CN113005948A - 道闸机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种道闸机及其控制方法。基于本发明，道闸闸杆具有大于标准摆幅的极限摆幅，驱动电机可以通过传动效率高于蜗轮蜗杆减速器的行星减速器来驱动道闸闸杆，并且，通过校准行星减速器的输出转角，可以使道闸闸杆被正确定位在极限摆幅中以标准摆幅间隔的标定落杆相位和标定抬杆相位；并且，处于标定落杆相位的道闸闸杆可以被止位机构施加可解除的止位约束，以限制道闸闸杆在落杆时被非法或恶意抬杆，从而，能够在提升驱动电机与道闸闸杆之间的传动效率的同时，兼顾对非法或恶意抬杆的限制。

Description

道闸机及其控制方法

技术领域

本发明涉及道闸领域，特别涉及一种道闸机、以及一种道闸机的控制方法。

背景技术

道闸机是一种部署在交通路径中的关卡装置，并且包括由驱动电机通过减速器驱动的道闸闸杆。其中，当道闸闸杆落杆时，道闸闸杆可以被摆动至阻挡道闸机所在交通路径的标定落杆相位(例如，平行于道闸机所在路面的空间水平相位)，反之，当道闸闸杆抬杆时，道闸闸杆可以被摆动至避让道闸机所在交通路径的标定抬杆相位(例如垂直于道闸机所在路面的空间竖直相位)。

道闸闸杆的摆动可以由减速器的输出转角来控制，若道闸机所在的路面不平坦，和/或，道闸机的装配存在较大的误差，则，需要通过校正减速器的输出转角而使道闸闸杆的摆动能够正确地以标定落杆相位和标定抬杆相位为基准。

而且，道闸闸杆在处于标定落杆相位时需要被施加限位约束，以阻止道闸闸杆被非法或恶意抬杆。

为此，道闸机的减速器可以选用蜗轮蜗杆减速器，利用蜗轮蜗杆减速器的自锁特性，可以在标定落杆相位匹配到蜗轮蜗杆减速器的任意输出转角时都能够实现对道闸闸杆的限位约束。

然而，涡轮蜗杆减速器的传动效率较低，由此导致道闸闸杆的摆动速度过慢，并且导致驱动电机的功耗较高。但若为了提升驱动电机与道闸闸杆之间的传动效率而不使用蜗轮蜗杆减速器，又会丧失对非法或恶意抬杆的限制能力。

由此，如何提升驱动电机与道闸闸杆之间的传动效率、并同时兼顾对非法或恶意抬杆的限制，成为现有技术有待解决的技术问题。

发明内容

在各实施例中，提供了一种道闸机、以及一种道闸机的控制方法，能够提升驱动电机与道闸闸杆之间的传动效率、并同时兼顾对非法或恶意抬杆的限制。

其中一个实施例提供了一种道闸机，该道闸机可以包括：

道闸基板；

道闸闸杆，所述道闸闸杆可摆动地装设于所述道闸基板，其中，所述道闸闸杆具有大于标准摆幅的极限摆幅；

驱动电机，所述驱动电机用于通过驱动行星减速器，使所述道闸闸杆在以所述标准摆幅为间隔的标定落杆相位和标定抬杆相位之间摆动，其中，所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位是通过对所述行星减速器的输出转角的校正而在所述极限摆幅的范围中确定的；

止位机构，所述止位机构用于在所述道闸闸杆处于所述标定落杆相位时，对所述道闸闸杆形成可解除的止位约束，以阻止所述道闸闸杆从所述标定落杆相位向所述标定抬杆相位摆动。

可选地，所述极限摆幅在落杆方向上的第一边界相位相比于所述道闸闸杆的落杆参考相位具有在落杆方向上的负向偏移，其中，处于所述落杆参考相位的所述道闸闸杆平行于所述道闸基板；所述极限摆幅在抬杆方向上的第二边界相位相比于所述道闸闸杆的抬杆参考相位具有在抬杆方向上的正向偏移，其中，处于所述抬杆参考相位的所述道闸闸杆相比于所述道闸基板的相位差等于所述标准摆幅。

可选地，进一步包括连杆机构，所述连杆机构传动连接在所述道闸闸杆与所述行星减速器之间；其中，所述连杆机构具有第一死点位置和第二死点位置，所述第一死点位置的理论布局位置被配置为使所述负向偏移具有设定的负向偏移极限相位，并且，所述第二死点位置的理论布局位置被配置为使所述负向偏移具有设定的正向偏移极限相位。

可选地，进一步包括沿所述连杆机构的运动轨迹布置的限位机构，用于将所述行星减速器的所述输出转角限制在预设的转角限位区间内；所述转角限位区间大于所述连杆机构在所述第一死点位置和所述第二死点位置之间运动的理论行程角度，以容忍所述第一死点位置和所述第二死点位置由于装配误差而发生的偏移。

可选地，所述驱动电机进一步用于通过驱动所述行星减速器，使所述连杆机构接触所述限位机构，以探测所述转角限位区间的极限角度；其中，所述行星减速器使所述道闸闸杆处于所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位时的所述输出转角，是以所述极限角度为基准校正得到的。

可选地，所述止位机构包括电磁阀，所述电磁阀包括阀座、阀杆以及装设在所述阀座与所述阀杆之间的弹性元件，其中，所述弹性元件产生驱使所述阀杆相对于所述阀座外伸的弹性力；所述阀座响应于接收到的第一电平信号，关闭与所述阀杆之间的磁力耦合，使所述阀杆在所述弹性元件产生的所述弹性力的驱使下相对于所述阀座外伸，以对处于所述标定落杆相位的所述道闸闸杆形成所述止位约束；所述阀座响应于接收到的第二电平信号，启动与所述阀杆之间的磁力耦合，使所述阀杆克服所述弹性元件产生的所述弹性力而向所述阀座回撤，以撤销对处于所述标定落杆相位的所述道闸闸杆的所述止位约束。

