CN219081333U - 一种工业门手拉式开闭装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工业控制领域，特别是涉及一种工业门手拉式开闭装置。具体涉及：手拉链传动模块、手动轴支撑结构和电机离合模块；手拉链传动模块包括手动轴，手动轴沿轴向转动同时沿轴向做直线运动；电机离合模块包括手拉链支架和微动开关，手拉链支架包括刹车机构，刹车机构包含位于装置外部的摩擦力调节机构；微动开关在手动轴移动时使工业门开关电机断电，在手动轴移动时使工业门开关电机通电。本实用新型包含位于装置外部的摩擦力调节结构，方便用户对摩擦力进行调节；包含了微动开关，当手动开闭时将电机断电，避免了电机突然断电造成损坏。

Description

一种工业门手拉式开闭装置

技术领域

本实用新型涉及工业控制领域，特别是涉及一种工业门手拉式开闭装置。

背景技术

在工业快速门的控制系统中往往设计有短路、断路保护、以及刹车模块，这些模块保障了在短路、断路等异常情形下，工业快速门不至于快速下落，造成安全风险或安全事故。但是在工业快速门的应用场景中，要求工业快速门常闭时，也必须考虑在诸如断电、断路情形下，工业快速门需要具有快速打开以应对火灾等安全风险的诉求。

在中国专利授权公告号为CN101581179B的一种工业门开门机的可自动切换的传动装置中“实现芯轴朝同向作轴向运动，配合锥齿轮副、电源开关即灵活将“由电机驱动”切换到“由手动驱动”；松开手拉链，在芯轴恢复装置的作用下，切换回“由电机驱动””。但是，其摩擦片需要固定，零件众多，组装复杂，且组装完成后摩擦力不可调节。另一个问题在于，其电源开关与电机电源直接串联。在手动自动切换过程中，其开关功能直接作用于电机电源，近似于对电机突然断电。诸如永磁同步电机在工作时突然断电，电机本体易受到损坏。

鉴于此，如何克服该现有技术所存在的缺陷，解决现有工业门手动控制时摩擦力不可调且可能导致电机突然断电的问题，是本技术领域亟待解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型解决了现有工业门手动控制时摩擦力不可调且可能导致电机突然断电的问题。

本实用新型实施例采用如下技术方案:

第一方面，本实用新型提供了一种工业门手拉式开闭装置，其特征在于，包括手拉链传动模块、手动轴支撑结构和电机离合模块，具体的：所述手拉链传动模块包括：链条1、链轮2和手动轴3，链条1拉动时，带动链轮2以手动轴3为轴转动，手动轴3沿轴向转动同时沿轴向做直线运动；所述手动轴支撑结构包括：第一直线轴承13、第二直线轴承14和导向轮5；所述电机离合模块包括：手拉链支架20、第一锥齿轮4、第二锥齿轮7、弹簧11和微动开关10，其中，手拉链支架20包括手动轴支撑结构和刹车机构；第一直线轴承13安装在手拉链支架20靠近手拉链传动模块的孔槽内；第二直线轴承14、导向轮5和刹车机构安装在手拉链支架20远离手拉链传动模块的一侧的孔槽中，所述刹车机构中包含位于装置外部的摩擦力调节机构；手动轴3穿过第一直线轴承13和第二直线轴承14；第一锥齿轮4和第二锥齿轮7为一对轴线相交的锥齿轮，构成锥齿轮副，通过手动轴3的转动带动插入第二锥齿轮7的工业门开关电机的电机轴21转动；弹簧11套接在手动轴3上，当链条1不受力时，弹簧11使手动轴3复位；微动开关10在链条1受拉力上下移动时使工业门开关电机断电，在链条1不受力时使工业门开关电机通电。

优选的，刹车机构包括：摩擦片6、第一金属垫片17、薄片弹簧9和第二金属垫片18，具体的：摩擦片6、第一金属垫片17、薄片弹簧9和第二金属垫片18外轮廓尺寸相同，且依次叠加固定在手拉链支架20远离手拉链传动模块的一侧的孔槽内。

优选的，摩擦力调节机构包括：盖片19、螺柱15和螺母16，具体的：盖片19覆盖在第二金属垫片18上，螺柱16固定在盖片19中心，螺母16紧固住螺柱15，以便于通过调节螺柱15改变刹车机构的摩擦力。

优选的，手拉链支架20远离手拉链传动模块的孔槽为圆形，摩擦片6、第一金属垫片17和薄片弹簧9为圆环状，第二金属垫片18和盖片19为圆形，手拉链支架20远离手拉链传动模块的孔槽与摩擦片6、第一金属垫片17、薄片弹簧9、第二金属垫片18和盖片19的直径相同。

