專利名稱：一種管狀同步直線電機(jī)單開拉門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種管狀同步直線電機(jī)單開拉門，尤其是一種鐵路客車、地鐵車
輛等設(shè)備上使用的單開拉門。
技術(shù)背景 單開拉門是一種頻繁往復(fù)運(yùn)動的設(shè)備，要求運(yùn)行平滑穩(wěn)定，低噪音，維護(hù)簡單，可 靠性高，安全性好。現(xiàn)有鐵路客車、地鐵車輛等設(shè)備上使用的單開拉門，均采用旋轉(zhuǎn)電機(jī)配 裝減速箱，經(jīng)過同步帶或絲杠等機(jī)械轉(zhuǎn)換傳動的方式，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動，門板通 過滾輪在導(dǎo)軌槽內(nèi)吊掛并在同步帶或絲杠的帶動下滾動，以實現(xiàn)門的開門和關(guān)門動作，其 存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，轉(zhuǎn)換效率低，噪音大，維修困難，使用壽命短等缺點(diǎn)
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種管狀同步直線電機(jī)單開拉門，它提供了一種直線電 機(jī)模塊直接吊掛門板，并由直線電機(jī)產(chǎn)生橫向推力，從而驅(qū)動門開/關(guān)動作，因而使該門簡 化了結(jié)構(gòu)，節(jié)省了安裝和調(diào)試工作量，同時具備傳遞效率高，平滑穩(wěn)定，低噪音等優(yōu)點(diǎn)。為了 解決背景技術(shù)所存在的問題，本實用新型是采用以下技術(shù)方案它是由直線電機(jī)的初級1、 直線電機(jī)的次級2、方鋁型材3、直線導(dǎo)軌的滑塊4、直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌5、安裝架6、安裝架7、 光柵尺的標(biāo)尺8、光柵尺的讀數(shù)頭9、門板10、安裝架11和T型導(dǎo)軌12組成；直線電機(jī)的次 級2通過安裝架6和7固定與方鋁型材3的兩端上，直線電機(jī)的初級1上部固定于直線導(dǎo) 軌的滑塊4上，直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌5固定在方鋁型材3的下部上，光柵尺的標(biāo)尺8固定在方鋁 型材3的側(cè)面上，光柵尺的讀數(shù)頭9固定在直線導(dǎo)軌的滑塊4的側(cè)面上；門板10通過安裝 架11固定于直線電機(jī)的初級1上，門板下部插在T型導(dǎo)軌12上。直線電機(jī)的次級2通電 后，直線電機(jī)的次級2和直線電機(jī)的初級1之間產(chǎn)生橫向電磁推力，直線電機(jī)初級1將做橫 向運(yùn)動，從而直接帶動門板10做左右往復(fù)運(yùn)動，實現(xiàn)開門和關(guān)門。 所述的門板10的上部通過直線電機(jī)的初級2與直線導(dǎo)軌4、5相連，直線導(dǎo)軌在前 后左右各方向都能承受負(fù)荷，門板10下部開有通長凹槽，T型導(dǎo)軌12倒立安裝，其垂直部 分正好插在門板凹槽內(nèi)，避免了門板的前后晃動所產(chǎn)生的扭力。 所述的直線導(dǎo)軌的滑塊4平貼安裝于方鋁型材3下部的溝槽上，滑塊與導(dǎo)軌間為 綱珠滾動結(jié)構(gòu)。 所述的光柵尺的標(biāo)尺8它平貼安裝于方鋁型材3側(cè)面的溝槽上，五軸承沿標(biāo)尺滾 動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，雙方波輸出信號。 管裝同步直線電機(jī)單開拉門安裝結(jié)構(gòu)是一根方鋁型材作為本體，管狀直線電機(jī) 的次級通過兩個金屬支架在兩端固定于方鋁型材上，直線電機(jī)的初級套在次級桿上，初級 和次級間相互滑動；在直線電機(jī)和方鋁型材中間裝有一根直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌的滑塊與直 線電機(jī)的初級剛性連接，直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌與方鋁型材剛性連接，從而使直線電機(jī)的初級與 直線導(dǎo)軌的固定桿間相互滾動；門板與直線電機(jī)的初級剛性連接，從而使的門板與直線電機(jī)次級光杠和直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌間可以相互運(yùn)動；當(dāng)直線電機(jī)初級和次級之間產(chǎn)生電磁力的 時候，就可以帶動門板做直線運(yùn)動了 。 