CN104916013B - 改进结构的横向水平移动机构及采用该机构的自动门禁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进结构的横向水平移动机构及采用该机构的自动门禁装置，机构包括有支撑板、动力源和摆臂组件，所述摆臂组件包括有主动摆臂、从动摆臂、弧形轨道结构和水平定位结构，该主动摆臂的一端部活动设置于支撑板上且与动力源传动连接，其另一端部与从动摆臂的一端部铰接配合，该从动摆臂与主动摆臂的铰接端部与弧形轨道结构连接配合，从动摆臂的另一端部与水平定位结构连接配合，保证主动摆臂和从动摆臂的铰接端部沿弧形轨道结构的预定弧形轨迹移动而从动摆臂的另一端部沿横向水平左右移动。本发明的传动机构设计更紧凑合理，简化了门体控制系统结构设计的复杂度，大幅减少了系统体积和安装空间要求，提高了门体系统的整体稳定性。

Description

改进结构的横向水平移动机构及采用该机构的自动门禁装置

技术领域

本发明涉及一种自动门禁装置，属于门禁装置设备技术领域，尤其是指一种改进结构的横向水平移动机构及采用该机构的自动门禁装置。

背景技术

目前，随着城市轨道交通系统的日益发展，很多地区和国家，许多大中城市都正在准备或已经开始地铁建设。自动售检票系统，作为地铁运营体系的重要组成部分和形象窗口，也在随之得到飞快的发展和提升。而在自动售检票系统中，自动检票机是不可或缺的环节之一，其门禁装置更是自动检票机的核心部件，门禁装置的控制质量和运行质量的好坏直接决定着自动检票机的优劣和工作效果。

现有技术中，自动检票机门禁装置的门体控制一般包括对剪式、拍打式和凸盘伸缩式等几种方式。例如，于2008年3月19日公告的中国实用新型专利(公告号为CN201037352Y)所公开的一种自动检票机剪式门装置，其门体的打开和关闭的传动方式是由电机带动偏心盘、连杆进而门体摆臂来实现的，其门体的打开和关闭呈对剪式(如图1所示)，这种结构方式的门禁装置存在下述缺点，即门体的接触为点接触，受力面积小，单位面积受力大，当门体控制系统异常或有其他意外事情发生时，容易对通行中的乘客造成身体伤害，因此，存在极大的安全隐患。

广州市地下铁道总公司为了解决上述问题，研发并申请了专利号为ZL201110181045.X的发明专利申请，将传统技术中门板的对剪式结构改进为横向水平移动式，减少了使用过程中的安全隐患，安全实用可靠。但是，从实际应用中发现，该技术方案的横向水平移动机构的单个从动摆臂长度是单个主动摆臂长度的两倍，而且从动摆臂的一端部是沿固定的上下垂直方向往复移动的，如果单片门板的传动机构以上下两个从动摆臂来计算的话，那么单片门板需要多预留至少一个从动摆臂的高度空间供两个从动摆臂进行上下垂直位移，从而导致整机的体积较大，不利于现场的安装和使用；另一方面，该技术方案的横向水平移动机构的从动摆动臂一端是通过滑道迫使其垂直位移，门板在使用过程中有可能因外力影响而晃动，稳定性较差。因此，本发明专利申请即对上述技术问题进行的技术改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的问题，提供一种改进结构的横向水平移动机构，该横向水平移动机构整体结构简单紧凑，设计合理，体积较小，能够有效减小整机的空间。

本发明的另一目的在于提供一种采用上述改进结构的横向水平移动机构的自动门禁装置。

为了实现第一个目的，本发明按照以下技术方案实现：

一种改进结构的横向水平移动机构，包括有支撑板、动力源和摆臂组件，所述摆臂组件包括有主动摆臂、从动摆臂、弧形轨道结构和水平定位结构，该主动摆臂的一端部活动设置于支撑板上且与动力源传动连接，其另一端部与从动摆臂的一端部铰接配合，该从动摆臂与主动摆臂的铰接端部与弧形轨道结构连接配合，从动摆臂的另一端部与水平定位结构连接配合，保证主动摆臂和从动摆臂的铰接端部沿弧形轨道结构的预定弧形轨迹移动而从动摆臂的另一端部沿横向水平左右移动。

