TW201923211A - 門機結構 - Google Patents

Abstract

一種門機結構，係涉及門機領域，該門機包括：驅動馬達、傳動結構及角度感測器，傳動結構與驅動馬達的輸出軸相連，傳動結構還與角度感測器的旋轉磁極相連，旋轉磁極在傳動結構的傳動作用下與驅動馬達的輸出軸同步轉動，傳動結構的傳動比與門體的最大行程以及角度感測器的旋轉磁極的工作角度範圍相匹配；本發明公開的門機中採用角度感測器來實現電子式限位元，可以實現軟停止，同時在停電等情況下不會丟失同步位置，可靠性更高，且使用壽命較長、精度較高。

Description

門機結構

本發明涉及門機領域，尤其是一種門機結構。

門機是電動門中的重要組成部件，其用於驅動電動門的門體開啟及關閉，門機中包括有限位元結構，門機的限位元結構用於控制門體在運行到上限位以及下限位時自動停止。目前門機中通常採用機械式限位元結構或電子式限位元結構。

機械式限位元結構是在門機中設置兩個機械限位元開關，通過這兩個機械限位元開關來實現限位元，但機械式限位元結構安裝麻煩，且無法實現軟停止、電流衝擊比較嚴重，會嚴重影響電動門的使用壽命，已經被逐步淘汰。

電子式限位元結構可以解決機械式限位元結構的缺點，電子式限位元結構是通過在門機中設置編碼器來實現的，通過編碼器的計數值可以提前識別上限位及下限位，從而實現軟啟動及軟停止。電子式限位元結構中的編碼器又分為增量型編碼器及絕對值編碼器兩類，增量型編碼器有霍爾式增量型編碼器以及光電式增量型編碼器等，該類型編碼器在突然停電、馬達離合器突然分離以及人工開關門操作等情況下會停止工作，門體的位置及原記憶 位置出現偏差時無法自動找回，容易出現錯誤，可靠性較低，應用範圍較窄。因此更為常用的是絕對值編碼器，絕對值編碼器有光電式絕對值編碼器以及多霍爾組合式絕對值編碼器等，該類型編碼器的記憶始終可以及門體的位置實現同步，可靠性較高，應用範圍較廣，但常規的絕對值編碼器的結構較複雜不易實現、成本較高，同時某些應用型絕對值編碼器在使用過程中，容易出現解析度低或接觸不良的情況，影響使用效果或使用壽命。

本發明人針對上述問題及技術需求，提出了一種門機結構，該門機採用角度感測器實現電子式限位元，不僅可以實現軟停止，而且不會丟失同步位置，可靠性較高，且使用壽命較長、精度較高。

本發明的技術方案如下：一種門機結構，該門機用於驅動門體，該門機包括：驅動馬達、傳動結構及角度感測器，傳動結構與驅動馬達的輸出軸相連，傳動結構還與角度感測器的旋轉磁極相連，旋轉磁極在傳動結構的傳動作用下與驅動馬達的輸出軸同步轉動，傳動結構的傳動比與門體的最大行程以及角度感測器的旋轉磁極的工作角度範圍相匹配，門體的最大行程是門體的上限位與下限位之間的運行行程，旋轉磁極的工作角度範圍在旋轉磁極的最大旋轉範圍內，旋轉磁極的工作角度範圍是旋轉磁極在門體的運行過程中的旋轉角度範圍； 其中，上限位是門體在門機的驅動下打開時最大所能達到的位置，下限位是門體在門機的驅動下關閉時最大所能達到的位置。

其進一步的技術方案為，門機還包括傳動卡盤，傳動卡盤內設置有一圈的卡盤內齒，驅動馬達的輸出軸上連接有馬達齒輪，馬達齒輪與卡盤內齒相齒合，傳動結構中包括傳動齒輪，傳動齒輪與卡盤內齒相齒合，傳動結構通過傳動卡盤與驅動馬達的輸出軸相連。

