CN1168886C - 门体的自动开门器 - Google Patents

Abstract

一种门体的自动开门器，其特征在于：由牵引装置、辅助关闭装置和门体运动轨迹控制机构组成，牵引装置采用一种能自行制动的遥控马达，并通过皮带轮与一收放性质的软性牵引带或绳相连，牵引带的自由端一方面与门体牵引连接，另一方面与锁定机构牵引连接，牵引带时先将锁定机构脱离然后牵引门体向开启方向运动；辅助关闭装置由弹簧、滑块、滑道和钩体组成一弹簧机构，门体在开启时通过钩体预拉或预压弹簧，在关闭时帮助克服死点位置并带动门体朝闭合方向运动；牵引带上设有张紧轮，该张紧轮通过弹簧和触点开关配合构成安全保护装置。本发明与以往开门器相比不需专用拖动导轨，不需复杂传动结构不需复杂离合装置，其结构简单，构思巧妙，造价便宜，是一种既省电又安全的经济实用型自动开门器。

Description

门体的自动开门器

                          技术领域

本发明属于自动门领域，涉及车库、大厅、橱窗等类似建筑物门体的自动启闭装置或启闭系统，尤其涉及一种适用于整体翻板门、折叠上翻门、“”形轨道升降滑动门等类似门体的自动开门器。所述自动开门器是指具有自动开启和关闭门体作用机理的装置或结构。

                          背景技术

在汽车日益普及的今天，汽车库及车库门的需求量在不断增大，同时，人们对车库门的要求也越来越高。现有车库门的主要形式有：整体翻板式、折叠上翻式、“”形轨道升降滑动式、卷帘式等，其中卷帘式车库门由于缺点较多使用越来越少，而整体翻板式、折叠上翻式和“”形轨道升降滑动式车库门以其独特的设计为特色在市场上的占有比例越来越大。

在以上整体翻板式、折叠上翻式和“”形轨道升降滑动式三种车库门结构中，虽然门体结构有所不同，但大多数自动开门器的原理和构思基本相同，即将马达及传动机构与导轨进行组合，利用马达的动力通过传动机构拖动门体，使门体相对门框构成开、闭两种工作状态。现有技术中，这种自动开门器的拖动结构有两种形式：第一种是车库顶部中央安装一导轨，导轨中设有滑块，该滑块一方面通过连杆与门体相连，另一方面与闭环传动带或传动链相连，马达固定在导轨的一端，其输出轴通过传动轮与传动带或传动链连接。工作时马达带动传动带或传动链，传动带或传动链带动滑块沿导轨运动，滑块通过连杆拉或推门体，使车库门开启或关闭。比如，欧洲专利EP0784727B1公开的一种整体翻板式车库门，中国专利CN2257854Y公开的一种折叠上翻式车库门。第二种是车库顶部中央安装一导轨，导轨中铺设一开环传动带或传动链，开环传动带或传动链的两端固定在导轨上，马达固定在滑座上并通过传动轮与传动带或传动链啮合，滑座设在导轨中并通过连杆与门体相连，工作时马达随滑座移动，滑座通过连杆拉或推门体，使车库门开启或关闭。比如，欧洲专利EP1176279A1公开的一种“”形轨道升降滑动式车库门，该门体由多块门片首尾铰链相连，工作中开门器拖动门体沿“”形轨道来回运动(从侧面看类似一列小火车)，当门体运动到垂直位置时处于关闭状态，水平位置时处于打开状态。

综合比较上述两种拖动结构，第一种结构的特点是马达固定，而传动带或传动链运动；第二种结构的特点是传动带或传动链固定，而马达运动。然而不论哪种结构在实际应用中它们都存在以下缺点：

第一，需要为拖动结构设置一根专用导轨，而且这根导轨在工作中所承受的力很大，因此对其强度、刚性以及安装牢固性有较高的要求，否则拖动结构无法处于正常工作状态。这种结构依赖导轨的原因是：在门体开关过程中，导轨受到垂直分力和水平分力，这些力随着推和拉的状态不同大小和方向都不相同。当开门器打开和关闭门体时，如果门体自身平衡系统的合力朝下，那么打开门体所需向上拉力将会很大；相反，如果门体自身平衡系统的合力朝上，那么关闭门体所需向下的推力将会很大，所有这些力再加上机构自身的阻力都要由导轨来承受，因此需要有一个固定得相当好的导轨。

