專利名稱：一種城市公共交通乘客門安全裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于公共交通領(lǐng)域，涉及一種城市公共交通乘客門安全裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市道路條件的改善，城市公共交通逐步向大型化、大載 客量、智能化方向發(fā)展。城市汽車保有量急劇增加，國(guó)家積極倡導(dǎo)公交優(yōu)先，大中城市公 交車輛也在更新?lián)Q代，給市民出行帶來(lái)方便的同時(shí)，也經(jīng)常發(fā)生乘客被車門碰上、夾傷的事 故。這表明傳統(tǒng)公共交通工具乘客門結(jié)構(gòu)還存在一定的安全隱患，乘客門開啟和關(guān)閉時(shí)給 乘客造成傷害能否有效預(yù)防已成為衡量城市公交車輛安全性的重要指標(biāo)之一。目前內(nèi)移式車門防止開門時(shí)乘客被碰傷的方法主要有三種一是依靠司機(jī)從攝像 頭或后視鏡觀察乘客活動(dòng)范圍，若發(fā)現(xiàn)乘客依靠或抓扶車門轉(zhuǎn)軸則停止開門操作；二是在 旋轉(zhuǎn)軸上張貼“請(qǐng)勿手扶”等標(biāo)語(yǔ)以提醒乘客；三是在車門區(qū)域劃分黃色警示區(qū)，此外還需 乘客互助提醒。除開門時(shí)防止乘客被碰上，還要防止關(guān)門時(shí)防夾傷。目前內(nèi)移式車門防止關(guān)門時(shí) 乘客被夾的方法主要是駕駛員通過(guò)攝像頭觀察，當(dāng)發(fā)現(xiàn)乘客被夾時(shí)，駕駛員重新開啟車門 一次；此外，還有少數(shù)高檔車輛安裝防夾車門，一旦有人或物卡住則會(huì)重新開啟一次，雖然 可以避免乘客被夾，但還是給乘客帶來(lái)很大驚嚇和傷害。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種城市公共交通乘客門安全裝置，該裝置投資少、 能在駕駛員按下操控按鈕之后實(shí)現(xiàn)瞬間快速檢測(cè)，并做出相應(yīng)反應(yīng)，防止乘客被碰傷或夾 傷。為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的—種城市公共交通乘客門安全裝置，包括調(diào)制紅外光發(fā)生裝置、調(diào)制光接收裝置、 信號(hào)處理裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述的調(diào)制紅外光發(fā)生裝置、調(diào)制光接收裝置、信號(hào)處理裝置和 執(zhí)行機(jī)構(gòu)依次相連；所述的調(diào)制紅外光發(fā)生裝置用于快速掃描檢測(cè)；所述的調(diào)制光接收裝 置用于接收調(diào)制紅外光發(fā)生裝置發(fā)射的紅外信號(hào)，并將其傳輸給信號(hào)處理裝置；所述的信 號(hào)處理裝置用于判斷判斷當(dāng)前自動(dòng)門周圍的障礙物狀態(tài)，從而發(fā)出向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出操作信 號(hào)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于控制氣壓缸運(yùn)動(dòng)或延遲氣壓開關(guān)門動(dòng)作。所述的調(diào)制紅外光發(fā)生裝置包括單片機(jī)、紅外驅(qū)動(dòng)和發(fā)射管，調(diào)制光接收裝置包 括接收管和接收驅(qū)動(dòng)，信號(hào)處理裝置包括地址譯碼和單片機(jī)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括繼電器和報(bào)警 器，其中調(diào)制紅外光發(fā)生裝置中的單片機(jī)啟動(dòng)紅外驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生掃描式信號(hào)促使發(fā)光發(fā)射紅外 信號(hào)，接收管接收到發(fā)射管發(fā)射的紅外信號(hào)后啟動(dòng)接收驅(qū)動(dòng)，并將紅外信號(hào)傳輸至信號(hào)處 理裝置的單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)分析全部光電管狀態(tài)對(duì)當(dāng)前障礙物狀態(tài)做出判斷，將操作信 號(hào)傳遞給繼電器，由繼電器控制氣壓缸運(yùn)動(dòng)或延遲，并最終通過(guò)報(bào)警器告知駕駛員與乘客。所述的單片機(jī)為MC9S12DP512，紅外信號(hào)為調(diào)制信號(hào)，發(fā)射管為650nm74LS138紅外發(fā)射管，接收管為38KHz固定頻率紅外接收頭，紅外驅(qū)動(dòng)為NPN三極管；繼電器為OMRON 的3MB-102PL-5V型繼電器。