自動翼閘機芯裝置以及自動翼閘的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自動翼閘機芯裝置，包括機芯機架以及設置在所述機芯機架上的電機、傳動機構(gòu)、曲柄搖桿機構(gòu)和閘門；所述傳動機構(gòu)包括第一帶輪和第二帶輪，所述第一帶輪連接于所述電機的輸出端，所述第一帶輪通過傳動帶帶動所述第二帶輪；所述曲柄搖桿機構(gòu)包括曲柄、滑動部件和搖桿，所述曲柄、滑動部件和搖桿構(gòu)成封閉型平面四桿機構(gòu)，所述曲柄與所述第二帶輪同軸，所述曲柄與所述第二帶輪之間設有磁性件，所述曲柄與所述第二帶輪在接合面吸合；所述閘門固定于所述搖桿。所述第二帶輪與所述曲柄之間形成一個防止力矩過載的磁離合安全保護裝置，有效防止電機堵轉(zhuǎn)以及保證通行人員的人身安全。本實用新型還公開了使用上述機芯裝置的自動翼閘機。
【專利說明】自動翼閘機芯裝置以及自動翼閘機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及安防設施領(lǐng)域，特別是涉及自動翼閘機芯以及自動翼閘機。
【背景技術(shù)】
[0002]人行通道閘在現(xiàn)實生活中使用越來越多，在景點、商場、車站、辦公樓、地鐵、港口等特定場所，均需要安裝自動通道閘機，通過刷卡、指紋等方式檢測通過通道的行人，以方便各場所對人員的安防管理，維持公共場所安全秩序，是目前最快捷簡便的人員出入口管理設施。自動翼閘通道由于具有響應速度快，通行能力強的特點，在上述場所應用較廣。
[0003]一般地，翼閘通道機芯的傳動方式有兩種，一種是采用齒輪傳動，另一種是皮帶傳動，通過皮帶傳動打滑來實現(xiàn)機電安全和防夾。第一種機芯在安全保護以及防夾傷人設計方面顯得剛性太強，完全依賴紅外傳感器的防夾保護功能，一旦紅外傳感器控制失效時遇到非正常力矩阻擋，閘門驅(qū)動力矩難以減弱，將會影響通道機件和通行人員的安全。第二種傳動方式中皮帶的張力決定摩擦系數(shù)，張力緊，傳動效率高，不易打滑，但容易傷人；皮帶張力太松，影響傳動效率，容易打滑，傳動無力。因此，皮帶傳動無法有效實現(xiàn)機電安全和安全防夾。
實用新型內(nèi)容
[0004]基于此，有必要提供一種防止電機堵轉(zhuǎn)和保證人員通行安全的自動翼閘機芯裝置以及自動翼閘機。
[0005]一種自動翼閘機芯裝置，包括機芯機架以及設置在所述機芯機架上的電機、傳動機構(gòu)、曲柄搖桿機構(gòu)和閘門；
[0006]所述傳動機構(gòu)包括第一帶輪和第二帶輪，所述第一帶輪連接于所述電機的輸出端，所述第一帶輪通過傳動帶帶動所述第二帶輪；
[0007]所述曲柄搖桿機構(gòu)包括曲柄、滑動部件和搖桿，所述曲柄、滑動部件和搖桿構(gòu)成封閉型平面四桿機構(gòu)，所述曲柄與所述第二帶輪同軸，所述曲柄與所述第二帶輪之間設有磁性件，所述曲柄與所述第二帶輪在接合面吸合；
[0008]所述閘門固定于所述搖桿。
[0009]在其中一個實施例中，所述自動翼閘機芯裝置還包括編碼器和微處理電路，所述編碼器監(jiān)測所述曲柄的擺動角度并輸出角度監(jiān)測信號至所述微處理電路，所述微處理電路定位控制所述曲柄。編碼器可以將監(jiān)測到的曲柄擺動角度信號輸出至微處理電路，微處理電路根據(jù)接收到的曲柄擺動角度信號調(diào)整曲柄的轉(zhuǎn)動角度，從而精準控制曲柄的擺動角度，進而調(diào)整閘門的開啟和關(guān)閉。
[0010]在其中一個實施例中，所述第二帶輪通過曲柄軸與所述曲柄同軸，所述第二帶輪與所述曲柄軸滑動配合，所述曲柄與所述曲柄軸為鍵連接的固定配合。
[0011]在其中一個實施例中，所述機芯機架設有雙軸承座，所述曲柄軸套裝于所述雙軸承座，所述曲柄軸伸出所述雙軸承座。曲柄軸伸出雙軸承座的部分可以供編碼器作角度監(jiān)測使用，編碼器監(jiān)測得到曲柄軸的轉(zhuǎn)動角度進而可以得知曲柄的轉(zhuǎn)動角度，監(jiān)測簡單而且方便。
