一種閘機(jī)通道拍打門裝置和控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于軌道交通、售檢票服務(wù)、樓宇及特定場(chǎng)所安防門禁、場(chǎng)館出入控制領(lǐng) 域，具體涉及一種閘機(jī)通道拍打門裝置和控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著軌道交通的高速發(fā)展，車站的乘客流量很大，為了方便通行，在檢票口處需要 用閘機(jī)來(lái)進(jìn)行自動(dòng)檢票。每臺(tái)閘機(jī)上都設(shè)有一個(gè)阻擋裝置，在一般情況下?lián)踝z票通道，在 有人投單程票或刷儲(chǔ)值票后，該阻擋裝置會(huì)讓開(kāi)通道，允許一個(gè)人通過(guò)，然后再將通道阻擋 起來(lái)。
[0003] 目前現(xiàn)有的阻擋裝置是三桿型的轉(zhuǎn)盤，如圖1所示，這種轉(zhuǎn)盤10上有三個(gè)金屬制 成的棍型直桿20,每當(dāng)投幣或刷卡一次，轉(zhuǎn)盤10就帶動(dòng)直桿20旋轉(zhuǎn)120° ·允許一個(gè)人通 過(guò)。由于直桿20是斜向下伸出的，當(dāng)轉(zhuǎn)盤10旋轉(zhuǎn)時(shí)，三個(gè)直桿20并不能完全讓開(kāi)閘機(jī)通 道，使得人在通過(guò)時(shí)有可能碰到直桿20上受到傷害，另外，對(duì)一些體格較胖的人來(lái)說(shuō)，每?jī)?個(gè)直桿20之間的空位也不足以允許其通過(guò)閘機(jī)通道，造成麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種閘機(jī)通道拍打門裝 置和控制方法，其上具有受控于電機(jī)裝置可打開(kāi)閉合的拍打門扇，能夠完全打開(kāi)阻擋閘機(jī) 通道，也可完全閉合使得人在通過(guò)閘機(jī)通道時(shí)不會(huì)受到磕碰。
[0005] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0006] -種閘機(jī)通道拍打門裝置，包括拍打門，所述拍打門包括扇葉、扇葉支撐柱、彈簧 和底座；
[0007] 所述扇葉通過(guò)固定件固定在所述扇葉支撐柱上；
[0008] 所述扇葉支撐柱的下方設(shè)有連接機(jī)構(gòu)；
[0009] 所述連接機(jī)構(gòu)的下端固定在所述底座上；
[0010] 所述彈簧的一端固定在連接機(jī)構(gòu)的上端面，另一端固定在扇葉支撐柱的柱面上。 [0011] 所述閘機(jī)通道拍打門裝置包括電機(jī)、制動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)器；
[0012] 所述電機(jī)用于給拍打門提供旋轉(zhuǎn)動(dòng)力；
[0013] 所述制動(dòng)器用于鎖止拍打門，防止人為暴力沖撞、暴力扳開(kāi)、暴力關(guān)閉門翼的情況 下扇門初始狀態(tài)的改變；
[0014] 所述驅(qū)動(dòng)器通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)拍打門在靜止或開(kāi)關(guān)門運(yùn)動(dòng)中是否受外力的狀態(tài)，從而 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理判斷后控制制動(dòng)器是否動(dòng)作；若制動(dòng)器動(dòng)作則扇門被鎖止在當(dāng)前的狀態(tài)。
[0015] 所述連接機(jī)構(gòu)包括頂板、底板和至少兩根支撐桿，所述支撐桿位于頂板和底板之 間，頂板、底板和支撐桿圍合形成一個(gè)空間，所述制動(dòng)器和電機(jī)安裝在該空間內(nèi)；所述制動(dòng) 器位于電機(jī)的上方；所述電機(jī)的下端固定在安裝底座上；
[0016] 在所述頂板的中間設(shè)有通孔，扇葉支撐柱穿過(guò)該通孔與制動(dòng)器連接；
[0017] 所述電機(jī)的輸出軸，制動(dòng)器的軸和扇葉支撐柱的軸位于同一條直線上；
[0018] 所述驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)，通過(guò)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)扇門支撐柱轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0019] 所述扇葉為長(zhǎng)圓形，扇葉采用不銹鋼骨架制成，在所述不銹鋼骨架外包裹有聚氨 醋類；
[0020] 或者采用聚氨酯制成；或者采用鋼化玻璃材質(zhì)制成。
[0021] 所述電機(jī)采用直流伺服電機(jī)，所述直流伺服電機(jī)為三相電機(jī)，采用三相六狀態(tài)PffM 調(diào)制，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的控制。
