CN111591309A - 一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门，包括地面轨道梁和支撑座；地面轨道梁还设置上、下直线导轨，支撑座还设置上、下滚轮，上、下滚轮分别夹持上、下直线导轨；支撑座的上方还连接门体；还包括驱动支撑座沿地面轨道梁滑动的直线电机。本发明的有益效果在于，采用直线电机和直线导轨相结合的方式实现站台安全门的运动和抗侧向扰动；其中，通过直线电机驱动门体运动，通过直线导轨和滚轮实现门体的导向和限位；在工作时，运动的门体无需通电。本发明具有结构简单、磨耗低的优点，能够实现复杂的编组运动，使用寿命长并且易于维护。

Description

一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门

技术领域

本发明涉及轨道交通的安全门领域，具体涉及到一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门。

背景技术

站台安全门作为公共安全防护设备，广泛应用在地铁、轻轨、城际铁路等轨道交通的高架站台和地下站台上，具有节能、环保和安全功能。它沿站台边缘设置，目的是将列车与站台候车室隔离。安装安全门系统，不仅可以防止乘客跌落或跳下轨道从而避免发生危险，还可为乘客提供安全、舒适、美观的乘车环境。

站台安全门驱动装置一般由机械和电气部分构成，机械部分包括传动门体结构，由承重结构、顶箱滑动门、固定门、应急门、端门门槛和连接件、密封件等组成，传统门机电气系统由电机及减速箱、传动装置组成，采用直流无刷电机，电机轴与减速箱为一体化设计。门机电气系统采用的电机为直流无刷电机或其他旋转电机，旋转电机的旋转运动变成直线运动，采用齿轮或者皮带为媒介。传统地铁站台门由固定门与活动门相间构成。

目前的安全门系统多用于城市轨道交通，比如地铁系统，由于高速铁路的车型多变，目前还没有能适应所有高速铁路车型的站台安全门系统。目前有以下几种方式来解决：采用传统固定门、滑动门相间的组合方式，但门与站台边缘间隔一定距离，当列车来临时直接开门，如果列车门与安全门没有对齐，行人需要通过绕行的方式才能上下车。采用传统固定门、滑动门相间的方式，开门距离增加以适应列车门，但安全性和可适应性较低。还有就是采用全移动门的方式，但其结构过于复杂，维修成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门，可适用于各种环境下的安全门，具有良好的稳定性和安全性。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门，包括地面轨道梁和支撑座；地面轨道梁还设置上、下直线导轨，支撑座还设置上、下滚轮，上、下滚轮分别夹持上、下直线导轨；支撑座的上方还连接门体；还包括驱动支撑座沿地面轨道梁滑动的直线电机。

进一步地，所述地面轨道梁和支撑座均包括前面板、上面板和后面板；地面轨道梁的前面板和后面板的外侧均设置上、下直线导轨，支撑座的前面板和后面板的内侧均设置对应的上、下滚轮；直线电机的初级设置在地面轨道梁的上面板外侧，次级设置在支撑座的上面板内侧。本技术方案一种可替换的方案为，所述直线电机替换为第一直线电机和第二直线电机；第一直线电机的初级设置在地面轨道梁的前面板外侧，次级设置在支撑座的前面板内侧；第二直线电机的初级设置在地面轨道梁的后面板外侧，次级设置在支撑座的后面板内侧。本技术方案另一种可替换的方案为，所述直线电机替换为第一直线电机和第二直线电机；第一直线电机和第二直线电机的次级分别设置在门体上方的前侧和后侧，第一直线电机和第二直线电机的初级分别设置在门体支撑框的前内侧和后内侧。

进一步地，所述地面轨道梁包括前面板、上面板和后面板，支撑座为单面板；地面轨道梁的前面板的外侧设置上、下直线导轨，支撑座的内侧设置对应的上、下滚轮；直线电机的初级设置在地面轨道梁的前面板外侧，次级设置在支撑座的内侧。本技术方案一种可替换的方案为，所述直线电机替换为：次级设置在门体上方的前侧或后侧，初级对应设置在门体支撑框的前内侧或后内侧。本技术方案另一种可替换的方案为，所述直线电机替换为：次级设置在门体的上方，初级对应设置站台顶部。

进一步地，所述支撑座至少为两个，各自设置上、下滚轮，并共同连接门体。

进一步地，所述直线电机的次级为次级铝板和次级铁板构成的复合次级。

本发明的有益效果在于，采用直线电机和直线导轨相结合的方式实现站台安全门的运动和抗侧向扰动；其中，通过直线电机驱动门体运动，通过直线导轨和滚轮实现门体的导向和限位；在工作时，运动的门体无需通电。本发明具有结构简单、磨耗低的优点，能够实现复杂的编组运动，使用寿命长并且易于维护。

