一种滑动门用直线电机自缓冲控制方法及自缓冲滑动门系统
阅读：544发布：2024-01-03
专利汇可以提供一种滑动门用直线电机自缓冲控制方法及自缓冲滑动门系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种滑动 门 用直线 电机 自缓冲控制方法及自缓冲 滑动门 系统，能够根据该门宽和门重参数，对门体的运动进行控制，确定门体运动模型，计算门体 加速 运动段、匀速运动段和减速运动段的运行长度，然后对门体施加驱动 力 ，使之按照预定的运动模型进运动，在即将到达 门框 处时自动减速，从而起到缓冲的作用，能够有效避免门体对门框的冲击和碰撞，避免门体损坏，还能够有效消除噪音，给客户带来良好的使用体验。，下面是一种滑动门用直线电机自缓冲控制方法及自缓冲滑动门系统专利的具体信息内容。
1.一种滑动门用直线电机自缓冲控制方法，其特征在于，包含以下步骤：
根据门宽参数和设定的速度确定门体运动模型，计算门体加速运动段、匀速运动段和减速运动段的运行长度；
检测到开关门信号后，对门体施加驱动力，使之按照所述的运动模型进行运动；
对门体运动过程中的位移和速度进行实时测量和控制；
当门体到达预定的减速运动段时，控制驱动力的大小，使门体开始减速，从而实现自动缓冲，防止碰撞。
2.如权利要求1所述的滑动门用直线电机自缓冲控制方法，其特征在于，在计算所述门体运动模型之前还包括以下步骤：
通过自学习获取门宽和门重参数。
3.如权利要求2所述的滑动门用直线电机自缓冲控制方法，其特征在于，所述通过自学习获取门宽参数的具体步骤为：
使门移动到门框一侧边位置，并将此时的位移记为零；
将门朝门框另一侧边位置移动，并对门的位移进行测量；
判断门是否遇到另一侧边位置，如果门没有遇到另一侧边位置，则使门继续移动；如果门遇到另一侧边位置，则使门停止移动，此时门的位移等于门宽。
4.如权利要求2所述的滑动门用直线电机自缓冲控制方法，其特征在于，所述通过自学习获取门重参数的具体步骤为：
给门施加一个恒定的驱动力F，使门发生移动；
对门的位移L进行测量；
记录完成位移L所需的时间t；
根据如下公式计算门的质量：
M＝F*t2/(2*L)。
5.一种自缓冲滑动门系统，其特征在于，包括：
定子组件，用于输出门移动时所需要的驱动力；
动子组件，用于在驱动力的作用下带动门体在门框两侧边之间移动；
位移测量模块，用于对门的位移进行测量；
控制模块，用于控制所述驱动力的大小，对所述位移测量模块的输出信号进行处理，记录门移动的时间，以及计算门宽和门重参数。
6.如权利要求5所述的自缓冲滑动门系统，其特征在于：
还包括存储模块，用于存储通过自学习得到的门宽和门重参数。
7.如权利要求5所述的自缓冲滑动门系统，其特征在于：
还包括门框宽度测量模块，用于在系统上电时测量门框宽度。
8.如权利要求5所述的自缓冲滑动门系统，其特征在于：
还包括门重测量模块，用于在首次安装门体系统上电时或者在门体安装完成后系统上电时可选择地根据指令对门重进行测量并存储。
9.如权利要求5所述的自缓冲滑动门系统，其特征在于：
所述控制模块与所述定子组件电性连接，所述定子组件平行安装于所述动子组件上方。
10.如权利要求5所述的自缓冲滑动门系统，其特征在于：
所述控制模块与所述位移测量模块电性连接，用于接收位移测量模块的测量结果，并对结果进行处理。
一种滑动门用直线电机自缓冲控制方法及自缓冲滑动门系统
技术领域
[0001] 本发明涉及滑动门领域，特别涉及一种滑动门用直线电机自缓冲控制方法及自缓冲滑动门系统。
背景技术
[0002] 滑动门是人们日常生活中广泛使用的一种门，因其占用空间小，方便易用，近年来得到了人们的普遍认可和接受。但是初期的滑动门在使用过程中存在着一个问题，即关门的时候，滑动门在接触门框的瞬间，其速度并不等于零，造成移动的滑动门在遇到静止的门框时，会对门框造成冲击和碰撞，一方面带来噪音，另一方面也会对门体造成损坏。为了解决这一问题，后来在门框上增加了阻尼器，阻尼器具有缓冲作用，这样一来，当门滑动到接近门框位置时，会受到阻尼器的缓冲作用，移动速度逐渐减小，当遇到门框时速度刚好减为零，这样就不会对门框造成冲击和碰撞了。随着科技的发展，市场上出现了一些自动滑动门，将直线电机技术与滑动门相结合，开发出用于滑动门的直线电机系统，通过对直线电机系统的控制，可以实现滑动门的自动滑动。在滑动门用直线电机系统中同样也需要解决滑动门碰撞门框的问题，由于直线电机系统的特殊性，不再适合安装传统的阻尼器来进行缓冲，那么如何在滑动门用直线电机系统中实现门体的缓冲，是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对现有技术进行改进，提供一种滑动门用直线电机自缓冲控制方法及自缓冲滑动门系统，能够实现对滑动门用直线电机系统的自动缓冲。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：
