RU2408773C1

RU2408773C1 - Full-height turnstile

Info

Publication number: RU2408773C1
Application number: RU2009136021/03A
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Андрианов (RU); Алексей Владимирович Андрианов
Original assignee: Алексей Владимирович Андрианов
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2011-01-10

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: full-height turnstile includes barrier, plate of mechanism with bearing unit, rotor installed with the possibility of rotation in bearing unit, barrier rods connected to rotor, mechanism of re-closing and positioning, mechanism of barrier rods fixation, mechanism of damping of barrier rods re-closing to initial position, arranged in the form of liquid coupling, maltese gear and disk with pushers. Mechanism of re-closing damping is additionally equipped with device for connection-disconnection of barrier rods rotation damping arranged in the form of electromagnet controlled from sensors of angular position of barrier rods and interacting through small gap with ferromagnetic braking disk. Rotary body of liquid coupling is rigidly and coaxially connected to maltese gear, and coupling shaft is connected to ferromagnetic braking disk.

EFFECT: increased throughput capacity of turnstile.

2 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям турникетов, используемых для контролируемого пропуска людей на проходных различного назначения. В частности, рассматриваются полноростовые роторные турникеты, которые содержат ограждение, вращающийся ротор с преграждающими штангами, механизм турникета. Особенностью полноростовых турникетов является то, что они должны быть надежным средством защиты от несанкционированного проникновения, что накладывает ряд специальных требований на их конструкции: преграждающие штанги должны быть прочными, механизм должен выдерживать большие усилия, необходимо обеспечить удобное прохождение людей через турникет. Одновременно они должны иметь высокую пропускную способность, особенно при использовании на объектах культурно-массовых мероприятий - стадионах и т.п.The present invention relates to the construction, namely, the designs of turnstiles used for the controlled admission of people at checkpoints for various purposes. In particular, full-height rotor turnstiles are considered, which include a fence, a rotating rotor with blocking rods, and a turnstile mechanism. A feature of full-height turnstiles is that they must be a reliable means of protection against unauthorized entry, which imposes a number of special requirements on their design: the barrier rods must be durable, the mechanism must withstand great efforts, it is necessary to ensure convenient passage of people through the turnstile. At the same time, they should have high bandwidth, especially when used at cultural events - stadiums, etc.

Известен турникет, содержащий неподвижное основание, вал, установленную на нем с возможностью вращения крестовину, выполненную в виде конического диска с тремя ограждающими штангами, механизм поворота крестовины в виде кулачкового механизма с подпружиненным толкателем и механизм фиксации, причем неподвижное основание по центральной оси снабжено валом, вращающимся в подшипниках бобышки, жестко установленной снизу основания, а кулачковый механизм выполнен в виде кулачка с трехгранной овальной боковой поверхностью, верхняя часть которой снабжена зубьями, чередующимися с тремя симметрично расположенными впадинами, параллельными вертикальной оси кулачка, при этом на кулачок сверху насажен жестко закрепленный диск с перфорацией, а снизу расположены три ролика, кроме того, механизм поворота крестовины снабжен двумя электромагнитами с подпружиненными якорями, связанными рычагами с двумя собачками, вырезы которых взаимодействуют с роликами кулачка, а также толкателем с подпружиненным штоком и бруском клинообразной формы, демпфером и рычагом с роликом, входящим в контакт с овальной боковой поверхностью кулачка, в свою очередь, механизм фиксации выполнен в виде подпружиненного храповика, расположенного на оси сверху неподвижного основания и входящего в зацепление с зубьями кулачка, кроме того, турникет снабжен контроллером, содержащим плату с датчиками, реагирующими на вращение диска с перфорацией (см. патент на полезную модель RU 24499 U1, кл. E06B 11/08, дата публ. 10.08.2002).Known turnstile containing a fixed base, a shaft mounted on it with the possibility of rotation of the cross, made in the form of a conical disk with three guards, the rotation mechanism of the cross in the form of a cam mechanism with a spring-loaded pusher and a locking mechanism, and the fixed base along the central axis is provided with a shaft, rotating in the bearings of the boss, rigidly mounted from the bottom of the base, and the cam mechanism is made in the form of a cam with a triangular oval lateral surface, the upper part of which The th is equipped with teeth alternating with three symmetrically located depressions parallel to the vertical axis of the cam, while a rigidly mounted disk with perforation is mounted on top of the cam, and three rollers are located on the bottom, in addition, the cross-rotation mechanism is equipped with two electromagnets with spring-loaded anchors connected by levers with two dogs, cutouts which interact with the cam rollers, as well as a pusher with a spring-loaded rod and a wedge-shaped bar, a damper and a lever with a roller coming into contact with an oval lateral surface of the cam, in turn, the locking mechanism is made in the form of a spring-loaded ratchet located on an axis above the fixed base and engaged with the teeth of the cam, in addition, the turnstile is equipped with a controller containing a board with sensors that respond to the rotation of the disk with perforation (cm. Utility Model Patent RU 24499 U1, CL E06B 11/08, date publ. 08/10/2002).

