Door Operator With Electrical

8/12/2019 Door Operator With Electrical

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US008390219B2

( 1 2 ) United States Patent ( 1 0 ) P a t e n t N 0 . : U S 8 , 3 9 0 , 2 1 9 B2Houser 4 5 ) Date o f P a t e n t : Mar. 5 , 2013

5 4 ) DOOROPERATOR WITH ELECTRICAL 3 , 0 5 9 , 4 8 5 A 1 0 / 1 9 6 2 Bohlman t a 1 .BACKCHECK FEATURE 3 , 1 1 4 , 5 4 1 A 1 2 / 1 9 6 3 C o f f e y3 , 1 9 5 , 8 7 9 A 7 / 1 9 6 5 Bond t a 1 .7 5 ) I n v e n t o r : B l u e H o u s e r , E d g e m o o r , S C U ) i i ? g h e z7 3 ) A s s i g n e e : Y a l e S e c u r i t y I n c . , M o n r o e , NC U S ) C o n n n u e d )

( * ) N o t i c e : S u b j e c t t o a n y d i s c l a i m e r , t h e t e r m o f h i s FOREIGN ATENT DOCUMENTSp a t e n t i s extended o r a d j u s t e d under 35 CH 6 9 0 3 7 0 A5 5 5 / 2 0 0 0U . S . C . 1 5 4 b ) b y 2 8 8 d a y s . D E 2 0 2 1 8 3 2 7 5 / 2 0 0 4C o n t i n u e d )2 1 ) A p p 1 . N o . : 1 2 / 8 4 5 , 9 7 3 OTHERPUBLICATIONS

(22) Filed: Jul. 29, 2010 _ _ _ _Y a l e S e c u r i t y , I n c . , I n t e r n a t i o n a l P a t e n t A p p l i c a t i o n N o . PCT/6 5 ) P r i o r P u b l i c a t i o n Data U S 2 0 0 5 / 0 2 3 3 9 8 , I n t e r n a t i o n a l S e a r c h R e p o r t a n d W r i t t e n O p i n i o n ,

A u g . 2 0 , 2 0 0 7 .US 012/0029701A1 F e b . 2 , 2012 C o n t i n u e d )5 1 ) I n t . C l .H02P /00 (200601) Primary Examiner alter Benson

H02P /00 (200601) A s s i s t a n t Examiner rick GlassH02P / 0 0 2 0 0 6 . 0 1 ) 7 4 ) A Z Z 0 r n e y , A g e n l , orFirm t e V e n B . P h i l l i p s ; Moore&

5 2 ) US. l . . . . . . . . . 3 1 8 / 2 5 5 ; 3 1 8 / 2 5 6 ; 3 1 8 / 2 6 5 ; 3 1 8 / 2 6 6 ; VaIlAllen PLLC3 1 8 / 4 0 0 . 3 7 ; 3 1 8 / 4 0 0 . 3 8 ; 3 1 8 / 4 0 0 . 3 9 ; 3 1 8 / 2 8 2 ;3 1 8 / 2 8 5 ; 4 9 / 1 1 8 ; 4 9 / 1 2 2 ; 4 9 / 1 3 8 ; 4 9 / 1 3 9 ; 5 7 ) ABSTRACT4 9 / 3 4 9 A oor o p e r a t o r W i t h an e l e c t r i c a l back check f e a t u r e i s d i s

5 8 ) F i e l d O f Classi?cation Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318/255, C l o s e d ~ Embodiments Qfthe p r e s e n t i n v e n t i o n a r e r e a l i z e d b y3 1 8 / 2 5 6 , 2 6 5 , 2 6 6 , 4 0 0 - 3 7 * 4 0 0 ~ 3 9 , 2 8 2 , a m o t o r i z e d d o o r o p e r a t o r t h a t e l e c t r i c a l l y c r e a t e s a b a c k

3 1 8 / 2 8 5 , 2 8 6 ; 4 9 / 1 1 8 , 1 2 2 , 1 3 8 , 1 3 9 , 3 4 9 c h e c k f o r c e f o r a n o p e n i n g d o o r The d o o r o p e r a t o r s i m u l a t e sS e e a p p l ic a t i o n ? l e f o r C o m p l e t e S e a r c h h i s t o r y . t h e b a c k c h e c k n o r m a l l y c r e a t e d by h y d r a u l i c means i n c o nV e n t i o n d o o r c l o s e r s , b u t W i t h o u t t h e u s e o f p i s t on s , s p r i n g s o r

5 6 ) R e f e r e n c e s C i t e d h y d r a u l i c ? u i d . The d o o r o p e r a t o r i n c l u d e s a m o t o r d i s p o s e dU . S . PATENTDOCUMENTS

5 8 1 , 9 7 2 A 5 / 1 8 9 7 W r i g h t6 1 8 , 0 5 3 A 1 / 1 8 9 9 Brown2 , 1 3 8 , 5 2 1 A 1 1 / 1 9 3 8 E l l i s2 , 6 3 9 , 1 4 2 A 5 / 1 9 5 3 Morgan t a l .2 , 7 5 8 , 8 3 5 A 8 / 1 9 5 6 W i k k e r i n k2 , 8 4 3 , 3 7 6 A 7 / 1 9 5 8 Osuch t a 1 .2 , 9 2 4 , 4 4 9 A 2 / 1 9 6 0 Leimer t a l .

t o o p e r a t i v e l y connect t o a door s o t h a t t h e door W i l l openWhen h e motor moves, and a p o s i t i o n sensor t o determine ap o s i t i o n o f t h e d o o r . A r o c e s s o r i s programmed t o e x e r t ac l o s i n g f o r c e on t h e d o o r i n t h e back check r e g i o n . I n somee m b o d i m e n t s , t h e c l o s i n g f o r c e i s e x e r t e d b y i n j e c t i n g a V o l ta g e i n t o t h e e l e c t r i c motor o f t h e d o o r o p e r a t o r .

1 0 C l a i m s , 7 Drawing S h e e t s


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US 8 , 3 9 0 , 2 1 9 B2P a g e 2

3 , 4 4 9 , 7 8 93 , 4 7 0 , 6 5 33 , 5 6 0 , 9 5 03 , 6 0 9 , 3 9 03 , 7 1 9 , 0 0 53 , 7 7 7 , 4 2 33 , 8 7 4 , 1 1 73 , 8 8 6 , 4 2 53 , 9 5 5 , 6 6 14 , 0 4 5 , 9 1 44 , 1 6 1 , 1 8 34 , 2 2 0 , 0 5 14 , 2 2 2 , 1 4 74 , 2 6 7 , 6 1 94 , 2 8 5 , 0 9 44 , 2 8 9 , 9 9 54 , 3 3 0 , 9 5 84 , 3 3 3 , 2 7 04 , 3 3 4 , 1 6 14 , 3 4 2 , 3 5 44 , 3 4 8 , 8 3 54 , 4 2 9 , 4 9 04 , 4 7 2 , 9 1 04 , 4 9 8 , 0 3 34 , 5 0 1 , 0 9 04 , 5 5 3 , 6 5 64 , 5 6 3 , 6 2 54 , 5 7 3 , 2 3 84 , 6 4 4 , 6 9 34 , 6 5 8 , 5 4 54 , 6 6 0 , 3 2 44 , 6 6 9 , 2 1 84 , 7 2 7 , 6 7 94 , 8 3 6 , 3 4 54 , 8 5 2 , 7 0 64 , 9 4 5 , 6 7 84 , 9 5 2 , 0 8 04 , 9 6 6 , 2 6 64 , 9 7 2 , 6 2 94 , 9 9 5 , 1 9 44 , 9 9 9 , 5 5 15 , 0 1 8 , 3 0 45 , 0 2 4 , 1 2 45 , 0 4 0 , 3 3 15 , 0 9 5 , 6 5 45 , 2 1 8 , 2 8 25 , 2 2 1 , 2 3 95 , 2 2 2 , 3 2 75 , 2 7 8 , 4 8 05 , 3 7 5 , 3 7 45 , 5 0 2 , 8 7 45 , 5 0 7 , 1 2 05 , 5 1 3 , 4 6 75 , 6 3 4 , 2 9 65 , 6 3 4 , 2 9 85 , 6 8 7 , 5 0 75 , 6 9 8 , 0 7 35 , 7 5 2 , 3 4 45 , 7 7 0 , 9 3 45 , 8 0 8 , 6 5 45 , 8 2 8 , 3 0 25 , 8 7 8 , 5 3 05 , 8 8 1 , 4 9 75 , 9 1 0 , 0 7 55 , 9 1 3 , 7 6 35 , 9 3 0 , 9 5 45 , 9 5 6 , 2 4 95 , 9 6 3 , 0 0 05 , 9 8 7 , 8 1 86 , 0 0 2 , 2 1 76 , 0 0 6 , 4 7 56 , 0 6 7 , 7 5 36 , 1 0 8 , 9 7 56 , 1 8 5 , 7 7 36 , 2 2 3 , 4 6 96 , 3 1 6 , 8 9 2

U S . PATENTDOCUMENTS6 / 1 9 6 9

1 0 / 1 9 6 92 / 1 9 7 19 / 1 9 7 13 / 1 9 7 3

1 2 / 1 9 7 34 / 1 9 7 55 / 1 9 7 55 / 1 9 7 69 / 1 9 7 77 / 1 9 7 99 / 1 9 8 09 / 1 9 8 05 / 1 9 8 18 / 1 9 8 19 / 1 9 8 15 / 1 9 8 26 / 1 9 8 26 / 1 9 8 28 / 1 9 8 29 / 1 9 8 22 / 1 9 8 49 / 1 9 8 42 / 1 9 8 52 / 1 9 8 5

1 1 / 1 9 8 51 / 1 9 8 63 / 1 9 8 62 / 1 9 8 74 / 1 9 8 74 / 1 9 8 76 / 1 9 8 73 / 1 9 8 86 / 1 9 8 98 / 1 9 8 98 / 1 9 9 08 / 1 9 9 0

1 0 / 1 9 9 01 1 / 1 9 9 02 / 1 9 9 13 / 1 9 9 15 / 1 9 9 16 / 1 9 9 18 / 1 9 9 13 / 1 9 9 26 / 1 9 9 36 / 1 9 9 36 / 1 9 9 31 / 1 9 9 4

1 2 / 1 9 9 44 / 1 9 9 64 / 1 9 9 65 / 1 9 9 66 / 1 9 9 76 / 1 9 9 7

1 1 / 1 9 9 71 2 / 1 9 9 75 / 1 9 9 86 / 1 9 9 89 / 1 9 9 8

1 0 / 1 9 9 83 / 1 9 9 93 / 1 9 9 96 / 1 9 9 96 / 1 9 9 98 / 1 9 9 99 / 1 9 9 9

1 0 / 1 9 9 91 1 / 1 9 9 91 2 / 1 9 9 91 2 / 1 9 9 95 / 2 0 0 08 / 2 0 0 02 / 2 0 0 15 / 2 0 0 1

