CN110173187A - 一种平移门机芯及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种平移门机芯，包括设置在机芯基座上的驱动装置、从动装置、蓄能装置、上铝托支撑圆柱导轨靠山、下铝托支撑圆柱导轨靠山；所述上铝托支撑圆柱导轨靠山和下铝托支撑圆柱导轨靠山上均固定有铝托支撑圆柱导轨；所述驱动装置给从动装置提供动力，同时对蓄能装置进行蓄能。本发明还提供一种平移门机芯的控制方法。本发明使得配置该平移门机芯的闸机能在满足现有闸机使用工况的情况下，具备结构简单，故障率低，防夹功能，防冲功能，失电故障自恢复功能，低噪音防抖动功能。

Description

一种平移门机芯及其控制方法
技术领域
本发明涉及快速通道领域，具体地，涉及一种平移门机芯及其控制方法。
背景技术
平移门自动检票闸机是行人通道的控制设备。可以放置于很多不同场所的出入口位置，广泛应用于轨道交通、旅游景区、场馆、工厂等门禁场所，它有着阻止无票游客进入，保证正常游客顺利通行的重要作用，可以使人流有序的通过通道，具有快速打开、安全高效等特点，是自动检票系统中最重要的环节。传统平移门因采用电机曲柄多连杆结构，结构复杂，且经常出现夹人事件，存在一定的安全隐患。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种平移门机芯及其控制方法，本发明使得配置该平移门机芯的闸机能在满足现有闸机使用工况的情况下，具备结构简单，故障率低，防夹功能，防冲功能，失电故障自恢复功能，低噪音防抖动功能。
根据本发明的一个方面，提供一种平移门机芯，包括设置在机芯基座(4)上的驱动装置(1)、从动装置(2)、蓄能装置(3)、上铝托支撑圆柱导轨靠山(5)、下铝托支撑圆柱导轨靠山(6)；所述上铝托支撑圆柱导轨靠山(5)和下铝托支撑圆柱导轨靠山(6)上均固定有铝托支撑圆柱导轨(7)；
所述从动装置(2)包括直线轴承(21)、Z型靠山(22)、平移门(23)、玻璃夹片(24)和直线导轨(25)，所述直线轴承(21)设有2个，其分别在上下端的铝托支撑圆柱导轨(7)上水平移动，所述Z型靠山(22)的上下端分别与直线轴承(21)固定，所述直线导轨(25)固定在Z型靠山(22)上，所述平移门(23)通过玻璃夹(24)固定在Z型靠山(22)上，其重心落在铝托支撑圆柱导轨(7)的中间，且平移门(23)在铝托支撑圆柱导轨(7)上做轴向水平直线运动；铝托支撑圆柱导轨(7)对平移门(23)起到横向防抖作用；
所述驱动装置(1)包括闭环步进电机(11)、驱动轮(12)、耳轴滑块连接杆(13)和滑块(14)，所述闭环步进电机(11)和驱动轮(12)连接固定，且分别设置在机芯基座(4)的两侧面，所述耳轴滑块连接杆(13)分别与驱动轮(12)和滑块(14)固定，所述滑块(14)在直线导轨(25)内上下运动；
所述弹性蓄能装置(3)包括拉簧(31)和软钢丝(32)，所述软钢丝(32)的两端分别与拉簧(31)和驱动轮(12)连接，所述拉簧(31)的另一端通过固定柱固定在机芯基座(4)上。
优选的，所述下铝托支撑圆柱导轨靠山(6)的宽度大于上铝托支撑圆柱导轨靠山(5)的宽度。
优选的，所述闭环步进电机(11)为能自由设置扭矩的可调扭矩式闭环步进电机。可调扭矩式闭环步进电机的扭矩可以进行设置，使得其能在驱动整个系统的同时，将扭矩的富余量调制最小，平移门关闭的过程中，碰到人或者行李，扭矩超过富余量时，闭环步进电机的闭环系统会使电机反转，使人员或者行李顺利通过，起到防夹的作用。
优选的，所述驱动轮(12)上开设有通孔(121)，其两翅端分别设有第一开槽(122)和第二开槽(123)，所述耳轴滑块连接杆(13)绕驱动轮(12)上的通孔(121)的圆心转动。
优选的，所述驱动轮(12)上的通孔(121)的圆心与驱动轮(12)的轴心不在一条水平线上。即过通孔(121)的圆心和驱动轮(12)的轴心的圆心线与过驱动轮(12)的轴心的水平轴心线之间有一个n°的夹角，n是个变量，由伸出门的行程决定。