可选地，所述电磁阀进一步包括手控元件和导向座，所述手控元件连接所述阀杆，所述导向座对所述手控元件随所述阀杆伸缩的移动提供导向约束，其中，当所述阀杆完成向所述阀座的回撤时，所述手控元件响应于第一外力操作而被所述导向座限位卡止，所述手控元件响应于第二外力操作而摆脱所述导向座的所述限位卡止。

可选地，所述导向座具有供所述阀杆穿过的孔腔、以及与所述孔腔连通的槽腔；所述手控元件沿所述孔腔的径向方向贯穿所述槽腔并连接所述阀杆；其中，所述槽腔具有平行于所述阀杆的伸缩方向延伸的导向部分、以及在所述导向部分靠近所述阀座的一端的弯拐部分；当所述阀杆完成向所述阀座的回撤时，所述手控元件位于所述导向部分靠近所述阀座的一端，并且：所述手控元件响应于所述第一外力操作而从所述导向部分偏移至所述弯拐部分，并且被限位卡止在所述弯拐部分中；所述手控元件响应于所述第二外力操作而从所述弯拐部分回位至所述导向部分中，以摆脱所述导向座的所述限位卡止。

可选地，进一步包括：道闸转轴，所述道闸转轴连接在所述连杆机构与所述道闸闸杆之间；限位组件，所述限位组件装设于所述道闸转轴；其中，当所述道闸闸杆处于所述标定落杆相位时，所述止位机构通过与所述限位组件基于滚动接触的的可撤销限位配合，形成对所述道闸闸杆的所述止位约束。

可选地，所述限位组件包括套设于所述道闸转轴的套环、以及在所述套环的外周突出的滚动元件；其中，所述滚动元件用于在所述道闸闸杆处于所述标定落杆相位时，与所述止位机构滚动接触。

另一个实施例提供了一种道闸机的控制方法，该控制方法可以包括：

响应于接收到的落杆信号，控制驱动电机通过驱动行星减速器而使所述道闸闸杆向标定落杆相位摆动；

当所述道闸闸杆到达所述标定落杆相位时，控制止位机构对所述道闸闸杆形成可解除的止位约束，以阻止所述道闸闸杆从所述标定落杆相位向标定抬杆相位摆动；

响应于接收到的抬杆信号，控制止位机构解除对所述道闸闸杆的止位约束，并且控制所述驱动电机通过驱动所述行星减速器而使所述道闸闸杆向所述标定抬杆相位摆动；

其中，所述道闸闸杆的极限摆幅大于所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位之间的标准摆幅，并且，所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位是通过对所述行星减速器的输出转角的校正而在所述极限摆幅的范围中确定的。

可选地，进一步包括：响应于接收到的学习触发信号，控制驱动电机通过驱动行星减速器而使所述行星减速器与所述道闸闸杆之间的连杆机构接触限位机构，以探测所述限位机构对所述行星减速器的所述输出转角形成的所述转角限位区间的极限角度；以所述极限角度为基准，校正得到所述行星减速器使所述道闸闸杆处于所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位时的所述输出转角。

另一个实施例提供了一种非瞬时计算机可读存储介质，所述非瞬时计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由处理器执行时用于引发所述处理器执行如前所述的控制方法。

基于上述实施例，道闸闸杆具有大于标准摆幅的极限摆幅，驱动电机可以通过传动效率高于蜗轮蜗杆减速器的行星减速器来驱动道闸闸杆，并且，通过校准行星减速器的输出转角，可以使道闸闸杆被正确定位在极限摆幅中以标准摆幅为间隔的标定落杆相位和标定抬杆相位；并且，处于标定落杆相位的道闸闸杆可以被止位机构施加可解除的止位约束，以限制道闸闸杆在落杆时被非法或恶意抬杆，从而，能够在提升驱动电机与道闸闸杆之间的传动效率的同时，兼顾对非法或恶意抬杆的限制。

附图说明

以下附图仅对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围：

图1为一个实施例中的道闸机的原理性结构示意图；

图2为如图1所示实施例中的道闸机的装配结构示意图；

图3为如图1所示实施例中的道闸机的分解结构示意图；

图4为如图1所示实施例中的道闸机的第一标定实例的示例性示意图；

图5为如图1所示实施例中的道闸机的第二标定实例的示例性示意图；

图6为如图1所示实施例中的道闸机的第三标定实例的示例性示意图；

图7a和图7b为如图1所示实施例中的道闸机的极限摆幅的原理性示意图；

图8为如图1所示实施例中的道闸机的止位机构的优选结构示意图；

图9为如图8所示的止位机构的分解结构示意图；

图10为如图8所示的止位机构在形成止位约束时的第一状态的示意图；

图11为如图8所示的止位机构在解除止位约束时的第二状态的示意图；

图12为如图8所示的止位机构支持手动操作的局部结构示意图；

图13为如图1所示实施例中的道闸机为优化止位约束而进一步包括的限位组件的结构示意图；

图14为如图13所示的限位组件的分解结构示意图；

图15为如图13所示的限位组件与如图8所示的止位机构的位置关系示意图；

图16为基于如图14所示的限位组件支持基于混动解除的止位约束的原理性示意图；

图17为另一个实施例中的道闸机的控制方法的示例性流程示意图；

图18为如图17所示的控制方法进一步引入的极限摆幅学习机制的扩展流程示意图。

附图标记说明

10 道闸基板

100 机箱

11 轴承座

12 轴承

14 传动键

15 吊装座

17 侧挂板

18 限位键

19 安装支架

20 道闸转轴

30 道闸闸杆

31 转轴支架

32 闸杆杆件

40 连杆机构

41 动力输入杆

42 动力传递杆

43 动力输出杆

44 传动锁紧螺钉

50 行星减速器

60 驱动电机

70 限位机构

71 第一限位柱

72 第二限位柱

80 限位组件

81 套环

82 径向凸翼

83 滚动元件

84 限位锁紧螺钉

85 轴杆

90 止位机构(电磁阀)