Недостатком данного турникета является то, что для демпфирования механизма поворота при подходе преграждающих штанг к исходному положению применяется демпфер с прямолинейным движением демпфирующего элемента (штока гидроцилиндра), при передаче усилия на который от вращающегося кулачка механизма поворота возникают перпендикулярные к движению штока демпфирующего элемента силы, а в момент касания ролика и кулачка имеет место удар, что в совокупности отрицательно влияет на надежность механизма демпфирования и усложняет его конструкцию. Кулачок имеет сложный профиль, для изготовления которого требуется специальное высокоточное оборудование или весьма дорогой станок с ЧПУ. В качестве демпфера используется высокоточная, а следовательно, дорогостоящая плунжерная пара с калиброванными перепускными отверстиями. Для передачи вращательного движения кулачка на плунжерный демпфер используются дополнительные детали и узлы: рычаг и ролик, что усложняет конструкцию и снижает надежность турникета. Кроме того, отсутствует регулировка моментов начала и окончания демпфированием механизма поворота при проходе через турникет, что ухудшает условия прохождения людей через турникет: при медленной доводке преграждающих штанг до исходного положения снижается пропускная способность турникета, а при быстрой доводке преграждающих штанг до исходного положения возможен их удар сзади по проходящему человеку.The disadvantage of this turnstile is that for damping the rotation mechanism when the barrier rods approach the initial position, a damper with a rectilinear movement of the damping element (hydraulic cylinder rod) is used, when the force is transmitted to it from the rotating cam of the rotation mechanism, forces are generated perpendicular to the movement of the rod of the damping element, and at the moment of touching the roller and cam, a shock occurs, which in aggregate negatively affects the reliability of the damping mechanism and complicates its design. The cam has a complex profile, the manufacture of which requires special high-precision equipment or a very expensive CNC machine. As a damper, a highly accurate and, therefore, expensive plunger pair with calibrated bypass holes is used. To transfer the rotational movement of the cam to the plunger damper, additional parts and assemblies are used: a lever and a roller, which complicates the design and reduces the reliability of the turnstile. In addition, there is no adjustment of the start and end moments by damping the rotation mechanism when passing through the turnstile, which worsens the conditions for people to pass through the turnstile: when the barrier rods are slowly brought back to their initial position, the turnstile's throughput decreases, and when the barrier rods are quickly brought back to their initial position, they can hit behind a passing person.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является поданная мной же ранее заявка на изобретение в отношении турникета. Этот турникет содержит неподвижную стойку, плиту механизма с подшипниковым узлом, вал, установленный с возможностью вращения в подшипниковом узле, соединенную с валом ступицу с преграждающими штангами, механизмы позиционирования и фиксации преграждающих штанг, устройство плавной доводки преграждающих штанг до исходного положения, датчик угла поворота, блок электронного управления, световую индикацию и пульт дистанционного управления.The closest analogue to the proposed invention is the application filed by me earlier for the invention regarding the turnstile. This turnstile comprises a stationary stand, a mechanism plate with a bearing assembly, a shaft rotatably mounted in the bearing assembly, a hub with locking rods connected to the shaft, positioning and fixing mechanisms of the locking rods, a device for smoothly adjusting the locking rods to the starting position, a rotation angle sensor, electronic control unit, light indication and remote control.

Причем устройство плавной доводки выполнено в виде жидкостной муфты, мальтийского креста и толкателей. Толкатели расположены на механизме позиционирования таким образом, чтобы они входили в пазы мальтийского креста при условии приближения преграждающих штанг к исходному положению и чтобы толкатели выходили из пазов мальтийского креста в промежуточных положениях штанг.Moreover, the device for smooth finishing is made in the form of a fluid coupling, a Maltese cross and pushers. Pushers are located on the positioning mechanism in such a way that they enter the grooves of the Maltese cross, provided that the barrier rods approach the starting position and that the pushers exit the grooves of the Maltese cross in the intermediate positions of the rods.