其進一步的技術方案為，傳動結構為蝸桿蝸輪結構，傳動結構中包括蝸桿及蝸輪，角度感測器的旋轉磁極與蝸輪的中心軸相連，蝸桿與蝸輪相齒合，蝸桿的一端固定在驅動馬達的輸出軸上。

其進一步的技術方案為，傳動結構為蝸桿蝸輪結構，傳動結構中還包括蝸桿及蝸輪，角度感測器的旋轉磁極與蝸輪的中心軸相連，蝸桿與蝸輪相齒合，蝸桿的一端固定在傳動齒輪的中心軸上。

其進一步的技術方案為，蝸輪包括蝸輪本體及第一超限離合器滑塊，蝸輪本體與蝸桿相齒合，蝸輪本體與第一超限離合器滑塊之間包括摩擦面固定在一起，且第一超限離合器滑塊固定於蝸輪的中心軸，角度感測器的旋轉磁極固定在蝸輪的中心軸上，並與第一超限離合器滑塊同步轉動。

其進一步的技術方案為，傳動結構為齒輪傳動結構，齒輪傳 動結構包括第一齒輪及第二齒輪，第一齒輪及第二齒輪直接或間接地齒合在一起，第一齒輪固定在驅動馬達的輸出軸上，並與驅動馬達的輸出軸同步轉動，角度感測器的旋轉磁極固定在第二齒輪的中心軸上。

其進一步的技術方案為，傳動結構為齒輪傳動結構，齒輪傳動結構包括第一齒輪及第二齒輪，第一齒輪及第二齒輪直接或間接地齒合在一起，第一齒輪與傳動齒輪的中心軸相連，角度感測器的旋轉磁極固定在第二齒輪的中心軸上。

其進一步的技術方案為，第一齒輪包括齒輪本體及第二超限離合器滑塊，齒輪本體與第二超限離合器滑塊之間包括摩擦面固定在一起，齒輪本體及第二齒輪直接或間接地齒合在一起，第二超限離合器滑塊固定在驅動馬達的輸出軸上或者與傳動齒輪的中心軸相連。

本發明的有益技術效果是：本發明公開的門機中採用角度感測器來實現電子式限位元，可以實現軟停止，同時，由於角度感測器始終與門機及門體同步，因此即使出現停電等情況，在重新復電後角度感測器所感應的旋轉角度始終與門體同步，仍然可以準確進行限位；另外，相較於現有的電子式限位元所採用的編碼器，角度感測器是非接觸式的，使用壽命長、精度高、適用溫度也較廣。

10‧‧‧驅動馬達

11‧‧‧輸出軸

12‧‧‧馬達齒輪

20‧‧‧傳動結構

21‧‧‧蝸桿

22‧‧‧蝸輪

23‧‧‧蝸輪本體

24‧‧‧第一超限離合器滑塊

25‧‧‧傳動齒輪

26‧‧‧第一齒輪

27‧‧‧第二齒輪

28‧‧‧齒輪本體

29‧‧‧第二超限離合器滑塊

30‧‧‧角度感測器

40‧‧‧傳動卡盤

41‧‧‧卡盤內齒

第一圖是本發明公開的門機的一種結構圖。

第二圖是本發明公開的門機的另一種結構圖。

第三圖是本發明公開的門機的再一種結構圖。

第四圖是本發明公開的門機的又一種結構圖。

第五圖是本發明公開的門機中的齒輪本體與第二超限離合器滑塊的分解示意圖。

以下結合圖式對本發明的具體實施方式做進一步說明。

本發明公開了一種門機結構，該門機用於驅動電動門的門體開啟及關閉，在本發明中，門機驅動門體開啟及關閉的方式包括但不限於：驅動門體沿垂直方向上下滑動/平開/翻擺/伸縮等，以及驅動門體沿水平方向左右滑動/平開/翻擺/伸縮等，本發明對此不做限定。該門機中包括限位元結構，其限位元結構是電子式限位元結構，或者是機械式及電子式混合限位元結構，請參考第一圖至第四圖所示的立體分解結構圖，該門機至少包括：驅動馬達10、傳動結構20及角度感測器30。