优选的，所述驱动轮(12)的下方设有止动轴(8)，所述止动轴(8)与驱动轮(12)相切，且在驱动轮(12)转动时通过卡入第一开槽(122)或第二开槽(123)中对平移门(23)的伸出或拉回进行限位。在止动轴卡入第一开槽或第二开槽时，止动轴与第一开槽或第二开槽同心。待平移门完全关闭后，非授权人员用外力推动平移门时，止动轴会反推驱动轮的第二开槽，即形成整个平移门系统的第一个限位点，阻止平移门拉回，有效防止了非授权人员通过平移门。当闭环步进电机失电或发生故障时，蓄能装置依靠本身的蓄能，将拉动驱动装置和从动装置复位，使平移门完全打开，止动轴会反推驱动轮的第一开槽，形成整个平移门系统的第二个限位点，对平移门起到了缓冲的作用，防止平移门复位过度造成系统损坏，对整个平移门系统起到了有效的自我防护。
优选的，所述止动轴(8)的基体采用金属材质，表面采用非金属材质制作而成。能有效起到降低噪音的作用，同时起到对系统缓冲的作用。
优选的，所述驱动轮(12)的两翅端之间设有容纳软钢丝(33)过线的V型槽(124)，且所述V型槽(124)与闭环步进电机(11)的输出轴同轴心，使得软钢丝行进轨迹保持在V型槽的槽底。
为实现上述目的，本发明还提供了一种平移门机芯的控制方法，包括以下步骤：
步骤一，所述驱动装置(1)在接收到闸机给予的关闭平移门的通信信号时，对蓄能装置(3)进行蓄能，所述闭环步进电机(11)提供电能带动驱动轮(12)顺时针转动，所述耳轴滑块连接杆(13)绕驱动轮(12)上的通孔(121)的圆心转动，带动滑块(14)在直线导轨(25)内上下运动，给从动装置(2)提供动力；
步骤二，所述从动装置(2)获得动力后，所述平移门(23)沿着铝托支撑圆柱导轨(7)的轴向方向做水平直线运动，从机体内伸出，当驱动轮(12)的第二开槽(123)卡住止动轴(8)时，驱动轮(12)停止转动，平移门(23)完全伸出，闸机处于全关状态；
步骤三，所述驱动装置(1)在接收到闸机给予的打开平移门的通信信号时，所述闭环步进电机(11)提供电能带动驱动轮(12)逆时针转动，所述耳轴滑块连接杆(13)绕驱动轮(12)上的通孔(121)的圆心转动，带动滑块(14)在直线导轨(25)内上下运动，给从动装置(2)提供动力；
步骤四，所述从动装置(2)获得动力后，所述平移门(23)沿着铝托支撑圆柱导轨(7)的轴向方向做水平直线运动，从机体外拉回，当驱动轮(12)的第一开槽(122)卡住止动轴(8)，驱动轮(12)停止转动时，平移门(23)完全拉回，闸机处于全开状态。
优选的，闭环步进电机(11)断电时，获得蓄能的蓄能装置(3)依靠自身的蓄能将平移门(23)沿着铝托支撑圆柱导轨(7)从机体外拉回，当驱动轮(12)的第一开槽(122)卡住止动轴(8)，驱动轮(12)停止转动时，平移门(23)完全拉回，闸机处于全开状态。
工作原理为：将一种平移门机芯安装后，可调扭矩式闭环步进电机的扭矩可以进行设置，使其能在驱动整个系统的同时，将扭矩的富余量调制最小，然后将安装好并设置好的机芯安装在闸机上，当可调扭矩式闭环步进电机收到关门信号后，驱动装置带动从动装置将平移门从闸机内伸出，平移门伸出的过程中，如果遇到了额外的阻力，且大于对可调扭矩式闭环步进电机的扭矩的富余量后，平移门自动退回闸机，让人员和行李顺利通过，起到防夹作用；如果伸出的过程中没有遇到额外的阻力，平移门从闸机中完全伸出，起到闸机隔离通道的作用；如果平移门从闸机中完全伸出后，非授权人员强行推闸机平移门，由于机芯内部的止动轴和驱动轮的第二开槽作用限位，平移门将无法打开，起到防推的作用；如果平移门从闸机中完全伸出后，可调扭矩式闭环步进电机失电或故障，蓄能装置依靠本身的蓄能，将拉动驱动装置和从动装置复位，使平移门完全打开，使闸机通道畅通，系统形成无障碍通道。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明所涉及的平移门机芯及其控制方法，在满足现有各项性能指标的前提下，具备结构简单，故障率低，防冲功能，且设计巧妙、效果显著等特点；