Кроме того, вращающаяся подвижная часть жидкостной муфты жестко и соосно соединена с мальтийским крестом, а неподвижная часть муфты соединена с корпусом турникета (см. заявку на изобретение №2009131252, RU, кл. E06B 11/08, дата подачи заявки 19.08.09).In addition, the rotating movable part of the fluid coupling is rigidly and coaxially connected to the Maltese cross, and the fixed part of the coupling is connected to the turnstile housing (see application for invention No. 2009131252, RU, CL E06B 11/08, filing date 08/19/09).

Недостатком данного турникета является то, что в нем, как и в предыдущем аналоге, отсутствует регулировка моментов начала и окончания демпфирования поворота преграждающих штанг при проходе через турникет, что ухудшает условия прохождения людей через турникет: при медленной доводке преграждающих штанг до исходного положения снижается пропускная способность турникета, а при быстрой доводке преграждающих штанг до исходного положения возможен их удар сзади по проходящему человеку, что является значительным недостатком для полноростовых турникетов, имеющих большой момент инерции вращающихся частей.The disadvantage of this turnstile is that in it, as in the previous analogue, there is no adjustment of the moments of the beginning and end of the damping of the rotation of the barrier rods when passing through the turnstile, which worsens the conditions for people to pass through the turnstile: when the barrier rods are slowly brought to the initial position, the throughput decreases turnstile, and with a quick adjustment of the blocking rods to the starting position, they may strike from behind at a passing person, which is a significant drawback for full-height turnstiles having a large moment of inertia of the rotating parts.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в добавлении в механизм полноростового турникета устройства включения-выключения демпфирования поворота преграждающих штанг при проходе через турникет, что повышает пропускную способность турникета и удобство прохождения людей через турникет.The technical result of the invention consists in adding to the mechanism of a full-height turnstile an on / off device for damping the rotation of the blocking rods when passing through the turnstile, which increases the throughput of the turnstile and the convenience of people passing through the turnstile.

Достижение указанного результата обеспечивается тем, что полноростовый турникет содержит ограждение, плиту механизма с подшипниковым узлом, ротор, установленный с возможностью вращения в подшипниковом узле, соединенные с ротором преграждающие штанги, механизм доводки и позиционирования, механизм фиксации преграждающих штанг, механизм демпфирования доводки преграждающих штанг до исходного положения, выполненный в виде жидкостной муфты, мальтийского креста и диска с толкателями.Achieving this result is ensured by the fact that a full-height turnstile contains a fence, a mechanism plate with a bearing assembly, a rotor mounted to rotate in the bearing assembly, locking rods connected to the rotor, a locking and positioning mechanism, a locking mechanism for locking the locking rods, a damping mechanism for locking the locking rods to initial position, made in the form of a fluid coupling, a Maltese cross and a disk with pushers.

В соответствии с изобретением механизм демпфирования доводки снабжен устройством включения-выключения демпфирования поворота преграждающих штанг, выполненным в виде электромагнита, управляемого от датчиков углового положения преграждающих штанг и взаимодействующего через небольшой зазор с ферромагнитным тормозным диском.In accordance with the invention, the latching damping mechanism is equipped with an on-off device for damping rotation of the bar rods, made in the form of an electromagnet controlled from the angle sensors of the bar rods and interacting through a small gap with the ferromagnetic brake disk.

При этом вращающийся корпус жидкостной муфты жестко и соосно соединен с мальтийским крестом, а вал муфты соединен с ферромагнитным тормозным диском.In this case, the rotating housing of the fluid coupling is rigidly and coaxially connected to the Maltese cross, and the coupling shaft is connected to a ferromagnetic brake disk.

Кроме того, моменты включения и выключения жидкостной муфты заданы временем подачи и снятия напряжения на электромагниты по команде от датчика углового положения преграждающих штанг ротора.In addition, the moments of turning on and off the fluid coupling are set by the time of supply and removal of voltage to the electromagnets on command from the angle sensor of the rotor bar rods.

Полноростовый турникет поясняется чертежами.Full-height turnstile is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлен общий вид полноростового турникета спереди.Figure 1 presents a General view of a full-height turnstile in front.

На фиг.2 - общий вид турникета сверху.Figure 2 is a General view of the turnstile from above.

На фиг.3 - вид механизма турникета сбоку (коромысло 11 с роликом 10 не показаны).Figure 3 is a side view of the turnstile mechanism (rocker 11 with roller 10 not shown).

На фиг.4 - вид механизма турникета сверху в исходном положении преграждающих штанг.Figure 4 is a top view of the turnstile mechanism in the initial position of the blocking rods.

