CN105089415B - 一种手动自动可切换式开关门系统 - Google Patents

Abstract

一种手动自动可切换式开关门系统，包括机械传动机构和开关门控制机构，该机械传动机构包括控制电机、主动传动装置、被动传动装置、连接组件和传送带；该主动传动装置和被动传动装置分别安装于门框顶部；该传送带连接于主动传动装置和被动传动装置之间；该连接组件与传送带和推拉门固定连接；该控制电机的控制输入端与开关门控制机构相连，其输出轴与主动传动装置相连，以控制主动传动装置动作，并带动传送带和被动传动装置动作，驱使推拉门打开或关闭；该开关门控制机构设有传感器组以在检测到切换信号时切换处于自动模式或手动模式。本发明的系统安全可靠、易于组装和维修。

Description

一种手动自动可切换式开关门系统

技术领域

本发明涉及自动开关门领域，特别是一种手动自动可切换式开关门系统。

背景技术

近年来，随着控制技术应用的推广普及，我国自动门产品使用量逐年递增，平均增速达20％-30％，其中推拉门产值占比约48％。自动推拉门可实现门的自动化开关，方便用户进出，从而大大降低了出入门的劳动强度和通行效率，同时，采用先进的控制技术和安全保护措施，可使出入自动门更加安全、可靠、智能。目前，国际知名品牌的自动门市场多为银行、商务中心、酒店、机场、大型建筑等高档场所。随着基于嵌入式技术的智能家居概念的兴起，人们对家具产品的舒适体验提出越来越高的要求，然而当前市场上鲜有针对阳台、厨房、衣柜等家用自动推拉门的产品生产。同时，尽管国内品牌商用自动门的产量虽然已占到80％，但其中低档产品数量却占到一半份额，存在极大的质量和安全隐患。因此，设计一套家居、安全、便捷、维护性好、成本低的家用自动推拉门系统有着广泛的市场需求。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种安全可靠、易于组装和维修的手动自动可切换式开关门系统。

本发明采用如下技术方案：一种手动自动可切换式开关门系统，安装于门框和推拉门上，包括机械传动机构和开关门控制机构，其特征在于：该机械传动机构包括控制电机、主动传动装置、被动传动装置、连接组件和传送带；该主动传动装置和被动传动装置分别安装于门框顶部；该传送带连接于主动传动装置和被动传动装置之间；该连接组件与传送带和推拉门固定连接；该控制电机的控制输入端与开关门控制机构相连，其输出轴与主动传动装置相连，以在自动模式下，根据开关门控制机构的控制命令控制主动传动装置动作，并带动传送带和被动传动装置动作，驱使推拉门打开或关闭；该开关门控制机构设有传感器组以在检测到切换信号时切换处于自动模式或手动模式。

优选的，所述开关门控制机构包括主控制电路、供电控制电路、电源、传感器组、限位开关组、第一信号发送接收器和第二信号发送接收器；所述门框顶部两端均设有限位开关组和第一信号发送接收器，该限位开关组与电源电连接；所述推拉门顶部设有供电控制电路和两个第二信号发送接收器，该供电控制电路分别与该两个第二信号发送接收器相连，并通过与任一限位开关组导电接触实现接通供电；传感器组安装于推拉门上以检测触摸动作和遮挡物，该供电控制电路与传感器组相连以接收对应的切换命令和开门命令，其一第二信号发送接收器将供电控制电路的开门命令进行发送；第一信号发送接收器与该主控制电路相连，以接收第二信号发送接收器发送的开门命令并送至主控制电路，主控制电路与控制电机和电源相连以控制控制电机动作。

优选的，所述传感器组包括触摸传感器和红外感应传感器。

优选的，还包括有指示灯电路，该指示灯电路与供电控制电路相连；所述第一信号发送接收器发送状态信号，所述第二信号发送接收器接收状态信号并送至供电控制电路，该供电控制电路控制指示灯进行对应的状态指示。

优选的，还包括有安装于所述被动传动装置上的测速传感器，该测速传感器与所述主控制电路相连以在推拉门运动中，检测推拉门的运动速度并送至主控制电路，主控制电路在推拉门减速至特定值时控制控制电机作对应动作。