(2)本发明所涉及的平移门机芯及其控制方法，电机的扭矩可以进行自由设置，使得其能在驱动整个系统的同时，将扭矩的富余量调制最小，平移门关闭的过程中，碰到人或者行李，扭矩超过富余量时，闭环步进电机的闭环系统会使电机反转，使人员或者行李顺利通过，起到防夹的作用，可以有效清除闸机夹人隐患；
(3)本发明所涉及的平移门机芯及其控制方法，在关门情况下电机发生失电故障时，设置蓄电装置具有自恢复功能，能自动打开通道，让行人第一时间从通道疏散，解决了行人疏散引导的安全隐患问题；
(4)本发明所涉及的平移门机芯及其控制方法，止动轴与驱动轮配合可以有效防止非授权人员通过平移门，同时对平移门系统具有缓冲的作用，对整个平移门系统起到了有效的自我防护，且能有效降低噪音；
(5)本发明所涉及的平移门机芯及其控制方法，铝托支撑圆柱导轨对平移门起到横向防抖作用，确保平移门稳定安全的移动；
(6)本发明所涉及的平移门机芯及其控制方法，应用范围广，可应用于轨道交通、旅游景区、场馆、工厂等门禁场所的闸机中，具有实用性和经济性；
(7)本发明所涉及的平移门机芯及其控制方法，成本低，安装拆卸简单快捷，装置稳固牢靠、灵活性强，效果好，适合大范围推广。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为平移门机芯的结构示意图；
图2为平移门机芯的工作过程示意图；
图3为驱动轮上通孔的设置位置的示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
本实施例提供一种平移门机芯，其结构详见附图1、2、3所示：包括设置在机芯基座4上的驱动装置1、从动装置2、蓄能装置3、上铝托支撑圆柱导轨靠山5、下铝托支撑圆柱导轨靠山6；所述上铝托支撑圆柱导轨靠山5和下铝托支撑圆柱导轨靠山6上均固定有铝托支撑圆柱导轨7；
所述从动装置2包括直线轴承21、Z型靠山22、平移门23、玻璃夹片24和直线导轨25，所述直线轴承21设有2个，其分别在上下端的铝托支撑圆柱导轨7上水平移动，所述Z型靠山22的上下端分别与直线轴承21固定，所述直线导轨25固定在Z型靠山22上，所述平移门23通过玻璃夹24固定在Z型靠山22上，其重心落在铝托支撑圆柱导轨7的中间，且平移门23在铝托支撑圆柱导轨7上做轴向水平直线运动；铝托支撑圆柱导轨7对平移门23起到横向防抖作用；
所述驱动装置1包括闭环步进电机11、驱动轮12、耳轴滑块连接杆13和滑块14，所述闭环步进电机11和驱动轮12连接固定，且分别设置在机芯基座4的两侧面，所述耳轴滑块连接杆13分别与驱动轮12和滑块14固定，所述滑块14在直线导轨25内上下运动；
所述弹性蓄能装置3包括拉簧31和软钢丝32，所述软钢丝32的两端分别与拉簧31和驱动轮12连接，所述拉簧31的另一端通过固定柱固定在机芯基座4上。
进一步的，所述下铝托支撑圆柱导轨靠山6的宽度大于上铝托支撑圆柱导轨靠山5的宽度。
进一步的，所述闭环步进电机11为能自由设置扭矩的可调扭矩式闭环步进电机。可调扭矩式闭环步进电机的扭矩可以进行设置，使得其能在驱动整个系统的同时，将扭矩的富余量调制最小，平移门关闭的过程中，碰到人或者行李，扭矩超过富余量时，闭环步进电机的闭环系统会使电机反转，使人员或者行李顺利通过，起到防夹的作用。
进一步的，所述驱动轮12上开设有通孔121，其两翅端分别设有第一开槽122和第二开槽123，所述耳轴滑块连接杆13绕驱动轮12上的通孔121的圆心转动。
进一步的，所述驱动轮12上的通孔121的圆心与驱动轮12的轴心不在一条水平线上。即过通孔121的圆心和驱动轮12的轴心的圆心线与过驱动轮12的轴心的水平轴心线之间有一个n°的夹角，n是个变量，由伸出门的行程决定(如图3所示)。
