專(zhuān)利名稱(chēng)：由擺幅電機(jī)構(gòu)成的擋車(chē)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動(dòng)擋車(chē)器，特別是由擺幅電機(jī)構(gòu)成的擋車(chē)器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電動(dòng)擋車(chē)器中的傳動(dòng)部分主要由旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、曲柄連桿或皮帶輪、平衡彈簧等部件組成。其中旋轉(zhuǎn)電機(jī)提供動(dòng)力，減速機(jī)將高速轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力變?yōu)榈退俎D(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)力，并通過(guò)曲柄連桿或皮帶輪傳遞給欄桿，使欄桿在水平(放下)和垂直(抬起)間轉(zhuǎn)動(dòng)。平衡彈簧則用來(lái)平衡欄桿重量。這種擋車(chē)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，不易維護(hù)；并且少不了摩擦傳動(dòng)件和疲勞易損件，因此設(shè)備的使用壽命較低。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述，本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種由擺幅電機(jī)構(gòu)成的擋車(chē)器，它沒(méi)有摩擦傳動(dòng)部件和疲勞易損件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易維護(hù)。
本實(shí)用新型的任務(wù)通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種由擺幅電機(jī)構(gòu)成的擋車(chē)器，包括欄桿，用于阻擋車(chē)輛；電機(jī)及其控制電路，用于帶動(dòng)所述欄桿在水平位置和垂直位置間旋轉(zhuǎn)；支架，用于安裝所述欄桿和電機(jī)，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸支承在支架上；其特征在于所述電機(jī)為擺幅電機(jī)，其定子和轉(zhuǎn)子均為弧形，其定子固定在所述支架上；所述欄桿固定于電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上。
在本實(shí)用新型的實(shí)施措施中所述轉(zhuǎn)子軸上固定平衡所述欄桿用的配重裝置，該配重裝置與轉(zhuǎn)子軸固定的方向和所述欄桿與轉(zhuǎn)子軸固定的方向相反。
所述配重裝置由條形架和滑塊構(gòu)成，該條形架固定在所述轉(zhuǎn)子軸上，該滑塊套設(shè)于條形架上，并與條形架可調(diào)節(jié)地固定。
所述電機(jī)的控制電路包括角度傳感器，用于在電機(jī)轉(zhuǎn)子擺動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生擺動(dòng)角度信號(hào)，其安裝在所述電機(jī)上；抬桿按鍵和降桿按鍵，用于控制電機(jī)的啟動(dòng)及擺動(dòng)方向；控制器，其根據(jù)各按鍵、角度傳感器的信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)行，其輸入接所述各按鍵和角度傳感器的輸出，其輸出控制所述電機(jī)定子線圈的通斷。
所述電機(jī)的控制電路還可包括水平位置傳感器，用于感知所述欄桿是否處于水平位置，其動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)分別裝在所述弧形轉(zhuǎn)子的上端和支架的上部；垂直位置傳感器，用于感知所述欄桿是否處于垂直位置，其動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)分別裝在所述弧形轉(zhuǎn)子的下端和支架的下部；各位置傳感器的輸出接控制器的輸入。
所述電機(jī)的控制電路還可包括水平位置電磁吸盤(pán)及永久磁鐵，該磁鐵和吸盤(pán)分別裝在轉(zhuǎn)子的上端和支架的上部；垂直位置電磁吸盤(pán)及永久磁鐵，該磁鐵和吸盤(pán)分別裝在轉(zhuǎn)子的下端和支架的下部；控制器根據(jù)各按鍵、角度傳感器、位置傳感器的信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)行，并根據(jù)各位置傳感器信號(hào)控制相應(yīng)的電磁吸盤(pán)通斷，其第一組輸出控制電機(jī)定子線圈的通斷，第二和第三組輸出分別控制水平和垂直位置電磁吸盤(pán)的通斷。
所述第二組輸出經(jīng)一全橋開(kāi)關(guān)控制所述水平位置電磁吸盤(pán)的通斷；所述第三組輸出經(jīng)一全橋開(kāi)關(guān)控制所述垂直位置電磁吸盤(pán)的通斷。
所述角度傳感器由一斬波片和三個(gè)光電傳感器構(gòu)成，斬波片為一弧形齒片，安裝在所述電機(jī)轉(zhuǎn)子上，光電傳感器裝在所述電機(jī)定子上，其輸出送入所述控制器，控制器根據(jù)光電傳感器的信號(hào)，由其第一組輸出控制三個(gè)定子線圈的通斷。