[0005] 一种滑动门用直线电机自缓冲控制方法，包含以下步骤：
[0006] 根据门宽参数和设定的速度确定门体运动模型，计算门体加速运动段、匀速运动段和减速运动段的运行长度；
[0007] 门体在门框之间运动时，其速度是不断变化的，在开关门的起始时刻，门体由静止状态开始运动，这个阶段门体的速度是不断增加的，当速度增加到一定程度后，开始匀速运动，而当快接近门框时，需要进行减速运动。在门体运动的过程中，关键在于确定门体加速运动段、匀速运动段和减速运动段的运行长度，而这与门宽参数有直接关联，对于门宽不同的门体，其各运动段的运行长度也各不相同，因此各运动段的运行长度需要根据具体的门宽参数来计算。此外，由于门体会经历一个匀速阶段，需要预先设定该匀速阶段的速度大小，根据门宽参数和设定的速度就能够确定门体的运动模型，并计算各运动段的运行长度。
[0009] 当开关门信号发出后，要使门体发生移动，必须对门体施加相应的驱动力。由于门体需要经历加速运动段、匀速运动段和减速运动段，在各个运动段所需的驱动力大小都是不同的，可以根据各运动段的长度和设定的速度大小计算驱动力。
[0010] 对门体运动过程中的位移和速度进行实时测量和控制；
[0011] 由于门体是在不断运动的，其运动必须受到严格的控制，因此需要对门体在运动过程中的位移和速度进行实时测量，并将该测量值发送到控制器，使得控制器能够对门体的运动进行更精确的控制。
[0012] 当门体到达预定的减速运动段时，需要控制门体运动使其开始减速，这可通过控制驱动力的大小来实现，实施减速控制后，使得门体在遇到门框时速度刚好减为零，从而能够实现自动缓冲、防止碰撞的效果。
[0013] 进一步地，在计算门体运动模型之前还包括以下步骤：通过自学习获取门宽和门重参数。由于门宽和门重参数对于门体的运动控制至关重要，因此在对门体实施运动控制前，需要首先得到门宽和门重参数，门宽和门重参数的获取可以通过自学习方法得到。
[0014] 进一步地，通过自学习获取门宽参数的具体步骤为：
[0015] 使门移动到门框一侧边位置，并将此时的位移记为零；
[0016] 要对门宽进行测量，首先要让门移动到门框的一侧边位置，为此，优选地，在上电时，先使门体低速开门，然后判断开门的门体是否遇到门框侧边，如果没有遇到门框侧边，则使门体继续低速移动，并继续检测是否遇到了门框侧边，一旦门体遇到了门框侧边，则将此时的位移设置为0，并以此作为测量的起点。
[0017] 将门朝门框另一侧边位置移动，并对门的位移进行测量；
[0018] 完成上述步骤后，再低速关门，使门朝门框另一侧边位置移动，与此同时，对门的位移进行实时测量，并判断门体是否遇到另一侧边门框。
[0019] 判断门是否遇到另一侧边位置，如果门没有遇到另一侧边位置，则使门继续移动；如果门遇到另一侧边位置，则使门停止移动，此时门的位移等于门宽。
[0020] 为了保证测量结果的准确性，可以利用上述的门宽自学习方法对门宽参数进行多次测量，然后求该多次测量的平均值，并将该平均值作为最终测得的门宽参数值。
[0021] 进一步地，通过自学习获取门重参数的具体步骤为：
[0022] 给门施加一个恒定的驱动力F，使门发生移动；
[0024] 对门的位移L进行测量，当门移动时，对其位移进行实时测量。
[0025] 当门完成位移L时，记录完成位移L所需的时间t；
[0026] 根据如下公式计算得到门重：
[0027] M＝F*t2/(2*L)。
[0028] 为了保证结果的准确，可以进行多次测量然后求其平均值。
[0029] 一种自缓冲滑动门系统，包括：
[0030] 定子组件，用于输出门移动时所需要的驱动力；
