CN104851185A - 一种新型闸门装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种安全门机构，特别是一种用于自助金融设备上存取款口处的闸门装置，其包括一基板、一闸门及驱动该闸门滑动的动力系统，该动力系统包括：一动力电机，其具有一动力输出齿轮，该动力电机为双向电机；一第一传动齿轮，其与该动力输出齿轮啮合组配，并通过第一传动轴驱动第二传动齿轮，该第二传动齿轮与该齿条啮合组配；一第三传动齿轮，其与该第一传动齿轮啮合组配，并通过一螺杆驱动一套筒部件在平行于该闸门平面上做垂直于该闸门滑动方向的往复运动，该套筒部件的往复运动实现对闸门的锁定和解锁。该闸门装置具有结构简单、占用空间小、控制简单，安全可靠性高的特点。

Description

一种新型闸门装置
技术领域
本发明涉及一种安全门机构，特别是一种用于自助金融设备上存取款口处的闸门装置。
背景技术
目前自助金融设备被人们所广泛使用，独立布置的自助服务设备可以为用户提供24小不间断服务，从而为人们生活提供了便利。但是无人值守的自助金融设备往往让不法分子采用一些特殊手段来获取其中的现金，而自助金融设备中作为对现金进行接纳和送出窗口的存取款口自然成为一个最薄弱的区域，最容易受到不乏分子的非法破坏而进行非法操作。
当然，在自助金融设备上的现金存取款口都设置有闸门装置，并设置有只在存取款时开启该闸门装置，而在其他时候关闭并锁止该闸门装置的锁止机构。但是目前的闸门装置多是通过一个摆动的阻挡件顶住闸门，用以达到锁止闸门的目的，由于该闸门在装配时与闸门基板间存在间隙，不法分子通过该间隙采用一些硬质薄片便可以拨动该闸门的锁止机构来开启闸门。从而对自助金融设备带来不安全的因素。
为了提高闸门装置的安全可靠性，本发明中提供一种新的闸门机构，仅使用1个动力电机，通过螺杆套筒机构来锁止闸门，在闸门打开和关闭时均可锁止，该机构无法通过硬质薄片拨动，具有结构简单、占用空间小、控制简单，安全可靠性高的特点。
发明内容
针对现有技术存在的被非法开启的技术问题，本发明的目的是提供一种具有结构简单、占用空间小、控制简单，安全可靠性高的新型闸门装置。
这种新型闸门装置包括一基板、一闸门及驱动该闸门滑动的动力系统，该基板上设有一开口，该闸门装设于该基板的内侧面，该闸门内侧面沿开关方向设有一齿条，通过动力系统的驱动下滑动开启或关闭该开口，该动力系统包括：
一动力电机，其具有一动力输出齿轮，该动力电机为双向电机；
一第一传动齿轮，其与该动力输出齿轮啮合组配，并通过第一传动轴驱动第二传动齿轮，该第二传动齿轮与该齿条啮合组配；
一第三传动齿轮，其与该第一传动齿轮啮合组配，并通过一螺杆驱动一套筒部件在平行于该闸门平面上做垂直于该闸门滑动方向的往复运动，该套筒部件的往复运动实现对闸门的锁定和解锁。
优选地，所述套筒部件上设有卡定该闸门的卡脚，该闸门设有一卡位臂，与套筒部件上设置的卡脚选择性卡定。
优选地，所述闸门靠近该套筒部件的一侧设有一限制该套筒部件在该螺杆上最大移动行程点的限位条，所述限位条在该闸门开启到位时与该套筒部件形成抵触实现对该闸门的锁定。
优选地，所述套筒部件靠近基板的一侧设有一限制该套筒随螺杆转动的限制平台。
优选地，还包括一检查该套筒是否移动到指定位置的第一传感器，该套筒上设有一被该第一传感器选择性感应的检测臂。
优选地，还包括用于检测闸门开启和关闭到位的开启位置检测传感器和关闭位置检测传感器。
该闸门装置与现有技术对比分析具有如下优点：
本闸门装置使用1个动力电机，通过螺杆套筒机构来锁止闸门，在闸门打开和关闭时均可锁止，从而有效解决通过硬质薄片拨动而非法开启的技术问题。
附图说明
图1为本发明提供的一种新型闸门装置的立体示意图；
图2为图1所示闸门装置的结构原理第一示意图；
图3为图1所示闸门装置的结构原理第二示意图；
图4为图1所示闸门装置的驱动闸门滑动组件的示意图；
图5为图1所示闸门装置的锁定闸门组件的示意图；
图6为图5所示锁定闸门组件的套筒部件的立体示意图；
图7为图1所示闸门装置的闸门组件的立体示意图；