附图说明

图1为实施例一的整体结构的正视图。

图2为实施例一的整体结构的左视图。

图3为直线导轨的立体图。

图4为直线电机的初级和次级示意图。

图5为图1中区域A(直线电机的初级和次级侧视)的放大图。

图6为实施例二的整体结构的正视图。

图7为实施例三的整体结构的正视图。

图8为实施例四的整体结构的正视图。

图9为实施例五的整体结构的正视图。

图10为实施例六的整体结构的左视图。

图中各标号的释义为：地面轨道梁 101，直线导轨 102，滚轮 103，门体 201，支撑座 202，门体支撑框 203，直线电机的次级铝板 301，直线电机的次级铁板 302，直线电机的初级 303，直线电机的线圈 304。

具体实施方式

以下结合具体实施例进一步说明本发明的具体实施方式。

传统的铁路站台安全门是通过旋转电机与复杂的机械结构连接实现直线运动，空间以及灵活性都受到限制。而采用直线电机与直线导轨相结合的方式能够实现站台安全门复杂的编组运动和高精度定位。

实施例一，如图1-5所示，地面轨道单元包括固定于站台地面上的地面轨道梁101，地面轨道梁101延伸满整个开门区域，地面轨道梁101包括前面板、上面板和后面板，横截面为倒U形，在地面轨道梁101的外表面的前、后两侧各通过螺栓固定有两个直线导轨102，单侧的两个直线导轨102呈上下并排设置。

站台安全门门体单元包括门体201和支撑座202，支撑座202通过螺栓固定于门体201的底部。支撑座202也包括前面板、上面板和后面板，横截面也为倒U形。支撑座202套装在地面轨道梁101上并与地面轨道梁101平行设置。支撑座202内表面的两侧各通过螺栓固定有两个滚轮103，单侧的两个滚轮103呈上下并排设置。同侧的两个滚轮103对应设置于同侧的两个直线导轨102的相对外侧，上方的滚轮103与直线导轨102主要起支撑作用，下方的滚轮103与直线导轨102主要起限位作用，起到提供抗侧向力的作用，防止门体201倾覆。直线导轨102与滚轮103的接触侧为楔形或弧形的凸出部，滚轮103的周向上设有与该凸出部配合限位的内凹部，在门体201遇到人群挤压或者有侧向风压时，由上方的滚轮103与直线导轨102做支点，下方的滚轮103与直线导轨102提供反向力，保证门体201不会倾斜。在本实施例中，支撑座202设置了三个，每个支撑座202内均设有四个滚轮103，支撑座202及对应的滚轮103的数量可根据门体201的开门长度增加或减少。

直线电机驱动单元为整个站台安全门门体单元的直线运动提供驱动力，包括直线电机的初级303和次级。直线电机的初级303固定在轨道梁101上面板的外侧，在轨道梁101相邻间隔设置了两个初级303，直线电机的初级303内含有线圈304。直线电机的次级包括次级铝板301和次级铁板302，次级铝板301和次级铁板302通过螺栓连接为一体结构的复合次级，该复合次级通过螺栓固定在支撑座202上面板的内侧，次级铁板302靠近支撑座202设置，次级铝板301靠近初级303设置，次级铝板301与初级303之间保持恒定的空间气隙。复合次级的长度与门体201的长度相等，并大于两个初级303的总长度，确保在门体201运动时，复合次级总是可以覆盖两个初级303。

当直线电机的初级303接通交流电时，直线电机的复合次级产生感应电流，进而产生推力和法向力，推动支撑座202和门体201实现直线运动。在门体201直线运动过程中，不需要给门体201供电。此外，应当保证单个直线电机的初级303接通交流电后复合次级产生的感应电流能够完成门体201的正常运动。

实施例二，如图6所示，在轨道梁101外表面的两侧分别设置有一个直线电机的初级303，在支撑座202内表面的对应两侧固定直线电机的复合次级。本实施例为直线电机的安装位置提供了一种新的选择，并且安装两个直线电机使得驱动力更大。

实施例一和实施例二适用于站台安全门为半高门的情形。

实施例三，如图7所示，取消轨道梁101与支撑座202之间的直线电机驱动单元，在站台的顶面有倒U形的支撑框203，门体201的顶部位于该支撑框203内。在门体201的内侧和外侧分别固定一个直线电机的复合次级，直线电机的初级303固定于支撑框203上的对应位置。本实施例适用于站台安全门为屏蔽门的情形。

实施例四，如图8所示，支撑座202为一块平行于轨道梁101侧壁的平板。直线电机的复合次级和滚轮103均固定在平板支撑座202上。直线电机的初级303和直线导轨102固定在轨道梁101靠近平板支撑座202的侧壁上。本实施例适用于站台安全门为半高门的情形，且安装位置小，适用于狭小空间。

