CN1641180A - 一种低损耗静音自动门驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低损耗静音自动门驱动机构，包括机座、定子和动子，机座相对于墙体位置固定，定子以至少沿中心线方向被限位的方式定位在机座上，动子与定子以二者的中心线重合且二者之间形成有气隙的方式配合安装，动子的两端中至少一端则与活动门连接；所述定子包括至少两组沿中心线方向并排安装的电磁铁芯，电磁铁芯之间设有隔磁片，电磁铁芯上绕有线圈；所述动子的两端之间沿其中心线方向设有一排永磁体或铁芯，永磁体或铁芯之间设有隔磁片，铁芯上绕有线圈。具有无噪声、无磨损、使用寿命长、调正容易及所需零配件种类少、规格化程度高的优点，特别适用于平移式自动门。

Description

一种低损耗静音自动门驱动机构

技术领域

本发明涉及一种移动门的门扇驱动机构，特别是一种低损耗静音自动门驱动机构。

背景技术

目前，平移式自动门常用于宾馆、商店、银行、车站、码头等公共场合以及医院手术室、无菌生产车间等特殊场合，使用时，活动门扇在其驱动机构控制下向一旁移开，如果配以红外线感应探头等类似配件，则可具有自动感应启闭的功能。一般地，自动门包括至少一道活动门扇及位于门扇上方、其上设置有门扇驱动机构的机架，活动门扇项部固定有一门扇吊架，吊架上设置有滑轮，该滑轮可在机架的导轨上滚动，在机架上还设置有电机及传动机构，传动机构的输出端即与吊架相连，当电机经传动机构驱动吊架在导轨上滚动时，门扇即作横向移动。至于现有自动门的驱动机构部分，一般包括电机、减速机构及传动机构，传动机构的传动部件主要采用蜗杆、齿轮、链条、皮带等。如专利号为97206676.4的中国专利公开了“开门机传动装置”，它包括有驱动电机，联轴器，摩擦盘、蜗杆、蜗轮，蜗轮轴，拨盘，碟簧，锁紧螺母，弹簧，输出齿轮，圆柱销；联接拨盘的平键可在蜗杆轴孔腔中轴向移动，蜗杆轴水平内腔里有螺钉，圆柱销和弹簧分别顶压在平键两端，调节平键作轴向移动，使拨盘与蜗轮分离或联合，使移门具有手动或电动两用优点。专利号94208109.9为的中国专利公开了“一种自动门驱动器”，它由内红外线探头、外红外线探头、连接导线、电子控制器、电机及机械传动机构组成，传动机构采用齿轮、齿圈啮合的方式，齿轮安装在电机的轴上，并与其一同固定在门上，齿圈通过齿圈支架固定在门框上。现有的这些驱动机构虽然实现了平移门的自动启闭，但传动方式均为接触式传动，机械摩擦无法避免且磨损件多，因而存在噪声大、寿命短、调正复杂的缺陷。另外，由于使用的不同规格的零配件多，故需开的模具数量也非常可观，达上百至数百付模具之多，因而自动门的生产厂家常需要大量的协助厂家提供相关零配件，这就一方面直接影响生产成本，另一方面不利于控制产品质量和保持产品质量的稳定性。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种基本无噪声、使用寿命长、调正容易的低损耗静音自动门驱动机构。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该种低损耗静音自动门驱动机构，包括机座、定子和动子，机座相对于墙体位置固定，定子以至少沿中心线方向被限位的方式定位在机座上，动子与定子以二者的中心线重合且二者之间形成有气隙的方式配合安装，动子因此而可由于二者之间的磁力驱动而相对于定子沿中心线方向运动，动子的两端中至少一端则与活动门连接并因此而可带动活动门平移；所述定子包括至少两组沿中心线方向并排安装的电磁铁芯，电磁铁芯之间设有隔磁片，电磁铁芯上绕有线圈；所述动子的两端之间沿其中心线方向设有一排永磁体或铁芯，永磁体或铁芯之间设有隔磁片，铁芯上绕有线圈。动子上可选择设置轴向充磁的磁钢等永磁体或以铁芯加线圈的形式设置成电磁体形式，二者各有优缺点。二者相比较，采用磁钢等永磁体情形的装配比较容易，结构也比较简单，运行成本较低，但因磁钢较贵而设备成本较高。至于电磁铁芯或铁芯的材料选用，可选用硅钢片、纯铁等软磁体。另外，也可将所述定子和所述动子上磁体的设置进行对调，即：所述动子包括至少两组沿中心线方向并排安装的电磁铁芯，电磁铁芯之间设有隔磁片，电磁铁芯上绕有线圈；所述定子的两端之间沿其中心线方向设有一排永磁体或铁芯，永磁体或铁芯之间设有隔磁片，铁芯上绕有线圈。总之，只要在工作状态时满足如下条件即可：二者之一具有或产生恒定磁场，另一在脉冲电流下各线圈依次通电，从而产生顺序推进式的磁场；当然，二者均设置成电磁体，并均由脉冲电流控制，即均产生顺序推进式的磁场也不无不可。但综合考虑设备结构的复杂性、所需配套电源控制器的复杂性及材料成本等，以将定子设置成电磁体形式，将动子设置成永磁体形式为佳。