將所述的裝置安裝于內(nèi)移式自動(dòng)門離轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)端的車門門框上。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)功能全面。本實(shí)用新型的裝置不但包括關(guān)門時(shí)乘客防夾，還包括車門開啟時(shí)車 門運(yùn)動(dòng)區(qū)域防碰以及開啟狀態(tài)下掃描檢測(cè)有無(wú)乘客通過(guò)。(2)成本低。本實(shí)用新型成本在千元以下，有很好的應(yīng)用前景。(3)安全系數(shù)高。本實(shí)用新型中采用的檢測(cè)方式不與被檢測(cè)物發(fā)生接觸，不會(huì)對(duì)乘 客造成驚嚇，同時(shí)增加了用于經(jīng)過(guò)冗余檢測(cè)的時(shí)間，進(jìn)一步減少操作失誤機(jī)率，提高了系統(tǒng) 的安全系數(shù)。(4)抗干擾能力強(qiáng)。本裝置中采用的檢測(cè)光線為調(diào)制光，自然光不會(huì)對(duì)系統(tǒng)工作產(chǎn) 生任何影響。(5)造型獨(dú)特，安裝光電發(fā)射接收的裝置同時(shí)是公交車門上的扶手。方便乘客手扶。(6)可靠性高。旋轉(zhuǎn)軸底部光電接收管不會(huì)受泥污影響；扶手內(nèi)嵌的光電管數(shù)量 可調(diào)，能保證檢測(cè)時(shí)達(dá)到3cm的精度。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的工作原理圖。圖3為本實(shí)用新型與車輛原有車門控制系統(tǒng)的接入實(shí)現(xiàn)圖。圖4為本實(shí)用新型的發(fā)射管紅外驅(qū)動(dòng)電路圖。圖5為本實(shí)用新型信號(hào)處理裝置地址譯碼電路原理圖。圖6為譯碼電路接線圖。圖7為發(fā)射管與74LS138接線圖。圖8為接收頭與74LS151接線圖。圖9為本實(shí)用新型關(guān)門防夾功能實(shí)現(xiàn)時(shí)的(即將關(guān)閉門狀態(tài)與開始關(guān)門狀態(tài))紅外 光傳輸示意圖。圖10為本實(shí)用新型循環(huán)檢測(cè)算法必要性示意圖。圖11為本實(shí)用新型發(fā)射譯碼與驅(qū)動(dòng)主芯片74LS138芯片引腳圖。圖12為本實(shí)用新型接收譯碼主要芯片74LS151芯片引腳圖。圖13為本實(shí)用新型安裝走線示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
參見圖1本實(shí)用新型的城市公共交通乘客門安全裝置，包括調(diào)制紅外光發(fā)生裝 置、調(diào)制光接收裝置、信號(hào)處理裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，所述的調(diào)制紅外光發(fā)生裝置、調(diào)制光接收裝 置、信號(hào)處理裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)依次相連；所述的調(diào)制紅外光發(fā)生裝置用于快速掃描檢測(cè)； 所述的調(diào)制光接收裝置用于接收調(diào)制紅外光發(fā)生裝置發(fā)射的紅外信號(hào)，并將其傳輸給信號(hào)處理裝置；所述的信號(hào)處理裝置用于判斷判斷當(dāng)前自動(dòng)門周圍的障礙物狀態(tài)，從而發(fā)出向 執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出操作信號(hào)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于控制氣壓缸運(yùn)動(dòng)或延遲氣壓開關(guān)門動(dòng)作。參見圖2調(diào)制紅外光發(fā)生裝置包括單片機(jī)1、紅外驅(qū)動(dòng)2和發(fā)射管4，調(diào)制光接收 裝置包括接收管5和接收驅(qū)動(dòng)6，信號(hào)處理裝置包括地址譯碼7和單片機(jī)1，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括 繼電器2和報(bào)警器8，其中調(diào)制紅外光發(fā)生裝置中的單片機(jī)1啟動(dòng)紅外驅(qū)動(dòng)2產(chǎn)生掃描式信 號(hào)促使發(fā)光發(fā)射紅外信號(hào)，接收管5接收到發(fā)射管發(fā)射的紅外信號(hào)后啟動(dòng)接收驅(qū)動(dòng)6，并將 紅外信號(hào)傳輸至信號(hào)處理裝置的單片機(jī)1，單片機(jī)1通過(guò)分析全部光電管狀態(tài)對(duì)當(dāng)前障礙 物狀態(tài)做出判斷，將操作信號(hào)傳遞給繼電器2，由繼電器2控制氣壓缸運(yùn)動(dòng)或延遲，并最終 通過(guò)報(bào)警器8告知駕駛員與乘客。