CN203668850U - 自动翼闸机芯装置以及自动翼闸机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动翼闸机芯装置，包括机芯机架以及设置在所述机芯机架上的电机、传动机构、曲柄摇杆机构和闸门；所述传动机构包括第一带轮和第二带轮，所述第一带轮连接于所述电机的输出端，所述第一带轮通过传动带带动所述第二带轮；所述曲柄摇杆机构包括曲柄、滑动部件和摇杆，所述曲柄、滑动部件和摇杆构成封闭型平面四杆机构，所述曲柄与所述第二带轮同轴，所述曲柄与所述第二带轮之间设有磁性件，所述曲柄与所述第二带轮在接合面吸合；所述闸门固定于所述摇杆。所述第二带轮与所述曲柄之间形成一个防止力矩过载的磁离合安全保护装置，有效防止电机堵转以及保证通行人员的人身安全。本实用新型还公开了使用上述机芯装置的自动翼闸机。

Description

自动翼闸机芯装置以及自动翼闸机

技术领域

本实用新型涉及安防设施领域，特别是涉及自动翼闸机芯以及自动翼闸机。

背景技术

人行通道闸在现实生活中使用越来越多，在景点、商场、车站、办公楼、地铁、港口等特定场所，均需要安装自动通道闸机，通过刷卡、指纹等方式检测通过通道的行人，以方便各场所对人员的安防管理，维持公共场所安全秩序，是目前最快捷简便的人员出入口管理设施。自动翼闸通道由于具有响应速度快，通行能力强的特点，在上述场所应用较广。

一般地，翼闸通道机芯的传动方式有两种，一种是采用齿轮传动，另一种是皮带传动，通过皮带传动打滑来实现机电安全和防夹。第一种机芯在安全保护以及防夹伤人设计方面显得刚性太强，完全依赖红外传感器的防夹保护功能，一旦红外传感器控制失效时遇到非正常力矩阻挡，闸门驱动力矩难以减弱，将会影响通道机件和通行人员的安全。第二种传动方式中皮带的张力决定摩擦系数，张力紧，传动效率高，不易打滑，但容易伤人；皮带张力太松，影响传动效率，容易打滑，传动无力。因此，皮带传动无法有效实现机电安全和安全防夹。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种防止电机堵转和保证人员通行安全的自动翼闸机芯装置以及自动翼闸机。

一种自动翼闸机芯装置，包括机芯机架以及设置在所述机芯机架上的电机、传动机构、曲柄摇杆机构和闸门；

所述传动机构包括第一带轮和第二带轮，所述第一带轮连接于所述电机的输出端，所述第一带轮通过传动带带动所述第二带轮；

所述曲柄摇杆机构包括曲柄、滑动部件和摇杆，所述曲柄、滑动部件和摇杆构成封闭型平面四杆机构，所述曲柄与所述第二带轮同轴，所述曲柄与所述第二带轮之间设有磁性件，所述曲柄与所述第二带轮在接合面吸合；

所述闸门固定于所述摇杆。

在其中一个实施例中，所述自动翼闸机芯装置还包括编码器和微处理电路，所述编码器监测所述曲柄的摆动角度并输出角度监测信号至所述微处理电路，所述微处理电路定位控制所述曲柄。编码器可以将监测到的曲柄摆动角度信号输出至微处理电路，微处理电路根据接收到的曲柄摆动角度信号调整曲柄的转动角度，从而精准控制曲柄的摆动角度，进而调整闸门的开启和关闭。

在其中一个实施例中，所述第二带轮通过曲柄轴与所述曲柄同轴，所述第二带轮与所述曲柄轴滑动配合，所述曲柄与所述曲柄轴为键连接的固定配合。

在其中一个实施例中，所述机芯机架设有双轴承座，所述曲柄轴套装于所述双轴承座，所述曲柄轴伸出所述双轴承座。曲柄轴伸出双轴承座的部分可以供编码器作角度监测使用，编码器监测得到曲柄轴的转动角度进而可以得知曲柄的转动角度，监测简单而且方便。

在其中一个实施例中，其特征在于，所述电机为直流减速电机，所述直流减速电机通过安装板固定于所述机芯机架，所述安装板通过螺栓固定于所述机芯机架，所述机芯机架设有与所述螺栓匹配的装配槽，所述装配槽沿所述传动带的中心轴向方向设有偏移余量。设置偏移余量使电机可以适当上移或者下移，从而使传动带有足够的张力调节度，保持合适的摩擦系数，提高传动效率。