进一步，所述摆臂组件包括有第一摆臂部件和第二摆臂部件，其中：上述第一摆臂部件包括有第一主动摆臂、第一从动摆臂和第一弧形轨道结构，该第一主动摆臂的一端部活动设置于支撑板上且与动力源传动连接，第一主动摆臂的另一端部与第一从动摆臂的一端部铰接，该铰接端部与第一弧形轨道结构连接，沿第一弧形轨道结构的预定弧形轨迹摆动；上述第二摆臂部件包括有第二主动摆臂、第二从动摆臂和第二弧形轨道结构，该第二主动摆臂的一端部活动设置于支撑板上且与第一主动摆臂传动连接，由第一主动摆臂带动反向同步转动，第二主动摆臂的另一端部与第二从动摆臂的一端部铰接，该铰接端与第二弧形轨道结构连接，沿第二弧形轨道结构的预定弧形轨迹摆动；上述摆臂组件还包括有一水平定位用的连杆，该连杆的两端分别与第一从动摆臂的另一端部和第二从动摆臂的另一端部铰接，使得第一摆臂部件和第二摆臂部件始终以该连杆的中线为界对称设置，进而该连杆两端的铰接端始终保持同步左右水平移动设置。

进一步，所述第一主动摆臂与支撑板的连接端部设置有第一扇形齿轮盘，所述第二主动摆臂与支撑板的连接端部设置有与上述第一扇形齿轮盘啮合传动连接的第二扇形齿轮盘，保证第一主动摆臂和第二主动摆臂同步反向摆动。

进一步，所述第一弧形轨道结构包括有主动齿轮和第一传动齿轮，第一传动齿轮通过轴承活动穿套在动力源输出轴上，主动齿轮与第一从动摆臂的铰接端紧固连接且与第一传动齿轮啮合传动连接，保证第一从动摆臂的铰接端沿着第一传动齿轮的弧形外轮廓移动；所述第二弧形轨道结构包括有第二传动齿轮和从动齿轮，第二传动齿轮与上述第一传动齿轮结构一致，其活动设置于支撑板上且与上述第一传动齿轮啮合传动连接，从动齿轮与上述主动齿轮结构一致，其与第二从动摆臂的铰接端紧固连接且与第二传动齿轮啮合传动连接，保证第二从动摆臂的铰接端沿着第二传动齿轮的弧形外轮廓移动。

进一步，所述第一主动摆臂的长度等于第二主动摆臂的长度，第一从动摆臂的长度等于第二从动摆臂的长度，第一主动摆臂和第一从动摆臂的铰接端的夹角与第二主动摆臂和第二从动摆臂的铰接端的夹角度数相等且方向相反。

为了实现第二个目的，本发明按照以下技术方案实现：

一种采用上述改进结构的横向水平移动机构的自动门禁装置，包括有门板，所述门板的一端侧与摆臂组件的从动摆臂的水平移动端部连接配合，使得门板在打开或关闭过程中始终保持横向水平移动。

进一步，所述横向水平移动机构包括有支撑板、动力源和摆臂组件，该摆臂组件包括有第一摆臂部件和第二摆臂部件，其中：上述第一摆臂部件包括有第一主动摆臂、第一从动摆臂和第一弧形轨道结构，该第一主动摆臂的一端部活动设置于支撑板上且与动力源传动连接，第一主动摆臂的另一端部与第一从动摆臂的一端部铰接，该铰接端部与第一弧形轨道结构连接，沿第一弧形轨道结构的预定弧形轨迹摆动；上述第二摆臂部件包括有第二主动摆臂、第二从动摆臂和第二弧形轨道结构，该第二主动摆臂的一端部活动设置于支撑板上且与第一主动摆臂传动连接，由第一主动摆臂带动反向同步转动，第二主动摆臂的另一端部与第二从动摆臂的一端部铰接，该铰接端与第二弧形轨道结构连接，沿第二弧形轨道结构的预定弧形轨迹摆动；上述摆臂组件还包括有一与门板的一端侧紧固连接的连杆，该连杆的两端分别与第一从动摆臂的另一端部和第二从动摆臂的另一端部铰接，使得第一摆臂部件和第二摆臂部件始终以该连杆的中线为界对称设置，并与弧形轨道结构协同工作保证该连杆两端的铰接端始终保持同步左右水平移动设置，保证门板在打开或关闭过程中始终保持横向水平移动。

