CN213681845U - 摆门机芯控制装置及摆门机芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了摆门机芯控制装置，包括：伺服功能控制板，其表面设置有主控芯片、电源接口和第一伺服控制及反馈信号接口，电源连接口用于连接电源；功率驱动板，其间隔设置在伺服功能控制板的上方或下方，功率驱动板的表面设置有电机动力输出接口、传感器接口、第二伺服控制及反馈信号接口及降压芯片，电机动力输出接口用于与伺服电机连接，伺服电机驱动摆门机构，传感器接口用于与霍尔传感器和增量编码器连接，霍尔传感器和增量编码器均设置在伺服电机上。本实用新型还提供了摆门机芯。本实用新型利用伺服功能控制板和功率驱动板将强电和弱电物理隔离，避免强电对弱电信号产生影响，进而影响摆门机芯的稳定性。

Description

摆门机芯控制装置及摆门机芯

技术领域

本实用新型涉及闸机通道设备领域。更具体地说，本实用新型涉及摆门机芯控制装置及摆门机芯。

背景技术

闸机作为一种重要的门禁控制终端，越来越广泛的应用于各种场合，如：铁路车站、写字楼、工厂园区等。其中门摆门机芯作为闸机系统的最终动作执行机构，承担着最重要的人机交互作用，所以要求摆门机芯必须安全、稳定、执行灵活。摆门作为摆门机芯的一种，因为其动作美观、安全性高等特点备受欢迎。但是，现有技术存在以下缺陷：目前大部分摆门机芯使用一块控制板控制，不能很好的做到弱电和强电物理隔离，影响系统的抗干扰能力和控制系统的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供摆门机芯控制装置及摆门机芯，利用伺服功能控制板和功率驱动板将强电和弱电物理隔离，避免强电对弱电信号产生影响，影响摆门机芯的稳定性。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了摆门机芯控制装置，包括：

伺服功能控制板，其表面设置有主控芯片、电源接口和第一伺服控制及反馈信号接口，所述第一伺服控制及反馈信号接口和所述电源接口均与所述主控芯片连接，所述电源连接口用于连接电源；

功率驱动板，其间隔设置在所述伺服功能控制板的上方或下方，所述功率驱动板的表面设置有电机动力输出接口、传感器接口、第二伺服控制及反馈信号接口及降压芯片，所述降压芯片与所述电源接口连接，所述第二伺服控制及反馈信号接口与所述第一伺服控制及反馈信号接口连接，所述电机动力输出接口与所述第二伺服控制及反馈接口连接，所述传感器接口与所述降压芯片连接，所述电机动力输出接口用于与伺服电机连接，所述伺服电机驱动摆门机构，所述传感器接口用于与霍尔传感器和增量编码器连接，所述霍尔传感器和所述增量编码器均设置在所述伺服电机上。

进一步地，所述的摆门机芯控制装置，所述主控芯片的型号为IRMCF143。

进一步地，所述的摆门机芯控制装置，还包括：

固定件，所述伺服功能控制板和所述功率驱动板间隔固定在所述固定件上。

进一步地，所述的摆门机芯控制装置，还包括：

刹车接口，其与所述主控芯片连接，所述刹车接口用于连接离合器。

进一步地，所述的摆门机芯控制装置，还包括：

断电回位接口，其与所述主控芯片连接，所述断电回位接口用于连接断电回位装置。

进一步地，所述的摆门机芯控制装置，还包括：

数码管显示器，其与所述主控芯片连接。

进一步地，所述的摆门机芯控制装置，还包括：

拨码开关，其与所述主控芯片连接。

进一步地，所述的摆门机芯控制装置，还包括：

RS232接口，其与所述主控芯片连接，用于与上位机连接。

进一步地，所述的摆门机芯控制装置，还包括：

I/O门控接口，其与所述主控芯片连接，所述I/O门控接口用于与上位机连接。

根据本实用新型的另一个方面，本发明提供了摆门机芯，包括所述的摆门机芯控制装置。

本实用新型至少包括以下有益效果：

本实用新型利用伺服功能控制板和功率驱动板将强电和弱电物理隔离，避免强电对弱电信号产生影响，影响摆门机芯的稳定性，而且还能起到节约空间的作用，以及起到能够分别维修伺服功能控制板和功率控制板上元件的作用。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的一些实施例中摆门机芯控制装置结构框图；