門控器包括與直線電機(jī)相連的由直流電源逆變輸出的驅(qū)動模塊電路，用于位置和 速度反饋的光柵尺輸入CPU控制芯片，外圍開關(guān)量信號經(jīng)光電隔離輸入CPU，直線電機(jī)供電 線路采用12位電流采樣電路輸入到CPU, 32位控制芯片CPU根據(jù)各輸入反饋信號，及門運(yùn) 動曲線，計算PID調(diào)節(jié)參數(shù)，輸出P麗調(diào)制信號驅(qū)動直線電機(jī)帶動門板運(yùn)行。 門控驅(qū)動系統(tǒng)工作原理該門有管狀直線電機(jī)驅(qū)動，直線電機(jī)的初級1由永磁鐵 和鐵管組成，套裝在直線電機(jī)的次級2上，為運(yùn)動部件；次級2內(nèi)核為一根鐵棒，外圍纏繞線 包，為三相繞組星形連接，最外層覆蓋不銹鋼鐵管，是固定不動的，三相繞組U、 V、 W連接到 門控器的電機(jī)輸出端。外部直流供電電源接如門控器，首先升壓到300V，然后在CPU的P麗 調(diào)制下產(chǎn)生三相交流正弦波電源，供給功率驅(qū)動模塊；當(dāng)CPU控制芯片接收到開關(guān)量輸入 輸出模塊的"開門"或"關(guān)門"信號后，控制功率驅(qū)動模塊輸出電源驅(qū)動直線電機(jī)運(yùn)動，期間 CPU控制芯片實時采集直線電機(jī)電流值，并通過光柵尺采集位置和速度反饋信號，經(jīng)處理計 算出PID調(diào)節(jié)參數(shù)，控制輸出調(diào)制P麗信號到功率驅(qū)動模塊，從而調(diào)節(jié)直線電機(jī)的推力和速 度，即完成速度環(huán)和電流環(huán)的雙重閉環(huán)控制；在門關(guān)閉過程中，CPU根據(jù)直線電機(jī)電流突變 和光柵尺信號速率，判斷門是否碰到障礙物，判斷的標(biāo)準(zhǔn)為150N的阻力，若是則產(chǎn)生防夾 功能，直線電機(jī)反向運(yùn)行，從而使門打開。當(dāng)門開到位或關(guān)到位后，CPU控制芯片控制直線電 機(jī)處于制動狀態(tài)，即微電流保持，若門被外力移動(檢測最小距離5um)，自動加大鎖緊力。 最后，門控器可與上位機(jī)(如筆記本電腦)通過RS232或CANbus通信，下栽調(diào)試
程序，實是監(jiān)控門運(yùn)動狀態(tài)，調(diào)整門運(yùn)行參數(shù)，如速度、加速度、減速度、行程距離、電流保護(hù)
坐坐 寸寸。 本實用新型具有以下有益效果結(jié)構(gòu)簡單，門板直接吊掛，無需任何轉(zhuǎn)換裝置和門 板掛架，簡化了門系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動方式，革新了傳統(tǒng)的門板承載和滾動方式，運(yùn)行平 滑穩(wěn)定，低噪音，安裝維護(hù)便利，可靠性好。
圖1是管狀同步直線電機(jī)單開拉門； 圖2是直線電機(jī)模塊； 圖3是直線電機(jī)模塊的側(cè)視具體實施方式
本具體實施方式
采用以下技術(shù)方案它是由直線電機(jī)的初級1、直線電機(jī)的次級 2、方鋁型材3、直線導(dǎo)軌的滑塊4、直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌5、安裝架6、安裝架7、光柵尺的標(biāo)尺8、 光柵尺的讀數(shù)頭9、門板10、安裝架11和T型導(dǎo)軌12組成；直線電機(jī)的次級2通過安裝架 6和7固定與方鋁型材3的兩端上，直線電機(jī)的初級1上部固定于直線導(dǎo)軌的滑塊4上，直 線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌5固定在方鋁型材3的下部上，光柵尺的標(biāo)尺8固定在方鋁型材3的側(cè)面上， 光柵尺的讀數(shù)頭9固定在直線導(dǎo)軌的滑塊4的側(cè)面上；門板10通過安裝架11固定于直線 電機(jī)的初級1上，門板下部插在T型導(dǎo)軌12上。直線電機(jī)的次級2通電后，直線電機(jī)的次 級2和直線電機(jī)的初級1之間產(chǎn)生橫向電磁推力，直線電機(jī)初級1將做橫向運(yùn)動，從而直接
