CN104832029B - 一种基于直线电机驱动的自动门操作器 - Google Patents

Abstract

一种基于直线电机驱动的自动门操作器,包括：牵引组件，所述牵引组件包括牵引丝与丝轮组件，所述牵引丝绕于丝轮组件上；控制组件，包括线圈定子、永磁体动子、控制器；门扇连接组件，包括挂轮组件、上钢丝夹、下钢丝夹，所述挂轮组件与门扇相连，且所述上钢丝夹和下钢丝夹分别夹住牵引丝的上段与下段；张紧器，所述张紧器包括张紧基板与用于调节所述丝轮组件的调节机构。本发明采用了永磁同步直线电机驱动,通过磁铁和线圈的相吸、相斥产生推动力来驱动门扇，运行时，其承载挂轮磨损和运行阻力小，结构简单，故障点少，适应多种场合的实际需要。

Description

一种基于直线电机驱动的自动门操作器

技术领域

本发明涉及自动门技术领域，尤其涉及建筑室内外入口的自动平滑门驱动装置。

背景技术

传统的自动平滑门操作器采用回转电机与齿轮减速器驱动，存在着摩擦点多和摩擦阻力大、运行噪音大、门扇启闭过程冲击力大、手动启闭阻力大等缺陷。采用直线电机驱动的操作器，实际运行时，承载挂轮与承载轨道间的磨损和运行阻力大大降低，可以实现无噪音运行，结构简单，故障点少，保证了系统的耐用性、安全性与可靠性。在无动力供给时，采用手动开启方式仅用很小的力，便可轻松开启门扇，对于老人与孩子在无动力下，开启门扇带来了极大方便，因此其可适应多种场合的实际需要。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于针对传统自动平滑门操作器存在的缺陷，提供一种基于直线电机驱动的自动门操作器,以使自动门运行的摩擦阻力，噪音和手动启闭阻力更小，运行更平稳。

为完成上述目的，本发明通过以下技术方案实现。

一种基于直线电机驱动的自动门操作器,包括：牵引组件，所述牵引组件包括牵引丝与丝轮组件，所述牵引丝绕于丝轮组件上；控制组件，包括线圈定子、永磁体动子、控制器；门扇连接组件，包括挂轮组件、上钢丝夹、下钢丝夹，所述挂轮组件与门扇相连，且所述上钢丝夹和下钢丝夹分别夹住牵引丝的上段与下段；张紧器，所述张紧器包括张紧基板与用于调节所述丝轮组件的调节机构。

本发明采用直线电机驱动的控制组件，能自动控制门扇的开启与关闭，实际运行时，挂轮组件与运行轨道间的摩擦小，运行无噪音；此外，张紧器与丝轮组件装配在一起，以使能够张紧器调节丝轮组件在轨道支撑梁延伸方向上的位置。

进一步的，所述自动门操作器还包括轨道支撑梁，该轨道支撑梁安装于墙体中，轨道支撑梁上设有若干个不同的安装面或安装结构，且所述牵引组件、控制组件、门扇连接组件置于所述轨道支撑梁中这些安装面或安装结构上，安装简单，安全可靠。

进一步的，所述永磁体动子包括磁钢端挡、磁钢基座，所述磁钢基座中设有磁钢背板，所述磁钢背板上吸附有若干块磁钢片；所述永磁体动子安装于永磁动子安装板上。

进一步的，所述线圈定子包括线圈组，所述线圈组安装于线圈背板上。该线圈定子通电后用于产生磁场，控制永磁体动子在轨道上的运动。

进一步的，所述挂轮组件下端通过门扇连接器与所述门扇连接，所述挂轮组件上还设有承载挂轮，所述承载挂轮挂装在所述轨道支撑梁上运行。门扇连接器可以保证挂轮组件与门扇的牢固连接，承载挂轮在轨道支撑梁上的预设轨道中滚动运行，摩擦小，无噪音。

进一步的，所述上钢丝夹包括钢丝夹板、夹板螺钉、上钢丝夹基板；所述下钢丝夹包括钢丝夹板、夹板螺钉、下钢丝夹基板。牵引丝，一般为牵引钢丝，穿过钢丝夹板与钢丝夹基板之间的缝隙，并以“V”形方式穿过夹板螺钉，以保证牵引丝的夹紧效果。

