CZ292060B6 - Způsob provozu otočných dveří - Google Patents

Abstract

eÜen se t²k zp sobu provozu oto n²ch dve° , poh n n²ch motorem (14), kter² je ovl d n mikroprocesorem. Rozb h oto n²ch dve° se provede manu ln po te n silou, kter se vyvine proch zej c osobou na alespo jedno z oto n²ch k° del (10, 11, 12, 13). Tato s la je proporcion ln k pevn stanoven obvodov rychlosti oto n²ch k° del (10, 11, 12, 13), kter se ovl d motorem (14) a kter se udr uje.\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu provozu otočných dveří, u kterých hnací motor nevynakládá celou sílu nezbytnou k vyvození rotačního pohybu otočných křídel. Lépe řečeno, hnací motor pracuje v tak zvaném podpůrném režimu, který je u tohoto způsobu provozu realizován prostřednictvím mikroprocesorového ovládání/regulace ve spojení s pohonnou jednotkou. Protože hnací motor nedodává všechnu sílu potřebnou k vyvození rotačního pohybu otočných křídel, musí zbývající část nezbytné síly vynaložit nejméně jedna osoba, která prochází otočnými dveřmi. Prostřednictvím stálého kontaktu s alespoň s jedním z otočných křídel, na které tato síla působí, je tato síla evidována a dále předávána do mikroprocesorového ovládání/regulace. Na základě této zjištěné síly, která je proporcionální k rychlosti otáčení, je prostřednictvím mikroprocesorového ovládání/regulace podle programu vypočítána podpůrná síla hnacího motoru, která je částí celkové hodnoty potřebné síly k vyvození rotačního pohybu otočných křídel. Takto poháněné otočné dveře jsou obvykle zabezpečeny elektronickým zabezpečením, jako například pomocí senzorů, světelných čidel, radarových signalizačních zařízení a pod., které jsou nezbytné pro jejich bezchybný provoz. Středově uložená otočná křídla otočných dveří se nacházejí uvnitř dvou obloukovitých stěn, které bývají obvykle přerušeny dvěma protilehlými otvory pro vstup a výstup.

Dosavadní stav techniky

Z německého patentového spisu DE 3 934 662 jsou známy otočné dveře, které jsou opatřeny bezpečnostním spínačem a elektronickou brzdou a nastavitelnou setrvačnou hmotou. Mikroprocesorem vybavené programovatelné ovládání řídí průběh činnosti dveří a stará se rovněž o to, že zabezpečovací senzory a zabezpečovací zařízení zajišťují bezporuchový chod dveří.

Z německého patentového spisu DE 4 207 705 jsou dále známy otočné dveře, které jsou řízeny, resp. ovládány pomocí jednotky pro zpracování dat, přičemž veškeré funkce, včetně ovládání a mikroprocesoru, jsou touto jednotkou samy kontrolovány. Tyto otočné dveře se vzhledem k téměř plně automatickému průběhu ovládání vyznačují optimální bezpečností provozu pro uživatele dveří.

Vedle právě popsaných otočných dveří však existují také takové otočné dveře, které nejsou vybaveny hnacím motorem. Tyto manuálně provozované otočné dveře jsou zpravidla průměrově ohraničeny, neboť procházející osoby musí otočné křídlo dveří uvést samy do pohybu a otáčet s ním. Právě to je pro starší, popřípadě tělesně postižené osoby často proveditelné buď s velkými obtížemi, nebo zcela neproveditelné. Tyto manuálně ovládané otočné dveře, vzhledem k tomu, že se u nich nevyskytuje nebezpečí způsobené automatickým provozem, nejsou vybaveny žádným z druhů zabezpečovacích zařízení. Na základě těchto skutečností však musí být velmi silně omezena jejich hmotnost, takže se nedají použít všude tam, kde se nachází jejich oblast použití. Bude-li však zvolena varianta použití automatických otočných dveří, je pak nezbytné v závislosti na situaci jejich vestavění použít pro zajištění bezpečnosti procházejících osob nákladné zabezpečení pomocí senzorů. Ty mohou být provedeny např. jako spínací nášlapné rohože, okrajové senzory, světelné clony, pasivní infračidla nebo radarová signalizační zařízení. Všechny tyto senzory umožňují bezporuchový provoz automatických otočných dveří. S ohledem na míru bezpečnosti provozu těchto otočných dveří může dojít ktomu, že při použití různých zabezpečovacích systémů je rušen jejich vlastní chod, kdy mnohdy dojde k nouzovému odpojení dveří, což zpravidla znamená provedení jejich opětovného zapnutí pomocí řádně vyškoleného personálu. V neposlední řadě je nutno přihlédnout k cenové relaci automatických otočných dveří ve srovnání s manuálně obsluhovanými otočnými dveřmi, které nejsou opatřeny čidly.