91 阀座

92 阀杆

921 导向斜面

922 插接孔

93 弹性元件

95 手控元件

96 导向座

961 孔腔

962 槽腔

962a 导向部分

962b 弯拐部分

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

图1为一个实施例中的道闸机的原理性结构示意图。图2为如图1所示实施例中的道闸机的装配结构示意图。图3为如图1所示实施例中的道闸机的分解结构示意图。请参见图1并同时结合图2和图3，该实施例中的道闸机可以包括道闸基板10、道闸闸杆30、行星减速器50、驱动电机60以及止位机构90。

道闸闸杆30可摆动地装设于道闸基板10。例如，道闸闸杆30可以装设有道闸转轴20，该道闸转轴20可转动地承载于道闸基板10。从图2和图3中可以看出，道闸基板10可以装设一对轴承座11，并且每个轴承座11中都装设有轴承12；道闸转轴20可以穿设于装设在一对轴承座11的轴承12中，从而可以被道闸基板10转动支撑，并且，道闸转轴20的一端可以连接道闸闸杆30；道闸闸杆30可以包括与道闸转轴20同轴连接的转轴支架31、以及固定装设在转轴支架31的闸杆杆件32。

并且，道闸闸杆30的极限摆幅α_max大于该道闸闸杆30的标准摆幅α_std。

驱动电机60用于通过驱动行星减速器50，可以使道闸闸杆30在以标准摆幅α_std为间隔的标定落杆相位Pha_cls(β)和标定抬杆相位Pha_opn(β)之间摆动，其中，标定落杆相位Pha_cls(β)和标定抬杆相位Pha_opn(β)是通过对行星减速器50的输出转角的校正而在极限摆幅α_max的范围中确定的。

也就是，驱动电机60可以通过传动效率高于蜗轮蜗杆减速器的行星减速器50来驱动道闸闸杆30，例如，行星减速器50可以固定装设在道闸基板10的吊装座15并且与道闸闸杆30传动连接，驱动电机60可以与行星减速器50传动连接、并且与装设在吊装座15的行星减速器50固定装配。

由于道闸闸杆30的极限摆幅α_max大于标准摆幅α_std，因此，可以为道闸闸杆30提供找准标定落杆相位Pha_cls(β)和标定抬杆相位Pha_opn(β)所需的冗余空间。

从而，通过校准行星减速器50的输出转角，能够使道闸闸杆30被正确定位在极限摆幅α_max中的标定落杆相位Pha_cls(β)和标定抬杆相位Pha_opn(β)。例如，通过校准行星减速器50的输出转角而确定的标定落杆相位Pha_cls(β)和标定抬杆相位Pha_opn(β)，可以是减小或消除了由道闸基板10的空间角度β而导致的相位偏差之后的理想相位，并且，标定落杆相位Pha_cls(β)可以是平行于道闸机所在路面的空间水平相位，标定抬杆相位Pha_opn(β)可以是垂直于道闸机所在路面的空间竖直相位，在此情况下，标准摆幅α_std可以是90°。

在该实施例中，极限摆幅α_max在落杆方向上的第一边界相位Pha_cbd相比于道闸闸杆30的落杆参考相位Pha_hor具有在落杆方向上的负向偏移，其中，处于落杆参考相位Pha_hor的道闸闸杆30平行于道闸基板10；极限摆幅α_max在抬杆方向上的第二边界相位Pha_obd相比于道闸闸杆30的抬杆参考相位Pha_ver具有在抬杆方向上的正向偏移，其中，处于抬杆参考相位Pha_ver的道闸闸杆30相比于道闸基板10的相位差等于标准摆幅α_std。从而，如此部署的极限摆幅α_max为道闸闸杆30提供的冗余空间可以包括在落杆方向和抬杆方向上的双向空间。

图4为如图1所示实施例中的道闸机的第一标定实例的示例性示意图。如图4所示的第一标定实例表示理想状态，即，道闸机所在的地表G0是水平的，并且，通过机箱100装设在地表G1的道闸基板10也是水平的，此时，道闸基板10的空间角度β可以为0或趋近于0，标定落杆相位Pha_cls(β)可以与落杆参考相位Pha_hor重叠，并且，标定抬杆相位Pha_opn(β)可以与抬杆参考相位Pha_ver重叠。

图5为如图1所示实施例中的道闸机的第二标定实例的示例性示意图。如图5所示的第二标定实例表示在落杆方向上的极限调节状态，即，道闸机所在的地表G2在抬杆方向上仰倾，并且，通过机箱100装设在地表G2的道闸基板10也是仰倾的，此时，道闸基板10的空间角度β为仰倾的正角度，标定落杆相位Pha_cls(β)相比于落杆参考相位Pha_hor负向偏移，该负向偏移的极限为极限摆幅α_max在落杆方向上的第一边界相位Pha_cbd相对于落杆参考相位Pha_hor的负向偏移相位Δθ_cls，并且，标定抬杆相位Pha_opn(β)相比于抬杆参考相位Pha_ver也可以具有在落杆方向上的负向偏移，以补偿空间角度β仰倾的正角度。

图6为如图1所示实施例中的道闸机的第三标定实例的示例性示意图。如图6所示的第三标定实例表示在抬杆方向上的极限调节状态，即，道闸机所在的地表G3在落杆方向上俯倾，并且，通过机箱100装设在地表G3的道闸基板10也是俯倾的，此时，道闸基板10的空间角度β为俯倾的负角度，标定抬杆相位Pha_opn(β)可以相比于抬杆参考相位Pha_ver正向偏移，该正向偏移的极限为极限摆幅α_max在抬杆方向上的第二边界相位Pha_obd相对于抬杆参考相位Pha_ver的正向偏移相位Δθ_opn，并且，标定落杆相位Pha_cls(β)相比于落杆参考相位Pha_hor也可以具有在抬杆方向上的正向偏移，以补偿空间角度β俯倾的负角度。