综合考虑驱动机构的性能、所能达到的效果及成本，所述电磁铁芯的数目以三组为宜。

所述动子两端设置有可缓冲所述动子运动到两端点时因碰撞而引起的震动的弹性缓冲装置，该弹性缓冲装置可选用弹性橡胶或采用弹簧等形式。采用弹簧的情形可设计成：所述弹性缓冲装置包括有弹簧和分别设置在该弹簧两端的两个弹簧套，弹簧套的内侧由该弹簧抵住限位，另一侧则硬性限位。

因一般情况下将动子设计为细长形，故其本身以及由于受力的原因将几乎不可避免地产生变形，因而在所述定子两端或所述动子两端设置有可自动消除所述定子和所述动子二者中心线之间的偏差的自动调整中心装置，其可选用的形式有弹簧调心装置、橡胶调心装置、万向节调心装置或十字滑块调心装置等。至于具体是设置在定子两端还是动子两端，则需根据具体情况而定，但因长度较长的物体变形大，故从效果而言，一般以设置在定子两端为宜。

所述十字滑块调心装置包括两个分别配合在所述定子两端的十字滑块，十字滑块的另一端与滑块座配合，而滑块座则固定连接在所述机座上。

所述定子套装在所述动子外；所述定子还包括有由非导磁材料制成的定子外套，所述电磁铁芯及隔磁片套装在该定子外套内，两端由与定子外套螺接的锁紧螺母锁紧；所述动子还包括有芯轴和套装在该芯轴外的硬质管状物，动子的永磁体或铁芯则套装在该管状物上。动子采用芯轴外套钢管等硬质管状物既有利于提高动子的抗弯强度，也有利于在其上设置所述的自动调整中心装置，即设置在钢管的端部与芯轴之间。当然，正如前面所述，因自动调整中心装置一般以设置在定子两端为宜，故动子采用这样的结构其主要作用还是在于获得较高的抗弯强度。

所述动子的横截面呈有缺口的环形，动子的永磁体或铁芯套装在动子外套内；所述定子还包括有由非导磁材料制成的中心轴，定子的电磁铁芯及隔磁片套装在该中心轴上；所述定子套装在所述动子内，且所述缺口刚好成为定子与所述机座的连接部分的通道。

由上可见，既可以是定子套在动子外，也可以是动子套在定子外，但因动子的长度一般远大于定子的长度(当然，也可以设计成定子的长度远大于动子的长度)，从材料耗费及安装难易角度看，以动子在内较佳。但上述的动子套在定子外的形式也有一大优点，因动子较粗，其抗弯强度较大，故可在安装时将动子的中心线低于定子的中心线的程度调节得较大，这样，运行时动子因磁力而上浮并带动门吊架的滑轮可几乎脱离轨道甚至完全脱离轨道，从而大大降低滑轮与轨道之间因滚动摩擦而引起的噪声，使整个自动门在运行时几乎是完全无声状态。

