CN205063703U - 一种门系统的门体磁悬浮结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种门系统的门体磁悬浮结构，包括门框和门体；门体为“工”字形，门框包括上端门框和下端门框，上端门框与下端门框均开有“梯形”内槽；在门体与门框内设置电磁铁。通过电磁铁的电磁力将门体悬浮于门框中，使其受到的合力为在其运动方向的牵引力。通过测距传感器检测门体的实际位置，分别控制输入到电磁铁中电流的大小和方向，调整门体的位置，保证门体在整个运动过程中均匀悬浮，完成整个门系统的实际动作。该门体磁悬浮结构可以很好地解决开关门系统的摩擦损耗及动态响应问题，可以有效解决目前门系统的驱动复杂，控制繁琐，成本高昂等问题。

Description

一种门系统的门体磁悬浮结构

技术领域

本实用新型属于门系统技术领域，具体指一种实现门系统的门体磁悬浮结构。

背景技术

随着经济与科技的发展，门系统已经由传统的手动门发展为多功能门系统，越来越多的门系统被应用到城市各个角落。但由于其普遍采用门体与门框接触式结构，门体运动过程中产生摩擦，造成门体与门框的磨损，还会产生刺耳的噪声，并加大了对驱动力的需求，动态响应差。同时普遍采用传统电机拖动的接触式控制方式，驱动结构复杂，控制过程繁琐，整个门系统的成本高昂。

磁悬浮较一些传统机械控制系统动态性能好、机械损耗小和易于实现等优点备受关注。但目前为止，磁悬浮技术在门系统上的真正应用仍然属于一个盲点。大部分门系统仍然是通过一些机械结构实现门体的部分悬浮，一些所谓的磁悬浮门系统，仍然是在利用一些特种电机或者悬浮轴承实现门系统的部分悬浮，造价高昂，对机械结构要求极高，同时维护很不方便，仍然不属于真正意义上的磁悬浮门系统。

传统的门控制系统，仍然离不开电机的驱动，甚至一些悬浮门系统需要以一些特殊复杂机械传动结构、专门驱动装置或者特种电机为代价，虽然解决了传统门系统控制的一些问题，却带来了更为复杂的实际应用问题，其实现所谓的悬浮控制，并不能从根本上全部解决门系统的一些如损耗、灵敏度、性价比、安全等要求。

发明内容

发明目的：

本实用新型公开一种门系统的门体磁悬浮结构，该结构可以很好地解决目前门系统在开关动作过程中摩擦损耗及动态响应问题，门体悬浮后，可以通过很小的力对门体运动状态进行控制，有效解决目前门系统的驱动复杂，控制繁琐，成本高昂等问题。

本实用新型的技术方案为：

一种门系统的门体磁悬浮结构，包括门框和门体；其特征在于：门体为“工”字形，门框包括上端门框和下端门框，上端门框与下端门框均开有“梯形”内槽；在门体与门框内设置电磁铁；电磁铁分为：垂直电磁铁、水平电磁铁和平衡电磁铁；垂直电磁铁分别安放在门体上端部内侧及与其对应的上端门框上底端部内侧，和门体下端部内侧上方及与其对应的下端门框上底端部内侧；水平电磁铁安放在门体的垂直部分，上下对称；平衡电磁铁分别安放在门体上端部两侧和下端部两侧，以及与它们对应的上端门框和下端门框内部左右两侧；门体上端内中部的上侧与左右两侧安装有测距传感器。

安放在门体上电磁铁均与门体等长，安放在门框上电磁铁与门框等长。

在门体与门框内设置导磁性能好且绕有导线的电磁铁。

优点和效果：

本实用新型采用了新型门体磁悬浮结构，改变了传统的门系统中结构与控制方法，设计了适合门系统控制的新型门体门框结构，可用基于电磁铁的无接触磁感应控制。

使门体均匀悬浮于门框中，来保证门体无摩擦运动，门体悬浮后，可以通过很小的电磁力对门体运动状态进行控制，很好地解决门系统在开关动作过程中摩擦损耗及动态响应问题。利用电磁铁代替传统电机驱动，实现无接触磁感应式控制，可以有效解决目前门系统的驱动复杂，控制繁琐，成本高昂等问题。

附图说明：

图1为门系统门体磁悬浮结构的剖面结构图；

图2为门系统门体磁悬浮结构门体立体结构图；

图3为门系统门体磁悬浮结构上端门框立体结构图。

具体实施方式：

本实用新型的开关门系统设计思想是：设计新型门体门框结构，使门体悬浮于门框中，门体所受的合力为控制门体运动方向的牵引力，由于门体与门框没有发生接触式摩擦，大大减少了在门体动作控制过程中的动态响应时间与所需的驱动力，只需通过改变产生牵引力的电磁铁内导线电流大小与方向，就可以控制门体实际运动状态。