由此，无论道闸基板10的空间角度β是在抬杆方向上的正向偏斜还是在落杆方向上的负向偏斜，都可以通过校准行星减速器50的输出转角，使道闸闸杆30被正确定位在极限摆幅α_max中以标准摆幅α_std间隔的标定落杆相位Pha_cls(β)和标定抬杆相位Pha_opn(β)。

其中，负向偏移极限相位Δθ_cls和正向相位偏移Δθ_opn的绝对值可以相同也可以不同，并且，负向偏移极限相位Δθ_cls和正向相位偏移Δθ_opn的绝对值可以大于0°并且小于或等于10°。例如，负向偏移极限相位Δθ_cls可以设定为-5°，正向相位偏移Δθ_opn可以设定为+5°。

对负向偏移极限相位Δθ_cls和正向相位偏移Δθ_opn设定的取值，可以认为是理想值或者目标值，在实际应用中，负向偏移极限相位Δθ_cls和正向相位偏移Δθ_opn的真实取值可能会随着装配误差而略有浮动。

例如，在该实施例中，道闸闸杆30的极限摆幅α_max可以利用连杆机构40来约束，负向偏移极限相位Δθ_cls和正向相位偏移Δθ_opn的真实取值可能会由于连杆机构40的装配误差的不同而略有变化。

从图1至图6中可以看出，该实施例中的道闸机可以进一步包括连杆机构40，该连杆机构40传动连接在道闸闸杆30(道闸转轴20)与行星减速器50之间。

例如，连杆机构40可以包括首尾顺序铰接的动力输入杆41、动力传递杆42以及动力输出杆43。其中，动力输入杆41的传动首端连接行星减速器50的输出轴、并且被行星减速器50的输出轴固定约束；动力输出杆43的传动末端具有套设于道闸转轴20的豁口套环，该豁口套环可以通过传动锁紧螺钉44而箍紧在道闸转轴20，并且，该豁口套环与道闸转轴20之间通过传动键14同轴连接，从而，动力输出杆43与道闸转轴20同轴连接、并且动力输出杆43的传动末端被转动支撑在道闸基板10的道闸转轴20固定约束。从而，该连杆机构40可以等效为平面四连杆机构。

图7a和图7b为如图1所示实施例中的道闸机的极限摆幅的原理性示意图。请在参见图1至图6的同时进一步结合图7a和图7b：

连杆机构40具有如图7a所示的第一死点位置Dp_cls，当连杆机构40处于第一死点位置Dp_cls时，动力输入杆41的传动首端、动力输入杆41与动力传递杆42的铰接节点、以及动力传递杆42与动力输出杆43的铰接节点共线，并且，动力输入杆41与动力传递杆42相对展开，以使道闸闸杆30处于极限摆幅α_max在落杆方向上的第一边界相位Pha_cbd；

连杆机构40还具有如图7b所示的第二死点位置Dp_opn，当连杆机构40处于第二死点位置Dp_opn时，动力输入杆41的传动首端、动力输入杆41与动力传递杆42的铰接节点、以及动力传递杆42与动力输出杆43的铰接节点共线，并且，动力输入杆41与动力传递杆42相互交叠，以使道闸闸杆30处于极限摆幅α_max在抬杆方向上的第二边界相位Pha_obd。

也就是，第一死点位置Dp_cls的理论布局位置被配置为使第一边界相位Pha_cbd相比于落杆参考相位Pha_hor的负向偏移的负向偏移相位Δθ_cls达到预设目标值(例如-5°)，第二死点位置Dp_opn的理论布局位置被配置为使第二边界相位Pha_obd相对于抬杆参考相位Pha_ver的正向偏移相位Δθ_opn达到预设目标值(例如+5°)。

如上可见，连杆机构40的第一死点位置Dp_cls和第二死点位置Dp_opn可以用于限制道闸闸杆30的极限摆幅α_max，即，连杆机构40在第一死点位置Dp_cls和第二死点位置Dp_opn之间运动的理论行程角度，可以允许道闸闸杆30具有恰好完成极限摆幅α_max的摆动自由度。

但若行星减速器50的输出转角过位，会导致连杆机构40超过第一死点位置Dp_cls和第二死点位置Dp_opn、并导致道闸闸杆30的摆动紊乱。因此，道闸机可以进一步包括沿连杆机构40的运动轨迹布置的限位机构70，用于将行星减速器50的输出转角(动力输入杆41的摆动角度)限制在预设的转角限位区间内，以对连杆机构40超过第一死点位置Dp_cls和第二死点位置Dp_opn的过位运动形成限位约束，即，将连杆机构40的运动轨迹尽量限制在第一死点位置Dp_cls和第二死点位置Dp_opn之间。

该限位机构70可以包括第一限位柱71和第二限位柱72。例如，第一限位柱71和第二限位柱72可以固定装设在悬置在道闸基板10的一侧边缘处的侧挂板17，该侧挂板17具有暴露行星减速器50的输出轴的开孔。

第一限位柱71用于限定行星减速器50的转角极限在落杆方向上的第一极限角度Lmt_cls，第二限位柱72用于限定行星减速器50的转角极限在抬杆方向上的第二极限角度Lmt_opn。

通过第一限位柱71和第二限位柱72对连杆机构40(动力输入杆41)的限位阻挡，行星减速器50的输出转角(动力输入杆41的摆动角度)可以被限制在预设的转角限位区间内，其中：

行星减速器50的转角极限在落杆方向上的第一极限角度Lmt_cls为连杆机构40(动力输入杆41)接触第一限位柱71时的角度；

行星减速器50的转角极限在抬杆方向上的第二极限角度Lmt_opn为连杆机构40(动力输入杆41)接触第二限位柱72时的角度。

在实际应用中，连杆机构40的装配误差可能会影响到极限摆幅α_max在落杆方向上的第一边界相位Pha_cbd、以及在抬杆方向上的第二边界相位Pha_obd，即，影响第一边界相位Pha_cbd相比于落杆参考相位Pha_hor的负向偏移极限相位Δθ_cls、以及第二边界相位Pha_obd相对于抬杆参考相位Pha_ver的正向相位偏移Δθ_opn的真实取值。