在其中一个实施例中，所述机芯机架设有用于限制所述摇杆摆动角度的限位销。限位销可以对摇杆在开启时进行角度限位，使得自动翼闸机芯装置适合不同规格的翼闸闸门。

在其中一个实施例中，所述摇杆通过支点轴与所述机芯机架连接，所述滑动部件带动所述摇杆以所述支点轴为圆心摆动。

在其中一个实施例中，所述机芯机架设有装配开孔，所述支点轴贯穿所述装配开孔。

在其中一个实施例中，所述磁性件为永久磁铁。

一种自动翼闸机，包括上述自动翼闸机芯装置。

上述自动翼闸机芯装置，电机工作，驱动所述第一带轮运转，所述第一带轮通过传送带带动所述第二带轮，所述第二带轮与所述曲柄产生摩擦力矩，带动所述曲柄作旋转运动，进而带动平面四杆机构中的安装有闸门的摇杆摆动，使闸门伸缩，实现通道开启和关闭。所述第二带轮与所述曲柄之间形成一个防止力矩过载的磁离合安全保护装置，其中所述第二带轮与所述曲柄的吸合力力矩大于转动时力矩，但是小于超载时力矩，当闸门被认为阻挡而引起超载时，磁离合安全保护装置打滑，所述曲柄、摇杆和闸门停止运动，有效防止电机堵转以及保证通行人员的人身安全。

附图说明

图1（a）为一实施方式的翼闸通道关闭时自动翼闸机芯装置的正面立体结构示意图；

图1（b）为一实施方式的翼闸通道关闭时自动翼闸机芯装置的反面结构示意图；

图2（a）为一实施方式的翼闸通道打开时自动翼闸机芯装置的正面立体结构示意图；

图2（b）为一实施方式的翼闸通道打开时自动翼闸机芯装置的反面结构示意图；

图3为一实施方式的自动翼闸机芯装置的传动结构的结构示意图；

图4为一实施方式的两个自动翼闸机芯装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

请参阅图1-4，一实施方式的自动翼闸机芯装置，包括机芯机架10以及设置在机芯机架10上的电机20、传动机构30、曲柄摇杆机构40和闸门50。

传动机构30包括第一带轮300和第二带轮302，第一带轮300连接于电机20的输出端，第一带轮300通过传动带304带动第二带轮302。第一带轮300为主动轮，当电机20驱动第一带轮300运转时，第一带轮300带动第二带轮302运转。在一实施方式中，第二带轮302与第一带轮300的传动比为0.6-0.8。传动比是指第二带轮302的角速度与第一带轮300角速度的比值。将第二带轮302与第一带轮300的传动比设置成0.6-0.8，可以使第二带轮302与第一带轮300的传动承载能力大致相同，降低噪声，并有利于提高传动的平稳性。在本实施方式中，第二带轮302与第一带轮300的传动比为0.8。需要说明的是，在其他实施方式中，第二带轮302与第一带轮300的传动比也可以为其他数值。在本实施方式中，第一带轮300通过传送带带动第二带轮302。

曲柄摇杆机构40包括曲柄400、滑动部件402和摇杆404，曲柄400、滑动部件402和摇杆404构成封闭型平面四杆机构。曲柄摇杆机构40为平面四杆机构的一种类型，滑动部件402相当于平面四杆机构中的连杆，所述滑动部件402一端与曲柄400连接，另一端与摇杆404连接。曲柄摇杆机构40中既可以是曲柄400主动，摇杆404从动；也可以是摇杆404主动，曲柄400从动。曲柄400为主动件时，可以实现由曲柄400的整周回转运动到摇杆404往复摆动的运动转换。曲柄400作整周转动，摇杆404作往复摆动。在本实施方式中，摇杆404只能在0-180°范围内作往返摆动。当翼闸的闸门50闭合时，曲柄400中心与滑动部件402的连线与摇杆404的中心线垂直，曲柄400和摇杆404处于死点位置，此时，不能推动曲柄400转动，翼闸的闸门50无法人为掰开。当翼闸的闸门50打开时，曲柄400中心与滑动部件402的连线与摇杆404的中心线垂直，曲柄400和摇杆404处于死点位置，此时，不能推动曲柄400转动，翼闸的闸门50无法人为关闭。这种锁定功能无需使用任何其他附加控制手段，是一种可靠的纯机械锁定模式。在本实施方式中，死点位置有两个，在两个死点位置均预留缓冲区，减少翼闸闸门50在开启和关闭端点的运动惯性，使得机芯装置传动平稳，降低机械噪声。