图2为本实用新型一些实施例中机动力输出接口的电路图；

图3为本实用新型一些实施例中传感器接口的电路图；

图4为本实用新型一些实施例中电源接口的电路图；

图5为本实用新型一些实施例中刹车接口的电路图；

图6为本实用新型一些实施例中断电回位接口的电路图；

图7为本实用新型一些实施例中数码管显示器的电路图；

图8为本实用新型一些实施例中拨码开关的电路图；

图9为本实用新型一些实施例中RS232接口的电路图；

图10为本实用新型一些实施例中I/O门控接口的电路图；

图11为本实用新型一些实施例中第一伺服控制及反馈信号接口和第二伺服控制及反馈信号接口的电路图；

图12为本实用新型一些实施例的伺服功能控制板和功率驱动板的结构示意图；

图13为本实用新型一些实施例中断电回位接口的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1～3所示，本实用新型的实施例提供了摆门机芯控制装置，包括：伺服功能控制板1，其表面设置有主控芯片、电源接口和第一伺服控制及反馈信号接口8.1，所述第一伺服控制及反馈信号接口8.1和所述电源接口均与所述主控芯片连接，所述电源连接口用于连接电源；功率驱动板2，其间隔设置在所述伺服功能控制板1的上方或下方，所述功率驱动板的表面设置有电机动力输出接口10、传感器接口9、第二伺服控制及反馈信号接口8.2及降压芯片，所述降压芯片与所述电源接口连接，所述第二伺服控制及反馈信号接口8.2与所述第一伺服控制及反馈信号接口8.1连接，所述电机动力输出接口10与所述第二伺服控制及反馈接口8.2连接，所述传感器接口9与所述降压芯片连接，所述电机动力输出接口10用于与伺服电机3连接，所述伺服电机驱动摆门机构12，所述传感器接口9用于与霍尔传感器和增量编码器连接，所述霍尔传感器和所述增量编码器均设置在所述伺服电机3上。

在上述实施例中，主控芯片的具体型号不作限定，能够满足摆门机芯的需求即可。电源接口用于连接电源11，可选为24伏直流低压供电电源，可选地，电源接口的电路图如图4所示。可选地，电机动力输出接口的电路图如图2所示，作为伺服电机UVW三相电的供电端口。可选地，传感器接口的电路图如图3所示，负责接收伺服电机上霍尔传感器的信号和增量编码器的信号，以确定伺服电机的位置。可选地，第一伺服控制及反馈信号接口和第二伺服控制及反馈信号接口的电路图如图11所示，作为伺服功能控制板与功率驱动板的连接接口，负责传输控制信号和向伺服功能控制板反馈电机三相电流信号、位置信息及总线电压信号。可选地，降压芯片将电源的电压降至5V，并提供给了传感器接口。伺服电机的连接线包含2条，一条是电机三相动力线，另一条是电机霍尔传感器和编码器信号输出线。可以看出，本实施例包括间隔设置的伺服功能控制板和功率控制板，伺服功能控制板上设置主控芯片、电源接口和第一伺服控制及反馈信号接口，即基本使用的是高于5V(一般为24V)的电压，而功率控制板上设置电机动力输出接口、传感器接口、第二伺服控制及反馈信号接口及降压芯片，即基本使用的是5V的电压。因此本实施例将强电和弱电物理隔离，避免强电对弱电信号产生影响，影响摆门机芯的稳定性，而且还能起到节约空间的作用，以及起到能够分别维修伺服功能控制板和功率控制板的作用。而且，本实施例使用摆门机芯控制装置上的电机动力输出接口和传感器接口连接伺服电机以及伺服电机上的霍尔传感器和增量编码器，而伺服电机驱动摆门机构，相比于现有技术，本实施例结构简单，摆门机芯在使用时不存在减速箱摩擦噪音。

在另一些实施例中，所述的摆门机芯控制装置，所述主控芯片的型号为IRMCF143，该芯片与传统的微控制器或DSP不同，其具有独特的运动控制引擎(MCE)。

在另一些实施例中，所述的摆门机芯控制装置，还包括固定件101，所述伺服功能控制板和所述功率驱动板间隔固定在所述固定件101上，如图12所示，可选地，固定件为六角铜螺柱。

在另一些实施例中，所述的摆门机芯控制装置，还包括：刹车接口4，其与所述主控芯片连接，所述刹车接口用于连接离合器，离合器进行吸合、分离实现机芯的摆门机芯的刹车功能，离合器的具体结构可参见现有技术或申请人的其它专利文件，可选地，刹车接口的电路图如图5所示。

在另一些实施例中，所述的摆门机芯控制装置，还包括：断电回位接口6，其与所述主控芯片连接，所述断电回位接口用于连接断电回位装置，断电回位装置用于使机芯断电后通过机械方式使门翼回到初始开门位置。断电回位装置可选为吸盘式断电回位装置，在通电的状态下，弹簧通过电磁铁拉开，一直处于拉开状态，断电后，电磁铁脱开弹簧，弹簧自动回位，带着门机芯就开了。可选地，断电回位接口的电路图如图6和图13所示，其中一个是机械回位功能，控制板断电门机芯自动回到初始开门位置，另一个是智能回位功能，通过控制系统中的驱动控制回位功能，可根据具体项目实际需求，灵活切换控制方式。

在另一些实施例中，所述的摆门机芯控制装置，还包括：数码管显示器12，其与所述主控芯片连接，用于显示机芯的实时运行状态，通过数码管显示的数字和字符可获取机芯当前状态，方便现场维护和问题排查。可选地，数码管显示器的电路图如图7所示。

在另一些实施例中，所述的摆门机芯控制装置，还包括：拨码开关5，其与所述主控芯片连接，用于设置左右机芯、设置宽窄门翼、设置老化模式、设置门翼基准位置，可选地，拨码开关的电路图如8所示。