- 1 CZ 292060 B6

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit takový způsob provozu, respektive ovládání, otočných dveří 5 poháněných motorem, pomocí něhož nebude zapotřebí použít pro provoz takových otočných dveří jinak obvyklá bezpečnostní čidla, popřípadě bezpečnostní zařízení, jak je předepsáno. Přesto musí být tyto otočné dveře bez větších obtíží průchozí i pro tělesně postižené osoby a starší osoby.

Uvedený úkol splňuje způsob provozu otočných dveří, poháněných motorem ovládaným mikroprocesorem, podle vynálezu, jehož podstatou je, že rozběh otočných dveří se provede manuální počáteční silou, která se vyvine procházející osobou na alespoň jedno z otočných křídel, a která je proporcionální k pevně stanovené obvodové rychlosti otočných křídel, která se ovládá motorem, a která se udržuje.

Otočné dveře poháněné mikroprocesorovým ovládáním/regulací vykonávají činnost jen v takzvaném podpůrném režimu, respektive pomocí servopohonu, v závislosti na zatížení prostřednictvím pohonné jednotky ve spojení s hnacím motorem. Protože se jedná pouze o podpůrný režim hnacího motoru, musí alespoň jedna z osob, které chtějí otočnými dveřmi 20 projít, vynaložit dostatečnou sílu na některé z otočných křídel otočných dveří. Tato síla vynaložená ve směru pohybu otočného křídla je současně indikátorem toho, že osoba prochází otočnými dveřmi. Mikroprocesorové ovládání/regulace to rozpozná podle toho, že otočná křídla otočných dveří se otáčejí určitou rychlostí, přičemž současně zajisti, aby tato rychlost otáčení byla neustále podporována elektromotorickým pohonem. Tuto podporuje nutno chápat tak, že ze 25 změřené obvodové rychlosti otočných křídel, respektive ze zrychlení otočných křídel způsobeného manuální silou, tedy uvedením do činnosti uživatelem, vypočítá mikroprocesorové ovládání/regulace podpůrnou rychlost, která je menší, než celková hodnota obvodové rychlosti dveřních křídel.

Celková rychlost dveřních křídel přitom sestává z podpůrné rychlosti způsobené motorem a manuální síly vyvinuté uživatelem. Po krátké rozběhové fázi dveřních křídel, tj. zejména po překonání adhezního tření, musí uživatel vynaložit již jen podstatně menší sílu než na začátku, resp. než při pouze manuálním provozu otočných dveří, neboť motor zde poskytuje větší část nezbytné podpůrné síly. Je proto možno říci, že manuální síla vynaložená uživatelem je 35 proporcionální k rychlosti. Při větší síle je tedy rychlost dveřních křídel větší a při menší síle je rychlost dveřních křídel menší. V této souvislosti je zřejmé, že celková obvodová rychlost dveřních křídel je závislá na parametrech rychlosti vyvolané působením manuální síly na dveřní křídlo a podpůrné rychlosti vyvozené elektromotorem. Za těchto předpokladů je zřejmé, že není možné oddalování dveřního křídla od procházející osoby, neboť s dveřními křídly musí být 40 udržován stálý kontakt, který nedovolí pokles rychlosti otáčení.

