乘客站立危险区域检测装置及乘客输送装置的制作方法

1.本发明涉及乘客输送装置领域，尤其涉及一种乘客站立危险区域检测装置及乘客输送装置。


背景技术：

2.自动扶梯和自动人行道统称为乘客输送装置，广泛地使用于商场和公共交通等场所，其在日常运输行人等场合中起着重要的作用。而近年来乘客输送装置的安全事故仍时有发生，因此提高乘客输送装置的安全性成为了设计者们关注的焦点。
3.乘客输送装置两侧的围裙板起着安全以及装饰等作用，由于其结构的特殊性，围裙板与梯级之间存在着一定的缝隙。在乘客乘坐乘客输送装置期间，由于其自身安全意识不够等原因，可能出现衣服、鞋子、儿童手指、脚趾等夹到围裙板与梯级之间的缝隙中的情况，进而造成乘客跌倒、夹伤等事故，对乘客自身以及周边乘客带来伤害和危险。
4.乘客输送装置经常通过安装裙板刷、安装裙板照明以及在梯级上设置黄色安全线等方式对乘客进行警示，但由于部分乘客对这些警示装置作用的不熟悉，仍难以有效预防和阻止事故的发生。因此，本专利通过信号检测装置等设备，在乘客相对围裙板站立于危险区域时，采取向乘客进行警报或停止扶梯运行等措施，直接地提供警示信号或进行自动停梯操作，对可能发生的围裙板与梯级之间的缝隙夹到衣物或人体等事故进行预防和阻止。
5.中国公开专利cn109573802a，通过光电/红外传感器对在扶梯处于停用状态时进入扶梯的乘客进行检测，从而使扶梯保持在停用状态。而在扶梯正常运行状态时，此专利仅能通过裙板刷、照明灯等对靠近围裙板的乘客进行警示，难以起到直接的警示作用以及无法对乘客接近围裙板的危险行为进行预测；
6.中国公开专利cn101746663a，通过采用反射接近传感器与透射光电传感器连动的方式，对乘客位于裙板侧危险位置的情况进行检测，在实际应用中对传感器的检测精度以及安装精度要求较高，若精度不满足要求或安装位置出现偏差，透射光电传感器容易因梯级的经过而检测出遮挡，导致出现误诊断的问题，可实施性较低；
7.中国公开专利cn101386395b，通过光电传感器对乘客的步行、跑动、逆行、跌倒和拥挤等状态进行检测，而无法对乘客位于围裙板侧站立危险区域的情况进行检测；
8.中国公开专利cn201132723y，通过红外线/超声波发射和接收装置，对梯级踏板出现缺失或者异常的情况进行检测，而无法预测或检测乘客站立于围裙板侧危险位置的行为；
9.中国公开专利cn101633474b，通过邻近传感器进行乘客相对于围裙板位置的检测，且需配合时序信号生成部、周期检测部、接近检测部进行信号图案或者输出的计算和判断，其结构和流程较为复杂。
10.本文则使用智能距离传感器作为信号检测装置，智能距离传感器通过发射多条光束并根据光束往返的时间形成波形，并发给数据处理模块，数据处理模块根据波形进行过滤、比较等处理，预测乘客站立于围裙板侧危险区域的行为。其结构较为简单，且传感器精
度较高。


技术实现要素：

11.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
12.本发明要解决的技术问题是如何提供一种结构简单，检测精度高，能在危害发生前提前预测并警示或使乘客输送装置制停的检测装置。
13.为解决上述技术问题，本发明提供一种乘客站立危险区域检测装置，包括：
14.信号检测装置，用于检测乘客输送装置运行时乘客在围裙板侧的站立位置，形成波形；
15.数据采集部，用于按预设采样周期对信号检测装置的波形进行采样，并发送给数据计算部；
16.数据计算部，预设第一基准或第二基准，用于对波形进行过滤、计算和判断；
17.当乘客的站立位置满足第一基准，数据计算部将乘客输送装置置于警告模式，向所述警告部输出警告信号；当乘客的站立位置满足第二基准，数据计算部将乘客输送装置置于故障模式，向乘客输送装置的控制部输出制停信号。
18.警告部，用于对乘客进行报警。
19.优选地，所述信号检测装置有多个，固定安装在乘客输送装置运行区段的两侧围裙板上。