进一步，所述第一主动摆臂与支撑板的连接端部设置有第一扇形齿轮盘，所述第二主动摆臂与支撑板的连接端部设置有与上述第一扇形齿轮盘啮合传动连接的第二扇形齿轮盘，保证第一主动摆臂和第二主动摆臂同步反向摆动。

进一步，所述第一弧形轨道结构包括有主动齿轮和第一传动齿轮，第一传动齿轮通过轴承活动穿套在动力源输出轴上，主动齿轮与第一从动摆臂的铰接端紧固连接且与第一传动齿轮啮合传动连接，保证第一从动摆臂的铰接端沿着第一传动齿轮的弧形外轮廓移动；所述第二弧形轨道结构包括有第二传动齿轮和从动齿轮，第二传动齿轮与上述第一传动齿轮结构一致，其活动设置于支撑板上且与上述第一传动齿轮啮合传动连接，从动齿轮与上述主动齿轮结构一致，其与第二从动摆臂的铰接端紧固连接且与第二传动齿轮啮合传动连接，保证第二从动摆臂的铰接端沿着第二传动齿轮的弧形外轮廓移动。

进一步，所述第二摆臂部件的第二主动摆臂与支撑板连接的轴心部位设置有一紧急开门结构，该紧急开门结构为配重体或拉簧机构。

本发明与现有技术相比，其有益效果为：

1、改正了以往对剪式门体端面为点接触的缺点，解决了容易造成乘客受伤的安全隐患，安全实用可靠；

2、传动机构设计更紧凑合理，简化了门体控制系统结构设计的复杂度，大幅减少了系统体积和安装空间要求，提高了门体系统的整体稳定性；

3、使用范围广，既可用于地铁检票系统，也可用于类似的需要进行自动检票机的场合，如停车场、场馆、会所、车站、码头、轮渡等场合。

附图说明

图1是传统门禁的简单结构示意图。

图2是本发明的结构示意图。

图3是图2的简化原理示意图。

图4是本发明关闭状态示意图。

图5是本发明打开状态示意图。

具体实施方式

如图2、3所示，一种采用上述改进结构的横向水平移动机构的自动门禁装置，包括有门板1和横向水平移动机构2。

所述横向水平移动机构2包括有支撑板21、伺服电机(图中未示出)和摆臂组件，该摆臂组件包括有第一摆臂部件22和第二摆臂部件23，其中：

上述第一摆臂部件22包括有第一主动摆臂221、第一从动摆臂222和第一弧形轨道结构223，该第一主动摆臂221的一端部活动设置于支撑板上且与电机传动连接，第一主动摆臂221的另一端部与第一从动摆臂222的一端部铰接，该铰接端部与第一弧形轨道结构223连接，沿第一弧形轨道结构223的预定弧形轨迹摆动；

上述第二摆臂部件23包括有第二主动摆臂231、第二从动摆臂232和第二弧形轨道结构233，该第二主动摆臂231的一端部活动设置于支撑板上且与第一主动摆臂221传动连接，由第一主动摆臂221带动反向同步转动，第二主动摆臂231的另一端部与第二从动摆臂232的一端部铰接，该铰接端与第二弧形轨道结构233连接，沿第二弧形轨道结构233的预定弧形轨迹摆动；