曲柄400与第二带轮302同轴，曲柄400与第二带轮302之间设有磁性件，曲柄400与第二带轮302在接合面吸合。

第二带轮302与曲柄400的传动采用磁吸合的方法，曲柄400与第二带轮302在接合面吸合，从而产生摩擦力矩，带动曲柄400旋转，同时也形成一个防止力矩过载的磁离合安全保护装置，摩擦力矩由磁性件的吸合力产生扭矩，其应满足下列条件：

N1<N0<N2，式中，N1为曲柄400转动时的力矩，N2为超载时力矩，N0为吸合力矩。

上式表明，当闸门50被人为阻挡而引起超载时，磁离合安全保护装置打滑，曲柄400、摇杆404和闸门50停止运动，有效防止电机堵转以及通行人员的人身安全。

闸门50固定于摇杆404。闸门50固定在摇杆404上的固定方式可以选择本领域常用的固定方式，例如螺钉固定。由于曲柄400、滑动部件402和摇杆404组成了平面四杆机构，当曲柄400转动时，带动摇杆404摆动，固定于摇杆404上的闸门50也随其摆动，以实现翼闸通道的关闭和开启。

上述自动翼闸机芯装置，电机20工作，驱动第一带轮300运转，第一带轮300通过传送带304带动第二带轮302，第二带轮302旋转，进而带动与第二带轮302磁吸合的曲柄400作旋转运动，带动平面四杆机构中的安装有闸门50的摇杆404摆动，使闸门50伸缩，实现通道开启和关闭。所述第二带轮302与所述曲柄400之间形成一个防止力矩过载的磁离合安全保护装置，其中第二带轮302与曲柄400的吸合力力矩大于转动时力矩，但是小于超载时力矩，当闸门50被认为阻挡而引起超载时，磁离合安全保护装置打滑，曲柄400、摇杆404和闸门50停止运动，有效防止电机堵转以及保证通行人员的人身安全。

在一实施方式中，自动翼闸机芯装置还包括编码器60和微处理电路（图未示），编码器60监测曲柄400的摆动角度并输出角度监测信号至微处理电路，微处理电路定位控制曲柄400。编码器60将监测到的曲柄400摆动角度信号输出至微处理电路，微处理电路根据接收到的曲柄400摆动角度信号调整曲柄400的转动角度，如此反复，精准控制曲柄400的摆动角度，进而调整闸门50的开启和关闭。在本实施方式中，曲柄摇杆机构40在两个死点位置均预留缓冲区，通过编码器60的角度监测，微处理电路在缓冲区实行数控降压减速后柔性停止，配合传送带304具有的弹性吸收震动和冲击，减少了翼闸闸门50在开启和关闭端点的运动惯性，使得自动翼闸机芯装置传动平稳，降低了机械噪声。

在一实施方式中，第二带轮302通过曲柄轴406与曲柄400同轴，第二带轮302与曲柄轴406滑动配合，曲柄400与曲柄轴406为键连接的固定配合。第二带轮302与曲柄400同轴，第二带轮302与曲柄轴406滑动配合，即第二带轮302与曲柄轴406之间有一定的配合间隙，配合间隙以第二带轮302能在曲柄轴406上滑动为准。曲柄400与曲柄轴406为键连接的固定配合，键连接是通过键实现轴和轴上零件间的轴向固定以传递运动和转矩。

在一实施方式中，机芯机架10设有双轴承座80，曲柄轴406套装于双轴承座80，曲柄轴406伸出双轴承座80。在本实施方式中，曲柄轴406伸出机芯机架10的部分可以供编码器60作角度监测使用，编码器60监测得到的曲柄轴406转动角度进而可以得知曲柄406的转动角度，监测简单而且方便。

在一实施方式中，电机20为直流减速电机，直流减速电机通过安装板70固定于机芯机架10，安装板70通过螺栓固定于机芯机架10，机芯机架10设有与螺栓匹配的螺栓紧固装配槽，螺栓紧固装配槽沿传动带304的中心轴向方向设有偏移余量。直流减速电机即齿轮减速电机，是在普通直流电机的基础上，加上配套齿轮减速箱。齿轮减速箱的作用是，提供较低的转速，较大的力矩。可以理解的是，在其他实施方式中，也可以采用其他电机实现驱动第一带轮300的目的。直流减速电机通过安装板70固定于机芯机架10，使电机20装配维护快捷简便。螺栓紧固装配槽在沿传动带304传动中心轴向设有偏移余量，即螺栓紧固装配槽具有延伸部，设置偏移余量使电机可以适当上移或者下移，从而使传动带304有足够的张力调节度，保持合适的摩擦系数，提高传动效率。

