本發(fā)明涉及電梯領(lǐng)域，具體涉及基于足跡檢測的電梯及控制方法。

背景技術(shù)：

目前市面上的服役電梯大多屬于重力檢測電梯，設(shè)置了質(zhì)量最大值，當(dāng)重量達(dá)到一定值不再進(jìn)人，而此設(shè)計(jì)存在缺陷，以初中生為例說明，初中學(xué)校學(xué)生大多屬于未成年，其身高與體重?zé)o法與成人一致，一個(gè)初中生的體重與身高小于一個(gè)成年人的體重與身高，且初中生與成人在體重上的差距遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于足跡的差距，當(dāng)同樣的電梯使用于初中學(xué)校的時(shí)候，會出現(xiàn)這樣的情況，電梯內(nèi)已經(jīng)擠滿了學(xué)生，然而其總重量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電梯設(shè)定的上限值，所以電梯在運(yùn)行的時(shí)候電梯視為不滿員，無法出現(xiàn)滿員警示，不啟動(dòng)報(bào)警，還可以進(jìn)入，但實(shí)際卻已經(jīng)不能再進(jìn)入人。而初中生安全意識薄弱，在近乎滿員狀態(tài)下依舊擠電梯，容易出現(xiàn)安全問題。載滿人的電梯運(yùn)行，雖然已經(jīng)無法容納人員，但電梯依然會執(zhí)行電梯外的任務(wù)。而且，在無法進(jìn)入人員的情況下，電梯下行過程中，比如從19樓運(yùn)行至5樓中，無人下電梯，但每一層都會停，這樣不但耗費(fèi)了時(shí)間，而且消耗了電梯運(yùn)行系統(tǒng)，加速其老化。

而另一種人數(shù)檢測電梯雖然可以檢測人數(shù)多少，但由于人體的差異，比如3,4歲的小孩與成年人體型上的差異，也無法準(zhǔn)確確定滿員。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種基于足跡檢測的電梯及控制方法，能夠提高電梯運(yùn)行安全性。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

包括安裝在電梯轎廂底部的上底板和下底板，其中，下底板和電梯轎廂側(cè)壁固定相連，上底板的下側(cè)固定連接若干個(gè)彈簧的上端，彈簧的下端和下底板之間安裝有壓力傳感器，壓力傳感器連接控制器，控制器連接警報(bào)器。

進(jìn)一步地，彈簧的半徑在0.5cm。

進(jìn)一步地，控制器連接電梯門鎖。

本發(fā)明控制方法的技術(shù)方案是：包括以下步驟：

步驟一：在人員進(jìn)入電梯時(shí)，安裝在電梯轎廂底部上底板和下底板之間的彈簧壓縮，壓縮后的彈簧觸發(fā)安裝在彈簧下端的壓力傳感器；

步驟二：壓力傳感器將觸發(fā)信號反饋給控制器，控制器根據(jù)觸發(fā)信號的個(gè)數(shù)及單個(gè)壓力傳感器對應(yīng)的面積計(jì)算足跡分布面積，當(dāng)足跡分布總面積達(dá)到設(shè)定值時(shí)，判斷電梯滿員，進(jìn)行警示。

進(jìn)一步地，設(shè)定值為電梯轎廂底部面積的80％。

進(jìn)一步地，在電梯滿員時(shí)，控制器啟動(dòng)電梯門鎖，進(jìn)入鎖定模式，直接下行；在電梯處于非滿員狀態(tài)時(shí)，解除鎖定模式。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

