CN106894749B - 竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构 - Google Patents

竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构 Download PDF

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Abstract

竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构设有驱动机构，与驱动机构连接的主轴及连接于主轴上且可竖向旋转的门排，主轴连接有平衡机构，平衡机构设有机箱、安装于机箱底部的弹簧组件、与主轴连接的弹簧挂臂，及用于连接弹簧组件、弹簧挂臂的传动组件，弹簧挂臂上设有圆弧状导轨，弹簧挂臂经主轴随门排转动过程中，传动组件绕圆弧状导轨运动，使弹簧组件的力臂随弹簧挂臂的转动而改变，从而使弹簧组件产生与门排相平衡的力矩而使门排平稳升降。本发明的弹簧组件通过弹簧挂臂改变其力臂大小，从而使弹簧组件对主轴产生的力矩为与门排对主轴产生的力矩相平衡的反向力矩，实现门排的平稳升降，减小了驱动机构的负载。

Description

竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构
技术领域
本发明涉及电动门，特别是涉及一种可使门排平稳升降、减小驱动机构的负载，且结构简单、安装方便的竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构。
背景技术
在企业事业单位、公共场所或者小区等的入口处通常都设有院门，为了开启方便，很多院门均为电动门。竖向旋转电动门由于门排开启时占用空间小而被广泛使用。现有的竖向旋转电动门是通过驱动机构驱动门排在竖向平面内旋转实现门排的开启或关闭。然而，门排在旋转过程中由于其重心的变化，使得门排对驱动机构产生较大的反向力矩才能保障门排的平稳升降，尤其是对于重量重、长度大的门排，其产生的力矩更大，这就要求驱动机构需要施加额外的力，从而大大增加了驱动机构的负载量。现有的竖向旋转门通过增设平衡机构来平衡门排旋转过程中产生的力矩变量，然而，现有的平衡机构的弹簧挂臂对弹簧组件产生的力臂为固定值(如图7所示)，其只能保证门排在旋转过程中的小角度范围内可产生与门排相平衡的反向力矩，而在其他角度仍然需要通过驱动机构来实现力矩的平衡，同样无法解决驱动机构的负载增大的问题，使得电动门的运行成本增加，而且对驱动机构的使用寿命产生较大的影响。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，而提供一种通过弹簧挂臂使平衡系统产生与门排相平衡的反向力矩而使门排平稳升降，减小驱动机构的负载，且结构简单、安装方便的竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构。
为实现本发明的目的，本发明提供了一种竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构，该力臂调整平衡机构设有驱动机构，与驱动机构连接的主轴及连接于主轴上且可竖向旋转的门排，所述主轴连接有平衡机构，所述平衡机构设有机箱、安装于机箱底部的弹簧组件、与主轴连接的弹簧挂臂，及用于连接弹簧组件、弹簧挂臂的传动组件，所述弹簧挂臂上设有圆弧状导轨，所述弹簧挂臂经主轴随门排转动过程中，所述传动组件绕圆弧状导轨运动，使弹簧组件的力臂随弹簧挂臂的转动而改变，从而使弹簧组件产生与门排相平衡的力矩而使门排平稳升降。
所述机箱为长方体箱体，其固定安装于地面上。
所述弹簧组件由多根弹簧组成，各所述弹簧一端固定于平衡机构机箱的底部，另一端与传动组件连接。
所述门排从竖直状态运动到水平状态时，所述弹簧挂臂的圆弧状导轨的端部由竖直方向运动到水平方向，使所述弹簧组件的力臂逐渐增大，从而使弹簧组件产生的力矩与门排的力矩相平衡。
所述弹簧挂臂一端设有与主轴相配合的轴孔，在轴孔的一侧设有连接传动组件的连接孔，所述圆弧状导轨设于连接孔的下方外侧。