进一步的，所述轨道支撑梁沿门扇平滑运行方向延伸，所述轨道支撑梁包括承载轨道面、安装基面、防脱槽、螺母安装槽，用于装配牵引组件、控制组件、门扇连接组件。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：1）本发明采用直线电机驱动的操作器，实际运行时，承载挂轮与承载轨道间的磨损和运行阻力大大降低；2）本发明可以实现无噪音运行，结构简单，故障点少，保证了系统的耐用性、安全性与可靠性；3）本发明可轻松开启门扇，对于老人与孩子在无动力下，开启门扇带来了极大方便，因此其可适应多种场合的实际需要。

附图说明

图1 是本发明实施例的自动门操作器结构正视图。

图2 是本发明实施例的自动门操作器结构侧视图。

图3 是本发明实施例的自动门操作器关闭状态工作原理示意图。

图4 是本发明实施例的自动门操作器开启状态工作原理示意图。

图5是本发明实施例的自动门操作器线圈定子结构正视图。

图6是本发明实施例的自动门操作器线圈定子结构侧视图。

图7是本发明实施例的自动门操作器永磁体动子结构正视图。

图8是本发明实施例的自动门操作器永磁体动子结构侧视图。

图9是本发明实施例的自动门操作器挂轮组件结构正视图。

图10是本发明实施例的自动门操作器挂轮组件结构侧视图。

图11是本发明实施例的自动门操作器钢丝轮与张紧器结构正视图。

图12是本发明实施例的自动门操作器钢丝轮与张紧器结构侧视图。

图13是本发明实施例的自动门操作器上钢丝夹结构正视图。

图14是本发明实施例的自动门操作器上钢丝夹结构侧视图。

图15是本发明实施例的自动门操作器下钢丝夹结构正视图。

图16是本发明实施例的自动门操作器下钢丝夹结构侧视图。

图17是本发明实施例的自动门操作器轨道支撑梁截面图。

其中，图1、图2中：1.张紧器, 2.钢丝轮, 3.挂轮组件, 4.上钢丝夹,5.永磁体动子, 6.下钢丝夹, 7.线圈定子, 8.门扇连接器, 9.牵引钢丝, 10.控制器, 11.轨道支撑梁, 12.止挡, 13.操作器罩,14.门扇。

图3、图4中： 14-1.主动门扇， 14-2.从动门扇。

图5、图6、图7、图8中：7-1.线圈组, 7-2.线圈背板, 7-3.固定螺钉, 5-1.磁钢端挡, 5-2.磁钢基座, 5-3.磁钢片, 5-4磁钢背板, 5-5.背板固定顶丝,5-6.永磁动子安装板。

图9、图10中：3-1. 防脱轮，3-2.承载挂轮, 3-3.挂轮下弯板,3-4.连接螺丝,8-1.侧挂板,8-2.基板。

图11、图12中：1-1.张紧基板, 1-2.调节螺钉, 1-3.防松螺母,2-1.钢丝轮基板,2-2.基板固定螺丝, 2-3.钢丝轮。

图13、图14、图15、图16中：4-1.钢丝夹板, 4-2.夹板螺钉, 4-3.上钢丝夹基板,6-1.下钢丝夹基板。

图17中：11a.承载轨道面，11b.轨道支撑梁的安装基面, 11c.防脱槽, 11d.螺

母安装槽，11e.操作器罩安装基面, 11f.支撑梁的结构侧竖直面。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明做进一步描述。

一种基于直线电机驱动的自动门操作器，如图1、2、3、4所示，包括张紧器1和丝轮组件2（图1中F区域）、挂轮组件3（图1中E区域）、上钢丝夹4（图1中D区域）、永磁体动子5（图1中C区域）、下钢丝夹6（图1中B区域）、线圈定子7（图1中A区域）、门扇连接器8、牵引丝9、控制器10、轨道支撑梁11、止挡12、操作器罩13。本实施方式中，牵引丝9为牵引钢丝9，因此称丝轮组件2为钢丝轮组件2。其中，所述轨道支撑梁11两端安装钢丝轮组件2，且位于轨道支撑梁11的一结构侧竖直面11f的外侧。通过所述张紧器1与其中之一的钢丝轮组件2装配在一起，以使张紧器1调节钢丝轮组件2在所述轨道支撑梁11延伸方向上的相应位置，起到牵引钢丝9的张紧作用。所述牵引钢丝9绕在两端的所述钢丝轮组件2上，同时所述牵引钢丝9的上、下段分别与上钢丝夹4和下钢丝夹6连接。

