CN104268961A - 一种应用于三辊闸的计数装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于三辊闸的计数装置，所述应用于三辊闸的计数装置主要包括左右两个金属接近开关和一个计数控制板，所述左右金属接近开关分别安装在所述左右电磁体末端，所述计数控制板与左右金属接近开关相连，金属接近开关平时断开，只在底部有金属接近的时候闭合，并产生数字信号；所述计数控制板获得上述左右金属接近开关数字信号，通对数字信号序列的处理获得闸杆旋转方向、角度，从而实现对通过人员的计数功能。

Description

一种应用于三辊闸的计数装置

技术领域

本发明涉及一种通道设备，尤其涉及一种通道设备的计数装置。

背景技术

三辊闸是一种用于人流通道的机械控制设备，主要用于人员出入口需要进行管理和控制的地方。通过与刷卡、指纹、人脸等身份识别装置相结合，三辊闸能限制出入人员身份，杜绝非法出入。

在商场、地铁等公共场所，管理者希望获取不同时段通过三辊闸的人流量信息；而在一些管理非常严格的地点，比如封闭的工厂厂房，甚至希望获取通过三辊闸进出的人员具体数字，从而得知厂房工作人员人数。但目前已知的所有三辊闸都完全不具备对通过人员计数的功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种利用金属接近开关感知卡位机构的运动，从而判断三辊闸档杆旋转方向和旋转角度的计数装置，通过对三辊闸进行改进，使其具备对通过人员计数的功能。 

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：

一种应用于三辊闸的计数装置，包括三爪轮、左右止动块、左右电磁体、左右推拉连杆、闸杆及闸杆转轴，所述与闸杆转轴相连的三爪轮的每个爪块外侧有两个凸起；所述左右止动块分别与对应的左右推拉连杆固接，在所述靠近止动块一侧的推拉连杆上均装有弹簧，所述应用于三辊闸的计数装置还包括左右两个金属接近开关和一个计数控制板，所述左右金属接近开关分别安装在所述左右电磁体末端，所述计数控制板与左右金属接近开关相连，金属接近开关平时断开，只在底部有金属接近的时候闭合，并产生数字信号。

金属接近开关内部有一个线圈震荡电路，产生一个电磁场，当金属接近这个电磁场时内部会产生涡流，从而使线圈电路参数发生变化，金属接近开关的输出是一个5V的数字信号。

左电磁体线圈通电，所述通电电磁体带动推拉连杆将左止动块拉开，左推拉连杆末端伸出至左金属接近开关下方，左金属接近开关闭合，产生数字信号AL；外力推动闸杆转动过程中，三爪轮随闸杆转轴逆时针旋转，所述三爪轮外侧凸起依次推动左右止动块带动左右推拉连杆向外侧移动；使得左右金属接近开关依次断开或闭合，当旋转120°时，左右止动块全部回位，锁住三爪轮回到起始状态，则两个金属接近开关依次产生的数字信号为AL、AR、AL、AR。

右电磁体线圈通电，所述通电电磁体带动推拉连杆将右止动块拉开，右推拉连杆末端伸出至右金属接近开关下方，右金属接近开关闭合，产生数字信号AR；外力推动闸杆转动过程中，三爪轮随闸杆转轴顺时针旋转，所述三爪轮外侧凸起依次推动左右止动块带动左右推拉连杆向外侧移动；使得左右金属接近开关依次断开或闭合，当旋转120°时，左右止动块全部回位，锁住三爪轮回到起始状态，则两个金属接近开关依次产生的数字信号为AR、AL、AR、AL。

AL为左金属接近开关闭合产生的数字信号，AR为右金属接近开关闭合产生的数字信号。

所述计数控制板获得上述左右金属接近开关数字信号序列，通对数字信号的处理获得闸杆的旋转方向和旋转角度。

进一步的，所述三辊闸的计数装置还包括上位机，所述上位机与计数控制板相连，用于接收计数信息，并进行数据处理和显示。

进一步的，所述计数控制板包括内置芯片，所述内置芯片中安装有嵌入式软件。

进一步的，计数控制板至少带有和上位机合适通讯的接口，包扩RS232、RS485任一接口。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1）本发明利用三辊闸本身的机构原理，进行创新性的设计并实现了一种应用于三辊闸的新型计数系统。

2）本发明巧妙的利用三辊闸自身的旋转止动机构，通过加装两个金属接近开关间接感应闸杆动作，通过金属接近开关信号发生的顺序获得闸杆旋转方向和角度，从而判断人员通过信息，方法简单可靠，易于实现。