优选的，手拉链支架20的圆形孔槽内壁上有至少一个与手动轴3平行的定位槽道，摩擦片6、第一金属垫片17和第二金属垫片18上分别有与定位槽道对应的凸起，摩擦片6、第一金属垫片17和第二金属垫片18的每个凸起嵌入到对应的定位槽道中。

优选的，手拉链支架20的圆形孔槽内壁上的定位槽道数为4，4个槽道均匀分布于圆形孔槽内壁上。

优选的，装置还包括扭簧12，具体的：第二锥齿轮7与电机轴21旋转活动连接，扭簧12一端连接电机轴21，另一端连接第二锥齿轮7。

优选的，微动开关10的信号线通过开关信号电路与工业门开关电机伺服器的主控CPU的IO信号管脚相连，以便在微动开关受链条1传递的拉力时向电机伺服器的主控CPU发送断电信号。

优选的，开关信号电路具体为两级三极管开关电路，其中，第一级三极管开关电路的供电由12V供电，第二级三极管开关电路的供电由与主控CPU相同的器件电压供电。

优选的，第一级三极管开关电路中的第一三极管为PNP型三极管，第二级三极管开关电路中的第二三极管具体为NPN型三极管；第一三极管的发射极与第二三极管的基极相连，第一三极管的集电极与+12V电源相连；第二三极管的集电极与地相连，第二三极管的发射极通过10K欧姆电阻与3.3V电源相连，在第二三极管与主控CPU的开关信号输入管脚相连，用于向主控CPU提供微动开关打开或闭合的电平信号。

与现有技术相比，本实用新型实施例的有益效果在于：包含位于装置外部的摩擦力调节结构，方便用户对摩擦力进行调节；包含了微动开关，当手动开闭时将电机断电，避免了电机突然断电造成损坏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种工业门手拉式开闭装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的手拉链传动模块结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的手动轴支撑结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的电机离合模块结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种工业门手拉式开闭装置装配后的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种工业门手拉式开闭装置装配后的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的刹车机构结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的刹车机构和摩擦力调节机构装配示意图；

图9是本实用新型实施例提供的手拉链支架示意图；

图10是本实用新型实施例提供的第二锥齿轮7与电机轴21旋转活动连接示意图；

图11是本实用新型实施例提供的开关信号电路示意图；

其中，附图标记如下：

1：链条、2：链轮、3：手动轴、4：第一锥齿轮、5：导向轮、

6：摩擦片、7：第二锥齿轮、9：弹簧、10：微动开关、

11：弹簧、12：扭簧、13：第一直线轴承、14：第二直线轴承、

15：螺柱、16：螺母、17：第一金属垫片、18：第二金属垫片、

19：盖片、20：手拉链支架、21：电机轴。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本实用新型。

实施例1：

本实施例提供了一种工业门手拉式开闭装置，在工业快速门短路短路等异常情况下实现了手动开门和手动闭合的功能。

如图1所示，本实施例提供的装置包括手拉链传动模块、手动轴支撑结构和电机离合模块。

如图2所示，手拉链传动模块包括：链条1、链轮2和手动轴3，链条1拉动时，带动链轮2以手动轴3为轴转动，手动轴3沿轴向转动同时沿轴向做直线运动。进一步的，为了对链轮2和手动轴3进行保护，避免异物进入造成卡死，链条1和链轮2还可以使用链轮盒进行封闭。

如图3所示，手动轴支撑结构包括：第一直线轴承13、第二直线轴承14和导向轮5。用于对手动轴3进行支撑，避免的手动轴3在运动时发生晃动或方向错误。具体的，为了使手动轴3沿轴向做直线运动，可以在手动轴3与导向轮5对应的位置设置销钉，当链轮2带动手动轴3转动时，销钉在导向轮的斜面上滑动，带动手动轴3进行直线运动。

如图4所示，电机离合模块包括：手拉链支架20、第一锥齿轮4、第二锥齿轮7、弹簧11和微动开关10，其中，手拉链支架20包括手动轴支撑结构和刹车机构。进一步的，为了对第一锥齿轮4、第二锥齿轮7和微动开关10进行保护，避免异物进入造成卡死，还可以使用离合模块外壳将上述部件进行封闭。