优选的，还包括有安装于所述推拉门上的红外热释传感器，该红外热释传感器与所述主控制电路相连以检测监控区情况并送至主控制电路，主控制电路根据监控区情况控制控制电机作对应动作。

优选的，所述限位开关组包括固定板和两摆臂；该固定板固定于门框上，该两摆臂位于固定板两侧且其顶端均与固定板铰接，底端自由摆动；所述第一信号发送接收器也安装于该固定板上；所述供电控制电路对应设有基座，该基座两侧均设有两分别与两摆臂底端接触的电极，所述两个第二信号发送接收器也安装于该基座两侧。

优选的，所述主动传动装置包括主动齿轮、减速齿轮组和同步齿轮，该主动齿轮固定于控制电机输出轴上，该减速齿轮组连接于主动齿轮与同步齿轮之间以传动，所述传送带绕过该同步齿轮。

优选的，所述被动传动装置包括机械盒和同步齿轮，该机械盒固定于门框上，该同步齿轮位于机械盒内，所述传送带穿设于该同步齿轮上。

优选的，所述连接组件包括固定架、磁铁和固定片；该固定架顶部和底部分别与所述传送带和该固定片顶部固定连接；所述磁铁位于该固定架和固定片连接处内；所述固定片底部与所述推拉门固定连接。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的系统，其机械传动机构采用主动传动装置、被动传动装置、控制电机及传送带配合实现传动，主动传动装置和被动传动装置体积小、可隐藏于门框的导轨内，且无需拆开主动传动装置和被动传动装置即可实现传送带及电机的安装和维护。

2、本发明的系统，其主动传动装置可采用不同结构实现，其均设置有减速齿轮组，以降低传送带的平移速度，使推拉门的开启更加匀速平稳、噪音小。

3、本发明的系统，其开关门控制机构采用主控制电路、供电控制电路、电源、传感器组、限位开关组、第一信号发送接收器和第二信号发送接收器等配合实现开关门控制，并通过限位开关组与供电控制电路之间的导电接触实现接通供电或分离断电，该限位开关组可采用摆臂导电接触基座电极产生的电流信号作为供电开关信号。

4、本发明的系统，其设置有红外感应传感器、测速传感器、红外释热传感器、触摸传感器等，用于检测推拉门的各种状态，以控制控制电机作出对应动作，具有冗余的安全保护措施，安全可靠；采用非实体开关检测开门信号和关门信号及控制切换手动模式或自动模式，适应不同需求、十分实用。

5、本发明的系统，其主控制电路与供电控制电路通过第一信号发送接收器和第二信号发送接收器实现命令和状态的传送，可分别采用一对红外收发传感器实现半双工通讯，方便可靠。

附图说明

图1为本发明开关门控制机构的组成框图；

图2为本发明机械传动机构的结构示意图(实施例一)；

图3为本发明主动传动装置的内部结构示意图(实施例一)；

图4为本发明被动传动装置的内部结构示意图；

图5为本发明机械传动机构的结构示意图(实施例二)；

图6为本发明主动传动装置的内部结构示意图(实施例二)；

图7为本发明连接组件的结构示意图；

图8为本发明限位开关组的结构示意图；

图9为本发明安装示意图(推拉门完全开启状态)；

图10为图9中A的放大图；

其中：10、控制电机，20a、主动传动装置，20b、被动传动装置，21、主动齿轮，22、双联齿轮，23、减速齿轮，24、同步齿轮，25、同步齿带，26、机械盒，28、测速传感器，29、红外热释传感器，30、传送带，40、连接组件，41、固定架，42、磁铁，43、固定片，44、螺钉，45、压片，50、主控制电路，51、第一信号发送接收器，60、供电控制电路，61、基座，62、电极，63、指示灯电路，64、第二信号发送接收器，70、电源，71，电源插头，80、限位开关组，81、固定板，82、摆臂，90a、触摸传感器，90b、红外感应传感器。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