请再参阅图1（b），在一实施方式中，机芯机架10设有用于限制摇杆404摆动角度的限位销90。限位销90可以对摇杆404在开启时进行角度限位，使得自动翼闸机芯装置适合不同宽度规格的翼闸闸门50，即同一规格的自动翼闸机芯装置，可以配置不同宽度的闸门50。在本实施方式中，在机芯机架10开设滑槽902，限位销90通过滑槽902可滑动地与机芯机架10连接。当闸门50的宽度较大时，可以将限位销90下移；而当闸门50的宽度较小时，可以将限位销90上移。因此，同一规格的自动翼闸机芯装置，可以配置不同宽度的闸门50。在一实施方式中，闸门50伸出宽度可达355mm，即通道的宽度为750mm。限位销90的结构可以是圆柱体也可以是长方体，限位销90垂直固定于机芯机架10。

在一实施方式中，摇杆404通过支点轴408与机芯机架10连接，滑动部件402带动摇杆404以支点轴408为圆心摆动。在本实施方式中，机芯机架10设有装配开孔102，支点轴408贯穿装配开孔102。装配开孔102的个数可以为两个，并且两个装配开孔102对称设置，可以使得自动翼闸机芯装置可对称装配于通道的左右机箱，提高自动翼闸机芯装置使用的灵活性。

在一实施方式中，磁性件为永久磁铁。永久磁铁镶嵌于第二带轮302与曲柄之间，永久磁铁可以长久保持自身磁性，使得自动翼闸机芯装置性能稳定。在其他实施方式中，磁性件也可以是其他磁性部件。

上述自动翼闸机芯装置可以用于自动翼闸机。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自动翼闸机芯装置，其特征在于，包括机芯机架以及设置在所述机芯机架上的电机、传动机构、曲柄摇杆机构和闸门；

所述传动机构包括第一带轮和第二带轮，所述第一带轮连接于所述电机的输出端，所述第一带轮通过传动带带动所述第二带轮；

所述曲柄摇杆机构包括曲柄、滑动部件和摇杆，所述曲柄、滑动部件和摇杆构成封闭型平面四杆机构，所述曲柄与所述第二带轮同轴，所述曲柄与所述第二带轮之间设有磁性件，所述曲柄与所述第二带轮在接合面吸合；

所述闸门固定于所述摇杆。

2.根据权利要求1所述的自动翼闸机芯装置，其特征在于，所述自动翼闸机芯装置还包括编码器和微处理电路，所述编码器监测所述曲柄的摆动角度并输出角度监测信号至所述微处理电路，所述微处理电路定位控制所述曲柄。

3.根据权利要求1所述的自动翼闸机芯装置，其特征在于，所述第二带轮通过曲柄轴与所述曲柄同轴，所述第二带轮与所述曲柄轴滑动配合，所述曲柄与所述曲柄轴为键连接的固定配合。

4.根据权利要求3所述的自动翼闸机芯装置，其特征在于，所述机芯机架设有双轴承座，所述曲柄轴套装于所述双轴承座，所述曲柄轴伸出所述双轴承座。

5.根据权利要求1所述的自动翼闸机芯装置，其特征在于，所述电机为直流减速电机，所述直流减速电机通过安装板固定于所述机芯机架，所述安装板通过螺栓固定于所述机芯机架，所述机芯机架设有与所述螺栓匹配的装配槽，所述装配槽沿所述传动带的中心轴向方向设有偏移余量。

6.根据权利要求1所述的自动翼闸机芯装置，其特征在于，所述机芯机架设有用于限制所述摇杆摆动角度的限位销。

7.根据权利要求1所述的自动翼闸机芯装置，其特征在于，所述摇杆通过支点轴与所述机芯机架连接，所述滑动部件带动所述摇杆以所述支点轴为圆心摆动。

8.根据权利要求7所述的自动翼闸机芯装置，其特征在于，所述机芯机架设有装配开孔，所述支点轴贯穿所述装配开孔。

9.根据权利要求1所述的自动翼闸机芯装置，其特征在于，所述磁性件为永久磁铁。

10.一种自动翼闸机，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的自动翼闸机芯装置。

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