CN110409339B - 一种智能道闸机力矩平衡配重机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及智能终端技术领域，且公开了一种智能道闸机力矩平衡配重机构，包括核心转轴和固定套接于核心转轴外部的闸杆本体，核心转轴的外部固定套接有连接块，连接块的一侧固定连接有平衡杆，平衡杆的正面开设有动滑槽，平衡杆的端部设有配重定位杆，配重定位杆固定安装于道闸机箱的内底，配重定位杆的正面开设有限位槽。本发明通过设置始终张紧的配重钢索代替传统的拉簧配重，可使得张紧的配重钢索依据作用力与反作用力始终相等，可保证闸杆本体的实时转矩配重平衡，从而在闸杆本体急停转向时不会由配重带来额外的冲击振幅，在车流量大的情况下，闸杆本体在抬杆、落杆、急停抬杆时均能够平稳进行，有效保障闸机传动系统的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及智能终端技术领域，具体为一种智能道闸机力矩平衡配重机构。
背景技术
道闸机是一款专门用于道路上或部分出入口处以限制机动车行驶的管理设备，智能道闸机即是在普通道闸机的基础上加入了一些智能化设计，主要防止闸机下降时的意外伤人或砸车事故发生，并配合智能管理系统实现物联网控制。
智能道闸机内部包括箱体、一体化机芯、行程控制系统、力矩平衡机构、电气控制单元等，并选配有压力电波防砸车装置、遥控装置、红外线检测保护装置等。其中，力矩平衡机构用于平衡电机转轴端上安装的闸杆偏心力矩，以使得电机输出轴处于平衡转动的稳定状态运行，目前对于力矩平衡机构，普遍采用拉簧，即在闸杆转轴侧相对于闸杆设置一组偏心拉簧，通过拉簧对闸杆转轴的偏心拉力产生弯矩，以实现闸杆重力弯矩的平衡。但是，由于拉簧拉力的不可突变性以及拉簧本身具备的缓冲性能，在车流较大时，闸杆急停换向过程中，闸杆总是会因拉簧的平衡力而产生相对于惯性更大幅度的抖动，冲击闸杆转轴，从而损伤闸杆传动系统的稳定性，极大的影响道闸传动系统的使用寿命，为此，提出一种道闸机配重机构，旨在解决上述问题。
发明内容
针对背景技术中提出的现有智能道闸机的配重结构在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种智能道闸机力矩平衡配重机构，具备配重随闸杆转动而实时变化、配重更加稳定、抗冲击振幅小的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种智能道闸机力矩平衡配重机构，包括核心转轴和固定套接于核心转轴外部的闸杆本体，所述核心转轴的外部固定套接有连接块，所述连接块的一侧固定连接有平衡杆，所述平衡杆的正面开设有动滑槽，所述平衡杆的端部设有配重定位杆，所述配重定位杆固定安装于道闸机箱的内底，所述配重定位杆的正面开设有限位槽，所述限位槽的内部滑动连接有联动滑轴，且联动滑轴还滑动连接于动滑槽的内部，所述联动滑轴的正下方设有向连接块提供平衡力矩所需的配重钢索，所述配重钢索向联动滑轴提供始终垂直向下的拉力。
优选的，所述配重定位杆的底部设有减速机，所述减速机的输出轴绕接于配重钢索的自由端，所述减速机保障配重钢索始终处于张紧状态。
优选的，所述减速机的转速与核心转轴连接的驱动电机依比例同步启停。
优选的，所述闸杆本体的转角上限为80度，所述配重定位杆与核心转轴的水平间距为10～15cm，所述限位槽的垂直长度为60～90cm，且限位槽的垂直长度对应于配重定位杆与核心转轴的水平间距布置，限位槽的内顶端与核心转轴处同一水平高度。
优选的，所述核心转轴的中心距道路边缘的水平间距不低于30cm。
本发明具备以下有益效果：
1、本发明通过设置始终张紧的配重钢索代替传统的拉簧配重，可使得张紧的配重钢索依据作用力与反作用力始终相等，可保证闸杆本体的实时转矩配重平衡，从而在闸杆本体急停转向时不会由配重带来额外的冲击振幅，在车流量大的情况下，闸杆本体在抬杆、落杆、急停抬杆时均能够平稳进行，有效保障闸机传动系统的稳定性。
2、本发明通过设定配重定位杆和限位槽，使得联动滑轴定位在同一垂直面上对平衡杆施力，从而使得配重钢索的张驰变化长度与闸杆本体的转角呈正比关系，从而可有闸机控制系统方便的按照预设比例控制核心转轴处的驱动电机与减速机的同步运行，以保障配重钢索可始终达到张紧效果。
附图说明
图1为本发明机构正视图；
图2为本发明受力分析示意图。