Podpora motorem však vyžaduje ovládání prostřednictvím programu průběhu, z jehož strany jsou opět vyžadovány informace o rychlosti otáčení dveřních otočných křídel a proudu motoru. Z tohoto důvodu musí být rychlost otáčení dveřních křídel odměřena a to například pomocí 45 inkrementálního čidla nebo tachogenerátoru, popřípadě jinými měřicími pomůckami. Výsledek je pak dále přiveden do mikroprocesorového ovládání/regulace, kde je zpracován podle předem daného programu průběhu. Přitom je obvodová rychlost otočných křídel využita pro vyhodnocení průběhové křivky, přičemž odměřený motorový proud pak dále slouží jako indikátor pro regulaci motoru.

Větší podpora vynaložená motorem může být udána procentuálně například ze skutečné konečné hodnoty okamžité rychlosti. Přitom je tato část podpory nastavitelná, což umožňuje to, že otočné dveře lze v závislosti na jejich různých místech použití přizpůsobit ovládání, resp. regulaci, jak je například vyžadováno u dveří s rozdílnou velikostí jejich průměrů.

-2CZ 292060 B6

Postup provozu otočných dveří uvedeného typu proto může sestávat ze tří fází.

1. spuštění (vzestupný náběh),

2. rovnoměrný pohyb, zjištění bodu vypnutí,

3. pokles rychlosti na nulovou hodnotu.

I

Přehled obrázků na výkresech

K objasnění jednotlivých kroků podle vynálezu jsou v přiložených vyobrazeních schematicky znázorněna možná příkladná provedení.

Zde značí:

obr. 1 otočné dveře v pohledu shora, obr. 2 diagram závislosti rychlost/čas, obr. 3 vzestupný náběh (urychlení), obr. 4 rovnoměrný pohyb, zjištění bodu vypnutí, obr. 5 diagram závislosti síla/čas, obr. 6 diagram závislosti energie/čas, obr. 7 průběhový diagram.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 jsou schematicky znázorněny otočné dveře v pohledu shora. Mezi dvěma obloukovitými stěnami 2 še nacházejí otočně uložená a středově upevněná otočná křídla 10, 11, 12 a 13. Otočná křídla 10, 11, 12 a 13 jsou s motorem 14 spojena prostřednictvím hnacího kola 36. K uvedení otočných křídel 10, 11, 12.a 13 do pohybu je třeba, aby alespoň jedna z procházejících osob vynaložila tlakovou sílu na alespoň jedno z těchto křídel. Tento tlak, resp. vynaložená síla, která je proporcionální k rychlosti, je v následujícím příkladném provedení brána pro jednoduchost jen ve vztahu k rychlosti. Jak je znázorněno na obr. 3, stoupající obvodová rychlost otočných křídel 10, 11, 12 a 13 probíhá v náběhové fázi 8 takřka vzestupným náběhem. Skutečná rychlost 15, která stoupá od nulové hodnoty až po její konečnou hodnotu, vyvinutá ručním kontaktem, bude stoupat potud, pokud bude procházející osoba působit stále větším tlakem najedno z otočných křídel 10,11.12 a 13. Od počátku otáčení otočných křídel 10, 11, 12 a 13 je zjišťována jejich rychlost prostřednictvím zařízení pro zjišťování rychlosti 34, kterým může být například inkrementální čidlo nebo tachogenerátor. Přitom je skutečná rychlost 15 cyklicky odměřována, přičemž tento cyklus je nastavitelný. Zároveň je mikroprocesorovému ovládání/regulaci 32 prostřednictvím přezkoušení rychlosti/zjišťování 31 na základě aktivizace dveří 30 sděleno, že otočná křídla 10, 11. 12 a 13 nebudou nadále setrvávat v klidovém stavu. Zařízení pro zjišťování rychlosti 34 tedy oznámí každou změnu rychlosti do přezkoušení rychlosti/zjišťování 31 a tím také do mikroprocesorového ovládání/regulace 32. Tato rychlost je indikátorem proto, že motor 14 musí být prostřednictvím pohonné jednotky 33 aktivizován mikroprocesorovým ovládáním/regulací 32, neboť procházející osoba nemusí vynakládat sama všechnu sílu kdosažení skutečné rychlosti otočných křídel 10, II, 12 a 13. Podpora 16 motoru 14 je přitom s výhodou realizována prostřednictvím modulace šířkou impulzů, která stupňovitě, ve stanovených krocích sleduje směr průběhové křivky skutečné rychlosti 15. V každém případě zde však existuje rozdíl Δν6 rychlostí, a proto musí být vždy zachováván kontakt s jedním z otočných křídel 10, 11, 12 nebo 13. Stoupá-li rychlost otočných křídel 10, 11, 12 a 13, stoupá rovněž podíl podpory 16 motoru 14 až do její maximální hodnoty.

