讓電動旋轉門不再傷人

楊鴻捷 彭心蕾

一、創新背景

許多酒店的門采用電動旋轉門，門下有一定的空隙，小孩的腳容易被卡住，而門內沒有使它立即停下來的開關，易造成傷害事故。有些電動門雖安裝有斷路開關，但安裝在旋轉門外面，出現事故時只能呼救旋轉門外面的人切斷電路，而里面的人無法自救。所以，我們覺得有必要設計制作一種能自動制動的旋轉門。

二、設計原理

1. 采用觸摸傳感器來控制電路。當小孩的腳被門卡住時，可用手觸摸旋轉門下端的制動觸摸環，傳感器把電信號傳給繼電器，使繼電器斷開，從而切斷電動機電源，旋轉門立刻停下，同時報警裝置立即響起，提醒安保人員協助處理。

2. 在電路中同時串聯安裝自動斷開的空氣開關。當門檻被卡住時，空氣開關自動斷開;當門轉動遇到較大阻力時，電流增大，空氣開關自動斷開電路，電機馬上停下。

三、結構組成

我們設計的安全電動旋轉門主要由交流減速電機、旋轉門、報警器、電源線、觸摸傳感器、空氣開關、底座、有機玻璃容器、不銹鋼蓋和觸摸環組成。

四、主要部件功能

1. 交流減速電機：產生驅動轉矩。

2. 報警器：發出信號，保障安全。

3. 觸摸傳感器：檢測感受到的信息，按一定規律變換成電信號傳給繼電器。

4. 空氣開關：感應阻力，控制電流。

5. 觸摸環：感應裝置，傳遞信息。

五、研究過程

1. 地點：酒店的旋轉門

（1）研究目的：了解現有旋轉門的制動裝置。

研究發現：現有旋轉門的制動裝置大多是采用按鈕開關，手動發出控制信號控制接觸器、繼電器，使動觸點與靜觸點接通或斷開并實現電路換接的開關。按下按鈕時，電路斷開，旋轉門電機停下。

（2）研究目的：當旋轉門遇到阻礙或有人被卡住時，現有的旋轉門是如何工作的。

研究發現：當遇到阻礙時，現有的旋轉門不會停下，只會降低運轉速度。如果有人被卡住，只能通過在旋轉門外的人按下按鈕開關讓旋轉門停下。

（3）研究目的：當有人被旋轉門卡住時，旋轉門怎樣停下來？

研究發現：當有人被旋轉門卡住時，卡在里面的人無法將旋轉門停下來，需要呼喚外面的人協助按下按鈕開關才能將旋轉門停下。

通過以上調查，我們發現現有的旋轉門制動方式存在無法自救，安全保障性能不完善的缺點。有什么辦法可以讓人在旋轉門里面就可以制動呢？而且能夠提醒安保人員馬上來解決問題呢？對于后面這個問題，我們的解決方法是可以安裝一個報警器，當人被卡住時，旋轉門停下并馬上報警。

2. 地點：住宅小區

研究目的：我們發現住宅小區的樓道里有很多燈的控制開關，可不可以用這類開關來控制旋轉門的制動呢？

研究發現：經過調查，我們發現住宅小區樓道燈的控制開關一般有兩種：聲控開關和觸摸延時開關。聲控開關的使用方式是，在開關附近發出一定聲響，就能立即開啟燈光。觸摸延時開關在使用時，只要用手指摸一下觸摸電極，燈就點亮，延時若干秒鐘后會自動熄滅。

3. 地點：科學辦公室

研究目的：了解聲控開關和觸摸開關的構造及工作原理，探討兩種開關安裝在旋轉門上的可行性。

研究發現：聲控開關是在特定環境光線下，采用聲響效果激發拾音器進行聲電轉換來控制電器的開啟，并經過延時后能自動斷開電源的節能電子開關。聲控開關由傳聲器BM、聲音信號放大、半波整流、光控、電子開關、延時和交流開關電路組成。如果我們將聲控開關安裝在旋轉門內，如果有人被卡住，他大聲呼叫就可以觸發聲控開關，將電機的電流斷掉，從而使旋轉門停下。但是在反復討論中，我們發現如果有人經過旋轉門時正好大聲說話同樣也可以觸發聲控開關，旋轉門也會停下，報警器也會報警。所以，我們否決了用聲控開關來讓旋轉門制動的想法，最后決定將觸摸感應開關運用在旋轉門上。

4. 地點：學校科技室

研究目的：我們已經采用了觸摸傳感器控制電路，那安裝空氣開關還有必要嗎？

研究發現：在電路中串聯觸摸斷路開關與空氣開關，可起到雙保險作用，就算其中一個出現故障，不能正常工作，另外一個照樣可以保障安全。觸摸開關的觸摸金屬環外罩有一絕緣布條，避免人們經過旋轉門時觸碰到金屬環，導致誤報事件發生。出現安全事故時將布條拿起，手碰金屬環立即制動電機。實驗中發現電機采用2瓦減速電機較為合適，正常工作時電流為0.01安，若卡住旋轉門不動，電功率全部轉化為熱功率，電流達0.42安。我們將空氣斷路開關的斷路電流設定為0.02安，電機不轉時，電路中電流增大，超過斷路電流，空氣開關自動斷開電路，電機立即停下。

? ?六、創新點

1. 首次在電動旋轉門內設置觸摸傳感器來控制電路，方便制動。

2. 在電路中串聯安裝有自動斷開的空氣開關，當旋轉門被卡住時，空氣開關自動斷開，電機立即停下，為通過電動旋轉門的人提供安全保障。