若道闸机的装配精度足够高，则，连杆机构40的第一死点位置Dp_cls和第二死点位置Dp_opn的实际装配位置趋近于理论布局位置、甚至于理论布局位置完全重合，使得负向偏移极限相位Δθ_cls和正向相位偏移Δθ_opn的真实取值趋近于预设目标值、甚至达到预设目标值；

若道闸机的装配误差超出容忍范围，则，连杆机构40的第一死点位置Dp_cls和第二死点位置Dp_opn的实际装配位置偏离于理论布局位置，从而，可能会使得负向偏移极限相位Δθ_cls和正向相位偏移Δθ_opn的真实取值略微偏离于预设目标值。

因此，第一限位柱71和第二限位柱72之间提供的转角限位区间(连杆机构40的动力输入杆41在第一限位柱71和第二限位柱72之间摆动区间)，可以大于(略大于)连杆机构40在第一死点位置Dp_cls和第二死点位置Dp_opn之间运动的理论行程角度，以容忍第一死点位置Dp_cls和第二死点位置Dp_opn由于装配误差而发生的偏移。即：

当连杆机构40(动力输入杆41)接触第一限位柱71时，连杆机构40可能处于第一死点位置Dp_cls，或者也可能偏离于第一死点位置Dp_cls(图7a中以此情况为例)；

当连杆机构40(动力输入杆41)接触第二限位柱72时，连杆机构40可能处于第二死点位置Dp_opn(图7b中以此情况为例)，或者也可能偏离于第二死点位置Dp_opn。

连杆机构40的第一死点位置Dp_cls和第二死点位置Dp_opn存在由装配误差所导致的不确定性，若以连杆机构40的第一死点位置Dp_cls和第二死点位置Dp_opn的理论布局位置为基准来校正行星减速器50的输出转角，则，容易导致对行星减速器50的输出转角的校正失准。

为了避免由于第一死点位置Dp_cls和第二死点位置Dp_opn的不确定而对行星减速器50的输出转角的校正失准，在该实施例中，可以进一步引入对行星减速器50的输出转角进行基于转角极限探测的学习机制。

该学习机制可以应用在道闸机完成装配部署之后、正式运行使用之前的调试阶段。并且，为了实现该学习机制，驱动电机60可以进一步用于通过驱动行星减速器50，使连杆机构40(动力输入杆41)接触限位机构70，以探测行星减速器50的转角限位区间的极限角度。

例如，驱动电机60通过驱动行星减速器50，可以使连杆机构40(动力输入杆41)接触第一限位柱71或第二限位柱72、或者先后接触第一限位柱71和第二限位柱72，以探测转角极限在落杆方向上的第一极限角度Lmt_cls、和/或在抬杆方向上的第二极限角度Lmt_opn。

从而，行星减速器50使道闸闸杆30处于标定落杆相位和标定抬杆相位时的输出转角，可以以行星减速器50的极限角度(例如第一极限角度Lmt_cls和/或第二极限角度Lmt_opn)为基准而校正得到。

例如，以第一极限角度Lmt_cls为基准，通过校正行星减速器50的输出转角，可以确定行星减速器50使道闸闸杆30处于标定落杆相位的落杆输出转角，然后再利用落杆输出转角、以及道闸闸杆30的标准摆幅α_std所消耗的标准摆幅转数，可以确定行星减速器50使道闸闸杆30处于标定抬杆相位的抬杆输出转角。

再例如，以第二极限角度Lmt_opn为基准，通过校正行星减速器50的输出转角，可以确定行星减速器50使道闸闸杆30处于标定抬杆相位的抬杆输出转角，然后再利用抬杆输出转角、以及道闸闸杆30的标准摆幅α_std所消耗的标准摆幅转数，可以确定行星减速器50使道闸闸杆30处于标定落杆相位的落杆输出转角。

再例如，以第一极限角度Lmt_cls为基准，通过校正行星减速器50的输出转角，可以确定行星减速器50使道闸闸杆30处于标定落杆相位的落杆输出转角，并且，以第二极限角度Lmt_opn为基准，通过校正行星减速器50的输出转角，可以确定行星减速器50使道闸闸杆30处于标定抬杆相位的抬杆输出转角。

当以利用限位机构70学习到的极限角度(例如第一极限角度Lmt_cls和/或第二极限角度Lmt_opn)为基准实施校正时，对行星减速器50的输出转角的校正幅度可以在补偿道闸基板10的空间角度β的基础上，进一步补偿道闸机(连杆机构40)的装配误差。

通过上述学习机制而确定的输出转角，可以用于在道闸机的正式运行使用期间内控制驱动电机60。为此，该道闸机可以进一步包括处理器和存储器、或者进一步连接包含处理器和存储器的外部设备。其中，该处理器用于：

在存储器中记录驱动电机60在行星减速器50的输出转角处于极限角度时的极限转子转数，例如，行星减速器50的输出转角处于第一极限角度Lmt_cls时的第一极限转子转数、和/或行星减速器50的输出转角处于第二极限角度Lmt_opn时的第二极限转子转数；

根据极限转子转数(例如表示第一极限角度Lmt_cls的第一极限转子转数和/或表示第二极限角度Lmt_opn的第二极限转子转数)，确定道闸闸杆30处于标定落杆相位Pha_cls(β)时的标定落杆转子转数、以及道闸闸杆30处于标定抬杆相位Pha_opn(β)时的标定抬杆转子转数，并且将确定的标定落杆转子转数和标定抬杆转子转数记录在存储器中，用于分别表示标定落杆相位Pha_cls(β)和标定抬杆相位Pha_opn(β)。

