Die
vorliegenden Erfindung betrifft Barrierenbewegungsbetätiger und
insbesondere Barrierenbewegungsbetätiger mit verbesserten Eigenschaften zum
Erfassen von Hemmnissen für
die Bewegung der Barriere (Tor, Schranke, o.ä.).The
The present invention relates to barrier movement actuators and
in particular barrier movement actuators with improved properties for
Detect barriers to
the movement of the barrier (gate, barrier, etc.).
Barrierenbewegungsbetätiger umfassen
allgemein einen an eine Barriere gekoppelten Elektromotor und eine
Steuerung bzw. einen Controller, der auf Benutzer-Eingabesignale
anspricht zum selektiven Energiezuführen zum Motor zum Bewegen
der Barriere. Der Controller kann auch ansprechen auf zusätzliche
Eingabesignale wie z.B. jene von photo-optischen Sensoren, die eine Öffnung erfassen, über welche
die Barriere sich bewegt, um die Energiezufuhr zum Motor zu steuern.
Sollte beispielsweise ein photo-optischer Sensor ein in der Barrierenöffnung vorhandenes
Hemmnis erfassen, kann der Controller ansprechen durch Stoppen und/oder
Umkehren der Motorenerregung zum Stoppen und/oder Umkehren der Barrierenbewegung.
Der Controller kann auch ansprechen auf Motorgeschwindigkeit repräsentierende
Signale durch Steuern der Motorenerregung. Derartiges kann verwendet
werden zum Stoppen und/oder Umkehren der Bewegung einer Barriere,
wenn die Motorgeschwindigkeit, die die Bewegungsgeschwindigkeit
der Barriere repräsentiert, unter
einen vorbestimmten Betrag fällt,
was auftreten könnte,
wenn die Barriere ein Bewegungshemmnis kontaktiert hat.Include barrier movement actuators
generally an electric motor coupled to a barrier and one
Control or a controller that is based on user input signals
responds to selective energy supply to the motor to move
the barrier. The controller can also respond to additional ones
Input signals such as those of photo-optical sensors that detect an opening through which
the barrier moves to control the supply of energy to the motor.
For example, should a photo-optical sensor be present in the barrier opening
Detect obstacle, the controller can respond by stopping and / or
Reverse motor excitation to stop and / or reverse barrier movement.
The controller may also respond to representative engine speed
Signals by controlling motor excitation. Such can be used
are used to stop and / or reverse the movement of a barrier,
if the motor speed, the movement speed
the barrier represents, under
falls a predetermined amount
what could occur
if the barrier has contacted an obstacle to movement.
Das
Erfassen des Kontaktes durch die Barriere mit einem Hindernis durch
Fühlen
der Laufgeschwindigkeit des Motors hat gewisse inhärente Schwierigkeiten.
Die Barriere, das Barriereführungssystem
und die Verbindung mit der Barriere und dem Motor haben alle ein
Trägheitsmoment
und zeigen alle einen gewissen Umfang an Flexibilität. Wenn
die Vorderkante einer Barriere verlangsamt wird, ist Zeit erforderlich
zum Überwinden
der Trägheit
der verschiedenen Teile und zum Verlangsamen der Barriere, um zurückgemeldet
zu werden zu dem Motor über die
flexible (federnde) Verbindung. Durch geeignete Entwurfs- und Aufbautechniken
sind solche Systeme mit Erfolg erhalten worden für Ansprechzeiten und Kontaktdruck-Schwellwerte zum
Erzielen sicheren Betriebs. Jedoch zum Erzielen noch sichereren
Betriebs unter Einbezug niedriger Barrierenkontaktkräfte und
schnellerer Ansprechzeiten werden neue Entwürfe benötigt.The
Detect contact through the barrier with an obstacle
Feel
the running speed of the engine has certain inherent difficulties.
The barrier, the barrier management system
and the connection with the barrier and the motor all have one
moment of inertia
and all show a certain amount of flexibility. If
the front edge of a barrier is slowed down, time is required
to overcome
of indolence
of different parts and to slow down the barrier to get back
to become the engine over the
flexible (springy) connection. Through suitable design and construction techniques
such systems have been successfully obtained for response times and contact pressure thresholds at
Achieve safe operation. However, to achieve even safer
Operation with low barrier contact forces and
New designs are needed for faster response times.
