遇阻停止/反转功能检测
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发布时间:2025-08-05 00:07:26 更新时间:2026-07-24 15:17:55
点击:0
作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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在自动化门禁系统(如电梯门、自动门、车库门)、电动窗、电动窗帘、家用电器(如吸油烟机、榨汁机)乃至服务机器人等涉及活动部件的设备中,“遇阻停止/反转功能”(Obstacle Detection and Reversal, ODR 或 Anti-Pinch/Entrapment)是至关重要的主动安全保护机制。该功能的核心目的是在设备过程中,一旦其活动部件(如门体、窗扇、机械臂)接触到人或物体并产生一定阻力时,能够立即停止动作,并根据预设逻辑选择安全停止(Stop)或反向退回(Reverse),从而有效防止夹伤、挤压、拖曳等安全事故的发生。此项功能的可靠性与稳定性直接关系到用户的人身安全,因此对其进行全面、严谨的检测是产品研发、生产制造和质量控制环节不可或缺的步骤。
针对遇阻停止/反转功能的检测,需涵盖以下关键项目:
1. 检测灵敏度(触发力/触发位移): 测试设备能够可靠检测到障碍物所需的最小作用力(通常以牛顿N为单位)或最小位移距离(毫米mm)。这是功能有效性的基础。
2. 响应时间: 测量从检测到障碍物到执行停止或反转动作所花费的时间(毫秒ms)。响应时间必须足够短,以确保在造成伤害前完成保护动作。
3. 反转/停止准确性: 验证设备在触发后是否严格按照设计要求执行停止或反转动作,以及反转的距离或停止的位置是否符合规定。
4. 功能可靠性(误触发与漏触发): * 漏触发测试: 使用标准测试块(代表障碍物)在指定位置施加足够的触发力/位移,确保功能每次都能被可靠触发。 * 误触发测试: 在正常时(无真实障碍物),模拟可能导致误判的环境干扰(如光线变化、电磁干扰、正常风压、轻微振动、传感器表面污渍等),评估功能是否会产生不必要的停止或反转。
5. 持续压力检测(如适用): 对于某些需要在停止后持续检测压力(防止夹持)的设备,验证其在停止后遇到持续压力时能保持停止状态或执行进一步保护动作(如二次警告、完全释放)。
6. 多区域检测(如适用): 对于拥有多个检测区域(如电梯门的光幕有多束光线)的系统,测试每个区域的独立检测能力和灵敏度一致性。
7. 自诊断与故障安全: 测试传感器或控制系统出现故障(如断线、短路、信号异常)时,设备是否能进入安全状态(如停止、禁止启动、发出警报)。
执行上述检测项目需要依赖专业仪器:
1. 测力计/力传感器: 用于精确测量施加在活动部件上的阻力(触发力)。常用高精度数字式推拉力计(量程需覆盖预期触发力范围)或安装在专用测试夹具上的力传感器与数据采集系统。
2. 位移传感器: 如激光位移传感器、LVDT(线性可变差动变压器)或光栅尺,用于精确测量门体/窗扇等在被阻挡时的微小位移量(触发位移)以及反转距离。
3. 高速数据采集系统: 同步采集力、位移、时间信号(来自传感器)以及设备的状态信号(、停止、反转),用于计算响应时间和分析动作过程。需要足够的采样率(通常kHz级别)以捕捉快速响应。
4. 计时器/高速摄像机: 作为响应时间的辅助测量手段,高速摄像机可以直观记录动作全过程,辅助分析。
5. 标准测试块/测试假体: 根据相关标准(如ISO、GB、EN)规定,使用特定形状(圆柱体、球体)、尺寸、材质的测试块模拟人体部位(如手指、手臂、头部)进行测试。例如,用于电梯光幕测试的专用测试棒。
6. 环境模拟设备: 如温湿度试验箱、振动台、电磁干扰发生器、光源等,用于测试不同环境条件下(高温、低温、湿热、振动、EMC、光照变化)功能的稳定性。
7. 故障注入设备: 用于模拟传感器线路故障(开路、短路、信号偏移)。
8. 激光测距仪/塞尺: 用于测量门隙、反转距离等空间尺寸。
检测方法需遵循科学、可重复的原则:
1. 静态灵敏度测试: 将力传感器固定在活动部件(如门边缘)的特定位置,通过测试块或测力计缓慢施加逐渐增大的力,记录触发时的力值(触发力)。或使用位移传感器测量活动部件被阻挡后的移动距离(触发位移)。需在多个典型位置重复测试。
2. 动态响应测试: 在设备正常过程中,突然在指定区域放置标准测试块。通过高速数据采集系统记录: * 传感器检测到障碍物的时刻(通常通过力/位移突变或传感器自身信号判断)。 * 驱动机构(如电机)接收到停止/反转命令的时刻(通过控制器输出信号判断)。 * 活动部件实际停止或开始反转的时刻(通过位移传感器判断)。 计算从检测到障碍物到实际动作开始的时间差即为响应时间。
3. 反转距离/停止位置测试: 在动态响应测试后,测量活动部件从触发点反转的实际距离,或停止位置相对于起始点的距离,与设计要求或标准规定进行比对。
4. 可靠性测试: * 漏触发: 在规定的测试点(通常是最不灵敏区域)使用标准测试块进行动态测试,重复足够次数(如100次),统计成功触发次数。 * 误触发: 在无任何障碍物的条件下,让设备进行大量次数的正常循环(如1000次),或模拟各种环境干扰,记录发生非预期停止/反转的次数。
5. 环境适应性测试: 将设备置于温湿度箱、振动台或EMC测试环境中,重复进行静态灵敏度、动态响应和可靠性测试,评估环境因素对功能的影响。
6. 故障注入测试: 人为制造传感器线路开路、短路等故障,观察设备的反应是否符合故障安全要求(如停止、发出声光报警)。
遇阻停止/反转功能的检测必须严格依据相关的国际、国家或行业标准进行,确保结果的可比性和合规性。主要标准包括:
1. 通用安全标准: * IEC 60335-1: 《家用和类似用途电器的安全 第1部分:通用要求》及其特定产品的第2部分标准(如IEC 60335-2-95 电动门驱动装置, IEC 60335-2-103 电动驱动车库门)。这些标准规定了防夹保护的要求和测试方法(如测试指、测试棒的使用,最大允许作用力,反应时间要求)。 * ISO 13857: 《机械安全 防止上下肢触及危险区的安全距离》规定了防止肢体触及危险区的安全距离,是判断防夹功能是否必要的基础。
2. 电梯领域: * GB 7588 / EN 81-20, EN 81-50: 《电梯制造与安装安全规范》及其欧洲版本,对电梯门的防夹保护(如光幕、安全触板)有详细规定,包括灵敏度、响应时间、覆盖区域、可靠性测试方法(如使用特定尺寸的测试棒,测试力要求)。EN 81-70专门针对残疾人使用的附加要求。
3. 自动门领域: * EN 16005: 《动力操作门的安全 要求和试验方法》是欧洲针对自动门(平移门、平开门、旋转门)安全的核心标准,详细规定了防夹力限值、检测系统布置、响应时间、反转距离、可靠性测试要求等。 * ANSI/BHMA A156.10: 美国国家标准协会/建筑五金制造商协会标准《动力辅助和全自动推拉门》,也包含相关安全要求。
4. 汽车领域(电动车窗/天窗): * FMVSS 118: 美国联邦机动车安全标准《电动车窗、分隔系统和车顶板系统》规定了

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