CN104314403A - 一种门操作装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种门操作装置，包括：壳体，凸轮结构，传动轴体，活塞，压缩弹簧和阻尼结构，其中：壳体包括上部壳体和下部壳体，上部壳体对应于凸轮结构的轴承的位置具有一孔，允许凸轮结构的轴承通过，凸轮结构的轴线即为轴承的轴线；凸轮结构包括上述轴承、凸轮、和与凸轮抗旋转且同轴设置的圆形齿轮，上述圆形齿轮能够随凸轮一起旋转，用于连接至阻尼结构；传动轴体为圆柱状，与凸轮相抵接；活塞位于壳体内部，且与壳体内壁滑动接触，传动轴体安装在活塞靠近凸轮的一端；穿过压缩弹簧的中心部分设置一定位杆；阻尼结构包括阻尼器，以及与上述圆形齿轮啮合的一齿状结构。本发明的门操作装置结构简单，成本低，使用方便，适于广泛推广。

Description

一种门操作装置

技术领域

本发明涉及一种门操作装置，具体涉及一种机械式的门操作装置，可广泛应用于大厦的防火门等。

背景技术

目前基本防火门都设有自动关闭的功能，通常加装一闭门装置，促使其在开启后自动闭门，该闭门装置一般由动力机构和联动机构组成。现有技术中常用的一种闭门装置采用了凸轮结构，采用凸轮结构的闭门装置基本原理如下：一凸轮枢装于一壳体中，在开门操作时，该凸轮绕其转轴旋转，通过该凸轮的操作面迫使联动机构移动，从而在凸轮的轴向方向上远离凸轮推动该联动机构，进而对上述壳体中联动机构一侧的弹簧元件进行压缩操作。当释放该门扇后，上述联动机构会因弹簧元件的能量释放，向回顶推凸轮，使得凸轮反向旋转，从而执行自动关门的操作。通常会在壳体内设置阻尼机构，一般分为液压式和气动式等，目前市场上出售的产品大都为液压式，其普遍存在不易安装，和安装后拆卸和维修不方便的问题，且现有技术中采用凸轮结构，其凸轮轴磨损快，联动机构在引导中容易倾斜，导致运动不顺畅，还存在门闭合能力不可调等问题。

同时，现有技术的门操作装置要求外壳为铸造的金属部件，成本较高，关门过程中主要靠油阻尼来控制其速度，然而在使用过程中，油粘度随气温的变化而变化，导致在不同的季节闭门的速度不一致，特别是在寒冷的冬季，油的粘度增大，致使闭门装置的开闭速度变慢。此外，油阻尼结构的闭门装置还容易漏油、渗油，造成环境污染。另外，现有的压缩弹簧与壳体壁之间因为存在多次往返运动，且与控制器壳体之间存在空隙又无稳定支撑，导致弹簧易变形，影响门的正常使用或使用效果。

发明内容

基于上述现有技术现状，本发明提供一种能解决上述问题中一项或多项的门操作装置。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种门操作装置，包括：壳体，凸轮结构，传动轴体，活塞，压缩弹簧和阻尼结构，其中：

壳体包括上部壳体和下部壳体，上部壳体对应于凸轮结构的轴承的位置具有一孔，允许凸轮结构的轴承通过，凸轮结构的轴线即为轴承的轴线；

凸轮结构包括上述轴承、凸轮、和与凸轮抗旋转且同轴设置的圆形齿轮，其中该轴承上端部具有一内多边形的孔，上述圆形齿轮能够随凸轮一起旋转，用于连接至阻尼结构；

传动轴体为圆柱状，与凸轮相抵接，用于将来自凸轮的力传导至压缩弹簧，推动压缩弹簧向远离凸轮的方向移动；

活塞位于壳体内部，且与壳体内壁滑动接触，传动轴体安装在活塞靠近凸轮的一端，活塞的另一端与压缩弹簧固定抵接；

穿过压缩弹簧的中心部分设置一定位杆，该定位杆一端固定至活塞，另一端为自由端，该自由端穿过设置在一调节板上的孔，该调节板与壳体可滑动地接触，用于调节压缩弹簧的弹力强度，调节方式为，通过设置在壳体端部的调节螺丝调整调节板的位置；