Motoren
zur Verwendung mit Barrierenbewegungsbetätigern werden allgemein aufgebaut
oder ausgewählt
zum effizienten Betätigen
und Zeigen eine Motordrehzahl-zu-Drehmoment-Kennlinie, die in 4 wiedergegeben ist. Die
normalen Kräfte
der Barriere ermöglichen
im allgemeinen das Betreiben einer Motordrehzahl zwischen den mit
A und B gekennzeichneten Markierungen der 4, was in einer relativ flachen Steigung
der Geschwindigkeits-zu-Drehzahl-Kennlinie reguliert. Der "normale" Motor mit einer
Kennlinie, wie in 4 gezeigt,
zeigt eine Änderung
der Motordrehzahl von näherungsweise
20 Umdrehungen pro Minute pro "inch-pound" (annähernd 0,113Nm)
des erforderlichen Motordrehmoments. Verbesserungen in Hinderniskontaktzeiten und
die Reduzierung von Hinderniskontaktkräften sind schwierig mit einem
Motor mit der Kennlinie der 4,
weil die Änderung
der Motordrehzahl gering ist für
den Normalbereich der Hemmniskräfte.
Es gibt einen Bedarf für
einen Motor, der mit einer Drehmoment-zu-Geschwindigkeits-Charakteristik bzw.
Kennlinie arbeitet, welche verbessert ist für schnelle Hinderniserkennung.Motors for use with barrier motion actuators are generally constructed or selected for efficient actuation and display of an engine speed-to-torque characteristic shown in 4 is reproduced. The normal forces of the barrier generally allow an engine speed to be operated between the A and B marks on the 4 , which regulates in a relatively flat slope of the speed-to-speed characteristic. The "normal" motor with a characteristic like in 4 shown shows a change in engine speed of approximately 20 revolutions per minute per inch-pound (approximately 0.113 Nm) of engine torque required. Improvements in obstacle contact times and the reduction of obstacle contact forces are difficult with a motor with the characteristic of 4 , because the change in engine speed is small for the normal range of the obstacle forces. There is a need for a motor that operates with a torque-to-speed characteristic that is improved for fast obstacle detection.
Verbesserte
Barrierenkontakt-Hinderniserkennung kann auch erreicht werden durch
Verbesserungen dahingehend, wie erfasste Motorgeschwindigkeitsänderung
interpretiert werden. Vorliegende Barrierenbewegungssysteme schließen Hinderniserkennungsfunktionen
ein, welche momentan gemessene Motordrehzahl mit einem Hindernisanzeige-Schwellwert
vergleichen. Der Hindernisanzeige-Schwellwert besteht allgemein
aus einer erwarteten Motordrehzahl abzüglich einer Konstanten, die definiert,
wie sehr zusätzliche
Geschwindigkeitsreduzierung eher ein Hindernis repräsentiert
als eine normale Variation der Betriebsgeschwindigkeit. In einigen
Systemen wird eine mittlere Geschwindigkeit für die gesamte Bewegung zwischen
den offenen und geschlossenen Positionen angenommen und wenn die
Motorgeschwindigkeit unterhalb die normale Drehzahl abzüglich eines
festen Schwellwerts abfällt, wird
ein Hindernis angenommen. In anderen Systemen wird eine Geschwindigkeitshistorie
bestimmt für das
Türöffnen durch
Aufzeichnung gemessener Geschwindigkeiten an einigen (vielen) Punkten
entlang der Barrierenbewegung. Wenn die gemessene Geschwindigkeit
unter die Geschwindigkeitshistorie für denselben Punkt auf dem Barrierenpfad
abfällt
abzüglich
eines festen Schwellwerts, wird ein Hindernis angenommen. Verbesserungen
werden bei der Hinderniserkennung benötigt zum Zulassen von Feinsteuerung
von Geschwindigkeitsänderungen,
die ein Hemmnis angeben.improved
Barrier contact obstacle detection can also be achieved through
Improvements in how detected engine speed change
be interpreted. Existing barrier movement systems include obstacle detection functions
a, which is currently measured engine speed with an obstacle display threshold
to compare. The obstacle indicator threshold is general
from an expected engine speed minus a constant that defines
how very additional
Speed reduction rather represents an obstacle
as a normal variation in operating speed. In some
Systems will have an average speed for the entire movement between
accepted the open and closed positions and if the
Motor speed below normal speed minus one
fixed threshold falls
accepted an obstacle. In other systems, a speed history
destined for that
Open the door through
Recording of measured speeds at some (many) points
along the barrier movement. If the measured speed
below the speed history for the same point on the barrier path
drops
less
a fixed threshold, an obstacle is assumed. improvements
are required for obstacle detection to allow fine control
of speed changes,
that indicate an obstacle.
BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGDESCRIPTION
THE DRAWING
Es
zeigt:It
shows:
1 ein Barrierenbewegungssystem
mit einem Vertikalbewegungs-Garagentor verbunden; 1 a barrier movement system connected to a vertical movement garage door;
2 ein Blockdiagramm der
Steuereinrichtung für
einen Barrierenbewegungsbetätiger; 2 a block diagram of the control device for a barrier movement actuator;
3 eine Schaltung zum Erfassen
von Motordrehzahl; 3 a circuit for detecting engine speed;
4 eine Grafik der Motordrehzahl
für das erforderliche
Motordrehmoment für
vorliegende Induktions-Wechselstrommotoren; 4 a graph of engine speed for the required engine torque for present induction AC motors;
5 eine Grafik der Motordrehzahl über das
erforderliche Motordrehmoment für
verbesserten Wechselstrom-Induktionsmotorbetrieb; 5 a graph of motor speed versus motor torque required for improved AC induction motor operation;
6 ein Diagramm einer modifizierten Wechselspannung,
die verwendet werden kann zur Energieversorgung von Wechselstrommotoren; 6 a diagram of a modified AC voltage that can be used to power AC motors;
7 eine Grafik zum Wiedergeben
von Motordrehzahl und Hinderniserfassungsschwellwerten; 7 a graph representing engine speed and obstacle detection thresholds;
8A und 8B den Stator und die Feldwicklung eines
Wechselstrominduktionsmotors; 8A and 8B the stator and the field winding of an AC induction motor;
9A und 9B den Rotor eines Wechselstrominduktionsmotors;
und 9A and 9B the rotor of an AC induction motor; and
10 eine Grafik des Motordrehmoments über den
Motorstrom für
normale und einen verbesserten Induktions-Wechselstrommotor. 10 a graph of motor torque versus motor current for normal and an improved induction AC motor.
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
1 zeigt die Verwendung eines
Barrierenbewegungsbetätigers 10 zur
Vertikalbewegung eines Garagentors. Es sollte verstanden werden,
dass ein Barrierenbewegungsbetätiger
wie hier beschrieben und beansprucht, auch für die Bewegung anderer Arten
von Barrieren, wie z.B. Toren, Fensterläden und ähnlichem verwendet werden kann.
Ein Barrierenbewegungsbetätiger 10 schließt eine
Haupteinheit 12 ein, die innerhalb einer Garage 14 montiert
ist. Die Haupteinheit 12 ist an der Decke der Garage 14 montiert
und schließt
eine Schiene 18 ein, die sich davon erstreckt mit einer
lösbar
daran angebrachten Fördervorrichtung
(Laufkatze etc.) 20 mit einem Arm 22, der sich
zu einem Mehrsegment-Garagentor 24 erstreckt,
das zur Bewegung entlang zweier Torschienen 26 und 28 angeordnet
ist. Das System schließt eine
Handsendeeinheit 30 ein, die eingerichtet ist zum Senden
von Signalen zu einer an der Haupteinheit 12 angeordneten
und mit einem Empfänger
gekoppelten Antenne 32, wie später ersichtlich wird. Ein Schaltmodul 39 ist
an einer Wand der Garage montiert. Das Schaltmodul 39 ist
mit der Haupteinheit durch ein Leiterpaar 39a verbunden
und schließt
einen Befehlsschalter 39b ein. Ein optischer Sender 42 ist über eine
Energie- und Signalleitung 44 mit der Haupteinheit verbunden.
Ein optischer Detektor 46 ist über einen Draht 48 mit
der Haupteinheit 12 verbunden. 1 shows the use of a barrier motion actuator 10 for vertical movement of a garage door. It should be understood that a barrier motion actuator as described and claimed herein can also be used to move other types of barriers, such as gates, shutters, and the like. A barrier movement operator 10 closes a main unit 12 one that's inside a garage 14 is mounted. The main unit 12 is on the ceiling of the garage 14 assembles and closes a rail 18 one that extends from it with a releasably attached conveyor device (trolley etc.) 20 with one arm 22 that has become a multi-segment garage door 24 extends to move along two goal rails 26 and 28 is arranged. The system closes a handheld transmitter 30 one that is configured to send signals to one at the main unit 12 arranged and coupled to a receiver antenna 32 , as will be seen later. A switching module 39 is mounted on a wall of the garage. The switching module 39 is with the main unit by a pair of conductors 39a connected and closes a command switch 39b on. An optical transmitter 42 is via an energy and signal line 44 connected to the main unit. An optical detector 46 is over a wire 48 with the main unit 12 connected.
Wie
in 2 gezeigt, hat der
Garagentorbetätiger 10,
der die Haupteinheit 12 einschließt, einen Controller 70,
welcher die Antenne 32 einschließt. Der Controller 70 schließt eine
Energieversorgung 72 ein, welche Wechselstrom von einer
Wechselstromquelle empfängt
wie z.B. 110 Volt Wechselspannung an zwei Leitern 132 und 134 und
setzt den Wechselstrom in Gleichstrom um, welcher entlang einer
Leitung 74 zu einer Anzahl anderer Elemente in dem Controller 70 eingespeist
wird. Der Controller 70 schließt einen Hochfrequenzempfänger 80 ein,
gekoppelt über
eine Leitung 82 zum Zuführen
demodultierter Digitalsignale zu einem Mikrocontroller 84.