本發(fā)明通過在電梯底層裝有彈簧，彈簧經(jīng)壓縮后觸發(fā)壓力傳感器，可檢測足跡數(shù)量，當(dāng)足跡達(dá)到設(shè)定值時(shí)，認(rèn)為電梯滿員，在電梯上升與下降過程中只執(zhí)行電梯內(nèi)任務(wù)，停止執(zhí)行電梯外任務(wù)，即不再允許進(jìn)入。當(dāng)電梯內(nèi)有人出，足跡分布小于設(shè)定值時(shí)，電梯停止只執(zhí)行內(nèi)部任務(wù)，可執(zhí)行電梯外任務(wù)，即可進(jìn)人。此電梯可實(shí)現(xiàn)電梯高效運(yùn)行，節(jié)省運(yùn)送人員時(shí)間，同時(shí)也延長了電梯系統(tǒng)的運(yùn)行壽命。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)電梯以重量為參考的方式，考慮到使用人群的差異，利用足跡檢測檢驗(yàn)人數(shù)多少，以及內(nèi)部空間剩余情況，來判斷電梯滿員，并進(jìn)行警示；本發(fā)明可廣泛推廣，尤其適用于人流密集，并且有明顯的人流密集時(shí)間段的，例如學(xué)校等場所。

進(jìn)一步地，本發(fā)明彈簧的半徑在0.5cm，彈簧之間的空隙盡可能小，利于精確反饋。

進(jìn)一步地，本發(fā)明通過設(shè)置電梯門鎖，在滿員時(shí)，停止外部命令，不再出現(xiàn)例如從19樓到5樓運(yùn)行過程中沒有人員出，并且每層都停頓，造成了電梯內(nèi)外所有人時(shí)間消耗的問題。并延長電梯損耗，延長其使用壽命。

本發(fā)明控制方法簡單，可檢測電梯底部足跡分布，當(dāng)足跡分布小于給定值，即無法容納多余足跡時(shí)，電梯停止執(zhí)行外部進(jìn)人任務(wù)，只執(zhí)行內(nèi)部出人任務(wù)，提高電梯運(yùn)行安全性和使用壽命，并提高效率。

附圖說明

圖1人體對比圖。

圖2(a)是單人側(cè)立示意圖，圖2(b)是雙人側(cè)立示意圖。

圖3特殊體型人體示意圖。

圖4(a)是單人自然狀態(tài)正立圖，圖4(b)是雙人自然狀態(tài)正立圖。

圖5是足跡示意圖。

圖6(a)是本發(fā)明的電梯結(jié)構(gòu)示意圖，圖6(b)是電梯底面不同大小足跡分布圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

本發(fā)明中涉及到的人員，體態(tài)均正常，排除不正常身體狀態(tài)，例如200斤的胖人。

如圖1所示，足跡檢測可通過與電梯底面接觸面積來判斷是否滿員，檢測結(jié)果較為準(zhǔn)確。人在自然狀態(tài)站立的狀態(tài)下，一般不是雙腳并齊的狀態(tài)。人體直立時(shí)，腳后跟與后腦勺應(yīng)該為一條直線，所以假設(shè)人體腳后跟與后背以及后腦勺在一個(gè)平面上，而腳尖與胸部的連線近似在一條直線上，這樣可以將人腳面看做一個(gè)長方形，人的整體則視為一個(gè)長方體，長方體最寬處橫截面面積大于腳底面積，所以近似求得長方形面積。求得多個(gè)長方形的面積與電梯箱底面積的比例，當(dāng)傳感器檢測到電梯內(nèi)足跡分布面積之和達(dá)到箱底面積的百分之八十時(shí)，視為電梯滿員。百分之二十位預(yù)留空隙，提供一定的空間供人能活動(dòng)正常。

如圖2(a)和圖2(b)所示，人的側(cè)面示意圖，正常身形的人側(cè)面站立時(shí)，側(cè)面寬度不會超過其腳的長度，當(dāng)兩人前后緊湊站立時(shí)，也留有足夠間隙，不至于擁擠。

如圖3所示，為身形特殊人群，例如孕婦，和腰圍較大人士。此類人群前后緊湊站立時(shí)，可依據(jù)情況調(diào)整留出間隙，本發(fā)明以最緊湊站立為例。

如圖4(a)和圖4(b)所示，當(dāng)人自然站立時(shí)，兩腳寬度大約為雙肩寬度，所以當(dāng)人緊湊站立，腳與腳接觸時(shí)，兩側(cè)也留有間隙，不至于擁擠。