实施例一

参照图1至图4，图9和图10，一种手动自动可切换式开关门系统，安装于门框和推拉门上，包括机械传动机构和开关门控制机构。该机械传动机构包括控制电机10、主动传动装置20a、被动传动装置20b、连接组件40和传送带30。该主动传动装置20a安装于门框顶部导轨内的右侧，其包括机械盒26及位于机械盒26内的主动齿轮21、减速齿轮组和同步齿轮24。该减速齿轮组包括双联齿轮22、减速齿轮23，该机械盒26与门框固定连接，该控制电机10输出轴穿过机械盒26与主动齿轮21固定相连，主动齿轮21与双联齿轮22啮合，该双联齿轮22与减速齿轮23啮合。该减速齿轮23与同步齿轮24通过方轴联动杆实现同轴联动，可以防止二者联动作用时，出现打滑现象，方便推拉门的定位。

被动传动装置20b安装于门框顶部导轨内且靠近中部位置，其包括机械盒26和同步齿轮24，该机械盒26与门框固定连接，该同步齿轮24位于机械盒26内。传送带30绕设于主动传动装置20a的同步齿轮24和被动传动装置20b的同步齿轮24上。

该连接组件40与传送带30和推拉门固定连接。参照图7，连接组件40包括固定架41、磁铁42和固定片43。该固定架41顶部和底部分别通过螺钉44与传送带30和该固定片43顶部固定连接。固定架41顶部还设有压片45以固定传送带，该压片设有空槽以供传送带30穿过。磁铁42位于该固定架41和固定片43连接处内，通过磁铁42的磁力，以辅助螺钉44锁紧固定架41和固定片43；固定片43底部与推拉门固定连接。该连接组件40的数量可根据推拉门的大小设置可以是一个、两个、三个等。

控制电机10与主动传动装置20a的机械盒26固定连接，且位于机械盒26外部，其控制输入端与开关门控制机构相连，以由机械控制机构控制处于不同工作状态。

在自动模式下，根据开关门控制机构的控制命令控制主动传动装置20a动作，并带动传送带30和被动传动装置20b动作，驱使推拉门打开或关闭；该开关门控制机构还可切换处于自动模式或手动模式。

开关门控制机构包括主控制电路50、供电控制电路60、电源70、传感器组、限位开关组80、第一信号发送接收器51和第二信号发送接收器64。门框顶部左右两侧均设有限位开关组80和第一信号发送接收器51，该限位开关组80与电源70电连接，该电源70与主控制电路50相连。推拉门顶部设有供电控制电路60和与之相连的两个第二信号发送接收器64，通过任一限位开关组80与供电控制电路60导电接触，实现对供电控制电路60及与之相连的其他电路的接通供电。

参照图8，限位开关组80包括固定板81和两摆臂82，该固定板81垂直地固定于门框上，该两摆臂82位于固定板81前后两侧且其顶端均与固定板81铰接，底端可自由摆动，且两摆臂左右间隔设置，可避免因摆臂底部的摆动造成的短路现象。同一侧的第一信号发送接收器51也安装于该固定板81上，电源插头71也安装于固定板上以连接电源。供电控制电路60对应设有两安装于推拉门顶部左右两侧的基座61，该两基座61均设有两分别与两摆臂82接触的电极62，同一侧的第二信号发送接收器64安装于该基座61对应位置上。并且设置成：两摆臂82的长度略大于基座61到固定板81底面之间的距离，使得摆臂在重力作用下与电极导电接触。当其中一限位开关组80的两摆臂82底端与供电控制电路60的其中一侧的两电极62接触时，对应的第一信号发送接收器51与对应的第二信号发送接收器64恰好对准。该第一信号发送接收器51和第二信号发送接收器64均采用一对红外收发传感器，从而实现半双工通讯，可靠地传递指令和状态信息。

传感器组包括触摸传感器90a和红外感应传感器90b，均安装于推拉门上的适当位置，以分别检测触摸动作和是否有遮挡物等。该供电控制电路60与该触摸传感器90a和红外感应传感器90b相连以分别接收并发送对应的切换命令和开门命令，其还可发送开门到位命令，关门到位命令等。其中：左侧的第二信号发送接收器64用于将供电控制电路60的开门命令或关门到位命令进行发送，右侧第二信号发送接收器64用于将供电控制电路60的开门到位信号进行发送。第一信号发送接收器51与主控制电路50相连，以接收第二信号发送接收器64发送的开门命令、开门到位命令，关门到位命令和切换命令等，并送至主控制电路50，主控制电路50通过电机驱动模块与控制电机10相连以控制控制电机10作对应动作(控制开门、停止工作、控制关门等)。另外，推拉门关闭时，当手动轻推推拉门使得左侧的限位开关组80与供电控制电路60的左侧电极62断开连接，此时，主控制电路50也可控制控制电机10动作，驱使推拉门自动开门。