公交車為大客車，電源系統(tǒng)一般為24V直流電源，本實(shí)用新型中只需要一種5V的 供電電壓，設(shè)計(jì)中采用芯片LM2576將24V降壓至5V，該芯片產(chǎn)生電壓穩(wěn)定，帶載能力強(qiáng)。本 實(shí)用新型采用freescale公司的中端單片機(jī)，該單片機(jī)資源豐富，本系統(tǒng)中采用80腳封裝 芯片，有通用I/O 口近60個(gè)，滿足系統(tǒng)要求。本實(shí)用新型的38KHz調(diào)制信號(hào)由單片機(jī)的ECT (增強(qiáng)型定時(shí)器模塊)產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)時(shí)， 在MC9S12DP512中定義1個(gè)位標(biāo)志，通過(guò)ECT的定時(shí)中斷方式使該標(biāo)志位以38KHz的頻率 翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)調(diào)制信號(hào)發(fā)生功能。本實(shí)用新型通過(guò)繼電器2實(shí)現(xiàn)動(dòng)作延遲。紅外發(fā)射管驅(qū)動(dòng)電路3由若干片 74LS138，數(shù)目為所有發(fā)射管數(shù)目除以總線寬度對(duì)2的對(duì)數(shù)，以及與發(fā)射管數(shù)目相同的9013 三極管構(gòu)成，所有74LS138作為地址譯碼器件，通過(guò)軟件定時(shí)賦值方式實(shí)現(xiàn)特定發(fā)光管的工作。在駕駛員按下開門按鈕后，不是立即打開車門，而是要進(jìn)行轉(zhuǎn)軸附近的障礙物(人 體)檢測(cè)，如圖5，若沒(méi)有障礙物(人體)，則門打開；反之，若有障礙物(人體)，則產(chǎn)生信號(hào)控 制電磁閥暫不通，而是此信號(hào)控制語(yǔ)音報(bào)警裝置(或是蜂鳴器)以提醒司乘人員注意危險(xiǎn)， 并不斷循環(huán)檢測(cè)，直至車門打開。在駕駛員按下關(guān)門門按鈕后，不是立即關(guān)上車門，也是要 進(jìn)行兩平行的門的障礙物(人體)檢測(cè)，如圖8，若沒(méi)有障礙物(人體)，則門關(guān)閉；反之，若 有障礙物(人體)，則產(chǎn)生信號(hào)控制電磁閥暫不通，而是此信號(hào)控制語(yǔ)音報(bào)警裝置(或是蜂鳴 器)以提醒司乘人員注意危險(xiǎn)，并不斷循環(huán)檢測(cè)，直至車門關(guān)閉。但當(dāng)遇到兩扇車門在合攏 的瞬間若有人突然伸手于門縫間或是門縫間多了障礙物(人體)的情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即產(chǎn)生 信號(hào)控制電磁閥狀態(tài)改變，從而改變氣壓缸活塞的運(yùn)動(dòng)方向。車門立即恢復(fù)打開狀態(tài)。本實(shí)用新型在單總線寬度下即完全可以實(shí)現(xiàn)多達(dá)256個(gè)發(fā)射及接收管的工作。紅 外發(fā)射管驅(qū)動(dòng)電路如圖4所示。連接發(fā)射管74LS138與連接接收管的74LS151的匹配如圖 5所示，假設(shè)總線寬度為N，則可以分為N組來(lái)共掃描，各數(shù)據(jù)總線分別接74LS138的S1上， 設(shè)地址線有M條，地址線分別接74LS138與74LS151的三個(gè)地址引腳上。例如在圖6中，在 兩條數(shù)據(jù)線D0、D1，六條地址線AO至A5的條件下，可實(shí)現(xiàn)2X26對(duì)發(fā)射管工作。如圖4、圖 7所示，最后一級(jí)的74LS138的數(shù)據(jù)輸出端接9013的基極，9013的集電極接發(fā)射管，發(fā)射管 另一端接5V電源。如圖8所示，接收管地址譯碼的接法與發(fā)射管類似。本實(shí)用新型與現(xiàn)有汽車車門控制方式接合如圖3所示，一改現(xiàn)有的方式即駕駛 員發(fā)出的車門開關(guān)信號(hào)直接作為車門驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入信號(hào)，而是先將車門開關(guān)信號(hào)傳 到單片機(jī)，根據(jù)車門處實(shí)際情況，再?zèng)Q定是否產(chǎn)生繼電器輸出。如圖3，實(shí)際改裝中只需要改動(dòng)一處接線即可。本實(shí)用新型電路的發(fā)射部分和接收部分分別如圖7、圖8所示，通過(guò)多片74LS138、 74LS151級(jí)連，可以實(shí)現(xiàn)在掃描工作方式下支持紅外對(duì)管以2的N次冪數(shù)量擴(kuò)展，N為地址 總線寬度，由此實(shí)現(xiàn)地址低成本譯碼。本實(shí)用新型與現(xiàn)有公交車車門結(jié)合，走線方式如圖13所示。因?yàn)樵谲囬T旋轉(zhuǎn)過(guò)程 中，要實(shí)現(xiàn)線長(zhǎng)度不變。以此方式走線，距離是一定的。