第二，对于闭环传动结构来说，由于马达传递动力需要通过一个定位轮来张紧辅助(这是一种常用的方法)，其中定位轮可以是一个齿轮或链轮，此时滑块固定在传动带上，为了维修和安装方便，特别在停电情况下，此固定连接应允许脱离，而实现这种脱离其机构也相当复杂，而且成本较高，也不易加工。另外，在这种传动结构中，无论开关车库门，滑块在导轨中总是受到传动带的拉力，由于滑块上所承受门体阻力的方向与传动带拉力的方向呈一定夹角，因此滑块在导轨中滑动时不仅自身受到较大的摩擦力，而且使马达和定位轴产生较大的摩擦力，这无形中增加了马达的负担，而且容易引起滑块、马达以及定位轮产生较大的摩擦损耗，甚至会使转轴弯曲。

第三，对于开环传动结构来说，由于马达随滑座在导轨中运动不仅存在较大的摩擦力，而且还要解决与马达连接的电线移动问题。关于移动电源问题，一般有两种解决方案，一是采用一定长度的电线随马达移动；二是通过移动接触杆与电源接触相连(类似电刷结构)，实践中这两种方案均存在弊端。

第四，在安全保护性能方面，以往开门器遇障碍物或人体时反应迟缓，作用力较大，时间较长。现有开门器均有安全保护功能，即当门体在运动中遇障碍物或人体时会自动停止运动，并转为反向运动。但由于现有开门器结构的局限，要实现这一功能往往只有利用马达的电流变化或转速变化来控制马达的工作状态，当电流或转速超过一定范围时判定遇障碍物或人体，控制器输出信号使马达停止转动并转入反向，由于识别需要一定时间因此人体或障碍物在一段时间内会承受门的自重和马达的推力。

第五，由自动转换成手动方式所用的离合装置比较复杂，而且成本较高。以往开门器为了应付紧急状态，比如停电，需要设有一套离合装置，该装置通过一个锁结构连接到门体正面，以便使用者在停电时转为手动操作。否则由于马达在停电时处于锁死状态，使用者无法开关车库门。

本发明的目的是提供一种车库门或类似门体的新型自动开门器，该开门器结构简单、工作可靠、经济实用，适合于整体翻板门、折叠上翻门、“”形轨道升降滑动门等多种门体结构。

                            发明内容

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种门体的自动开门器，主要由一套作用于门体的牵引装置、辅助关闭装置和门体运动轨迹控制机构组成；

所述牵引装置包括一遥控驱动马达，该驱动马达为一种能自行制动的电动马达，并固定在门体上沿所对应的后部空间位置上，马达的输出轴上设有皮带轮，皮带轮上卷绕有收放性质的软性牵引带或绳，牵引带或绳的自由端一方面与门体的开启作用部位牵引连接，另一方面与锁定机构牵引连接，而且自由端通过作用距离长、短的差异先牵引锁定机构并使门体与门框脱离锁定状态，然后再牵引门体向开启方向运动；

所述辅助关闭装置为一组或两组弹簧机构，该弹簧机构包括弹簧、滑块、滑道以及钩体，滑道水平布置并位于门体上沿所对应的后部空间位置上，滑块座落在滑道上，弹簧的一端固定，另一端与滑块连接，滑块的侧向设有钩体，该钩体设在门体或门体延伸体开启时运动轨迹经过的路径上。

上述技术方案中的有关内容和变化解释如下：

1、上述方案中，所述自动开门器是指作用于门体的一种自动开门和关门的装置，该装置不包含门体本身以及门体锁定机构。这样划分主要是从开门器的功能和作用来考虑的，一个普通的自动车库门从功能性结构来划分应包括门体、门体锁定机构以及自动开门器。而自动开门器主要包括牵引装置、辅助关闭装置和门体运动轨迹控制机构。所述门体运动轨迹控制机构，对“”形轨道升降滑动式车库门来说是指轨道；对整体翻板式车库门来说是指翻板机构；对折叠上翻式车库门来说是指折叠上翻式机构。