20.优选地，所述信号检测装置为接近传感器，相邻两个信号检测装置的检测范围部分重叠，使乘客在乘客输送装置运行区段都能被所述信号检测装置检测到。
21.优选地，所述信号检测装置在两侧围裙板上对称布置或交错布置。
22.优选地，所述信号检测装置被设置在围裙板侧面内，不从围裙板向梯级侧突出。
23.优选地，当信号检测装置检测到乘客与围裙板的间隙小于阈值时，输出高电平，否则输出低电平。所述第一基准为，在四个检测周期ts内，相邻的四个信号检测装置依次在各检测周期ts内输出持续时间不小于信号有效时间tv的高电平信号；ts为信号检测装置预设的检测周期，tv为预设的信号有效时间。
24.优选地，所述第二基准包括满足如下条件中的任意一条或多条；
25.条件一，所述条件一在八个检测周期ts内，相邻的八个信号检测装置依次在各检测周期ts内输出持续时间不小于信号有效时间tv的高电平信号；
26.条件二，当任一信号检测装置在检测周期ts内输出持续时间不小于预设的夹人信号持续时间阈值tn的高电平信号；
27.条件三，在两个检测周期ts内，乘客输送装置运行方向最末端的两个信号检测装置依次在各检测周期ts内输出持续时间不小于信号有效时间tv的高电平信号；
28.条件四，在满足所述第一基准后，在两个检测周期ts内，相邻两个信号检测装置依次在各检测周期ts内输出持续时间不小于信号有效时间tv的高电平信号。
29.优选地，所述信号检测装置为振动传感器；所述第二基准为，所述波形与预设波形
相比存在异常。
30.优选地，所述信号检测装置为tof传感器。根据所述tof传感器检测乘客的反馈时间
△
t预设风险区域，所述预设风险区域包括高风险区域
△
t3、中风险区域
△
t2和低风险区域
△
t1；所述第一基准为，根据相邻的三个信号检测装置的反馈时间依次判断乘客处在预设风险区域，但没有进入高风险区域
△
t3的趋势；所述第二基准为，根据相邻的三个信号检测装置的反馈时间依次判断乘客有进入预设高风险区域
△
t3的趋势。
31.优选地，所述乘客站立危险区域检测装置接收乘客输送装置控制部发出的待机信号，当接收到所述待机信号后，控制各所述信号检测装置进入休眠模式。
32.本发明还提供一种乘客输送装置，包括如前述任一技术方案的乘客站立危险区域检测装置。
附图说明
33.本发明附图旨在示出根据本发明的特定示例性实施例中所使用的方法、结构和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本发明附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确结构或性能特点，本发明附图不应当被解释为限定或限制由根据本发明的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
34.图1为自动扶梯示意图；
35.图2为信号检测装置在自动扶梯上的布置示意图；
36.图3为信号检测装置的安装示意图；
37.图4至图6为信号检测装置的检测原理示意图；
38.图7至图10为实施例1的第一基准和第二基准的检测示意图。
39.图11至图13为实施例3的第一基准和第二基准的检测示意图。
具体实施方式
40.以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本发明的其他优点与技术效果。本发明还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离发明总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。
41.实施例1
42.本实施例为乘客站立危险区域检测装置的具体技术方案，其中以自动扶梯作为乘客输送装置的具体示例，自动扶梯的示意图见图1，包括用于乘客搭乘的梯级2,位于梯级两侧的围裙板1，上部梳齿板4和下部梳齿板5间构成自动扶梯的运行区段，自动扶梯还包括控制自动扶梯运行的控制部(图中未示出)。
