CN105625215A - 一种自动复位道闸门防撞器 - Google Patents

Abstract

一种自动复位道闸门防撞器，其特征在于，包括框架、自动回复系统、防撞系统、可变夹持系统以及安全保护系统；通过本设计使得道闸门防撞器比传统的防撞器，具有了可双向防撞、自动回复、安装更换道闸杆操作简便、适应性强、安全可靠、开发性好等优点。

Description

一种自动复位道闸门防撞器

技术领域

本发明属于道闸门领域，尤其是闸门体连接处的一种保护道闸杆的防撞器。

背景技术

现今社会,随着经济的发展，工厂、居民小区、学校、企业等等都有了较适用的道闸门机器，解决了出入门人工开门的问题。但是使用这种机器也出现了道闸门杆防撞性极差的问题，当道闸门杆被撞时只能更换新杆，导致了资源的浪费，同时杆子较长且质薄导致更换及运输及其不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包括框架、自动回复系统、安全保护系统、防撞系统，可变夹持系统共同控制的自动复位道闸门防撞器，从而解决了道闸门杆体防撞器性差带来的一系列问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种自动复位道闸门防撞器，包括框架、自动回复系统、防撞系统、可变夹持系统以及安全保护系统;

所述框架包括定支座（1）和动支座（5）；所述定支座（1）通过安装孔(14)连接在道闸门上且与动支座(5)通过转轴相连，所述定支座（1）固接一后支座(23)。

所述自动回复系统包括步进电机(2)、齿轮盘(3)、扇形齿轮盘(4)；步进电机(2)安装在定支座(1)的电机支架上，所述定支座(1)上还设有无线遥控接收器。

其中防撞系统包括气弹簧(24)、前支座(26)、后支座（23）。

所述可变夹持系统包括端面齿轮（8）、小齿轮（9）、支撑杆（10）、锁紧螺杆轴(12)、支撑板(13)；锁紧螺杆轴(12)与面齿轮（8）、小齿轮（9）和螺纹导块（11）都是螺接，支撑板(13)通过铰链连接在螺纹导块（11）上表面，支撑板（13）在支撑杆（10）上的支点在支撑杆（10）凸台的前侧；所述的端面齿轮（8）为主动轮带动小齿轮（9）转动同时带动锁紧螺杆轴（12）转动，使螺纹导块（11）向靠近动支座（5）方向移动，使支撑板（13）向外对支撑杆（10）施加推力，用于夹紧不同规格的道闸门杆体。

所述安全保护系统包括电磁吸盘（18）、导柱（22）、导套（15）、安全支架（19）、安全支杆（25）、刚性套（20）、圆柱销（21）；所述的电磁吸盘（18）两侧设有着导套（15），导套（15）外表面与电磁吸盘（18）过盈配合，导套（15）内表面与导柱（22）间隙配合，用于控制安全支架（19）的上下移动；安全支杆（25）一端紧固在气弹簧（24）伸缩杆上，另一端与刚性套（20）间隙配合，用于限制气弹簧（24）；刚性套（20）整体与气弹簧（24）尾部固定，其上有安全支杆（25）伸缩通孔和圆柱销（21）插孔，圆柱销（21）插入圆销孔阻碍安全支杆（25）的移动;所述的安全保护系统用于处理升降传感器传递来的信息，在道闸门杆升起时，保证装置旋转铰链处为刚性；在道闸门杆降落时，保证装置铰链处为柔性。

所述防撞器还设有位置传感器，包括限位传感器和启停传感器，所述的限位传感器用于检测启停的位置，并将信号分别传给安全保护系统与回复系统；所述的启停传感器用于感知动支座（5）极限动作，并将信号传递给回复系统。