4帶動門板10做左右往復(fù)運(yùn)動，實現(xiàn)開門和關(guān)門；門板10的上部通過直線電機(jī)的初級2與直 線導(dǎo)軌4、5相連，直線導(dǎo)軌在前后左右各方向都能承受負(fù)荷，門板10下部開有通長凹槽，T 型導(dǎo)軌12倒立安裝，其垂直部分正好插在門板凹槽內(nèi)，避免了門板的前后晃動所產(chǎn)生的扭 力；結(jié)構(gòu)簡單，門板直接吊掛，無需任何轉(zhuǎn)換裝置和門板掛架，簡化了門系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和 傳動方式，革新了傳統(tǒng)的門板承載和滾動方式，運(yùn)行平滑穩(wěn)定，低噪音，安裝維護(hù)便利，可靠 性好。 所述的直線導(dǎo)軌的滑塊4平貼安裝于方鋁型材3下部的溝槽上，滑塊與導(dǎo)軌間為 綱珠滾動結(jié)構(gòu)。 所述的光柵尺的標(biāo)尺8它平貼安裝于方鋁型材3側(cè)面的溝槽上，五軸承沿標(biāo)尺滾 動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，雙方波輸出信號。 管裝同步直線電機(jī)單開拉門安裝結(jié)構(gòu)是一根方鋁型材作為本體，管狀直線電機(jī) 的次級通過兩個金屬支架在兩端固定于方鋁型材上，直線電機(jī)的初級套在次級桿上，初級 和次級間相互滑動；在直線電機(jī)和方鋁型材中間裝有一根直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌的滑塊與直 線電機(jī)的初級剛性連接，直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌與方鋁型材剛性連接，從而使直線電機(jī)的初級與 直線導(dǎo)軌的固定桿間相互滾動；門板與直線電機(jī)的初級剛性連接，從而使的門板與直線電 機(jī)次級光杠和直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌間可以相互運(yùn)動；當(dāng)直線電機(jī)初級和次級之間產(chǎn)生電磁力的 時候，就可以帶動門板做直線運(yùn)動了 。 門控器包括與直線電機(jī)相連的由直流電源逆變輸出的驅(qū)動模塊電路，用于位置和 速度反饋的光柵尺輸入CPU控制芯片，外圍開關(guān)量信號經(jīng)光電隔離輸入CPU，直線電機(jī)供電 線路采用12位電流采樣電路輸入到CPU，32位控制芯片CPU根據(jù)各輸入反饋信號，及門運(yùn) 動曲線，計算PID調(diào)節(jié)參數(shù)，輸出P麗調(diào)制信號驅(qū)動直線電機(jī)帶動門板運(yùn)行。 門控驅(qū)動系統(tǒng)工作原理該門有管狀直線電機(jī)驅(qū)動，直線電機(jī)的初級1由永磁鐵 和鐵管組成，套裝在直線電機(jī)的次級2上，為運(yùn)動部件；次級2內(nèi)核為一根鐵棒，外圍纏繞線 包，為三相繞組星形連接，最外層覆蓋不銹鋼鐵管，是固定不動的，三相繞組U、 V、 W連接到 門控器的電機(jī)輸出端。外部直流供電電源接如門控器，首先升壓到300V，然后在CPU的P麗 調(diào)制下產(chǎn)生三相交流正弦波電源，供給功率驅(qū)動模塊；當(dāng)CPU控制芯片接收到開關(guān)量輸入 輸出模塊的"開門"或"關(guān)門"信號后，控制功率驅(qū)動模塊輸出電源驅(qū)動直線電機(jī)運(yùn)動，期間 CPU控制芯片實時采集直線電機(jī)電流值，并通過光柵尺采集位置和速度反饋信號，經(jīng)處理計 算出PID調(diào)節(jié)參數(shù)，控制輸出調(diào)制P麗信號到功率驅(qū)動模塊，從而調(diào)節(jié)直線電機(jī)的推力和速 度，即完成速度環(huán)和電流環(huán)的雙重閉環(huán)控制；在門關(guān)閉過程中，CPU根據(jù)直線電機(jī)電流突變 和光柵尺信號速率，判斷門是否碰到障礙物，判斷的標(biāo)準(zhǔn)為150N的阻力，若是則產(chǎn)生防夾 功能，直線電機(jī)反向運(yùn)行，從而使門打開。