1 1 / 2 0 0 1

R u s s e l l e t a l .K a l o gP e t e r sFeldmanC a r l iC o u l t e r e t a l .B oe h mWeissP o p p e r e t a l .C a t l e t tB e r r yC a t l e t tB u r n e t t , J r .SuskaL e v i n g s , J r .S o r b e r e t a l .RichmondC a t l e t tC a r l iLeivenZon e t a l .J o n e s e t a l .ZunkelI h aAihara e t a l .Yoshida t a l .LenseKornbrekke e t a l .P h i l l i p sW a n gIngham t a l .N y e n b r i n kKornbrekke e t a l .Kornbrekke e t a l .AndersonP i e t r Z a k e t a l .Berner e t a l .Boiucaner e t a l .Y a mada t a l .Merendino e t a l .S c h u l t Z e e t a l .Yoshida t a l .L o n g o r i aPopov t a l .Merendino e t a l .E c c l e s t o nD u h a m eC a t l e t tFellows e t a l .M u r r a yR o h r o f f , S r .LucasC u r r e n tC u r r e n t e t a l .HebdaS l o p a c kBeranV i n c e n Z iRichmondT h e i l eLoosTsutsumi e t a l .E c c l e s t o n e t a l .B o r g a r d tA r n e l l e t a l .Beran e t a l .HebdaBeran e t a l .Tsutsumi e t a l .DabideenS t e v e n s e t a l .SchWantes e t a l .HebdaB a i l e yGoeddeMollV a l e n c i a

6 , 3 1 8 , 1 9 6 B1 1 1 / 2 0 0 1 Chang6 , 3 4 3 , 4 3 7 B1 2 / 2 0 0 2 Hoffmann t a l .6 , 3 4 7 , 4 8 5 B1 2 / 2 0 0 2 Hebda6 , 3 5 7 , 8 0 5 B1 3 / 2 0 0 2 Hebda6 , 4 3 0 , 8 7 1 B1 8 / 2 0 0 2 Hebda6 , 4 8 1 , 1 6 0 B1 1 1 / 2 0 0 2 K o W a l c Z y k6 , 4 9 3 , 9 0 4 B1 1 2 / 2 0 0 2 C h i a n g6 , 5 5 3 , 7 1 7 B2 4 / 2 0 0 3 S t . John t a l .6 , 5 8 8 , 1 5 3 B1 7 / 2 0 0 3 K o W a l c Z y k6 , 6 3 4 , 1 4 0 B1 1 0 / 2 0 0 3 S e l l m a n6 , 6 4 0 , 4 9 4 B2 1 1 / 2 0 0 3 Hormann6 , 6 7 8 , 9 9 9 B2 1 / 2 0 0 4 Zeungguang t a l .6 , 7 5 1 , 9 0 9 B2 6 / 2004 Ranaudo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49/5066 , 8 8 3 , 2 7 5 B2 4 / 2 0 0 5 H e l l i n g a e t a l .6 , 8 9 1 , 4 7 9 B1 5 / 2 0 0 5 E c c l e s t o n7 , 0 6 8 , 1 7 9 B2 6 / 2 0 0 6 S n e l l e t a l .7 , 1 7 0 , 2 4 8 B2 1 / 2 0 0 7 T s u i e t a l .7 , 2 3 4 , 2 0 1 B2 6 / 2 0 0 7 BroWn t a l .7 , 2 9 6 , 3 8 0 B2 1 1 / 2 0 0 7 Backman7 , 3 1 6 , 0 9 6 B2 1 / 2 0 0 8 Houser t a l .7 , 3 2 4 , 8 9 4 B2 1 / 2 0 0 8 Urman t a l .7 , 4 1 8 , 8 0 0 B1 9 / 2 0 0 8 S e l l m a n2002/0092237 A1 7 / 2 0 0 2 Hebda2 0 0 3 / 0 0 5 7 9 0 5 A1 3 / 2 0 0 3 F i t z g i b b o n

2003/0204935 A1 1 1 / 2 0 0 3 Ki m2004/0035057 A1 2 / 2 0 0 4 Ba ckman2004/0251868 A1 1 2 / 2 0 0 4 S a t o e t a l .2005/0073425 A1 4 / 2 0 0 5 S n e l l e t a l .2005/0091928 A1 5 / 2 0 0 5 Okulov t a l .2006/0021189 A1 2 / 2 0 0 6 Johnson2006/0090400 A1 5 / 2 0 0 6 Los e t a l .2006/0191204 A1 8 / 2 0 0 6 HerWig t a l .2006/0197481 A1 9/2006 H o t t o e t a l .2 0 0 6 / 0 2 4 2 9 0 8 A1 1 1 / 2 0 0 6 McKinney2006/0244271 A1 1 1 / 2 0 0 6 Hass2008/0115543 A1 5 / 2 0 0 8 L a n i g a n e t a l .2009/0265992 A1 1 0 / 2 0 0 9 Hass t a l .2009/0300988 A1 1 2 / 2 0 0 9 Bem2 0 1 0 / 0 1 1 5 8 5 3 A1* 5 /2 0 1 0 Ge bhart e t a l . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 /50 6

FOREIGN PATENTDOCUMENTSJP 1296399 1 1 / 1 9 8 9JP 4131488 5 / 1 9 9 2JP 6033994 2/1994JP 11324483 1 1 / 1 9 9 9JP 2009270278 1 1 / 2 0 0 9

OTHERPUBLICATIONSY a l e S e c u r i t y , I n c . , I n t e r n a t i o n a l P a t e n t A p p l i c a t i o n N o . PCT/U S 2 0 0 5 / 0 2 3 3 9 8 , I n t e r n a t i o n a l P r e l i m i n a r y R e p o r t o n P a t e n t a b i l i t y ,S e p . 2 0 , 2 0 0 7 .Sky L i n k , Add Remote C o n t r o l t o a n y S w i n g i n g D o o r , W W W .s m a r t h o m e . c o m / 7 3 1 0 5 / S W i n g - D o o r - O p e n e r - W - E l e c t r i c - S t r i k e - A ut o m a t i c - D o o r - S e c u r i t y / p . a s p X , 3 p a g e s , v i s i t e d May 3 , 2 0 1 0 .JPM e c u r i t y S y s t e m s , W h e e l c h a i r A c c e s s i b l e Door/WindoWAccessS y s t e m s f o r D i s a b l e d o r E l d e r l y P e o p l e , W W W . j p m s e c u r i t y . i e / i n d e X .p h p ? p a g e : d i s a b l e d - d o o r - a c c e s s , 2 p a g e s , v i s i t e d May 3 , 2 0 1 0 .N a b c o , L t d . , Nabco E n t r a n c e s SWing D o o r s , W W W .? o r i d a d o o r c o n t r o l . c o m / n a b c o i s W i n g i d o o r s h t m , 3 p a g e s , v i s i t e don O c t . 7 , 2009.T h e S t a n l e y W o r k s , S W i n g D o o r S y s t e m s , W W W . s t a n l e y a cc e s s t e c h n o l o g i e s . c o m / p r o d u c t s / l i t /SWing 20Door 20Series 20AT9706.pdf, 4 p a g e s , v i s i t e d on o ra b o u t O c t . 7 , 2 0 0 9 .P r o d u c t R e v i e W , Home a r d e n , G a r a g e Door O p e r a t o r s , B o s sB S 1 , W W W . p r o d u c t r e v i e W . c o m . a u , 1 p a g e , v i s i t e d on r a b o u t J u n . 1 7 ,2 0 0 9 .C h r i s t y C o m m e r c i a l H a r d W a r e , J a c k s o n C l o s e r s , W W W .c h r i s t y h a r d W a r e . c o m , 1 p a g e , v i s i t e d on o r a b o u t J u n . 1 7 , 2 0 0 9 .H o u s e r , e t a l . , US. A p p l . N o . 1 2 / 6 0 3 , 8 7 1 , ? l e d O c t . 2 2 , 2 0 0 9 .Y a l e S e c u r i t y I n c . , I n t e r n a t i o n a l A p p l i c a t i o n N o . PCT/US2011/0 4 5 7 2 1 , I n t e r n a t i o n a l S e a r c h R e p o r t a n d W r i t t e n O p i n i o n , N o v . 7 ,201 .* c i t e d by examiner


3/15

US. Patent M a r . 5 , 2 0 1 3 S h e e t 1 o f 7 U S 8 , 3 9 0 , 2 1 9 B2

2 8 166

1 82 6

2 4

F I 1


4/15

US. Patent M a r . 5 , 2 0 1 3 S h e e t 2 o f 7 U S 8 , 3 9 0 , 2 1 9 B2

Jl p v\_w i g


5/15


6/15


7/15

US. Patent M a r . 5 , 2 0 1 3 S h e e t 5 0 f 7 US 8 , 3 9 0 , 2 1 9 B2

5 2 05 1 2 H a l l 5 7 0 5 0 ae f f e c t [S e n s o r A n t e n n aP u s h R F R e c e i v e r / P r o c e s s o rp a d [ 5 5 0

S e t u p5 2 C o n t r o l l e r 5 5 4 o t g w g g g e r s

C P U M e m o r y 0 4502 P r o g r a m m i n gI n t e r f a c e

5 0 6P o w e r M o d u l e

500550M o t o r

FIG. 5


8/15

US. P a t e n t

620

Mar. , 2 0 1 3

604

606

E l e o t n ' o a lb a c k c h e c k

S h e e t 6 0 f 7

D o o r C l o s e d

R e c e i v e o p e n s i g n a l

A c t i v a t e m o t o r t o o p e nd o o r

M o n i t o r m o t o r c u r r e n t

L e s s

FIG. 66 7 6

G r e a t e r o rL e s s

S t o p

C l o s e d o o r

602

6 0 5

US 8 , 3 9 0 , 2 1 9 B2

600


9/15


10/15

US 8 , 3 9 0 , 2 l 9 B21

DOOROPERATORWITHELECTRICALBACKCHECK FEATURE

BACKGROUNDA u t o m a t i c d o o r o p e r a t o r s a r e u s e d on u b l i c b u i l d i n g s and