图8为图1所示闸门装置的闸门开启和关闭过程状态示意图；
图9为图1所示闸门装置的闸门关闭到位的示意图；
图10为图1所示闸门装置的闸门开启初始状态示意图；
图11为图1所示闸门装置的闸门开启过程状态示意图；
图12为图1所示闸门装置的闸门开启到位状态示意图；
图13为图12所示闸门装置的闸门关闭初始状态示意图；
图14为图12所示闸门装置的闸门关闭过程状态示意图；
图15为图12所示闸门装置的闸门关闭到位状态示意图；
图16为图1所示闸门装置中第一传动齿轮的减小阻力的设计示意图。
具体实施方式
为进一步阐述本发明所提供的这种新型闸门装置，以下结合本发明的一个优选实施例的图示做进一步的详细介绍。
如图1和图2所示，这种新型闸门装置包括一基板003、一闸门013及驱动该闸门滑动的动力系统，该基板003设有一开口003a，该闸门013装设于该基板003的内侧面，该闸门013内侧面沿开关方向设有一齿条012，通过动力系统的驱动下该闸门013滑动开启或关闭该开口003a，其中该动力系统包括：一动力电机001，其具有一动力输出齿轮002，该动力电机001为双向电机；一第一传动齿轮004，其与该动力输出齿轮002啮合组配，并通过第一传动轴005驱动第二传动齿轮007，该第二传动齿轮007与该齿条012啮合组配，从而实现对该闸门的驱动；一第三传动齿轮009，其与该第一传动齿轮004啮合组配，并通过一螺杆008驱动一具有内螺纹的套筒部件011在平行于该闸门013平面上做垂直于该闸门013滑动方向的往复运动，该套筒部件011的往复运动实现对闸门013的锁定和解锁。需要指出的套筒部件011内壁采用凸柱与螺杆008上的螺纹配合也可以实现与内螺纹一样的技术效果。
参阅图3和图4所示，为了保证动力系统对闸门驱动的可靠性，所述第一传动齿轮004与第一传动轴005之间设有一第一打滑装置006，所述第三传动齿轮009与该螺杆008之间设有一第二打滑装置010，该第一打滑装置006为一扭力限制器，和第二打滑装置010为一与第二传动轴008相对固定的轴套010和压簧组成，压簧为轴套010与第三传动齿轮009之间提供正压力，当第二传动轴008受到的阻力小于设计值时，第二传动轴008与第三传动齿轮009共同转动，当第二传动轴008受到的阻力大于设计值时，第二传动轴008不随第三传动齿轮009转动，从而达到类似于扭力限制器的作用，当然也可采用扭力限制器或其他零组件来实现类似的功能。
为了实现套筒部件011对闸门013的可靠锁定，所述套筒部件011上设有卡定该闸门013的卡脚011b，为了防止该套筒部件011随螺杆008转动，所述套筒部件011靠近基板003的一侧设有一限制该套筒部件011随螺杆088转动的限制平台011d。该闸门013设有一卡位臂013b，与套筒部件011上设置的卡脚011b选择性卡定。
为了限制套筒部件011的最大位移点，该套筒部件011靠近基板003的一侧设有一凸出侧壁011a，相应的在闸门水平方向上设有与该凸出侧壁011a对应的限位条013a，该限位条013a具有一个限位侧壁013c。
参阅图3所示，为了感知和确认检查该套筒部件011是否移动到指定位置，需要设置一第一传感器014，该套筒部件011上设有一被该第一传感器014选择性感应的检测臂011c。同样的，为了感知和确认闸门013是否滑动到指定位置，还需要设置用于检测闸门开启和关闭到位的开启位置检测传感器016和关闭位置检测传感器015。
参阅图4所示，第一传动齿轮004与第一传动轴005之间可相对转动；第二传动齿轮007与第一传动轴005固定连接，不可相对转动；第一传动齿轮004与第一传动轴005之间，通过第一打滑装置006传递不超过限定值的扭矩，在闸门013受到超过限定值的阻力时，第一打滑装置006打滑，此时，第一传动轴005、第二传动齿轮007，不随第一传动齿轮004一起转动，用于闸门开启/关闭到位时，该第一打滑机构打滑，使闸门保持不动，此时，第二打滑装置10不打滑，从而保证套筒部件011沿着锁定/解锁方向运动；此外，该第一打滑装置006还可以防止由于闸门的强行滑动而对用户造成伤害。