當(dāng)門開到位或關(guān)到位后，CPU控制芯片控制直線電 機(jī)處于制動狀態(tài)，即微電流保持，若門被外力移動(檢測最小距離5um)，自動加大鎖緊力； 最后，門控器可與上位機(jī)(如筆記本電腦)通過RS232或CANbus通信，下栽調(diào)試程序，實是 監(jiān)控門運(yùn)動狀態(tài)，調(diào)整門運(yùn)行參數(shù)，如速度、加速度、減速度、行程距離、電流保護(hù)等等。
權(quán)利要求一種管狀同步直線電機(jī)單開拉門，其特征在于它是由直線電機(jī)的初級(1)、直線電機(jī)的次級(2)、方鋁型材(3)、直線導(dǎo)軌的滑塊(4)、直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌(5)、安裝架(6)、安裝架(7)、光柵尺的標(biāo)尺(8)、光柵尺的讀數(shù)頭(9)、門板(10)、安裝架(11)和T型導(dǎo)軌(12)組成；直線電機(jī)的次級(2)通過安裝架(6)和(7)固定與方鋁型材(3)的兩端上，直線電機(jī)的初級(1)上部固定于直線導(dǎo)軌的滑塊(4)上，直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌(5)固定在方鋁型材(3)的下部上，光柵尺的標(biāo)尺(8)固定在方鋁型材(3)的側(cè)面上，光柵尺的讀數(shù)頭(9)固定在直線導(dǎo)軌的滑塊(4)的側(cè)面上；門板(10)通過安裝架(11)固定于直線電機(jī)的初級(1)上，門板下部插在T型導(dǎo)軌(12)上；門板(10)的上部通過直線電機(jī)的初級(2)與直線導(dǎo)軌(4)、(5)相連，直線導(dǎo)軌在前后左右各方向都能承受負(fù)荷，門板(10)下部開有通長凹槽，T型導(dǎo)軌(12)倒立安裝，其垂直部分正好插在門板凹槽內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管狀同步直線電機(jī)單開拉門，其特征在于所述的直線導(dǎo) 軌的滑塊(4)平貼安裝于方鋁型材(3)下部的溝槽上，滑塊與導(dǎo)軌間為綱珠滾動結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管狀同步直線電機(jī)單開拉門，其特征在于所述的光柵尺 的標(biāo)尺(8)它平貼安裝于方鋁型材(3)側(cè)面的溝槽上，五軸承沿標(biāo)尺滾動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，雙方波 輸出信號。
專利摘要一種管狀同步直線電機(jī)單開拉門，它涉及一種管狀同步直線電機(jī)單開拉門。直線電機(jī)的次級(2)通過安裝架(6)和(7)固定與方鋁型材(3)的兩端上，直線電機(jī)的初級(1)上部固定于直線導(dǎo)軌的滑塊(4)上，直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌(5)固定在方鋁型材(3)的下部上，光柵尺的標(biāo)尺(8)固定在方鋁型材(3)的側(cè)面上，光柵尺的讀數(shù)頭(9)固定在直線導(dǎo)軌的滑塊(4)的側(cè)面上；門板(10)通過安裝架(11)固定于直線電機(jī)的初級(1)上，門板下部插在T型導(dǎo)軌(12)上；簡化了門系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和傳動方式，革新了傳統(tǒng)的門板承載和滾動方式。
文檔編號B61D19/02GK201534547SQ20092015196
公開日2010年7月28日 申請日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者蔡亦文 申請人:青島歐特美股份有限公司