r e s i d e n c e s t o a l l o w f o r a c c e s s by t h e p h y s ic a l l y d i s a b l e d o rWhere manual o p e r a t i o n o f t h e d o o r m ay b e i n c o n v e n i e n t t ou s e r s . The purpose o f a door o p e r a t o r i s t o open and o s s i b l yc l o s e a d o o r . A a r i e t y o f e l e c t r o - m e c h a n i c a l a u t o m a t i c d o o ro p e r a t o r s a r e knoWn. A y p i c a l d o o r o p e r a t o r i n c l u d e s ane l e c t r i c motor and a l i n k a g e a s s e m b l y f o r o p e r a t i v e l y c o up l i n g t h e d r i v e s h a f t of h e motor o a door o t h a t t h e door i l lb e opened and l o s e d When h e d r i v e s h a f t r o t a t e s . A c t i v a t i o no f t h e d o o r o p e r a t o r i s i n i t i a t e d by m eans o f a n e l e c t r i c s i g n a lg e n e r a t e d i n a v a r i e t y o f Ways s u c h s , f o r e x a m p l e , a p r e s s u r es W i t c h , an l t r a s o n i c o r p h o t o e l e c t r i c p r e s e n c e s e n s o r , motions e n s o r s , r a d i o t r a n s m i t t e r s , W a l l s W i t c h e s , a n d t h e l i k e . Thedoor m a y h e n be c l o s e d by h e o p e r a t o r motor o r W i t h a doorc l o s e r . Many o o r c l o s e r s a r e m e c h a n i c a l l y a c t u a t e d a n d h a v ea p l u r a l i t y o f v a l v e s a n d s p r i n g s f o r c o n t r o l l i n g t h e v a r y i n gamounts of f o r c e a p p l i e d t o c l o s e t h e door a s a f u n c t i o n ofd o o r a n g l e .Some d o o r o p e r a t o r s y s t e m s a r e p r o v i d e d W i t h c l u t c hmechanisms e t W e e n t h e m o t o r a n d t h e l i n k a g e a s s e m b l y t h a te n a b l e t h e d o o r t o be moved r e e l y u n d e r manual o W e r . Dooro p e r a t o r s W i t h c l u t c h mechanisms m a y r o v i d e some e v e l o fs a f e t y When o b j e c t s a r e in t h e d o o r s p a t h W a y o f movement.V a r i o u s c l u t c h m e c h a n i s m s d e c o u p l e p o W e r e d o p e n i n g s y st e m s d u r i n g t h e c l o s i n g c y c l e , W h i c h s p a r t i c u l a r l y n e c e s s a r yi n t h e e v e n t of an i n t e r r u p t i o n of poWer s u p p l y o r When ano b s t a c l e i s e n c o u n t e r e d .When door p e r a t o r With c l u t c h mechanism s used With

a mechanical door l o s e r , t h e f e a t u r e s of o t h a door o p e r a t o rand f u l l - f e a t u r e d door l o s e r can be a v a i l a b l e t o u s e r s of h ed o o r . As a n e x a m p l e , t h e a u t o m a t i c o p e n i n g a v a i l a b l e W i t h ad o o r o p e r a t o r i s a v a i l a b l e , b u t i n a d d i t i o n , v a r y i n g a m o u n t s o ff o r c e c a n b e a p p l i e d t o t h e d o o r by h e d o o r c l o s e r . Many o o rc l o s e r s a r e designed t o apply v a r y i n g f o r c e s t o a door a s af u n c t i o n o f t h e d o o r a n g l e ( i . e . , t h e a n g l e a t Which h e d o o r i so p e n ) . I n t h i s r e g a r d , When t h e d o o r i s ? r s t o p e n e d u n d e rmanual o p e r a t i o n , t h e d o o r c l o s e r i s d e s i g n e d t o g e n e r a t e ar e l a t i v e l y s m a l l f o r c e , W h i c h t e n d s t o p u s h t h e d o o r c l o s e d , s ot h a t t h e d o o r c l o s e r d o e s n o t g e n e r a t e s i g n i ? c a n t r e s i s t a n c e t ot h e u s e r s e f f o r t s t o open t h e d o o r . Many door c l o s e r s a r ed e s i g n e d t o p r o v i d e a s i g n i ? c a n t r e s i s t i v e f o r c e When h e d o o ri s p u s h e d o p e n b e y o n d a s p e c i ? c a n g l e , f o r e x a m p l e , 6 0 t o 7 0d e g r e e s . T h i s h i g h - f o r c e r e g i o n o f o p e r a t i o n o f t h e d o o r i so f t e n r e f e r r e d t o a s t h e b a c k c h e c k r e g i o n , and t h e h i g hf o r c e i s i n t e n d e d t o p r e v e n t t h e b a c k o f t h e d o o r from h i t t i n ga W a l l o r s t o p , p o s s i b l y c a u s i n g d a m a g e .

SUMMARYEmbodiments of t h e p r e s e n t i n v e n t i o n a r e r e a l i z e d by a

m o t o r i z e d d o o r o p e r a t o r t h a t e l e c t r i c a l l y c r e a t e s a back checkf o r a n o p e n i n g d o o r . The d o o r o p e r a t o r a c c o r d i n g t o embodiments of h e p r e s e n t i n v e n t i o n s i m u l a t e s t h e back check n o rm a l l y c r e a t e d by h y d r a u l i c means i n a c o n v e n t i o n a l d o o rc l o s e r , b u t W i t h o u t t h e u s e o f p i s t o n s , s p r i n g s o r h y d r a u l i c? u i d . The back check f o r c e i n embodiments o f t h e i n v e n t i o ni s c r e a t e d by l e c t r i c a l c o n t r o l o f t h e m o t o r .A o o r o p e r a t o r a c c o r d i n g t o e x a m p l e e m b o d i m e n t s o f t h ei n v e n t i o n i n c l u d e s a motor i s p o s e d t o o p e r a t i v e l y c o n n e c t t oa door s o t h a t t h e door i l l open When h e motor moves, anda p o s i t i o n s e n s o r t o determine a p o s i t i o n of t h e d o o r . Ame m o r y and a p r o c e s s o r a r e a l s o i n c l u d e d , Wherein t h e p r o

20

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2c e s s o r i s o p e r a t i v e l y c o n n e c t e d t o t h e m o t o r , t h e p o s i t i o ns e n s o r and t h e memor y. The p r o c e s s o r i s programmed, f o re x a m p l e , by i n f o r m a t i o n s t o r e d i n t h e memory, t o c a r r y o u t am e t h o d o f o p e r a t i n g t h e d o o r o p e r a t o r i n c l u d i n g d e t e r m i n i n gt h a t t h e d o o r t o Which h e d o o r o p e r a t o r i s a t t a c h e d i s o p e n i n gt h r o u g h a b a c k c h e c k r e g i o n , a n d e l e c t r o n i c a l l y c o n t r o l l i n gt h e e l e c t r i c motor o e x e r t a c l o s i n g f o r c e on h e d o o r . I n somee m b o d i m e n t s , t h e c l o s i n g f o r c e i s m a i n t a i n e d u n t i l t h e d o o rcomes t o a s t o p . T h i s back check f o r c e i s c r e a t e d by e l e ct r i c a l s i g n a l s s e n t t o t h e m o t o r .

I n some embodiments, t h e p r o c e s s o r can a l s o determine i fa d o o r i s b e i n g p u s h e d open a n d p r e v e n t t h e e l e c t r i c motorf r o m o p e n i n g t h e d o o r , e i t h e r b e f o r e , o r c o n c u r r e n t l y W i t he x e r t i n g t h e c l o s i n g f o r c e on t h e d o o r i n t h e b a c k c h e c kr e g i o n . I n some m b o d i m e n t s , t h e c l o s i n g f o r c e i s e x e r t e d b yi n j e c t i n g a v o l t a g e i n t o t h e e l e c t r i c motor f h e d o o r o p e r a t o r .I n some embodiments, t h i s v o l t a g e i s of h e same p o l a r i t y a st h e v o l t a g e u s e d t o c l o s e t h e d o o r Where h e d o o r o p e r a t o r i sa l s o o p e r a t i v e t o c l o s e t h e d o o r . I n some e m b o d i m e n t s , t h el e v e l o f t h e v o l t a g e i s c o n t r o l l e d by a p o t e n t i o m e t e r o p e r at i v e l y c o n n e c t e d t o t h e c o n t r o l l e r . Such a p ot e n t i o m e t e r , a sW e l l a s o t h e r components such a s s W i t c h e s , can p r o v i d e t h emeans t o a d j u s t v a r i o u s o p e r a t i n g p a r a m e t e r s o f t h e d o o ro p e r a t o r .

I n some e m b o d i m e n t s , t h e p r o c e s s o r d e t e r m i n e s t h e p o s it i o n o f a d o o r by s e n s i n g t h e p r o x i m i t y o f a m a g n e t . I n somee m b o d i m e n t s , t h i s p o s i t i o n s e n s i n g i s a c c o m p l i s h e d b y ap o s i t i o n sensor such a s a H a l l e f f e c t device o r H a l l e f f e c ts e n s o r . I n some embodiments, t h e door o p e r a t o r i n c l u d e s aW a l l s W i t c h by Which a u s e r can s e l e c t i v e l y o p e r a t e t h e dooro p e r a t o r . The p o s i t i o n s e n s o r and s W i t c h a r e connected t o ac o n t r o l u n i t Which i n c l u d e s t h e pr o c e s s o r . The c o n t r o l u n i tt o g e t h e r W i t h a n y s e n s o r s , i n p u t d e v i c e s and t h e l i k e form ac o n t r o l s y s t e m f o r t h e d o o r o p e r a t o r and r o v i d e t h e means oc o n t r o l t h e m o t o r , a n d t h e d o o r o p e r a t o r i n g e n e r a l .

I n some embodiments, h e d r i v e s h a f t o f h e motor s o p e r at i v e l y c o n n e c t e d t o a n o u t p u t s h a f t . A l u t c h assembly c a n b emounted t o t h e o u t p u t s h a f t a n d c o n d i t i o n a l l y , o p e r a t i v e l yengage a r o t a t a b l e o p e r a t o r ar m t h a t can be o p e r a t i v e l y conn e c t e d t o t h e d o o r . The c l u t c h a s s e m b l y i n p a r t e n a b l e s t h emotor o be i s e n g a g e d i f a u s e r manually o p e n s t h e d o o r , andi f t h e u s e r manually c l o s e s t h e door i n an embodiment Wheret h e d o o r o p e r a t o r motor s e n a b l e d t o b o t h open and l o s e t h ed o o r . The motor and n y components e c e s s a r y t o o p e r a t i v e l yc o u p l e t h e motor o t h e door can form h e means of openingt h e d o o r .

BRIEF DESCRIPTION OFTHEDRAWINGSF I G . 1 i s a p e r s p e c t i v e vieW o f a n i n s t a l l e d , a u t o m a t i c ,

m o t o r i z e d d o o r o p e r a t o r a c c o r d i n g t o one embodiment o f h ep r e s e n t i n v e n t i o n . I n t h e i l l u s t r a t i o n i n F I G . 1 , t h e d o o r i s i nt h e f u l l y - c l o s e d p o s i t i o n .

F I G . 2 i s a n e n l a r g e d p e r s p e c t i v e v i e W o f t h e d o o r o p e r a t o ro f F I G . 1 Where t h e d o o r i s i n a f u l l y - o p e n e d p o s i t i o n .

F I G . 3 i s a p e r s p e c t i v e vieW o f a n i n s t a l l e d , a u t o m a t i c ,m o t o r i z e d d o o r o p e r a t o r a c c o r d i n g t o a n o t h e r embodiment o ft h e p r e s e n t i n v e n t i o n . I n t h e i l l u s t r a t i o n i n F I G . 3 , t h e d o o r i si n t h e f u l l y - c l o s e d p o s i t i o n .

F I G . 4 i s a n e n l a r g e d p e r s p e c t i v e v i e W o f t h e d o o r o p e r a t o ro f F I G . 3 Where t h e d o o r i s i n a f u l l y - o p e n e d p o s i t i o n .