参阅图5所示，第三传动齿轮009与螺杆008之间可相对转动；第三传动齿轮009与螺杆008之间，通过第二打滑装置010传递不超过限定值的扭矩，在螺杆008受到超过限定值的阻力时，第二打滑装置010打滑，螺杆008不随第三传动齿轮009一起转动，用于闸门开启/关闭过程中，套筒部件011运动到与闸门013的侧边限位特征相抵时，该第二打滑装置打滑，第一打滑装置不打滑，从而保证闸门013继续沿开启/关闭方向运动。
参阅图5和图6所示，螺杆008上具有一螺纹008a段，相应的套筒部件011内孔具有与螺纹008a段螺纹相配合的螺纹，螺纹008a段通过螺旋传动，将动力传递给套筒部件011，通过限制平台011d限制套筒部件011的转动，使套筒部件011沿着螺杆008的轴线方向进行直线运动，其随着螺杆008的正反转动进行往复直线运动，当然套筒部件011内壁采用凸柱与螺杆008上的螺纹配合也可以实现这一技术效果。
参阅图6和图7所示，套筒部件011具有凸出侧壁011a、卡脚011b、检测臂011c、限制平台011d；闸门013上具有一限位条013a、卡位臂013b、限位侧壁013c以及齿条012，其中齿条012与闸门013固定连接，齿条012具有一限制套筒部件011的限位侧壁012a。参阅图8所示套筒部件011与闸门013的相对运动过程的位置关系示意图，当闸门处于关闭状态时，即闸门关闭到位后，相对的卡脚011b与卡位臂013b进行卡位实现对闸门013的锁止；当闸门开启到位时，相对的凸出侧壁011a与限位条013a进行抵触摩擦实现对闸门013的开启锁止。参阅图3所示，通过第一传感器014是否受到测检测臂011c的遮挡，来判断套筒部件011的位置，由于从而判断该套筒部件上固定设置的卡脚011b和闸门上固定设置的卡位臂013b是否实现卡定。
为了实现闸门013在基板003上的顺利滑动，该基板003上可以设置至少一导槽，由于该闸门013与齿条012固定连接，由齿条012与第二传动齿轮007啮合传递动力，使闸门013沿着基板003的导槽进行直线运动，使闸门开启/关闭，运动方向如图3所示。
以下以闸门013的开启方向为正向，关闭方向为反向对该闸门装置的开启和关闭过程做详细说明。
一般地，如图9所示，当闸门013关闭到位时，相对的卡脚011b与卡位臂013b实现卡定，从而锁止闸门013。
如图10所示，当主控板(图中未示出)收到开启闸门013的命令后发送命令控制动力电机001正转，动力电机001通过动力输出齿轮002和第一传动齿轮004啮合，带动第一传动齿轮004的转动，第三传动齿轮009与第一传动齿轮004的啮合，带动第三传动齿轮009的转动；此时，卡脚011b与卡位臂013b处于卡位状态，使闸门013对第一传动轴005产生的阻力超过第一打滑装置006的扭矩限定值，此时第一打滑装置006打滑，闸门013静止不动；而第三传动齿轮009的转动，使螺杆008与第三传动齿轮009的相对转动力小于第二打滑装置010的扭矩限定值，故第二打滑装置010未打滑，第三传动齿轮009带动螺杆008转动；螺纹008a段通过螺旋传动，将动力传递给套筒部件011，通过限制平台011d限制套筒部件011的转动，使套筒部件011沿着螺杆008的轴线向图10所示的A方向进行直线运动，直到卡脚011b与卡位臂013b在螺杆008的轴线方向上不接触为止，此时凸出侧壁011a与限位侧壁013c在螺杆008的轴线方向上不接触；实现闸门013开启过程中的解锁动作。
如图11所示，在闸门开启过程中，动力电机001继续正转，实现解锁后，由于卡脚011b与卡位臂013b不接触，且套筒部件011的凸出侧壁011a与限位侧壁013c还未接触，因此闸门013对第一传动轴005产生的阻力减小，小于第一打滑装置006的扭矩限定值，此时第一打滑装置006不打滑，第一传动齿轮004带动第一传动轴005和第二传动齿轮007一起转动，第二传动齿轮007通过与齿条012啮合，带动齿条012以及与齿条012固定连接的闸门013沿着基板003的导槽进行直线运动，运动方向为闸门开启方向如图11所示。在闸门开启过程中，套筒部件011沿着螺杆008的轴线向图11所示的A方向进行直线运动，在套筒部件011的凸出侧壁011a与限位侧壁013c接触后，使闸门013对螺杆008产生的阻力超过第二打滑装置010的扭矩限定值，此时第二打滑装置010打滑，螺杆008停止转动，套筒部件011停止不动，而闸门013可以继续沿着开启方向运动，直至开启到位。