[0012]在其中一個實施例中，其特征在于，所述電機為直流減速電機，所述直流減速電機通過安裝板固定于所述機芯機架，所述安裝板通過螺栓固定于所述機芯機架，所述機芯機架設有與所述螺栓匹配的裝配槽，所述裝配槽沿所述傳動帶的中心軸向方向設有偏移余量。設置偏移余量使電機可以適當上移或者下移，從而使傳動帶有足夠的張力調(diào)節(jié)度，保持合適的摩擦系數(shù)，提高傳動效率。
[0013]在其中一個實施例中，所述機芯機架設有用于限制所述搖桿擺動角度的限位銷。限位銷可以對搖桿在開啟時進行角度限位，使得自動翼閘機芯裝置適合不同規(guī)格的翼閘閘門。
[0014]在其中一個實施例中，所述搖桿通過支點軸與所述機芯機架連接，所述滑動部件帶動所述搖桿以所述支點軸為圓心擺動。
[0015]在其中一個實施例中，所述機芯機架設有裝配開孔，所述支點軸貫穿所述裝配開孔。
[0016]在其中一個實施例中，所述磁性件為永久磁鐵。
[0017]一種自動翼閘機，包括上述自動翼閘機芯裝置。
[0018]上述自動翼閘機芯裝置，電機工作，驅(qū)動所述第一帶輪運轉(zhuǎn)，所述第一帶輪通過傳送帶帶動所述第二帶輪，所述第二帶輪與所述曲柄產(chǎn)生摩擦力矩，帶動所述曲柄作旋轉(zhuǎn)運動，進而帶動平面四桿機構(gòu)中的安裝有閘門的搖桿擺動，使閘門伸縮，實現(xiàn)通道開啟和關(guān)閉。所述第二帶輪與所述曲柄之間形成一個防止力矩過載的磁離合安全保護裝置，其中所述第二帶輪與所述曲柄的吸合力力矩大于轉(zhuǎn)動時力矩，但是小于超載時力矩，當閘門被認為阻擋而引起超載時，磁離合安全保護裝置打滑，所述曲柄、搖桿和閘門停止運動，有效防止電機堵轉(zhuǎn)以及保證通行人員的人身安全。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1 (a)為一實施方式的翼閘通道關(guān)閉時自動翼閘機芯裝置的正面立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖1 (b)為一實施方式的翼閘通道關(guān)閉時自動翼閘機芯裝置的反面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2 (a)為一實施方式的翼閘通道打開時自動翼閘機芯裝置的正面立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2 (b)為一實施方式的翼閘通道打開時自動翼閘機芯裝置的反面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為一實施方式的自動翼閘機芯裝置的傳動結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為一實施方式的兩個自動翼閘機芯裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0025]為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下做類似改進，因此本實用新型不受下面公開的具體實施的限制。
[0026]請參閱圖1-4，一實施方式的自動翼閘機芯裝置，包括機芯機架10以及設置在機芯機架10上的電機20、傳動機構(gòu)30、曲柄搖桿機構(gòu)40和閘門50。