[0022] 所述閘機(jī)通道拍打門裝置包括變壓器、電源、門控制單元、主控單元和編碼器；
[0023] 所述電源與變壓器連接，變壓器與驅(qū)動(dòng)器連接；
[0024] 所述驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)門控制單元的控制指令并執(zhí)行動(dòng)作時(shí)，驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)編碼器，由編 碼器驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)實(shí)時(shí)通過(guò)編碼器把運(yùn)動(dòng)狀態(tài)反饋給驅(qū)動(dòng)器并通過(guò)驅(qū) 動(dòng)器完成對(duì)門控制單元的反饋交互，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)到設(shè)定角度后，門控制單元向驅(qū)動(dòng)器發(fā)送停 止命令，由驅(qū)動(dòng)器向編碼器發(fā)送反向電動(dòng)勢(shì)，編碼器使電機(jī)減速，當(dāng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速降低到接近 靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)制動(dòng)器對(duì)拍打門進(jìn)行制動(dòng)鎖止，使扇門保持相應(yīng)的姿態(tài)；在該姿態(tài) 下，制動(dòng)器的電磁離合器保持吸合狀態(tài)，形成鎖止力，當(dāng)對(duì)扇葉的沖擊力度產(chǎn)生的扭矩大于 預(yù)設(shè)的閾值時(shí)，處于吸合狀態(tài)的電磁離合器打開(kāi)。
[0025] 一種上述閘機(jī)通道拍打門裝置的控制方法，
[0026] 所述方法通過(guò)門控制單元向驅(qū)動(dòng)器發(fā)送控制指令，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)編碼器，由編 碼器驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所述電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)實(shí)時(shí)通過(guò)編碼器把運(yùn)動(dòng)狀態(tài)反饋給驅(qū)動(dòng)器；
[0027] 所述方法通過(guò)驅(qū)動(dòng)器的撥碼來(lái)區(qū)分左、右的扇門，具體如下：
[0028] 撥碼1為左右門設(shè)定撥碼，撥到ON時(shí)為左邊扇門，撥到OFF時(shí)為右邊扇門；
[0029] 撥碼2為設(shè)定扇門關(guān)閉過(guò)程中遇阻處理模式，ON為關(guān)門遇阻力時(shí)停止，OFF為關(guān)門 遇阻力時(shí)打開(kāi)；默認(rèn)為OFF ;
[0030] 撥碼3為維修測(cè)試模式下找原點(diǎn)命令；正常使用狀態(tài)下?lián)艽a3為OFF，否則無(wú)法正 常工作；
[0031] 撥碼3+4為測(cè)試模式下，扇門循環(huán)開(kāi)合動(dòng)作命令；正常使用狀態(tài)下?lián)艽a3和4應(yīng)為 0FF，否則無(wú)法正常工作。
[0032] 所述編碼器內(nèi)設(shè)的編碼與電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在圓周運(yùn)動(dòng)中每一點(diǎn)的位置一一對(duì)應(yīng)，通 過(guò)采集編碼器的編碼狀態(tài)來(lái)獲得當(dāng)前電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度；
[0033] 當(dāng)扇門的轉(zhuǎn)動(dòng)角度大于0. 5度時(shí)，即被編碼器識(shí)別并進(jìn)行反饋。
[0034] 所述門控制單元向驅(qū)動(dòng)器發(fā)送控制指令包括動(dòng)作脈沖信號(hào)、方向脈沖信號(hào)、脫機(jī) 脈沖信號(hào)；
[0035] 所述動(dòng)作脈沖信號(hào)的波長(zhǎng)用于確定扇門的動(dòng)作時(shí)間，其幅值用于確定扇門的動(dòng)作 力度；
[0036] 所述方向脈沖信號(hào)以單脈沖高低電平進(jìn)行區(qū)分，用于確定扇門的動(dòng)作方向；
[0037] 所述脫機(jī)脈沖信號(hào)用于切斷電機(jī)相電流，讓電機(jī)處于自由狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)緊急情況下 的扇門打開(kāi)動(dòng)作。
[0038] 所述扇門從起始位置開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到相對(duì)位置90度時(shí)，運(yùn)動(dòng)停止，此時(shí)通過(guò)驅(qū) 動(dòng)器反饋，制動(dòng)器合上，進(jìn)行制動(dòng)，檢票完畢，制動(dòng)器上的離合器剎片分開(kāi)，扇門回轉(zhuǎn)到起始 位置，以此往復(fù)運(yùn)動(dòng)；
