一種道閘機芯的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種道閘機芯，用于減少對道閘殼體的限制。本發(fā)明實施例的道閘機芯包括：包括驅動電機的動力子系統(tǒng)，從所述動力子系統(tǒng)獲取動力的減速子系統(tǒng)，以及機芯支架，所述動力子系統(tǒng)和減速子系統(tǒng)設置在所述機芯支架上。本發(fā)明實施例的道閘機芯中，為所述道閘機芯提供動力的動力子系統(tǒng)，與所述動力子系統(tǒng)連接的減速子系統(tǒng)這些體積較大的部件設置在該機芯支架上，這些子系統(tǒng)都由機芯支架支撐，無需安裝在道閘的殼體上，從而減少了對殼體的限制，使得道閘的殼體在制造和設計時更靈活多樣。
【專利說明】
_種道鬧機芯
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及機械傳動裝置，尤其涉及一種道閘機芯。
【背景技術】
[0002]道閘可控制車輛或人等的流動，常設置于停車場、安檢口等處。
[0003]現在市面上大多數道閘的機芯都是掛載在道閘的殼體上的，殼體既起到遮蔽機芯的作用，又起到支撐機芯的作用。
[0004]現有技術的方案，為了讓機殼能支撐機芯，要求殼體強度非常高，從而導致殼體鋼材要足夠厚，這既增加了殼體的成本，也限制了對殼體的加工。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明實施例提供了一種道閘機芯，旨在減少對道閘殼體的限制。
[0006]為了解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供了以下技術方案:
[0007]—種道閘機芯，包括:
[0008]包括驅動電機的動力子系統(tǒng)，從所述動力子系統(tǒng)獲取動力的減速子系統(tǒng)，以及機芯支架，所述動力子系統(tǒng)和減速子系統(tǒng)設置在所述機芯支架上。
[0009]進一步地，所述機芯支架上設有安裝位，所述動力子系統(tǒng)和減速子系統(tǒng)通過所述安裝位與所述機芯支架連接。安裝位的設置，可以方便動力子系統(tǒng)和減速子系統(tǒng)在機芯支架上的安裝以及提高安裝精度。
[0010]進一步地，所述動力子系統(tǒng)和減速子系統(tǒng)設于所述機芯支架的第一側面，所述輸出軸貫通所述機芯支架以使攔道件靠近所述機芯支架的第二側面與所述輸出軸連接。這樣的設置，合理地利用了機芯支架的空間使得本發(fā)明實施例的道閘機芯更加緊湊。
[0011]進一步地，所述減速子系統(tǒng)包括設有扣爪的主動輪和設有傳動槽的從動輪，所述扣爪扣入所述傳動槽，所述動力子系統(tǒng)向所述主動輪傳遞動力，所述扣爪作用于所述傳動槽以使所述主動輪帶動所述從動輪。這樣，主動輪通過扣爪作用于傳動槽來帶動從動輪，在主動輪轉動時，扣爪作用于從動輪上的力臂在改變，在扣爪通過連接從動輪的轉軸和主動輪的轉軸之間的直線時，從動輪的轉動速度能由小到大再到小，從而輸出軸帶動閘桿能實現平穩(wěn)起落。
[0012]進一步地，所述傳動槽為徑向槽，在所述從動輪開始轉動和終止轉動位置處，所述扣爪的運動方向與所述從動輪的徑向同向。這樣的結構，在從動輪開始轉動和終止轉動位置處，從動輪作用于扣爪的力的方向沿主動輪的徑向，從而從動輪不能主動轉動，使得從動輪被鎖定；另一方面，此時，扣爪作用于從動輪的力臂最小，而在傳動槽位于主動輪的轉軸和從動輪的轉軸所在的平面時，扣爪作用于從動輪的力臂最大，從而實現了從動輪在開始轉動和終止轉動位置處速度最小，該速度趨于零，在從動輪轉動到中間位置時，從動輪的速度最大，反應到安裝在輸出軸上的閘桿，閘桿的抬起和落下停止位置速度趨于零，實現了閘桿的平穩(wěn)轉動。
[0013]進一步地，所述傳動槽在其開始轉動位置和終止轉動位置之間的夾角根據閘桿在閘桿落下停止位置和閘桿提起停止位置之間的夾角設定。這樣，可以在制造時通過設置傳動槽在其開始轉動位置和終止轉動位置之間的夾角來使得道閘機芯的工作符合具體場景中閘桿的轉動要求。
[0014]進一步地，所述主動輪上位于所述扣爪兩側各設有一固定軸，所述從動輪的兩側邊沿各設有一限定槽，當所述從動輪轉動到所述限定槽與所述固定軸接觸時，所述固定軸和限定槽配合以鎖定所述從動輪的轉動。在從動輪轉動到所述限定槽與所述固定軸接觸時，若從動輪轉動，則限定槽的邊沿作用于固定軸的力的方向與主動輪的徑向同向，從而從動輪不能主動轉動，實現了從動輪的自鎖。
[0015]進一步地，所述主動輪的邊沿為齒輪結構，所述動力子系統(tǒng)通過動力輸出軸上的齒輪與所述主動輪的邊沿的齒輪結構嚙合傳動。從而根據該動力輸出軸上的齒輪和主動輪邊沿上的齒輪的齒輪比不同，可以改變動力子系統(tǒng)向減速子系統(tǒng)傳遞的扭矩，與減速機配合，實現改變道閘機芯的輸出力矩大小和轉速。