Der Microcontroller 84 schließt einen nicht-flüchtigen Speicher
ein, welcher nicht-flüchtige
Speicher Einstellpunkte und andere kundenspezifische Digitaldaten
bezüglich
des Betriebs der Steuereinheit speichert. Ein Hindernisdetektor 90,
der den Infrarotsender 42 und Detektor 46 umfasst,
ist über
einen Bus 92 (welcher Leitungen 44 und 48 umfasst)
an den Microcontroller gekoppelt. Der Hindernisdetektorbus 92 schließt Leitungen 44 und 48 ein.
Der Wandschalter 39 ist verbunden zum Zuführen von
Signalen zu und wird gesteuert durch den Mikrocontroller. Der Microcontroller
wird ansprechend auf Schalterschließvorgänge Signale über eine
Relaislogikleitung 102 zu einem Relaislogikmodul 104 senden,
welches Energie zu einem Wechselstrommotor 106 mit einer
Zapfwelle 108 verbindet. Ein Tachometer 110 ist
mit der Zapfwelle 108 verbunden und stellt ein Tachometersignal auf
einer Tachometerleitung 112 für den Microcontroller 84 bereit.
Das Tachometersignal ist Indikativ in bezug auf die Geschwindigkeit
der Motordrehung. Das Tachometer 110 kann ein Unterbrecherrad
einschließen,
das durch 115 gekennzeichnet ist (3), verbunden zum Drehen mit der Motorwelle 108.
Eine Lichtquelle 128 und ein Lichtempfänger 27 erfassen die
Drehung der Welle durch Erfassen des aufeinanderfolgenden Vorübergehens
einer Vielzahl von Lichtblockiervorrichtungen 117 und Melden
an den Controller 84 über
den Kommunikationspfad 112.As in 2 has shown the garage door operator 10 which is the main unit 12 includes a controller 70 which is the antenna 32 includes. The controller 70 closes an energy supply 72 which receives alternating current from an alternating current source, such as 110 volt alternating voltage on two conductors 132 and 134 and converts the alternating current into direct current, which runs along a line 74 to a number of other elements in the controller 70 is fed. The controller 70 closes a radio frequency receiver 80 on, coupled via a line 82 for feeding demodulated digital signals to a microcontroller 84 , The microcontroller 84 includes non-volatile memory which stores non-volatile memories setpoints and other custom digital data relating to the operation of the control unit. An obstacle detector 90 which is the infrared transmitter 42 and detector 46 is via a bus 92 (which lines 44 and 48 includes) coupled to the microcontroller. The obstacle detector bus 92 closes lines 44 and 48 on. The wall switch 39 is connected to supply signals and is controlled by the microcontroller. The microcontroller sends signals via a relay logic line in response to switch closing operations 102 to a relay logic module 104 send what energy to an AC motor 106 with a PTO 108 combines. A speedometer 110 is with the PTO 108 connected and provides a tachometer signal on a tachometer line 112 for the microcontroller 84 ready. The speedometer signal is indicative of the speed of the motor rotation. The speedometer 110 can include a breaker wheel that is caused by 115 is marked ( 3 ), connected for turning with the motor shaft 108 , A source of light 128 and a light receiver 27 detect the rotation of the shaft by detecting the successive passing of a plurality of light blocking devices 117 and report to the controller 84 over the communication path 112 ,
Der
Microcontroller 84 kann dann die momentane Motordrehzahl
durch Berechnen der Periode zwischen aufeinanderfolgenden Lichtblockaden bestimmen.
Es sollte erwähnt
werden, dass andere Vorrichtungen zur Erfassung der Drehzahl auch
verwendet werden können
wie z.B. ein tassenförmiger Unterbrecher
mit gleich beabstandeten Aperturen dadurch zum aufeinanderfolgenden
Blockieren und Durchlassen von Licht zwischen der Quelle 128 und dem
Detektor 127. Die Signale am Leiter 112 von dem
Tachometer 110 können
auch verwendet werden zum Identifizieren der Position der Barriere, wenn
verwendet mit einer Durchgangspunktanordnung oder einem Positionsdetektor,
wie bei 120 gezeigt, welcher Betrieb im Stand der Technik
bekannt ist.The microcontroller 84 can then determine the current engine speed by calculating the period between successive light blockages. It should be noted that other speed sensing devices may also be used, such as a cup-shaped interrupter with equally spaced apertures, for sequentially blocking and transmitting light between the source 128 and the detector 127 , The signals on the conductor 112 from the speedometer 110 can also be used to identify the position of the barrier when used with a pass point arrangement or position detector, such as in 120 shown which operation is known in the prior art.