定支座（1）与动支座（5）均为6061铝合金材料制成。

本装置与现有技术相比具有如下优势：整个装置采用了质量轻且硬度高的6061铝合金，为此整个装置质量很轻，使得安装运输都很方便。

装置设有能够适应多种不同规格道闸门杆的自动夹紧系统，因此具有互换性好、适应性强的优点，解决了道闸门杆种类繁多消费者挑选麻烦的问题。

装置还采用了位置传感系统来控制保护系统，使得整个装置运动的启停更加准确，实现了机电一体化。

装置的远程遥控系统控制了杆体的复位运动，解决了安保人员人工复位的烦恼，节约了劳动力。

装置特有的保护系统同样是创新点，保护系统保证了在道闸门杆升起时设备的不旋转，道闸门杆落下时设备的自由转动,使得设备具有了升降杆体时刚性与柔性链接交换自如的功能。

同时，本装置安装简便，无需专业的安装人员，按照正确的操作步骤轻松完安装，节省了人力、财力、和时间。

附图说明：

图1为本发明结构示意图

图2为本发明侧视图

图3为图2的另一侧示意图

图4为本发明底视图

图5为又一角度结构示意图。

具体实施方式

下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

请参阅图1~5所示，本发明是利用气弹簧弹力及恢复力，带动动支座绕着转轴与其自身连接的定支座实现±90^o内自由转动实现防撞目的；受撞旋转后可利用远程遥控系统控制步进电机转动来实现自动复位。

（一）框架设计

1.1定支座1的设计

定支座1是用4组M10的螺栓螺母通过安装孔14连接在道闸门机上且与动支座通过转轴连接的零件，同时它负责固定后支座23。

通过调查市面上的道闸杆截面最大尺寸为100×45mm，所以定其左端(如图3)截面尺寸为100×50mm，要求强度大质量轻，所以材料选6061铝合金。

1.2动支座5的设计

动支座5是连接在定支座1的零件，同时它负责安装自动夹紧系统的部分零件。

通过调查市面上的道闸杆截面最大尺寸为长100宽45mm，所以定其截面尺寸为137×50mm，宽120mm，要求强度大，质量轻，所以材料选6061铝合金。

1.3装配及调试要求

动、定支座要连接在一起，连接部件有转轴一根，其尺寸为D=20mm长度为137mm；6组深沟球61804轴承过盈连接在动、定支座轴承孔中。

组装时要保证旋转灵活，无卡死，无干摩擦，同轴度要求不高，可忽略。

（二）自动回复系统

2.1步进电机2的选择

通过对学校、小区等门口道闸机的实验，得出当道闸杆受力弯曲的最大力为200N，通过计算得出步进电机2的最小扭矩为50N·M，且工作电压为24V；根据以上要求选择YH42BYGH47-401A的步进电机。

2.2齿轮盘的确定

安装电机的空间有限且只能安装转轴附近，不但要求传动比要在10：2的条件下进行慢速回复而且要求整个装置重量轻，故决定采用扇形齿轮盘4,其齿数为Z=100,直径D=100mm,齿轮盘3齿数为20,D=20mm,两齿轮模数均为1。

2.3远程遥控设备的选择

各个场所的道闸门距离警卫操作室的距离都在10m之内同时要支持24V电压电源供电工作，故选择了20m单路无线遥控器，当然了也可以根据实际应用需求，选用其他遥控器，以及控制方式。

2.4装配及调试要求

步进电机2用4组M6螺栓安装在定支座1的电机支架上，调节安装后保证齿轮盘3和扇形齿轮盘4不脱齿；无线遥控器接收器粘贴在定支座1上。

(三)防撞系统

3.1气弹簧24的选择

气弹簧24在前支座26与后支座23的中间，通过前、后支座对动支座5施加推力与拉力，可确定气弹簧24基本参数为25N，工作长度为100mm。

3.2支座的设计

前支座26、后支座23作用是支撑与固定气弹簧24，其强度要达到10N的推力，校验强度计算出厚度应大于8.9mm选择厚度为10mm，选定前支座26、后支座23的长度与宽度尺寸均为为50×20mm厚度为10mm，

3.3装配及调试要求

两支气弹簧24安装方式相同，按要求组装即可，要求美观。

（四）可变夹持系统

4.1支撑杆10的设计

如图3,支撑杆10其左段为D=30mm的偏心圆柱，中端段为D=40mm的半圆柱的阶梯轴,右端为D=40mm、d=15mm圆台。作用是夹紧道闸杆，解决夹紧的难题。

4.2支撑板13的设计

支撑板13的设计是支撑支撑杆10，其尺寸长为25mm宽为30mm，厚度为8mm.