[0016]進一步地，所述道閘機芯還包括與所述減速子系統(tǒng)配合以控制輸出軸的力矩平衡子系統(tǒng)，所述力矩平衡子系統(tǒng)設置在所述道閘機芯上。在道閘機芯為用于安裝閘桿時，該道閘還要包括力矩平衡子系統(tǒng)，將該力矩平衡子系統(tǒng)也安裝在道閘機芯上而不是道閘的殼體上，將能進一步減少對殼體的限制，并能使得道閘機芯的結構更加緊湊，利于道閘機芯和道閘的安裝。
[0017]進一步地，所述力矩平衡子系統(tǒng)包括彈性件和與所述輸出軸連接的撥塊，所述彈性件一端與所述撥塊抵接，所述彈性件的另一端與所述機芯支架連接，在所述減速子系統(tǒng)通過輸出軸將動力傳遞至閥桿時，被所述輸出軸帶動的所述撥塊壓縮所述彈性件，此時所述閥桿作用于所述輸出軸的力矩與所述彈性件作用于所述輸出軸的力矩相抵。
[0018]進一步地，在閘桿安裝在所述輸出軸上時，所述撥塊相對于所述輸出軸向所述閘桿方向凸出，所述彈性件位于所述輸出軸的靠近所述閘桿的一側，從而所述撥塊與所述彈性件抵接。這樣的設置，彈性件易于與機芯支架固定，方便了彈性件的安裝。
[0019]進一步地，所述力矩平衡子系統(tǒng)還包括導向槽，所述機芯支架為具有腔體的結構，所述力矩平衡子系統(tǒng)容置于所述腔體內，在所述彈性件伸縮時所述導向槽和所述腔體內壁共同限制所述彈性件。
[0020]進一步地，所述力矩平衡子系統(tǒng)還包括與所述撥塊接觸的傳動件和與所述傳動件抵接的壓塊，所述壓塊套設于所述彈性件靠近所述撥塊的一端，所述撥塊通過壓縮所述傳動件帶動所述壓塊以壓縮所述彈性件，所述導向槽和所述腔體內壁共同限制所述傳動件的移動。壓簧放置于該容置腔后，該導向槽和腔體內壁共同限制壓簧的工作，不讓壓簧走位，保證了本發(fā)明實施例的力矩平衡子系統(tǒng)能正常工作。
[0021]進一步地，所述彈性件為壓簧。壓簧易于購買。成本較低，效果優(yōu)良。
[0022]進一步地，所述道閘機芯還設有感應片和電氣控制子系統(tǒng)的位置檢測元件，所述位置檢測元件安裝在所述機芯支架上，所述感應片由所述減速子系統(tǒng)帶動，所述位置檢測元件根據檢測感應片的轉動位置來控制所述動力子系統(tǒng)的工作。位置檢測元件的位置可以和正弦減速子系統(tǒng)高度關聯。使得機芯支架的結構更加緊湊。
[0023]從以上技術方案可以看出，本發(fā)明實施例具有以下優(yōu)點:
[0024]本發(fā)明實施例的道閘機芯中，為所述道閘機芯提供動力的動力子系統(tǒng)，與所述動力子系統(tǒng)連接的減速子系統(tǒng)，這些體積較大的部件設置在機芯支架上，這些子系統(tǒng)都由機芯支架支撐，無需安裝在道閘的殼體上，從而減少了對殼體的限制，使得道閘的殼體在制造和設計時更靈活多樣。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種道閘機芯的正視圖；
[0026]圖2為圖1所示道閘機芯的示意圖；
[0027]圖3為圖1所示道閘機芯的剖面圖；
[0028]圖4為圖1所示道閘機芯的俯視圖；
[0029]圖5為圖1所示道閘機芯的零件爆炸圖；
[0030]圖6為圖1所示道閘機芯的減速子系統(tǒng)的一示意圖；
[0031 ]圖7為圖1所不道兩機芯的減速子系統(tǒng)的另一不意圖；
[0032]圖8為圖1所不道兩機芯的減速子系統(tǒng)的另一不意圖；
[0033]圖9為圖1所示道閘機芯的力矩平衡子系統(tǒng)的一示意圖；
[0034]圖10為圖1所示道閘機芯的力矩平衡子系統(tǒng)的另一示意圖；
[0035]圖11為圖1所示道閘機芯的部分零件的示意圖；
[0036]圖12為本發(fā)明實施例提供的另一道閘機芯的部分零件的示意圖；
[0037]圖13為本發(fā)明實施例提供的另一道閘機芯的部分零件的示意圖；
[0038]圖14為本發(fā)明實施例提供的另一安裝翼板的道閘機芯的示意圖；
[0039 ]圖15為圖14所示道閘機芯的I部放大圖；
[0040]圖16是圖14所不道兩機芯的另一不意圖；
[0041 ]圖17是圖14所不道兩機芯的另一不意圖。
[0042]其中:1、動力子系統(tǒng);2、減速子系統(tǒng)3、輸出軸;4、力矩平衡子系統(tǒng);5、機芯支架;6、安裝位;7、第一側面;8、第二側面;9、扣爪；1、主動輪；11、傳動槽；12、從動輪；13、固定軸；