Der
Barrierenbewegungsbetätiger
der 1 beginnt die Barriere
ansprechend darauf zu bewegen, dass ein Benutzer einen Knopf 39B der
Wandsteuerung 39 drückt
oder einen Sendeknopf des Senders 30 drückt. Wenn die Bewegung beginnt,
ist die Barriere im allgemeinen in der offenen oder geschlossenen
Position. Wenn ein Befehl zum Bewegen der Barriere empfangen wird,
wird die Barriere in Richtung der anderen Grenze angetrieben. In
der vorliegenden Ausführungsform
verfolgt der Controller 110 die Position der Barriere ansprechend
auf Signale vom Tachometer 110 und formuliert Betriebsabläufe basierend
auf dieser erfassten Position. Der Controller kann auch ansprechen
auf Signale von einem optischen Detektor 90, der ein mögliches
Hemmnis wiedergibt durch Umkehren der Richtung einer sich abwärts bewegenden
Barriere.The barrier movement operator of the 1 the barrier begins to move in response to a user pushing a button 39B the wall control 39 presses or a transmitter button on the transmitter 30 suppressed. When the movement begins, it is Barrier generally in the open or closed position. When a command to move the barrier is received, the barrier is driven toward the other boundary. In the present embodiment, the controller is tracking 110 the position of the barrier in response to signals from the speedometer 110 and formulates operations based on this captured position. The controller can also respond to signals from an optical detector 90 representing a possible obstacle by reversing the direction of a downward barrier.
Der
Barrierenbewegungsbetätiger
der 1 spricht auch an
auf erfasste Information über
die zum Bewegen der Barriere erforderlichen Kräfte zum Steuern fernerer Barrierenbewegung.
Beispielsweise, wenn die Barriere bewegt wird, wird die Motordrehzahl
kontinuierlich geprüft
als eine Angabe der zum Bewegen erforderlichen Kraft. 4 ist eine Grafik eines
normalen Motors und zeigt die Motordrehzahl gegenüber dem
Motorausgangdrehmoment. Wenn die zum Bewegen der Tür erforderlichen Kräfte zunehmen,
wird der Motor langsamer. Das Umgekehrte ist ebenfalls wahr. Die
vorhersagbare Natur der Geschwindigkeitsänderung gegenüber angewendeten
Kräften
ermöglicht
es, dass die Motordrehzahl verwendet wird als ein Indikator solcher
Dinge wie dem Kontaktieren der Barriere mit einem Hemmnis.The barrier movement operator of the 1 also responds to sensed information about the forces required to move the barrier to control further barrier movement. For example, when the barrier is moved, the engine speed is continuously checked as an indication of the force required to move. 4 is a graph of a normal engine and shows engine speed versus engine output torque. As the forces required to move the door increase, the motor slows down. The reverse is also true. The predictable nature of the speed change versus applied forces enables the engine speed to be used as an indicator of such things as contacting the barrier with an obstacle.
Barrierenbewegungsbetätiger sind
konstruiert worden, welche ansprechen auf das Abfallen der Motordrehzahl
unter einen festen Wert durch Annehmen, dass die Barriere in Kontakt
gekommen ist mit einem Hemmnis und demgemäss Stoppen oder Umkehren der
Bewegung der Barriere. Höherentwickelte Systeme
sind entworfen worden, die Bemesse Motordrehzahlen bei einer Anzahl
von Barrierenpositionen aufzeichnen zum Einrichten von Hemmnisschwellwerthistorien
für unterschiedliche
Barrierenpositionen. 7 zeigt
ein solches Schwellwertbildungssystem, in welchem sechs Schwellwerte,
gekennzeichnet durch 50, 52, 54, 56, 58 und 60,
gezeigt sind. Es sollte erwähnt
werden, dass in 7 Motordrehzahl
repräsentiert
wird durch die Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Lichtblockierungen
von einem Unterbrecherrad und demnach höhere in der Grafik der 7 niedrigere Motordrehzahl
repräsentieren. Während der
Bewegung der Barriere werden eine Anzahl unterschiedlicher Motordrehzahlen
als durch die gemessene Geschwindigkeitslinie repräsentiert erfasst.