阻尼结构包括阻尼器，以及与上述圆形齿轮啮合的一齿状结构。

其中，上述凸轮两侧边缘分别具有一卡位部分，这两个卡位部分连线通过凸轮轴心，且关于凸轮的中心线对称。

其中上述卡位部分为凹陷形状。

其中考虑到压缩弹簧以及阻尼器的工作状态，门扇的大小、重量和摩擦力，对卡位部分进行设计，使得在当将1-5N的力作用在门扇边缘时门扇的定位状态发生改变。

其中齿状结构为条状锯齿，此时采用活塞式的阻尼器，将圆形齿轮的转动转变成线性移动，并将该线性移动力传送至阻尼器。

其中齿状结构为齿轮结构，此时采用转动式的阻尼器，圆形齿轮将转动传递至齿轮结构，并进一步传递至转动式的阻尼器，该齿轮结构与转动式的阻尼器同轴。

其中阻尼器与压缩弹簧设置在凸轮的同侧，阻尼器与压缩弹簧和活塞之间通过隔板分离，隔板用于稳定活塞及压缩弹簧的操作。

其中优化设置圆形齿轮的直径，使得圆形齿轮外缘的转动距离与活塞推动压缩弹簧的移动距离的比值在1.3:1-1.8:1之间。

其中活塞具有平行于凸轮的上下两片突出结构，这两片突出结构半包围该传动轴体，二者之间可滑动地接合，但不可相对移动。

其中阻尼器与压缩弹簧设置在凸轮的不同侧。

本发明的显著优点在于：

①安装、维修都很方便，而且价格低廉；

②联动机构操作稳定，压缩弹簧操作稳定；

③门闭合能力可调；

④可采用不同类型阻尼结构。

 

4、附图说明

为了更清楚地描述本发明的特点、优势和目的，将结合示意性的附图对本发明的方案进行具体描述，附图中：

图1是示出根据本发明实施例的门操作装置的结构俯视图；

图2是示出根据本发明实施例的们操作装置的结构侧视图；

图3是示出根据本发明实施例的们操作装置的结构侧视图；

图4是示出根据本发明实施例的们操作装置的结构俯视图。

 

5、具体实施方式：

下面将结合附图1-4对本发明的具体实施方式进行详细描述，应当注意的是，本发明的具体实施方式是示意性和说明性的，不应认为其构成对本发明范围的限制。

图1是示出根据本发明实施例的门操作装置的结构俯视图，其中齿状结构161为条状锯齿，采用的阻尼器为活塞式阻尼器。

图2是示出根据本发明实施例的们操作装置的结构侧视图，其中齿状结构161为条状锯齿，在凸轮上下都采用了圆形齿轮124，也配置了相应的齿状结构161，具体为条状锯齿，采用的阻尼器也是活塞式阻尼器，由于被压缩弹簧15遮挡，因此未示出该阻尼结构16。

图3是示出根据本发明实施例的们操作装置的结构侧视图，其中齿状结构161为齿轮结构，采用的阻尼结构16为转动式的阻尼器，上述齿轮结构与该阻尼器同轴旋转，旋转轴分别固定在隔板17和壳体上。

图4是示出根据本发明实施例的们操作装置的结构俯视图，其中齿状结构161为条状锯齿，采用的阻尼结构为活塞式的阻尼器，该阻尼器与压缩弹簧位于凸轮两侧，凸轮旋转带动圆形齿轮124旋转，进而带动条状锯齿发生线性移动，条状锯齿将该线性移动的力转移到阻尼器的活塞163。

以下将更详细地描述本发明的技术方案。

本发明的门操作装置主要包括：壳体11，凸轮结构12，传动轴体13，活塞14，压缩弹簧15，阻尼结构16。

壳体11可分为上下两部分，上部壳体111和下部壳体112，优选上部壳体为一盖体。上部壳体111对应于凸轮结构12的轴承121的位置具有一孔，允许凸轮结构12的轴承121通过，凸轮结构12的旋转轴线即为轴承121的轴线。

如上所述，凸轮结构12包括自壳体上下两侧突出的轴承121和位于轴承121上端部的孔122。轴承121与壳体之间设置成滑动接触或者滚动接触，其上端部的孔122为一内多边形，图1中示出该孔122为正方形，该孔122允许门扇旋转轴或者固定至门扇的连杆以抗旋转的方式同轴连接至轴承121。此外，凸轮结构12具体包括一凸轮123，该凸轮123为心形，优选地，在心形凸轮123的两侧边缘分别设置一卡位部分1231和1232，优选将该卡位部分设计为凹陷形状，该两个卡位部分1231和1232连线通过心形凸轮123的轴心且二者关于心形凸轮的中心线对称。在凸轮123的上侧和/或下侧具有圆形齿轮124，该圆形齿轮124与凸轮123不可相对旋转且同轴，因此当凸轮123旋转时，圆形齿轮124随之一起旋转。该圆形齿轮124连接至上述阻尼结构16。