可選的，該傳動結構20為蝸桿蝸輪結構、齒輪傳動結構以及行星減速機結構等各類傳動結構。傳動結構20的結構不同，及/或，傳動結構20與驅動馬達10的輸出軸11的連接方式不同時，門機的結構也不同：

一、在第一種情況中，請參考第一圖及第二圖，傳動結構20為蝸桿蝸輪結構，則傳動結構20中至少包括蝸桿21及蝸輪22，蝸桿21與蝸輪22相齒合。在這種情況中，傳動結構20與驅 動馬達10的輸出軸11相連主要包括以下兩種方式：

1、在第一種實施方式中，請參考第一圖所示，傳動結構20直接連接驅動馬達10的輸出軸11，具體為將傳動結構20中的蝸桿21的一端固定在驅動馬達10的輸出軸11上，則驅動馬達10在工作時，驅動馬達10的輸出軸11轉動，帶動與其相連的傳動結構20同步轉動。

2、在第二種實施方式中，請參考第二圖所示，該門機中還包括傳動卡盤40，傳動結構20通過傳動卡盤40連接驅動馬達10的輸出軸11(第二圖中未示出驅動馬達10的輸出軸11，請配合參考第一圖)，具體為：傳動卡盤40內設置有一圈的卡盤內齒41，驅動馬達10的輸出軸11上連接有馬達齒輪12，馬達齒輪12與卡盤內齒41相齒合，傳動結構20中還包括傳動齒輪25，傳動齒輪25與卡盤內齒41相齒合，蝸桿21的一端還固定在傳動齒輪25的中心軸上，在這種連接方式中，驅動馬達10在工作時，驅動馬達10的輸出軸11帶動馬達齒輪12轉動，馬達齒輪12帶動傳動卡盤40同步轉動，傳動卡盤40通過帶動傳動齒輪25來帶動整個傳動結構20同步轉動。

二、在第二種情況中，請參考第三圖及第四圖，該傳動結構20為齒輪傳動結構，則傳動結構20中至少包括第一齒輪26及第二齒輪27，第一齒輪26及第二齒輪27直接齒合在一起實現一級傳動，或者，第一齒輪26及第二齒輪27通過其他若干個齒輪間接地齒合在一起實現多級齒輪傳動，從而使得傳動結構20有合 適的傳動比，如第三圖及第四圖示出了第一齒輪26及第二齒輪27直接齒合在一起的示意圖。在這種情況中，傳動結構20與驅動馬達10的輸出軸11相連主要包括以下兩種方式：

1、在第一種實施方式中，請參考第三圖所示，傳動結構20直接連接驅動馬達10的輸出軸11，具體為將傳動結構20中的第一齒輪26固定在驅動馬達10的輸出軸11上，則驅動馬達10在工作時，驅動馬達10的輸出軸11轉動，通過帶動第一齒輪26來帶動整個傳動結構20同步轉動。

2、在第二種實施方式中，請參考第四圖所示，該門機中還包括傳動卡盤40，傳動結構20通過傳動卡盤40連接驅動馬達10的輸出軸11(第四圖中未示出驅動馬達10的輸出軸11，請配合參考第三圖)，具體為：傳動卡盤40內設置有一圈的卡盤內齒41，驅動馬達10的輸出軸11上連接有馬達齒輪12，馬達齒輪12與卡盤內齒41相齒合，傳動結構20中也包括傳動齒輪25，傳動齒輪25與卡盤內齒41相齒合。傳動結構20中的第一齒輪26與傳動齒輪25的中心軸相連，則驅動馬達10在工作時，驅動馬達10的輸出軸11帶動馬達齒輪12轉動，馬達齒輪12帶動傳動卡盤40同步轉動，傳動卡盤40通過帶動傳動齒輪25來帶動整個傳動結構20同步轉動。