Interessante Zonen werden dann ausgewählt und ein die minimale Geschwindigkeit
in jeder Zone repräsentierender
Wert wird aufgezeichnet. In 7 wird
die minimale Geschwindigkeit in einer ersten Zone wiedergegeben
bei 51, eine zweite bei 53 und andere bei 55,
57, 59 und 61. Ein vorbestimmter Geschwindigkeitsdifferenzwert
kann dann von jeder minimalen Geschwindigkeit subtrahiert werden
zum Einrichten des Gesamtschwellwertes für die Zone. Die Bezugszeichen 50, 52, 54, 56, 58 und 60 repräsentieren
die Schwellwerte pro Zone. Nachdem die Zonenschwellwerte gelernt
worden sind (oder aktualisiert), wird jedes Mal, wenn die gemessene
Drehzahl unter den Zonenschwellwert fällt, ein Hemmnis angenommen
und die Barriere wird gestoppt oder umgekehrt.Barrier motion actuators have been constructed which respond to the motor speed dropping below a fixed value by assuming that the barrier has come into contact with an obstacle and, accordingly, stopping or reversing the barrier's movement. More advanced systems have been designed that measure engine speed at a number of barrier positions to establish barrier threshold histories for different barrier positions. 7 shows such a threshold value formation system, in which six threshold values, characterized by 50, 52, 54, 56, 58 and 60 , are shown. It should be mentioned that in 7 Motor speed is represented by the duration between successive light blocks from a breaker wheel and therefore higher in the graphic of the 7 represent lower engine speed. During the movement of the barrier, a number of different engine speeds are recorded as represented by the measured speed line. Interesting zones are then selected and a value representing the minimum speed in each zone is recorded. In 7 the minimum speed is shown in a first zone at 51 , a second at 53 and others at 55, 57, 59 and 61 , A predetermined speed difference value can then be subtracted from any minimum speed to establish the overall threshold for the zone. The reference numbers 50 . 52 . 54 . 56 . 58 and 60 represent the threshold values per zone. After the zone thresholds have been learned (or updated), each time the measured speed falls below the zone threshold, an obstacle is assumed and the barrier is stopped or vice versa.
Wie
in 7 gezeigt, ist jeder
minimale Schwellwert ein fester Wert, der sich von der minimalen
Drehzahl in den Zonen wie repräsentiert
durch die Paare 50 – 51, 52 – 53, 54 – 55 und 56-57, unterscheidet.
In der vorliegenden Ausgestaltungsform können spezielle Zonen konfiguriert
werden als empfindlicher als andere Zonen. Beispielsweise ist die Perioden-
bzw. Drehzahldifferenz zwischen 57 und 56 dieselbe
wie die Perioden- bzw. Drehzahldifferenz zwischen allen anderen
Paaren in Richtung der den offenen Zustand repräsentierenden linken Seite der Grafik.
Daher sind alle Zonen von 56 – 57 nach links im
wesentlichen von gleicher Empfindlichkeit. Die durch das Paar 58 – 59 repräsentierte
Zone ist empfindlicher, weil eine geringere Drehzahldifferenz zwischen
dem gemessenen Minimum und dem Schwellwert 58 vorliegt
als zwischen den anderen Paaren links. Wie in 7 gesehen werden kann, ist die empfindlichste
Zone in der Nähe
der geschlossenen Position und in vorteilhafter Weise ist sie innerhalb von "18 Inches" (etwa 457,2 mm)
in der geschlossenen Position angeordnet.As in 7 shown, each minimum threshold is a fixed value, which differs from the minimum speed in the zones as represented by the pairs 50 - 51 . 52 - 53 . 54 - 55 and 56 - 57 , differs. In the present embodiment, special zones can be configured as more sensitive than other zones. For example, the period or speed difference is between 57 and 56 the same as the period or speed difference between all other pairs in the direction of the left side of the graphic representing the open state. Therefore, all zones are from 56 - 57 to the left of essentially the same sensitivity. By the couple 58 - 59 represented zone is more sensitive because of a smaller speed difference between the measured minimum and the threshold value 58 exists as between the other pairs on the left. As in 7 The most sensitive zone can be seen near the closed position and advantageously located within "18 inches" (about 457.2 mm) of the closed position.
Andere
Verbesserungen bezüglich
der Hemmniserfassung werden erzielt durch das hier offenbarte Barrierenbewegungssystem. 4 repräsentiert die Drehzahl zu Drehmomentkennlinie
bzw. Charakteristik für
einen normalen Motor. Wie aus der Neigung der Linie von A nach B,
welche einen normalen Betriebsbereich repräsentiert, gesehen werden kann,
führt der
Anstieg des erforderlichen Drehmomentes von einem "ft. lb."(näherungsweise
1,356 Nm) zu einer Motordrehzahländerung
von etwa 12 – 13
U/min. Dies ist eine relativ geringe Änderung, um schnell erfasst
zu werden, insbesondere in der realen Umgebung, wie sie durch die
gemessene Drehzahllinie von 7 repräsentiert
wird. 5 repräsentiert eine
Geschwindigkeit-zu-Drehmomentcharakteristik bzw. Kennlinie eines
Motors und seiner Antriebseinrichtung, welche verbessert ist zum
Verbessern der Motordrehzahländerung.