本发明中，通过设置圆形齿轮124的直径，可优化配置压缩弹簧与活塞式的阻尼器的移动距离比，进而优化本发明门操作装置的效果。优选地，将圆形齿轮124的直径设置成圆形齿轮124外缘的转动距离大于活塞14推动压缩弹簧15的移动距离，但距离差距也不可过大，进一步地，优选两个距离比在1.3:1-1.8:1之间，此时可同时确保阻尼的效果和压缩弹簧的作用效果。

也可通过设置圆形齿轮124的直径，优化压缩弹簧的移动距离和转动式的阻尼器的转动角度之间的关系。

传动轴体13优选为圆柱状，与凸轮123相抵接，用于将来自凸轮123的力传导至压缩弹簧，进而推动压缩弹簧。在门处于关闭状态时，传动轴体13抵接于心形凸轮123外周与轴心之间距离最小的部位，如图1中所示，当外力作用带动凸轮结构的轴承121旋转时，凸轮123和圆形齿轮124随之一起旋转，凸轮123推动传动轴体13并带动活塞14向远离凸轮123的方向移动，进而向远离凸轮123的方向推动压缩弹簧15，压缩弹簧15储存能量，当外力作用消失时，由于压缩弹簧15需要释放能量，因此向着凸轮123的方向推动活塞14和传动轴体13，进而迫使凸轮123向相反方向旋转，进而带动门扇回位。当在外力作用下，凸轮转动至卡位部分恰好与传动轴体13接合的位置且此时不存在大到影响门扇定位的惯性或者外力时，门扇固定在该位置。

活塞14位于壳体11内部且与壳体内壁滑动接触，传动轴体13也可转动地固定至活塞14，优选地，如图1-4中所示，活塞14具有平行于凸轮123的上下两片突出结构，这两片突出结构半包围该传动轴体13，二者之间可滑动地接合，但不可相对移动。活塞14靠近凸轮的一端安装有传动轴体13，该传动轴体13可转动地固定至活塞14靠近凸轮一侧的端部，活塞14的另一侧与压缩弹簧15固定抵接。

优选地，穿过压缩弹簧15的中心部分设置定位杆151，该定位杆151能够起到防止压缩弹簧歪曲变形的作用。该定位杆151一端固定至活塞14，另一端为自由端，该自由端通过在调节板152上设置的孔，将该自由端设计成在活塞14的移动范围内，该自由端不会影响门操作装置的操作，不会触碰壳体。压缩弹簧15的另一侧与调节板152固定抵接，调节板152与壳体可滑动地接触，可用于调节压缩弹簧15的弹力强度。需要注意，虽然附图中均示出了包括该调节板152，但是本发明的调节板152是优选的，可不设置该调节板152，此时，压缩弹簧的另一侧直接固定抵接至壳体的端部内壁，定位杆151与壳体之间例如通过滑动槽可线性移动地连接。在设置了调节板152的情况下，在相应的壳体端部设置调节装置诸如调节螺丝153，对调节板152的位置进行调整，进而实现对压缩弹簧弹力强度的调节。

此外，本发明的门操作装置还包括阻尼结构16。可选地，该阻尼结构16可安装在压缩弹簧15同侧或不同侧。在安装在压缩弹簧15同侧的情况下，采用隔板17将压缩弹簧15和活塞14与阻尼结构16分隔开，以确保活塞在壳体内部工作状态稳定，不发生歪斜从而影响操作的情况。该隔板17可固定至壳体或者与壳体一体形成。阻尼结构16包括一齿状结构161以与上述圆形齿轮124啮合，还包括一阻尼器，该阻尼器可以是转动式的阻尼器，也可以是活塞式的阻尼器，在采用转动阻尼器的情况下，该转动阻尼器固定在上部壳体的内壁上，如图3中所示，上述齿状结构161为一齿轮结构，与上述的圆形齿轮124啮合，该齿轮结构的旋转轴与转动阻尼器的旋转轴同轴，此时该转动阻尼器优选为一双向阻尼器，图3中示出了设置两组转动阻尼器的情况，其中，通过隔板17将活塞14保护起来，防止其歪曲等，优选将转动阻尼器的旋转轴也固定在隔板17上，以增强本发明门控制装置的工作稳定性，本领域技术人员当然理解，也可设置仅一组转动阻尼器；若采用活塞式的阻尼器，如图1、2中所示，也优选通过采用隔板17确保弹簧15的工作稳定性，上述齿状结构161为条状锯齿，与上述的圆形齿轮124啮合，通过该条状锯齿带动阻尼器的活塞移动。优选地，如图2中所示，圆形齿轮124为上下两个，与圆形齿轮124啮合的齿状结构161也相应地为上下两个。或者，可根据实际需要进行设置。