[0031] 控制模块对动子组件的控制是通过定子组件来实现的，定子组件与控制模块电性相连，控制模块对定子组件中的电流大小和方向进行控制，由于电磁感应原理，电流大小和方向的改变会导致磁场强度的变化，从而会产生驱动力的变化，进而能够推动带有永磁体的动子组件的运动。
[0032] 动子组件，用于在驱动力的作用下带动门体在门框两侧边之间移动；
[0033] 在门重自学习的过程中，需要使门在从门框两侧边之间进行移动，该移动是通过动子组件来实现的，动子组件在磁场驱动力的推动下产生运动，而且动子组件上具有运动输出部，该运动输出部与门体连接，并通过该运动输出部将其运动传递到门体，从而带动门体一起移动。
[0034] 位移测量模块，用于对门的位移进行测量；
[0035] 门体的位移是通过位移测量模块进行测量的，为了使得测量结果更加精确，优选地，可以选择线性霍尔器件作为位移测量模块。
[0036] 控制模块，用于控制驱动力的大小，对位移测量模块的输出信号进行处理，记录门移动的时间，以及计算门宽和门重参数。
[0037] 定子组件输出的驱动力受到控制模块的控制，控制模块能够根据实际情况对定子组件中的电流大小和方向进行控制，由于电磁感应原理，电流大小和方向的改变会导致磁场强度的变化，从而造成磁场驱动力的变化，进而能够推动带有永磁体的动子组件的运动。此外，位移测量模块的输出信号也将被发送到控制模块，在控制模块中进行处理和计算，门在移动时所需要的时间也通过控制模块进行实时记录，当测得恒定驱动力F的作用下，门发
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生位移L所花的时间为t时，就可以在控制模块中对门重参数M进行计算：M＝F*t/(2*L)。为了保证结果的准确，可以进行多次测量然后求其平均值。
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生位移L所花的时间为t时，就可以在控制模块中对门重参数M进行计算：M＝F*t/(2*L)。为了保证结果的准确，可以进行多次测量然后求其平均值。
[0038] 进一步地，还包括存储模块，用于存储通过自学习得到的门宽和门重参数。
[0039] 在通过控制模块处理得到最终的门重参数后，该门重参数将被发送到存储模块中进行存储。动子组件的运动与门重参数有直接关系，需要根据门重参数确定所需驱动力的大小，而通过自学习得到门重参数后，将其存储在存储模块，后续就可以通过控制模块直接从存储模块中调用该门重参数，从而取得对动子组件良好的控制效果。
[0040] 进一步地，还包括门框宽度测量模块，用于在系统上电时测量门框宽度。
[0041] 进一步地，还包括门重测量模块，用于在首次安装门体系统上电时或者在门体安装完成后系统上电时可选择地根据指令对门重进行测量并存储。
[0042] 通过自学习的方式，获得门框宽度和门重参数，用于运动模型的建立。
[0043] 进一步地，控制模块与定子组件电性连接，定子组件平行安装于动子组件上方。
[0044] 控制模块对动子组件的控制是通过定子组件来实现的，定子组件与控制模块电性相连，控制模块对定子组件中的电流大小和方向进行控制，由于电磁感应原理，电流大小和方向的改变会导致磁场强度的变化，从而造成磁场力的变化，进而能够推动带有永磁体的动子组件的运动。
[0045] 进一步地，控制模块与位移测量模块电性连接，用于接收位移测量模块的测量结果，并对结果进行处理。
[0046] 位移测量模块用于对门体的位移进行实时测量，并将测量结果发送到控制模块，控制模块收到该测量结果后，对结果进行处理，并根据门体的位置对门体的运动进行实时控制，因此，控制模块必须与位移测量模块电性相连，以便于传输测量结果。附图说明
[0047] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0048] 图1是本发明滑动门用直线电机自缓冲控制方法的流程图；
[0049] 图2是本发明通过自学习获取门宽参数的流程图；
[0050] 图3为本发明通过自学习获取门重参数的流程图；
[0051] 图4为本发明自缓冲滑动门系统的功能框图；
[0052] 其中，附图标记含义如下：
[0053] 动子组件210
[0054] 位移测量模块220
[0055] 控制模块230
[0056] 定子组件240
[0057] 存储模块250
具体实施方式
