項或多項所述之運行方法，其特征在于測量由人產(chǎn)生的門扇(10、11、12、13)的旋轉(zhuǎn)速度或速度的變化，而此旋轉(zhuǎn)速度或速度變化用作為對于驅(qū)動部件(33)的徽處理機操縱/控制裝置(32)的指示，驅(qū)動部件(33)給予伺服支持，它始終在總速度之下。
17.按照前述諸權(quán)利要求之一項或多項所述之運行方法，其特征在于由一個人至少使門扇(10、11、12、13)之一轉(zhuǎn)動，并測量在旋轉(zhuǎn)的門扇(10、11、12、13)中所含有的動能，測量值傳輸給驅(qū)動部件(33)的微處理機操縱/控制裝置(32)。
18.按照權(quán)利要求17所述之運行方法，其特征為動能用來作為控制驅(qū)動電機(33)的標志，此時，驅(qū)動電機(14)只是提供伺服支持，這一伺服支持總是在總動能之下。
19.按照前述諸權(quán)利要求之一項或多項所述之運行方法，其特征在于在轉(zhuǎn)門的區(qū)域內(nèi)不存在通常對于使用者的安全為必要的安全傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)門的運行方法，在這種方法中，旋轉(zhuǎn)門扇的圓周速度由驅(qū)動電機的支持和至少在一個門扇上作用的力合成。
文檔編號E05F15/12GK1120360SQ94191649
公開日1996年4月10日 申請日期1994年12月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月7日
發(fā)明者于爾根·斯塔克, 斯蒂芬·斯特朗克 申請人:道爾瑪有限公司和兩合公司