红外感应装置在轨道客车客室侧门上的应用

中车唐山机车车辆有限公司设备开发部 魏圆良 孔凡昌 林 琳 解鹏程

红外感应装置在轨道客车客室侧门上的应用

中车唐山机车车辆有限公司设备开发部 魏圆良 孔凡昌 林 琳 解鹏程

当今轨道客车已经向着绿色、人文、一体化的方向迈进，而客室侧门作为乘客感受轨道客车的第一服务界面，它的安全性、可靠性、人文性必将受到越来越多的关注。客室侧门为乘客提供上下车的通道，并且能在紧急情况下为乘客提供逃生的通道，随着客室侧门的不断发展，以前的手动折页门和手动拉门已经逐渐被电控电动或电控气动的客室侧门所取代，而电控客室侧门一般是由司机室集成控制，为避免车门在关闭过程中对旅客造成伤害，客室侧门需要增加防挤压功能。在客室侧门上安装一种不接触乘客就能达到防挤压功能的红外感应装置成为了一种很好的选择。

客室侧门；红外感应；防挤压；门控器

1.确定方案

红外感应装置在电梯门、闸机以及各种门禁系统中多有应用，本方案选用了一种成熟的红外感应装置作为实现车门防挤压功能，该装置包括两个安装支架，一个红外光发射器，一个红外光接收器，两根信号传输线，一个感应区，门控器PLC。如图1 、图2所示：

图1

图2

安装支架，预埋在门口两侧的立罩板上，为红外光发射器和红外光接收器提供支撑；

红外光发射器，可将电信号转换成红外光信号，并受控于门控器PLC；

红外光接收器，可将红外光信号转换成电信号，并受控于门控器PLC；

信号传输线，可将电信号从门控器传输到红外光发射器，将红外光接收器转换的电信号传输到门控器PLC。

感应区，是红外光发射与接收的传播区域。

门控器PLC，可接收红外光接收器转换的电信号，并根据此信号的有无发出开门指令。

优选的红外光发射器和红外光接收器为GSE6型光对射电传感器。

2.方案实施

两个安装支架预埋在门口两侧的立罩板内部，并在立罩板相应位置开矩形孔，如图4、图5所示。两个矩形孔对应的空间即为感应区。将红外光发射器用螺丝安装在左侧安装支架上，如图6所示。将红外光接收器用螺丝安装在右侧安装支架上，如图7所示。然后用一根信号传输线连接红外光发射器与门控器PLC，用另一根信号传输线连接红外光接收器与门控器PLC。

图4

图5

图6

图7

2.1 控制情形

情形1：当车门开到位后，门控器PLC开始计时，若在设定时间内感应区没有任何阻碍光源传输的乘客或障碍物，此时红外光发射器发出的红外光通过感应区传输到红外光接收器，红外光接收器将光信号转换成电信号并通过信号传输线传输给门控器PLC，该电信号允许门控器PLC正常计时，当门控器PLC计时结束后车门开始关闭；

情形2：当车门开到位后，门控器PLC开始计时，若在设定时间内感应区有阻碍光源传输的乘客或障碍物出现，此时红外光发射器发出的红外光不能通过感应区传输到红外光接收器，红外光接收器将直接发射一个电信号并通过信号传输线传输给门控器PLC，该电信号控制门控器PLC重新计时，直至车门处于情形1时才能正常关闭；

情形3：在车门关闭过程中，如果在感应区出现乘客或其他障碍物阻碍了红外光接收器接收红外光，此时红外光发射器发出的红外光不能通过感应区传输到红外光接收器，红外光接收器将直接发射一个电信号并通过信号传输线传输给门控器PLC，该电信号控制门控器PLC再发出控制信号，控制电机或气缸向相反的方向运动，于是车门由关门动作变为开门动作，车门开到位后转换至情形1或情形2。情形3即可实现车门的非接触障碍物防挤压功能。

2.2 控制逻辑

（1）红外感应装置通过发射端发射出圆锥型红外线，通过对侧安装的接收端接收红外信号，当传感器无法接收到红外线信号时将发出一个开门信号；

（2）当车门处于开门过程中或者车门处于关“锁到位”位置，即使红外感应装置被激活，也不会影响车门的原始状态和功能；

（3）红外感应装置一直被激活，车门就不关闭，只有当红外传感装置激活信号消失10s后，车门才开始关闭；

（4）若在关门过程中，红外传感装置又被激活，车门打开到“开到位”位置，延时10s后重新关闭；

（5）当红外感应装置出现故障时可以通过红外隔离开关将其电源切断，达到隔离红外感应装置的功能；

（6）红外感应装置被隔离期间，车门将会在打开10s后自动关闭，关闭过程中仍可保持障碍检测功能，检测到障碍物后车门将打开到“开到位”位置，等待设定时间（10s）后重新关闭。

3.结论

（1）通过该红外感应装置在加纳内燃动车组客室侧门上的成功应用，验证了其可以在不接触乘客或障碍物的情况下，由关门动作转变为开门动作，从而实现防挤压功能，彻底消除车门挤压乘客所造成的不适。

（2）由于该方案实现了车门不接触乘客或障碍物即可重开门的功能，因此可以通过减小开门等候时间，降低车内热量或冷空气流失，从而达到节约能源的效果。

（3）在今后的研究中，该方案还可以延伸至其它方向；例如，本方案中的红外光发射器与红外光接收器为点光源，还可以采用矩形光栅光源，从而增加感应范围；再如，本方案的红外光发射器与红外光接收器分别安装于门口左右两侧的立罩板上，还可以安装在门扇上，或安装于门口的上下两端，从而适应不同的安装环境。

[1]张海涛．列车自动门防挤压功能控制方法简介[J]．铁道车辆,2003,41(5):28-30．

[2]何少林．红外感应的原理及在生产生活中的应用[J]．农家科技,2014(9):195．

[3]卜闪闪．红外感应自动门控制系统设计[J]．军民两用技术与产品,2015,03(2):45．

魏圆良（1987—），男，河北唐山人，大学本科，现供职于中车唐山机车车辆有限公司产品研发中心设备开发部，研究方向：轨道客车车门系统。