4.3锁紧螺杆轴12的设计

锁紧螺杆轴12作用是拉动支撑杆10，使支撑杆10夹紧道闸门杆，其尺寸为D=8,导程为2，长度为250mm。锁紧螺杆轴12左端有长10mm,D=5mm的螺纹（请参阅图3所示）。

4.4端面齿轮8和小齿轮9的设计

端面齿轮8作用是带动小齿轮9转动，从而带动锁紧螺杆轴12转动。设计端面齿轮8尺寸为D=15mm、d=5mm,模数Z=1的端面齿轮。小齿轮9为标准件,D=8mm、d=5mm。作用是带动锁紧螺杆轴12旋转。说明：端面齿轮8和小齿轮9内孔均为螺纹孔。

4.5装配及调试要求

安装时先将锁紧螺杆轴12穿过动支座5的锁紧螺杆轴放置圆孔再与小齿轮9、端面齿轮8螺纹连接。端面齿轮8带动小齿轮9转动，从而带动锁紧螺杆轴12转动。锁紧螺杆轴12另一端与螺纹导块11螺纹连接，实现了螺纹导块11移动。

（五）安全保护系统

5.1安全支座

安全支座由安全支架19、刚性套20、安全支杆25、圆柱销21四部分组成。

安全支杆25一端与气弹簧24伸缩杆紧固，另一端与刚性套20间隙配合，尺寸为D=8mm，L=100mm；

刚性套20整体与气弹簧24固定，尺寸为长为30mm宽为15mm,内部通孔为D=8mm，圆柱销孔为5mm。

安全支架19两端有圆柱销21，安全支架19的作用是安装导柱22、圆柱销21，同时负责接收电磁吸盘18的磁力。

5.2电磁吸盘18

电磁吸盘18是由型号为CH1推拉式电磁铁改装成的，电磁吸盘18盘体两侧是两个导柱22且与安全支架19螺纹固定；导柱22与导套15间隙配合，导柱22固定在安全支架19上。

其作用是控制安全支座19的活动。在杆子落下时终止对安全支杆25的固定，保持动、定支座处于柔性的连接，可自由转动；杆子升起时固定安全支杆25，保证道闸门杆子的不转动。

5.3装配及调试要求

安装要求低，保证杆子的方向，不要给安全支座带来负担，且要分辨安全支架19的正反面。安装后可以正常工作即可。

本发明工作原理说明：

一种自动复位道闸门防撞器，其所处的工作环境分为道闸门杆体升降与被撞时双方向的自由弯折两部分。

1、道闸门杆体升起时，本装置内部只有安全保护系统工作，来保证定支座1与动支座5铰链连接变成刚性的；反之当杆子落下且水平时保证铰链连接变成柔性，实现自由转动。

当杆体升起时限位传感器感知信号，再将电信号传递给电磁吸盘18，电磁吸盘18通电拉动安全支架19两端圆销21插入刚性套20的圆销孔内，此时安全支架19的上表面紧紧与电磁吸盘18下表面持续贴合，而圆柱销21完全插入圆销插孔阻碍了安全支杆25在刚性套20内孔的运动。使得动、定支座连接铰链变成刚性连接;当杆子落下且保持水平时，传感器接受信号，此时关掉了电磁吸盘18的电信号，在弹簧16弹簧力的作用下安全支架19与电磁吸盘18分离，带动圆柱销21从刚性套20的圆柱销孔中抽出。

2、当道闸门杆水平放置时，定支座1与动支座5铰链连接是柔性的，当道闸门杆受到外力作用即车或其他物体撞击时，动支座5会在杆体的带动下绕着转轴旋转一定的角度，气弹簧24一侧拉伸一侧压缩，当压缩侧气弹簧与前支座26对应侧支撑臂共线时，在拉伸侧气弹簧力的作用下杆体和动支座5会继续绕着转轴转动直至到达极限。此时杆体已由和定支座1共线转变成垂直，位置传感器得到信号控制步进电机2可以接受电信号；此时施加外力的物体（车或其他实力物体）在刚才的急停后可无碍的通过。为了继续正常工作按下无线遥控发射器的回复按钮，无线遥控接收器会接到信号，处理后会给步进电机2一个一定时间的电信号，步进电机2转动带动齿轮盘3转动,在齿轮盘3的带动下，扇形齿轮盘4慢慢转过90°。电信号终止,电机停止，杆体与定支座1共线回复到正常工作状态。