所述线圈定子7，如图5、图6、图7所示，和控制器10、止档12、操作器罩13分别安装在轨道支撑梁11的一侧、两端和顶部相关位置；轨道支撑梁一侧的上部三个螺母安装槽11d中的两个槽安装控制器10；轨道支撑梁11两端的承载轨道面11a上安装止档12，轨道支撑梁11的顶部结构面11e处安装操作器罩13，如图2所示。

如图7、图8所示，所述自动门操作器，其驱动装置由永磁体动子5与线圈定子7组成，所述永磁体动子5由磁钢端挡5-1、磁钢基座5-2、磁钢片5-3、磁钢背板5-4、背板固定顶丝5-5、永磁动子安装板5-6等组成。所述多块磁钢片5-3依次排列，并吸附在磁钢背板5-4上，然后整体插入所述磁钢基座5-2中。为消除磁钢片5-3与磁钢基座5-2间的间隙，磁钢基座5-2底部用背板固定顶丝5-5将磁钢背板顶起，最后用磁钢端挡5-1将磁钢基座5-2的两端封住, 所述永磁体动子5与门扇同宽，永磁体动子5安装在永磁动子安装板上，并整体安装在门扇顶部两个挂轮组件3上。

如图5、图6所示，所述线圈定子7由线圈组7-1、线圈背板7-2、固定螺钉7-3组成，所述线圈定子7通过所述线圈背板7-2安装在轨道支撑梁11上部三个螺母安装槽11d中的两个槽中。可配置1个或2个线圈定子7，每个线圈定子7内置了多个线圈绕组和1个传感器。线圈定子7背面安装的线圈背板7-2，能够形成磁场回路减小磁损耗。

如图3所示，门扇处于开启状态，所述线圈定子7通电后产生磁场，推动永磁体动子5往右移动。由于所述永磁体动子5固定在挂轮组件3上，所以能够带动挂轮组件3连同主动门扇14-1一起向右移动，同时所述永磁体动子5带动下钢丝夹6一起移动，进一步带动牵引钢丝9做逆时针传动。从动门扇14-2通过挂轮组件3上的上钢丝夹4与所述牵引钢丝9的上段连接，因开门时牵引钢丝9逆时针传动，所以所述从动门扇14-2即被牵引钢丝拉动朝主动门扇14-1运动相反的方向开启。

如图4所示， 为门扇关闭状态，运动原理与开门一致，而运动方向相反。

线圈定子7内置的传感器为霍尔传感器，能够接收永磁体动子5的磁场变化，将其转化为电信号传递给控制器进行速度、位置、重量等参数的测量，进而控制门扇的运动。

如图9、图10所示，所述挂轮组件3的下端与所述门扇连接器8连接，并经门扇连接器8与所述主动门扇14-1和从动门扇14-2相连接，门扇顶部的两端各安装一套挂轮组件3，挂轮组件3的承载挂轮3-2挂装在所述轨道支撑梁11的承载轨道面11a上运行，承载挂轮3-2经挂轮下弯板3-3和连接螺丝3-4与所述门扇连接器8的侧挂板8-1和基板8-2，并最终连接在所述主动门扇14-1和从动门扇14-2的顶部和端部，所述挂轮组件的防脱轮3-1安装在挂轮组件3的上部，并位于所述轨道支撑梁11上部的防脱槽11c内。与主动门扇14-1顶部安装的两个挂轮组件3上同时连接的还有永磁体动子5。

如图11、图12所示，所述张紧器1由张紧基板1-1、调节螺钉1-2、防松螺母1-3组成。所述钢丝轮组件2由钢丝轮基板2-1、基板固定螺丝2-2、钢丝轮2-3组成。经螺丝将张紧基板1-1固定于所述轨道支撑梁11上部三个螺母安装槽11d中的两个槽上，同样地，所述钢丝轮基板2-1经由基板固定螺丝2-2固定于所述轨道支撑梁11上部三个螺母安装槽11d中的两个槽上，所述张紧基板1-1和钢丝轮基板2-1由所述调节螺钉1-2与防松螺母1-3连接起来，钢丝轮2-3在所述轨道支撑梁11延伸方向上的位置，以及钢丝轮2-3上所绕牵引钢丝的松紧，由调节螺钉1-2和钢丝轮基板2-1的调节位置决定。

所述张紧器1的工作过程：首先拧松所述钢丝轮组件2的基板固定螺钉2-2，然后松开张紧器1的防松螺母1-3，接着顺时针旋拧调节螺钉1-2。由于张紧器1固定在梁上不可移动，所以调节螺钉1-2将钢丝轮2-3往张紧器方向拉，牵引钢丝即被拉紧。当牵引钢丝被拉紧到合适程度后，拧紧基板固定螺钉2-2，再拧紧防松螺母1-3之后即调节完毕。