Die Neigung der Linie zwischen den Punkten A1 und B1 in 5 resultiert in einer Änderung
der Drehzahl von näherungsweise 47
bis 48 U/min pro "inch-pound" (annähernd 0,113 Nm)
des Drehmoments, hierdurch die Drehzahländerung leichter erfassbar
machend.Other improvements in obstacle detection are achieved by the barrier movement system disclosed here. 4 represents the speed to torque characteristic or characteristic for a normal motor. As can be seen from the slope of the line from A to B, which represents a normal operating range, the increase in the required torque from one "ft. Lb." (Approximately 1.356 Nm) leads to an engine speed change of approximately 12-13 U / minute This is a relatively small change to be detected quickly, especially in the real environment as measured by the speed line of 7 is represented. 5 represents a speed-to-torque characteristic of an engine and its drive device, which is improved to improve the engine speed change. The slope of the line between points A1 and B1 in 5 results in a change in the speed of approximately 47 to 48 rpm per "inch-pound" (approximately 0.113 Nm) of the torque, thereby making the speed change easier to detect.
Eine
in 5 gezeigte Kennlinie
kann erreicht werden durch Produzieren eines Motors mit den geeigneten
Parametern und 8A und 8B sind Ansichten einer Feldwicklung/eines
Stators eines Induktionsmotors. 9A und 9B geben den Induktionsrotor
eines solchen Motors wieder. Der Rotor eines Wechselstrominduktionsmotors
schließt
eine Vielzahl von gemeinsam in einem Zylinder ausgebildete Eisenmetallrotorbleche
ein, wie bei 62 wiedergegeben. Die Rotorbleche haben eine
Vielzahl von regelmäßig beabstandeten Öffnungen,
welche angeordnet sind, um sich von einem Ende des Rotorzylinders
in einem Winkel zu erstrecken, wie durch 64 repräsentiert.
Die Öffnungen
sind angefüllt
mit einem elektrisch leitenden Nichteisenmetall wie z.B. Aluminium.
Schließlich
sind Endringe 64 an den Enden der diagonalen leitenden
Linien 64 von elektrischen Nichteisen-Leitern ausgebildet
zum Bereitstellen leitender Pfade zwischen den Diagonalen 64.
Bedingt durch einen durch den auf die Feldspule einwirkenden wechselstrominduzierten
Strom werden in dem Rotor Magnetfelder produziert, die eine Drehung
verursachen.One in 5 The characteristic curve shown can be achieved by producing a motor with the appropriate parameters and 8A and 8B are views of a field winding / stator of an duktionsmotors. 9A and 9B represent the induction rotor of such a motor. The rotor of an AC induction motor includes a plurality of ferrous metal rotor sheets formed together in a cylinder, as in 62 played. The rotor plates have a plurality of regularly spaced openings which are arranged to extend from one end of the rotor cylinder at an angle, such as through 64 represents. The openings are filled with an electrically conductive non-ferrous metal such as aluminum. After all, there are end rings 64 at the ends of the diagonal conductive lines 64 formed by non-ferrous electrical conductors to provide conductive paths between the diagonals 64 , Due to an alternating current-induced current acting on the field coil, magnetic fields are produced in the rotor which cause rotation.
Normalerweise
werden Motoren entworfen zum Bereitstellen sehr niedriger Widerstände in den Querpfaden 64 und
den Endringen 66, was in einer in 4 gezeigten Kennlinie resultiert. In
der vorliegenden Ausführungsform
sind jedoch die Widerstandswerte angehoben worden, was in einer
verbesserten Kennlinie resultiert, wie in 5 gezeigt. In einer bevorzugten Ausführungsform
wurde das Widerstandswertanheben hergestellt durch die Verwendung
von geringeren Mengen von Nichteisenmetall als normal für die Leiter 64 und 66.
Die Ergebnisses könnten auch
erzielt werden durch Fertigen der Leiter 64 und 66 aus
Nichteisenmaterial mit größerem spezifischem
Widerstand.Typically, motors are designed to provide very low resistances in the cross paths 64 and the end rings 66 what in an in 4 shown characteristic results. In the present embodiment, however, the resistance values have been increased, resulting in an improved characteristic as in FIG 5 shown. In a preferred embodiment, the resistance boost was made using less amounts of non-ferrous metal than normal for the conductors 64 and 66 , The results could also be achieved by making the ladder 64 and 66 made of non-ferrous material with greater specific resistance.
In
der obigen Diskussion wurde die verbesserte Kennlinie ( 5) erzielt während der
Motorherstellung oder Auswahl. Eine solche kann auch erzielt werden
durch selektives Koppeln ankommender Wechselstromenergie zu dem
Motor 106. In 2 ist eine
kommende Wechselstromenergie mit Leitern 132 und 134 verbunden,
welche im Gegenzug verbunden sind mit der Energiesteuerschaltung 114.