上述摆臂组件还包括有一与门板的一端侧紧固连接的连杆24，该连杆24的两端分别与第一从动摆臂222的另一端部和第二从动摆臂232的另一端部铰接，使得第一摆臂部件22和第二摆臂部件23始终以该连杆24的中线为界对称设置，进而该连杆24两端的铰接端始终保持同步左右水平移动设置，保证门板1在打开或关闭过程中始终保持横向水平移动。

作为本实施例的优选方案，以下对上述技术方案进一步限定如下：

进一步，所述第一主动摆臂221与支撑板的连接端部设置有第一扇形齿轮盘2211，所述第二主动摆臂231与支撑板的连接端部设置有与上述第一扇形齿轮盘2211啮合传动连接的第二扇形齿轮盘2311，保证第一主动摆臂221和第二主动摆臂231同步反向摆动。

进一步，所述第一弧形轨道结构223包括有主动齿轮2231和第一传动齿轮2232，第一传动齿轮2232通过轴承活动穿套在伺服电机输出轴上，主动齿轮2231与第一从动摆臂222的铰接端紧固连接且与第一传动齿轮2232啮合传动连接，保证第一从动摆臂222的铰接端沿着第一传动齿轮2232的弧形外轮廓移动；所述第二弧形轨道结构233包括有第二传动齿轮2331和从动齿轮2332，第二传动齿轮2331与上述第一传动齿轮2232结构一致，其活动设置于支撑板上且与上述第一传动齿轮2232啮合传动连接，从动齿轮2332与上述主动齿轮2231结构一致，其与第二从动摆臂232的铰接端紧固连接且与第二传动齿轮2331啮合传动连接，保证第二从动摆臂232的铰接端沿着第二传动齿轮2331的弧形外轮廓移动。

进一步，所述第一主动摆臂221和支撑板的连接轴心O1到第一主动摆臂221和第一从动摆臂222的铰接轴心C1的长度为L11，第二主动摆臂231和支撑板的连接轴心O2到第二主动摆臂231和第二从动摆臂232的铰接轴心C2的长度为L12，L11等于L12；所述第一从动摆臂222和第一主动摆臂221的铰接轴心C1到第一从动摆臂222和连杆24的铰接轴心B1的长度为L21，第二从动摆臂232和第二主动摆臂231的铰接轴心C2到第二从动摆臂232和连杆24的铰接轴心B2的长度为L22，L21等于L22；及所述第一主动摆臂221和第一从动摆臂222的铰接端的夹角与第二主动摆臂231和第二从动摆臂232的铰接端的夹角度数相等且方向相反。

进一步，所述第二摆臂部件的第二主动摆臂与支撑板连接的轴心部位设置有一紧急开门结构，该紧急开门结构为配重体或拉簧机构，用于紧急情况下通过操作配重体来打开门体，从而符合消防安全要求。

本发明所述自动门禁的工作原理如下所述：

如图4所示，伺服电机正转，带动第一主动摆臂221正转，第一主动摆臂221通过啮合传动连接的第一扇形齿轮盘2211和第二扇形齿轮盘2311，带动第二主动摆臂231同步反转，与此同时，第一主动摆臂221同步带动第一从动摆臂222的铰接端正转，第二主动摆臂231同步带动第二从动摆臂232的铰接端反转，从而将伺服电机的动力输出传递给第一主动摆臂221和第一从动摆臂222组合及第二主动摆臂231和第二从动摆臂232组合，实现第一摆臂部件和第二摆臂部件的同步反向运动；

而由于主动齿轮2231与第一从动摆臂222的铰接端紧固连接，从动齿轮2332与第二从动摆臂232的铰接端紧固连接，因此第一从动摆臂222的铰接端在正转过程中，主动齿轮2231会沿着第一传动齿轮2232的外轮廓转动，第二从动摆臂232的铰接端在反转过程中，从动齿轮2332会沿着第二传动齿轮2331的外轮廓转动，在这过程中，由于连杆24的限定作用，第一从动摆臂和第二从动摆臂的转动幅度相同而方向相反，进而也保证连杆始终处于横向水平位移状态，与连杆固接的门板1也就保持水平位移状态，从而通道封闭。