[0058] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0059] 需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、外、内……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0060] 一种滑动门用直线电机自缓冲控制方法，如图1所示，包含以下步骤：
[0061] S110：根据门宽参数和设定的速度确定门体运动模型，计算门体加速运动段、匀速运动段和减速运动段的运行长度；
[0062] 门体在门框之间运动时，其速度是不断变化的，在开关门的起始时刻，门体由静止状态开始运动，这个阶段门体的速度是不断增加的，当速度增加到一定程度后，开始匀速运动，而当快接近门框时，需要进行减速运动。在门体运动的过程中，关键在于确定门体加速运动段、匀速运动段和减速运动段的运行长度，而这与门宽参数有直接关联，对于门宽不同的门体，其各运动段的运行长度也各不相同，因此各运动段的运行长度需要根据具体的门宽参数来计算。此外，由于门体会经历一个匀速阶段，需要预先设定该匀速阶段的速度大小，根据门宽参数和设定的速度就能够确定门体的运动模型，并计算各运动段的运行长度。
[0063] S120：检测到开关门信号后，对门体施加驱动力，使之按照预定的运动模型进行运动；
[0064] 当开关门信号发出后，要使门体发生移动，必须对门体施加相应的驱动力。由于门体需要经历加速运动段、匀速运动段和减速运动段，在各个运动段所需的驱动力大小都是不同的，可以根据各运动段的长度和设定的速度大小计算驱动力。
[0065] S130：对门体运动过程中的位移和速度进行实时测量和控制；
[0066] 由于门体是在不断运动的，其运动必须受到严格的控制，因此需要对门体在运动过程中的位移和速度进行实时测量，并将该测量值发送到控制器，使得控制器能够对门体的运动进行更精确的控制。
[0067] S140：当门体到达预定的减速运动段时，需要控制门体运动使其开始减速，这可通过控制驱动力的大小来实现，实施减速控制后，使得门体在遇到门框时速度刚好减为零，从而能够实现自动缓冲、防止碰撞的效果。
[0068] 进一步地，在计算门体运动模型之前还包括以下步骤：通过自学习获取门宽和门重参数。由于门宽和门重参数对于门体的运动控制至关重要，因此在对门体实施运动控制前，需要首先得到门宽和门重参数，门宽和门重参数的获取可以通过自学习方法得到。
[0069] 进一步地，通过自学习获取门宽参数的具体步骤为：
[0070] S210：使门移动到门框一侧边位置，并将此时的位移记为零；
[0071] 要对门宽进行测量，首先要让门移动到门框的一侧边位置，为此，优选地，在上电时，先使门体低速开门，然后判断开门的门体是否遇到门框侧边，如果没有遇到门框侧边，则使门体继续低速移动，并继续检测是否遇到了门框侧边，一旦门体遇到了门框侧边，则将此时的位移设置为0，并以此作为测量的起点。
[0072] S220：将门朝门框另一侧边位置移动，并对门的位移进行测量；
[0073] 完成上述步骤后，再低速关门，使门朝门框另一侧边位置移动，与此同时，对门的位移进行实时测量，并判断门体是否遇到另一侧边门框。
[0074] S230：判断门是否遇到另一侧边位置，如果门没有遇到另一侧边位置，则使门继续移动；如果门遇到另一侧边位置，则使门停止移动，此时门的位移等于门宽。
[0075] 为了保证测量结果的准确性，可以利用上述的门宽自学习方法对门宽参数进行多次测量，然后求该多次测量的平均值，并将该平均值作为最终测得的门宽参数值。
[0076] 进一步地，通过自学习获取门重参数的具体步骤为：
[0077] S310：给门施加一个恒定的驱动力F，使门发生移动；
[0078] 驱动力F的大小和方向由控制模块230进行控制，通过控制模块230的控制，使驱动力F保持恒定，在该驱动力的作用下，门将发生移动。
[0079] S320：对门的位移L进行测量，当门移动时，对其位移进行实时测量。
[0080] S330：当门完成位移L时，记录完成位移L所需的时间t；
[0081] S340：根据如下公式计算得到门重：
[0082] M＝F*t2/(2*L)，
[0083] 为了保证结果的准确，可以进行多次测量然后求其平均值。
[0084] 一种自缓冲滑动门系统，包括：