Při prvém manuálním zapnutí takto popsaných otočných dveří vykonají tyto dveře tzv. provozní cyklus, při kterém jsou evidovány všechny nezbytné parametry dveří a ukládány do stálé paměti. Jedním z těchto parametrů je i proud motoru 14. Jednotka 35 evidence proudu pak stále hlásí mikroprocesorovému ovládání/regulaci 322 hodnotu proudu motoru 14.

Jestliže není zjištěn vzrůst 15 skutečné rychlosti vyvinuté manuálním působením, začíná pro mikroprocesorové ovládání/regulaci 32 fáze rovnoměrného pohybu. Také v této fázi je stálá podpora 16 motoru 14 a tím i podpora skutečné rychlosti otočných křídel 10.11.12 a 13.

Rovnoměrný průběh pohybu je zřejmý z obr. 4. Ve zde znázorněném diagramu je vedle průběhu rychlosti za čas zanesen také průběh proudu motoru za čas. Je-li při manuální podpoře 17 dosaženo rovnoměrného pohybu, má také proud 20 motoru 14 stejnoměrnou hodnotu. Při rovnoměrném pohybu je stále odměřována rychlost prostřednictvím zařízení 34 pro zjišťování rychlosti a proud 20 motoru 14 prostřednictvím jednotky 35 evidence proudu. Stoupne-li 20 rychlost otočných křídel 10, 11, 12 a 13, nastaví se opět vzestupný náběh, jak je znázorněno na obr. 3. Přitom jsou však také vytvořena ohraničení, která jsou určena na základě zjištěných, v paměti uložených parametrů otočných dveří. Například při sledování motorového proudu, jehož hodnota je pod vrchní hranicí vypnutí, vykoná mikroprocesorové ovládání/regulace 32 pouze kontrolu tohoto stavu, neboť procházející osobou musí být dodána ještě zbývající část 25 manuální síly nezbytná k dosažení skutečné rychlosti. Jakmile by však došlo ke zrušení manuální podpory 18, došlo by k pokles 19 rychlosti, což by mělo za následek zvýšení motorového proudu 21. Toto zvýšení motorového proudu 21 je mikroprocesorovým ovládáním/regulací 32 tolerováno potud, pokud není dosaženo v programu průběhu předem stanoveného průsečíkového bodu 1 s parametry uloženými v paměti. Současně s dosažením tohoto bodu je dosaženo hranice 30 vypnutí motorového proudu 21, přičemž po stanoveném čase odpojení je motor po klesající doběhové fázi 7 uveden do klidového stavu. Tato klesající doběhová fáze 7 je kopírována potlačením provozu manuálně ovládaných dveří a je také, tak jako náběhová fáze 8. realizována například modulací šířkou impulzů. Poznáním, že dveře mají doběhnout, je doběhová fáze 7. Jestliže při přímém odpojení motoru 14 se při doběhu dveří motor pootáčí, mohlo by to být 35 prostřednictvím jednotky pro zjišťování rychlosti opět registrováno jako obnovený pohyb, ačkoli tento neexistuje. Na základě těchto předpokladů je průběh pohybu realizován tak, jako u manuálně ovládaných dveří. Jestliže se procházející osoba přestane dotýkat dveří, zůstanou dveře po zmenšení celkové rotační energie stát. Obnovení aktivity dveří může být uskutečněno jen z výchozí polohy 29, ze které mohou být otočná křídla 10.11, 12 a 13 uvedena do pohybu. To je 40 opět registrováno pomocí aktivizace dveří 30 a oznámeno mikroprocesorovému ovládání/regulaci 32. Z toho je zřejmé, že podpory servopohonu lze dosáhnout jen prostřednictvím manuálního pohybu, tj. přímého kontaktu s jedním z otočných křídel 10. 11. 12 a 13. Přitom je podpora servopohonu neustále kontrolována řídicím programem. Z toho je zřejmé, že průběh pohybu takových otočných dveří při režimu podpory servopohonem odpovídá průběhu při 45 manuálním působení, což znamená, že pro procházející osoby není nezbytné nijaké senzorové zabezpečení.

