專利名稱：一種管狀同步直線電機單開拉門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管狀同步直線電機單開拉門，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。
背景技術(shù)：
單開拉門是一種頻繁往復(fù)運動的設(shè)備，要求運行平滑穩(wěn)定，低噪 音，維護簡單，可靠性高，安全性好?，F(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)電機配裝減速箱，經(jīng)過同步帶或絲 杠等機械轉(zhuǎn)換傳動的方式，將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，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。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種管狀同步直線電機單開拉門，它 提供了一種直線電機模塊直接吊掛門板，并由直線電機產(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。為了 解決背景技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案它是由直 線電機的初級1、直線電機的次級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、光柵尺的標尺8、光柵尺的 讀數(shù)頭9、門板IO、安裝架11和T型導(dǎo)軌12組成；直線電機的次級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 固定于直線電機的初級1上，門板下部插在T型導(dǎo)軌12上。直線電 機的次級2通電后，直線電機的次級2和直線電機的初級1之間產(chǎn)生 橫向電磁推力，直線電機初級1將做橫向運動，從而直接帶動門板 IO做左右往復(fù)運動，實現(xiàn)開門和關(guān)門。
所述的門板0的上部通過直線電機的初級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。
管裝同步直線電機單開拉門安裝結(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，直線電機的初級套在次級桿上，初級和次級間相互滑動；在直線 電機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 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；門板與直線電機的初級 剛性連接，從而使的門板與直線電機次級光杠和直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌間可 以相互運動；當直線電機初級和次級之間產(chǎn)生電磁力的時候，就可以 帶動門板做直線運動了。
門控器包括與直線電機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 動曲線，計算PID調(diào)節(jié)參數(shù)，輸出PWM調(diào)制信號驅(qū)動直線電機帶動 門板運行。
門控驅(qū)動系統(tǒng)(如圖4所示)工作原理該門有管狀直線電機驅(qū)
動，直線電機的初級l由永磁鐵和鐵管組成，套裝在直線電機的次級
2上，為運動部件；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PWM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 直線電機運動，期間CPU控制芯片實時采集直線電機電流值，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PWM信號到功率驅(qū)動模塊，從而調(diào)節(jié)直線電機的推力和 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， 判斷的標準為150N的阻力，若是則產(chǎn)生防夾功能，直線電機反向運 行，從而使門打開。當門開到位或關(guān)到位后，CPU控制芯片控制直 線電機處于制動狀態(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(如筆記本電腦)通過RS232或CANbus
通信，下栽調(diào)試程序，實是監(jiān)控門運動狀態(tài)，調(diào)整門運行參數(shù)，如速
度、加速度、減速度、行程距離、電流保護等等。
本發(fā)明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，運行平滑穩(wěn)定，低噪音，安裝維護便利，
可靠性好。


圖1是管狀同步直線電機單開拉門；
圖2是直線電機模塊；
圖3是直線電機模塊的側(cè)視圖4是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施例方式
本具體實施方式
采用以下技術(shù)方案它是由直線電機的初級1、 直線電機的次級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IO通過安裝架11固定于直線電 機的初級1上，門板下部插在T型導(dǎo)軌12上。直線電機的次級2通電后，直線電機的次級2和直線電機的初級1之間產(chǎn)生橫向電磁推力， 直線電機初級1將做橫向運動，從而直接帶動門板10做左右往復(fù)運 動，實現(xiàn)開門和關(guān)門；門板10的上部通過直線電機的初級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荷，門板IO 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，運行平滑穩(wěn)定，低噪 音，安裝維護便利，可靠性好。
管裝同步直線電機單開拉門安裝結(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，直線電機的初級套在次級桿上，初級和次級間相互滑動；在直線 電機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 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；門板與直線電機的初級 剛性連接，從而使的門板與直線電機次級光杠和直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌間可 以相互運動；當直線電機初級和次級之間產(chǎn)生電磁力的時候，就可以 帶動門板做直線運動了。
門控器包括與直線電機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，及門運動曲線，計算PID調(diào)節(jié)參數(shù)，輸出PWM調(diào)制信號驅(qū)動直線電機帶動 門板運行。
門控驅(qū)動系統(tǒng)工作原理參看圖4:該門有管狀直線電機驅(qū)動，直 線電機的初級1由永磁鐵和鐵管組成，套裝在直線電機的次級2上， 為運動部件；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PWM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 線電機運動，期間CPU控制芯片實時采集直線電機電流值，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PWM信號到功率驅(qū)動模塊，從而調(diào)節(jié)直線電機的推力和速 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， 判斷的標準為150N的阻力，若是則產(chǎn)生防夾功能，直線電機反向運 行，從而使門打開。當門開到位或關(guān)到位后，CPU控制芯片控制直 線電機處于制動狀態(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(如筆記本電 腦)通過RS232或CANbus通信，下栽調(diào)試程序，實是監(jiān)控門運動 狀態(tài)，調(diào)整門運行參數(shù)，如速度、加速度、減速度、行程距離、電流 保護等等。
權(quán)利要求
1、一種管狀同步直線電機單開拉門，其特征在于它是由直線電機的初級(1)、直線電機的次級(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)固定于直線電機的初級(1)上，門板下部插在T型導(dǎo)軌(12)上。直線電機的次級(2)通電后，直線電機的次級(2)和直線電機的初級(1)之間產(chǎn)生橫向電磁推力，直線電機初級(1)將做橫向運動，從而直接帶動門板(10)做左右往復(fù)運動，實現(xiàn)開門和關(guān)門；門板(10)的上部通過直線電機的初級(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)，可承受上下左右等各方向的負 荷，具備自動調(diào)心功能。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管狀同步直線電機單開拉門，其特征在于所述的光柵尺的標尺(8)它平貼安裝于方鋁型材3側(cè)面的溝 槽上，五軸承沿標尺滾動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，雙方波輸出信號。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管狀同步直線電機單開拉門，其 特征在于所述直線電機，其特征在于，門開/關(guān)到位后，直線電機工 作于制動狀態(tài)，門即處于鎖緊保持狀態(tài)，避免外力或震動移位。
全文摘要
一種管狀同步直線電機單開拉門，它涉及一種管狀同步直線電機單開拉門。它是由直線電機的初級(1)、直線電機的次級(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；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，運行平滑穩(wěn)定，低噪音，安裝維護便利，可靠性好。
文檔編號E05F15/20GK101638963SQ20091013650
公開日2010年2月3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