其中；

1、在设备中气弹簧24还可以用液压缸代替，通过一个多位控制阀和液压泵控制液压缸也可也实现支撑和保护作用。

2、支撑板13也可采用螺旋螺母代替，此时只要把锁紧螺杆12和支撑板13之间用锥齿轮传动扭矩即可，也可达到支撑支撑杆10，夹紧道闸门杆的作用。

3、在实现夹紧的功能时，可以把螺纹导块11和支撑板13的铰链联接改为斜面联接，同样可以达到目的。

实施例

1)组装机体：在出厂前锁紧螺旋杆12和支撑板13已安装调试完,但动支座5与定支座1为了运输方便和安装道闸门杆方便是分离的，只需要将转轴、轴承安装在其中即可。

2)安装道闸门杆：支撑杆10出厂已由技术人员安装调试完，安装道闸门杆时，看说明书的方法选择是否安装定轴销（是针对杆的种类而设计的一种圆销）。将本设计的自动夹紧系统的插入道闸门杆腔内，用已给的圆柱齿轮轴插入锁紧齿轮轴插孔17中,旋转带动动端面齿轮8旋转，端面齿轮8与小齿轮9同轴转动，从而带动锁紧螺杆轴12转动，锁紧螺杆轴12另一端与螺纹导块11螺纹连接，实现了螺纹导块11移动。使得支撑板13直立，两支撑杆10分离紧固道闸门杆体，再紧固上支撑杆固定螺栓6、下支撑杆固定螺栓27和异形螺母7即可，这样道闸门杆体安装完毕。

3)整体安装：出厂前定支座1尾部已打好了现有的所有型号的夹持口，可适应所有的形状道闸机，只需按照原有的安装方法安装即可

4)对传感器和电源的安装：传感器出厂前已调好了控制距离。根据自己的实际要求自己调节安全保护系统的控制高度，达到理想的效果。接通电源时只需要在道闸机进电的总线路上再接上已给的专用接头，其他线路已接好，无需再安装调试。

通过本设计使得道闸门防撞器比传统的防撞器，具有了可双向防撞、自动回复、安装更换道闸杆操作简便、适应性强、安全可靠、开发性好等优点。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，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 (3)

1.一种自动复位道闸门防撞器，其特征在于，包括框架、自动回复系统、防撞系统、可变夹持系统以及安全保护系统;

所述框架包括定支座（1）和动支座（5）；所述定支座（1）通过安装孔(14)连接在道闸门上且与动支座(5)通过转轴相连，所述定支座（1）固接一后支座(23)；

所述自动回复系统包括步进电机(2)、齿轮盘(3)、扇形齿轮盘(4)；步进电机(2)安装在定支座(1)的电机支架上，所述定支座(1)上还设有无线遥控接收器；

其中防撞系统包括气弹簧(24)、前支座(26)、后支座（23）；

所述可变夹持系统包括端面齿轮（8）、小齿轮（9）、支撑杆（10）、、锁紧螺杆轴(12)、支撑板(13)；锁紧螺杆轴(12)与面齿轮（8）、小齿轮（9）和螺纹导块（11）都是螺接，支撑板(13)通过铰链连接在螺纹导块（11）上表面，支撑板（13）在支撑杆（10）上的支点在支撑杆（10）凸台的前侧；所述的端面齿轮（8）为主动轮带动小齿轮（9）转动同时带动锁紧螺杆轴（12）转动，使螺纹导块（11）向靠近动支座（5）方向移动，使支撑板（13）向外对支撑杆（10）施加推力，用于夹紧不同规格的道闸门杆体；

所述安全保护系统包括电磁吸盘（18）、导柱（22）、导套（15）、安全支架（19）、安全支杆（25）、刚性套（20）、圆柱销（21）；所述的电磁吸盘（18）两侧设有着导套（15），导套（15）外表面与电磁吸盘（18）过盈配合，导套（15）内表面与导柱（22）间隙配合，用于控制安全支架（19）的上下移动；安全支杆（25）一端紧固在气弹簧（24）伸缩杆上，另一端与刚性套（20）间隙配合，用于限制气弹簧（24）；刚性套（20）整体与气弹簧（24）尾部固定，其上有安全支杆（25）伸缩通孔和圆柱销（21）插孔，圆柱销（21）插入圆销孔阻碍安全支杆（25）的移动;所述的安全保护系统用于处理升降传感器传递来的信息，在道闸门杆升起时，保证装置旋转铰链处为刚性；在道闸门杆降落时，保证装置铰链处为柔性。

2.如权利要求1所述的一种自动复位道闸门防撞器，其特征在于，所述防撞器还设有位置传感器，包括限位传感器和启停传感器，所述的限位传感器用于检测启停的位置，并将信号分别传给安全保护系统与回复系统；所述的启停传感器用于感知动支座（5）极限动作，并将信号传递给回复系统。

3.如权利要求1所述的一种自动复位道闸门防撞器，其特征在于，定支座（1）与动支座（5）均为6061铝合金材料制成。