实施例五，如图9所示，取消轨道梁101与支撑座202之间的直线电机驱动单元，在站台的顶面有倒U形的支撑框203，门体201的顶部位于该支撑框203内。在门体201的一侧固定直线电机的复合次级，直线电机的初级303固定于支撑框203上的对应位置。本实施例适用于站台安全门为屏蔽门的情形，且安装位置小，适用于狭小空间。

实施例六，如图10所示，取消轨道梁101与支撑座202之间的直线电机驱动单元，将直线电机的初级303固定于站台的顶面，将直线电机的复合次级固定于门体201的顶部。本实施例适用于站台安全门为屏蔽门，但站台顶面没有支撑框的情形。

下面以实施例一为例，进一步给出具体的技术参数。直线电机初级303的长度选用为800mm，宽度为60mm。线圈304的填充铜线的截面尺寸为100mm×100mm，铜线填充率为65％。初级303与复合次级的次级铝板301之间的工作气隙为5mm，复合次级的长度为2000mm，次级铝板301的厚度为2mm，次级铁板302的厚度为5mm。通过直线电机初级303的电流为5A/mm²，直线电机的极距为120mm，电机的极数为6，铁芯采用硅钢片，相邻两直线电机安装间隔为200mm。经过测试得到以下数据：

门体201静摩擦力：

单个直线电机推力：

试验次数	1	2	3	4	5	平均值
							推力(N)	75.36	78.63	68.37	70.44	65.41	71.642

由上面两个表可以看出，单个直线电机推力大于门体201的静摩擦力，可以证明单个直线电机具有驱动门体201正常工作运动的能力。在门体201单侧施加等效人群载荷力900N/m,和等效风载荷力1500N/m，门体201最大形变为8mm，从而证明其整体结构满足抗侧向力的要求。

本发明所述的一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门，利用直线电机和直线导轨来实现站台滑动门的行走和抗侧向扰动，摒弃了传统的旋转电机与皮带齿轮相组方式，并且运动的门体可完全实现无源，具有结构简单、磨耗小的有点，能够实现复杂的编组运动，使用寿命长并且易于维护。

Claims (9)

1.一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门，其特征在于，包括地面轨道梁(101)和支撑座(202)；地面轨道梁(101)还设置上、下直线导轨，支撑座(202)还设置上、下滚轮，上、下滚轮分别夹持上、下直线导轨；支撑座(202)的上方还连接门体(201)；还包括驱动支撑座(202)沿地面轨道梁(101)滑动的直线电机。

2.如权利要求1所述的一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门，其特征在于，所述地面轨道梁(101)和支撑座(202)均包括前面板、上面板和后面板；地面轨道梁(101)的前面板和后面板的外侧均设置上、下直线导轨，支撑座(202)的前面板和后面板的内侧均设置对应的上、下滚轮；直线电机的初级(303)设置在地面轨道梁(101)的上面板外侧，次级设置在支撑座(202)的上面板内侧。

3.如权利要求2所述的一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门，其特征在于，所述直线电机替换为第一直线电机和第二直线电机；第一直线电机的初级设置在地面轨道梁(101)的前面板外侧，次级设置在支撑座(202)的前面板内侧；第二直线电机的初级设置在地面轨道梁(101)的后面板外侧，次级设置在支撑座(202)的后面板内侧。

4.如权利要求2所述的一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门，其特征在于，所述直线电机替换为第一直线电机和第二直线电机；第一直线电机和第二直线电机的次级分别设置在门体(201)上方的前侧和后侧，第一直线电机和第二直线电机的初级分别设置在门体支撑框(203)的前内侧和后内侧。

5.如权利要求1所述的一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门，其特征在于，所述地面轨道梁(101)包括前面板、上面板和后面板，支撑座(202)为单面板；地面轨道梁(101)的前面板的外侧设置上、下直线导轨，支撑座(202)的内侧设置对应的上、下滚轮；直线电机的初级(303)设置在地面轨道梁(101)的前面板外侧，次级设置在支撑座(202)的内侧。

6.如权利要求5所述的一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门，其特征在于，所述直线电机替换为：次级设置在门体(201)上方的前侧或后侧，初级对应设置在门体支撑框(203)的前内侧或后内侧。

7.如权利要求5所述的一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门，其特征在于，所述直线电机替换为：次级设置在门体(201)的上方，初级对应设置站台顶部。

8.如权利要求1所述的一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门，其特征在于，所述支撑座(202)至少为两个，各自设置上、下滚轮，并共同连接门体(201)。

9.如权利要求1所述的一种基于直线导轨和直线电机的站台安全门，其特征在于，所述直线电机的次级为次级铝板(301)和次级铁板(302)构成的复合次级。

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