所述传动组件为链条、皮带、钢丝绳的一种。
所述平衡机构设有导向装置，所述导向装置固定于机箱上并与传动组件相配合。
所述导向装置为导向轮或链轮。
所述平衡机构设有用于安装机箱的底座，所述底座为矩形块状体，所述底座的底部设有地基板，所述机箱通过底座固定于地面上。
本发明的贡献在于，其有效解决了现有竖向旋转电动门平衡机构无法改变力臂大小，而使门排运行平稳性差、且对驱动机构负载大的问题。本发明的竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构通过在弹簧挂臂上设置圆弧状导轨，使门排在竖向旋转过程中，弹簧组件通过弹簧挂臂改变其力臂大小，从而使弹簧组件对主轴产生的力矩为与门排对主轴产生的力矩相平衡的反向力矩，实现门排的平稳升降，同时减小了驱动机构的负载，不仅有利于节约运行成本，而且可延长驱动机构的使用寿命。本发明还具有结构简单、安装方便、运行平稳等特点。
附图说明
图1是本发明竖向旋转电动门的结构立体示意图。
图2是本发明竖向旋转电动门的结构示意图。
图3是本发明门排处于开启状态时平衡系统的结构示意图。
图4是本发明门排在旋转过程中的平衡系统的结构示意图。
图5是本发明门排处于关闭状态时平衡系统的结构示意图。
图6是本发明平衡机构的弹簧挂臂的结构示意图。
图7是现有平衡机构的弹簧挂臂的结构示意图。
具体实施方式
下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。
参阅图1、图2，本发明的竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构设有平衡机构10、驱动机构20、主轴30、门排40及底座50。其中，驱动机构20可为公知的驱动机构，其与主轴30连接，并带动主轴30转动。门排40可为公知的门排，其设于主轴30上，其随主轴30在竖向平面内旋转。当需要开启或关闭门排40时，驱动机构20通过主轴30驱动门排40从水平位置旋转至竖直位置或者从竖直位置旋转到水平位置。
如图2、图3及图6所示，在主轴30上连接有平衡机构10，该平衡机构10用于产生与门排40相平衡的反向力矩而使门排40平稳升降。该平衡机构10设有机箱11、弹簧组件12、弹簧挂臂13、传动组件14及导向装置15。其中，机箱11为长方体箱体，其固定安装于地面上，用于容置弹簧组件12、弹簧挂臂13、传动组件14及导向装置15。弹簧组件12用于产生与门排40力矩相平衡的弹簧拉力，其一端固定于机箱11的底部，另一端与传动组件14连接。在门排40旋转过程中，弹簧组件12的弹簧拉力会由于门排40重心的变化而发生相应的变化。本实施例的弹簧组件12由多根弹簧121组成，且各弹簧121的一端分别固定于机箱11的底部，另一端与传动组件14连接。为了使各弹簧121可组成为一整体，可在各弹簧121的两端分别通过连接件与机箱11及传动组件14连接。在主轴30上连接有弹簧挂臂13，该弹簧挂臂13用于形成与门排40力矩相平衡的力臂，该弹簧挂臂13设有圆弧状导轨131、轴孔132及连接孔133。其中，轴孔132用于容置主轴30，其与主轴30配合，弹簧挂臂13通过轴孔132与主轴30连接，并随主轴30转动，本实施例中的弹簧挂臂13可随主轴30转动90度。连接孔133用于固定传动组件14的一端。在连接孔133的下方设有向外侧延伸的圆弧状导轨131，该圆弧状导轨131与传动组件14相配合。当门组件40旋转过程中，弹簧挂臂13随主轴30转动，使传动组件14靠连接孔133的一端沿圆弧状导轨131运动，以改变弹簧挂臂13的力臂。具体地，当门排40由竖直位置旋转至水平位置时，弹簧挂臂13的圆弧状导轨131的端部由竖直方向旋转至水平方向，使弹簧组件22的力臂逐渐增大；当门排40由水平位置旋转至竖直位置时，弹簧挂臂13的圆弧状导轨131的端部由水平方向旋转至竖直方向，使弹簧组件22的力臂逐渐减小。在弹簧组件12与弹簧挂臂13之间设有传动组件14，其用于连接弹簧组件12及弹簧挂臂13，该传动组件14可以为链条、皮带、钢丝绳或其他可以起到传送作用的传送装置，本实施例中的传动组件14为链条。在弹簧组件12与弹簧挂臂13之间还设有导向装置15，其与传动组件14相配合，使弹簧挂臂13转动过程中，可防止传动组件14的运动轨迹偏离。该导向装置15可以为链轮、导向轮或者其他导向装置，本实施例中的导向装置15为链轮，其与链条相啮合，以保证弹簧挂臂13转动过程中，链条的运动轨迹不发生偏离，从而保障弹簧组件12产生与门排40相平衡的反向力矩。