至于动子和定子的形状，并无特别限制，只要定子的内表面做相应设计使之与动子相适配即可，但以将所述动子的横截面设计成呈圆形或正方形较佳，其中又以正方形情形的磁驱动力较大。

另外，虽说动子与定子的装配以其中心线相重合为原则，但为了减轻甚或避免门吊架的滑轮与导轨之间产生的噪声，一般以动子的中心线稍低于定子的中心线为宜，以利用磁力将动子浮起而产生的力量降低滑轮与导轨之间的摩擦。

所述的机座在制造及结构上除需满足美观及强度等要求外无特殊要求，可根据需要、成本和销售价格高低的不同而采用不同的材料和结构，本公司机座的种类有：铝合金型材、压制机压注压成型产品、焊接成型产品、冲压拉伸的两哈夫型产品及翻砂成型产品等。

本驱动机构一般是安装在大梁上，大梁可选用铝合金型材及选用不锈钢型材、黑色金属型材、有色金属型材等机械制作成型产品。

驱动机构的驱动采用的是磁力驱动，其原理可举例说明如下：控制器将外接电源转变为低压直流工作电流，直流工作电流一般采用24V，在控制器指令下，定子上的线圈依次通电而产生移动的沿中心线方向的磁场，并推动动子(需注意的是，在动子采用电磁体的情形，控制器同时指令动子上的线圈通电而产生轴向磁场；而在采用永磁体的情形，则控制指令定子即可)，动子带动活动门开始直线行走，行走至门关闭，动子停止不动，此时电流增大，控制器检测到此信号，控制器关闭定子电源(动子采用电磁体的情形同时关闭动子电源，下不赘述)，活动门在无电源情形下停止不动。自动门在电源关闭时，由探头(红外或微波等)探测到人体的动态而输出控制信号，指令控制器开启电源，使活动门直线行走而将自动门打开，行走到止位点时停止，此时电流增大，控制器检测到此信号，输出控制信号，改变定子上线圈的通电顺序，产生反向磁推力，使活动门返回而关闭自动门。如果人员还在探头感应范围内，则探头将此信号传输给控制器，由控制器指令关闭电源，直到探头取得人员离开的信号，再由控制器指令开启电源而将自动门关闭。另外，自动门的关闭速度可在控制器指令下通过控制电源频率变化等方式而变速，使自动门开启时速度快，至关闭前减慢速度，通常设计成在距完全关闭位置还有100～300毫米时即进行变速。至于定子上电源的接线方式，可接成三角形或星形等多种，但以星形接线方式控制较简单。

本发明的优点在于：1、驱动机构的动子是在定子上悬浮的，无机械传动方式中的机械接触，因此其磨损量为0，使用寿命极长，且因此而减少了机械的磨损故障，确保了极高的运行可靠性；2、零配件的种类大大减少，规格化程度高，统一零配件增多，可大大减少提供零配件的外协厂商数量，有利于控制产品质量和提高产品质量的稳定性；3、驱动机构的动子是在定子上悬浮行走，完全无接触，因而无噪声；4、体积小巧，推动力大，调正操作非常方便；5、便于增加电磁锁、密码锁、插卡机、人员进出计量器、定时开门关闭器等附件。