图中：1、核心转轴；2、闸杆本体；3、连接块；4、平衡杆；5、动滑槽；6、配重定位杆；7、限位槽；8、联动滑轴；9、配重钢索；10、减速机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，一种智能道闸机力矩平衡配重机构，包括核心转轴1和固定套接于核心转轴1外部的闸杆本体2，在核心转轴1的外部还固定套接有连接块3，连接块3为两个对称半部合接并通过螺栓拧固安装于核心转轴1的外部，在连接块3与闸杆本体2同轴错位安装，用于平衡闸杆本体2的重力对核心转轴1的弯矩，在连接块3的一端焊接有平衡杆4，平衡杆4的正面开设有动滑槽5，在平衡杆4的端部设有配重定位杆6，配重定位杆6固定安装于道闸机的内底，在配重定位杆6的正面开设有限位槽7，限位槽7的内部滑动连接有联动滑轴8，且联动滑轴8还滑动连接于动滑槽5的内部，在联动滑轴8的正下方设有向连接块3提供平衡力矩所需的配重钢索9。自此，由配重钢索9向联动滑轴8提供始终向下的拉力，该拉力通过联动滑轴8向平衡杆4施加向下的拉力，即对核心转轴1产生偏心弯矩，平衡闸杆本体2对核心转轴1的偏心弯矩，由于配重钢索9的拉力始终向下，配重定位杆6的位置固定，从而，平衡弯矩所施加的力等效为正比于闸杆本体2与水平地面形成夹角的余弦值，即F～kcosα，也即通过始终张紧的配重钢索9向联动滑轴8施加实时变化的拉力，从而提供实时平衡力矩，削减因配重而加大闸杆急停惯性抖动的因素，降低闸杆换向急停带给传动系统的冲击力，保护道闸机的传动系统。
为便于上述理解，作出如下说明，参阅图2所示，图中，G表示闸杆本体2的自重，F表示配重钢索9向联动滑轴8施加的始终垂直向下的力，x表示G相对于核心转轴1的水平偏心距离，y表示F相对于核心转轴1的水平偏心距离，α表示闸杆本体2与水平面呈的夹角，根据弯矩平衡算法：
Gx＝Fy
式中，l为闸杆本体2的重心距核心转轴1端部的长度，从式中可看出，F∝cosα，即通过配重钢索9施加呈余弦变化的力，就可保证力矩平衡，且由于配重钢索9始终处于张紧状态，从而在闸杆本体2急停换向过程中，不会因缺乏突变平衡力矩而增大惯性冲击的情况。
具体的，通过配重钢索9施加余弦变换的力，可在配重定位杆6的底部设有减速机10，减速机10的输出轴绕接配重钢索9的另一端，由减速机10的输出轴同步收卷或释放配重钢索9因联动滑轴8上下移动而变换的长度，可保证配重钢索9始终处于初始设定下的张紧状态，从而由配重钢索9被动受拉产生的反作用力提供力矩平衡，因反作用力源于闸杆本体2的弯矩作用力，故而，配重钢索9能够始终提供平衡力矩。
更具体的设定为，闸杆本体2转动α角，联动滑轴8纵向移动距离h＝ytanα,即配重钢索9的变换长度为h，从而设定核心转轴1的电机转动转速与减速机10的转动转速依此比例同步，即可实现。
其中，考虑到闸杆本体2的转角受联动滑轴8的垂直移动限制，将闸杆本体2的转角上限为80度，相应的，考虑闸机箱的传统高度，将配重定位杆6与核心转轴1的水平间距为10～15cm，限位槽7的垂直长度为60～90cm，且限位槽7的垂直长度对应于配重定位杆6与核心转轴1的水平间距布置，限位槽7的内顶端与核心转轴1处同一水平高度，为实现联动滑轴8的定垂线滑动，将联动滑轴8的轴截面为圆形。
其中，考虑闸杆本体2应用于实际场景的高度对于车顶碰撞情况，核心转轴1需要离道路边缘不低于30cm，由此，以保障闸杆本体2的道路边缘正上方点的垂直高度不低于220cm。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种智能道闸机力矩平衡配重机构，包括核心转轴(1)和固定套接于核心转轴(1)外部的闸杆本体(2)，其特征在于：所述核心转轴(1)的外部固定套接有连接块(3)，所述连接块(3)的一侧固定连接有平衡杆(4)，所述平衡杆(4)的正面开设有动滑槽(5)，所述平衡杆(4)的端部设有配重定位杆(6)，所述配重定位杆(6)固定安装于道闸机箱的内底，所述配重定位杆(6)的正面开设有限位槽(7)，所述限位槽(7)的内部滑动连接有联动滑轴(8)，且联动滑轴(8)还滑动连接于动滑槽(5)的内部，所述联动滑轴(8)的正下方设有向连接块(3)提供平衡力矩所需的配重钢索(9)，所述配重钢索(9)向联动滑轴(8)提供始终垂直向下的拉力；
所述配重定位杆(6)的底部设有减速机(10)，所述减速机(10)的输出轴绕接于配重钢索(9)的自由端，所述减速机(10)保障配重钢索(9)始终处于张紧状态；
所述减速机(10)的转速与核心转轴(1)连接的驱动电机依比例同步启停。
2.根据权利要求1所述的一种智能道闸机力矩平衡配重机构，其特征在于：所述闸杆本体(2)的转角上限为80度，所述配重定位杆(6)与核心转轴(1)的水平间距为10～15cm，所述限位槽(7)的垂直长度为60～90cm，且限位槽(7)的垂直长度对应于配重定位杆(6)与核心转轴(1)的水平间距布置，限位槽(7)的内顶端与核心转轴(1)处同一水平高度。
3.根据权利要求1所述的一种智能道闸机力矩平衡配重机构，其特征在于：所述核心转轴(1)的中心距道路边缘的水平间距不低于30cm。
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