在另一些实施例中，所述的摆门机芯控制装置，还包括：RS232接口14，其与所述主控芯片连接，用于与上位机连接，使上位机控制接口，也可以作为预留接口，可选地，RS232接口的电路图如图9所示。

在另一些实施例中，所述的摆门机芯控制装置，还包括：I/O门控接口7，其与所述主控芯片连接，所述I/O门控接口用于与上位机连接，控制机芯和监视机芯运动状态的接口，同时还具有接入紧急信号的功能，紧急信号有效时，机芯门翼会处于打开位置，可选地，I/O门控接口的电路图如图10所示。

根据与摆门机芯控制装置相同的发明构思，本发明的实施例还提供了摆门机芯，包括所述的摆门机芯控制装置，利用该摆门机芯控制装置控制机芯的运行。可选地，摆门机芯的工作流程包括：

第一，功率驱动板与伺服功能控制板通过六角铜螺柱安装在一起，24VDC低压电源通过24V电源接口为伺服功能控制板和功率驱动板供电。既能将强电弱电分离，又能节约空间。本机芯控制系统由逻辑控制板和功率驱动板两块电路板组成，两块电路板的伺服控制反馈接口通过软排线连接在一起，此外功率驱动板的电源由逻辑控制板提供，由一条2芯线缆连接。

第二，上位机控制机构通过I/O通信接口向摆门机芯发出“开门”信号、“关门”信号、“暂停”信号。伺服功能控制板上MCU通过FOC算法控制伺服电机去执行摆门机芯的“开门”指令、“关门”指令、“暂停”指令。MCE内部通过位置控制模式闭环控制电机的精准运行状态。

第三，在关门状态下当上位机控制机构没有向摆门机芯发出“开门”信号时，有人或物强行通过时，即称为“闯闸”，此时，伺服功能控制板会通过刹车接口控制牙嵌式离合器吸合，这时摆门机构将锁止不动，阻挡人或物通过，同时保护电机不受外力冲击。

第四，当机芯断电时，通过断电回位装置断电，摆门机构打开；当I/O门控信号接口中发生“紧急”信号时，伺服功能控制板控制断电回位接口失电，摆门机构打开。保证特殊情况下人员能安全通过。本机构的断电回位功能有两种，一种是机械回位功能，另一个是智能回位功能，通过控制系统中的驱动控制回位功能。下图主要介绍智能回位控制方式：首先机芯上电时，智能回位电路开始充电，充电完成后智能回位电路进入待机状态，当检测到控制板断电时，通知主机控制门翼打开，当检测到智能回位电路电量不足时，直接切断智能回位电路的电量输出。至此，摆门机构打开，控制板断电。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型摆门机芯控制装置及摆门机芯的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.摆门机芯控制装置，其特征在于，包括：

伺服功能控制板，其表面设置有主控芯片、电源接口和第一伺服控制及反馈信号接口，所述第一伺服控制及反馈信号接口和所述电源接口均与所述主控芯片连接，所述电源连接口用于连接电源；

功率驱动板，其间隔设置在所述伺服功能控制板的上方或下方，所述功率驱动板的表面设置有电机动力输出接口、传感器接口、第二伺服控制及反馈信号接口及降压芯片，所述降压芯片与所述电源接口连接，所述第二伺服控制及反馈信号接口与所述第一伺服控制及反馈信号接口连接，所述电机动力输出接口与所述第二伺服控制及反馈接口连接，所述传感器接口与所述降压芯片连接，所述电机动力输出接口用于与伺服电机连接，所述伺服电机驱动摆门机构，所述传感器接口用于与霍尔传感器和增量编码器连接，所述霍尔传感器和所述增量编码器均设置在所述伺服电机上。

2.如权利要求1所述的摆门机芯控制装置，其特征在于，所述主控芯片的型号为IRMCF143。

3.如权利要求1所述的摆门机芯控制装置，其特征在于，还包括：

固定件，所述伺服功能控制板和所述功率驱动板间隔固定在所述固定件上。

4.如权利要求1所述的摆门机芯控制装置，其特征在于，还包括：

刹车接口，其与所述主控芯片连接，所述刹车接口用于连接离合器。

5.如权利要求1所述的摆门机芯控制装置，其特征在于，还包括：

断电回位接口，其与所述主控芯片连接，所述断电回位接口用于连接断电回位装置。

6.如权利要求1所述的摆门机芯控制装置，其特征在于，还包括：

数码管显示器，其与所述主控芯片连接。

7.如权利要求1所述的摆门机芯控制装置，其特征在于，还包括：

拨码开关，其与所述主控芯片连接。

8.如权利要求1所述的摆门机芯控制装置，其特征在于，还包括：

RS232接口，其与所述主控芯片连接，用于与上位机连接。

9.如权利要求1所述的摆门机芯控制装置，其特征在于，还包括：

I/O门控接口，其与所述主控芯片连接，所述I/O门控接口用于与上位机连接。

10.摆门机芯，其特征在于，包括权利要求1～9任一所述的摆门机芯控制装置。

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