附图说明

图1为本发明实施例一安装在自动门上时自动门打开状态的结构示意图；

图2为图1中自动门关闭状态的结构示意图；

图3为图1的局部结构放大图；

图4为图3中本发明实施例一的局部结构放大图；

图5为图1的侧视方向的剖视放大示意图；

图6为图1的另一副侧视方向的剖视放大示意图；

图7为图4中定子通过十字滑块调心装置与机座连接的剖视结构示意图；

图8为图7中定子端部的锁紧螺母的主视剖视图；

图9为图8的左视图；

图10为图7的仰视剖视图；

图11为图7中十字滑块的主视剖视图；

图12为图11的左视图；

图13为图11的俯视剖视图；

图14为图7中滑块座的主视剖视图；

图15为图14的右视图；

图16为图14的仰视剖视图；

图17为本发明实施例二安装在自动门上的侧视方向的剖视放大示意图；

图18为本发明实施例三安装在自动门上的侧视方向的剖视放大示意图；

图19为本发明实施例一中采用另一种形状的隔磁片的动子的结构示意图；

图20为本发明实施例四的动子的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细描述。

实施例一

如图1～图16所示，为本发明的一个较佳实施方式。如图1～图16所示，本实施例低损耗静音自动门驱动机构包括机座1、定子2和细长杆状的动子3，参见图5、图6，机座1固定安装在铝型材大梁4上，而大梁4则固定安装在槽钢5上。参见图3、图4，定子2具有一铝制圆筒形定子外套6，定子外套6内沿轴向并排套装有三组相同的环形电磁铁芯7，电磁铁芯7之间设有隔磁片8，电磁铁芯7上绕有线圈9，电磁铁芯7由左导磁纯铁7a、中间导磁纯铁7b和右导磁纯铁7c构成，定子外套6的两端垫有橡塑垫片10并螺接有锁紧螺母11，从而将电磁铁芯7予以定位，锁紧螺母11则通过十字滑块12、滑块座13及螺钉14而连接在机座1上(参见图7～图16)。参见图3、图4，动子3同轴穿装在定子2内腔且二者之间形成有气隙，动子3具有一细长的芯轴15，芯轴15上套装有一钢管16，钢管16上套装有一排环形的磁钢17，磁钢17为轴向充磁，磁钢17之间设有隔磁片8，钢管16及其上的磁钢17的端头由螺接在芯轴15上的螺母18定位，芯轴15上该螺母18的外侧设有弹性缓冲装置，弹性缓冲装置由弹簧19、弹簧内套20和弹簧外套21构成，弹簧19套装在芯轴15上并抵住弹簧内套20和弹簧外套21的内侧，而弹簧内套20和弹簧外套21的外侧则由螺接在芯轴15上的螺母18和螺母22限位，芯轴15的两端则通过芯轴支架23、联接板24而分别连接在活动门25的两个门吊架26上，门吊架26则通过门夹27而与活动门25固定连接，自动门的固定门28则固定安装。另外，关于隔磁片8，其环向截面形状并不限于上面提到的图中所示的“凸”字形，还可设计成如图19中所示的方形。

实施例二

如图17、图18所示，为本发明的另一个较佳实施方式。如图17、图18所示，并参见实施例一中有关图，本实施例低损耗静音自动门驱动机构与实施例一中低损耗静音自动门驱动机构的区别在于：本实施例中的定子2和动子3的横截面呈正方形。

实施例三

如图19所示，为本发明的另一个较佳实施方式。如图19所示，并参见实施例一中有关图，本实施例低损耗静音自动门驱动机构与实施例一中低损耗静音自动门驱动机构的主要区别在于：本实施例中动子3套装在定子2外，动子3的横截面呈有缺口29的环形，且该缺口29刚好成为定子2与机座1的连接部分的通道，动子2有动子外套30而无芯轴15及钢管16，动子2的磁钢17及隔磁片8套装在动子外套30内；定子2具有由非导磁材料制成的中心轴31而无定子外套6，定子2的电磁铁芯7及隔磁片8套装在该中心轴31上。

实施例四

如图19所示，为本发明的另一个较佳实施方式。如图19所示，并参见实施例一中有关图，本实施例低损耗静音自动门驱动机构与实施例一中低损耗静音自动门驱动机构的区别在于：本实施例中动子3上的磁体采用的是电磁铁，即钢管16上套装的是铁芯7，铁芯7上绕有线圈9。

Claims (12)