Ein Ausgang der Energiesteuerschaltung 114 wird verwendet,
um den Motor mit Energie zu versorgen. Die Energiesteuerschaltung 114 blockiert
selektiv Abschnitte jedes Zyklus der ankommenden sinusförmigen Wechselspannungswellenform,
die in 6 gezeigt ist,
zu dem Motor 106 über
eine Relais-Logik 104. Die Wellenform der 6 wird erzielt durch einen "Lichtdimmer"-Schaltkreis in der
Energiesteuerung, welcher voreingestellt ist zum Durchlassen eines
vorbestimmten prozentualen Anteils von z.B. 60% jedes Sinuswellenzyklus.
Die Erregung eines Wechselstrominduktionsmotors mit einer in 6 gezeigten Wellenform führt zu einer
Kennlinie, wie in 5 gezeigt.
Eine größere Steuerung über die Wechselspannungswellenform,
die an den Motor 106 angelegt wird, kann durch die Verwendung
einer Energiesteuerschaltung der Art erreicht werden, wie in der
US-Patentanmeldung 10/622,217, angemeldet am 18. Juli 2003, beschrieben,
welche verbunden ist mit dem Microcontroller 84 über eine
Steuerleitung 118. Solche größere Steuerung kann gegebenenfalls das Überspringen
gesamter Zyklen angelegter Wechselspannung bzw. zugeführten Wechselstroms einschließen. Auch
kann die Wellenform der 6 unter
Verwendung hoher Frequenzen reproduziert werden, beispielsweise
1 kHz-Tastverhältnissteuerung.In the discussion above, the improved characteristic ( 5 ) achieved during engine manufacture or selection. Such can also be achieved by selectively coupling incoming AC energy to the motor 106 , In 2 is an upcoming AC power with conductors 132 and 134 connected, which in turn are connected to the energy control circuit 114 , An output of the energy control circuit 114 is used to power the motor. The energy control circuit 114 selectively blocks portions of each cycle of the incoming sinusoidal AC waveform that are in 6 is shown to the engine 106 via a relay logic 104 , The waveform of the 6 is achieved by a "light dimmer" circuit in the energy control, which is preset to pass a predetermined percentage of, for example, 60% of each sine wave cycle. The excitation of an AC induction motor with one in 6 waveform shown leads to a characteristic curve as in 5 shown. Greater control over the AC voltage waveform sent to the motor 106 can be achieved by using an energy control circuit of the type described in US Patent Application 10 / 622,217, filed July 18, 2003, which is connected to the microcontroller 84 via a control line 118 , Such a larger controller may include skipping entire cycles of alternating voltage or alternating current supplied. Also, the waveform of the 6 can be reproduced using high frequencies, for example 1 kHz duty cycle control.
Die
vorangegangene Ausführungsform
hat die Drehzahl des Motors gemessen zum Erfassen möglicher
Hemmnisse, weil die Motordrehzahl momentane Drehmomenterfordernisse
des Motors repräsentiert
(siehe 4 und 5). Der von einem Induktionswechselstrommotor
gezogen Strom repräsentiert
auch die momentanen Drehmomenterfordernisse des Motors. Wenn die
Kraftanforderungen ansteigen, tut dies auch der dem Motor zugeführte Strom.
Der Motorstrom kann erfasst werden durch einen optionalen Stromsensor 130,
der mit den Wechselspannungseingängen
der Relaislogik 104 verbunden ist. (2) Dieser Zusammenhang ist in 10 gezeigt als 203 für einen "normalen" Motor und 201 für einen
Motor, der verbessert worden ist durch die oben beschriebenen Motormodifikationen
und Antriebstechniken. Wenn Motorstrom erfasst wird zum Erfassen
möglicher
Hemmnisse, stellt die verbesserte Kennlinie 201 schneller
und sicherer eine Hemmniserfassung bereit.The previous embodiment measured the engine speed to detect possible obstacles because the engine speed represents current engine torque requirements (see 4 and 5 ). The current drawn by an induction AC motor also represents the current torque requirements of the motor. As the power requirements increase, so does the current supplied to the motor. The motor current can be recorded by an optional current sensor 130 connected to the AC voltage inputs of the relay logic 104 connected is. ( 2 ) This connection is in 10 shown as 203 for a "normal" engine and 201 for an engine that has been improved by the engine modifications and drive techniques described above. If motor current is detected to detect possible obstacles, the improved characteristic curve 201 An obstacle detection system is ready faster and safer.
Während spezielle
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung dargelegt und beschrieben worden sind,
wird es ersichtlich, dass eine Vielzahl von Änderungen und Modifikationen
Fachleuten offenbar werden und in den beiliegenden Ansprüchen ist
gedacht, all jene Änderungen
und Modifikationen abzudecken, die die wahre Idee und den Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung fallen.While special
embodiments
of the present invention have been set forth and described,
it will be seen that a variety of changes and modifications
It will be apparent to those skilled in the art and is in the appended claims
thought all those changes
and modifications that cover the true idea and the scope of protection
of the present invention.