进行装配时，第一直线轴承13安装在手拉链支架20靠近手拉链传动模块的孔槽内。第二直线轴承14、导向轮5和刹车机构安装在手拉链支架20远离手拉链传动模块的一侧的孔槽中，刹车机构中包含位于装置外部的摩擦力调节机构。手动轴3穿过第一直线轴承13和第二直线轴承14。第一锥齿轮4和第二锥齿轮7为一对轴线相交的锥齿轮，构成锥齿轮副，通过手动轴3的转动带动插入第二锥齿轮7的工业门开关电机的电机轴21转动。弹簧11套接在手动轴3上，当链条1不受力时，弹簧11使手动轴3复位。微动开关10在链条1受拉力上下移动时使工业门开关电机断电，在链条1不受力时使工业门开关电机通电。按照上述方式进行装配后，即可获得如图5的主视图和图6的仰视图所示的完整装置。

实际使用时，链条1上下运动带动链轮2、手动轴3和第一锥齿轮4旋转，链轮2、手动轴3和第一锥齿轮4刚性连接。在导向轮5的作用下，链轮2、手动轴3和第一锥齿轮4的旋转运动轨迹发生变化，即：链条1、链轮2、手动轴3、第一锥齿轮4由纯旋转变为类似凸轮机构的旋转加直线运动。同时，摩擦片6和弹簧9为导向轮5提供摩擦力，使导向轮5保持静止。当直线运动一段时间后，第一锥齿轮4和第二锥齿轮7的齿轮开始啮合，链轮2受的拉力越来越大，超过摩擦片6提供的摩擦力，带动链条1、链轮2、手动轴3、第一锥齿轮4和导向轮5全部旋转运动，带动电机完成工业门的开闭。

如图7所示，刹车机构包括：摩擦片6、第一金属垫片17、薄片弹簧9和第二金属垫片18，具体的：摩擦片6、第一金属垫片17、薄片弹簧9和第二金属垫片18外轮廓尺寸相同，且依次叠加固定在手拉链支架20远离手拉链传动模块的一侧的孔槽内。

如图7所示，摩擦力调节机构包括：盖片19、螺柱15和螺母16，具体的：盖片19覆盖在第二金属垫片18上，螺柱16固定在盖片18中心，螺母16紧固住螺柱15。本实施例中，摩擦力调节机构位于装置的外部，当负载超重时，若导向轮5、摩擦片6和第一金属垫片17挤压产生的摩擦力无法支撑链条1拉动正常提升负载，可以通过将螺柱15拧紧的方式，方便快捷的增加给予垫片第二18、薄片弹簧9、第一垫片17、摩擦片6和导向轮5的正向压力，增大摩擦力，满足实际使用的需求。

在具体实施中，为了便于安装和摩擦力调节，刹车机构和摩擦力调节机构中的各部件可以使用优选的形状和尺寸组合：手拉链支架20远离手拉链传动模块的孔槽为圆形，摩擦片6、第一金属垫片17和薄片弹簧9为圆环状，第二金属垫片18和盖片19为圆形，手拉链支架20远离手拉链传动模块的孔槽与摩擦片6、第一金属垫片17、薄片弹簧9、第二金属垫片18和盖片19的直径相同。如图8所示，进行刹车机构和摩擦力调节机构的装配时，将第二直线轴承14、导向轮5、摩擦片6、第一金属垫片17、弹簧9和第二金属垫片18依次放入手拉链支架20侧面槽中，再把盖片19固定在金属垫片18上，在盖片19上拧入螺栓15，再在螺栓15上套入螺母16。将第一锥齿轮4和手动轴3刚性连接，将第一锥齿轮4和手动轴3作为整体插入手拉链支架20中，依次放入电机轴21、弹簧11和第一直线轴承13，再通过卡簧锁紧，即可完成装配。

进一步的，为了防止摩擦片6、第一金属垫片17和第二金属垫片18在装配完成后在圆形孔槽内旋转，如图9所示，手拉链支架20的圆形孔槽内壁上有至少一个与手动轴3平行的定位槽道，摩擦片6、第一金属垫片17和第二金属垫片18上分别有与定位槽道对应的凸起，摩擦片6、第一金属垫片17和第二金属垫片18的每个凸起嵌入到对应的定位槽道中。以。采用此种结构，摩擦片6不需要特别固定，简化了装配过程。在实际实施中，手拉链支架20的圆形孔槽内壁上的定位槽道数优选为4，4个槽道均匀分布于圆形孔槽内壁上。使用4个槽道可以在使用最少槽道数的情况下满足不同方向的固定需要，而不需要额外固定，并能确保电机转动的平衡。