除了能够使道闸闸杆30被正确定位在极限摆幅α_max中的标定落杆相位Pha_cls(β)和标定抬杆相位Pha_opn(β)之外，在该实施例中，处于标定落杆相位Pha_cls(β)的道闸闸杆30还可以被止位机构90施加可解除的止位约束，以限制道闸闸杆30在落杆时被非法或恶意抬杆，从而，能够在提升驱动电机60与道闸闸杆30之间的传动效率的同时，兼顾对非法或恶意抬杆的限制。

相应地，在该实施例中，止位机构90用于在道闸闸杆30处于标定落杆相位Pha_cls(β)时，对道闸闸杆30形成可解除的止位约束，以阻止道闸闸杆30从标定落杆相位Pha_cls(β)向标定抬杆相位Pha_opn(β)摆动。例如，止位机构90可以通过安装支架19装设于道闸基板10。

图8为如图1所示实施例中的道闸机的止位机构的优选结构示意图。图9为如图8所示的止位机构的分解结构示意图。图10为如图8所示的止位机构在形成止位约束时的第一状态的示意图。图11为如图8所示的止位机构在解除止位约束时的第二状态的示意图。请参见图8、并同时结合图9至图11，在该实施例中，止位机构90可以包括电磁阀，该电磁阀包括阀座91、阀杆92以及装设在阀座91与阀杆92之间的弹性元件93(例如弹簧)，其中，弹性元件93产生驱使阀杆92相对于阀座91外伸的弹性力，并且：

阀座91可以响应于接收到的第一电平信号，关闭与阀杆92之间的磁力耦合，使阀杆92在弹性元件93产生的弹性力的驱使下相对于阀座91外伸，以对处于标定落杆相位Pha_cls(β)的道闸闸杆30形成止位约束；

阀座91可以响应于接收到的第二电平信号(与第一电平信号的电平状态相反)，启动与阀杆92之间的磁力耦合，该磁力耦合使阀杆92克服弹性元件93产生的弹性力而向阀座91回撤，以撤销对处于标定落杆相位Pha_cls(β)的道闸闸杆30的止位约束。

在实际装配时，有可能会由于装配误差而存在阀杆92相对于阀座91的外伸先于道闸闸杆30到达标定落杆相位Pha_cls(β)的隐患，为了避免由于此类隐患而导致的道闸闸杆30与阀杆92的干涉碰撞，可以在阀杆92的端部进一步形成导向斜面921，用于在向标定落杆相位Pha_cls(β)摆动的道闸闸杆30接触时，使阀杆92通过导向斜面921与道闸闸杆30的接触而暂时向阀座91内回退，以避让向标定落杆相位Pha_cls(β)摆动的道闸闸杆30。

另外，止位机构90产生的止位约束旨在阻止非法或恶意抬杆，而不是完全禁止手动抬杆，因此，止位机构90选用电磁阀，可以允许在道闸机下电的非运行使用期间时随意手动抬杆，并且，在道闸机上电运行使用的期间内，也可以允许例如管理员等合法人员手动抬杆。

图12为如图8所示的止位机构支持手动操作的局部结构示意图。请在参见图8至图11的同时进一步结合图12，为了允许在道闸机上电运行使用的期间内的合法手动抬杆，止位机构90选用的电磁阀进一步可以包括手控元件95和导向座96。

手控元件95连接阀杆92。例如，手控元件95可以包括螺钉，阀杆92可以具有沿径向方向延伸的插接孔922，手控元件95可以通过与插接孔922的螺纹插接而与阀杆92固定连接。

导向座96对手控元件95随阀杆92伸缩的移动提供导向约束。例如，导向座96具有供阀杆92穿过的孔腔961、以及与孔腔961连通的槽腔962，手控元件95可以沿孔腔961的径向方向贯穿槽腔962并连接阀杆92。并且，导向座96还可以用于与安装支架19通过螺钉固定连接。

当阀杆92完成向阀座91的回撤时，手控元件95响应于第一外力操作而被导向座96限位卡止，手控元件95还可以响应于第二外力操作而摆脱导向座96的限位卡止。例如，槽腔962可以具有平行于阀杆92的伸缩方向延伸的导向部分962a、以及在导向部分962a靠近阀座91的一端的弯拐部分962b，当阀杆92完成向阀座91的回撤时，手控元件95位于导向部分962a靠近阀座91的一端，并且：

手控元件95响应于第一外力操作(沿弯拐部分962b背离导向部分962a)而从导向部分962a偏移至弯拐部分962b，并且被限位卡止在弯拐部分962b中；

手控元件95响应于第二外力操作(沿弯拐部分962b靠拢导向部分962a)而从弯拐部分962b回位至导向部分962a中，以摆脱导向座95的限位卡止。

另外，为了减少由于形成限位卡止而产生的刚性损伤，该限位卡止可以基于滑动接触来实现。

图13为如图1所示实施例中的道闸机为优化止位约束而进一步包括的限位组件的结构示意图。图14为如图13所示的限位组件的分解结构示意图。图15为如图13所示的限位组件与如图9所示的止位机构的位置关系示意图。图16为基于如图14所示的限位组件支持基于混动解除的止位约束的原理性示意图。请回看图2、并同时参见图13至图16，在该实施例中，道闸机可以进一步包括限位组件80，该限位组件80装设于道闸转轴20，其中，当道闸闸杆30处于标定落杆相位Pha_cls(β)时，止位机构90(例如阀杆92)通过与限位组件80基于滚动接触的可撤销限位配合，形成对道闸闸杆30的止位约束。

优选地，限位组件80可以包括套设于道闸转轴20的套环81、以及在套环81的外周突出的滚动元件83，其中，滚动元件83用于在道闸闸杆30处于标定落杆相位Pha_cls(β)时，与止位机构90(例如阀杆92)滚动接触。例如，套环81可以通过限位锁紧螺钉84箍筋道闸转轴20，并且，套环81与道闸转轴20可以装设有使二者同轴旋转的限位键18。再例如，套环81的外周可以具有径向凸翼82，滚动元件83(诸如滚珠轴承)可以通过轴杆85转动装设在径向凸翼82的端部。

