CN113565034A - 闸机机芯及闸机 - Google Patents

Abstract

一种闸机机芯，包括一基板、间隔相对设置于基板一侧的两个限位机构、设置于两个限位机构之间的一轮盘、贯穿基板且与轮盘连接的一主轴，轮盘包括叠设的两个互为镜像的凸轮，每一限位机构抵持在一个凸轮。每一凸轮包括一本体部及凸出本体部外侧形成的多个凸齿，每一凸齿的轮廓线包括一最高点，最高点距离本体部中心最大，最高点将轮廓线分割成一上升段及一下降段，多个上升段及多个下降段首尾交错连接以构成一个凸轮的轮廓线，两个凸轮的两条轮廓线互为镜像关系。每一限位机构包括一摆臂，摆臂包括一固定端及与固定端相对的一限位端，固定端固定在基板上，限位端抵持在一个凸轮的轮廓线上。另，本发明还提供一种闸机。

Description

闸机机芯及闸机

技术领域

本发明涉及一种闸机机芯及闸机。

背景技术

闸机是一种通道管理设备，用于管理人流并规范行人出入，主要应用于地铁闸机系统、收费检票闸机系统。其最基本最核心的功能是实现一次只通过一人，可用于各种收费、门禁场合的入口通道处。而三辊闸机是闸机中的常用一种，三辊闸机通常包括机芯、连接在机芯末端的辊杆、控制系统及电源等。

现有技术中的三辊闸机芯，零部件数量多，结构复杂，运动不稳定，凸轮容易被磨损。

发明内容

本发明的目的在于提供一种闸机机芯，该闸机机芯具有结构简单，运动稳定，不易磨损的特点。

另外，还有必要提供一种具有上述闸机机芯的闸机。

一种闸机机芯，所述闸机机芯包括一基板、间隔相对设置于所述基板一侧的两个限位机构、设置于两个所述限位机构之间的一轮盘、贯穿所述基板且与所述轮盘连接的一主轴，所述轮盘包括叠设的两个互为镜像对称的凸轮，每一所述限位机构抵持在一个所述凸轮，

每一所述凸轮包括一本体部及凸出所述本体部外侧形成的多个凸齿，每一所述凸齿的轮廓线包括一最高点，所述最高点距离所述本体部中心最大，所述最高点将所述轮廓线分割成一上升段及一下降段，多个所述上升段及多个所述下降段首尾交错连接以构成一个所述凸轮的轮廓线，两个所述凸轮的两条所述轮廓线互为镜像对称关系。

每一所述限位机构包括一摆臂，所述摆臂包括一固定端及与所述固定端相对的一限位端，所述固定端固定在所述基板上，所述限位端抵持在一个所述凸轮的所述轮廓线上。

当所述限位端抵持在所述上升段与所述下降段之间时，所述限位端与所述上升段的接触点位于所述摆臂的轴向延长线上，所述限位端与所述下降段的接触点位于所述摆臂的轴向延长线之外，两个所述摆臂分别抵靠在互为镜像关系的两条所述轮廓线上以使得所述轮盘夹持于两个所述限位机构之间。

进一步地，所述轮盘还包括多个固定螺母，每一所述凸轮的至少一所述凸齿贯穿设有固定孔，互为镜像的相对于的两个凸轮的所述固定孔相互对应，多个所述固定螺母穿过所述固定孔以将两个所述凸轮固定。

进一步地，所述上升段对应的凸轮转角θ1小于所述下降段对应的凸轮转角θ2。

进一步地，每一所述限位机构还包括一回拉弹簧及一电磁铁，所述回拉弹簧一端固定在所述基板上，所述回拉弹簧的另一端连接于所述摆臂的两端之间的一侧，所述回拉弹簧处于拉伸状态，所述回拉弹簧用于拉动所述摆臂并使得所述摆臂的限位端回复到平衡位置。

所述电磁铁包括一电磁铁本体及连接所述电磁铁本体的一拉杆，所述拉杆远离所述电磁铁本体的一端连接于所述摆臂两端之间的与所述回拉弹簧相对的另一侧，当给出指示信号后，所述电磁铁本体通电以驱动所述拉杆拉动所述摆臂克服所述回拉弹簧的拉力并使得所述摆臂的限位端偏离所述平衡位置。