該角度感測器30用於實現電子式限位元功能，角度感測器30可以是霍爾角度感測器或任意其他角度感測器，傳動結構20與角度感測器30的旋轉磁極相連，具體為：當傳動結構20為蝸 桿蝸輪結構時，角度感測器30的旋轉磁極與蝸輪22的中心軸相連，如第一圖及第二圖所示；當傳動結構20為齒輪傳動結構時，角度感測器30的旋轉磁極與第二齒輪27的中心軸相連，如第三圖及第四圖所示。角度感測器30的旋轉磁極在傳動結構20的傳動作用下始終與驅動馬達10的輸出軸11同步轉動，使得旋轉磁極的位置始終與門機驅動的門體的位置相同步，門體在門機的驅動下打開時最多達到上限位、在門機的驅動下關閉時最多達到下限位，因此門體運行的最大行程即為上限位與下限位之間的運行行程。但角度感測器30的旋轉磁極存在一個最大旋轉範圍，最大旋轉範圍表示角度感測器30所能測量的角度的範圍，最大旋轉範圍是角度感測器30的固有屬性，通常由角度感測器30的型號來決定，比如常見的單圈角度感測器的最大旋轉範圍為0~360度，多模角度感測器的最大旋轉範圍可以是0~180度，多圈角度感測器的最大旋轉範圍可以是0~720度，本發明對此不做限定。為了保證角度感測器30的正常工作，角度感測器30的旋轉磁極需要在該最大旋轉範圍內工作，因此需要合理配置傳動結構20的傳動比，使得旋轉磁極在門體運行的過程中所旋轉的角度在該最大旋轉範圍內，該傳動比通常較大，比如實際會採用45：1或者40：1之類的傳動比。具體的傳動比的比值可以根據實際需要進行配置，傳動結構20的傳動比與門體的最大行程及角度感測器30的旋轉磁極的工作角度範圍相匹配，實際所配置的傳動比使得門體運行至上限位時，旋轉磁極旋轉到工作角度範圍的下限 ，門體運行至下限位時，旋轉磁極旋轉到工作角度範圍的上限；或者，所配置的傳動比使得門體運行至上限位時，旋轉磁極旋轉到工作角度範圍的上限，門體運行至下限位時，旋轉磁極旋轉至工作角度範圍的下限。旋轉磁極所能旋轉的上下限在旋轉磁極的最大旋轉範圍內，上限與下限之間的角度範圍即為旋轉磁極的工作角度範圍，比如在使用單圈角度感測器時，旋轉磁極的最大旋轉範圍為0~360度，則可以將旋轉磁極的工作角度範圍設置為0~270度，在最大旋轉範圍內。

