CN103334388B - 一种防止闯闸的安全智能闸机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防止闯闸的安全智能闸机，包括机架、门板、电机和逻辑通行模块，所述电机驱动门板动作，所述的电机固定于所述的机架上，所述的逻辑通行模块连接电机并控制电机动作，还包括一个用于紧急制动电机的电机急停控制装置,所述的电机急停控制装置接收逻辑通行模块发送的控制指令紧急制动电机。目前在闸机门关闭过程中，电机运转会产生力矩，若此时乘客尚未通过闸机，闸机门有可能会夹伤乘客。而在闸机门关闭状态下，乘客只要施加超过闸机门关闭的阻止力即可将闸机门强行打开，对闸机门造成一定的损坏，并且闸机无法有效的限制闯闸。本发明可实现门板在任意位置急停，防止夹人保证乘客的安全，并且可以有效防止乘客闯闸。<pb pnum="1" />

Description

一种防止闯闸的安全智能闸机

技术领域

本发明涉及自动控制装置，特别是一种能够防止乘客闯闸的智能闸机。

背景技术

在地铁或火车站等需要闸机拦截检票的地方通常设有闸机。目前常用的闸机门主要通过高速电机控制减速机构使电磁铁吸附门板绕旋转轴做反复摆动。当逻辑判断失误，乘客尚未及时通过闸机，闸机门有可能会夹伤乘客，并且在闸机门关闭状态下，乘客只要施加超过闸机门关闭的阻止力即可将闸机门强行打开，对闸机门造成一定的损坏，并且闸机无法有效的限制闯闸。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种防止闯闸的安全智能闸机，可实现门板在任意位置急停，防止门板夹人，保证乘客的安全，并且可以有效防止乘客闯闸。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种防止闯闸的安全智能闸机，包括机架、门板、电机和逻辑通行模块，所述电机连接门板控制门板动作，所述的电机固定于所述的机架上，所述的逻辑通行模块连接电机控制电机动作，还包括一个用于紧急制动电机的电机急停控制装置,所述的电机急停控制装置接收逻辑通行模块发送的控制指令紧急制动电机。当逻辑通行模块在关门状态指令下，若有乘客强行闯闸，逻辑通行模块发送停止指令给电机急停控制装置，所述的电机急停控制装置对电机紧急制动，门板停止关门动作，实现门板在任意位置的急停，防止电机继续动作夹人，在电机急停控制装置的作用下，门板的位置被固定，乘客是无法强行将门板推动的，待乘客后退不再闯闸，将门板关上，如此可以避免乘客强行闯闸。为保证工作效率，逻辑通行模块对于开关门的动作是有时间限制的，当开门状态时正常通行的乘客未及时通过闸机通道，而闸机门又准备关上时，逻辑通行模块发送控制指令给电机急停控制装置，电机急停控制装置不动作，并且逻辑通行模块控制电机将门板打开，保证了乘客正常通行的安全。

作为改进，所述电机的转轴和门板之间连接有一曲柄摇杆机构，所述的曲柄摇杆机构的曲柄端套于所述的转轴上，所述转轴带动曲柄端转动，驱动门板开合，所述的机架与曲柄端连接有拉簧。所述急停装置在系统断电时不工作，可使闸机门在系统断电时通过拉簧作用将门板自动打开，保障乘客通行的安全。

作为改进，所述的机架上设有两个力传感器，所述的力传感器位于所述曲柄摇杆机构两个死点位置的下方。充分利用死点的特性，实现对开关门终点位置的检测及开关门终点位置的阻挡。

作为改进，所述机架和门板之间连接一虚约束，所述虚约束的运动与所述曲柄摇杆机构带动门板开合动作相配合。所述的虚约束有效的了门板在开关门过程中产生的晃动。

作为优选，所述的电机为低速直流电机。用低速直流电机代替传统的高速电机，并且省去了使用高速电机所需的减速机构，降低了设备成本，减小了设备尺寸。

作为进一步优化，所述的电机急停控制装置包括电磁抱闸制动装置以及通过触头的得失电控制电磁抱闸装置动作的接触器，所述接触器触头的得失电信号由逻辑通行模块给出，所述的电磁抱闸制动装置包括闸瓦，所述电机的转轴穿过所述闸瓦。定位准确，做到乘客闯闸时，保持门板任意位置的停止动作，保证乘客的安全。