进一步地，如图13、图14所示，所述上钢丝夹4由钢丝夹板4-1、夹板螺钉4-2、上钢丝夹基板4-3所组成。所述牵引钢丝被夹在所述钢丝夹板4-1和上钢丝夹基板4-3之间。所述牵引钢丝以“V”形方式穿过三颗所述夹板螺钉4-2，以保证牵引钢丝的夹紧。所述上钢丝夹基板4-3再与所述挂轮组件3固定连接。

如图15、图16所示，所述下钢丝夹6由钢丝夹板4-1、夹板螺钉4-2、下钢丝夹基板6-1所组成。所述牵引钢丝被夹在所述钢丝夹板4-1和下钢丝夹基板6-1之间。所述牵引钢丝以“V”形方式穿过三颗所述夹板螺钉4-2，以保证牵引钢丝的夹紧。所述下钢丝夹基板6-1再与所述永磁体动子5固定连接。

进一步地，如图17所示，所述轨道支撑梁11沿所述门扇平滑运行方向延伸，其结构中：承载轨道面11a为承载挂轮的承载运行面，将所述轨道支撑梁装在建筑结构上的安装基面11b， 防脱轮运行的防脱槽11c，运行螺母安装槽11d，操作器罩安装基面11e以及轨道支撑梁11的结构侧竖直面11f。所述防脱槽11c使得所述防脱轮3-1与挂轮组件3连接，运行中始终处于防脱槽11c内，防止门扇朝所述钢丝轮2-3的方向倾覆时，避免承载挂轮3-2从所述轨道承载面11a上脱出。

本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，本发明的保护范围以权利要求书为准，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的替换、变形、改进均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于直线电机驱动的自动门操作器,其特征在于，包括：

牵引组件，所述牵引组件包括牵引丝(9)与丝轮组件(2)，所述牵引丝(9)绕于丝轮组件(2)上；

控制组件，包括线圈定子(7)、永磁体动子(5)、控制器(10)，所述永磁体动子(5)包括磁钢端挡(5-1)、磁钢基座(5-2)，所述磁钢基座(5-2)中设有磁钢背板(5-4)，所述磁钢背板(5-4)上吸附有若干块磁钢片(5-3)，磁钢基座(5-2)底部用背板固定顶丝(5-5)将磁钢背板顶起；所述永磁体动子(5)安装于永磁动子安装板(5-6)上；所述线圈定子(7)内置有传感器，该传感器为霍尔传感器，线圈定子(7)背面安装有线圈背板(7-2)；

门扇连接组件，包括挂轮组件(3)、上钢丝夹(4)、下钢丝夹(6)，所述挂轮组件(3)与门扇相连，且所述上钢丝夹(4)和下钢丝夹(6)分别夹住牵引丝(9)的上段与下段，所述上钢丝夹(4)包括钢丝夹板(4-1)、夹板螺钉(4-2)、上钢丝夹基板(4-3)；所述下钢丝夹(6)包括钢丝夹板(4-1)、夹板螺钉(4-2)、下钢丝夹基板(6-1)，所述牵引丝(9)以“V”形方式穿过三颗夹板螺钉；

张紧器，所述张紧器(1)包括张紧基板(1-1)与用于调节所述丝轮组件(2)的调节机构；

轨道支撑梁(11)，所述牵引组件、控制组件、门扇连接组件置于所述轨道支撑梁(11)中。

2.根据权利要求1所述的一种基于直线电机驱动的自动门操作器,其特征在于，所述线圈定子(7)包括线圈组(7-1)，所述线圈组(7-1)安装于线圈背板(7-2)上。

3.根据权利要求2所述的一种基于直线电机驱动的自动门操作器,其特征在于，所述挂轮组件(3)下端通过门扇连接器(8)与所述门扇连接，所述挂轮组件(3)上还设有承载挂轮(3-2)，所述承载挂轮(3-2)挂装在所述轨道支撑梁(11)上运行。

4.根据权利要求1至3任一项所述的一种基于直线电机驱动的自动门操作器，其特征在于，所述轨道支撑梁(11)沿门扇平滑运行方向延伸，所述轨道支撑梁(11)包括承载轨道面(11a)、安装基面(11b)、防脱槽(11c)、螺母安装槽(11d)。