Na základě výše popsaného je ukázáno, že rozdílný tlak, popřípadě i tah na jedno z otočných křídel 10, 11, 12 a 13 je zaregistrován zařízením 34 pro zjišťování rychlosti, popřípadě i jednotkou 35 evidence proudu, přičemž změna cyklu se odrazí buď v náběhové fázi 8 nebo v doběhové fázi 7. Přitom se ukazuje, že změna rychlosti, ale jen její přírůstek, slouží jako indikátor pro mikroprocesorové ovládání/regulaci 32 k provedení nárůstu obvodové rychlosti.

Naproti tomu je měření proudu potřeba k tomu, aby byl co nejpřesněji určen bod vypnutí.

-4CZ 292060 Β6

Na obr. 2, kde je znázorněn diagram závislosti rychlosti za čas, je v přední části znázorněna náběhová fáze 8. S určitým odsazením následuje tuto náběhovou fázi 8 motorická podpora 37 a to až do bodu, ve kterém se průběhová křivka lomí do rovnoměrné rychlosti 3. Při celkové rychlosti 9 se ukazuje, že křivka podpory rychlosti 4 leží stále pod křivkou celkové rychlosti 9, čímž je vytvořen rozdíl Δν6 rychlostí té části lychlosti, která musí být vynaložena osobou, procházející otočnými dveřmi. Je-li rovnoměrná rychlost ukončena v bodě 5, tj. je-li přerušen kontakt s jedním z otočných křídel 10, 11, 12 a 13, nastane pokles rychlosti 19. V okamžiku, kdy mikroprocesorové ovládání/regulace 32 zaregistruje, že se jedná o doběhovou fázi 7, kdy stoupá proud 20 motoru 14 z důvodu přerušeného manuálního kontaktu s dveřmi, najede příslušný program a motor 14 tak musí sám udržovat otočná křídla 10, 11, 12 a 13 v otáčivém pohybu. Motor 14 však na základě programového ovládání nesmí vyvinout celkovou obvodovou rychlost, začíná-li doběhová fáze 7.

Vedle kritéria rychlosti jako regulačního parametru může být měřena i síla, jak je znázorněno v diagramu na obr. 5. Zde je vyznačena závislost vynaložené síly za čas. V náběhové fázi 8 stoupá křivka závislosti síly za čas až do stejnoměrné síly 23 působící na otočná křídla některou z procházejících osob. Celková síla 22 přitom sestává z podpůrné síly 24 vyvinuté motorem 14 a silového rozdílu 26 vynaloženého procházející osobou. Analogicky k pozorování rychlosti nastane i v tomto případě na základě proporcionality mezi silou a rychlostí při přerušení síly 25 pokles této síly a otočné dveře s jejich otočnými křídly 10, 11, 12 a 13 tak na základě programového ovládání přejdou do doběhové fáze 7. Pro tento případ aplikace zde může být provedeno měření síly, například pomocí odporových tenzometrických snímačů umístěných přímo na dveřních křídlech.