14、閘桿；15、撥塊;16、導向槽;17、傳動件；18、壓塊；19、壓簧;20、感應片;21、電氣控制子系統(tǒng);22、位置檢測元件;23、齒輪箱蓋;24、減速機;25、驅動電機;26、動力輸出軸;27、第一直線;28、第二直線;29、第三直線;30、電源支架;31、電源開關，32、連接部，33、凸出部，34、活動連桿;35、第一連桿;36、第二連桿;37、支架底座;38、調節(jié)螺絲;39、地感支架;40、地感、41、電源;42、限定槽。
【具體實施方式】
[0043]本發(fā)明實施例提供了一種道閘機芯，用于減少對道閘殼體的限制。
[0044]圖1為本發(fā)明實施例的道閘機芯的示意圖，圖5是本發(fā)明實施例的道閘機芯的爆炸圖，該道閘機芯包括:包括驅動電機的動力子系統(tǒng)I，從該動力子系統(tǒng)獲取動力的減速子系統(tǒng)2，與減速子系統(tǒng)配合以控制輸出軸3的力矩平衡子系統(tǒng)4，電氣控制子系統(tǒng)21以及機芯支架5，該動力子系統(tǒng)1、減速子系統(tǒng)2、電氣控制子系統(tǒng)21和力矩平衡子系統(tǒng)4都設于該機芯支架上。
[0045]在其他的實施例中，該道閘機芯可以不包括電氣控制子系統(tǒng)，例如將電氣控制子系統(tǒng)安裝在道閘的殼體上等，本發(fā)明實施例對此不構成限定。
[0046]在一些實施例中，該道閘機芯可以不包括力矩平衡子系統(tǒng)，例如將該力矩平衡子系統(tǒng)安裝在道閘的殼體上，或者當道閘的攔道件為翼板、擺動件而不是閘桿時，因翼板的重量較輕無需用到力矩平衡子系統(tǒng)，從而該道閘機芯可以不包括力矩平衡子系統(tǒng)。當然若道閘還包括其它子系統(tǒng)，可以將這些其它子系統(tǒng)安裝在機芯支架上，或者道閘的殼體上，本發(fā)明實施例對此不作具體限定。即道閘機芯可以包括:包括驅動電機的動力子系統(tǒng)，從動力子系統(tǒng)獲取動力的減速子系統(tǒng)，以及機芯支架，該動力子系統(tǒng)和減速子系統(tǒng)設置在所述機芯支架上。其中，動力子系統(tǒng)為道閘機芯提供動力，減速子系統(tǒng)改變道閘機芯輸出的力矩。將動力子系統(tǒng)和減速子系統(tǒng)這些體積較大的部件設置在該機芯支架上，這些系統(tǒng)都由機芯支架支撐，無需安裝在道閘的殼體上，從而減少了對殼體的限制，使得道閘的殼體在制造和設計時更靈活多樣。
[0047]該機芯支架5由鋼材料制成，當然機芯支架也可以由其他材料制成，例如碳素材料、鈦合金等等，本發(fā)明實施對此不做限定。本發(fā)明實施例的機芯支架為矩形鋼結構，其包括腔體。該機芯支架設有安裝位6，例如孔位、卡扣結構、卡槽等用于安裝的結構，安裝位優(yōu)選的為安裝孔位，機芯支架上的安裝孔位可由數控機床加工得到，從而減少加工成本和提高加工精度。動力子系統(tǒng)1、減速子系統(tǒng)2和力矩平衡子系統(tǒng)4即通過安裝位6與機芯支架5連接，即其他子系統(tǒng)皆圍繞這個機芯支架安裝，并由其控制安裝精度。該機芯支架5相當于一個承載及精度控制平臺。
[0048]將各個道閘子系統(tǒng)安裝在機芯支架5上，提高了道閘安裝的效率，并且道閘的各個子系統(tǒng)的安裝精度由機芯支架控制，提高了道閘機芯的安裝精度。而將各個子系統(tǒng)設于該機芯支架上，由該機芯支架來承載機芯的其他部件的重量，與將機芯安裝在道閘殼體上的方案相比較，道閘使用本發(fā)明實施例的道閘機芯時，將能減少對殼體的限制，避免了機芯安裝在殼體上時對殼體的強度要求大且又不能對殼體的外觀做過多的設計。
[0049]優(yōu)選的，機芯支架5可使用長150mm寬50mm厚4-5mm的矩形鋼，這樣更符合中國的國家標準，有助于提尚本廣品的生廣效率。
[0050]攔道件包括閘桿、翼板、擺動板等等。要注意的是，本發(fā)明有的實施例中道閘機芯不包括攔道件，攔道件只是可以安裝在道閘機芯上，在有的實施例中，道閘機芯的方案可以包括攔道件。
[0051]在攔道件為閘桿等較重的部件時，道閘機芯包括力矩平衡子系統(tǒng)。如圖3所示，該機芯支架為具有腔體的結構，優(yōu)選的為矩形鋼結構，力矩平衡子系統(tǒng)4容置于該腔體內，動力子系統(tǒng)和減速子系統(tǒng)設于所述機芯支架的第一側面7，輸出軸貫通機芯支架以使閘桿在機芯支架的第二側面8與輸出軸3連接。這樣的設置，合理地利用了機芯支架5的空間，且將動力子系統(tǒng)I和減速子系統(tǒng)2這些較大的機構設置在機芯支架外部，將力矩平衡子系統(tǒng)4這個相對較小型的機構設于機芯支架5的腔體內，可以合理地利用機芯支架的空間，使得本發(fā)明實施例的道閘機芯更加緊湊。