如图12所示，随着闸门的继续开启，动力电机001继续正转，使得闸门013开启到位后，闸门013受到基板003的阻力，从而对第一传动轴005产生的阻力超过第一打滑装置006的扭矩限定值，此时第一打滑装置006打滑，闸门013停止不动；此时，套筒部件011的凸出侧壁011a与限位侧壁013c不接触，螺杆008受到的阻力小于第二打滑装置010的扭矩限定值，此时第二打滑装置010不打滑，螺杆008随着第三传动齿轮009转动，螺纹008a段通过螺旋传动，将动力传递给套筒部件011，通过限制平台011d限制套筒部件011的转动，使套筒部件011沿着螺杆008的轴线向图12所示的A方向进行直线运动，凸出侧壁011a与限位条013a在螺杆008的轴线方向上接触，直到套筒部件011运动到预定位置为止，此时套筒部件011上的凸出侧壁011a对限位条013a进行卡位，实现对闸门013的开启锁定状态；此时动力电机001停止转动，闸门开启过程完成。
如图13所示，当客户操作完毕需要关闭闸门013时，主控板(图中未示出)发送关闭闸门013的命令，控制动力电机001反转，动力电机001通过动力输出齿轮002驱动第一传动齿轮004和第三传动齿轮009转动，此时，凸出侧壁011a与限位条013a相对卡位，闸门013对第一传动轴005产生的阻力超过第一打滑装置006的扭矩限定值，此时第一打滑装置006打滑，闸门013静止不动；而螺杆008受到的阻力小于第二打滑装置010的扭矩限定值，第二打滑装置010不打滑，第三传动齿轮009带动螺杆008转动；使套筒部件011沿着螺杆008的轴线向图13所示的B方向进行直线运动，直到凸出侧壁011a与限位条013a在螺杆008的轴线方向上不接触为止，此时卡脚011b与限位侧壁012a在螺杆008的轴线方向上也不接触；实现闸门013关闭示的解锁过程。
如图14所示，在闸门关闭过程中，动力电机001继续反转，由于凸出侧壁011a与限位条013a不再接触，且套筒部件011的凸出侧壁011a和限位侧壁012a也不接触，闸门013对第一传动轴005产生的阻力减小，小于第一打滑装置006的扭矩限定值，此时第一打滑装置006不打滑，第一传动齿轮004带动第一传动轴005和第二传动齿轮007一起转动，第二传动齿轮007通过与齿条012啮合，带动齿条012以及与齿条012固定连接的闸门013沿着基板003的导槽进行直线运动，运动方向为闸门关闭方向如图14所示。在闸门013的关闭过程中，套筒部件011沿着螺杆008的轴线向图14所示的B方向进行直线运动，在卡脚011b的侧边与限位侧壁012a接触后，使闸门013对螺杆008产生的阻力超过第二打滑装置010的扭矩限定值，此时第二打滑装置010打滑，螺杆008停止转动，套筒部件011停止不动，闸门013继续沿着关闭方向运动，直至关闭到位。
如图15所示，在闸门关闭锁定过程中，动力电机001继续反转，闸门013关闭到位后，闸门013受到基板003的阻力，从而对第一传动轴005产生的阻力超过第一打滑装置006的扭矩限定值，此时第一打滑装置006打滑，闸门013停止不动；此时，套筒部件011的凸出侧壁011a与限位侧壁012a不接触，螺杆008受到的阻力小于第二打滑装置010的扭矩限定值，第二打滑装置010不打滑，螺杆008随着第三传动齿轮009转动，使套筒部件011沿着螺杆008的轴线向图15所示的B方向进行直线运动，卡脚011b与卡位臂013b在螺杆008的轴线方向上接触，直到套筒部件011运动到预定位置为止，动力电机001停止转动，闸门关闭过程完成。