43.本实施例的乘客站立危险区域检测装置包括：
44.信号检测装置，用于检测乘客输送装置运行时乘客在围裙板侧的站立位置，形成波形；
45.数据采集部，用于按预设采样周期对信号检测装置的波形进行采样，并发送给数据计算部；
46.数据计算部，预设第一基准或第二基准，用于对波形进行过滤、计算和判断；
47.当乘客的站立位置满足第一基准，数据计算部将乘客输送装置置于警告模式，向所述警告部输出警告信号；当乘客的站立位置满足第二基准，数据计算部将乘客输送装置置于故障模式，向乘客输送装置的控制部输出制停信号。
48.警告部，用于对乘客进行报警。
49.如图2所示，所述信号检测装置3有多个，固定安装在乘客输送装置运行区段的两侧围裙板1上。
50.所述信号检测装置3为接近传感器，相邻两个信号检测装置3的检测范围部分重叠，使乘客在乘客输送装置运行区段都能被所述信号检测装置3检测到。所述信号检测装置3在两侧围裙板1上对称布置或交错布置。
51.图2也显示了本发明的信号检测装置3在自动扶梯上的布置形式。本实施例中，自动扶梯的梯级2每侧的围裙板1上的信号检测装置3均匀布置，相邻两个信号检测装置3的间距约为813mm，左右两侧各布置12个信号检测装置3，信号检测装置3的具体数量与自动扶梯运行区段的长度相关。左右两侧的围裙板1上的信号检测装置3呈交错排列形式，结合信号检测装置3的检测范围，可以对从自动扶梯入口至自动扶梯出口的乘客12相对于围裙板1的侧面的站立距离进行检测。当然，本发明的相邻两个信号检测装置3的间距以及每侧布置的数量可以根据检测范围进行调整，布置形式也可以呈左右对称布置形式。
52.信号检测装置3在安装中被设置于自动扶梯的梯级2的左右的围裙板1的侧面内，被设置成不从围裙板1向梯级2侧突出，使得不对梯级2的运动产生干扰。
53.信号检测装置3具体安装结构示例可见图3。通过螺钉9穿过围裙板1以及固定片8上的安装孔，以及法兰螺母10和平垫片11，将信号检测装置3固定在裙板1上。本实施例中，每个围裙板1上的信号检测装置3的数量为1-2个。
54.本实施例中，信号检测装置3使用接近传感器，其工作原理如图4、5、6所示，t0时刻运行方向为下行的自动扶梯上的乘客12未进入信号检测装置3的检测区域13，信号检测装置3输出低电平v1；t1时刻，乘客12进入信号检测装置3的检测区域13，若乘客12站立位置距离信号检测装置3的垂直距离d(即间隙)小于等于阈值，信号检测装置3输出高电平v2，若乘客12站立位置距离信号检测装置3的垂直距离d大于阈值，信号检测装置3输出低电平v1；t2时刻，乘客12离开信号检测装置3的检测区域13，信号检测装置3输出低电平v1。
55.所述第一基准为，在四个检测周期ts内，相邻的四个信号检测装置依次在各检测周期ts内输出持续时间不小于信号有效时间tv的高电平信号；
56.ts为信号检测装置预设的检测周期，tv为预设的信号有效时间。
57.所述第二基准包括满足如下条件中的任意一条或多条；
58.条件一，所述条件一在八个检测周期ts内，相邻的八个信号检测装置依次在各检测周期ts内输出持续时间不小于信号有效时间tv的高电平信号；
59.条件二，当任一信号检测装置在检测周期ts内输出持续时间不小于预设的夹人信
号持续时间阈值tn的高电平信号；
60.条件三，在两个检测周期ts内，乘客输送装置运行方向最末端的两个信号检测装置依次在各检测周期ts内输出持续时间不小于信号有效时间tv的高电平信号；
61.条件四，在满足所述第一基准后，在两个检测周期ts内，相邻两个信号检测装置依次在各检测周期ts内输出持续时间不小于信号有效时间tv的高电平信号。
62.下面用具体示例对第一基准、第二基准和第二基准的各条件进行说明。