[0052]可以理解，在本發(fā)明有的實施例中，機芯支架可以不具有腔體結構，例如為實心板材結構，此時動力子系統(tǒng)1、減速子系統(tǒng)2、電氣控制子系統(tǒng)21和力矩平衡子系統(tǒng)4都可以設于該機芯支架5上，例如將動力子系統(tǒng)、減速子系統(tǒng)設于該機芯支架的一側面，將力矩平衡子系統(tǒng)設于該機芯支架的另一側面。但優(yōu)選機芯支架為具有腔體的結構，這種結構便于加工和提高加工精度，若直接利用矩形鋼制作機芯支架，因矩形鋼具有行業(yè)標準，此時可以提尚道丨?機芯的制造效率，減少制造成本。
[0053]在攔道件為翼板、擺動板等較輕的部件時，道閘機芯可以不包括力矩平衡子系統(tǒng)，此時，動力子系統(tǒng)和減速子系統(tǒng)可以設于機芯支架的第一側面，輸出軸貫通機芯支架以使攔道件在靠近機芯支架的第二側面與輸出軸連接。這樣的設置，合理地利用了機芯支架的空間使得本發(fā)明實施例的道閘機芯更加緊湊。此時，若還有其它子系統(tǒng)，還可將這些其它子系統(tǒng)安裝在機芯支架或道閘殼體上，例如，在攔道件為翼閘時，將翼閘系統(tǒng)的斷電開閘子系統(tǒng)安裝在機芯支架上。如圖2所示，在機芯支架的第一側面上的安裝孔位上安裝有齒輪箱蓋23，動力子系統(tǒng)I即設于齒輪箱蓋23的遠離該機芯支架的一側面上。該動力子系統(tǒng)包括驅動電機25及匹配的減速機24，通過更換不同減速比的減速機24，可以改變機芯輸出力矩大小及轉速。
[0054]當然，在其他的實施例中動力子系統(tǒng)可以不包括減速機24，而圖3只是示出了動力子系統(tǒng)I和機芯支架5的一種連接關系，在其他的實施例中，動力子系統(tǒng)可以直接安裝在機芯支架上。但為了更好地配合動力子系統(tǒng)和減速子系統(tǒng)，優(yōu)選圖3所示的方案，即動力子系統(tǒng)通過齒輪箱蓋23安裝在機芯支架5上，而減速子系統(tǒng)設于齒輪箱蓋23內。
[0055]驅動電機25將動力傳遞至減速機24后，經過減速機的調節(jié)，減速機勻速輸出固定力矩到減速子系統(tǒng)2。該減速子系統(tǒng)2設于所述機芯支架的第一側面7上，力矩平衡子系統(tǒng)容置于機芯支架5的腔體內。如圖6所示，該減速子系統(tǒng)2包括設有扣爪9的主動輪10和設有傳動槽11的從動輪12，該扣爪9扣入傳動槽11。該減速子系統(tǒng)位2于齒輪箱蓋23內，主動輪10的邊沿為齒輪結構，例如為斜齒盤結構，在減速機的動力輸出軸26上設有齒輪，該動力輸出軸26上的齒輪與所述主動輪10的邊沿的齒輪結構嚙合傳動，以驅動主動輪10。這樣，動力輸出軸26通過齒輪嚙合向主動輪10傳動，從而根據該動力輸出軸26上的齒輪和主動輪10邊沿上的齒輪的齒輪比不同，可以改變動力子系統(tǒng)向減速子系統(tǒng)傳遞的扭矩，與減速機配合，實現改變道閘機芯的輸出力矩大小和轉速。
[0056]優(yōu)選的，為了減少摩擦和噪音，并且提高加工效率，該主動輪10上的扣抓9為軸承結構，當然，在其他的實施例中，扣抓9也可以是固定軸、齒輪等結構。
[0057]該主動輪10和從動輪12為馬耳他結構。從動輪12的傳動槽11為徑向槽，即傳動槽11在從動輪12上沿從動輪12的徑向設置。主動輪10的扣爪9作用于傳動槽11以使得主動輪10帶動從動輪12。即主動輪10通過該扣爪9和傳動槽11來帶動從動輪。該從動輪11與輸出軸3連接，本實施例中從動輪與輸出軸3可以為一體結構，輸出軸貫通該道閘機芯，在道閘機芯的遠離從動輪的第二側面該輸出軸與閘桿連接，從而從動輪通過輸出軸向閘桿傳遞動力。當主動輪10勻速旋轉時帶動從動輪12旋轉，由于旋轉時扣爪9在傳動槽11內滑動，實際上從動輪受力力臂在改變，從而從動輪的轉動速度相應的不斷改變。
[0058]在從動輪開始轉動和其終止轉動位置處，扣爪的運動方向與從動輪的徑向同向。即，如圖6和圖8所示，第一直線27垂直于第二直線28，其中第一直線27為通過主動輪的轉軸和扣爪中心的直線，第二直線28為通過從動輪12的轉軸和扣爪中心的直線。如圖6和圖8所示，此時主動輪開始或終止帶動從動輪12，這兩個位置分別與閘桿落下到最低點的位置和閘桿提起到最高點的位置對應。這樣的結構，在從動輪開始轉動和終止轉動位置處，從動輪作用于扣爪的力的方向沿主動輪的徑向，從而從動輪不能主動轉動，使得從動輪被鎖定;另一方面，此時，扣爪作用于從動輪的力臂最小，而在傳動槽位于主動輪的轉軸和從動輪的轉軸所在的平面時，扣爪作用于從動輪的力臂最大，從而實現了從動輪在開始轉動和終止轉動位置處速度最小，該速度趨于零，在從動輪轉動到中間位置時，從動輪的速度最大，反應到安裝在輸出軸上的閘桿，閘桿的抬起和落下停止位置速度趨于零，實現了閘桿的平穩(wěn)轉動。