第一弧形轨道结构和第二弧形轨道结构利用相互啮合的齿轮结构，配合伺服电机本身固有的定位和扭力检测功能，可以实现门板在横向水平移动过程中的位置检测和门体的夹人夹物自动检测，使门体机构不易晃动，具有较佳的稳定性效果。

如图5所示，电机反转，上述操作步骤反向进行，进而带动门板1横向水平移动缩回，通道打开。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (10)

1.一种改进结构的横向水平移动机构，包括有支撑板、动力源和摆臂组件，其特征在于：所述摆臂组件包括有主动摆臂、从动摆臂、弧形轨道结构和水平定位结构，该主动摆臂的一端部活动设置于支撑板上且与动力源传动连接，其另一端部与从动摆臂的一端部铰接配合，该从动摆臂与主动摆臂的铰接端部与弧形轨道结构连接配合，从动摆臂的另一端部与水平定位结构连接配合，保证主动摆臂和从动摆臂的铰接端部沿弧形轨道结构的预定弧形轨迹移动而从动摆臂的另一端部沿横向水平左右移动。

2.根据权利要求1所述一种改进结构的横向水平移动机构，其特征在于：所述摆臂组件包括有第一摆臂部件和第二摆臂部件，其中：

上述第一摆臂部件包括有第一主动摆臂、第一从动摆臂和第一弧形轨道结构，该第一主动摆臂的一端部活动设置于支撑板上且与动力源传动连接，第一主动摆臂的另一端部与第一从动摆臂的一端部铰接，该铰接端部与第一弧形轨道结构连接，沿第一弧形轨道结构的预定弧形轨迹摆动；

上述第二摆臂部件包括有第二主动摆臂、第二从动摆臂和第二弧形轨道结构，该第二主动摆臂的一端部活动设置于支撑板上且与第一主动摆臂传动连接，由第一主动摆臂带动反向同步转动，第二主动摆臂的另一端部与第二从动摆臂的一端部铰接，该铰接端与第二弧形轨道结构连接，沿第二弧形轨道结构的预定弧形轨迹摆动；

上述摆臂组件还包括有一水平定位用的连杆，该连杆的两端分别与第一从动摆臂的另一端部和第二从动摆臂的另一端部铰接，使得第一摆臂部件和第二摆臂部件始终以该连杆的中线为界对称设置，进而该连杆两端的铰接端始终保持同步左右水平移动设置。

3.根据权利要求2所述一种改进结构的横向水平移动机构，其特征在于：所述第一主动摆臂与支撑板的连接端部设置有第一扇形齿轮盘，所述第二主动摆臂与支撑板的连接端部设置有与上述第一扇形齿轮盘啮合传动连接的第二扇形齿轮盘，保证第一主动摆臂和第二主动摆臂同步反向摆动。

4.根据权利要求3所述一种改进结构的横向水平移动机构，其特征在于：所述第一弧形轨道结构包括有主动齿轮和第一传动齿轮，第一传动齿轮通过轴承活动穿套在动力源输出轴上，主动齿轮与第一从动摆臂的铰接端紧固连接且与第一传动齿轮啮合传动连接，保证第一从动摆臂的铰接端沿着第一传动齿轮的弧形外轮廓移动；

所述第二弧形轨道结构包括有第二传动齿轮和从动齿轮，第二传动齿轮与上述第一传动齿轮结构一致，其活动设置于支撑板上且与上述第一传动齿轮啮合传动连接，从动齿轮与上述主动齿轮结构一致，其与第二从动摆臂的铰接端紧固连接且与第二传动齿轮啮合传动连接，保证第二从动摆臂的铰接端沿着第二传动齿轮的弧形外轮廓移动。