在电机断电后，电机轴仍存在保持静止的惯性，可能会为第一锥齿轮4与第二锥齿轮7的脱离带来阻力。为了降低这一阻力，本实施例提供了由活动连接第二锥齿轮7与扭簧组成的柔性结构。如图10所示，第二锥齿轮7与电机轴21旋转活动连接，扭簧12一端连接电机轴21，另一端连接第二锥齿轮7。第二锥齿轮7与电机轴旋转活动连接的情况下，扭簧12逆时针旋转圈数n1，逆时针旋转圈数n1，扭簧12一端连接电机轴21，扭簧12另一端连接第二锥齿轮7，第二锥齿轮7可在扭簧12的限制下逆时针旋转圈数n1或顺时针旋转圈数n2，从而降低了电机轴惯性造成的阻力。

当工业门自动开闭所使用的永磁同步电机在电机伺服器的驱动下正处于工作状态时，突然切断电源往往会造成永磁同步电机的损伤，所以实施例采用微动开关10与电机伺服器主控CPU相连，使得本实施例提供的装置在受到手拉链拉力后，由电机伺服器主控CPU来停止永磁同步电机的工作。微动开关10的信号线通过开关信号电路与工业门开关电机伺服器的主控CPU的IO信号管脚相连，当微动开关受链条1传递的拉力时向电机伺服器的主控CPU发送断电信号。微动开关10不受到链条1传递的拉力时不向电机伺服器的主控CPU发送任何信号，具体为：当手动轴3受手拉链1拉力旋转而向链轮2运动时，手动轴3突出的部分与微动开关10传动元件(按销、按钮、杠杆、滚轮等)脱离，直至第一锥齿轮4和第二锥齿轮7组成的锥齿轮副啮合，在这一过程中，微动开关10传动元件不受手动轴3突出的部分的挤压，微动开关10给电机伺服器的主控CPU发送低电平信号；当手动轴3不再受手拉链1拉力旋转而向链轮2运动时，受弹簧11复位作用力锥齿轮副脱离，手动轴3突出的部分再次挤压微动开关10传动元件，微动开关10向电机伺服器的主控CPU发送高电平信号。

微动开关10向电机伺服器的主控CPU发送电平信号的电路如图11所示，开关信号电路具体为两级三极管开关电路，其中，第一级三极管开关电路的供电由12V供电，第二级三极管开关电路的供电由与主控CPU相同的器件电压供电。在具体实施中，可以采用幅度较宽的12V以产生微动开关的动作电压，可以降低第二级三极管开关电路的开关错误率。

图11的电路中，第一级三极管开关电路中的第一三极管为PNP型三极管，第二级三极管开关电路中的第二三极管具体为NPN型三极管。第一三极管的发射极与第二三极管的基极相连，第一三极管的集电极与+12V电源相连；第二三极管的集电极与地相连，第二三极管的发射极通过10K欧姆电阻与3.3V电源相连，在第二三极管与主控CPU的开关信号输入管脚相连，用于向主控CPU提供微动开关打开或闭合的电平信号。第一三极管的发射极与第二级三极管的基极相连，第一三极管的集电极与+12V电源相连，用于产生第二级三极管的基极的控制电压，该控制电压在三极管的开关作用下可设为12V或0V。第二三极管的集电极与地相连，第二三极管的发射极通过10K欧姆电阻与3.3V电源相连，在第二三极管与10K欧姆之间有引线连接到主控CPU的开关信号输入管脚，用于向主控CPU给出微动开关打开或闭合的电平信号，电平信号为处理器工作电源端电压或对地电压，具体为3.3V或0V。

由上述结构和连接关系的说明可知，本实施例提供的工业门手拉式开闭装置相对于现有技术具有以下有益效果。

1、摩擦片正向压力弹簧的侧力安装方向为从螺柱近螺母的一端装入，摩擦片不需要固定，摩擦力可调，解决了现有技术中摩擦力调整困难的技术问题。

2、采用低压微动开关向电机伺服器的主控CPU发送信号的方式停止电机工作，电机从工作状态转为停止状态更为稳定，避免了现有技术中心电机在工作时突然断电造成的电机本体受损问题。

3.手动轴在手拉链介入后的直线运动方向由螺柱向链轮方向运动，安装工艺简单，零件少，制造成本低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工业门手拉式开闭装置，其特征在于，包括手拉链传动模块、手动轴支撑结构和电机离合模块，具体的：

所述手拉链传动模块包括：链条(1)、链轮(2)和手动轴(3)，链条(1)拉动时，带动链轮(2)以手动轴(3)为轴转动，手动轴(3)沿轴向转动同时沿轴向做直线运动；