[0059]傳動槽在其開始轉動位置和終止轉動位置之間的夾角根據閘桿在閘桿落下停止位置和閘桿提起停止位置之間的夾角設定。即，在從動輪開始轉動和其終止轉動位置處，第二直線28和第三直線29的夾角為閘桿起落過程中轉動的角度的一半，其中第三直線29為通過主動輪的轉軸和從動輪的轉軸的直線。這樣，可以在制造時通過設置傳動槽在其開始轉動位置和終止轉動位置之間的夾角來使得道閘機芯的工作符合具體場景中閘桿的轉動要求。
[0060]如圖6、圖7和圖8所示，例如，閘桿落下停止的位置和閘桿提起停止的位置一共轉動了 90度，假設在閘桿開始提起位置，第三直線29與第二直線28的角度為-45度，在閘桿開始落下位置，第三直線29和第二直線28的角度為45度。設該第二直線28和第三直線29的夾角為變速夾角，在變速夾角為-45度及45度位置，S卩圖6和圖8所示的位置，扣爪9作用于從動輪上的力臂最大，而變速夾角為O度時，即如圖7所示的位置，扣爪9作用于從動輪的力臂最小。同時，由兩輪的安裝關系決定，主動輪在變速夾角-45度起點到45度終點始終勻速做功，而從動輪速度在變速夾角為-45度及45度時速度趨于零，從動輪在O度速度最大，例如可以是主動輪的1.45倍，從動輪的速度和轉動角函數關系為正弦曲線。反應到道閘閘桿上，閘桿在抬起及落下點位速度趨于零，動作平穩(wěn)。
[0061 ]可以理解，在其他的實施例中，第二直線和第三直線之間的最大夾角也可以不根據閘桿的起落轉動角度設置，在閘桿開始提起和開始落下位置，第三直線和第一直線的夾角也可以不相同，本發(fā)明實施例對此不作限定。
[0062]主動輪上位于所述扣爪兩側各設有一固定軸13，所述從動輪的兩側邊沿各設有一限定槽42，當所述從動輪轉動到所述限定槽42與所述固定軸13接觸時，所述固定軸和限定槽配合以鎖定所述從動輪的轉動。在從動輪轉動到所述限定槽與所述固定軸接觸時，若從動輪轉動，則限定槽的邊沿作用于固定軸的力的方向與主動輪的徑向同向，從而從動輪不能主動轉動，實現了從動輪的自鎖。并為了主動輪10與從動輪12之間提供一定的緩沖效果。固定軸和限定槽的設置配合馬耳他結構的原理進一步實現減速子系統(tǒng)的反向自鎖功能，即在起點和終點位置，從動輪端不可以主動旋轉，即從動輪被鎖定。
[0063]若從動輪為對稱結構，則固定軸相應地對稱地位于扣爪9兩側，即兩固定軸分別距抓扣距離相等。從而有助于實現從動輪的速度和轉動角函數關系為正弦曲線。
[0064]在動力子系統(tǒng)向主動輪勻速傳遞動力時，即動力輸出軸上的齒輪勻速轉動時，該主動輪以定速轉動。而從動輪仍是變速轉動。
[0065]本發(fā)明實施例的從動輪上的傳動槽的槽邊為直線結構。傳動槽11的邊沿也可以是曲線結構、齒輪結構等，在傳動槽為齒輪結構時，扣爪也可以是齒輪結構，從而兩者可以嚙合。本發(fā)明實施例對此不作限定。
[0066]圖1至圖5為安裝閘桿的道閘機芯的實施例示意圖。
[0067]圖14、圖15、圖16和圖17為安裝翼板的道閘機芯的實施例的示意圖。如圖14至圖17所示。圖14所示的道閘機芯包括減速子系統(tǒng)2，該減速子系統(tǒng)2的具體結構和工作原理可以參考前述對圖6至圖8的描述，圖14和圖6的減速子系統(tǒng)2的區(qū)別在于主動輪10和從動輪12的轉動角度不同。如圖14至圖16所示，減速子系統(tǒng)2由主動輪10及從動輪12組成:在主動輪10上伸出一個扣爪9，從動輪12上開有傳動槽11，主動輪10的扣爪9扣入從動輪12的傳功槽11以連接主動輪和從動輪。當主動輪10勻速旋轉時帶動從動輪12旋轉，由于旋轉時扣爪9在傳動槽11內滑動，實際上從動輪受力力臂在改變:如附圖15:設第二直線28和第三直線29的夾角為變速夾角，變速角度在-19度起點及19度終點位置，扣爪9作用于從動輪上的力臂最大，O度位置時扣爪9作用于從動輪的力臂最??；同時，由兩輪的安裝關系決定，主動輪在起點到終點始終勻速做功(共旋轉152度)，而從動輪速度在變速夾角為-19度及19度時速度趨于零，從動輪在O度時速度最大，例如是主動輪的1.45倍，從動輪12的速度和轉動角函數關系為正弦曲線。反映到翼閘翼板，在開啟及閉合點位速度趨于零，所以很平穩(wěn)。同時，通過固定軸13和從動輪的限定槽42的結構關系以及傳動槽11和定速輪的扣爪9的關系，該減速子系統(tǒng)也可以實現反向自鎖:就是在起點和終點位置，從變速輪端不可以主動旋轉，即變速輪被鎖定。
[0068]由圖14可以，從動輪上設有輸出軸，該輸出軸在從動輪的帶動下轉動從而帶動翼板的轉動。當然從動輪對翼板的力的傳動也可以通過其他的方式，例如從動輪上與一連桿固定連接，該連桿的一端與從動輪連接，該連桿的另一端與翼板連接，本發(fā)明實施例對從動輪與翼板的具體連接方式不作限定。
[0069]可以理解，圖14所示的道閘機芯的方案中的從動輪在開始轉動位置和停止轉動位置間的角度也可以根據翼板的轉動角度對應設置，例如兩個轉動角度相同。