如上所述，由於旋轉磁極的旋轉角度存在上下限，因此為了避免在首次安裝時，門體上限或下限超出旋轉磁極的上下限度，本發明的傳動結構20中還包括超限離合器滑塊，在第一圖及第二圖示出的蝸桿蝸輪結構中，蝸輪22包括蝸輪本體23及第一超限離合器滑塊24，蝸輪本體23與蝸桿21相齒合，蝸輪本體23與第一超限離合器滑塊24固定在一起，且第一超限離合器滑塊24與蝸輪本體23之間包括帶細齒的摩擦面，第一超限離合器滑塊24固定於蝸輪22的中心軸上，在將旋轉磁極與蝸輪22的中心軸相連固定時，並不是直接將旋轉磁極固定在蝸輪本體23上，因此不是由蝸輪本體23直接帶動旋轉磁極同步轉動，而是蝸輪本體23帶動第一超限離合器滑塊24同步轉動，再由第一超限離合器滑塊24帶動旋轉磁極同步轉動。在第三圖示出的齒輪傳動結構中，第一齒輪26包括齒輪本體28及第二超限離合器滑塊29，其示意圖可以參考第五圖，齒輪本體28與第二超限離合器 滑塊29固定在一起，且齒輪本體28與第二超限離合器滑塊29之間包括摩擦面，齒輪本體28及第二齒輪27直接或間接地齒合在一起，同時第二超限離合器滑塊29固定在驅動馬達10的輸出軸11上。在第四圖示出的齒輪傳動結構中，第一齒輪26也包括齒輪本體28及第二超限離合器滑塊29，齒輪本體28與第二超限離合器滑塊29固定在一起，且齒輪本體28與第二超限離合器滑塊29之間包括摩擦面，齒輪本體28及第二齒輪27直接或間接地齒合在一起，在將第一齒輪26與傳動齒輪25的中心軸相連時，並不是將齒輪本體28與傳動齒輪25相連，而是將第二超限離合器滑塊29與傳動齒輪25的中心軸固定在一起，因此不是由傳動齒輪25直接帶動齒輪本體28與第二齒輪27及旋轉磁極轉動，而是傳動齒輪25帶動第二超限離合器滑塊29同步轉動，再由第二超限離合器滑塊29帶動齒輪本體28，從而帶動第二齒輪27以及旋轉磁極同步轉動。超限離合器滑塊的設置使得在首次安裝時，若門體上限或下限超出旋轉磁極旋轉的上下限，則第一超限離合器滑塊24或第二超限離合器滑塊29打滑，使得旋轉磁極不會超過上下限，不至於損壞角度感測器30，同時讓角度感測器30自我調整與門體同步工作。

另外需要說明的是，如第一圖至第四圖所示，實際門機中還包括上述各個部件之外的其他部件，這些部件都是組成門機的不可或缺的部分，本發明對這些部件不作一一贅述。

本發明公開的門機結構的工作原理為： 在將門機中的各個結構安裝在一起後，進行限位設置，以門機驅動門體沿垂直方向上下滑動，角度感測器30的旋轉磁極的最大旋轉範圍及工作角度範圍均為0~360度，且門體運行至上限位時，旋轉磁極旋轉到360度，當門體運行至下限位時，旋轉磁極旋轉至0度為例。限位設置完成之後，用戶可以進行正常開關門操作，在門體的正常開關門過程中，用戶可以通過遙控器及牆面開關控制門機驅動門體上升及下降，門體在上限位與下限位之間運行時，角度感測器30感應到與門體的位置所對應的旋轉角度，當角度感測器30感應到旋轉角度到達0度時，門機提前識別到下限位，從而控制驅動馬達10停止驅動，當感應到旋轉角度到達360度時，提前識別到上限位，從而控制驅動馬達10停止驅動，可以實現軟停止。同時，由於角度感測器30始終與門機及門體同步，因此即使出現停電等情況，在重新通電後，角度感測器30所感應的旋轉角度始終與門體位置同步，仍然可以準確進行限位；另外，相較於接觸式的應用型編碼器，角度感測器30是非接觸式的，使用壽命長，結構更簡潔，適用溫度也較廣。

以上所述的僅是本發明的優選實施方式，本發明不限於以上實施例。可以理解，本領域技術人員在不脫離本發明的精神及構思的前提下，直接作出或聯想到的其他改進及變化，均應認為包含在本發明的保護範圍之內。

Claims (9)