На фиг.1 и 2 показаны неподвижное ограждение 1, механизм турникета 2, ротор 3 с преграждающими штангами 4. Механизм турникета состоит из механизма доводки и позиционирования преграждающих штанг, механизма фиксации (стопорения) преграждающих штанг, механизма демпфирования доводки преграждающих штанг до исходного положения. Связь механизма турникета 2 и ротора 3 осуществляется через подшипниковый узел 5.Figures 1 and 2 show the fixed guard 1, the turnstile mechanism 2, the rotor 3 with the bar rods 4. The turnstile mechanism consists of a mechanism for adjusting and positioning the bar rods, a locking mechanism (locking) of the bar rods, a damping mechanism for adjusting the bar rods to the initial position. The connection of the turnstile mechanism 2 and the rotor 3 is carried out through the bearing assembly 5.

Механизм доводки и позиционирования обеспечивает точное расположение в исходном положении преграждающих штанг 4 после прохода человека через турникет. Как видно на фиг.3, ротор 3 турникета жестко соединен с валом 6. Подшипниковый узел 5 жестко закреплен на плите 7 механизма, в свою очередь, жестко установленной на ограждении 1 турникета. На валу 6 жестко установлен диск 8, на котором жестко установлены профильные кулачки 9, в частном случае круглые, которые совместно с подпружиненным роликом 10 и коромыслом 11 (см. фиг.4) обеспечивают доводку и позиционирование в исходном положении преграждающих штанг 4. Коромысло 11 имеет возможность поворачиваться вокруг оси 12, жестко закрепленной на плите 7 механизма. Усилие прижатия ролика 10 коромысла 11 к кулачкам 9 регулируется натяжным устройством, состоящим из пружины 13, крюка 14 со стопорной гайкой, и втулки 15, жестко установленной на плите 7 механизма.The fine-tuning and positioning mechanism ensures the exact location in the initial position of the blocking rods 4 after a person passes through the turnstile. As can be seen in figure 3, the rotor 3 of the turnstile is rigidly connected to the shaft 6. The bearing assembly 5 is rigidly mounted on the plate 7 of the mechanism, which, in turn, is rigidly mounted on the barrier 1 of the turnstile. A disk 8 is rigidly mounted on the shaft 6, on which the profile cams 9 are rigidly mounted, in the particular case round, which together with the spring-loaded roller 10 and the rocker 11 (see Fig. 4) provide for lapping and positioning of the locking rods in the initial position 4. Rocker 11 has the ability to rotate around an axis 12, rigidly fixed to the plate 7 of the mechanism. The pressing force of the roller 10 of the rocker arm 11 to the cams 9 is regulated by a tensioning device consisting of a spring 13, a hook 14 with a lock nut, and a sleeve 15, rigidly mounted on the plate 7 of the mechanism.

Механизм демпфирования доводки преграждающих штанг 4 до исходного положения включает:The damping mechanism for finishing the blocking rods 4 to the initial position includes:

- во-первых, жидкостную муфту, состоящей из двух поворачивающихся относительно друг друга частей, причем одна часть - корпус жидкостной муфты 16 - жестко и соосно соединена с трехпозиционным мальтийским крестом 17, а вторая часть - вал жидкостной муфты 18 - жестко и соосно соединена с ферромагнитным тормозным диском 19;- firstly, the fluid coupling, which consists of two parts rotating relative to each other, and one part - the housing of the fluid coupling 16 - is rigidly and coaxially connected to the three-position Maltese cross 17, and the second part is the shaft of the fluid coupling 18 - rigidly and coaxially connected to a ferromagnetic brake disk 19;

- во-вторых, три расположенных под углами 120° толкателя 20 (в частном случае подшипники), сидящие на осях, жестко закрепленных на диске 8. Обе части жидкостной муфты соединены таким образом, что между ними имеется полость, заполненная вязкой жидкостью, которая создает вязкое сопротивление вращению относительно друг друга корпуса 16 и вала 18 муфты.- secondly, three pushers 20 located at angles of 120 ° (in the particular case bearings), sitting on axes rigidly mounted on the disk 8. Both parts of the fluid coupling are connected in such a way that between them there is a cavity filled with a viscous fluid, which creates viscous resistance to rotation relative to each other of the housing 16 and the shaft 18 of the coupling.