进一步地，所述轮盘还包括一垫片，所述垫片设置在两个所述凸轮之间以增加两个所述凸轮之间的距离。

进一步地，所述上升段对应的凸轮转角θ1为30°，所述下降段对应的凸轮转角θ2为90度。

进一步地，所述闸机机芯还包括一保护盖，所述保护盖包括一底板及垂直所述底板朝向一侧延伸形成的两个侧壁，所述侧壁远离所述底板的一端垂直向内延伸形成固定片，所述固定片固定在所述基板上，所述轮盘及所述摆臂容置于所述底板及所述基板之间，每一所述侧壁还开设一连通孔，所述限位机构的所述拉杆由所述连通孔伸入所述保护盖内并与所述摆臂相连接。

进一步地，所述闸机机芯还包括一感应机构，所述感应机构包括一感测转盘及设置在所述感测转盘附近的一感测件，所述保护盖对应所述主轴的位置处开始有一贯穿孔，所述主轴伸出所述贯穿孔，所述感测转盘固定在所述主轴伸出所述贯穿孔的端面，所述感测转盘与所述主轴同轴转动，所述感测转盘上均匀设置有多个缺口，每一所述缺口对应所述限位端处于平衡位置，所述感测件设置在所述底板远离所述轮盘的一侧，所述感测件通过感测所述缺口的位置判断所述限位端是否处于平衡位置及判断处于非平衡位置的时间是否超出预设值。

进一步地，所述闸机机芯还包括多个挡杆和多个挡杆连接件，所述主轴远离所述感测机构的一端设有多个固接面，所述挡杆通过所述连接件固定在所述固定面上。

一种闸机，所述闸机包括如上所述的闸机机芯。本发明实施例提供的闸机机芯至少包括以下优点：

(一)将两个互为镜像的凸轮连接在一起并利用拉簧单独复位，结构简单；

(二)凸轮轮廓线设计上升段对应凸轮转角小于下降段对应凸轮转角，可以减少冲击力；

(三)直接在主轴上开设三个固定面，并通过挡杆连接件将挡杆固定在三个固定面上，可以零件精简到最少。

附图说明

图1为本发明实施例提供的闸机机芯的去掉保护盖及挡杆后的示意图。

图2为图1所示的闸机机芯的另一角度的示意图。

图3为图1所示的闸机机芯中轮盘与限位机构配合的示意图。

图4为图3所示的轮盘的分解图。

图5为图1所示的闸机机芯的加上保护盖后的示意图。

图6为本发明实施例提供的闸机机芯的示意图。

主要元件符号说明

闸机机芯 100 垫片 33

基板 10 固定螺母 34

限位机构 20 主轴 40

摆臂 21 固接面 41

固定端 211 保护盖 50

限位端 212 底板 51

连接片 213 侧壁 52

腰孔 2131 固定片 53

弹簧 22 连通孔 54

电磁铁 23 贯穿孔 55

滑轮 24 感应机构 60

电磁铁本体 231 感测转盘 61

拉杆 232 缺口 611

轮盘 30 感测件 62

凸轮 31 挡杆 70

本体部 311 挡杆连接件 71

固定孔 3111 接触点 Q、R

凸齿 312 延长线 L

上升段 313 凸轮转角 θ1、θ2

下降段 314 最高点 P

轮廓线 32 中心点 O

如下具体实施方式将结合上述附图说明进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合具体实施例附图1-6对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请一并参加图1、图2、图3及图4，本发明实施例提供一种闸机机芯100，所述闸机机芯100包括一基板10、间隔相对设置于所述基板10一侧的两个限位机构20、设置于两个所述限位机构20之间的一轮盘30、以及贯穿所述基板10且与所述轮盘30连接的一主轴40，所述轮盘30包括叠设的两个互为镜像对称的凸轮31，每一所述限位机构20抵持在一个所述凸轮31。

每一所述凸轮31包括一本体部311及凸出所述本体部311外侧形成的三个凸齿312，每一所述凸齿312的轮廓线包括一最高点P，所述最高点P距离所述本体部311中心点O最大，所述最高点P将所述轮廓线分割成一上升段313及一下降段314，三个所述上升段313及三个所述下降段314首尾交错连接以构成一个所述凸轮31的轮廓线32，两个所述凸轮31的两条所述轮廓线32互为镜像对称。