3）本发明只需搭配一块简单的控制芯片，具备少量的IO、基本的运算处理与通讯功能即可实现，大大节省了成本。

附图说明

图1为本发明系统整体架构示意图。

图2本发明三辊闸内部架构示意图。

图3本发明三辊闸闸杆旋转120°系统状态图一。

图4本发明三辊闸闸杆旋转120°系统状态图二。

图5本发明三辊闸闸杆旋转120°系统状态图三。

图6本发明三辊闸闸杆旋转120°系统状态图四。

图7本发明三辊闸闸杆旋转120°系统状态图五。

图8本发明三辊闸闸杆旋转120°系统状态图六。

图9本发明三辊闸闸杆旋转120°系统状态图七。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的一种应用于三辊闸的计数装置进行进一步的描述。

本发明系统整体架构如图1所示，整套系统由三辊闸主控电路、三辊闸转动机构、金属接近开关、计数控制板组成，为实现完整的功能，还需要外部开关和上位机；其中，外部开关通过信号线连接到三辊闸主控电路，给予三辊闸主控电路开闸信号；三辊闸主控电路控制三辊闸旋转机构，允许其转动或者止动；加装在三辊闸旋转机构上的金属接近开关通过金属接近感应获取转动机构的转动信息，并通过线路告知计数控制板，计数控制板与上位机的通讯模块进行交流，通过一定的通讯协议将计数信息上传。

如图2所示，本发明三辊闸内部架构包括三爪轮1、左止动块2、右止动块3、左推拉连杆4、右推拉连杆5、左金属接近开关6、右金属接近开关7、左电磁体8、右电磁体9、计数控制板10。

所述三爪轮与闸杆转轴相连，随闸杆的转动而转动；所述止动块可以通过左右移动来卡死或放开三爪轮；所述推拉连杆上装有弹簧，末端与止动块相连，平时推动止动块卡死三爪轮，当电磁体通电时将止动块拉开；所述电磁体在人员通过验证时，对应通行方向的磁体线圈通电，带动推拉连杆向外侧运动，从而在推拉连杆末端产生位移。

左电磁体8线圈通电，所述通电电磁体带动左推拉连杆4将左止动块2拉开，左推拉连杆4末端伸出至左金属接近开关6下方，左金属接近开关6闭合，产生数字信号AL；外力推动闸杆转动过程中，三爪轮1随闸杆转轴逆时针旋转，所述三爪轮1外侧凸起依次推动左止动块2、右止动块3，带动左推拉连杆4、右推拉连杆5向外侧移动；使得左金属接近开关6、右金属接近开关7依次断开或闭合，当旋转120°时，左止动块2、右止动块3全部回位，锁住三爪轮1回到起始状态，则两个金属接近开关依次产生的数字信号为AL、AR、AL、AR；

右电磁体9线圈通电，所述通电电磁体带动推拉连杆5将右止动块3拉开，右推拉连杆5末端伸出至右金属接近开关7下方，右金属接近开关7闭合，产生数字信号AR；外力推动闸杆转动过程中，三爪轮1随闸杆转轴顺时针旋转，所述三爪轮1外侧凸起依次推动右止动块3、左止动块2，带动右推拉连杆5、左推拉连杆4向外侧移动；使得右金属接近开关7、左金属接近开关6依次断开或闭合，当旋转120°时，右止动块3、左止动块2全部回位，锁住三爪轮1回到起始状态，则两个金属接近开关依次产生的数字信号为AR、AL、AR、AL；

AL为左金属接近开关闭合产生的数字信号，AR为右金属接近开关闭合产生的数字信号；

所述计数控制板是一块集成电路板，其输入为两个金属接近开关所产生的数字信号，通过对这些数字信号的处理获得闸杆旋转方向和旋转角度，从而得到计数信息。计数控制板带有通用串行通讯接口，包括RS232、RS485任一接口，可以将这些计数信息传送给上位机进一步处理或显示。

下面以人员逆时针旋转三辊闸闸杆120°并通过闸机的整个过程，详细描述信号产生的原理：

如图3所示，这是三辊闸的起始状态，此时左右止动块将三爪轮锁死，无论顺时针逆时针都无法转动，左右金属接近开关都为断开状态。

如图4所示，某时刻有人通过门禁刷卡，告知三辊闸需要通过，左电磁体8通电吸引左推拉连杆4向左运动，带动左止动块2左移，左推拉连杆4左端运动到左金属接近开关6下方，左金属接近开关6感应到金属后闭合，产生数字信号AL；另外，左止动块2移开后，不再锁紧三爪轮1，三爪轮1可以逆时针旋转。

如图5所示，外力推动三辊闸杆，闸杆转轴带动三爪轮1开始逆时针旋转，此时左电磁体8断电失磁，但是三爪轮1爪1′下锐角边缘已经旋转至左止动块2外表面，继续推动左止动块2和左推拉连杆4保持原位，左金属接近开关6继续闭合，保持数字信号AL。