1、一种低损耗静音自动门驱动机构，包括机座、定子和动子，机座相对于墙体位置固定，定子以至少沿中心线方向被限位的方式定位在机座上，动子与定子以二者的中心线重合且二者之间形成有气隙的方式配合安装，动子因此而可由于二者之间的磁力驱动而相对于定子沿中心线方向运动，动子的两端中至少一端则与活动门连接并因此而可带动活动门平移；所述定子包括至少两组沿中心线方向并排安装的电磁铁芯，电磁铁芯之间设有隔磁片，电磁铁芯上绕有线圈；所述动子的两端之间沿其中心线方向设有一排永磁体或铁芯，永磁体或铁芯之间设有隔磁片，铁芯上绕有线圈。

2、根据权利要求1所述的低损耗静音自动门驱动机构，其特征在于所述电磁铁芯的数目为三组。

3、根据权利要求1所述的低损耗静音自动门驱动机构，其特征在于所述动子两端设置有可缓冲所述动子运动到两端点时因碰撞而引起的震动的弹性缓冲装置。

4、根据权利要求1所述的低损耗静音自动门驱动机构，其特征在于所述定子两端或所述动子两端设置有可自动消除所述定子和所述动子二者中心线之间的偏差的自动调整中心装置。

5、根据权利要求4所述的低损耗静音自动门驱动机构，其特征在于所述自动调整中心装置为弹簧调心装置、橡胶调心装置、万向节调心装置或十字滑块调心装置。

6、根据权利要求5所述的低损耗静音自动门驱动机构，其特征在于所述十字滑块调心装置包括两个分别配合在所述定子两端的十字滑块，十字滑块的另一端与滑块座配合，而滑块座则固定连接在所述机座上。

7、根据权利要求3所述的低损耗静音自动门驱动机构，其特征在于所述弹性缓冲装置包括有弹簧和分别设置在该弹簧两端的两个弹簧套，弹簧套的内侧由该弹簧抵住限位，另一侧则硬性限位。

8、根据权利要求1至7中任一权利要求所述的低损耗静音自动门驱动机构，其特征在于所述定子套装在所述动子外；所述定子还包括有由非导磁材料制成的定子外套，所述电磁铁芯及隔磁片套装在该定子外套内，两端由与定子外套螺接的锁紧螺母锁紧；所述动子还包括有芯轴和套装在该芯轴外的硬质管状物，动子的永磁体或铁芯则套装在该管状物上。

9、根据权利要求1至7中任一权利要求所述的低损耗静音自动门驱动机构，其特征在于所述动子的横截面呈有缺口的环形，动子的永磁体或铁芯套装在动子外套内；所述定子还包括有由非导磁材料制成的中心轴，定子的电磁铁芯及隔磁片套装在该中心轴上；所述定子套装在所述动子内，且所述缺口刚好成为定子与所述机座的连接部分的通道。

10、根据权利要求8所述的低损耗静音自动门驱动机构，其特征在于所述动子的横截面呈圆形或正方形，且所述定子的内表面与所述动子相适配。

11、一种低损耗静音自动门驱动机构，包括机座、定子和动子，机座相对于墙体位置固定，定子以至少沿中心线方向被限位的方式定位在机座上，动子与定子以二者的中心线重合且二者之间形成有气隙的方式配合安装，动子因此而可由于二者之间的磁力驱动而相对于定子沿中心线方向运动，动子的两端中至少一端则与活动门连接并因此而可带动活动门平移；所述动子包括至少两组沿中心线方向并排安装的电磁铁芯，电磁铁芯之间设有隔磁片，电磁铁芯上绕有线圈；所述定子的两端之间沿其中心线方向设有一排永磁体或铁芯，永磁体或铁芯之间设有隔磁片，铁芯上绕有线圈。

12、一种低损耗静音自动门驱动机构，包括机座、定子和动子，机座相对于墙体位置固定，定子以至少沿中心线方向被限位的方式定位在机座上，动子与定子以二者的中心线重合且二者之间形成有气隙的方式配合安装，动子因此而可由于二者之间的磁力驱动而相对于定子沿中心线方向运动，动子的两端中至少一端则与活动门连接并因此而可带动活动门平移；所述动子和所述定子均包括至少两组沿中心线方向并排安装的电磁铁芯，电磁铁芯之间设有隔磁片，电磁铁芯上绕有线圈。

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