1. 一種門機結構，其特徵在於：所述門機用於驅動門體，所述門機包括驅動馬達、傳動結構及角度感測器，所述傳動結構與所述驅動馬達的輸出軸相連，所述傳動結構還與所述角度感測器的旋轉磁極相連，所述旋轉磁極在所述傳動結構的傳動作用下與所述驅動馬達的輸出軸同步轉動，所述傳動結構的傳動比與所述門體的最大行程以及所述角度感測器的旋轉磁極的工作角度範圍相匹配，所述門體的最大行程是所述門體的上限位與下限位之間的運行行程，所述旋轉磁極的工作角度範圍在所述旋轉磁極的最大旋轉範圍內，所述旋轉磁極的工作角度範圍是所述旋轉磁極在所述門體的運行過程中的旋轉角度範圍；其中，所述上限位是所述門體在所述門機的驅動下打開時最大所能達到的位置，所述下限位是所述門體在所述門機的驅動下關閉時最大所能達到的位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述的門機結構，其中所述門機還包括傳動卡盤，所述傳動卡盤內設置有一圈的卡盤內齒，所述驅動馬達的輸出軸上連接有馬達齒輪，所述馬達齒輪與所述卡盤內齒相齒合，所述傳動結構中包括傳動齒輪設有中心軸，所述傳動齒輪與所述卡盤內齒相齒合，所述傳動結構通過所述傳動卡盤與所述驅動馬達的輸出軸相連。
3. 如申請專利範圍第1項所述的門機結構，其中所述傳動結構為蝸 桿蝸輪結構，所述傳動結構中包括蝸桿及蝸輪，所述蝸輪設有中心軸，所述角度感測器的旋轉磁極與所述蝸輪的中心軸相連，所述蝸桿與所述蝸輪相齒合，所述蝸桿的一端固定在所述驅動馬達的輸出軸上。
4. 如申請專利範圍第2項所述的門機結構，其中所述傳動結構為蝸桿蝸輪結構，所述傳動結構中還包括蝸桿及蝸輪，所述蝸輪設有中心軸，所述角度感測器的旋轉磁極與所述蝸輪的中心軸相連，所述蝸桿與所述蝸輪相齒合，所述蝸桿的一端固定在所述傳動齒輪的中心軸上。
5. 如申請專利範圍第3項或第4項所述的門機結構，其中所述蝸輪包括蝸輪本體及第一超限離合器滑塊，所述蝸輪本體與所述蝸桿相齒合，所述蝸輪本體與所述第一超限離合器滑塊之間包括摩擦面固定在一起，且所述第一超限離合器滑塊固定於所述蝸輪的中心軸，所述角度感測器的旋轉磁極固定在所述蝸輪的中心軸上，並與所述第一超限離合器滑塊同步轉動。
6. 如申請專利範圍第1項所述的門機結構，其中所述傳動結構為齒輪傳動結構，所述齒輪傳動結構包括第一齒輪及第二齒輪，所述第一齒輪及所述第二齒輪直接或間接地齒合在一起，所述第一齒輪固定在所述驅動馬達的輸出軸上，並與所述驅動馬達的輸出軸同步轉動，所述第二齒輪設有中心軸，所述角度感測器的旋轉磁極固定在所述第二齒輪的中心軸上。
7. 如申請專利範圍第2項所述的門機結構，其中所述傳動結構為齒輪傳動結構，所述齒輪傳動結構包括第一齒輪及第二齒輪，所述第一齒輪及所述第二齒輪直接或間接地齒合在一起，所述第一齒輪與所述傳動齒輪的中心軸相連，所述第二齒輪設有中心軸，所述角度感測器的旋轉磁極固定在所述第二齒輪的中心軸上。
8. 如申請專利範圍第6項所述的門機結構，其中所述第一齒輪包括齒輪本體及第二超限離合器滑塊，所述齒輪本體與所述第二超限離合器滑塊之間包括摩擦面固定在一起，所述齒輪本體及所述第二齒輪直接或間接地齒合在一起，所述第二超限離合器滑塊固定在所述驅動馬達的輸出軸上。
9. 如申請專利範圍第7項所述的門機結構，其中所述第一齒輪包括齒輪本體及第二超限離合器滑塊，所述齒輪本體與所述第二超限離合器滑塊之間包括摩擦面固定在一起，所述齒輪本體及所述第二齒輪直接或間接地齒合在一起，所述第二超限離合器滑塊固定在所述傳動齒輪的中心軸上。