F I G . 5 i s a s c h e m a t i c , b l o c k d i a g r a m o f t h e e l e c t r o n i cc o n t r o l s y s t e m o f a d o o r o p e r a t o r a c c o r d i n g t o e x a m p l eembodiments o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n .

FIG. 6 i s a ?owchart h a t i l l u s t r a t e s a p o r t i o n of h e methodo f o p e r a t i o n o f a d o o r o p e r a t o r a c c o r d i n g t o e x a m p l e embodi


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US 8 , 3 9 0 , 2 1 9 B23

ment o f t h e i n v e n t i o n , t h e method b e i n g c a r r i e d o u t by t h ee l e c t r o n i c c o n t r o l s y s t e m o f F I G . 5 .

F I G . 7 i s a ?owchart i l l u s t r a t i n g t h e e l e c t r i c a l back checkp o r t i o n o f t h e ? o w c h a r t o f F I G . 6 i n g r e a t e r d e t a i l . The e l e ct r i c a l b a c k c h e c k i n e x a m p l e embodiments o f t h e i n v e n t i o n i sa g a i n c a r r i e d o u t b y t h e c o n t r o l s y s t e m o f F I G . 5 .

DETAILEDDESCRIPTIONT h e f o l l o W i n g d e t a i l e d d e s c r i p t i o n o f e m b o d i m e n t s r e f e r st o t h e a c c o m p a n y i n g d r a W i n g s , W h i c h i l l u s t r a t e s p e c i ? c

e m b o d i m e n t s o f t h e i n v e n t i o n . O t h e r e m b o d i m e n t s h a v i n gd i f f e r e n t s t r u c t u r e s a n d o p e r a t i o n d o n o t d e p a r t from t h es c o p e o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n .

C e r t a i n t e r m i n o l o g y i s u s e d h e r e i n f o r c o n v e n i e n c e o n l yand i s not t o be taken a s a l i m i t a t i o n on t h e embodimentsd e s c r i b e d . F o r e x a m p l e , W o r d s s u c h a s t o p , b o t t o m , u p p e r , l o W e r , l e f t , r i g h t , h o r i z o n t a l , v e r t i c a l , u p W a r d , a n d d o W n W a r d m e r e l y d e s c r i b e t h e c o n ? g u r at i o n shoWn n t h e ? g u r e s . I n d e e d , t h e r e f e r e n c e d c o m p o n e n t smay b e o r i e n t e d i n a n y d i r e c t i o n a n d t h e t e r m i n o l o g y , t h e r ef o r e , s h o u l d b e u n d e r s t o o d a s e n c o m p a s s i n g s u c h v a r i a t i o n su n l e s s s p e c i ? e d o t h e r W i s e .As used e r e i n , t h e term open p o s i t i o n f o r a d o o r meansa d o o r p o s i t i o n o t h e r t h a n a f u l l y c l o s e d p o s i t i o n , i n c l u d i n ga n y p o s i t i o n b e t W e e n t h e f u l l y c l o s e d p o s i t i o n a n d a f u l l yopen p o s i t i o n a s l i m i t e d o n l y by s t r u c t u r e a r o u n d t h e d o o rf r a m e , Which c a n be up t o 1 8 0 0 from t h e c l o s e d p o s i t i o n .

R e f e r r i n g noW t o t h e d r a W i n g s , W h e r e i n l i k e r e f e r e n c en u m e r a l s d e s i g n a t e c o r r e s p o n d i n g o r s i m i l a r e l e m e n t st h r o u g h o u t t h e s e v e r a l v i e W s , an embodiment of door p e r at o r i s shoWn n F I G . 1 , a n d i s g e n e r a l l y d e s i g n a t e d a t 2 0 . Thedoor o p e r a t o r 20 i s mounted a d j a c e n t t o a door 22 i n a doorfram e 24 f o r movement of h e door 22 e l a t i v e t o t h e fram e 24betWeen a c l o s e d p o s i t i o n and a n open p o s i t i o n . F o r t h e p u rp o s e o f h i s d e s c r i p t i o n , o n l y t h e u p p e r p o r t i o n o f t h e d o o r 2 2and h e door frame 24 a r e shoWn. The door 22 s of convent i o n a l t y p e a n d i s p i v o t a l l y mounted t o t h e f r a m e 2 4 f o rmovement from h e c l o s e d p o s i t i o n , a s shoWn n F I G . 1 , t o ano p e n p o s i t i o n f o r o p e n i n g a n d c l o s i n g a n o p e n i n g t h r o u g h ab u i l d i n g W a l l 28 t o alloW a u s e r t o t r a v e l from one s i d e of h eW a l l 28 t o t h e o t h e r s i d e o f t h e W a l l 2 8 .

C o n t i n u i n g W i t h F I G . 1 , t h e d o o r o p e r a t o r 2 0 i n c l u d e s aback l a t e 3 0 , a motor s s e m b l y 3 2 , a c o n t r o l u n i t 3 4 , and a no p e r a t o r arm a s s e m b l y 3 6 f o r o p e r a b l y c o u p l i n g t h e d o o ro p e r a t o r 20 t o a door 2 2 and i n c l u d i n g a c l u t c h assembly 3 8 .The o r i e n t a t i o n o f t h e d o o r 22 and d o o r o p e r a t o r 20 s a p u l ls i d e c o n ? g u r a t i o n , i n Which t h e o p e r a t o r arm a s s e m b l y 3 6p u l l s t h e door 22 open t o W a r d s t h e same s i d e on Which t h ed o o r o p e r a t o r 2 0 a n d h i n g e s 2 6 a r e d i s p o s e d . A l t e r n a t i v e l y ,t h e o r i e n t a t i o n c o u l d b e a p u s h s i d e c o n ? g u r a t i o n , i n Whicht h e o p e r a t o r arm a s s e m b l y may i n c l u d e a l i n k a g e o f , f o re x a m p l e , tWo arm i n k s t o p e r m i t t h e d o o r o p e r a t o r 2 0 t o pusht h e d o o r 22 open i n t h e d i r e c t i o n aWay from t h e s i d e o f t h edoor 22 on Which h e door o p e r a t o r 20 s l o c a t e d , a s i s knoWni n t h e a r t .

The b a c k p l a t e 3 0 i n F I G . 1 i s s e c u r e l y mounted t o t h eu p p e r e d g e o f h e d o o r f r a m e 2 4 u s i n g mounting s c r e W s 5 0 , o ro t h e r f a s t e n e r s . The a c k p l a t e 3 0 e x t e n d s g e n e r a l l y h o r i Z o nt a l l y W i t h r e s p e c t t o t h e d o o r f r a m e 2 4 . The motor a s s e m b l y3 2 , o p e r a t o r arm a s s e m b l y 3 6 , and c o n t r o l u n i t 3 4 a r emounted t o t h e back p l a t e 3 0 . A u b b l e l e v e l 40 i s a l s omounted o t h e b a c k p l a t e 3 , a n d may h e r e f o r e b e i n t e g r a l t ot h e b a c k p l a t e 3 0 , t o a s s i s t a n i n s t a l l e r i n mounting t h e b a c kp l a t e 30 t o t h e d o o r f r a m e 2 4 o r s u r r o u n d i n g s t r u c t u r e h o r iZ o n t a l l y . The l e v e l 4 0 m ay b e a t t a c h e d t o t h e b a c k p l a t e 3 0With f a s t e n e r s o r a d h e s i v e , and a r e c e s s 42 may e machined

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6 5

4i n t o t h e back l a t e 3 0 t o r e c e i v e t h e l e v e l 4 0 . An n s t a l l e r m a yu s e t h e i n t e g r a l l e v e l 4 0 t o a d j u s t t h e b a c k p l a t e 3 0 s u c h t h a tt h e l e v e l 4 0 i s l e v e l b e f o r e mounting h e b a c k p l a t e 4 0 t o t h ed o o r f r a m e 2 4 . The l e v e l 4 0 m a y b e c o n s i d e r e d l e v e l , f o re x a m p l e , When h e b u b b l e i n d i c a t e s t h a t t h e l e v e l 4 0 i s s u bs t a n t i a l l y o r c o m p l e t e l y h o r i z o n t a l a s shoWn i n F I G . 1 ) o rv e r t i c a l , i f t h e l e v e l 4 0 i s v e r t i c a l l y o r i e n t e d on h e b a c k p l a t e3 0 .

S t i l l r e f e r r i n g t o F I G . 1 , a c o v e r n o t s h o W n ) m ay b ea t t a c h e d t o t h e back p l a t e 3 0 t o s u r r o u n d and e n c l o s e t h ecomponents o f t h e d o o r o p e r a t o r 2 0 t h a t a r e W i t h i n t h e l i m i t so f h e back l a t e 3 0 t o r e d u c e d i r t and u s t c o n t a m i n a t i o n , a n dt o p r o v i d e a more a e s t h e t i c a l l y p l e a s i n g a p p e a r a n c e . I t i su n d e r s t o o d t h a t a l t h o u g h t h e b a c k p l a t e 3 0 i s shoWn mountedd i r e c t l y t o t h e d o o r f r a m e 2 4 , t h e b a c k p l a t e 3 0 c o u l d b emounted o t h e W a l l 2 8 a d j a c e n t t h e d o o r f r a m e 2 4 , c o n c e a l e dW i t h i n t h e W a l l 28 o r door frame 2 4 , o r mounted o t h e door 22W i t h t h e o p e r a t o r arm a s s e m b l y 3 6 mounted t o t h e d o o rf r a m e .

R e f e r r i n g noW o F I G . 1 and I G . 2 , t h e motor s s e m b l y 3 2i n c l u d e s an e l e c t r i c motor and a g e a r t r a i n 5 4 , Which mayi n c l u d e a p l a n e t a r y g e a r , mounted o t h e back p l a t e 30 W i t h amounting b r a c k e t 5 6 . The motor s a t h r e e - p h a s e AC l e c t r i cr e v e r s i b l e motor W i t h a motor d r i v e s h a f t n o t s h o W n ) . Ap o r t i o n o f t h e d r i v e s h a f t e x t e n d s f r o m t h e h o u s i n g o f t h em o t o r . The motor s r e v e r s i b l e s u c h t h a t t h e r o t a t i o n of h emotor i n one d i r e c t i o n W i l l cause t h e d r i v e s h a f t t o r o t a t e i none d i r e c t i o n and o t a t i o n o f t h e motor i n t h e o p p o s i t e d i r e ct i o n W i l l c a u s e t h e d r i v e s h a f t t o r o t a t e i n t h e o p p o s i t e d i r e ct i o n . A u i t a b l e motor f o r u s e i n t h e door o p e r a t o r 20 i sa v a i l a b l e from B r o t h e r of S o m e r s e t , N . J . , a s model n o .BHLM15L-240TC2N, Which s a 240 v o l t motor p r o v i d i n g1 / 5 0 HP nd a g e a r r a t i o of 4 0 : 1 .