63.第一基准的具体示例如图7所示，以自动扶梯运行方向为下行为例，乘客由入口进入自动扶梯。在t1时刻，编号为a的信号检测装置3输出高电平，且高电平持续时间tv不小于信号有效时间tv，则表示有乘客站立位置距离编号为a的信号检测装置附近的围裙板1的垂直距离小于阈值，乘客站立位置处于危险区域。本发明的信号有效时间tv为100ms，当然，信号有效时间tv可以根据需求进行调整。另外，本发明的信号检测装置3的检测周期ts为1.6s，当然，可以根据相邻两个信号检测装置3的间距以及扶梯运行速度对检测周期ts进行调整。在(t1 ts)～(t1 2ts)的时间内，若与编号为a的信号检测装置3相邻的编号为b的信号检测装置3也输出一段持续时间不小于tv的高电平，则说明搭乘自动扶梯由编号为a的信号检测装置3的位置处运行至编号为b的信号检测装置3的位置处的乘客在此段时间内站立位置也处于危险区域。以此类推，若从t1到t2的4ts时间内，相邻的四个信号检测装置3依次在各检测周期ts内输出持续时间不小于信号有效时间tv的高电平信号，则说明乘客在t1到t2的时间内的站立位置始终处于危险区域，自动扶梯在t2时刻进入警告模式。
64.第二基准的条件一说明如下：若从t1到t3的8ts时间内，相邻的八个信号检测装置3依次在各检测周期ts内输出持续时间不小于信号有效时间tv的高电平信号，则说明乘客在t1到t3的时间内的站立位置始终处于危险区域，自动扶梯在t3时刻进入故障模式。当然，高电平出现的起始位置可以不是编号为a的信号检测装置3，条件一仅以编号为a的信号检测装置3进行举例。
65.第二基准的条件二和条件三说明如下：如图8所示，包含两种自动扶梯直接进入故障模式的情况。条件二，在t1时刻，编号为e的信号检测装置3输出高电平，且高电平持续时间tn不小于夹人信号持续时间阈值tn，则表示有乘客被夹到编号为e的信号检测装置3检测范围内的梯级2与围裙板1的缝隙中，自动扶梯在t1 tn时刻进入故障模式。本发明的夹人信号持续时间阈值tn为5s，当然，tn可以根据需求进行调整。另外，高电平出现的起始位置可以不是编号为e的信号检测装置3，条件二仅以编号为e的信号检测装置3进行举例。条件三，在t3时刻，编号为k的信号检测装置3输出高电平，且高电平持续时间tv不小于信号有效时间tv，在(t3 ts)～(t3 2ts)的时间内，编号为l的信号检测装置3也输出一段持续时间不小于tv的高电平，则表示有乘客在t3～t5的时间内相对于围裙板1的站立位置处于危险区域，因乘客站立位置靠近自动扶梯水平梳齿部，为降低乘客受到剪切伤害的风险，自动扶梯在t5时刻进入故障模式。
66.第二基准的条件四说明如下：如图9所示，根据第一基准自动扶梯在t2时刻进入警告模式。之后，在t2～t4的4ts时间内，若在某一时刻t3，编号为g的信号检测装置3输出一段持续时间不小于tv的高电平，在(t3)～(t3 ts)的时间内，编号为h的信号检测装置3也输出一段持续时间不小于tv的高电平；而在(t3 ts)～(t3 2ts)的时间内，与编号为g和h的信号检测装置3分别相邻的编号为h和i的信号检测装置3也各自输出一段持续时间不小于tv的高
电平，则表示在t2～t4的时间内，同时有2个乘客相对于围裙板1的站立位置处于危险区域，自动扶梯在t5时刻进入故障模式。当然，高电平出现的位置可以不是编号为g和h的信号检测装置3，条件四仅以编号为g和h的信号检测装置3进行举例。
67.当然第一基准和第二基准并不局限于上述实施例，还可以有其他多种组合，例如图10所示，在(t1)～(t1 ts)的时间内，编号为a和c的信号检测装置3输出一段持续时间不小于tv的高电平，在(t1 ts)～(t1 2ts)的时间内，与编号为a和c的信号检测装置3分别相邻的编号为b和d的信号检测装置3也输出一段持续时间不小于tv的高电平，则表示在t1～t3的时间内，同时有2个乘客12相对于围裙板1的站立位置处于危险区域，自动扶梯在t3时刻进入警告模式。之后，在(t3)～(t3 ts)的时间内，编号为g和h的信号检测装置3输出一段持续时间不小于tv的高电平，在(t3 ts)～(t3 2ts)的时间内，与编号为g和h的信号检测装置3分别相邻的编号为h和i的信号检测装置3也输出一段持续时间不小于tv的高电平，则表示在t3～t5的时间内，也同时有2个乘客相对于围裙板1的站立位置处于危险区域，自动扶梯在t5时刻进入故障模式。