下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

一种门系统的门体磁悬浮结构，如图1-图3所示，包括门框和门体；其特征在于：门体4为“工”字形，门框包括上端门框1和下端门框6，上端门框1与下端门框6均开有与门体上下部相适应的“梯形”内槽；在门体与门框内设置电磁铁；电磁铁分为：垂直电磁铁2、水平电磁铁3和平衡电磁铁5；垂直电磁铁2分别安放在门体4上端部内侧及与其对应的上端门框1上底端部内侧，和门体4下端部内侧上方及与其对应的下端门框6上底端部内侧；水平电磁铁3安放在门体4的垂直部分，上下对称；平衡电磁铁5分别安放在门体4上端部两侧和下端部两侧，以及与它们对应的上端门框1和下端门框6内部左右两侧；门体4上端内中部的上侧与左右两侧安装有测距传感器7。

该门系统同时还附加有电源、控制器等设备；电源直接接到控制器的输入端，控制器的输出端接到电磁铁引出线。

安放在门体上电磁铁均与门体等长，安放在门框上电磁铁与门框等长。这样可以保证整个门体在运动过程中持续受力，而且任意两块相互作用的电磁铁间受力均匀，避免门体发生倾斜，即使受外力发生倾斜，也可以快速恢复到正常工作状态。

门体与门框内设置导磁性能好且绕有导线的电磁铁。一方面导线电阻小，导磁性能好，使得损耗小，避免了能量的浪费；另一方面，发热少，降低了门框与门体内部的温度，使得整个系统更加稳定。

本实用新型工作过程如下：

用水平电磁铁3代替目前门系统电机驱动装置；垂直电磁铁2得电后，门体4受到上端门框1和下端门框6上电磁铁的电磁合力与其所受重力平衡，门体4悬浮于上端门框1和下端门框6中；测距传感器7检测门体位置信号，将位置信息传入到控制器中，控制器分别控制输入到垂直电磁铁2和平衡电磁铁5中电流的大小和方向，通过垂直电磁铁2和平衡电磁铁5对门体4位置进行调整，使门体4均匀平稳的悬浮于上端门框1和下端门框6中；通过控制水平电磁铁3内部电流大小方向，使门体4受到水平横向变化的电磁力，在上端门框1和下端门框6中平稳悬浮运动，实现整个门体的实际动作方式。

本实用新型工作原理如下：

（1）门体磁悬浮结构设计：

通过垂直电磁铁的作用力，将门体悬浮于门框中，门体在垂直方向上受的电磁合力等于自身重力，门体在水平方向受到电磁合力为控制其运动的牵引力。门体与门框在如图1、图2位置安装电磁铁和测距传感器，电磁铁中的电流为经过控制器的电源电流。在实际状况下，由于制造工艺的误差，电磁铁产生电磁力大小可能有细微误差，当这种误差超出所允许的数值时，必须采取措施减少误差达到所允许的范围。

将安装在门体与门框上边的垂直电磁铁产生电磁力大小及方向进行实际测试，理想情况下，门体均匀等间距悬浮于门框之中。将测距传感器采集到门体位置信号与设定值在控制器中进行比较，当电磁力误差被限制在一定的容差范围内不做调整；当距离（包括门体与门框的上下距离和左右距离）误差超过了给定容差值，控制器分别控制垂直电磁铁和平衡电磁铁磁力，调整门体位置，保证门体均匀悬浮。

（2）无接触磁感应式控制部分设计：

在垂直电磁铁通电后，门体均匀悬浮于门框中。

门体受到的合力为控制门体实际运动的牵引力，通过改变门体运动方向上的一对水平电磁铁内电流大小与方向，控制门体的实际受力作用，实现门体在门框中的实际动作效果。

在运动过程中，门体可能会因为一些原因，如受到的水平电磁铁的牵引力略有误差，外力干扰等，导致门体位置有所偏差，若偏差过大可能导致门系统不能正常工作，所以，在门体内安放测距传感器，来检测门体位置。并将位置信号输入控制器，控制器接收到位置信号后，进行逻辑运算，通过对各个电磁铁中电流控制，调整门体实际位置，保证门体在整个过程中的均匀悬浮。

本实用新型的门体磁悬浮结构可以很好地解决开关门系统的摩擦损耗及动态响应问题，有效解决目前门系统的驱动复杂，控制繁琐，成本高昂等问题。

Claims (3)

1.一种门系统的门体磁悬浮结构，包括门框和门体；其特征在于：门体（4）为“工”字形，门框包括上端门框（1）和下端门框（6），上端门框（1）与下端门框（6）均开有“梯形”内槽；在门体与门框内设置电磁铁；电磁铁分为：垂直电磁铁（2）、水平电磁铁（3）和平衡电磁铁（5）；垂直电磁铁（2）分别安放在门体（4）上端部内侧及与其对应的上端门框（1）上底端部内侧，和门体（4）下端部内侧上方及与其对应的下端门框（6）上底端部内侧；水平电磁铁（3）安放在门体（4）的垂直部分，上下对称；平衡电磁铁（5）分别安放在门体（4）上端部两侧和下端部两侧，以及与它们对应的上端门框（1）和下端门框（6）内部左右两侧；门体（4）上端内中部的上侧与左右两侧安装有测距传感器（7）。

2.根据权利要求1所述门系统的门体磁悬浮结构，其特征在于：安放在门体上电磁铁均与门体等长，安放在门框上电磁铁与门框等长。

3.根据权利要求1所述门系统的门体磁悬浮结构，其特征在于：在门体与门框内设置导磁性能好且绕有导线的电磁铁。