2、在自动车库门中，门体与门体运动轨迹控制机构所构成的平衡系统有两情况，一种是门体处于关闭位置时其合力朝下，该平衡系统使门体保持在关闭状态；另一种是合力朝上，比如通过平衡配重和定滑轮作用于门体，该平衡系统使门体保持在开启状态，要关闭门体必须另外对门体施加外力，当施加的外力克服了平衡系统的合力后，门体从开启位置向关闭位置运动。本发明自动开门器仅适合与第一种门体平衡系统配套，因为软性牵引带或绳只能承受拉力将门体打开，而关闭要依靠门体自身平衡系统的合力将车库门关闭。

3、上述方案中，所述“遥控驱动马达”是指可遥控操作的马达。所述“一种能自行制动的电动马达”是指一种在切断电源时处于锁闭状态，不能转动的马达。这种马达为现有技术，常用来作为车库开门器的马达。

4、上述方案中，所述“收放性质的软性牵引带或绳”其含义是指：该牵引带或绳为开环结构，其一端卷绕在皮带轮上，另一端为自由端，它是通过收放牵引带或绳的长度来工作的，在收放过程中牵引带或绳只能承受拉力不能承受压力，其原理相当于用绳子牵引车辆。

5、上述方案中，所述牵引带或绳与门体的开启作用部位牵引连接，是一种上位概念性描述，因为本自动开门器适用于整体翻板式、折叠上翻式和“”形轨道升降滑动式等多种车库门结构，由于每种车库门门体和运动轨迹控制机构的原理和结构不同，因此牵引带或绳的自由端作用的部位也不同，比如对于“”形轨道升降滑动式只要拉门体上沿即可，而拆叠上翻式则要拉门体下沿。总之牵引带或绳要作用于门体的有效开启部位即可。

6、上述方案中，所述牵引带或绳的自由端一方面要牵引门，另一方面要牵引锁定机构。因为在打开车库门之前门体锁定在门框上，要开启车库门必须先打开门体与门框之间的锁定机构，然后才能打开门体，因此从作用效果上牵引带或绳起先的作用是针对锁定机构的，当锁定机构打开后，接着拉开门体。具体结构可以将牵引装置中牵引带或绳的自由端设两个分支，其中一个分支一方面与锁定机构牵引连接，另一方面通过弹簧与门体连接，而另一个分支通过圈套结构与门体的开启作用部位牵引连接。

7、上述方案中，所述“辅助关闭装置”的作用是：在关闭车库门时帮助门体克服起步时死点位置静摩擦力并带动门体运动一段距离，当门体运动到一定位置时由于惯性和门体自身平衡系统的作用将车库门自动关闭。

8、上述方案中，为了使开门器在停电状态下能够顺利地进行关闭车库门，可以在牵引带或绳上设一断口，该断口用一个可拆卸连接器进行连接。当门体在开门状态停电时，先拆解开连接器将牵引带或绳断开，然后手动关闭车库门，否则由于马达处于锁死状态，牵引带或绳无法放带造成门体不能关闭。

9、上述方案中，关于车库门的安全保护装置可以采用以下方案：

(1)、在开门时，安全保护装置仍采用现有技术中的工作方式，即利用马达电流或转速变化来控制马达的工作状态，当电流或转速超过一定范围时判定遇障碍物或人体，控制器输出信号使马达停止转动并转入反向。具体在马达上设置电流或转速检测和比较电路，该电路有一输出端控制马达反向转动，以此构成开启门体时的安全保护装置。

(2)、在关门时，安全保护装置利用牵引带或绳的张紧力做出正确判断。具体结构可以是：在牵引带或绳上设有一张紧轮结构，该张紧轮活动安装在一滑槽中，张紧轮与滑槽在松弛方向上一方面设有弹簧，另一方面设有一触点开关，该触点开关控制马达反向转动，以此构成关闭门体时的安全保护装置。