具体实施过程中，如图16所示，为了减小闸门013开启/关闭过程中，第一传动齿轮的转动阻力，可以在第一传动齿轮004上增加切槽004a，该切槽004a的角度为a1，使得在打开过程中，第一传动齿轮004处于空转一角度a1的状态。其中第一传动齿轮004的切槽角度a1，与螺纹008a段的螺距、闸门013关闭到位时卡脚011b与卡位臂013b在螺杆008的轴线方向上接触尺寸(图15中的L3)、闸门013开启到位时凸出侧壁011a与限位条013a在螺杆008的轴线方向上接触尺寸(图12中的L1)、第一传动齿轮004的齿数、第二传动齿轮007的齿数、第三传动齿轮009的齿数、闸门关闭到位时套筒部件011在凸出侧壁011a一侧的侧边与限位侧壁013c在螺杆008的轴线方向上的距离(图15中的L4)、闸门开启到位时套筒部件011在卡脚011b一侧的侧边卡脚011b与限位侧壁012a在螺杆008的轴线方向上的距离(图12中的L2)等参数确定一个合理的数值。
该角度a1的数值需要满足下述要求：(1)第一传动齿轮004空转的角度a1对应套筒部件011沿螺杆008的轴线方向移动的距离需要大于闸门关闭到位时卡脚011b与卡位臂013b在螺杆008的轴线方向上接触尺寸(图15中的L3)，且小于闸门关闭到位时套筒部件011在凸出侧壁011a一侧的侧边与限位侧壁013c在螺杆008的轴线方向上的距离(图15中的L4)；(2)第一传动齿轮004空转的角度对应套筒部件011沿螺杆008的轴线方向移动的距离需要大于闸门开启到位时凸出侧壁011a与限位条013a在螺杆008的轴线方向上接触尺寸(图12中的L1)，且小于闸门开启到位时套筒部件011在卡脚011b一侧的侧边卡脚011b与限位侧壁012a在螺杆008的轴线方向上的距离(图12中的L2)；
具体实施过程中，在空间允许的情况下，也可考虑在闸门013的内侧设置双侧齿条012，实现闸门的开启更加稳定。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种新型闸门装置，其包括一基板、一闸门及驱动该闸门滑动的动力系统，该基板上设有一开口，该闸门装设于该基板的内侧面，该闸门内侧面沿开关方向设有一齿条，通过动力系统的驱动下滑动开启或关闭该开口，其特征在于，该动力系统包括：
一动力电机，其具有一动力输出齿轮，该动力电机为双向电机；
一第一传动齿轮，其与该动力输出齿轮啮合组配，并通过第一传动轴驱动第二传动齿轮，该第二传动齿轮与该齿条啮合组配；
一第三传动齿轮，其与该第一传动齿轮啮合组配，并通过一螺杆驱动一套筒部件在平行于该闸门平面上做垂直于该闸门滑动方向的往复运动，该套筒部件的往复运动实现对闸门的锁定和解锁。
2.如权利要求1所述的新型闸门装置，其特征在于，所述第一传动齿轮与第一传动轴之间设有一第一打滑装置。
3.如权利要求1所述的新型闸门装置，其特征在于，所述第三传动齿轮与该螺杆之间设有一第二打滑装置。
4.如权利要求1所述的新型闸门装置，其特征在于，所述套筒部件上设有卡定该闸门的卡脚。
5.如权利要求4所述的新型闸门装置，其特征在于，所述闸门设有一卡位臂，与套筒部件上设置的卡脚选择性卡定。
6.如权利要求1所述的新型闸门装置，其特征在于，所述闸门靠近该套筒部件的一侧设有一限制该套筒部件在该螺杆上最大移动行程点的限位条。
7.如权利要求6所述的新型闸门装置，其特征在于，所述限位条在该闸门开启到位时与该套筒部件形成抵触实现对该闸门的锁定。
8.如权利要求1所述的新型闸门装置，其特征在于，所述套筒部件靠近基板的一侧设有一限制该套筒随螺杆转动的限制平台。
9.如权利要求1所述的新型闸门装置，其特征在于，还包括一检查该套筒部件是否移动到指定位置的第一传感器，该套筒部件上设有一被该第一传感器选择性感应的检测臂。
10.如权利要求1所述的新型闸门装置，其特征在于，还包括用于检测闸门开启和关闭到位的开启位置检测传感器和关闭位置检测传感器。
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