    如图6，三爪轮1继续逆时针旋转，爪1′锐角边缘滑过左止动块2，左推拉连杆4在弹簧弹力的作用下推动左止动块2右移复位，左金属接近开关6下方感应不到金属，从而断开；在另一边，爪3′锐角边沿推动右止动块3和右推拉连杆5右移，右金属接近开关7下方感应到金属，从而闭合，产生数字信号AR。

如图7，三爪轮1继续逆时针旋转，爪1′的另一个锐角边缘推动左止动块2和左推拉连杆4左移，左金属接近开关6下方感应到金属，从而闭合，产生数字信号AL；在另一边，爪3′锐角边沿滑过右止动块3，右推拉连杆5在弹簧弹力的作用下推动右止动块3左移复位，右金属接近开关7下方感应不到金属，从而断开。

如图8，爪1′轮缘完全离开左止动块2，左推拉连杆4在弹簧弹力的作用下推动左止动块2右移复位，左金属接近开关6下方感应不到金属，从而断开；在另一边，爪3′的另一个锐角边缘推动右止动块3和右推拉连杆5右移，右金属接近开关7下方感应到金属，从而闭合，产生数字信号AR。

如图9，爪3′轮缘完全离开右止动块3，右推拉连杆5在弹簧弹力的作用下推动右止动块3左移复位，右金属接近开关7下方感应不到金属，从而断开；此时三爪轮1已经完成整个120°的旋转，恢复成开始图3的姿态，但是爪1′已经由左方旋转至正下方。

综上所述，从图3到图9整个过程左右金属接近开关轮流闭合，产生AL、AR、AL、AR的数字信号序列，根据这一完整序列就可以判断三爪轮旋转方向为逆时针，旋转角度为120°；同理，如果从另一个方向推动闸杆带动三爪轮顺时针转动，将产生AR、AL、AR、AL的数字信号序列。如果这个数字信号序列不全，则可判断三爪轮并未旋转120°完成一整套动作。

对于具体实施方式的理解的描述仅仅是为帮助理解本发明，而不是用来限制本发明的。本领域技术人员均可以利用本发明的思想进行一些改动和变化，只要其技术手段没有脱离本发明的思想和要点，仍然在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种应用于三辊闸的计数装置，包括三爪轮、左右止动块、左右电磁体、左右推拉连杆、闸杆及闸杆转轴，所述与闸杆转轴相连的三爪轮的每个爪块外侧有两个凸起；所述左右止动块分别与对应的左右推拉连杆固接，在所述靠近止动块一侧的推拉连杆上均装有弹簧，其特征在于：所述应用于三辊闸的计数装置还包括左右两个金属接近开关和一个计数控制板，所述左右金属接近开关分别安装在所述左右电磁体末端，所述计数控制板与左右金属接近开关相连，金属接近开关平时断开，只在底部有金属接近的时候闭合，并产生数字信号；

左电磁体线圈通电，所述通电电磁体带动左推拉连杆将左止动块拉开，左推拉连杆末端伸出至左金属接近开关下方，左金属接近开关闭合，产生数字信号AL；外力推动闸杆转动过程中，三爪轮随闸杆转轴逆时针旋转，所述三爪轮外侧凸起依次推动左右止动块带动左右推拉连杆向外侧移动；使得左右金属接近开关依次断开或闭合，当旋转120°时，左右止动块全部回位，锁住三爪轮回到起始状态，则两个金属接近开关依次产生的数字信号为AL、AR、AL、AR；

右电磁体线圈通电，所述通电电磁体带动右推拉连杆将右止动块拉开，右推拉连杆末端伸出至右金属接近开关下方，右金属接近开关闭合，产生数字信号AR；外力推动闸杆转动过程中，三爪轮随闸杆转轴顺时针旋转，所述三爪轮外侧凸起依次推动左右止动块带动左右推拉连杆向外侧移动；使得左右金属接近开关依次断开或闭合，当旋转120°时，左右止动块全部回位，锁住三爪轮回到起始状态，则两个金属接近开关依次产生的数字信号为AR、AL、AR、AL；

AL为左金属接近开关闭合产生的数字信号，AR为右金属接近开关闭合产生的数字信号；

所述计数控制板获得上述左右金属接近开关数字信号序列，通对数字信号的处理获得闸杆的旋转方向和旋转角度。

2.根据权利要求1所述的一种应用于三辊闸的计数装置，其特征在于，所述三辊闸的计数装置还包括上位机，所述上位机与计数控制板相连，用于接收计数信息，并进行数据处理和显示。

3.根据权利要求1所述的一种应用于三辊闸的计数装置，其特征在于，所述计数控制板包括内置芯片，所述内置芯片中安装有嵌入式软件。

4.根据权利要求1至3所述的任一一种应用于三辊闸的计数装置，其特征在于，所述计数控制板至少带有RS232、RS485任一接口。