每一所述限位机构20包括一摆臂21，所述摆臂21包括一固定端211及与所述固定端211相对的一限位端212，所述固定端211固定在所述基板10上，所述限位端212抵持在一个所述凸轮31的所述轮廓线32上，且当所述限位端212抵持在所述上升段313与所述下降段314之间(记为平衡位置B)时，所述限位端212与所述上升段313的接触点Q位于所述摆臂21的轴向延长线L上，所述限位端212与所述下降段314的接触点R位于所述摆臂21的轴向延长线L之外。两个所述摆臂21分别抵靠在互为镜像对称的两条所述轮廓线32上以使得所述轮盘30夹持于两个所述限位机构20之间。

具体工作时，禁止通行状态下：两个所述摆臂21分别抵持在平衡位置B，若此时任意一个凸轮31受到朝上升段313方向旋转的外力F1，则所述摆臂21受到所述上升段313在接触点Q施加给摆臂21的沿摆臂21延伸方向的相同大小的一挤压力N1，所述凸轮31受到的所述挤压力N1的反向作用力与所述外力F1抵消，使得所述凸轮31不能朝所述上升段313方向旋转，最终结果为：正常起始状态，所述轮盘30不能转动。

允许通行状态下：所述限位机构20给出的指令使一个摆臂21与所述上升段313的接触点Q’偏离所述摆臂21的轴向延长线L：

此时若一个所述凸轮31再次受到朝上升段313方向旋转的外力F1，则所述摆臂21受到所述上升段313在接触点Q’施加给所述摆臂21非延伸方向的一挤压力N2，所述凸轮31受到的所述挤压力N2的反向作用力与不能所述外力F1抵消，所述凸轮31能朝所述上升段313方向旋转，然后旋转120°后再次抵靠在平衡位置B。而且由于两个所述凸轮31的所述外侧轮廓线32互为镜像关系，所述凸轮31朝所述上升段313方向旋转同时另一所述凸轮31朝下降段314方向转动，与另一所述凸轮31相抵靠的摆臂另一摆臂21也不能阻挡该另一所述凸轮31朝向下降段314方向转动。

此时若一个所述凸轮31受到朝下降段314方向旋转的外力F2，而且由于两个所述凸轮31的所述外侧轮廓线32互为镜像关系，所述凸轮31朝所述下降段314方向旋转同时另一所述凸轮31朝上升段313方向转动，与另一所述凸轮31相抵靠的摆臂另一摆臂21同理会阻挡另一所述凸轮31朝向上升段313方向转动。最终的效果为给出指令，所述轮盘30单方向转动120°。

通过设计两个互为镜像的凸轮31及抵持所述凸轮31的两个限位机构20实现对所述轮盘30的转动方向及转动角度的控制，简化了结构，有利于提高所述闸机机芯100的整体结构的稳定，而且由于省去了制造不同类型的回位盘或限位盘，有利于降低制造闸机机芯100的成本。

在本实施例中，所述轮盘30还包括多个固定螺母34，每一所述凸轮31的至少一所述凸齿312还贯穿设有固定孔3111，互为镜像的相对于的两个凸轮31的所述固定孔3111相互对应，多个所述固定螺母34穿过所述固定孔3111以将两个所述凸轮31固定。所述轮盘30还包括一垫片33，所述垫片33设置在两个所述凸轮31之间以增加两个所述凸轮31之间的距离，从而增大摆臂21的作业空间，方便两个所述限位端212抵持在不同的凸轮31上。

在本实施例中，每一所述限位机构20还包括一回拉弹簧22及一电磁铁23，所述回拉弹簧22一端固定在所述基板10上，所述回拉弹簧22的另一端连接于所述摆臂21的两端之间的一侧，所述回拉弹簧22处于拉伸状态，所述回拉弹簧22用于拉动所述摆臂21并使得所述摆臂21的限位端212回复到平衡位置B。所述电磁铁23包括一电磁铁本体231及连接所述电磁铁本体231的一拉杆232，所述拉杆232远离所述电磁铁本体231的一端连接于所述摆臂21两端之间的与所述回拉弹簧22相对的另一侧，允许通行的状态下，所述电磁铁本体231通电以驱动所述拉杆232拉动所述摆臂21克服所述回拉弹簧22的拉力并使得所述摆臂21的限位端212偏离所述平衡位置B，同时在外力推动作用下，所述轮盘30单方向转动120°。