作为进一步优化，所述的电机急停控制装置为反接制动装置，在反接制动装置与电机之间连接有反接闸刀并且串联一限流电阻。急停反应速度快，连接方式简单，设备成本较低，开门的阻止力大，有效的避免乘客的强行开门。

作为进一步优化，所述的电机急停控制装置为磁粉制动器，所述的磁粉制动器包括内转子、外转子、激磁线圈和磁粉，所述的激磁线圈置于所述的内转子与外转子之间，所述的激磁线圈上附有磁粉，所述电机的轴承穿过所述的内转子、外转子和激磁线圈。响应速度快，结构简单、无污染、无噪音、无冲击振动节约能源等优点。

作为优化，逻辑通行模块包括人体位置感应器，所述的机架外部包有一个闸机壳体，壳体上设有供所述的门板伸出闸机壳体和收缩至闸机壳体内的门孔，所述的人体位置感应器分布于所述的闸机壳体的门孔两侧的侧壁上。人体位置感应器作为逻辑通行模块的检测装置，对乘客经过闸机通道的位置进行人体位置检测并将位置信号发送至逻辑通行模块的处理器中。所述逻辑通行模块的处理器置于所述闸机壳体内。当乘客票务处理正常时，电机接到逻辑通行模块命令将门板打开，此时人体位置感应器检测到的人体位置信号发送至逻辑通行模块的处理器并形成行进过程，在该行进过程中，如果乘客通行速度较慢，在逻辑通行模块设定的时间内未能及时通过闸机门的门板位置，通过逻辑通行模块发送不动作的控制指令给电机急停控制装置，电机急停控制装置不动作，并将门板打开，使乘客能安全通行；若闸机门在关门过程中，乘客票务处理不正常，通行逻辑模块判断乘客强行闯闸，逻辑通行模块发送控制指令给电机急停控制装置，电机急停控制装置动作将电机停止，门板停止关门动作并保持停止状态，直到人体位置感应器检测到人体位置已经退出，才将门板继续关上，如此则限制了乘客的闯闸行为，也防止了门板夹伤闯闸的乘客。

作为进一步优化，所述的人体位置感应器为红外线感应器。所述的红外线感应器能有效的接收乘客在接近闸机时发出的红外线信号。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

设置了电机急停装置，当出现乘客强行闯闸的情况下，由逻辑通行模块控制电机急停装置将电机紧急制动，在电机急停装置的作用下，乘客无法强行将闸机门板推开，即可以防止乘客继续强行闯闸，同时可以防止电机继续动作夹伤乘客，也防止了乘客强行闯闸对闸机设备造成破坏。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1为本发明结构图；

图2为本发明功能模块组成图；

图3为本发明门板关状态的后视图；

图4为本发明门板开状态的后视图。

具体实施方式

如图1-4所示，一种防止闯闸的安全智能闸机，包括闸机壳体，闸机壳体内设有机架1、电机3和逻辑通行模块，所述电机3连接门板2控制门板2动作，所述电机3固定在所述的机架1上，所述的逻辑通行模块置于所述的闸机壳体内，所述的门板2可自动伸出闸机壳体或收缩至闸机壳体内。所述电机3的转轴和门板2之间连接有一曲柄摇杆机构5，所述的曲柄摇杆机构5的曲柄端套于所述的转轴上，所述转轴带动曲柄端转动，驱动门板2开合。所述的机架1上设有两个力传感器，所述的力传感器位于所述曲柄摇杆机构5两个死点位置的下方。充分了利用了死点的特性，实现对开关门终点位置的检测及开关门终点位置的阻挡。保证关门状态下极大的开门阻力，防止乘客的强行闯闸。所述机架1和门板2之间连接一虚约束6，所述虚约束6的运动与所述曲柄摇杆机构5带动门板2开合动作相配合。所述的虚约束防止了门板开合过程中产生的晃动。逻辑通行模块包括人体位置感应器，所述的闸机壳体上设有供所述的门板2伸出闸机壳体和收缩至闸机壳体内的门孔，所述的人体位置感应器分布于所述的闸机壳体的门孔两侧的侧壁上。所述的人体位置感应器感应是否有人靠近，然后将感应数据传送给逻辑通行模块。人体位置感应器作为逻辑通行模块的检测装置，对乘客经过闸机通道的位置进行人体位置检测并将位置信号发送至逻辑通行模块的处理器中。所述逻辑通行模块的处理器置于所述闸机壳体内。作为在本实施例中所述逻辑通行模块的处理器采用型号为EP1C4F324C8的可编程逻辑控制器，当然并不限于所举实施例。其还包括一个用于紧急制动电机3的电机急停控制装置4,所述的电机急停控制装置4接收逻辑通行模块发送的控制指令紧急制动电机3。所述的机架1与曲柄端连接有拉簧7。在系统断电时，所述电机急停装置4不工作，闸机门通过拉簧7作用将门板2自动打开，保障乘客通行的安全。当逻辑通行模块在关门状态指令下，若有乘客强行闯闸，逻辑通行模块发送停止指令给电机急停控制装置4，所述的电机急停控制装置4对电机3紧急制动，门板2停止关门动作，实现门板2在任意位置的急停，防止电机3继续动作夹人，在电机急停控制装置4的作用下，门板2的位置被固定，乘客是无法强行将门板2推动，待乘客后退不再闯闸，将门板2关上，如此可以避免乘客强行闯闸。为保证工作效率，逻辑通行模块对于开关门的动作是有时间限制的，当开门状态时正常通行的乘客未及时通过闸机通道，而闸机门又准备关上时，逻辑通行模块发送控制指令给电机急停控制装置4，电机急停控制装置4不动作，并且逻辑通行模块控制电机3将门板2打开，保证了乘客正常通行的安全。作为优选，所述的电机1为低速直流电机。