优选地，在本发明采用转动阻尼器的情况下，可选择如下文所述的转动阻尼器。该转动阻尼器可包括：壳体，具有在内部填充粘性流体的腔室；旋转轴，至少一部分收纳于上述室内，对于上述壳体相对自如；第一转矩产生部件，设在上述壳体或上述旋转轴的上，并至少具备在上述旋转轴的轴向延展的第一转矩产生面；以及第二转矩产生部件，设在上述壳体和上述旋转轴的另一个上，具备能与上述第一转矩产生面对置的第二转矩产生面，并且由上述第一转矩产生面与上述第二转矩产生面之间的粘性流体的粘性阻力产生转矩。其中，为了使上述第一转矩产生面与上述第二转矩产生面的对置面积可变，上述第一转矩产生部件和上述第二转矩产生部件中的至少一个被构成为相对于另一个转矩产生部件在轴向能够移动的可动部件。优选地，本发明的转动阻尼器还包括在上述壳体及上述旋转轴的任意一个被旋转驱动时，根据其旋转速度使上述对置面积变化的转矩自动调整机构。优选地，上述的转矩自动调整机构包括：对上述可动部件施加朝向在轴向离开上述另一个转矩产生部件的方向的力的弹性机构；具有相对于上述轴向倾斜的凸轮面的凸轮；以及与上述凸轮的凸轮面配合而设置的配合体。在优选地，上述的凸轮利用上述旋转轴与上述壳体的相对旋转，向上述旋转轴相对于上述壳体的相对旋转方向和沿上述旋转轴的轴向的推力方向按压上述配合体，利用上述推力方向的力，上述可动部件向上述另一个转矩产生部件的方向移动。采用上文所述的这种转动阻尼器，优势在于，可以对于运行速度低和速度高的情况下的门扇施加适当的制动力，不会由于门扇运行速度低而不执行制动，也不会由于门扇运行速度高而发生制动力度过大的情况，便于本发明门操作装置执行操作。

在本发明采用活塞式阻尼器的情况下，优选该阻尼器结构如下。该阻尼器优选包括：有底筒形的缸体、配置为能够在缸体内往复或前后移动的活塞、组装于活塞上的环形圈166、与活塞同步地移动的活塞杆163、以及安装于缸体的一端侧的盖体。活塞具有沿其圆周设置的容纳槽，活塞外周本身不与缸体内周紧密接触，而是通过嵌装于上述容纳槽内的环形圈与缸体内周紧密接触，由此且将上述缸体内分为前室和后室164和165，活塞还具有从上述容纳槽的槽底面与上述后室连通的通气槽。活塞在缸体中向后方移动时伴随着环形圈在上述容纳槽内的向前移动而减少从后室向前室流动的空气的流动，活塞在缸体中向前方移动时伴随着环形圈在上述容纳槽内的向后移动而经由上述通气槽增加从前室向后室流动的空气的流动。上述通气槽在活塞上大致等分的位置处设有两个以上，优选两个。其中，考虑了作为环形圈向轴向的移动量等之后的宽度尺寸设计容纳槽的槽宽。环形圈在容纳槽内以具有适当的弹性并且能够沿轴向移动的方式嵌装。上述这种活塞式阻尼器，结构简单，便于组装，并且成本低廉，适合广泛推广。

在采用活塞式阻尼器，更具体地，采用上文所述的活塞式阻尼器的情况下，优选地，将阻尼结构16设置成与压缩弹簧15不同侧，如图4中所示。这种情况下，将阻尼器的缸体162设置成外壁形状与壳体内部形状相适应，将缸体内壁设计为适合配置活塞的圆柱形，通过圆形齿轮124经由齿状结构161将线性移动的力传送至活塞杆163。此外，这种情况下，在压缩弹簧15一侧设置隔板17，保护压缩弹簧不变形，此外，该隔板17也为齿状结构161预留出线性移动的空间。

应注意，本发明的门操作装置中，壳体内部的凸轮结构经由其轴承121通过一固定装置固定安装在下部壳体上，压缩弹簧的定位杆151通过一固定装置固定安装到下部壳体上，阻尼结构16通过一固定装置固定安装到壳体上，若是活塞式的阻尼器，则固定安装到下部壳体上，若是转动式的阻尼器，则固定安装到上部壳体上，调节螺丝通过固定装置安装于下部壳体端面上。对于齿状结构161，若为条状锯齿，则通过相对于壳体可线性移动的装置，诸如滑槽结构，固定到壳体，若为齿轮结构，则经由其转轴将其固定在壳体上，或者如上文所述的，也固定在隔板17上。本发明门操作装置的其他部件，如果需要的话，也相应地通过固定装置固定安装到壳体的适当位置。