进一步的，还包括有指示灯电路63，该指示灯电路63与供电控制电路60相连。两个第一信号发送接收器51发送状态信号(包括完全开启状态、完全关闭状态等)，对应第二信号发送接收器64接收状态信号并送至供电控制电路60，该供电控制电路60控制指示灯进行对应的状态指示。

进一步的，还包括有安装于被动传动装置20b上的测速传感器28，该测速传感器28与主控制电路50相连以在推拉门运动中，检测推拉门的运动速度并送至主控制电路50，主控制电路50在推拉门减速至特定值时控制控制电机10作对应动作。该测速传感器28采用对射式测速传感器，通过检测被动传动装置20b的同步齿轮24栅格间不同厚度材质的透光性，进行速度测量，进一步实现检测推拉门的运动速度。

进一步的，还包括有安装于推拉门上的红外热释传感器29，该红外热释传感器29与主控制电路50相连以检测监控区情况并送至主控制电路50，主控制电路50根据监控区情况控制控制电机10作对应动作。

本发明的工作过程如下：

常规状态下：主控制电路50处于自动模式，推拉门处于关闭状态，假设推拉门位于门框左侧，则左侧的限位开关组80与供电控制电路60的左侧电极62接通，电源70对供电控制电路60及与之相连的传感器组、指示灯电路63等进行供电，左侧的第一信号发送接收器51发送完全关闭状态至第二信号发送接收器64，供电控制电路60控制指示灯电路63指示完全关闭状态。

开门过程：当用户位于推拉门前，且处于红外感应传感器90b的感应区域内，以非接触方式挥手或遮挡，该红外感应传感器90b发出的光线被发射、接收后送至供电控制电路60，供电控制电路60转换成开门命令并通过左侧第二信号发送接收器64进行发送，左侧的第一信号发送接收器51接收该开门命令，送至主控制电路50，主控制电路50控制控制电机10工作，驱使传送带30带动推拉门开启，供电控制电路60及与之相连的部件断电。在推拉门开启过程中，通过测速传感器28和红外热释传感器29检测是否有障碍物，若存在，则主控制电路50控制控制电机10暂停开门，数秒后继续打开。另外一种情况，当轻推推拉门使得左侧的限位开关组与供电控制电路60的左侧电极62断开连接，此时，主控制电路50也可控制控制电机10动作，驱使推拉门自动开门。

推拉门完全打开后，其顶部的右侧的电极62与门框右侧的限位开关组80接通，右侧的第一信号发送接收器51发送完全开启状态至右侧的第二信号发送接收器64，供电控制电路60控制指示灯电路63指示完全开启状态，右侧的第二信号发送接收器64发送到位命令，右侧的第一信号发送接收器51接收并发至主控制电路50，主控制电路50控制电机10停止转动。

关门过程：主控制电路50在延时一段时间后，若红外热释传感器29未检测到障碍物，则控制控制电机10工作关门。在关门过程中，通过测速传感器28和红外热释传感器29检测是否有障碍物，若存在，则主控制电路50控制电机10停止关门，再次开门。

切换过程：在推拉门完全关闭状态或完全开启状态，用户触动触摸感应开关，供电控制电路60通过对应的第二信号发送接收器64发送切换信号至主控制电路50，主控制电路50控制控制电机10停止工作，处于手动模式，释放控制权。