进一步的，所述驱动轮12的下方设有止动轴8，所述止动轴8与驱动轮12相切，且在驱动轮12转动时通过卡入第一开槽122或第二开槽123中对平移门23的伸出或拉回进行限位。在止动轴卡入第一开槽或第二开槽时，止动轴与第一开槽或第二开槽同心。待平移门完全关闭后，非授权人员用外力推动平移门时，止动轴会反推驱动轮的第二开槽，即形成整个平移门系统的第一个限位点，阻止平移门拉回，有效防止了非授权人员通过平移门。当闭环步进电机失电或发生故障时，蓄能装置依靠本身的蓄能，将拉动驱动装置和从动装置复位，使平移门完全打开，止动轴会反推驱动轮的第一开槽，形成整个平移门系统的第二个限位点，对平移门起到了缓冲的作用，防止平移门复位过度造成系统损坏，对整个平移门系统起到了有效的自我防护。
进一步的，所述止动轴8的基体采用金属材质，表面采用非金属材质制作而成。能有效起到降低噪音的作用，同时起到对系统缓冲的作用。
进一步的，所述驱动轮12的两翅端之间设有容纳软钢丝33过线的V型槽124，且所述V型槽124与闭环步进电机11的输出轴同轴心，使得软钢丝3行进轨迹保持在V型槽的槽底。
第二方面，本实施例还提供了一种平移门机芯的控制方法，包括以下步骤：
步骤一，所述驱动装置1在接收到闸机给予的关闭平移门的通信信号时，对蓄能装置3进行蓄能，所述闭环步进电机11提供电能带动驱动轮12顺时针转动，所述耳轴滑块连接杆13绕驱动轮12上的通孔121的圆心转动，带动滑块14在直线导轨25内上下运动，给从动装置2提供动力；
步骤二，所述从动装置2获得动力后，所述平移门23沿着铝托支撑圆柱导轨7的轴向方向做水平直线运动，从机体内伸出，当驱动轮12的第二开槽123卡住止动轴8时，驱动轮12停止转动，平移门23完全伸出，闸机处于全关状态；
步骤三，所述驱动装置1在接收到闸机给予的打开平移门的通信信号时，所述闭环步进电机11提供电能带动驱动轮12逆时针转动，所述耳轴滑块连接杆13绕驱动轮12上的通孔121的圆心转动，带动滑块14在直线导轨25内上下运动，给从动装置2提供动力；
步骤四，所述从动装置2获得动力后，所述平移门23沿着铝托支撑圆柱导轨7的轴向方向做水平直线运动，从机体外拉回，当驱动轮12的第一开槽122卡住止动轴8，驱动轮12停止转动时，平移门23完全拉回，闸机处于全开状态。
进一步的，闭环步进电机11断电时，获得蓄能的蓄能装置3依靠自身的蓄能将平移门23沿着铝托支撑圆柱导轨7从机体外拉回，当驱动轮12的第一开槽122卡住止动轴8，驱动轮12停止转动时，平移门23完全拉回，闸机处于全开状态。
工作原理为：将一种平移门机芯安装后(如图1所示)，可调扭矩式闭环步进电机的扭矩可以进行设置，使其能在驱动整个系统的同时，将扭矩的富余量调制最小，然后将安装好并设置好的机芯安装在闸机上，当可调扭矩式闭环步进电机收到关门信号后，驱动装置带动从动装置将平移门从闸机内伸出，平移门伸出的过程中，如果遇到了额外的阻力，且大于对可调扭矩式闭环步进电机的扭矩的富余量后，平移门自动退回闸机，让人员和行李顺利通过，起到防夹作用；如果伸出的过程中没有遇到额外的阻力，平移门从闸机中完全伸出，起到闸机隔离通道的作用；如果平移门从闸机中完全伸出后，非授权人员强行推闸机平移门，由于机芯内部的止动轴和驱动轮的第二开槽作用限位，平移门将无法打开，起到防推的作用；如果平移门从闸机中完全伸出后，可调扭矩式闭环步进电机失电或故障，蓄能装置依靠本身的蓄能，将拉动驱动装置和从动装置复位，使平移门完全打开，使闸机通道畅通，系统形成无障碍通道。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种平移门机芯，其特征在于，包括设置在机芯基座(4)上的驱动装置(1)、从动装置(2)、蓄能装置(3)、上铝托支撑圆柱导轨靠山(5)、下铝托支撑圆柱导轨靠山(6)；所述上铝托支撑圆柱导轨靠山(5)和下铝托支撑圆柱导轨靠山(6)上均固定有铝托支撑圆柱导轨(7)；
所述从动装置(2)包括直线轴承(21)、Z型靠山(22)、平移门(23)、玻璃夹片(24)和直线导轨(25)，所述直线轴承(21)设有2个，其分别在上下端的铝托支撑圆柱导轨(7)上水平移动，所述Z型靠山(22)的上下端分别与直线轴承(21)固定，所述直线导轨(25)固定在Z型靠山(22)上，所述平移门(23)通过玻璃夹(24)固定在Z型靠山(22)上，其重心落在铝托支撑圆柱导轨(7)的中间，且平移门(23)在铝托支撑圆柱导轨(7)上做轴向水平直线运动；