68.数据采集部按一定的采样周期对各个信号检测装置3的输出信号进行采集，并进行锁存，以便于对采集的数据进行过滤以及计算。
69.数据计算部对数据采集部锁存的数据进行过滤和计算，并按照前述第一基准和第二基准判断自动扶梯应进入警告模式或者故障模式时，相应地发送信号给警告部或者自动扶梯的控制部。
70.警告部接收数据计算部传递过来的信号，若警告部收到的信号显示自动扶梯处于警告模式，则会向乘客进行报警。作为报警方法，包括但不限于通过扬声器对乘客进行语音播报、通过灯光闪烁对乘客进行提醒以及自动扶梯减速等操作。
71.控制部接收数据计算部传递过来的信号，若控制部收到的信号显示自动扶梯处于故障模式，则控制部控制自动扶梯进行停梯操作。
72.实施例2
73.本实施例中，信号检测装置3为振动传感器。以下仅对与实施例1中不同的部分进行详细的说明。
74.作为振动传感器的信号检测装置3安装于围裙板1上，其工作原理为对围裙板1的振动进行检测。如果有物体被夹到围裙板1和梯级2中间的缝隙中，那么振动传感器会检测出与缝隙中未夹到物体时相比不同的振动幅值或方差。数据采集部对检测到的信号进行采集、锁存，数据计算部对信号进行过滤并与正常的振动信号比较，若发现异常则将信号传递给自动扶梯的控制部，对自动扶梯进行停梯操作，避免乘客出现进一步的伤害。
75.实施例3
76.本实施例中，信号检测装置3为tof传感器。以下仅对与上述实施例1中不同的部分进行详细的说明。
77.作为tof传感器的信号检测装置3安装于围裙板1上，其工作原理为tof传感器发出多束光束，这些光束形成检测区域，当乘客12经过时，部分光束被乘客12反射回tof传感器，tof传感器通过各光束的往返时间以及光束与扶梯运行方向的夹角，判断乘客12距离tof传感器的垂直距离以及相对tof传感器的运动趋势。若发现乘客12相对于围裙板1的站立位置具有持续靠近危险区域的趋势时，发送信号给警告部，向乘客12进行报警。
78.具体举例如下，从控制策略上，可基于tof传感器检测乘客的反馈时间可将将空间近似地分割为3个区间，如图12所示即
△
t1区域是为低风险区域，
△
t2区域是为中风险区域，
△
t3区域是为高风险区域，其中高风险区域离围裙板相对最近，中风险区域次之，低风险区域相对最远。
79.如图12所示在扶梯向上运行时，若自下而上的连续三个传感器根据检测乘客的反馈时间依次判断乘客有从低风险区域向高风险区域逐步运动的趋势，即进入故障状态；
80.如图13所示在扶梯向上运动时，若自下而上的连续三个传感器根据检测乘客的反馈时间依次判断乘客处在预设风险区域，例如相邻的三个tof传感器依次都能检测乘客处在低风险区域或中风险区域，但没有进入高风险区域
△
t3的趋势，即进入警告状态。如图11所示，所述
△
t≈2*l/c,l为被测物体到传感器检测面的最小距离，c为光速。
81.实施例4
82.本实施例中，信号检测装置3为tof传感器。以下仅对与上述实施例中不同的部分进行详细的说明。
83.作为tof传感器的信号检测装置3安装于位于自动扶梯入口处的围裙板1上，其对进入自动扶梯的乘客12进行检测。若未检测出乘客12进入自动扶梯的时间tr超过自动扶梯无人时间阈值tr，则tof传感器发送信号给控制部，控制部控制除了自动扶梯入口处以外的各信号检测装置3进入休眠模式，以降低能耗。在本实施例中，自动扶梯无人时间阈值tr为40s，当然，可以根据需要对tr进行调整。
84.以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。