I t W i l l be u n d e r s t o o d by t h o s e s k i l l e d i n t h e a r t t h a t t h ee l e c t r i c motor m a y b e s e l e c t e d and s i Z e d a c c o r d i n g t o t h ed i m e n s i o n s a n d W e i g h t o f t h e h i n g e d d o o r 2 2 , a n d mayi n c l u d e a g e a r t r a i n 54 d i s p o s e d W i t h i n a c a s i n g and i n c l u d e ag e a r t r a i n i n p u t s h a f t n o t s h o W n ) c o u p l e d o t h e d r i v e s h a f t o ft h e m o t o r . An n t e r m e d i a t e s h a f t t h a t i s t h e o u t p u t o f t h e g e a rt r a i n 5 4 i s c o u p l e d t o t h e g e a r t r a i n i n p u t s h a f t . The g e a r t r a i n54 m a y p r o v i d e a p r o p e r r e d u c t i o n i n o u t p u t d r i v e o f t h emotor e c e s s a r y t o m ove h e hinged door 22 t an p p r o p r i a t es p e e d . The o n t r o l u n i t 3 4 r e g u l a t e s t h e o p e r a t i o n o f h e m o t o ra n d t h u s r e g u l a t e s t h e o p e n i n g a n d c l o s i n g o f h e d o o r 2 2 . Thec o n t r o l u n i t 34 s i n communication i t h t h e m o t o r , Which sa d a p t e d t o r e c e i v e s i g n a l s from h e c o n t r o l u n i t 3 4 . The cont r o l u n i t 34 W i l l be f u r t h e r d e s c r i b e d beloW W i t h r e f e r e n c e t oF I G . 5 . I n a d d i t i o n t o t h e e l e c t r i c a l back check f e a t u r e d i sc u s s e d h e r e i n , t h e c o n t r o l u n i t 3 4 m a y l s o f u n c t i o n t o maint a i n t h e d o o r 2 2 i n an open p o s i t i o n f o r a s e l e c t e d p e r i o d o ft i m e f o r e n a b l i n g a p e r s o n t o p a s s t h r o u g h t h e d o o r o p e n i n g .The amount of t i m e t h a t t h e door 22 i s h e l d open m a y bev a r i e d and can be programmed i n t o t h e c o n t r o l u n i t 34 t t h et i m e o f n s t a l l a t i o n , o r a l t e r e d a t any i m e t h e r e a f t e r by e p r ogramming t h e c o n t r o l u n i t . The c o n t r o l u n i t 3 4 may a l s o b ea d j u s t e d t o g e n e r a t e s i g n a l s t h a t c o n t r o l t h e s p e e d o f t h em o t o r f o r c o n t r o l l i n g t h e s p e e d o f o p e n i n g t h e d o o r 2 2 . I t i su n d e r s t o o d t h a t a l t h o u g h t h e c o n t r o l u n i t 3 4 i s shoWnmounted o t h e b a c k p l a t e 3 0 , t h e c o n t r o l l e r 3 4 c o u l d a l s o b eh o u s e d i n t e r n a l l y W i t h i n t h e W a l l 2 8 , a c e i l i n g , o r r e m o t e l y ,such a s i n a mechanical room, f o r example.

The c o n t r o l u n i t 34 i s p a r t o f an o v e r a l l c o n t r o l s y s t e mWhich m a y i n c l u d e an i n p u t d e v i c e i n e l e c t r i c a l communicat i o n W i t h t h e c o n t r o l u n i t 34 f o r a l l o W i n g a u s e r t o s e l e c t i v e l yc o n t r o l t h e d e l i v e r y o f e l e c t r i c a l e n e r g y t o t h e m o t o r . Thei n p u t d e v i c e i s o p e r a b l e t o g e n e r a t e a d o o r movement s i g n a lt o t h e c o n t r o l u n i t 3 4 W h i c h , i n t u r n , i s r e s p o n s i v e t o r e c e i v i n g


12/15

US 8 , 3 9 0 , 2 1 9 B25

t h e d o o r movement i g n a l t o c o n t r o l o p e r a t i o n o f h e motor oa s t o s e l e c t i v e l y cause t h e motor o r o t a t e t h e d r i v e s h a f t andt h e r e b y a f f e c t p o w e r e d o p e n i n g o f t h e d o o r 2 2 . T h e i n p u td e v i c e m a y be o f any knoWn r d e s i r e d t y p e . F o r e x a m p l e , t h ei n p u t d e v i c e m ay o n s i s t o f manual u s h pad a l l s W i t c h f o rb e i n g mo unted on h e W a l l , o r a p o s t , a d j a c e n t t o t h e d o o r 2 2 .T h i s arrangement s such t h a t a u s e r , such s , f o r e x a m p l e , ah a n d i c a p p e d p e r s o n W a n t i n g t o p a s s t h r o u g h t h e d o o r o p e ni n g n e e d o n l y t o p r e s s t h e p u s h p a d f o r s e n d i n g a s i g n a l t o t h ec o n t r o l u n i t 3 4 t o open t h e d o o r 2 2 . V a r i o u s o t h e r i n p u td e v i c e s a r e a l s o s u i t a b l e fo r u s e , i n c l u d i n g a n y t y p e o f s W i t c h ,s e n s o r s and a c t u a t o r s , such a s p r e s s u r e pads a s i n a sWitcht y p e ? o o r mat n d o t h e r m e c h a n i c a l s W i t c h i n g d e v i c e s , i n f r ar e d m o t i o n s e n s o r s , r a d i o f r e q u e n c y s e n s o r s , p h o t o e l e c t r i cc e l l s , u l t r a s o n i c p r e s e n c e s e n s o r s W i t c h e s , and h e l i k e . As ar e s u l t o f i m p l e m e n t i n g some o f t h e s e i n p u t d e v i c e s , an a u t om a t i c a l l y o p e r a b l e d o o r m ay b e c a u s e d t o open by m erep r o x i m i t y of p e r s o n t o t h e d o o r . Such p r o x i m i t y m a y a u s et h e d o o r t o o p e r a t e by v i r t u e o f t h e i n t e r r u p t i o n o f a l i g h tb e a m , d i s t o r t i o n o f a n e l e c t r i c a l ? e l d , o r by a c t u a l p h y s i c a lc l o s i n g o f h e s W i t c h by o n t a c t W i t h t h e p e r s o n o r i n r e s p o n s et o t h e W e i g h t o f t h e p e r s o n a p p r o a c h i n g t h e d o o r . Conseq u e n t l y , t h e p a r t i c u l a r manner f o r g e n e r a t i n g a d o o r movement i g n a l t o t h e c o n t r o l u n i t 34 f o r e n e r g i Z i n g t h e motor canb e a c c o m p l i s h e d t h r o u g h a n y o f v a r i o u s m e a n s .

I t s h o u l d be o t e d t h a t When h e t e r m i n p u t d e v i c e i s u s e dh e r e i n , t h e t e r m i s g e n e r a l l y i n t e n d e d t o r e f e r t o t h e d e v i c eused o o p e r a t e t h e door by a u s e r on d a y - t o - d a y b a s i s . Thec o n t r o l u n i t o f embodiments o f t h e i n v e n t i o n m a y r e c e i v eo t h e r i n pu t f r o m s W i t c h e s , p o t e n t i o m e t e r s , a n d t h e l i k e ,Where t h i s i n p u t i s d e s i g n e d t o e n a b l e a n i n s t a l l e r , m a i n t enance p e r s o n , o r t h e l i k e t o a d j u s t t h e d o o r o p e r a t o r . T h i si n p u t may n c l u d e t h e s e t t i n g o f s u c h p a r a m e t e r s a s h o l d - o p e nt o r q u e , h o l d - o p e n t i m e , d e l a y , e t c .S t i l l r e f e r r i n g t o FIG. 1 and FIG. , an o p e r a t o r arm assemb l y i s p r o v i d e d f o r a p p l y i n g o p e n i n g a n d c l o s i n g f o r c e t o t h ed o o r . The o p e r a t o r arm s s e m b l y i n c l u d e s a n o u t p u t s h a f t 8 0 ,an o p e r a t o r ar m 8 2 , a t r a c k 8 4 , a r o l l e r 86 and t h e c l u t c hassembly 3 8 . The o u t p u t s h a f t 80 s c o n s t r a i n e d t o a v e r t i c a lo r i e n t a t i o n b y p a s s i n g t h r o u g h b e a r i n g s , s u c h a s b e a r i n g 9 2 ,t h a t a r e d i s p o s e d i n o p e n i n g s i n a bottom b r a c e 96 and as i m i l a r t o p b r a c e t h a t a r e mounted t o t h e back p l a t e 30 W i t hb o l t s . The o u t p u t s h a f t 80 s c o u p l e d t o an i n t e r m e d i a t e s h a f tW i t h an i n t e r m e d i a t e s h a f t b e v e l g e a r 9 8 , ?xed t o t h e end oft h e i n t e r m e d i a t e s h a f t , t h a t e n g a g e s an u t p u t s h a f t b e v e l g e a r100 t o t r a n s l a t e t h e d i r e c t i o n o f r o t a t i o n 90 d e g r e e s . A e tscreW s e c u r e s t h e o u t p u t s h a f t b e v e l g e a r 100 t o t h e o u t p u ts h a f t 8 0 . H o W e v e r , i t i s a n t i c i p a t e d t h a t o t h e r f o r m s o f g e a r i n gand l i n k a g e s m a y be s e d , s u c h a s Worm e a r s , h e l i c a l g e a r s ,r a c k and p i n i o n a r r a n g e m e n t s and t h e l i k e t o t r a n s l a t e t h er o t a t i o n 9 0 d e g r e e s . A l t e r n a t i v e a r r a n g e m e n t s a r e f e a s i b l e ;f o r e x a m p l e , t h e o r i e n t a t i o n o f t h e d r i v e s h a f t a n d t h e o u t p u ts h a f t 80 a x e s may e p a r a l l e l o r c o a x i a l . The o p e r a t o r arm 82i s an e l o n g a t e d member h a t h a s one end h a t m a y be c o n s i de r e d an arm hub 1 0 8 , de?ning an opening i n Which b e a r i n gi s d i s p o s e d , t h r o u g h W h i c h t h e o u t p u t s h a f t 8 0 e x t e n d s . Ana n n u l a r c h a n n e l 114 s u r r o u n d s t h e o u t p u t s h a f t 80 t t h e a rmhub 1 0 8 . At h e o p p o s i t e end f h e o p e r a t o r arm 2 , t h e r o l l e r86 s s e c u r e d a t an opening 1 1 6 . The t r a c k 84 s mounted ot h e d o o r 2 2 , and t h e r o l l e r 8 6 r o l l s i n t h e t r a c k 8 4 and m a ya p p l y opening o r c l o s i n g f o r c e t o t h e t r a c k 84 a s t h e a s t h ed o o r 2 2 p i v o t s .