[0027]傳動機構(gòu)30包括第一帶輪300和第二帶輪302，第一帶輪300連接于電機20的輸出端，第一帶輪300通過傳動帶304帶動第二帶輪302。第一帶輪300為主動輪，當電機20驅(qū)動第一帶輪300運轉(zhuǎn)時，第一帶輪300帶動第二帶輪302運轉(zhuǎn)。在一實施方式中，第二帶輪302與第一帶輪300的傳動比為0.6-0.8。傳動比是指第二帶輪302的角速度與第一帶輪300角速度的比值。將第二帶輪302與第一帶輪300的傳動比設置成0.6-0.8，可以使第二帶輪302與第一帶輪300的傳動承載能力大致相同，降低噪聲，并有利于提高傳動的平穩(wěn)性。在本實施方式中，第二帶輪302與第一帶輪300的傳動比為0.8。需要說明的是，在其他實施方式中，第二帶輪302與第一帶輪300的傳動比也可以為其他數(shù)值。在本實施方式中，第一帶輪300通過傳送帶帶動第二帶輪302。
[0028]曲柄搖桿機構(gòu)40包括曲柄400、滑動部件402和搖桿404，曲柄400、滑動部件402和搖桿404構(gòu)成封閉型平面四桿機構(gòu)。曲柄搖桿機構(gòu)40為平面四桿機構(gòu)的一種類型，滑動部件402相當于平面四桿機構(gòu)中的連桿，所述滑動部件402 —端與曲柄400連接，另一端與搖桿404連接。曲柄搖桿機構(gòu)40中既可以是曲柄400主動，搖桿404從動；也可以是搖桿404主動，曲柄400從動。曲柄400為主動件時，可以實現(xiàn)由曲柄400的整周回轉(zhuǎn)運動到搖桿404往復擺動的運動轉(zhuǎn)換。曲柄400作整周轉(zhuǎn)動，搖桿404作往復擺動。在本實施方式中，搖桿404只能在0-180°范圍內(nèi)作往返擺動。當翼閘的閘門50閉合時，曲柄400中心與滑動部件402的連線與搖桿404的中心線垂直，曲柄400和搖桿404處于死點位置，此時，不能推動曲柄400轉(zhuǎn)動，翼閘的閘門50無法人為掰開。當翼閘的閘門50打開時，曲柄400中心與滑動部件402的連線與搖桿404的中心線垂直，曲柄400和搖桿404處于死點位置，此時，不能推動曲柄400轉(zhuǎn)動，翼閘的閘門50無法人為關(guān)閉。這種鎖定功能無需使用任何其他附加控制手段，是一種可靠的純機械鎖定模式。在本實施方式中，死點位置有兩個，在兩個死點位置均預留緩沖區(qū)，減少翼閘閘門50在開啟和關(guān)閉端點的運動慣性，使得機芯裝置傳動平穩(wěn)，降低機械噪聲。
[0029]曲柄400與第二帶輪302同軸，曲柄400與第二帶輪302之間設有磁性件，曲柄400與第二帶輪302在接合面吸合。
[0030]第二帶輪302與曲柄400的傳動采用磁吸合的方法，曲柄400與第二帶輪302在接合面吸合，從而產(chǎn)生摩擦力矩，帶動曲柄400旋轉(zhuǎn)，同時也形成一個防止力矩過載的磁離合安全保護裝置，摩擦力矩由磁性件的吸合力產(chǎn)生扭矩，其應滿足下列條件:
[0031]N1〈N0〈N2，式中，NI為曲柄400轉(zhuǎn)動時的力矩，N2為超載時力矩，NO為吸合力矩。
[0032]上式表明，當閘門50被人為阻擋而引起超載時，磁離合安全保護裝置打滑，曲柄400、搖桿404和閘門50停止運動，有效防止電機堵轉(zhuǎn)以及通行人員的人身安全。
[0033]閘門50固定于搖桿404。閘門50固定在搖桿404上的固定方式可以選擇本領(lǐng)域常用的固定方式，例如螺釘固定。由于曲柄400、滑動部件402和搖桿404組成了平面四桿機構(gòu)，當曲柄400轉(zhuǎn)動時，帶動搖桿404擺動，固定于搖桿404上的閘門50也隨其擺動，以實現(xiàn)翼閘通道的關(guān)閉和開啟。
[0034]上述自動翼閘機芯裝置，電機20工作，驅(qū)動第一帶輪300運轉(zhuǎn)，第一帶輪300通過傳送帶304帶動第二帶輪302，第二帶輪302旋轉(zhuǎn)，進而帶動與第二帶輪302磁吸合的曲柄400作旋轉(zhuǎn)運動，帶動平面四桿機構(gòu)中的安裝有閘門50的搖桿404擺動，使閘門50伸縮，實現(xiàn)通道開啟和關(guān)閉。所述第二帶輪302與所述曲柄400之間形成一個防止力矩過載的磁離合安全保護裝置，其中第二帶輪302與曲柄400的吸合力力矩大于轉(zhuǎn)動時力矩，但是小于超載時力矩，當閘門50被認為阻擋而引起超載時，磁離合安全保護裝置打滑，曲柄400、搖桿404和閘門50停止運動，有效防止電機堵轉(zhuǎn)以及保證通行人員的人身安全。