[0070]其中圖14至圖17的附圖，為了更清楚地顯示減速子系統(tǒng)，將動力子系統(tǒng)移開了，可以理解，該道閘機芯包括動力子系統(tǒng)，該動力子系統(tǒng)向減速子系統(tǒng)傳遞動力，可參考前述實施例的內容。例如，驅動電機或者減速機向圖14的與主動輪嚙合的齒輪傳動，以帶動主動輪轉動。
[0071 ] 對圖14至16的具體描述可參考對圖6至圖8的具體描述。從中，可以理解，主動輪1和從動輪12的具體大小、限定槽42在從動輪的12側邊沿的具體設定位置都可以做相應調整，且從動輪12在開始轉動和停止轉動的位置間的夾角可根據攔道件的轉動角度而設定。本發(fā)明實施例對此不作具體限定。現有技術中，道閘機芯為了實現閘門或閘桿平滑、低噪音開合，要做到“緩啟動一快速運行一緩停止”，有些設計使用伺服電機系統(tǒng)，成本高昂；有的是設計一套機械連桿機構達到“正弦減速”目的，通常采用三連桿結構，中間連桿與前后端連桿連接，中間連桿相當于懸空安裝:設計上要求中間連桿只在X及Y軸上做二維運動，所以要求三個連桿在同一二維面運動，對加工精度、材料強度要求很高，否則極易損壞，這就極大的增加了成本。
[0072]而本發(fā)明實施例的減速子系統(tǒng)，通過簡單的組裝即可實現對道閘機芯的輸出力矩減速的目的，結構簡單，組裝方便，對精度也易于控制，還能降低成本。
[0073]如圖3、圖4、圖9和圖10所示，在一些實施例中，例如在攔道件為閘桿時，即道閘機芯用于控制閘桿時，道閘機芯可包括力矩平衡子系統(tǒng)4，以平衡道閘閘桿的重力。力矩平衡子系統(tǒng)位4于道閘機芯的腔體內，該力矩平衡子系統(tǒng)包括壓簧19和撥塊15，其中撥塊15包括連接部32和凸出部33，該連接部32與輸出軸3連接，該連接部32設有卡槽，輸出軸3設有卡位，連接部32通過其上的卡槽和輸出軸3上的卡位卡接，并可以在卡接后在連接部32的卡口處扭上螺絲進行封口，以使得連接部與輸出軸穩(wěn)固卡接。當然連接部和輸出軸也可以粘接或焊接，乃至一體成型等，本發(fā)明實施例對此不作限定。在輸出軸3連接閘桿14后，所述凸出部33相對于輸出軸3向閘桿14方向凸出，壓簧19位于輸出軸3的靠近所述閘桿14的一側，從而凸出部33與壓簧19抵接。即，如圖10所示，圖10示出了閘桿落下時的示意圖，撥塊15的凸出部33向閘桿14的方向凸出，壓簧19的安裝位置位于輸出軸3的一側，該側靠近閘桿14的方向，從而，凸出部33與壓簧19實現抵接。當閘桿在起落時，閘桿的重力對輸出軸作用一力矩，而壓簧的彈性力通過撥塊向輸出軸作用一力矩，閘桿的力矩和壓簧的力矩方向相反，即閘桿的力矩和壓簧的力矩實現相抵。若對閘桿和壓簧進行相應的匹配調節(jié)后，可實現閘桿對輸出軸的力矩和壓簧對輸出軸的力矩相互抵消達到基本平衡，使得輸出軸幾乎不需要對抗閘桿的重力，增加了輸出軸的使用壽命。尤其在閘桿落到最低點時，此時撥塊對壓簧有最大壓縮量，閘桿對輸出軸的力矩和壓簧對輸出軸的力矩皆最大，兩個力矩相互抵消，在輸出軸抬起閘桿時，閘桿對輸出軸的力矩逐漸改變，壓簧19對輸出軸的力矩也相應的改變，實現了閘桿起落的力矩全過程平衡，當然，有時因結構設置的難度等，這種力矩平衡是大致平衡，有時不能完全抵消。
[0074]若使用現有技術的拉簧方案來平衡閘桿重力，由于彈力力臂和閘桿重力力臂分置輸出軸兩端，理論上輸出軸需要對抗兩倍閘桿重力，對輸出軸及軸承要求很高，輸出軸和軸承的壽命也大大減短。同時，按照材料特性，同樣條件下，壓簧壽命大于拉簧。同時在道閘機芯抬起閘桿時，利用壓簧的儲能壓簧可以和驅動電機配合抬起閘桿，減少了電能的消耗。
[0075]在閘桿轉動到起落的最大位置處時，壓簧19的彈力和前述的減速子系統(tǒng)2的自鎖力配合，使得閘桿能穩(wěn)固定住;在閘桿停止在其起落的最大位置處之間時，壓簧的彈力和動力子系統(tǒng)的減速機自鎖力配合，可以使得閘桿能穩(wěn)定固定住。這樣，壓簧的使用，因合理利用了壓簧的彈性力，在道閘正常使用時，減少了對道閘的一些零部件的要求。
[0076]在其他的實施例中，壓簧19可以使用其他的彈性件替代，例如橡膠彈性管、波紋管等等。
[0077]在其他的實施例中，撥塊15可以與輸出軸3—體成型或者撥塊與輸出軸3焊接，此時撥塊本體相對輸出軸突出，撥塊依然可以實現壓縮壓簧。即撥塊除了通過其上的連接部與輸出軸連接外，撥塊18還可以使用其他方式與輸出軸連接，本發(fā)明實施例對此不作限定。
[0078]如圖11所示，為了避免壓簧19在伸縮工作時發(fā)生彎曲走位現象，該力矩平衡子系統(tǒng)還包括導向槽16，導向槽16安裝在機芯支架5上的腔體內后，導向槽16和機芯支架5的腔體內壁共同構成一容置腔，該容置腔的大小可以與壓簧的直徑配合，使得壓簧放置于該容置腔后，該導向槽和腔體內壁共同限制壓簧的工作，不讓壓簧19走位，保證了本發(fā)明實施例的力矩平衡子系統(tǒng)能正常工作。