在本实施例中，所述摆臂21靠近所述拉杆232的一侧固定有一连接片213，所述连接片213凸出于所述摆臂21且凸出于所述摆臂21的部分贯穿开设有一腰孔2131，所述腰孔2131通过一销钉(图未示)与所述拉杆232远离所述电磁铁本体231的一端铰接，从而所述摆臂21绕所述固定端211摆动时，所述摆臂21都能与所述拉杆232连接。

在本实施例中，所述摆臂21的所述限位端212包括一滑轮24，所述限位端212通过所述滑轮24与所述轮廓线32相抵持，通过一滑轮24与所述轮廓线32相抵持可以减少所述限位端212与所述上升段313或所述下降段314之间的摩擦力，有利于减少所述凸轮31或所述摆臂21的磨损，同时使得所述轮盘30转动得平滑。

在本实施例中，所述上升段313对应的凸轮转角θ1小于所述下降段314对应的凸轮转角θ2，使得所述凸轮31能够平稳地回落到所述平衡位置B，具体地，所述上升段313对应的凸轮转角θ1为30°，所述下降段314对应的凸轮转角θ2为90度，使得所述摆臂21的所述限位端212能够平稳地回到所述平衡位置B，所述凸轮31受到的冲击力就更小。

请一并参见图5及图6，在本实施例中，所述闸机机芯100还包括一保护盖50，所述保护盖50为大致呈“U”字型的方槽，所述保护盖50包括一底板51及垂直所述底板51朝向一侧延伸形成的两个侧壁52，所述侧壁52远离所述底板51的一端垂直向内延伸形成固定片53，所述固定片53固定在所述基板10上，所述轮盘30及所述摆臂21容置于所述底板51及所述基板10之间，每一所述侧壁52还开设一连通孔54，所述限位机构20的所述拉杆232由所述连通孔54伸入所述保护盖50内并与所述摆臂21相连接。

在本实施例中，所述闸机机芯100还包括一感应机构60，所述感应机构60包括一感测转盘61及设置在所述感测转盘61附近的一感测件62，所述保护盖50对应所述主轴40的位置处开始有一贯穿孔55，所述主轴40伸出所述贯穿孔55，所述感测转盘61固定在所述主轴40伸出所述贯穿孔55的端面，所述感测转盘61与所述主轴40同轴转动，所述感测转盘61上均匀设置有三个缺口611，每一所述缺口611对应所述限位端212处于平衡位置B，所述感测件62设置在所述底板51远离所述轮盘30的一侧，所述感测件62可以通过感测所述缺口611的位置来判断所述限位端212是否处于平衡位置B，如果所述限位端212未处于平衡位置，则会记录处于非平衡位置的时间，若该时间超过预设时间，则发送给所述限位机构20的指令会自动失效，即，所述电磁铁本体231断电，所述回拉弹簧22拉动所述摆臂21使得所述摆臂21的限位端212回复到平衡位置B。

在本实施例中，所述主轴40通过轴承与所述基板10及所述底板51相连接。

在本实施例中，所述闸机机芯还包括三个挡杆70、三个挡杆连接件71，所述主轴40远离所述感应机构60的一端设有三个固接面41，所述挡杆70通过所述挡杆连接件71固定在所述固接面41上。本实施例提供的挡杆70的连接方式，将零件精简到最少。

本发明的实施例还提供一种闸机，所述闸机包括一所述闸机机芯100及收容所述闸机机芯100的一壳体(图未示)，所述闸机可用于地铁及火车站等检票检票口。

本发明实施例提供的闸机机芯至少包括以下优点：

(一)将两个互为镜像的凸轮连接在一起并利用拉簧单独复位，结构简单；

(二)凸轮轮廓线设计上升段对应凸轮转角小于下降段对应凸轮转角，可以减少冲击力；

(三)直接在主轴上开设三个固定面，并通过挡杆连接件将挡杆固定在三个固定面上，可以零件精简到最少。

另外，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种闸机机芯，其特征在于，所述闸机机芯包括一基板、间隔相对设置于所述基板一侧的两个限位机构、设置于两个所述限位机构之间的一轮盘、贯穿所述基板且与所述轮盘连接的一主轴，所述轮盘包括叠设的两个互为镜像对称的凸轮，每一所述限位机构抵持在一个所述凸轮，