实施例二

参照图5、图6，一种手动自动可切换式开门系统，其主要结构与实施例一相同，区别在于：主动传动装置20a包括主动齿轮21，减速齿轮23、同步齿轮24和同步齿带25，该主动齿轮21固定于控制电机10输出轴上，该同步齿带25绕设于该减速齿轮23和主动齿轮21之间，该同步齿轮24与减速齿轮23同轴联动，传送带30绕过该同步齿轮24。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种手动自动可切换式开关门系统，安装于门框和推拉门上，包括机械传动机构和开关门控制机构，其特征在于：该机械传动机构包括控制电机、主动传动装置、被动传动装置、连接组件和传送带；该主动传动装置和被动传动装置分别安装于门框顶部；该传送带连接于主动传动装置和被动传动装置之间；该连接组件与传送带和推拉门固定连接；该控制电机的控制输入端与开关门控制机构相连，其输出轴与主动传动装置相连，以在自动模式下，根据开关门控制机构的控制命令控制主动传动装置动作，并带动传送带和被动传动装置动作，驱使推拉门打开或关闭；该开关门控制机构用于在检测到切换信号时切换处于自动模式或手动模式，其设有传感器组、限位开关组，供电控制电路，主控制电路，该供电控制电路通过与限位开关组导电接触实现接通供电，并与传感器组相连以接收对应的切换命令和开门命令。

2.如权利要求1所述的一种手动自动可切换式开关门系统，其特征在于：所述开关门控制机构还包括电源、第一信号发送接收器和第二信号发送接收器；所述门框顶部两端均设有限位开关组和第一信号发送接收器，该限位开关组与电源电连接；所述推拉门顶部设有供电控制电路和两个第二信号发送接收器，该供电控制电路分别与该两个第二信号发送接收器相连，并通过与任一限位开关组导电接触实现接通供电；传感器组安装于推拉门上以检测触摸动作和遮挡物，其一第二信号发送接收器将供电控制电路的开门命令进行发送；第一信号发送接收器与该主控制电路相连，以接收第二信号发送接收器发送的开门命令并送至主控制电路，主控制电路与控制电机和电源相连以控制控制电机动作。

3.如权利要求2所述的一种手动自动可切换式开关门系统，其特征在于：所述传感器组包括触摸传感器和红外感应传感器。

4.如权利要求2所述的一种手动自动可切换式开关门系统，其特征在于：还包括有指示灯电路，该指示灯电路与供电控制电路相连；所述第一信号发送接收器发送状态信号，所述第二信号发送接收器接收状态信号并送至供电控制电路，该供电控制电路控制指示灯进行对应的状态指示。

5.如权利要求2所述的一种手动自动可切换式开关门系统，其特征在于：还包括有安装于所述被动传动装置上的测速传感器，该测速传感器与所述主控制电路相连以在推拉门运动中，检测推拉门的运动速度并送至主控制电路，主控制电路在推拉门减速至特定值时，控制控制电机作对应动作。

6.如权利要求2所述的一种手动自动可切换式开关门系统，其特征在于：还包括有安装于所述推拉门上的红外热释传感器，该红外热释传感器与所述主控制电路相连以检测监控区情况并送至主控制电路，主控制电路根据监控区情况控制控制电机作对应动作。

7.如权利要求2所述的一种手动自动可切换式开关门系统，其特征在于：所述限位开关组包括固定板和两摆臂；该固定板固定于门框上，该两摆臂位于固定板两侧且其顶端均与固定板铰接，底端自由摆动；所述第一信号发送接收器也安装于该固定板上；所述供电控制电路对应设有基座，该基座两侧均设有两分别与两摆臂底端接触的电极，所述两个第二信号发送接收器也安装于该基座两侧。

8.如权利要求1所述的一种手动自动可切换式开关门系统，其特征在于：所述主动传动装置包括主动齿轮、减速齿轮组和同步齿轮，该主动齿轮固定于控制电机输出轴上，该减速齿轮组连接于主动齿轮与同步齿轮之间以传动，所述传送带绕过该同步齿轮。

9.如权利要求1所述的一种手动自动可切换式开关门系统，其特征在于：所述被动传动装置包括机械盒和同步齿轮，该机械盒固定于门框上，该同步齿轮位于机械盒内，所述传送带穿设于该同步齿轮上。

10.如权利要求1所述的一种手动自动可切换式开关门系统，其特征在于：所述连接组件包括固定架、磁铁和固定片；该固定架顶部和底部分别与所述传送带和该固定片顶部固定连接；所述磁铁位于该固定架和固定片连接处内；所述固定片底部与所述推拉门固定连接。