图17为另一个实施例中的道闸机的控制方法的示例性流程示意图。请参见图17，该实施例中的控制方法适用于对前述实施例中的道闸机的控制，并且，该控制方法可以包括由处理器执行的如下步骤：

S1710：响应于接收到的落杆信号，控制驱动电机通过驱动行星减速器而使道闸闸杆向标定落杆相位摆动；

S1730：当道闸闸杆到达标定落杆相位时，控制止位机构对道闸闸杆形成可解除的止位约束，以阻止道闸闸杆从标定落杆相位向标定抬杆相位摆动；

S1750：响应于接收到的抬杆信号，控制止位机构解除对道闸闸杆的止位约束；

S1770：跟随于止位约束的解除，控制驱动电机通过驱动行星减速器而使道闸闸杆向标定抬杆相位摆动；

其中，道闸闸杆的极限摆幅大于标定落杆相位和标定抬杆相位之间的标准摆幅，并且，标定落杆相位和标定抬杆相位是通过对行星减速器的输出转角的校正而在极限摆幅的范围中确定的。

图18为如图17所示的控制方法进一步引入的极限摆幅学习机制的扩展流程示意图。请参见图18，在如图17所示流程的基础上，该实施例中的控制方法可以在道闸机的启动运行之前，进一步包括：

S1700：响应于接收到的学习触发信号，控制驱动电机通过驱动行星减速器而使行星减速器与道闸闸杆之间的连杆机构接触限位机构，以探测限位机构对行星减速器的输出转角形成的转角限位区间的极限角度。

例如，S1700可以使连杆机构择一地接触限位机构的第一限位柱或第二限位柱、或者先后接触第一限位柱和第二限位柱。相应地，S1700探测到的极限角度可以包括转角限位区间在落杆方向上的第一极限角度、和/或在抬杆方向上的第二极限角度。

在完成对第一极限角度和第二极限角度的探测后，该控制方法可以进一步包括：

以S1700探测到的极限角度为基准，校正得到行星减速器使道闸闸杆处于标定落杆相位和标定抬杆相位时的输出转角

例如，以第一极限角度为基准，通过校正行星减速器的输出转角，可以确定行星减速器使道闸闸杆处于标定落杆相位的落杆输出转角，然后再利用落杆输出转角、以及道闸闸杆的标准摆幅所消耗的标准摆幅转数，可以确定行星减速器使道闸闸杆处于标定抬杆相位的抬杆输出转角。

再例如，以第二极限角度为基准，通过校正行星减速器的输出转角，可以确定行星减速器使道闸闸杆处于标定抬杆相位的抬杆输出转角，然后再利用抬杆输出转角、以及道闸闸杆的标准摆幅所消耗的标准摆幅转数，可以确定行星减速器使道闸闸杆处于标定落杆相位的落杆输出转角。

再例如，以第一极限角度为基准，通过校正行星减速器的输出转角，可以确定行星减速器使道闸闸杆处于标定落杆相位的落杆输出转角，同时，以第二极限角度为基准，通过校正行星减速器的输出转角，可以确定行星减速器使道闸闸杆处于标定抬杆相位的抬杆输出转角。

并且，每次上电启动时，该控制方法可以控制驱动电机驱动行星减速器的输出转角到达转角限位区间的极限角度，然后再以极限角度为基准，利用在调试阶段确定的校正幅度(用于补偿道闸基板的空间角度偏斜、或进一步补偿装配误差)校正行星减速器的输出转角，使道闸闸杆被定位在标定落杆相位或标定抬杆相位，即，标定落杆相位或标定抬杆相位可以作为道闸机每次上电启动后的初始相位(图18仅仅是以标定抬杆相位作为道闸机每次上电启动后的初始相位为例)。

在另一个实施例中，还提供了一种非瞬时计算机可读存储介质，该非瞬时计算机可读存储介质存储指令，这些指令在由处理器执行时用于引发该处理器执行如前述实施例所述的控制方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (13)

1.一种道闸机，其特征在于，包括：

道闸基板(10)；

道闸闸杆(30)，所述道闸闸杆(30)可摆动地装设于所述道闸基板(10)，其中，所述道闸闸杆(30)具有大于标准摆幅的极限摆幅；

驱动电机(60)，所述驱动电机(60)用于通过驱动行星减速器(50)，使所述道闸闸杆(30)在以所述标准摆幅为间隔的标定落杆相位和标定抬杆相位之间摆动，其中，所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位是通过对所述行星减速器(50)的输出转角的校正而在所述极限摆幅的范围中确定的；

止位机构(90)，所述止位机构(90)用于在所述道闸闸杆(30)处于所述标定落杆相位时，对所述道闸闸杆(30)形成可解除的止位约束，以阻止所述道闸闸杆(30)从所述标定落杆相位向所述标定抬杆相位摆动。

2.根据权利要求1所述的道闸机，其特征在于，

所述极限摆幅在落杆方向上的第一边界相位相比于所述道闸闸杆(30)的落杆参考相位具有在落杆方向上的负向偏移，其中，处于所述落杆参考相位的所述道闸闸杆(30)平行于所述道闸基板(10)；

所述极限摆幅在抬杆方向上的第二边界相位相比于所述道闸闸杆(30)的抬杆参考相位具有在抬杆方向上的正向偏移，其中，处于所述抬杆参考相位的所述道闸闸杆(30)相比于所述道闸基板(10)的相位差等于所述标准摆幅。

3.根据权利要求2所述的道闸机，其特征在于，

进一步包括连杆机构(40)，所述连杆机构(40)传动连接在所述道闸闸杆(30)与所述行星减速器(50)之间；

其中，所述连杆机构(40)具有第一死点位置和第二死点位置，所述第一死点位置的理论布局位置被配置为使所述负向偏移具有设定的负向偏移极限相位，并且，所述第二死点位置的理论布局位置被配置为使所述负向偏移具有设定的正向偏移极限相位。