所述的防止闯闸的安全智能闸机有对称布置的两个，构成乘客过检的通道。

本实施例中所述的虚约束6为二连杆机构或四连杆机构或滑轨，不限于所举虚约束6例子。

作为对本优选实施例的进一步说明，对所述的防止闯闸的安全智能闸机的工作原理描述如下：

参见图2，防止闯闸的安全智能闸机的功能组成图，当乘客票务处理正常时，电机3接到逻辑通行模块命令将门板2打开，此时人体位置感应器检测到的人体位置信号发送至逻辑通行模块的处理器并形成行进过程，在该行进过程中，如果乘客通行速度较慢，在逻辑通行模块设定的时间内未能及时通过闸机门的门板2位置，通过逻辑通行模块发送不动作的控制指令给电机急停控制装置4，电机急停控制装置4不动作，并将门板2打开，使乘客能安全通行；若闸机门在关门过程中，乘客票务处理不正常，通行逻辑模块判断乘客强行闯闸，逻辑通行模块发送控制指令给电机急停控制装置4，电机急停控制装置4动作将电机3停止，门板2停止关门动作并保持停止状态，直到人体位置感应器检测到人体位置已经退出，才将门板2继续关上。

实施例1：

防止闯闸的安全智能闸机中所述的电机急停控制装置4包括电磁抱闸制动装置以及通过触头的得失电控制电磁抱闸装置动作的接触器，所述接触器触头的得失电信号由逻辑通行模块给出，所述的电磁抱闸制动装置包括闸瓦，所述电机的转轴穿过所述闸瓦。电磁抱闸装置在接收到逻辑通行模块的急停指令后，通过接触器控制闸瓦抱住电机转轴，电机3停止转动，实现门板2位置保持。所述的电磁抱闸制动装置速度响应快、定位准确。当系统突发断电，电磁抱闸制动装置不工作，为保证乘客安全通过，门板2在弹簧7的作用下自动打开，保证乘客安全通过。

实施例2：

防止闯闸的安全智能闸机中，所述的电机急停控制装置4为反接制动装置。在反接制动装置与电机3之间连接有反接闸刀，通过反接闸刀把电源突然反接，同时在支路上串联一限流电阻，限制并消耗由于制动产生的大电流。通过电压反接制动或电动势反接制动的方式使电机3产生相反的转动扭矩，迫使电机3停止转动。所述反接制动装置反应速度快，连接方式简单，设备成本较低，开门的阻止力大，有效的避免乘客的强行开门。

实施例3：

防止闯闸的安全智能闸机中，所述的电机急停控制装置4为磁粉制动器，所述的磁粉制动器包括内转子、外转子、激磁线圈和磁粉，所述的激磁线圈置于所述的内转子与外转子之间，所述的激磁线圈上附有磁粉，所述电机3的转轴穿过所述的内转子、外转子和激磁线圈。乘客票务正常的情况下，激磁线圈不通电，内转子旋转，由于离心力的作用，磁粉被甩在内转子的内壁上，磁粉与外转子之间没有接触，内转子空转。当发生逻辑通行模块误判断，乘客未及时通过或者有乘客在关门状态下强行闯闸，激磁线圈在接通电源后产生电磁场，磁粉在磁力线作用下形成磁粉链，把内转子、外转子联接起来，从而达到传递和制动扭矩的目的。通过电机3产生相反的扭矩，迫使电机3停止转动，实现门板2在任意位置的保持。