所述手动轴支撑结构包括：第一直线轴承(13)、第二直线轴承(14)和导向轮(5)；

所述电机离合模块包括：手拉链支架(20)、第一锥齿轮(4)、第二锥齿轮(7)、弹簧(11)和微动开关(10)，其中，手拉链支架(20)包括手动轴支撑结构和刹车机构；

第一直线轴承(13)安装在手拉链支架(20)靠近手拉链传动模块的孔槽内；

第二直线轴承(14)、导向轮(5)和刹车机构安装在手拉链支架(20)远离手拉链传动模块的一侧的孔槽中，所述刹车机构中包含位于装置外部的摩擦力调节机构；

手动轴(3)穿过第一直线轴承(13)和第二直线轴承(14)；

第一锥齿轮(4)和第二锥齿轮(7)为一对轴线相交的锥齿轮，构成锥齿轮副，通过手动轴(3)的转动带动插入第二锥齿轮(7)的工业门开关电机的电机轴(21)转动；

弹簧(11)套接在手动轴(3)上，当链条(1)不受力时，弹簧(11)使手动轴(3)复位；

微动开关(10)在链条(1)受拉力上下移动时使工业门开关电机断电，在链条(1)不受力时使工业门开关电机通电。

2.根据权利要求1所述的工业门手拉式开闭装置，其特征在于，所述刹车机构包括：摩擦片(6)、第一金属垫片(17)、薄片弹簧(9)和第二金属垫片(18)，具体的：

摩擦片(6)、第一金属垫片(17)、薄片弹簧(9)和第二金属垫片(18)外轮廓尺寸相同，且依次叠加固定在手拉链支架(20)远离手拉链传动模块的一侧的孔槽内。

3.根据权利要求1所述的工业门手拉式开闭装置，其特征在于，所述摩擦力调节机构包括：盖片(19)、螺柱(15)和螺母(16)，具体的：

盖片(19)覆盖在第二金属垫片(18)上，螺柱16固定在盖片(19)中心，螺母(16)紧固住螺柱(15)，以便于通过调节螺柱(15)改变刹车机构的摩擦力。

4.根据权利要求3所述的工业门手拉式开闭装置，其特征在于，具体的：

所述手拉链支架(20)远离手拉链传动模块的孔槽为圆形，摩擦片(6)、第一金属垫片(17)和薄片弹簧(9)为圆环状，第二金属垫片(18)和盖片(19)为圆形，手拉链支架(20)远离手拉链传动模块的孔槽与摩擦片(6)、第一金属垫片(17)、薄片弹簧(9)、第二金属垫片(18)和盖片(19)的直径相同。

5.根据权利要求4所述的工业门手拉式开闭装置，其特征在于，具体的：

所述手拉链支架(20)的圆形孔槽内壁上有至少一个与手动轴(3)平行的定位槽道，摩擦片(6)、第一金属垫片(17)和第二金属垫片(18)上分别有与定位槽道对应的凸起，摩擦片(6)、第一金属垫片(17)和第二金属垫片(18)的每个凸起嵌入到对应的定位槽道中。

6.根据权利要求5所述的工业门手拉式开闭装置，其特征在于，具体的：

所述手拉链支架(20)的圆形孔槽内壁上的定位槽道数为4，4个槽道均匀分布于圆形孔槽内壁上。

7.根据权利要求1所述的工业门手拉式开闭装置，其特征在于，所述装置还包括扭簧(12)，具体的：

第二锥齿轮(7)与电机轴(21)旋转活动连接，扭簧(12)一端连接电机轴(21)，另一端连接第二锥齿轮(7)。

8.根据权利要求1所述的工业门手拉式开闭装置，其特征在于，具体的：

所述微动开关(10)的信号线通过开关信号电路与工业门开关电机伺服器的主控CPU的IO信号管脚相连，以便在微动开关受链条(1)传递的拉力时向电机伺服器的主控CPU发送断电信号。

9.根据权利要求8所述的工业门手拉式开闭装置，其特征在于，具体的：

所述开关信号电路具体为两级三极管开关电路，其中，第一级三极管开关电路的供电由12V供电，第二级三极管开关电路的供电由与主控CPU相同的器件电压供电。

10.根据权利要求9所述的工业门手拉式开闭装置，其特征在于，具体的：

第一级三极管开关电路中的第一三极管为PNP型三极管，第二级三极管开关电路中的第二三极管具体为NPN型三极管；

第一三极管的发射极与第二三极管的基极相连，第一三极管的集电极与+12V电源相连；

第二三极管的集电极与地相连，第二三极管的发射极通过10K欧姆电阻与3.3V电源相连，在第二三极管与主控CPU的开关信号输入管脚相连，用于向主控CPU提供微动开关打开或闭合的电平信号。

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