[0035]在一實施方式中，自動翼閘機芯裝置還包括編碼器60和微處理電路(圖未示)，編碼器60監(jiān)測曲柄400的擺動角度并輸出角度監(jiān)測信號至微處理電路，微處理電路定位控制曲柄400。編碼器60將監(jiān)測到的曲柄400擺動角度信號輸出至微處理電路，微處理電路根據(jù)接收到的曲柄400擺動角度信號調(diào)整曲柄400的轉(zhuǎn)動角度，如此反復，精準控制曲柄400的擺動角度，進而調(diào)整閘門50的開啟和關(guān)閉。在本實施方式中，曲柄搖桿機構(gòu)40在兩個死點位置均預留緩沖區(qū)，通過編碼器60的角度監(jiān)測，微處理電路在緩沖區(qū)實行數(shù)控降壓減速后柔性停止，配合傳送帶304具有的彈性吸收震動和沖擊，減少了翼閘閘門50在開啟和關(guān)閉端點的運動慣性，使得自動翼閘機芯裝置傳動平穩(wěn)，降低了機械噪聲。
[0036]在一實施方式中，第二帶輪302通過曲柄軸406與曲柄400同軸，第二帶輪302與曲柄軸406滑動配合，曲柄400與曲柄軸406為鍵連接的固定配合。第二帶輪302與曲柄400同軸，第二帶輪302與曲柄軸406滑動配合，即第二帶輪302與曲柄軸406之間有一定的配合間隙，配合間隙以第二帶輪302能在曲柄軸406上滑動為準。曲柄400與曲柄軸406為鍵連接的固定配合，鍵連接是通過鍵實現(xiàn)軸和軸上零件間的軸向固定以傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。
[0037]在一實施方式中，機芯機架10設有雙軸承座80，曲柄軸406套裝于雙軸承座80，曲柄軸406伸出雙軸承座80。在本實施方式中，曲柄軸406伸出機芯機架10的部分可以供編碼器60作角度監(jiān)測使用，編碼器60監(jiān)測得到的曲柄軸406轉(zhuǎn)動角度進而可以得知曲柄406的轉(zhuǎn)動角度，監(jiān)測簡單而且方便。
[0038]在一實施方式中，電機20為直流減速電機，直流減速電機通過安裝板70固定于機芯機架10，安裝板70通過螺栓固定于機芯機架10，機芯機架10設有與螺栓匹配的螺栓緊固裝配槽，螺栓緊固裝配槽沿傳動帶304的中心軸向方向設有偏移余量。直流減速電機即齒輪減速電機，是在普通直流電機的基礎(chǔ)上，加上配套齒輪減速箱。齒輪減速箱的作用是，提供較低的轉(zhuǎn)速，較大的力矩?？梢岳斫獾氖牵谄渌麑嵤┓绞街?，也可以采用其他電機實現(xiàn)驅(qū)動第一帶輪300的目的。直流減速電機通過安裝板70固定于機芯機架10，使電機20裝配維護快捷簡便。螺栓緊固裝配槽在沿傳動帶304傳動中心軸向設有偏移余量，即螺栓緊固裝配槽具有延伸部，設置偏移余量使電機可以適當上移或者下移，從而使傳動帶304有足夠的張力調(diào)節(jié)度，保持合適的摩擦系數(shù)，提高傳動效率。
[0039]請再參閱圖1(b)，在一實施方式中，機芯機架10設有用于限制搖桿404擺動角度的限位銷90。限位銷90可以對搖桿404在開啟時進行角度限位，使得自動翼閘機芯裝置適合不同寬度規(guī)格的翼閘閘門50，即同一規(guī)格的自動翼閘機芯裝置，可以配置不同寬度的閘門50。在本實施方式中，在機芯機架10開設滑槽902，限位銷90通過滑槽902可滑動地與機芯機架10連接。當閘門50的寬度較大時，可以將限位銷90下移；而當閘門50的寬度較小時，可以將限位銷90上移。因此，同一規(guī)格的自動翼閘機芯裝置，可以配置不同寬度的閘門50。在一實施方式中，閘門50伸出寬度可達355mm，即通道的寬度為750mm。限位銷90的結(jié)構(gòu)可以是圓柱體也可以是長方體，限位銷90垂直固定于機芯機架10。