所述的电机急停控制装置4不仅限于上述实施1-3所举实施例，只要具有所述的相同功能的其他装置均可作为替换。

所述的人体位置感应器为红外线感应器，但不限于所述实施方式。

本发明通过电机急停装置4的运用，当出现乘客强行闯闸的情况下，由逻辑通行模块控制电机急停装置4将电机3紧急制动，使得乘客无法强行将闸机门板2推开，即可以防止乘客的强行闯闸，同时可以防止电机3继续动作夹伤乘客，也防止了乘客强行闯闸对闸机设备造成破坏。闸机门关闭通过对曲柄摇杆机构5死点位置的利用，产生极大的开门阻力，有效的防止了乘客闯闸。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (6)

1. 一种防止闯闸的安全智能闸机，包括机架（1）、门板（2）、电机（3）和逻辑通行模块，所述电机（3）驱动门板（2）动作，所述的电机（3）固定于所述的机架（1）上，所述的逻辑通行模块连接电机（3）并控制电机（3）动作，其特征在于：还包括一个用于紧急制动电机的电机急停控制装置（4）,所述的电机急停控制装置（4）接收逻辑通行模块发送的控制指令紧急制动电机（3）；所述的电机（3）为低速直流电机,所述的电机急停控制装置（4）包括电磁抱闸制动装置以及通过触头的得失电控制电磁抱闸制动装置动作的接触器，所述接触器触头的得失电信号由逻辑通行模块给出，所述的电磁抱闸制动装置包括闸瓦，所述电机的转轴穿过所述闸瓦；或者所述的电机急停控制装置（4）为反接制动装置，在反接制动装置与电机之间连接有反接闸刀并且串联一限流电阻；或者所述的电机急停控制装置（4）为磁粉制动器，所述的磁粉制动器包括内转子、外转子、激磁线圈和磁粉，所述的激磁线圈置于所述的内转子与外转子之间，所述的激磁线圈上附有磁粉，所述电机（3）的转轴穿过所述的内转子、外转子和激磁线圈；当逻辑通行模块在关门状态指令下，若有乘客强行闯闸，逻辑通行模块发送停止指令给电机急停控制装置，所述的电机急停控制装置对电机紧急制动，门板停止关门动作，实现门板在任意位置的急停，防止电机继续动作夹人，在电机急停控制装置的作用下，门板的位置被固定，乘客是无法强行将门板推动的，待乘客后退不再闯闸，将门板关上，当开门状态时正常通行的乘客未及时通过闸机通道，而闸机门又准备关上时，逻辑通行模块发送控制指令给电机急停控制装置，电机急停控制装置不动作，并且逻辑通行模块控制电机将门板打开，保证了乘客正常通行的安全。

2.根据权利要求1所述的防止闯闸的安全智能闸机，其特征在于：所述电机（3）的转轴和门板（2）之间连接有一曲柄摇杆机构（5），所述的曲柄摇杆机构（5）的曲柄端套于所述的转轴上，所述转轴带动曲柄端转动，驱动门板开合，所述的机架（1）与曲柄端连接有拉簧（7）。

3.根据权利要求2所述的防止闯闸的安全智能闸机，其特征在于：所述的机架（1）上设有两个力传感器，所述的力传感器位于所述曲柄摇杆机构（5）两个死点位置的下方。

4.根据权利要求2所述的防止闯闸的安全智能闸机，其特征在于：所述机架（1）和门板（2）之间连接一虚约束（6），所述虚约束（6）的运动与所述曲柄摇杆机构（5）带动门板（2）开合动作相配合。

5.根据权利要求1所述的防止闯闸的安全智能闸机，其特征在于：逻辑通行模块包括人体位置感应器，所述的机架（1）外部包有一个闸机壳体，壳体上设有供所述的门板（2）伸出闸机壳体和收缩至闸机壳体内的门孔，所述的人体位置感应器分布于所述的闸机壳体的门孔两侧的侧壁上。

6.根据权利要求5所述的防止闯闸的安全智能闸机，其特征在于：所述的人体位置感应器为红外线感应器。