[0039] 所述方法通過(guò)驅(qū)動(dòng)器監(jiān)測(cè)扇門關(guān)閉狀態(tài)下扇門受外力的情況，從而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 判斷后控制制動(dòng)器是否動(dòng)作；
[0040] 若制動(dòng)器動(dòng)作則扇門被鎖止在當(dāng)前的狀態(tài)，鎖止后力量達(dá)到175N-325N。
[0041] 所述方法采用PID控制算法對(duì)電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)伺服控制，具體如下：
[0042] (1)計(jì)算理想位置和從編碼器獲得的實(shí)際位置之間的位置誤差，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器中的 位置中斷程序進(jìn)行返回；在防震蕩處理之后，驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置的PI位置控制器產(chǎn)生一個(gè)由于位 置誤差而引起的必須的速度；
[0043] (2)計(jì)算理想速度和實(shí)際速度之間的誤差，作為PI速度控制器的輸入；PI速度控 制器的輸出是理想電流分量；
[0044] (3)計(jì)算矢量坐標(biāo)系的實(shí)際電流；PI電流控制器對(duì)實(shí)際電流和必須電流進(jìn)行比 較，產(chǎn)生一個(gè)需要的輸出電壓；
[0045] (4)利用脈沖寬度調(diào)制（PffM)產(chǎn)生輸出電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)；
[0046] (5)在PI控制中增加 D微分項(xiàng)來(lái)解決控制閉環(huán)的響應(yīng)速度，實(shí)現(xiàn)快速精確控制。
[0047] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0048] ?左/右扇門分別安裝在通道兩側(cè)，扇葉閉合時(shí)與通道方向垂直，全部打開(kāi)時(shí)與 通道方向平行；
[0049] ?伺服電機(jī)通過(guò)連接機(jī)構(gòu)直接帶動(dòng)扇葉運(yùn)動(dòng)，通過(guò)編碼器識(shí)別扇葉運(yùn)動(dòng)情況，實(shí) 現(xiàn)精確運(yùn)動(dòng)控制；扇門運(yùn)行中，保證扇門穩(wěn)定運(yùn)行無(wú)振動(dòng)，低噪聲；
[0050] ?扇葉形狀近似長(zhǎng)圓形，扇葉內(nèi)部設(shè)置不銹鋼骨架，外部由聚氨酯包裹；
[0051] ?扇葉的形狀和材料盡可能降低對(duì)乘客的傷害；
[0052] ?聚胺酯的厚度和密度充分考慮扇門運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的減震；
[0053] ?-旦主電源失效，可以保證扇門立即全部打開(kāi)，扇門開(kāi)啟由彈簧控制。
[0054] ?電機(jī)配合制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器（ECB)主要功能是解析G⑶的控制信號(hào)，響應(yīng)開(kāi)/關(guān)門 指令；
[0055] ?可以精確控制扇門力矩，反饋靈敏，可精確控制扇與乘客的接觸力；
[0056] ?可以精確伺服控制扇門開(kāi)關(guān)動(dòng)作，動(dòng)作平穩(wěn)順暢、低噪音。
[0057] ?可以監(jiān)測(cè)關(guān)門狀態(tài)下門翼受外力（如沖撞、暴力開(kāi)門）情況，通過(guò)控制電磁制動(dòng) 器鎖止門翼，鎖止后力量到250N±30(175N-325N);
[0058] ?電磁制動(dòng)器的功能為鎖止扇門門為·，防止人為暴力沖撞、暴力板開(kāi)、暴力關(guān)閉門 翼的情況下扇門初始狀態(tài)的改變，從而起到避免未授權(quán)通行的及其他類似情況的發(fā)生。
[0059] ?驅(qū)動(dòng)器（ECB)通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)扇門在靜止或開(kāi)關(guān)門運(yùn)動(dòng)中是否受外力的狀態(tài)，從 而進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)處理判斷后控制電磁制動(dòng)器是否動(dòng)作。若電磁制動(dòng)器動(dòng)作則扇門門翼會(huì)被 鎖止在當(dāng)前的狀態(tài)，鎖止力為250N±30(175N-325N)。
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