如图3、图4及图5所示，由于门排40在转动过程中，门排40在主轴30上产生的力矩随其运动角度变化而呈曲线关系，而弹簧组件12对主轴30产生的作用力随门排40运动角度变化而呈线性关系。当使用传统弹簧挂臂时，弹簧组件12的力臂L’为固定值(如图7所示)，则弹簧组件12对主轴30产生的力矩随门排40运动角度变化而呈线性关系。因此，使用传统弹簧挂臂时，弹簧组件12对主轴30产生的力矩只能在小角度范围与门排40对主轴30产生的力矩平衡，而其他角度则对驱动机构20施加较大的力矩，使驱动机构20的负载增大，进而使驱动机构20的使用寿命受到威胁。而本实施例中，当门排40由竖直位置向水平位置旋转时，驱动机构10驱动主轴30转动，并带动门排40在竖向平面内由竖直位置旋转至水平位置，门排40旋转过程中，门排40对主轴30产生的力矩随门排40重心的变化而发生变化。与此同时，弹簧挂臂13随主轴30转动，使弹簧挂臂13上的圆弧状导轨131的端部由竖直位置旋转至水平位置，传动组件14在圆弧状导轨131及导向装置15的作用下，将门排40对主轴30产生的力矩转移到弹簧组件12上，并使弹簧组件12发生弹性形变，产生弹簧弹力的同时，弹簧组件12的力臂L也逐渐增大，使弹簧组件12产生的力矩为与门排40相平衡的反向力矩，从而实现平衡门排40的作用，使门排40平稳下降，同时减少对驱动机构10力矩，以减小驱动机构10的负载，不仅有利于节约运行成本，而且可延长驱动机构10的使用寿命。具体地，当门排40的长度为5米，重量为3500N，当门排运行角度为45度时，门排40的力臂L为2.274米，则门排40对主轴30产生的力矩为M＝3500×cos45°×2.274＝5627N·m。此时，经计算弹簧组件12的弹簧拉力为38600N，弹簧组件12的力臂L为0.145米，则弹簧组件12对主轴30产生的力矩为M-1＝38600×0.145＝5597N·m。因此，在这种情况下，主轴30对驱动机构20施加的力矩为M2＝M-M1＝30N·m，因而其对驱动机构20的负载减小了，若门排40转动到其他角度时，弹簧组件12的力臂L随之改变，使弹簧组件12对主轴30产生的力矩与门排40对主轴30产生的力矩相平衡。
如图1、图2所示，驱动机构20可设于平衡机构10的机箱11内，也可设于平衡机构10外部。本实施例中的驱动机构20对称地设于平衡机构10的外部，从而便于生产、加工及安装。在平衡机构10机箱11的底部设有底座50，其用于固定机箱11。该底座50为矩形块状体，在底座50的底部还设有地基板51，使平衡机构10通过地基板51更好地固定于地面上。
如图3、图4及图5所示，本发明的工作过程为：当关闭电动门时，驱动机构20启动，经主轴30带动门排40由竖直位置旋转至水平位置。此时，门排40在竖向旋转过程中，门排40对主轴30产生的力矩随门排40重心位置的变化而不断变化。与此同时，平衡机构10的弹簧挂臂13随主轴旋转，使弹簧挂臂13上的圆弧状导轨131的端部由竖直位置旋转至水平位置，经链条的传送作用将门排40对主轴30产生的力矩施加到弹簧组件12上，使弹簧组件12发生弹性形变，并产生向上的拉力。此时，弹簧组件12对主轴30产生的力矩为弹簧的弹力与弹簧组件12的力臂的乘积，由于弹簧组件12的力臂随着弹簧挂臂的转动而发生变化，使得弹簧组件12对主轴30产生的力矩也不断变化，从而可满足弹簧组件12对主轴30产生的力矩为与门排40对主轴30产生的力矩相平衡的反向力矩，实现门排40的平稳下降，同时减小了驱动机构20的负载。当开启电动门时，过程与电动门关闭时相反，不再赘述。