10、上述方案中，关于辅助关闭装置与牵引装置在空间可以组合成以下多种形式：

(1)、辅助关闭装置采用两组弹簧机构，两组弹簧机构分别布置在车库两侧，并对应门体左右两边设置，牵引装置布置在门体后部上方中央或靠近一侧的位置上。

(2)、辅助关闭装置采用一组弹簧机构，一组弹簧机构布置在车库一侧，并对应门体设置，牵引装置布置在辅助关闭装置同侧位置上。

(3)、辅助关闭装置采用一组弹簧机构，该弹簧机构与牵引装置并列布置在门体后部上方中央位置上。

(4)、辅助关闭装置采用一组弹簧机构，一组弹簧机构布置在车库一侧，并对应门体设置；牵引装置布置在门体后部上方中央位置上。

11、上述方案中，所述辅助关闭装置中滑道可以为滑槽，该滑槽由一根导轨构成，滑槽设在导轨上，也可以采用一根滑杆，滑块与滑杆滑动连接。弹簧可以采用拉簧形式，也可以采用压簧形式。弹簧可以设在滑槽中，也可以套在滑杆上，还可以通过绳索延伸作用将弹簧设在滑槽或滑杆以外其它地方，而弹簧机构的性质和效果并未改变。

12、上述方案中，所述辅助关闭装置中，滑块相对弹簧在长度方向上的位置可调，以此调整弹簧机构的弹性能力。调整方式：

(1)、可在滑块与弹簧之间设置一调整块，通过调整块改变滑块上的钩体相对弹簧的距离。

(2)、可在滑块与弹簧之间设置一根绳索，通过绳索改变滑块上的钩体相对弹簧的距离。

(3)、可调整整个弹簧机构水平方向的前后位置，来改变钩体的初始位置，从而调整弹簧机构的弹力。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、本发明构思巧妙，设计合理，结构简单，造价便宜，是一种经济实用型自动开门器。它与现有技术相比，第一，不需设置一根高强度专用拖动导轨；第二，不需要比较复杂的传动结构；第三，不需要比较复杂的手动转换离合装置。

2、本发明自动车库门开闭时只要马达放松牵引带或绳，不需要提供很大动力，一方面可以节省电力，另一方面可以增加马达的使用寿命。

3、本发明拖动结构采用带或绳牵引方式，不仅结构简单，其受力状况大大改善，避免了以往拖动结构产生的很多摩擦损耗。

4、本发明在关门时安全保护装置利用牵引带或绳的张紧力控制马达工作状态，其安全保护系统的反应灵敏度高于现有技术中的安全保护装置，即使碰到障碍物或人体的力也很轻。其原因是：在关门时马达不仅不会向门体施加压力，反而通过慢慢松带控制门体向下的运动速度和压力，因此门体在关闭时是轻轻地落下至闭合，一旦牵引带松驰，马达立即停止松带并转为牵引。

                             附图说明

附图1为本发明实施例一整体翻板式自动车库门在关闭状态下的结构示意图；

附图2为本发明实施例一整体翻板式自动车库门在开启状态下的结构示意图；

附图3为本发明实施例二“”形轨道升降滑动式自动车库门在关闭状态下的结构示意图；

附图4为本发明实施例二“”形轨道升降滑动式自动车库门在开启状态下的结构示意图；

附图5为本发明自动开门器关闭门体时的安全保护装置结构原理示意图；

附图6为本发明自动开门器中牵引带自由端分支结构示意图。

以上附图中：1、滑槽；2、滑块；3、钩体；4、拉簧；5、马达；6、皮带轮；7、张紧轮；8、牵引带；9、连接件；10、翻板门体；11、门楣；12、滑动门体；13、门体运动轨迹控制机构；14、拉力调整块；15、门导轨；16、“”形门导轨；17、定滑轮；18、配重块；19、滑轮；20、弹簧；21、滑槽；22、套圈；23、弹簧；24、分支；25、连接器。

                          具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见附图1、图2、图5、图6所示，一种整体翻板式自动车库门，该自动车库门由整体翻板门体10、锁定机构(图中未表示出，该机构为现有技术)和自动开门器三部分组成。所述自动开门器由一套作用于翻板门体10的牵引装置、辅助关闭装置和门体运动轨迹控制机构13组成。