[0079]在本發(fā)明的其它實施例中，為了不讓壓簧走位，還有其他的替代方案，例如，在機芯支架上安裝互相連接的活動連桿34，如圖13所示的第一連桿35和第二連桿36，第一連桿35與撥塊15或傳動件17抵接，第二連桿相對機芯支架固定，第一連桿35的活動端和第二連桿36的活動端互相套接，而壓簧19可以繞在第一連桿35和第二連桿36外部設置，此時第一連桿的靠近撥塊的一端為凸出結構，該凸出結構比壓簧的直徑大，從而第一連桿能隨壓簧的伸縮而移動;或者第一連桿35和第二連桿36為中空結構，壓簧19可設于該中空結構內。即本發(fā)明實施例中的力矩平衡子系統(tǒng)優(yōu)選的還包括防走位裝置，該防走位裝置用于防止壓簧的走位變形，使得壓簧能正常工作，上述的導向槽和機芯支架的內壁即為防走位裝置，第一連桿和第二連桿也為防走位裝置。
[0080]在一些實施例中撥塊和壓簧可以直接相互抵接，為了提高撥塊與壓簧間傳遞力的效果，力矩平衡子系統(tǒng)還包括與撥塊接觸的傳動件17和與傳動件17抵接的壓塊18，壓塊18可以是丁字型結構，該壓塊套設于壓簧19的靠近撥塊的一端，壓塊18與傳動件17抵接的一端大于壓簧19的直徑，傳動件在導向槽和機芯支架空腔內壁構成的容置腔內移動，即導向槽16和機芯支架5的內壁限制傳動件17的移動，防止傳動件17脫位，撥塊通過壓縮傳動件帶動壓塊以壓縮壓簧19，從而使得撥塊和壓簧間的力傳遞更加穩(wěn)定。為了讓撥塊對傳動件的作用更穩(wěn)定，該傳動件17可以為類似啞鈴的兩端為軸承中間為連桿的結構，撥塊15被傳動件17上的兩軸承卡住，使得撥塊和傳動件的抵接更加穩(wěn)定。
[0081]為了方便壓簧的安裝和道閘機芯的組裝，該道閘機芯還包括支架底座37，機芯支架即與支架底座連接，兩者可以是固定連接，也可以是螺栓等其他連接方式。而支架底座即與地面固定連接，從而支架底座支撐起機芯支架。壓簧的一端可以固定連接在支架底座上，也可以在支架底座37上設一連接桿，將壓簧19套設于該連接桿上。即壓簧通過支架底座與機芯支架連接，在壓簧和支架底座的連接處，設有調節(jié)螺絲，通過調節(jié)調節(jié)螺絲可以改變壓簧作用于撥塊的彈性力。
[0082]可以理解，該支架底座不是必須的，即在本發(fā)明的一些實施例中，壓簧可以直接與機芯支架5連接，機芯支架5可以直接安裝在地面上，或者支架底座是機芯支架的一部分。本發(fā)明實施例對此不作限定。
[0083]可以理解，作為本發(fā)明實施例的一種替代方案，如圖12所示，在一些實施例中，壓簧19和撥塊15的安裝位置可以進行變化。例如撥塊的凸出部可以相對于輸出軸遠離閘桿凸出，壓簧設于輸出軸的一側，該側為遠離閘桿的方向，此時壓簧的一端與撥塊抵接，壓簧的另一端遠離支架底座，例如可以在機芯支架上設置一用于固定壓簧端部的固定結構，壓簧的一端可與該固定結構連接，如圖12所示，從而在閘桿落下時，輸出軸帶動撥塊，該撥塊壓縮壓簧，這種方案也可以實現閘桿作用于輸出軸的扭力與壓簧作用于輸出軸的扭力平衡，達到增大輸出軸壽命的目的。圖12所示的方案也可以包括前述的傳動件、壓塊等零部件，以及撥塊與輸出軸的各種變化連接關系等，對此可參考前述內容，在此不再贅述。當然也可以將壓簧繞輸出軸設置為其他角度也是可行的，只要撥塊等其他零件對應改動即可。
[0084]可以理解，上述方案的閘桿是設置在輸出軸上的，在其他的實施例中，閘桿也可以與撥塊固定連接，例如閘桿和撥塊為一體件，本發(fā)明實施例對此不作限定。
[0085]與現有道閘機芯采用拉力彈簧平衡閘桿重力扭矩的方案相比，因拉簧端頭法蘭要占用很大空間導致拉簧身長較短，且同長度拉簧的壽命短于壓簧。使用本發(fā)明實施例的力矩平衡子系統(tǒng)，可以延長力矩平衡子系統(tǒng)的使用壽命，以及使得道閘機芯的結構布置更緊湊。
[0086]在道閘機芯還包括電子控制子系統(tǒng)21的實施例中，該電子控制子系統(tǒng)包括位置檢測元件22，該位置檢測元件例如可以是光柵，在本發(fā)明實施例中道閘機芯包括兩個光柵和一個感應片20，該感應片20與主動輪10同軸，從而感應片20被主動輪10帶動，因主動輪10的轉動角度與閘桿14的起落轉動角度相對應，在感應片20被主動輪帶動時，光柵可通過檢測感應片的轉動角度來檢測閘桿的起落角度，從而控制驅動電機的轉動，例如光柵通過檢測感應片的轉動角度判斷出閘桿落到最低位置時，則電氣控制子系統(tǒng)控制驅動電機停止工作。在機芯支架為數控機床加工時，位置檢測元件22的位置可以和正弦減速子系統(tǒng)高度關聯。使得機芯支架的結構更加緊湊。