所述驱动装置(1)包括闭环步进电机(11)、驱动轮(12)、耳轴滑块连接杆(13)和滑块(14)，所述闭环步进电机(11)和驱动轮(12)连接固定，且分别设置在机芯基座(4)的两侧面，所述耳轴滑块连接杆(13)分别与驱动轮(12)和滑块(14)固定，所述滑块(14)在直线导轨(25)内上下运动；
所述弹性蓄能装置(3)包括拉簧(31)和软钢丝(32)，所述软钢丝(32)的两端分别与拉簧(31)和驱动轮(12)连接，所述拉簧(31)的另一端通过固定柱固定在机芯基座(4)上。
2.根据权利要求1所述的平移门机芯，其特征在于，所述下铝托支撑圆柱导轨靠山(6)的宽度大于上铝托支撑圆柱导轨靠山(5)的宽度。
3.根据权利要求1所述的平移门机芯，其特征在于，所述闭环步进电机(11)为能自由设置扭矩的可调扭矩式闭环步进电机。
4.根据权利要求1所述的平移门机芯，其特征在于，所述驱动轮(12)上开设有通孔(121)，其两翅端分别设有第一开槽(122)和第二开槽(123)，所述耳轴滑块连接杆(13)绕驱动轮(12)上的通孔(121)的圆心转动。
5.根据权利要求4所述的平移门机芯，其特征在于，所述驱动轮(12)上的通孔(121)的圆心与驱动轮(12)的轴心不在一条水平线上。
6.根据权利要求4所述的平移门机芯，其特征在于，所述驱动轮(12)的下方设有止动轴(8)，所述止动轴(8)与驱动轮(12)相切，且在驱动轮(12)转动时通过卡入第一开槽(122)或第二开槽(123)中对平移门(23)的伸出或拉回进行限位。
7.根据权利要求6所述的平移门机芯，其特征在于，所述止动轴(8)的基体采用金属材质，表面采用非金属材质制作而成。
8.根据权利要求1所述的平移门机芯，其特征在于，所述驱动轮(12)的两翅端之间设有容纳软钢丝(33)过线的V型槽(124)，且所述V型槽(124)与闭环步进电机(11)的输出轴同轴心。
9.一种平移门机芯的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，所述驱动装置(1)在接收到闸机给予的关闭平移门的通信信号时，对蓄能装置(3)进行蓄能，所述闭环步进电机(11)提供电能带动驱动轮(12)顺时针转动，所述耳轴滑块连接杆(13)绕驱动轮(12)上的通孔(121)的圆心转动，带动滑块(14)在直线导轨(25)内上下运动，给从动装置(2)提供动力；
步骤二，所述从动装置(2)获得动力后，所述平移门(23)沿着铝托支撑圆柱导轨(7)的轴向方向做水平直线运动，从机体内伸出，当驱动轮(12)的第二开槽(123)卡住止动轴(8)时，驱动轮(12)停止转动，平移门(23)完全伸出，闸机处于全关状态；
步骤三，所述驱动装置(1)在接收到闸机给予的打开平移门的通信信号时，所述闭环步进电机(11)提供电能带动驱动轮(12)逆时针转动，所述耳轴滑块连接杆(13)绕驱动轮(12)上的通孔(121)的圆心转动，带动滑块(14)在直线导轨(25)内上下运动，给从动装置(2)提供动力；
步骤四，所述从动装置(2)获得动力后，所述平移门(23)沿着铝托支撑圆柱导轨(7)的轴向方向做水平直线运动，从机体外拉回，当驱动轮(12)的第一开槽(122)卡住止动轴(8)，驱动轮(12)停止转动时，平移门(23)完全拉回，闸机处于全开状态。
10.根据权利要求9所述的平移门机芯的控制方法，其特征在于，闭环步进电机(11)断电时，获得蓄能的蓄能装置(3)依靠自身的蓄能将平移门(23)沿着铝托支撑圆柱导轨(7)从机体外拉回，当驱动轮(12)的第一开槽(122)卡住止动轴(8)，驱动轮(12)停止转动时，平移门(23)完全拉回，闸机处于全开状态。
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