[0040]在一實施方式中，搖桿404通過支點軸408與機芯機架10連接，滑動部件402帶動搖桿404以支點軸408為圓心擺動。在本實施方式中，機芯機架10設有裝配開孔102，支點軸408貫穿裝配開孔102。裝配開孔102的個數(shù)可以為兩個，并且兩個裝配開孔102對稱設置，可以使得自動翼閘機芯裝置可對稱裝配于通道的左右機箱，提高自動翼閘機芯裝置使用的靈活性。
[0041]在一實施方式中，磁性件為永久磁鐵。永久磁鐵鑲嵌于第二帶輪302與曲柄之間，永久磁鐵可以長久保持自身磁性，使得自動翼閘機芯裝置性能穩(wěn)定。在其他實施方式中，磁性件也可以是其他磁性部件。
[0042]上述自動翼閘機芯裝置可以用于自動翼閘機。
[0043]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種自動翼閘機芯裝置，其特征在于，包括機芯機架以及設置在所述機芯機架上的電機、傳動機構(gòu)、曲柄搖桿機構(gòu)和閘門； 所述傳動機構(gòu)包括第一帶輪和第二帶輪，所述第一帶輪連接于所述電機的輸出端，所述第一帶輪通過傳動帶帶動所述第二帶輪； 所述曲柄搖桿機構(gòu)包括曲柄、滑動部件和搖桿，所述曲柄、滑動部件和搖桿構(gòu)成封閉型平面四桿機構(gòu)，所述曲柄與所述第二帶輪同軸，所述曲柄與所述第二帶輪之間設有磁性件，所述曲柄與所述第二帶輪在接合面吸合； 所述閘門固定于所述搖桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動翼閘機芯裝置，其特征在于，所述自動翼閘機芯裝置還包括編碼器和微處理電路，所述編碼器監(jiān)測所述曲柄的擺動角度并輸出角度監(jiān)測信號至所述微處理電路，所述微處理電路定位控制所述曲柄。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動翼閘機芯裝置，其特征在于，所述第二帶輪通過曲柄軸與所述曲柄同軸，所述第二帶輪與所述曲柄軸滑動配合，所述曲柄與所述曲柄軸為鍵連接的固定配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動翼閘機芯裝置，其特征在于，所述機芯機架設有雙軸承座，所述曲柄軸套裝于所述雙軸承座，所述曲柄軸伸出所述雙軸承座。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動翼閘機芯裝置，其特征在于，所述電機為直流減速電機，所述直流減速電機通過安裝板固定于所述機芯機架，所述安裝板通過螺栓固定于所述機芯機架，所述機芯機架設有與所述螺栓匹配的裝配槽，所述裝配槽沿所述傳動帶的中心軸向方向設有偏移余量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動翼閘機芯裝置，其特征在于，所述機芯機架設有用于限制所述搖桿擺動角度的限位銷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動翼閘機芯裝置，其特征在于，所述搖桿通過支點軸與所述機芯機架連接，所述滑動部件帶動所述搖桿以所述支點軸為圓心擺動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動翼閘機芯裝置，其特征在于，所述機芯機架設有裝配開孔，所述支點軸貫穿所述裝配開孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動翼閘機芯裝置，其特征在于，所述磁性件為永久磁鐵。
10.一種自動翼閘機，其特征在于，包括權(quán)利要求1-9任一項所述的自動翼閘機芯裝置。
【文檔編號】E01F13/06GK203668850SQ201320708601
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】何楚湘, 黃小金 申請人:廣東安居寶智能控制系統(tǒng)有限公司