籍此，本发明的竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构通过在弹簧挂臂13上设置圆弧状导轨131，使门排40在竖向旋转过程中，弹簧组件12通过弹簧挂臂13改变其力臂大小，从而使弹簧组件12对主轴30产生的力矩为与门排40对主轴30产生的力矩相平衡的反向力矩，实现门排40的平稳升降，同时减小了驱动机构20的负载，不仅有利于节约运行成本，而且可延长驱动机构20的使用寿命。本发明还具有结构简单、安装方便、运行平稳等特点。
尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但本发明的保护范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，对以上各构件所做的变形、替换等均将落入本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构，该力臂调整平衡机构设有驱动机构(20)，与驱动机构(20)连接的主轴(30)及连接于主轴(30)上且可竖向旋转的门排(40)，其特征在于，所述主轴(30)连接有平衡机构(10)，所述平衡机构(10)设有机箱(11)、安装于机箱(11)底部的弹簧组件(12)、与主轴(30)连接的弹簧挂臂(13)，及用于连接弹簧组件(12)、弹簧挂臂(13)的传动组件(14)，所述弹簧挂臂(13)上设有圆弧状导轨(131)，所述弹簧挂臂(13)经主轴(30)随门排(40)转动过程中，所述传动组件(14)绕圆弧状导轨(131)运动，使弹簧组件(12)的力臂随弹簧挂臂(13)的转动而改变，从而使弹簧组件(12)产生与门排(40)相平衡的反向力矩而使门排(40)平稳升降。
2.如权利要求1所述的竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构，其特征在于，所述机箱(11)为长方体箱体，其固定安装于地面上。
3.如权利要求1所述的竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构，其特征在于，所述弹簧组件(12)由多根弹簧(121)组成，各所述弹簧(121)一端固定于平衡机构机箱(11)的底部，另一端与传动组件(14)连接。
4.如权利要求1所述的竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构，其特征在于，所述门排(40)从竖直状态运动到水平状态时，所述弹簧挂臂(13)的圆弧状导轨(131)的端部由竖直方向运动到水平方向，使所述弹簧组件(21)的力臂逐渐增大，从而使弹簧组件(22)产生的力矩与门排(40)的力矩相平衡。
5.如权利要求1所述的竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构，其特征在于，所述弹簧挂臂(13)一端设有与主轴(30)相配合的轴孔(132)，在轴孔(132)的一侧设有连接传动组件(14)的连接孔(133)，所述圆弧状导轨(131)设于连接孔(133)的下方外侧。
6.如权利要求1所述的竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构，其特征在于，所述传动组件(14)为链条、皮带、钢丝绳的一种。
7.如权利要求1所述的竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构，其特征在于，所述平衡机构(10)设有导向装置(15)，所述导向装置(15)固定于机箱(11)上并与传动组件(14)相配合。
8.如权利要求7所述的竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构，其特征在于，所述导向装置(15)为导向轮或链轮。
9.如权利要求1所述的竖向旋转电动门的力臂调整平衡机构，其特征在于，所述平衡机构(10)设有用于安装机箱(11)的底座(50)，所述底座(50)为矩形块状体，所述底座(50)的底部设有地基板(51)，所述机箱(11)通过底座(50)固定于地面上。
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