[0087]其中，在本發(fā)明的一些實施例中，感應片設有一個凸塊或凹槽，道閘機芯上設有兩個光柵，當該凸塊或凹槽轉動到一光柵處，則光柵檢測出閘桿抬起到最高位置，該凸塊或凹槽轉動到另一光柵處，則該光柵檢測出閘桿落到最低位置處。或者在本發(fā)明的其他實施例中，道閘機芯可以包括一個光柵，而感應片可以包括兩個凸塊或凹槽，其中不同凸塊或凹槽轉動到光柵處，則代表道閘起落到不同的最大位置。
[0088]在本發(fā)明的實施例中的道閘機芯上還安裝有地感40、電源41和電源開關31等裝置，如圖3所示，地感40通過地感支架39安裝在齒輪箱蓋23上，電源41和電源開關通過電源支架安裝在機芯支架上，這樣可以進一步減少殼體上安裝的道閘的零部件，從而進一步減少對殼體的限制，并且使得機芯支架上的機構更加緊湊。
[0089]以上所述，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種道閘機芯，其特征在于，包括: 包括驅動電機的動力子系統(tǒng)，從所述動力子系統(tǒng)獲取動力的減速子系統(tǒng)，以及機芯支架，所述動力子系統(tǒng)和減速子系統(tǒng)設置在所述機芯支架上。2.根據權利要求1所述的道閘機芯，其特征在于，所述機芯支架上設有安裝位，所述動力子系統(tǒng)和減速子系統(tǒng)通過所述安裝位與所述機芯支架連接。3.根據權利要求1所述的道閘機芯，其特征在于，所述動力子系統(tǒng)和減速子系統(tǒng)設于所述機芯支架的第一側面，所述輸出軸貫通所述機芯支架以使攔道件在靠近所述機芯支架的第二側面與所述輸出軸連接。4.根據權利要求1所述的道閘機芯，其特征在于，所述減速子系統(tǒng)包括設有扣爪的主動輪和設有傳動槽的從動輪，所述扣爪扣入所述傳動槽，所述動力子系統(tǒng)向所述主動輪傳遞動力，所述扣爪作用于所述傳動槽以使所述主動輪帶動所述從動輪。5.根據權利要求4所述的道閘機芯，其特征在于，所述傳動槽為徑向槽，在所述從動輪開始轉動和終止轉動位置處，所述扣爪的運動方向與所述從動輪的徑向同向。6.根據權利要求5所述的道閘機芯，其特征在于，所述傳動槽在其開始轉動位置和終止轉動位置之間的夾角根據閘桿在閘桿落下停止位置和閘桿提起停止位置之間的夾角設定。7.根據權利要求4所述的道閘機芯，其特征在于，所述主動輪上位于所述扣爪兩側各設有一固定軸，所述從動輪的兩側邊沿各設有一限定槽，當所述從動輪轉動到所述限定槽與所述固定軸接觸時，所述固定軸和限定槽配合以鎖定所述從動輪的轉動。8.根據權利要求4所述的道閘機芯，其特征在于，所述主動輪的邊沿為齒輪結構，所述動力子系統(tǒng)通過動力輸出軸上的齒輪與所述主動輪的邊沿的齒輪結構嚙合傳動。9.根據權利要求1所述的道閘機芯，其特征在于，所述道閘機芯還包括與所述減速子系統(tǒng)配合以控制輸出軸的力矩平衡子系統(tǒng)，所述力矩平衡子系統(tǒng)設置在所述道閘機芯上。10.根據權利要求9所述的道閘機芯，其特征在于，所述力矩平衡子系統(tǒng)包括彈性件和與所述輸出軸連接的撥塊，所述彈性件一端與所述撥塊抵接，所述彈性件的另一端與所述機芯支架連接，在所述減速子系統(tǒng)通過輸出軸將動力傳遞至閥桿時，被所述輸出軸帶動的所述撥塊壓縮所述彈性件，此時所述閥桿作用于所述輸出軸的力矩與所述彈性件作用于所述輸出軸的力矩相抵。11.根據權利要求10所述的道閘機芯，其特征在于，在閘桿安裝在所述輸出軸上時，所述撥塊相對于所述輸出軸向所述閘桿方向凸出，所述彈性件位于所述輸出軸的靠近所述閘桿的一側，從而所述撥塊與所述彈性件抵接。12.根據權利要求10所述的道閘機芯，其特征在于，所述力矩平衡子系統(tǒng)還包括導向槽，所述機芯支架為具有腔體的結構，所述力矩平衡子系統(tǒng)容置于所述腔體內，在所述彈性件伸縮時所述導向槽和所述腔體內壁共同限制所述彈性件。13.根據權利要求12所述的道閘機芯，其特征在于，所述力矩平衡子系統(tǒng)還包括與所述撥塊接觸的傳動件和與所述傳動件抵接的壓塊，所述壓塊套設于所述彈性件靠近所述撥塊的一端，所述撥塊通過壓縮所述傳動件帶動所述壓塊以壓縮所述彈性件，所述導向槽和所述腔體內壁共同限制所述傳動件的移動。14.根據權利要求10至13任一項所述的道閘機芯，其特征在于，所述彈性件為壓簧。15.根據權利要求1所述的道閘機芯，其特征在于，所述道閘機芯還設有感應片和電氣控制子系統(tǒng)的位置檢測元件，所述位置檢測元件安裝在所述機芯支架上，所述感應片由所述減速子系統(tǒng)帶動，所述位置檢測元件根據檢測感應片的轉動位置來控制所述動力子系統(tǒng)的工作。
【文檔編號】E01F13/04GK106012898SQ201610382383
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】郭詩邁, 汪章健, 曾科明
【申請人】東莞市中控電子技術有限公司