На фиг.3 и 4 показано взаимное расположение толкателей 20 и мальтийского креста 17 в исходном положении преграждающих штанг 4, которое обеспечивается механизмом доводки и позиционирования. В этом положении толкатель 20 находится в зацеплении с мальтийским крестом 17 и, соответственно, с корпусом жидкостной муфты 16. При вращении преграждающих штанг толкатель 20 начинает вращать корпус жидкостной муфты 16, при этом, если вал 18 муфты заторможен каким-либо способом, жидкостная муфта поглощает кинетическую энергию преграждающих штанг 4 и замедляет их скорость, то есть происходит демпфирование вращения преграждающих штанг.Figure 3 and 4 shows the relative position of the pushers 20 and the Maltese cross 17 in the initial position of the blocking rods 4, which is provided by the mechanism of fine-tuning and positioning. In this position, the pusher 20 is in engagement with the Maltese cross 17 and, accordingly, with the housing of the fluid coupling 16. When the barrier rods rotate, the pusher 20 starts to rotate the fluid coupling body 16, however, if the coupling shaft 18 is braked in any way, the fluid coupling absorbs the kinetic energy of the barrier rods 4 and slows down their speed, that is, there is a damping of rotation of the barrier rods.

Для того чтобы повысить пропускную способность турникета и удобство прохождения людей через турникет, механизм демпфирования доводки преграждающих штанг турникета снабжен устройством включения-выключения демпфирования поворота преграждающих штанг при проходе через турникет. Устройство включения-выключения демпфирования состоит из ферромагнитного тормозного диска 19, жестко и соосно соединенного с валом жидкостной муфты 18, электромагнита 21, установленного в ящике 22 с зазором Δ₁ с возможностью движения вверх-вниз, датчика 23 углового положения преграждающих штанг 4. Ящик 22 неподвижно закреплен на плите механизма 7. Между ферромагнитным тормозным диском 19 и электромагнитом 21 имеется зазор Δ₂, такой, что при подаче напряжения на электромагнит между ним и ферромагнитным тормозным диском 19 возникает сила притяжения, достаточная для преодоления веса электромагнита и поднятия его до прилипания к ферромагнитному тормозному диску 19; при этом ферромагнитный тормозной диск 19, а вместе с ним и вал 18 жидкостной муфты не могут вращаться. Вращение корпуса 16 муфты замедляется из-за жидкостного трения, тем самым замедляется и вращение преграждающих штанг 4. Подавая и убирая напряжение на электромагнит 21 в нужные моменты времени, можно добиться оптимальной работы турникета, обеспечивающей максимальную пропускную способность турникета и одновременно удобство прохождения людей через турникет.In order to increase the throughput of the turnstile and the convenience of people passing through the turnstile, the damping mechanism for finishing the barrier rods of the turnstile is equipped with an on / off switch for damping the rotation of the barrier rods when passing through the turnstile. The damping on / off device consists of a ferromagnetic brake disk 19, rigidly and coaxially connected to the shaft of the fluid coupling 18, an electromagnet 21 mounted in the box 22 with a gap Δ ₁ with the possibility of movement up and down, the angle sensor 23 of the bar rods 4. Box 22 fixedly mounted on the plate of the mechanism 7. Between the ferromagnetic brake disk 19 and the electromagnet 21 there is a gap Δ ₂ such that when a voltage is applied to the electromagnet between it and the ferromagnetic brake disk 19, an attractive force I am sufficient to overcome the weight of the electromagnet and lift it to adhere to the ferromagnetic brake disk 19; while the ferromagnetic brake disk 19, and with it the shaft 18 of the fluid clutch cannot rotate. The rotation of the clutch housing 16 is slowed down due to liquid friction, thereby slowing down the rotation of the barrier rods 4. By applying and removing voltage to the electromagnet 21 at the right time, it is possible to achieve the optimal operation of the turnstile, providing maximum throughput of the turnstile and at the same time the convenience of people passing through the turnstile .

Claims

1. A full-height turnstile comprising a guard, a mechanism plate with a bearing assembly, a rotor mounted to rotate in the bearing assembly, locking rods connected to the rotor, a locking and positioning mechanism, locking rod locking mechanism, a damping mechanism for locking the locking rods to the initial position, made in the form of a fluid coupling, a Maltese cross and a pusher disk, characterized in that the latching damping mechanism is additionally equipped with an on-off device I damping rotation of the barrier rods, made in the form of an electromagnet controlled from the angle sensors of the barrier rods and interacting through a small gap with a ferromagnetic brake disk, while the rotating housing of the fluid coupling is rigidly and coaxially connected to the Maltese cross, and the coupling shaft is connected to the ferromagnetic brake disk .

2. Full-height turnstile according to claim 1, characterized in that the moments of turning on and off the fluid coupling are set by the time of supply and removal of voltage to the electromagnets on command from the angle sensor of the rotor bar rods.