4.根据权利要求3所述的道闸机，其特征在于，

进一步包括沿所述连杆机构(40)的运动轨迹布置的限位机构(70)，用于将所述行星减速器(50)的所述输出转角限制在预设的转角限位区间内；

所述转角限位区间大于所述连杆机构(40)在所述第一死点位置和所述第二死点位置之间运动的理论行程角度，以容忍所述第一死点位置和所述第二死点位置由于装配误差而发生的偏移。

5.根据权利要求4所述的道闸机，其特征在于，所述驱动电机(60)进一步用于通过驱动所述行星减速器(50)，使所述连杆机构(40)接触所述限位机构(70)，以探测所述转角限位区间的极限角度；其中，所述行星减速器(50)使所述道闸闸杆(30)处于所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位时的所述输出转角，是以所述极限角度为基准校正得到的。

6.根据权利要求1所述的道闸机，其特征在于，

所述止位机构(90)包括电磁阀，所述电磁阀包括阀座(91)、阀杆(92)以及装设在所述阀座(91)与所述阀杆(92)之间的弹性元件(93)，其中，所述弹性元件(93)产生驱使所述阀杆(92)相对于所述阀座(91)外伸的弹性力；

所述阀座(91)响应于接收到的第一电平信号，关闭与所述阀杆(92)之间的磁力耦合，使所述阀杆(92)在所述弹性元件(93)产生的所述弹性力的驱使下相对于所述阀座(91)外伸，以对处于所述标定落杆相位的所述道闸闸杆(30)形成所述止位约束；

所述阀座(91)响应于接收到的第二电平信号，启动与所述阀杆(92)之间的磁力耦合，使所述阀杆(92)克服所述弹性元件(93)产生的所述弹性力而向所述阀座(91)回撤，以撤销对处于所述标定落杆相位的所述道闸闸杆(30)的所述止位约束。

7.根据权利要求6所述的道闸机，其特征在于，所述电磁阀进一步包括手控元件(95)和导向座(96)，所述手控元件(95)连接所述阀杆(92)，所述导向座(96)对所述手控元件(95)随所述阀杆(92)伸缩的移动提供导向约束，其中，当所述阀杆(92)完成向所述阀座(91)的回撤时，所述手控元件(95)响应于第一外力操作而被所述导向座(96)限位卡止，所述手控元件(95)响应于第二外力操作而摆脱所述导向座(96)的所述限位卡止。

8.根据权利要求7所述的道闸机，其特征在于，

所述导向座(96)具有供所述阀杆(92)穿过的孔腔(961)、以及与所述孔腔(961)连通的槽腔(962)；

所述手控元件(95)沿所述孔腔(961)的径向方向贯穿所述槽腔(962)并连接所述阀杆(92)；

其中，所述槽腔(962)具有平行于所述阀杆(92)的伸缩方向延伸的导向部分(962a)、以及在所述导向部分(962a)靠近所述阀座(91)的一端的弯拐部分(962b)；

当所述阀杆(92)完成向所述阀座(91)的回撤时，所述手控元件(95)位于所述导向部分(962a)靠近所述阀座(91)的一端，并且：

所述手控元件(95)响应于所述第一外力操作而从所述导向部分(962a)偏移至所述弯拐部分(962b)，并且被限位卡止在所述弯拐部分(962b)中；

所述手控元件(95)响应于所述第二外力操作而从所述弯拐部分(962b)回位至所述导向部分(962a)中，以摆脱所述导向座(95)的所述限位卡止。

9.根据权利要求1所述的道闸机，其特征在于，进一步包括：

道闸转轴(20)，所述道闸转轴(20)连接在所述连杆机构(40)与所述道闸闸杆(30)之间；

限位组件(80)，所述限位组件(80)装设于所述道闸转轴(20)；

其中，当所述道闸闸杆(30)处于所述标定落杆相位时，所述止位机构(90)通过与所述限位组件(80)基于滚动接触的的可撤销限位配合，形成对所述道闸闸杆(30)的所述止位约束。

10.根据权利要求10所述的道闸机，其特征在于，所述限位组件(80)包括套设于所述道闸转轴(20)的套环(81)、以及在所述套环(81)的外周突出的滚动元件(83)；其中，所述滚动元件(83)用于在所述道闸闸杆(30)处于所述标定落杆相位时，与所述止位机构(90)滚动接触。

11.一种道闸机的控制方法，其特征在于，包括：

响应于接收到的落杆信号，控制驱动电机通过驱动行星减速器而使所述道闸闸杆向标定落杆相位摆动；

当所述道闸闸杆到达所述标定落杆相位时，控制止位机构对所述道闸闸杆形成可解除的止位约束，以阻止所述道闸闸杆从所述标定落杆相位向标定抬杆相位摆动；

响应于接收到的抬杆信号，控制止位机构解除对所述道闸闸杆的止位约束，并且控制所述驱动电机通过驱动所述行星减速器而使所述道闸闸杆向所述标定抬杆相位摆动；

其中，所述道闸闸杆的极限摆幅大于所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位之间的标准摆幅，并且，所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位是通过对所述行星减速器的输出转角的校正而在所述极限摆幅的范围中确定的。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，进一步包括：

响应于接收到的学习触发信号，控制驱动电机通过驱动行星减速器而使所述行星减速器与所述道闸闸杆之间的连杆机构接触限位机构，以探测所述限位机构对所述行星减速器的所述输出转角形成的所述转角限位区间的极限角度；

以所述极限角度为基准，校正得到所述行星减速器使所述道闸闸杆处于所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位时的所述输出转角。

13.一种非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述非瞬时计算机可读存储介质存储指令，所述指令在由处理器执行时用于引发所述处理器执行如权利要求11或12所述的控制方法。

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