[0085] 定子组件，用于输出门移动时所需要的驱动力；
[0086] 控制模块230对动子组件210的控制是通过定子组件240来实现的，定子组件240与控制模块230电性相连，控制模块230对定子组件210中的电流大小和方向进行控制，由于电磁感应原理，电流大小和方向的改变会导致磁场强度的变化，从而会产生驱动力的变化，进而能够推动带有永磁体的动子组件210的运动。
[0087] 动子组件，用于在驱动力的作用下带动门体在门框两侧边之间移动；
[0088] 在门重自学习的过程中，需要使门在从门框两侧边之间进行移动，该移动是通过动子组件210来实现的，动子组件210在磁场驱动力的推动下产生运动，而且动子组件210上具有运动输出部，该运动输出部与门体连接，并通过该运动输出部将其运动传递到门体，从而带动门体一起移动。
[0089] 位移测量模块，用于对门的位移进行测量；
[0090] 门体的位移是通过位移测量模块220进行测量的，为了使得测量结果更加精确，优选地，可以选择线性霍尔器件作为位移测量模块。
[0091] 控制模块，用于控制驱动力的大小，对位移测量模块的输出信号进行处理，记录门移动的时间，以及计算门宽和门重参数。
[0092] 定子组件240输出的驱动力受到控制模块230的控制，控制模块230能够根据实际情况对定子组件240中的电流大小和方向进行控制，由于电磁感应原理，电流大小和方向的改变会导致磁场强度的变化，从而造成磁场驱动力的变化，进而能够推动带有永磁体的动子组件210的运动。此外，位移测量模块220的输出信号也将被发送到控制模块230，在控制模块230中进行处理和计算，门在移动时所需要的时间也通过控制模块230进行实时记录，当测得恒定驱动力F的作用下，门发生位移L所花的时间为t时，就可以在控制模块230中对门重参数M进行计算：M＝F*t2/(2*L)。为了保证结果的准确，可以进行多次测量然后求其平均值。
[0093] 进一步地，还包括存储模块，用于存储通过自学习得到的门宽和门重参数。
[0094] 在通过控制模块230处理得到最终的门重参数后，该门重参数将被发送到存储模块250中进行存储。动子组件210的运动与门重参数有直接关系，需要根据门重参数确定所需驱动力的大小，而通过自学习得到门重参数后，将其存储在存储模块250，后续就可以通过控制模块230直接从存储模块250中调用该门重参数，从而取得对动子组件210良好的控制效果。
[0095] 进一步地，还包括门框宽度测量模块，用于在系统上电时测量门框宽度。
[0096] 进一步地，还包括门重测量模块，用于在首次安装门体系统上电时或者在门体安装完成后系统上电时可选择地根据指令对门重进行测量并存储
[0097] 门框宽度测量模块包括：初始化模块，用于当门移动到门框一侧边位置时，将此时的位移记录为零；位移测量模块，用于当门朝门框另一侧边位置移动时，对门的位移进行测量；门框宽度确定模块，用于判断门是否遇到另一侧边位置，如果门没有遇到另一侧边位置，则门继续移动；如果门遇到另一侧边位置，则门停止移动，此时门的位移等于门框宽度。
[0098] 门重测量模块包括：位移测量模块，用于给门施加一个恒定的驱动力F，使门发生移动时对门的位移L进行测量；时间记录模块，用于对门发生所述位移L所需的时间t进行记录；门重计算模块，用于根据所述驱动力F、所述位移L、所述时间t计算门重。
[0099] 进一步地，控制模块与定子组件电性连接，定子组件平行安装于动子组件上方。
[0100] 控制模块230对动子组件210的控制是通过定子组件240来实现的，定子组件240与控制模块230电性相连，控制模块230对定子组件240中的电流大小和方向进行控制，由于电磁感应原理，电流大小和方向的改变会导致磁场强度的变化，从而造成磁场力的变化，进而能够推动带有永磁体的动子组件210的运动。
[0101] 进一步地，控制模块与位移测量模块电性连接，用于接收位移测量模块的测量结果，并对结果进行处理。
[0102] 位移测量模块220用于对门体的位移进行实时测量，并将测量结果发送到控制模块230，控制模块230收到该测量结果后，对结果进行处理，并根据门体的位置对门体的运动进行实时控制，因此，控制模块230必须与位移测量模块220电性相连，以便于传输测量结果。
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