I n t h e embodiment s h o W n , t h e bottom b r a c e 9 6 a l s o h o l d sa door o s i t i o n s e n s o r 1 2 0 . As b e s t seen i n FIG. 2 , t h e s e n s o r1 2 0 , p r e f e r a b l y a n e l e c t r o - m a g n e t i c d e t e c t i o n d e v i c e s u c h a sa reed s W i t c h , a s shoWn, o r a H a l l e f f e c t s e n s o r d e v i c e ,e x t e n d s t h r o u g h an o p e n i n g i n t h e bottom b r a c e 9 6 t o be i n

20

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6c l o s e p r o x i m i t y t o t h e a n n u l a r c h a n n e l 1 1 4 o f t h e o p e r a t o rarm u b . Magnets 1 2 4 , 1 2 5 a r e d i s p o s e d i n t h e a n n u l a r chann e l 1 1 4 . One magnet 124 s p o s i t i o n e d t o b e under h e s e n s o r1 2 0 When h e d o o r 2 2 i s c l o s e d , W h i l e t h e o t h e r magnet 1 2 5 i sp o s i t i o n e d t o be under t h e s e n s o r 120 When t h e door 22 i sf u l l y o p e n ; t h e p o s i t i o n o f t h e m a g n e t s 1 2 4 , 1 2 5 may b ea l t e r e d a r o u n d t h e a n n u l a r c h a n n e l 114 t o a d j u s t t h e s e d o o rp o s i t i o n s . By s e n s i n g When m a g n e t 1 2 4 i s i n p r o x i m i t y , t h es e n s o r 120 i n d i c a t e s t o t h e c o n t r o l u n i t 34 t h e s t a t u s of h ed o o r p o s i t i o n a s c l o s e d , n o t c l o s e d , o r f u l l y o p e n . The s e n s o r1 2 0 i s i n e l e c t r i c a l communication i t h t h e c o n t r o l u n i t 3 4 bymeans of i r e s 1 2 8 . The s e n s o r 120 may n d i c a t e t h e doorp o s i t i o n s t a t u s b y e i t h e r s e n d i n g s i g n a l s o r n o t s e n d i n g s i gn a l s t o t h e c o n t r o l u n i t 34 d e p e n d i n g on t h e p o s i t i o n o f t h edoor and a g n e t s . The s W i t c h a s s o c i a t e d W i t h t h e s e n s o r 120m ay e d e s i g n e d a s e i t h e r n o r m a l l y open r n o r m a l l y c l o s e d ,o p e r a t i n g by e n d i n g a s i g n a l t o t h e c o n t r o l u n i t 3 4 When h e r ei s a c h a n g e i n t h e m a g n e t i c ? e l d f r o m t h e n o r m a l p o s i t i o n , i . e . ,When t h e s e n s o r 1 2 0 i s a c t u a t e d by a m a g n e t , e i t h e r 1 )s e n d i n g a s i g n a l When i n t h e p r e s e n c e o f a m a g n e t i c ? e l d andn o t s e n d i n g a s i g n a l When o t i n t h e p r e s e n c e o f a m a g n e t i c? e l d , o r 2 ) s e n d i n g a s i g n a l When i n t h e p r e s e n c e o f a m a gn e t i c ? e l d and s e n d i n g a s i g n a l When o t i n t h e p r e s e n c e ofm a g n e t i c ? e l d . I t W i l l b e u n d e r s t o o d by o n e o f o r d i n a r y s k i l li n t h e a r t t h a t o t h e r s e n s o r and s W i t c h t e c h n o l o g i e s m a y beu s e d t o i n d i c a t e d o o r p o s i t i o n ; o t h e r s W i t c h e s t h a t c o u l d b eu s e d i n c l u d e m i c r o s W i t c h e s , l i m i t s W i t c h e s , p r o x i m i t ys W i t c h e s , o p t i c a l s e n s o r s , a n d t h e l i k e .When h e c o n t r o l u n i t s e n s e s t h e o p e n magnet a p p r o a c hi n g , t h e c o n t r o l u n i t c r e a t e s a b a c k c h e c k c o n d i t i o n by u i c k l yr a m p i n g t h e s p e e d o f h e d o o r doWn s i n g v o l t a g e i n j e c t i o n t ot h e m o t o r . F o r e x a m p l e , i n some embodiments t h e c o n t r o lu n i t ramps t h e s p e e d o f t h e d o o r doWn W i t h i n a b o u t 5 0 m i ll i s e c o n d s . The c o n t r o l u n i t t h e n s W i t c h e s t o t h e h o l d - o p e n c o n d i t i o n f o r t h e d o o r o p e r a t o r . I f t h e h o l d - o p e n t o r q u e Were a d j u s t e d t o be v e r y l o W , t h e d o o r Would f e e l l i k e i t i sc o a s t i n g b e y o n d t h e o p e n m a g n e t . I f t h e h o l d - o p e n t o r q u e Were a d j u s t e d t o be v e r y high t Would be v e r y hard o movet h e d o o r a t t h i s p o i n t .

FIGS. 3 and shoW n o t h e r embodiment of door p e r a t o r2 0 0 . The door o p e r a t o r 200 i n c l u d e s a back p l a t e 3 0 , a motor2 0 2 , a c o n t r o l l e r 3 4 , and an o p e r a t o r arm assembly 2 0 4 . I nt h i s p a r t i c u l a r d r a W i n g f o r t h i s embodiment o f h e d o o r o p e r at o r W i r e s 72 can be s e e n i n t e r c o n n e c t i n g t h e c o n t r o l l e r and h em o t o r . The motor m a y be s e l e c t e d by one o f o r d i n a r y s k i l l i nt h e a r t , and i n one embodiment m a y r o v i d e 1 / 7 5 HP nd h a v ea 2 0 0 : 1 g e a r r a t i o . The v e r t i c a l o r i e n t a t i o n of h e motor 202e l i m i n a t e s t h e need h a t e x i s t s i n t h e embodiment o f FIGS. 1and t o t r a n s l a t e t h e d i r e c t i o n of o t a t i o n of h e motor h a f t t ot h e o u t p u t s h a f t , a n d makes i t p o s s i b l e t o s h o r t e n t h e b a c kp l a t e 3 0 i f d e s i r e d . The motor s h a f t e x t e n d s d i r e c t l y t o t h eo p e r a t o r arm a s s e m b l y 2 0 4 .

The o p e r a t o r arm assembly 204 i n c l u d e s an o p e r a t o r a rm2 0 8 , a t r a c k 8 2 , a r o l l e r 8 6 , a m a g n e t h o l d e r 2 1 0 , a W a s h e r 2 1 2 ,and a nut 214. The operator a r m 208 has an a r m h u b 216d e ? n i n g a n o p e n i n g t h r o u g h Which h e motor h a f t a n d m a gn e t h o l d e r 210 x t e n d , and s s i m i l a r t o t h e o p e r a t o r arm 82 ofFIGS. 1 and 2 b u t l a c k s an a n n u l a r c h a n n e l 1 1 4 . I n s t e a d ,m a g n e t s 220 and 222 m ay b e d i s p o s e d on h e magnet h o l d e r2 1 0 , Which n c l u d e s an n n u l a r s h e l f 230 t one n d , a t a p e r e dneck 232 b e n e a t h t h e a n n u l a r s h e l f 2 3 0 , and a n e x t e r n a l l yt h r e a d e d s t e m 234 e x t e n d i n g from t h e neck 2 3 2 . An x i a lc y l i n d r i c a l b o r e p a s s e s t h r o u g h t h e m a g n e t h o l d e r 2 1 , a n d a ni n t e r n a l l o n g i t u d i n a l c h a n n e l , n o t s h o W n , may e p r o v i d e d t omate W i t h a k e y , a l s o n o t shoWn, on t h e motor s h a f t , Whichc o n s e q u e n t l y r e q u i r e s t h e magnet o l d e r 2 1 0 t o t u r n W i t h t h emotor s h a f t W i t h o u t s l i p p i n g . A e t screW i n a r a d i a l opening


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US 8 , 3 9 0 , 2 1 9 B27

i n t h e magnet h o l d e r 210 a l s o s e c u r e s t h e magnet h o l d e r 210t o t h e motor h a f t . The magnet o l d e r s t e m p a s s e s t h r o u g h t h eo p e r a t o r arm o p e n i n g and h e washer 2 1 2 , and h e n u t 214 sthreaded onto the stem 234 t o secure t h e a r m 208 t o t h emagnet h o l d e r 2 1 0 .A o o r p o s i t i o n s e n s o r 240 s mounted o t h e back l a t e 3 0

w i t h a b r a c k e t 2 4 2 . The s e n s o r 240 d e s i g n and o p e r a t i o n i ss i m i l a r t o t h e s e n s o r 120 o f t h e door o p e r a t o r 20 of FIGS. 1and , b u t t h e s e n s o r 240 s mounted o r i z o n t a l l y t o d e t e c t t h ep r e s e n c e of h e magnets 220 and 222 on h e s h e l f 230 of h emagnet h o l d e r 2 1 0 . One magnet 2 2 0 i s p o s i t i o n e d t o b e i nc l o s e p r o x i m i t y t o t h e s e n s o r 240 when h e d o o r 2 2 i s c l o s e d ,w h i l e t h e magnet 222 i s p o s i t i o n e d t o b e p r o x i m a t e t o t h es e n s o r when t h e d o o r 2 2 i s f u l l y o p e n . The p o s i t i o n o f t h emagnets 220 and 222 m a y be a l t e r e d around t h e s h e l f 230 t oa d j u s t t h e s e d o o r p o s i t i o n s . With h e o p e r a t o r arm 2 0 8 i n t h ec l o s e d p o s i t i o n a s i n F I G . 3 , t h e mag net 220 s p r o x i m a t e t ot h e s e n s o r 2 3 0 ; w i t h t h e o p e r a t o r arm 208 i n t h e f u l l y openp o s i t i o n a s i n F I G . 4 , t h e magnet 2 2 2 i s p r o x i m a t e t o t h es e n s o r 2 3 0 . I n t h e i l l u s t r a t e d embodiment of F I G . 4 , backcheck begins a s soon a s t h e c o n t r o l l e r begins t o s e n s e t h ep r o x i m i t y o f t h e o p e n m a g n e t a s p r e v i o u s l y d e s c r i b e d . I ts h o u l d be n o t e d t h a t i n an a l t e r n a t e embodiment, a d d i t i o n a lmagnets c o u l d b e p l a c e d on t h e s h e l f t o i n d i c a t e o t h e r d o o rp o s i t i o n s s u c h a s t h e s t a r t o f t h e back c h e c k r e g i o n o f t h es w i n g .