Na základě existujících počítačových programů může být mikroprocesorovým ovládáním/regulací 32 vyčíslena i energetická bilance. To je znázorněno na obr. 6, kde je vyznačena závislost energie za čas. Větší kinetická energie, která musí být k dispozici pro provoz otočných dveří je přenášena z energie 28 motoru 14, přičemž nezbytná, manuálně vyvinutá energie 27, je podstatně nižší.

Z popsaných příkladných provedení a různých druhů měření a metod je zřejmé, že otočné dveře podle vynálezu mohou být provozovány bez jakéhokoli senzorového zabezpečení. Obvodová rychlost otočných křídel 10, 11, 12 a 13 je určována jedinou procházející osobou, popřípadě vyskytuje-li se uvnitř jednotlivých prostor mezi otočnými křídly vícero osob, určují tyto osoby maximální rychlost otáčení otočných křídel, a to působením větší síly na před nimi se nacházející otočná křídla. Je však také možné, že jiná osoba, pro kterou je obvodová rychlost příliš velká, vyvolá brzdicí účinek, například zadržováním otočných křídel nacházejících se před nimi. To má za následek, že celková obvodová rychlost otočných křídel bude snížena. V důsledku stálého udržování kontaktu s otočnými křídly jednotlivými jimi procházejícími osobami může být jejich způsob provozu ekvivalentní s manuálně ovládanými otočnými dveřmi.

U otočných dveří opatřených senzory musí být rozdíl mezi senzory pro normální provoz dveří a tak zvanými zabezpečovacími senzory. Přitom jako senzor pro normální provoz může být použit např. tachogenerátor nebo inkrementální čidlo, kterými je měřena obvodová rychlost otočných křídel. Zabezpečovací senzory jsou však nezbytné pro ty osoby, které procházejí motoricky poháněnými otočnými dveřmi. Těmito senzory mohou být zejména kontaktní rohože, infračervená nebo radarová signalizační zařízení, okrajové senzory, světelné clony apod. Všechny tyto zabezpečovací senzory však otočné dveře enormně prodražují. U popsaného způsobu provozu otočných dveří mohou být tyto zabezpečovací senzory vypuštěny při současném zajištění bezporuchového chodu otočných dveří. Pro provozovatele se tím naskýtají cenově příznivější alternativy způsobů provozu otočných dveří.

-5CZ 292060 B6

Aktivizace otočných dveří z jejich klidového stavu je dosaženo nejen pouhým tlakem na dveřní křídlo, ale může být také řešena pomocí tlačítka, spínače nebo senzorem. K tomuto účelu je však nutno vytvořit tlakový kontakt s jedním z otočných křídel 10, 11. 12 a 13, kterým je zjišťována síla a tedy i obvodová rychlost otočných křídel pro podporu motoru.

Claims (6)

1. Způsob provozu otočných dveří, poháněných motorem (14) ovládaným mikroprocesorem, vyznačující se tím, že rozběh otočných dveří se provede manuální počáteční silou, která se vyvine procházející osobou na alespoň jedno z otočných křídel (10, 11, 12, 13), a která

15 je proporcionální k pevně stanovené obvodové rychlosti otočných křídel (10,11,12,13), která se ovládá motorem (14), a která se udržuje.

2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že obvodová rychlost otočného křídla (10, 11, 12, 13) se s výhodou měří pomocí tachogenerátoru, pomocí inkrementálního čidla

20 a výsledek měření se přivádí do mikroprocesorového ovládání/regulace (32).

3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se měří proud motoru (14) a výsledek měření se přivádí do mikroprocesorového ovládání/regulace (32).

25

4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že motor (14) se uvádí do provozu pomocí čidla pohybu.

5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že při prvním manuálním spuštění otočných dveří vykonají otočné dveře provozní cyklus, při kterém se evidují charakteristické

30 údaje otočných dveří, které se uloží v energeticky nezávislé paměti.

6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím,že na základě charakteristických dat otočných dveří se zjistí podpůrná síla, která se mikroprocesorovým ovládáním/regulací (32) neustále kontroluje.