5.根据权利要求2至4任一所述一种改进结构的横向水平移动机构，其特征在于：所述第一主动摆臂和支撑板的连接轴心到第一主动摆臂和第一从动摆臂的铰接轴心的长度为L11，第二主动摆臂和支撑板的连接轴心到第二主动摆臂和第二从动摆臂的铰接轴心的长度为L12，L11等于L12；

所述第一从动摆臂和第一主动摆臂的铰接轴心到第一从动摆臂和连杆的铰接轴心的长度为L21，第二从动摆臂和第二主动摆臂的铰接轴心到第二从动摆臂和连杆的铰接轴心的长度为L22，L21等于L22；

及所述第一主动摆臂和第一从动摆臂在铰接端的夹角与第二主动摆臂和第二从动摆臂在铰接端的夹角度数始终保持相等且方向相反。

6.一种采用权利要求1所述改进结构的横向水平移动机构的自动门禁装置，包括有门板，其特征在于：所述门板的一端侧与摆臂组件的从动摆臂的水平移动端部连接配合，使得门板在打开或关闭过程中始终保持横向水平移动。

7.根据权利要求6所述的自动门禁装置，其特征在于：所述横向水平移动机构包括有支撑板、动力源和摆臂组件，该摆臂组件包括有第一摆臂部件和第二摆臂部件，其中：

上述第一摆臂部件包括有第一主动摆臂、第一从动摆臂和第一弧形轨道结构，该第一主动摆臂的一端部活动设置于支撑板上且与动力源传动连接，第一主动摆臂的另一端部与第一从动摆臂的一端部铰接，该铰接端部与第一弧形轨道结构连接，沿第一弧形轨道结构

的预定弧形轨迹摆动；

上述第二摆臂部件包括有第二主动摆臂、第二从动摆臂和第二弧形轨道结构，该第二主动摆臂的一端部活动设置于支撑板上且与第一主动摆臂传动连接，由第一主动摆臂带动反向同步转动，第二主动摆臂的另一端部与第二从动摆臂的一端部铰接，该铰接端与第二弧形轨道结构连接，沿第二弧形轨道结构的预定弧形轨迹摆动；

上述摆臂组件还包括有一与门板的一端侧紧固连接的连杆，该连杆的两端分别与第一从动摆臂的另一端部和第二从动摆臂的另一端部铰接，使得第一摆臂部件和第二摆臂部件始终以该连杆的中线为界对称设置，并与弧形轨道结构协同工作保证该连杆两端的铰接端始终保持同步左右水平移动设置，保证门板在打开或关闭过程中始终保持横向水平移动。

8.根据权利要求7所述自动门禁装置，其特征在于：所述第一主动摆臂与支撑板的连接端部设置有第一扇形齿轮盘，所述第二主动摆臂与支撑板的连接端部设置有与上述第一扇形齿轮盘啮合传动连接的第二扇形齿轮盘，保证第一主动摆臂和第二主动摆臂同步反向摆动。

9.根据权利要求8所述自动门禁装置，其特征在于：所述第一弧形轨道结构包括有主动齿轮和第一传动齿轮，第一传动齿轮通过轴承活动穿套在动力源输出轴上，主动齿轮与第一从动摆臂的铰接端紧固连接且与第一传动齿轮啮合传动连接，保证第一从动摆臂的铰接端沿着第一传动齿轮的弧形外轮廓移动；

所述第二弧形轨道结构包括有第二传动齿轮和从动齿轮，第二传动齿轮与上述第一传动齿轮结构一致，其活动设置于支撑板上且与上述第一传动齿轮啮合传动连接，从动齿轮与上述主动齿轮结构一致，其与第二从动摆臂的铰接端紧固连接且与第二传动齿轮啮合传动连接，保证第二从动摆臂的铰接端沿着第二传动齿轮的弧形外轮廓移动。

10.根据权利要求7至9任一所述自动门禁装置，其特征在于：所述第二摆臂部件的第二主动摆臂与支撑板连接的轴心部位设置有一紧急开门结构，该紧急开门结构为配重体或拉簧机构。