F I G . 5 shows a c o n t r o l s y s t e m , 5 0 0 , t h a t can be us ed witha d o o r o p e r a t o r a c c o r d i n g t o embodiments o f t h e p r e s e n ti n v e n t i o n . C o n t r o l s y s t e m 5 0 0 i n c l u d e s c o n t r o l l e r 5 0 2 , p r og r a m m i n g i n t e r f a c e 5 0 4 , p o w e r m o d u l e 5 0 6 , a n d o p t i o n a l l y ,r a d i o r e c e i v e r / p r o c e s s o r 5 0 8 . I n e x a m p l e e m b o d i m e n t s , t h e s ecomponents a r e p a r t o f c o n t r o l u n i t 34 i l l u s t r a t e d i n t h e p r ev i o u s ? g u r e s . H a l l e f f e c t s e n s o r 5 1 0 a n d p u s h p a d s w i t c h 5 1 2a r e c o n n e c t e d t o t h e c o n t r o l u n i t v i a w i r e s and f u n c t i o n a l l yi n t e r f a c e w i t h c o n t r o l l e r 5 0 2 . I f p r o v i s i o n i s made f o r r e m o t ec o n t r o l c a p a b i l i t y and an RF r e m o t e c o n t r o l i s u s e d , RFr e c e i v e r / p r o c e s s o r 5 0 8 m i g h t a l s o b e c o n n e c t e d t o a n t e n n a5 20 v i a a wire o r w i r e s . The c o n t r o l system 500 s e r v e s t oc o n t r o l t h e o p e r a t i o n o f t h r e e - p h a s e m o t o r 5 5 0 , w h i c h i s t h ee l e c t r i c motor i n a d o o r o p e r a t o r a c c o r d i n g t o exampleembodiments o f t h e i n v e n t i o n .

I n t h e e x a m p l e e m b o d i m e n t s d e s c r i b e d h e r e i n , t h e c o n t r o ls y s t e m i n c l u d e s c o m p o n e n t s 5 8 0 t o p r o v i d e s e t u p p a r a m e t e r st o t h e c o n t r o l l e r . T h e s e c o m p o n e n t s i n c l u d e p o t e n t i o m e t e r sand d i p s w i t c h e s . I n o n e e x a m p l e , p o t e n t i o m e t e r s a r e p r ov i d e d f o r h o l d - o p e n t o r q u e , h o l d o p e n t i m e , c l o s i n g f o r c e ,o b s t r u c t i o n s e n s i t i v i t y , m o t o r d e l a y , a n d t h e f o r c e b y w h i c ht h e d o o r i s h e l d c l o s e d a g a i n s t a d o o r f r a m e . A i p s w i t c h i sp r o v i d e d t o s e t t h e d o o r o p e r a t o r f o r e i t h e r l e f t hand o r r i g h th a n d o p e r a t i o n . A n o t h e r d i p s w i t c h i s p r o v i d e d i n t h i sexample t o a c t i v a t e o r d e a c t i v a t e p u s h - t o - o p e n mode. Theh o l d - o p e n t o r q u e i s t h e amount o f f o r c e by which t h e d o o rr e s i s t s movement i n t h e o p e n p o s i t i o n . The h o l d - o p e n t i m e i st h e amount o f t i m e t h e d o o r w i l l s t a y o p e n , and h e o b s t r u ct i o n s e n s i t i v i t y d e t e r m i n e s how a r d t h e d o o r w i l l push on ano b s t r u c t i o n when o p e n i n g b e f o r e s t o p p i n g . I n some embodim e n t s , t h e s e i n p u t c o m p o n e n t s a r e m o n i t o r e d c o n t i n u o u s l y t od e t e r m i n e t h e o p e r a t i n g p a r a m e t e r s o f t h e d o o r o p e r a t o r .H o w e v e r , i t i s p o s s i b l e t o d e s i g n a n embodiment where h e s es e t t i n g s a r e s t o r e d i n memory 5 5 4 . I n s u c h an embodiment,t h e i n p u t components a r e r e a d a t s t a r t - u p . I t i s a l s o p o s s i b l e t od e s i g n an embodiment where t h e s e p a r a m e t e r s a r e p u t i n

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8memory 5 5 4 t h r o u g h programming i n t e r f a c e 5 0 4 r a t h e r t h a ni n p u t v i a c o n n e c t e d components s u c h a s p o t e n t i o m e t e r s o rs w i t c h e s .

The power module o f F I G . 5 p r o v i d e s an n t e r f a c e betweent h e c o n t r o l l e r o r p r o c e s s o r and h e t h r e e - p h a s e m o t o r . Suchp o w e r m o d u l e t y p i c a l l y p r o v i d e s c i r c u i t p r o t e c t i o n a n di n c l u d e s an i n v e r t e r - b a s e d power s u p p l y f o r t h e m o t o r . Apower module t o d r i v e t h e motor m a y a l s o i n c l u d e underv o l t a g e l o c k - o u t a n d s h o r t c i r c u i t p r o t e c t i o n . As a n e x a m p l e ,a power module t h a t could be used with some embodimentso f t h e i n v e n t i o n i s t h e FSBBl5CH60C Smart Power Modulem a n u f a c t u r e d b y F a i r c h i l d S e m i c o n d u c t o r C o r p o r a t i o n o fS o u t h P o r t l a n d , M e . , U n i t e d S t a t e s .

C o n t r o l l e r 502 i n t h i s example embodiment i n c l u d e s ac e n t r a l p r o c e s s i n g u n i t C P U ) 5 5 2 a n d memory 5 5 4 . Manyd i f f e r e n t t y p e s o f p r o c e s s i n g d e v i c e s c o u l d b e u s e d t o i m p l ement an embodiment of h e i n v e n t i o n , i n c l u d i n g a p r o c e s s o r ,d i g i t a l s i g n a l p r o c e s s o r , o r s o - c a l l e d , embedded o n t r o l l e r . Any o f t h e s e d e v i c e s c o u l d i n c l u d e memory a l o n g w i t h aprocessing core such s a CPU, r could use x t e r n a l memoryo r a combination of i n t e r n a l and e x t e r n a l memory. I n t h ei l l u s t r a t e d embodiment h e memory t o r e s ? r m w a re or comp u t e r program code f o r e x e c u t i n g a p r o c e s s o r method on h eCPU r o t h e r processor t o c a r r y o u t an embodiment of h ei n v e n t i o n . Such ?rmware o r computer program code can bel o a d e d i n t o t h e c o n t r o l u n i t from n e x t e r n a l computer y s t e mv i a programming i n t e r f a c e 5 0 4 . The p r o c e s s o r method o f anembodiment o f t h e i n v e n t i o n c o u l d a l s o b e c a r r i e d o u t byl o g i c c i r c u i t r y , a custom semiconductor d e v i c e , o r a combin a t i o n of such d e v i c e o r c i r c u i t r y with ?rmware r s o f t w a r e .As p r e v i o u s l y m e n t i o n e d , i n some embodiments h e memoryc o u l d a l s o b e u s e d t o s t o r e o p e r a t i n g p a r a m e t e r s .An embodiment o f t h e i n v e n t i o n t a k e t h e form of an

e n t i r e l y hardware embodiment, o r an embodiment t h a t u s e ss o f t w a r e i n c l u d i n g ? r m w a r e , r e s i d e n t s o f t w a r e , m i c r o - c o d e ,e t c . ) . F u r t h e r m o r e , a n embodiment o f t h e i n v e n t i o n m ay a k et h e form of computer prog ram p r o d u c t on a t a n g i b l e comp u t e r - u s a b l e s t o r a g e medium h a v i n g c o m p u t e r - u s a b l e p r ogra m code embodied i n t h e medium. A emory d e v i c e o rmemory o r t i o n of p r o c e s s o r a s shown i n FIG. 5 can formt h e medium. Computer program code o r ?rmware o c a r r y o u tan embodiment of h e i n v e n t i o n could l s o r e s i d e on p t i c a l o rm a g n e t i c s t o r a g e m e d i a , e s p e c i a l l y w h i l e b e i n g t r a n s p o r t e do r s t o r e d p r i o r t o o r i n c i d e n t t o t h e l o a d i n g o f t h e computerprogram code r ?rmware n t o a door p e r a t o r . T h i s computerprogram code o r ?rmware can be l o a d e d , a s an example,t h r o u g h p r o g r a m m i n g i n t e r f a c e 5 0 4 o f F I G . 5 b y c o n n e c t i n ga computer system o r e x t e r n a l c o n t r o l l e r t o t h e programmingi n t e r f a c e .

FIG. 6 i s a ?owchart h a t i l l u s t r a t e s a p o r t i o n of h e o p e r at i o n of a door o p e r a t o r a c c o r d i n g t o an embodiment of h ei n v e n t i o n . I n t h i s p a r t i c u l a r i l l u s t r a t i o n , t h e e l e c t r i c a l b a c kcheck s used when door o p e r a t o r o p e n s t h e door a u t o m a t ic a l l y and u s e r a l s o p u s h e s on h e d o o r p a r t way h r o u g h t h es w i n g o f t h e d o o r . L i k e most ? o w c h a r t i l l u s t r a t i o n s , F I G . 6 .i l l u s t r a t e s p r o c e s s 600 a s a s e r i e s of p r o c e s s o r s u b - p r o c e s sb l o c k s . At l o c k 6 0 2 t h e d o o r i s c l o s e d . At l o c k 6 0 4 , a s i g n a li s r e c e i v e d by t h e c o n t r o l u n i t t o open t h e d o o r . T h i s s i g n a lm a y c o me from an RF remote c o n t r o l , from a push p a n e ls w i t c h , a p r o x i m i t y s e n s o r , o r any o t h e r i n p u t d e v i c e t h a ta l l o w s a u s e r t o s e l e c t i v e l y a c t i v a t e t h e door o p e r a t o r . Atb l o c k 606 t h e c o n t r o l u n i t a c t i v a t e s t h e motor o f t h e d o o ro p e r a t o r t o open t h e d o o r .


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US 8 , 3 9 0 , 2 1 9 B29

S t i l l r e f e r r i n g t o F I G . 6 , a t b l o c k 6 0 8 t h e c o n t r o l l e r i n t h ec o n t r o l u n i t m o n i t o r s t h e c u r r e n t b e i n g drawn by h e motor ft h e door p e r a t o r and t block 610 a d e t e r m i n a t i o n i s made st o w h e t h e r t h e c u r r e n t b e i n g drawn by h e motor s w i t h i n t h en o r m a l o p e r a t i n g r a n g e o f t h e m o t o r . The n o r m a l o p e r a t i n gr a n g e f o r t h e c u r r e n t drawn by t h e motor w i l l be known i na d v a n c e and programmed n t o t h e c o n t r o l u n i t a s p a r t o f i t h e rt h e ?rmware t h a t o p e r a t e s t h e c o n t r o l l e r o r t h e o p e r a t i n gp a r a m e t e r s o f t h e d o o r o p e r a t o r . I f t h e c u r r e n t w i t h i n t h en o r m a l r a n g e , m o n i t o r i n g c o n t i n u e s a t b l o c k 6 0 8 . O t h e r w i s e ,a determination s made t block 612 s t o whether h e c u r r e n ti s above o r below t h e normal o p e r a t i n g r a n g e .