權(quán)利要求1.一種城市公共交通乘客門安全裝置，包括調(diào)制紅外光發(fā)生裝置、調(diào)制光接收裝置、信 號(hào)處理裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的調(diào)制紅外光發(fā)生裝置、調(diào)制光接收裝置、信號(hào)處 理裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)依次相連；所述的調(diào)制紅外光發(fā)生裝置用于快速掃描檢測(cè)；所述的調(diào)制 光接收裝置用于接收調(diào)制紅外光發(fā)生裝置發(fā)射的紅外信號(hào)，并將其傳輸給信號(hào)處理裝置； 所述的信號(hào)處理裝置用于判斷判斷當(dāng)前自動(dòng)門周圍的障礙物狀態(tài)，從而發(fā)出向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā) 出操作信號(hào)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于控制氣壓缸運(yùn)動(dòng)或延遲氣壓開關(guān)門動(dòng)作。
2.如權(quán)利要求1所述的城市公共交通乘客門安全裝置，其特征在于所述的調(diào)制紅外 光發(fā)生裝置包括單片機(jī)、紅外驅(qū)動(dòng)和發(fā)射管，調(diào)制光接收裝置包括接收管和接收驅(qū)動(dòng)，信號(hào) 處理裝置包括地址譯碼和單片機(jī)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括繼電器和報(bào)警器，其中調(diào)制紅外光發(fā)生裝 置中的單片機(jī)啟動(dòng)紅外驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生掃描式信號(hào)促使發(fā)光發(fā)射紅外信號(hào)，接收管接收到發(fā)射管 發(fā)射的紅外信號(hào)后啟動(dòng)接收驅(qū)動(dòng)，并將紅外信號(hào)傳輸至信號(hào)處理裝置的單片機(jī)，單片機(jī)通 過(guò)分析全部光電管狀態(tài)對(duì)當(dāng)前障礙物狀態(tài)做出判斷，將操作信號(hào)傳遞給繼電器，由繼電器 控制氣壓缸運(yùn)動(dòng)或延遲，并最終通過(guò)報(bào)警器告知駕駛員與乘客。
3.如權(quán)利要求2所述的城市公共交通乘客門安全裝置，其特征在于所述的單片機(jī)為 MC9S12DP512，紅外信號(hào)為調(diào)制信號(hào)，發(fā)射管為650nm74LS138紅外發(fā)射管，接收管為38KHz 固定頻率紅外接收頭，紅外驅(qū)動(dòng)為NPN三極管；繼電器為OMRON的3MB-102PL-5V型繼電器。
4.如權(quán)利要求書1或2所述的城市公共交通乘客門安全裝置，其特征在于將所述的 裝置安裝于內(nèi)移式自動(dòng)門離轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)端的車門門框上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種城市公共交通乘客門安全裝置，包括調(diào)制紅外光發(fā)生裝置、調(diào)制光接收裝置、信號(hào)處理裝置、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的調(diào)制紅外光發(fā)生裝置、調(diào)制光接收裝置、信號(hào)處理裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)依次相連；所述的調(diào)制紅外光發(fā)生裝置用于快速掃描檢測(cè)；所述的調(diào)制光接收裝置用于接收調(diào)制紅外光發(fā)生裝置發(fā)射的紅外信號(hào)，并將其傳輸給信號(hào)處理裝置；所述的信號(hào)處理裝置用于判斷判斷當(dāng)前自動(dòng)門周圍的障礙物狀態(tài)，從而發(fā)出向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出操作信號(hào)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)用于控制氣壓缸運(yùn)動(dòng)或延遲氣壓開關(guān)門動(dòng)作。本實(shí)用新型投資少、能在駕駛員按下操控按鈕之后實(shí)現(xiàn)瞬間快速檢測(cè)，并做出相應(yīng)反應(yīng)，防止乘客被碰傷或夾傷。
文檔編號(hào)B60R16/02GK201863782SQ201020550298
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者宋廣發(fā), 李兆凱, 李強(qiáng), 毛亞峰, 申福林, 肖媛 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)