圖5所示為箱底與足跡示意圖，電梯箱底邊長為1200mm×1200mm，以成年女性足跡為例，將足跡視為邊長330mm×270mm，電梯中可以站立12～13人。

如圖6(a)所示為本發(fā)明基于足跡檢測電梯的示意圖。由于人腳內(nèi)側(cè)有足弓，整個(gè)腳底無法完全貼合電梯底面，如果直接將壓力傳感器置于箱體底面則無法準(zhǔn)確測量腳底與箱底接觸面積。故電梯下部中間裝有很多小彈簧，彈簧數(shù)量要求布滿底面，彈簧半徑要小，半徑約為0.5cm左右，使彈簧之間的空隙盡可能小。每個(gè)彈簧底部裝有壓力傳感器，由于彈簧細(xì)小并且緊密安裝，足弓附近部位的彈簧相互施壓，進(jìn)而該彈簧下的壓力傳感器獲得壓力信號，壓力傳感器將壓力信號傳送給控制器，每個(gè)壓力傳感器對應(yīng)的面積一定，控制器根據(jù)獲取壓力信號的個(gè)數(shù)，即能準(zhǔn)確檢測人腳接觸箱體底面的面積。人進(jìn)入電梯后使腳掌與電梯底面接觸面的下部的彈簧壓縮，壓縮后的彈簧觸發(fā)壓力傳感器，將物理信號轉(zhuǎn)化為電信號反饋到控制器。

圖6(b)所示為電梯底面不同大小足跡分布圖，設(shè)定當(dāng)所有足跡所占面積達(dá)到箱底面積的百分之80時(shí)視為滿員，考慮足跡面積小于人體整體體積的情況，留出百分之20％的余地。當(dāng)壓力傳感器檢測到占用面積達(dá)到80％時(shí)，啟動(dòng)警報(bào)，不再進(jìn)入人。當(dāng)電梯門關(guān)閉之后，啟動(dòng)電梯鎖緊裝置，讓電梯只執(zhí)行出的任務(wù)，不再執(zhí)行進(jìn)的任務(wù)，并且在運(yùn)行過程中，如果沒有人員出去，箱底占用面積一直為80％，即視為滿員狀態(tài)，不再執(zhí)行電梯外任務(wù)，當(dāng)電梯外人員按動(dòng)電梯樓層時(shí)，樓層提示燈不再亮起，外部人員放棄選擇此部電梯。

本發(fā)明的主要工作過程及原理：

本發(fā)明適用于在固定時(shí)間段人流密集的場所，例如學(xué)校。學(xué)生上下課期間是人流密集的時(shí)間段，當(dāng)上下課的時(shí)候，大批學(xué)生涌入電梯部。當(dāng)人進(jìn)入電梯時(shí)，電梯箱底的壓力傳感器開始接受足跡信號，人繼續(xù)進(jìn)入，當(dāng)足跡分布面積達(dá)到箱底面積的百分之八十時(shí)，電梯警報(bào)開啟，提示不再進(jìn)入電梯，電梯門關(guān)閉之后，電梯門鎖啟動(dòng)，進(jìn)入鎖定模式，再下一次解鎖之前不在允許進(jìn)入，不再出現(xiàn)例如從19樓到5樓運(yùn)行過程中沒有人員出，并且每層都停頓，造成了電梯內(nèi)外所有人時(shí)間消耗的問題。鎖住之后，電梯外部的人再按動(dòng)按鈕時(shí)，樓層指示燈不再亮起，這樣也可提醒電梯外的人此部電梯人，請換乘，避免了浪費(fèi)等候人的時(shí)間。而電梯也避免了已經(jīng)滿員，無法再進(jìn)人，但又不得不在每層樓有人按下樓層按鈕的情況下，停，開門，關(guān)門的一些列動(dòng)作，同樣節(jié)省了電梯內(nèi)人的時(shí)間。同樣，反復(fù)操作電梯也會加速電梯系統(tǒng)老化。運(yùn)行過程中，電梯只執(zhí)行內(nèi)部人的操作，只出。當(dāng)電梯內(nèi)的人出去后，足跡與電梯箱底百分比小于百分之八十后，即可執(zhí)行外部操作。