I f t h e c u r r e n t drawn by h e motor s g r e a t e r t h a n t h e n o r m a lo p e r a t i n g c u r r e n t a t b l o c k 612 o f F I G . 6 , i t can be assumedt h a t t h e d o o r i s m e e t i n g r e s i s t a n c e o r b e i n g p u s h e d c l o s e d .The e l e c t r i c motor i s s t o p p e d a t b l o c k 614 and t h e d o o r i sc l o s e d o r allowed t o c l o s e a t block 6 1 6 . P r o c e s s i n g t h e nr e t u r n s t o block 602 where t h e c o n t r o l u n i t w a i t s f o r a n o t h e ropen i g n a l . I t s h o u l d b e n o t e d t h a t a t bock 6 1 6 , t h e d o o r m ayb e c l o s e d by a c t i v a t i n g t h e m o t o r o f t h e d o o r o p e r a t o r i n t h eo t h e r d i r e c t i o n . The d o o r may l s o b e c l o s e d m a n u a l l y , o r byc a u s i n g t h e c l u t c h a s s e m b l y t o a l l o w a s p r i n g o r o t h e rm e c h a n i c a l d e v i c e t o c l o s e t h e d o o r . I f t h e motor b e g i n s t odraw l e s s t h a n t h e normal amount of c u r r e n t a t b l o c k 6 1 2 ,e l e c t r i c a l back c h e c k r o u t i n e 6 2 0 i s e x e c u t e d p r i o r t o t h ep r o c e s s i n g r e t u r n i n g t o b l o c k 6 0 2 .

F I G . 7 s a ?owchart l l u s t r a t i o n of h e e l e c t r i c a l back checkp r o c e s s 620 from FIG. 6 a s e x e c u t e d by t h e c o n t r o l l e r o f ad o o r o p e r a t o r a c c o r d i n g t o e x a m p l e e m b o d i m e n t s o f t h ei n v e n t i o n . I t s h o u l d b e n o t e d t h a t t h e e l e c t r i c a l back checkp r o c e s s of embodiments of h e i n v e n t i o n can be i n i t i a t e d andc a r r i e d o u t on t s o w n , w i t h o u t n e c e s s a r i l y b e i n g t r i g g e r e d byt h e p r o c e s s of F I G . 6 o r any o t h e r p r o c e s s . The back checkwould occur on i t s own, f o r example, i n t h e c a s e where ap e r s o n p u s h e s t h e d o o r o p e n w i t h o u t a v a i l i n g t h e m s e l v e s o ft h e d o o r o p e r a t o r t o open h e d o o r a u t o m a t i c a l l y .

P r o c e s s 6 2 0 o f F l G . 7 b e g i n s a t b l o c k 7 0 2 . At l o c k 7 0 4 , t h ed o o r i s b e i n g m o n i t o r e d t o d e t e r m i n e i f i t h a s moved i n t o t h eback check r e g i o n and t h e c o n t r o l u n i t d e t e r m i n e s when o rw h e t h e r t h e d o o r i s i n t h e back c h e c k r e g i o n a t b l o c k 7 0 6 . I ft h e d o o r i s n o t moving t h r o u g h o r e n t e r i n g t h e b a c k c h e c kr e g i o n o f t h e s w i n g a t b l o c k 7 0 6 , m o n i t o r i n g c o n t i n u e s a tb l o c k 7 0 4 . O t h e r w i s e , t h e e l e c t r i c a l back c h e c k i s i n i t i a t e d a tblock 708 wherein t h e c o n t r o l u n i t c a u s e s a v o l t a g e t o bei n j e c t e d i n t o t h e e l e c t r i c m o t o r . T h i s v o l t a g e i s t y p i c a l l y o f ap o l a r i t y t h a t i s t h e r e v e r s e o f t h e p o l a r i t y t h a t i s u s e d t o opent h e d o o r , o r o f t h e same a s t h e p o l a r i t y o f v o l t a g e t h a t i s usedt o c l o s e t h e d o o r i f t h e d o o r i s o p e r a b l e t o be l o s e d u n d e r t h epower o f t h e door o p e r a t o r . I f t h e door r e a c h e s a h o l d openp o s i t i o n a t b l o c k 7 1 0 , p r o c e s s i n g c o n t i n u e s t o b l o c k 7 1 2where h e d o o r s h e l d open o r a s p e c i ? e d t i m e . The door h e nc l o s e s a t block 714 and t h e p r o c e s s e n d s a t b l o c k 7 1 6 . l f t h ed o o r d o e s n o t r e a c h t h e h o l d open p o s i t i o n b u t r e m a i n s i n t h eb a c k c h e c k r e g i o n a t b l o c k 7 1 0 , vo l t a g e i n j e c t i o n c o n t i n u e s a tb l o c k 7 0 8 .

T h e v o l t a g e i n j e c t i o n i n t h e e m b o d i m e n t p i c t u r e d i sa c c o m p l i s h e d b y a p p l y i n g a c o n t i n u o u s DC o l t a g e t o t h em o t o r . The l e v e l o f t h i s v o l t a g e i s a d j u s t e d u s i n g t h e h o l do p e n t o r q u e p o t e n t i o m e t e r . T h e v o l t a g e l e v e l i s ? x e d r e l a t i v et o t h e p o s i t i o n o f t h e d o o r i n t h e p i c t u r e d e m b o d i m e n t ; howe v e r , a n embodiment o u l d b e d e v e l o p e d i n which h e v ol t a g echanged d e p e n d i n g on t h e e x a c t p o s i t io n o f t h e d o o r i f a

20

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6 5

1 0p o s i t i o n s e n s o r were i n c l u d e d . A e s i g n c o u l d a l s o be d e v e loped i n which p u l s e d v o l t a g e i s u s e d t o c r e a t e t h e e l e c t r i c a lback c h e c k .

The e r m i n o l o g y u s e d h e r e i n i s f o r t h e p u r p o s e o f d e s c r i bi n g p a r t i c u l a r e m b o d i m e n t s o n l y a n d i s n o t i n t e n d e d t o b el i m i t i n g o f t h e i n v e n t i o n . As u s e d h e r e i n , t h e s i n g u l a r f o r m s a , a n and t h e a r e i n t e n d e d t o i n c l u d e t h e p l u r a l forms a sw e l l , u n l e s s t h e c o n t e x t c l e a r l y i n d i c a t e s o t h e r w i s e . I t w i l l b ef u r t h e r u n d e r s t o o d t h a t t h e t e r m s c o m p r i s e s a n d / o r comp r i s i n g , when s e d i n t h i s s p e c i ? c a t i o n , s p e c i f y t h e p r e s e n c eo f s t a t e d f e a t u r e s , s t e p s , o p e r a t i o n s , e l e m e n t s , a n d / o r compon e n t s , b u t do n o t p r e c l u d e t h e presence o r a d d i t i o n of one o rm o r e o t h e r f e a t u r e s , s t e p s , o p e r a t i o n s , e l e m e n t s , c o m p o n e n t s ,a n d / r g r o u p s t h e r e o f . A d d i t i o n a l l y , c o m p a r a t i v e , q u a n t i t at i v e terms such s l e s s OR g r e a t e r a r e intended o enc o mp a s s t h e c o n c e p t o f e q u a l i t y , t h u s , l e s s c a n mean n o t o n l y l e s s i n t h e s t r i c t e s t m a t h e m a t i c a l s e n s e , b u t a l s o , l e s s t h a no r e q u a l t o .

A l t h o u g h s p e c i ? c e m b o d i m e n t s h a v e b e e n i l l u s t r a t e d a n dd e s c r i b e d h e r e i n , t h o s e o f o r d i n a r y s k i l l i n t h e a r t a p p r e c i a t et h a t any arrangement which s c a l c u l a t e d t o a c h i e v e t h e samep u r p o s e may b e s u b s t i t u t e d f o r t h e s p e c i ? c embodimentsshown a n d t h a t t h e i n v e n t i o n h a s o t h e r a p p l i c a t i o n s i n o t h e re n v i r o n m e n t s . T h i s a p p l i c a t i o n i s i n t e n d e d t o c o v e r a n y a d a pt a t i o n s o r v a r i a t i o n s o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n . The f o l l o w i n gc l a i m s a r e i n no way i n t e n d e d t o l i m i t t h e scope of h e i n v e nt i o n t o t h e s p e c i ? c embodiments d e s c r i b e d h e r e i n .

The i n v e n t i o n c l a i m e d i s :1 . A ethod o f o p e r a t i n g a d o o r o p e r a t o r u s i n g a c o n t r o l l e r

and an e l e c t r i c m o t o r , t h e method c o m p r i s i n g :c o n d i t i o n a l l y o p e n i n g a d o o r t o which h e d o o r o p e r a t o r i sa t t a c h e d ;d e t e r m i n i n g u s i n g a H a l l e f f e c t s e n s o r t h a t t h e door t o

w h i c h t h e d o o r o p e r a t o r s a t t a c h e d i s b e i n g p u s h e d o p e nt h r o u g h a b a c k c h e c k r e g i o n ;

u s i n g t h e c o n t r o l l e r t o c a u s e t h e d o o r o p e r a t o r , t h r o u g he l e c t r o n i c c o n t r o l of h e e l e c t r i c m o t o r , t o e x e r t a c l o s i n gf o r c e on t h e d o o r by i n j e c t i n g v o l t a g e i n t o t h e e l e c t r i cmotor n t i l t h e door comes t o a s t o p ;

c o n d i t i o n a l l y p r e v e n t i n g t h e o p e n i n g o f t h e d o o r w h i l e t h ev o l t a g e i s b e i n g i n j e c t e d i n t o t h e e l e c t r i c m o t o r ; a n d

c l o s i n g t h e d o o r .2 . The method o f c l a i m 1 w h e r e i n a p o l a r i t y o f t h e v o l t a g e

i s t h e same a s t h e p o l a r i t y t h a t would c l o s e t h e d o o r .3 . The method o f c l a i m 2 wherein a l e v e l o f t h e v o l t a g e i s

c o n t r o l l e d by a p o t e n t i o m e t e r .4 . A o o r o p e r a t o r c o m p r i s i n g :a motor;a r o t a t a b l e o p e r a t o r ar m o p e r a t i v e l y connected between a

d o o r and h e m o t o r ;a c l u t c h a s s e m b l y c o n d i t i o n a l l y , o p e r a t i v e l y e n g a g e d w i t ht h e r o t a t a b l e o p e r a t o r a r m ;

a H a l l e f f e c t d e v i c e t o d e t e r m i n e a p o s i t i o n of h e d o o r ;a me mory ; anda p r o c e s s o r o p e r a t i v e l y c o n n e c t e d t o t h e m o t o r , t h e p o s i

t i o n s e n s o r and t h e memory, wherein t h e p r o c e s s o r i sprogrammed by t h e memory o d e t e r m i n e t h a t t h e d o o ri s o p e n i n g t h r o u g h t h e b a c k c h e c k r e g i o n a n d c o n t r o l t h emotor o e x e r t a c l o s i n g f o r c e on h e door by i n j e c t i n g av o l t a g e i n t o t h e m o t o r , a n d t o d e t e r m i n e i f t h e d o o r i sb e i n g p u s h e d o p e n a n d p r e v e n t t h e m o t o r f r o m o p e n i n gt h e d o o r w h i l e i n j e c t i n g t h e v o l t a g e i n t o t h e m o t o r whent h e d o o r i s o p e n i n g t h r o u g h t h e b a c k c h e c k r e g i o n .


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Door Operator With Electrical

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