每一所述凸轮包括一本体部及凸出所述本体部外侧形成的多个凸齿，每一所述凸齿的轮廓线包括一最高点，所述最高点距离所述本体部中心最大，所述最高点将所述轮廓线分割成一上升段及一下降段，多个所述上升段及多个所述下降段首尾交错连接以构成一个所述凸轮的轮廓线，两个所述凸轮的两条所述轮廓线互为镜像对称关系；

每一所述限位机构包括一摆臂，所述摆臂包括一固定端及与所述固定端相对的一限位端，所述固定端固定在所述基板上，所述限位端抵持在一个所述凸轮的所述轮廓线上；

当所述限位端抵持在所述上升段与所述下降段之间时，所述限位端与所述上升段的接触点位于所述摆臂的轴向延长线上，所述限位端与所述下降段的接触点位于所述摆臂的轴向延长线之外，两个所述摆臂分别抵靠在互为镜像关系的两条所述轮廓线上以使得所述轮盘夹持于两个所述限位机构之间。

2.如权利要求1所述的闸机机芯，其特征在于，所述轮盘还包括多个固定螺母，每一所述凸轮的至少一所述凸齿贯穿设有固定孔，互为镜像的相对于的两个凸轮的所述固定孔相互对应，多个所述固定螺母穿过所述固定孔以将两个所述凸轮固定。

3.如权利要求1所述的闸机机芯，其特征在于，所述上升段对应的凸轮转角θ1小于所述下降段对应的凸轮转角θ2。

4.如权利要求1所述的闸机机芯，其特征在于，每一所述限位机构还包括一回拉弹簧及一电磁铁，所述回拉弹簧一端固定在所述基板上，所述回拉弹簧的另一端连接于所述摆臂的两端之间的一侧，所述回拉弹簧处于拉伸状态，所述回拉弹簧用于拉动所述摆臂并使得所述摆臂的限位端回复到平衡位置；

所述电磁铁包括一电磁铁本体及连接所述电磁铁本体的一拉杆，所述拉杆远离所述电磁铁本体的一端连接于所述摆臂两端之间的与所述回拉弹簧相对的另一侧，当给出指示信号后，所述电磁铁本体通电以驱动所述拉杆拉动所述摆臂克服所述回拉弹簧的拉力并使得所述摆臂的限位端偏离所述平衡位置。

5.如权利要求1所述的闸机机芯，其特征在于，所述轮盘还包括一垫片，所述垫片设置在两个所述凸轮之间以增加两个所述凸轮之间的距离。

6.如权利要求3所述的闸机机芯，其特征在于，所述上升段对应的凸轮转角θ1为30°，所述下降段对应的凸轮转角θ2为90度。

7.如权利要求4所述的闸机机芯，其特征在于，所述闸机机芯还包括一保护盖，所述保护盖包括一底板及垂直所述底板朝向一侧延伸形成的两个侧壁，所述侧壁远离所述底板的一端垂直向内延伸形成固定片，所述固定片固定在所述基板上，所述轮盘及所述摆臂容置于所述底板及所述基板之间，每一所述侧壁还开设一连通孔，所述限位机构的所述拉杆由所述连通孔伸入所述保护盖内并与所述摆臂相连接。

8.如权利要求7所述的闸机机芯，其特征在于，所述闸机机芯还包括一感应机构，所述感应机构包括一感测转盘及设置在所述感测转盘附近的一感测件，所述保护盖对应所述主轴的位置处开始有一贯穿孔，所述主轴伸出所述贯穿孔，所述感测转盘固定在所述主轴伸出所述贯穿孔的端面，所述感测转盘与所述主轴同轴转动，所述感测转盘上均匀设置有多个缺口，每一所述缺口对应所述限位端处于平衡位置，所述感测件设置在所述底板远离所述轮盘的一侧，所述感测件通过感测所述缺口的位置判断所述限位端是否处于平衡位置及判断处于非平衡位置的时间是否超出预设值。

9.如权利要求8所述的闸机机芯，其特征在于，所述闸机机芯还包括多个挡杆和多个挡杆连接件，所述主轴远离所述感测机构的一端设有多个固接面，所述挡杆通过所述连接件固定在所述固定面上。

10.一种闸机，其特征在于，所述闸机包括如权利要求1至9中任意一项所述的闸机机芯。

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