在门扇运动过程中，当处于凸轮123的卡位部分1231或1232与传动轴体13相抵接的位置时，除非外力作用，门扇将定位在该位置，以方便多人连续通过或方便运送货物。优选地，考虑压缩弹簧以及阻尼器的工作状态，例如压缩弹簧的反弹力和阻尼器的阻尼力，门扇的大小、重量、摩擦力，通过精确计算和试验，可以将卡位部分的形状、大小、边缘角度等设计成不影响门的安全性，例如，在对门扇进行开关操作时，需要刻意寻找该定位点，否则不能将门扇定位。在本发明中，将上述卡位部分的形状设置成仅需大约1-5N的力作用在门扇边缘即可改变门扇的定位状态。

优选地，本发明的壳体为长方体外形，上部壳体和下部壳体之间通过卡扣方式接合。

上文借助于实例描述了本发明的几种实施方式及其优势，描述较为具体和详细，应注意，不认为上文描述构成对本发明保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明构思的情况下，可对上述实施方式作出多种变化和改进，认为这种变化和改进都属于本发明的保护范围。本发明的保护范围仅由所附权利要求限定。

Claims (10)

1.一种门操作装置，包括：壳体，凸轮结构，传动轴体，活塞，压缩弹簧和阻尼结构，其中：

壳体包括上部壳体和下部壳体，上部壳体对应于凸轮结构的轴承的位置具有一孔，允许凸轮结构的轴承通过，凸轮结构的轴线即为轴承的轴线；

凸轮结构包括上述轴承、凸轮、和与凸轮抗旋转且同轴设置的圆形齿轮，其中该轴承上端部具有一内多边形的孔，上述圆形齿轮能够随凸轮一起旋转，用于连接至阻尼结构；

传动轴体为圆柱状，与凸轮相抵接，用于将来自凸轮的力传导至压缩弹簧，推动压缩弹簧向远离凸轮的方向移动；

活塞位于壳体内部，且与壳体内壁滑动接触，传动轴体安装在活塞靠近凸轮的一端，活塞的另一端与压缩弹簧固定抵接；

穿过压缩弹簧的中心部分设置一定位杆，该定位杆一端固定至活塞，另一端为自由端，该自由端穿过设置在一调节板上的孔，该调节板与壳体可滑动地接触，用于调节压缩弹簧的弹力强度，调节方式为，通过设置在壳体端部的调节螺丝调整调节板的位置；

阻尼结构包括阻尼器，以及与上述圆形齿轮啮合的一齿状结构。

2.如权利要求1所述的门操作装置，其中，上述凸轮两侧边缘分别具有一卡位部分，这两个卡位部分连线通过凸轮轴心，且关于凸轮的中心线对称。

3.如权利要求2所述的门操作装置，其中上述卡位部分为凹陷形状。

4.如权利要求2或3所述的门操作装置，其中考虑到压缩弹簧以及阻尼器的工作状态，门扇的大小、重量和摩擦力，对卡位部分进行设计，使得在当将1-5N的力作用在门扇边缘时门扇的定位状态发生改变。

5.如权利要求1所述的门操作装置，其中齿状结构为条状锯齿，此时采用活塞式的阻尼器，将圆形齿轮的转动转变成线性移动，并将该线性移动力传送至阻尼器。

6.如权利要求1所述的门操作装置，其中齿状结构为齿轮结构，此时采用转动式的阻尼器，圆形齿轮将转动传递至齿轮结构，并进一步传递至转动式的阻尼器，该齿轮结构与转动式的阻尼器同轴。

7.如权利要求1、5或6所述的门操作装置，其中阻尼器与压缩弹簧设置在凸轮的同侧，阻尼器与压缩弹簧和活塞之间通过隔板分离，隔板用于稳定活塞及压缩弹簧的操作。

8.如权利要求1所述的门操作装置，其中优化设置圆形齿轮的直径，使得圆形齿轮外缘的转动距离与活塞推动压缩弹簧的移动距离的比值在1.3:1-1.8:1之间。

9.如权利要求1所述的门操作装置，其中活塞具有平行于凸轮的上下两片突出结构，这两片突出结构半包围该传动轴体，二者之间可滑动地接合，但不可相对移动。

10.如权利要求1所述的门操作装置，其中阻尼器与压缩弹簧设置在凸轮的不同侧。