门体运动轨迹控制机构13由杆件、弹簧、门导轨15组成，门体运动轨迹控制机构13安装翻板门体10后整个平衡系统的合力朝下，使门体保持关闭状态。

牵引装置包括一遥控马达5，该驱动马达5为一种能自行制动的电机，马达5固定在翻板门体10上沿所对应的后部空间位置上，马达5的输出轴上固定一皮带轮6，皮带轮6上卷绕有收放性质的软性牵引带8，牵引带8的自由端设两个分支，其中一个分支24一方面与锁定机构牵引连接，另一方面通过弹簧23与翻板门体10连接，而另一个分支通过圈套22结构与翻板门体10上沿的连接件9牵引连接，见图6。牵引时牵引带8自由端通过作用距离长、短的差异先牵引锁定机构并使翻板门体10与门框脱离锁定状态，然后再牵引翻板门体10向开启方向运动。

辅助关闭装置采用两组弹簧机构，两组弹簧机构分别布置在车库两侧，并对应翻板门体10左右两边设置，牵引装置布置在翻板门体10后部上方中央或靠近一侧的位置上。所述每组弹簧机构由拉簧4、滑块2、滑槽1以及钩体3组成，滑槽1水平布置并位于翻板门体1上沿所对应的后部空间位置上，滑块2座落在滑槽1上，拉簧4的一端固定在门楣11背面的墙体上，另一端与滑块2连接，滑块2的侧向设有钩体3，该钩体3设在翻板门体10开启时运动轨迹经过的路径上。为了便于调整拉簧4的弹力大小，在滑块2与拉簧4之间还设有一拉力调整块14，该拉力调整块14上沿长度方向相隔设有多个孔位，改变拉簧4与孔位的连接位置来调整滑块2上的钩体3相对拉簧4的距离，从而改变拉簧4工作时的拉力。当然也可以调整整个弹簧机构水平方向的前后位置，来改变钩体3的初始位置，从而调整弹簧机构的弹力。

本实施例中，自动开门器的安全保护装置采用以下方案：

(1)、在开门时，安全保护装置仍采用现有技术中的工作方式，即利用马达电流或转速变化来控制马达的工作状态，当电流或转速超过一定范围时判定遇障碍物或人体，控制器输出信号使马达停止转动并转入反向。具体在马达5上设置电流或转速检测和比较电路，该电路有一输出端控制马达5反向转动，以此构成开启门体时的安全保护装置。

(2)、在关门时，安全保护装置利用牵引带8的张紧力做出正确判断。具体结构是(参见图5)：在马达5旁的牵引带8上设置一张紧轮7，该张紧轮7活动安装在一滑槽21中，张紧轮7与滑槽21在松弛方向上设一弹簧20和一触点开关，当牵引带8因翻板门体10遇障碍物或人体而松驰后，弹簧20推动张紧轮7朝松驰方向移动，此时触发触点开关，开关发出信号控制马达5停止松带并反向转动，以此构成关闭门体时的安全保护装置。

本实施例工作原理是：当使用者手持遥控器打开车库门时，马达5转动，通过皮带轮6、牵引带8首先拉动锁定机构，使翻板门体10与门框脱锁，然后从连接件9部位将翻板门体10从图1所示关闭位置拖往图2所示开启位置。在拖动过程中，翻板门体10的上沿碰到钩体3，在此后行程中翻板门体10在运动同时带动拉簧4直至开启位置。由于马达5停止转动后自行制动，因此使翻板门体10处于静止状态。

当操作遥控器关闭车库门时，马达反向转动放松牵引带8，此时由于辅助弹簧机构作用，迫使翻板门体10克服死点位置的静摩擦力并带动门体10向闭合方向运动。在关闭行程中，随着拉簧4的带动力减小，门体10已处于倾斜状态，此时翻板门体10自身平衡系统开始起作用，继续迫使门体10回到起始位置。

在开启过程中，如果翻板门体10遇障碍物或人体，马达5的电流变大或转速变慢，当电流或转速变化超过一定范围时，控制器输出信号使马达停止转动并转入反向转动，从而起到安全保护作用。在关闭过程中，如果翻板门体10遇障碍物或人体时，牵引带8松驰，弹簧拉动张紧轮7触发开关，开关发出信号控制马达5停止松带并反向转动，从而起到安全保护作用。

在停电情况下，由于牵引带8是软性结构，因此使用者可以从车库正面用钥匙打开锁定机构，然后上拉翻板门体10打开车库门。如果门体10处于开启状态，则可以先拆解开连接器25使牵引带8断开，然后用手关闭车库门，否则由于马达5处于锁死状态，不能放带因而造成翻板门体10无法关闭。

实施例二，参见附图3和附图4所示，一种“”形轨道升降滑动式自动车库门，该自动车库门由滑动门体12、锁定机构(图中未表示出，该机构为现有技术)和自动开门器三部分组成。

滑动门体12由多块门片首尾铰接相连而成，门片铰接处两端设有滑轮19，滑轮19位于“”形门导轨16中。滑动门体12两侧设有定滑轮17和平衡配重块18，以此构成门体平衡系统，该平衡系统的合力朝下，使门体保持关闭状态。

所述自动开门器由一套作用于滑动门体12的牵引装置、辅助关闭装置和门体运动轨迹控制机构组成。所述门体运动轨迹控制机构在本例中为“”形门导轨16。其余结构与实施例一相同，这里不再重复描述。

Claims (10)

1、一种门体的自动开门器，其特征在于：主要由一套作用于门体的牵引装置、辅助关闭装置和门体运动轨迹控制机构组成；

所述牵引装置包括一遥控驱动马达，该驱动马达为一种能自行制动的电动马达，并固定在门体上沿所对应的后部空间位置上，马达的输出轴上设有皮带轮，皮带轮上卷绕有收放性质的软性牵引带或绳，牵引带或绳的自由端一方面与门体的开启作用部位牵引连接，另一方面与锁定机构牵引连接，而且自由端通过作用距离长、短的差异先牵引锁定机构并使门体与门框脱离锁定状态，然后再牵引门体向开启方向运动；

所述辅助关闭装置为一组或两组弹簧机构，该弹簧机构包括弹簧、滑块、滑道以及钩体，滑道水平布置并位于门体上沿所对应的后部空间位置上，滑块座落在滑道上，弹簧的一端固定，另一端与滑块连接，滑块的侧向设有钩体，该钩体设在门体或门体延伸体开启时运动轨迹经过的路径上。

2、根据权利要求1所述的自动开门器，其特征在于：所述牵引带或绳上还设有一张紧轮结构，该张紧轮活动安装在一滑槽中，张紧轮与滑槽在松弛方向上一方面设有弹簧，另一方面设有一触点开关，该触点开关控制马达反向转动，以此构成关闭门体时的安全保护装置。

3、根据权利要求1所述的自动开门器，其特征在于：所述辅助关闭装置由两组弹簧机构组成，两组弹簧机构分别布置在车库两侧，并对应门体左右两边设置；所述牵引装置布置在门体后部上方中央或靠近一侧的位置上。

4、根据权利要求1所述的自动开门器，其特征在于：所述辅助关闭装置由一组弹簧机构组成，一组弹簧机构布置在车库一侧，并对应门体设置；所述牵引装置布置在辅助关闭装置同侧位置上。

5、根据权利要求1所述的自动开门器，其特征在于：所述辅助关闭装置由一组弹簧机构组成，该弹簧机构与牵引装置并列布置在门体后部上方中央位置上。

6、根据权利要求1所述的自动开门器，其特征在于：所述辅助关闭装置由一组弹簧机构组成，一组弹簧机构布置在车库一侧，并对应门体设置；所述牵引装置布置在门体后部上方中央位置上。

7、根据权利要求1所述的自动开门器，其特征在于：所述牵引装置中牵引带或绳的自由端设两个分支，其中一个分支一方面与锁定机构牵引连接，另一方面通过弹簧与门体连接，而另一个分支通过圈套结构与门体的开启作用部位牵引连接。

8、根据权利要求1所述的自动开门器，其特征在于：牵引带或绳上设一断口，该断口通过可拆卸连接器连接。

9、根据权利要求1所述的自动开门器，其特征在于：所述辅助关闭装置中滑道为滑槽或滑杆。

10、根据权利要求1所述的自动开门器，其特征在于：所述辅助关闭装置中滑块相对弹簧在长度方向上的位置可调，以此调整弹簧机构的弹性能力。

Images