本實(shí)用新型沒(méi)有摩擦傳動(dòng)部件和疲勞易損件，故結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、使用壽命長(zhǎng)。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例之一的結(jié)構(gòu)圖；圖2是本實(shí)用新型其它實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；圖3是角度傳感器結(jié)構(gòu)圖；圖4是電機(jī)控制電路圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參見(jiàn)附圖1。本實(shí)用新型為一種由擺幅電機(jī)構(gòu)成的擋車(chē)器，包括欄桿1，用于阻擋車(chē)輛；電機(jī)及其控制電路，用于帶動(dòng)欄桿1在水平位置和垂直位置間旋轉(zhuǎn)；支架2，用于安裝欄桿1和電機(jī)，電機(jī)為擺幅電機(jī)，其定子4和轉(zhuǎn)子6均為弧形，定子4固定在支架2上，轉(zhuǎn)子6的軸3支承在支架2上，欄桿1固定于電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸3的一端上。
電機(jī)的控制電路包括角度傳感器，用于在電機(jī)轉(zhuǎn)子擺動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生擺動(dòng)角度信號(hào)，其安裝在電機(jī)上；抬桿按鍵和降桿按鍵，用于控制電機(jī)的啟動(dòng)及擺動(dòng)方向；控制器，其根據(jù)各按鍵、角度傳感器的信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)行，其輸入接各按鍵和角度傳感器的輸出，其輸出控制電機(jī)定子線圈的通斷。
在電機(jī)定子4的電磁力的驅(qū)動(dòng)下，電機(jī)轉(zhuǎn)子6在水平位置和垂直位置之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)轉(zhuǎn)子軸3帶動(dòng)欄桿1運(yùn)動(dòng)。擺幅電機(jī)可以是永磁型電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、磁阻型電機(jī)、或其他電機(jī)。
此外還可在轉(zhuǎn)子軸3的另一端固定平衡欄桿用的配重裝置5，配重裝置5與轉(zhuǎn)子軸3固定的方向和欄桿1與轉(zhuǎn)子軸3固定的方向相反。配重裝置5可由條形架和滑塊構(gòu)成，該條形架固定在轉(zhuǎn)子軸3上，該滑塊套設(shè)于條形架上，并與條形架可調(diào)節(jié)地固定。這樣便可根據(jù)欄桿1的不同重量調(diào)節(jié)滑塊的位置，使整個(gè)結(jié)構(gòu)達(dá)到一定的平衡。
請(qǐng)參見(jiàn)附圖2。在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，電機(jī)的控制電路還可包括水平位置傳感器9，其動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)分別裝在弧形轉(zhuǎn)子6的上端和支架2的上部；垂直位置傳感器10，其動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)分別裝在弧形轉(zhuǎn)子6的下端和支架1的下部。
水平位置傳感器9和垂直位置傳感器10用于檢測(cè)欄桿1到達(dá)水平位置或垂直位置的狀態(tài)。它們可以是光電開(kāi)關(guān)、霍爾接近開(kāi)關(guān)、或其它行程開(kāi)關(guān)。
各位置傳感器的輸出接控制器的輸入，控制器一旦收到位置傳感器的信號(hào)，便切斷電機(jī)定子線圈的電流，使其停轉(zhuǎn)。
在本實(shí)用新型的其它實(shí)施例中，當(dāng)欄桿到位電機(jī)停轉(zhuǎn)后，還可采用電磁吸盤(pán)維持欄桿處于水平或垂直位置。因此，電機(jī)的控制電路還可包括(參閱圖2)水平位置電磁吸盤(pán)8及永久磁鐵7，該磁鐵7和吸盤(pán)8分別裝在轉(zhuǎn)子6的上端和支架1的上部；垂直位置電磁吸盤(pán)11及永久磁鐵12，該磁鐵12和吸盤(pán)11分別裝在轉(zhuǎn)子6的下端和支架1的下部。
控制器根據(jù)各按鍵、角度傳感器、位置傳感器的信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)行，并根據(jù)各位置傳感器信號(hào)控制相應(yīng)的電磁吸盤(pán)通斷，其第一組輸出控制電機(jī)定子線圈的通斷，第二和第三組輸出分別控制水平和垂直位置電磁吸盤(pán)的通斷。
當(dāng)欄桿1轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置或垂直位置時(shí)，相應(yīng)的位置傳感器向控制器送出信號(hào)，控制器使水平位置電磁吸盤(pán)8或垂直位置吸盤(pán)11中的線圈通電，使其吸住對(duì)應(yīng)的永久磁鐵7或12，從而對(duì)欄桿1進(jìn)行剎車(chē)，并可起到穩(wěn)定欄桿的作用。當(dāng)欄桿1穩(wěn)定后，電磁吸盤(pán)斷電，靠永久磁鐵自然吸住吸盤(pán)，可以保持欄桿不動(dòng)。
若要求擋車(chē)器欄桿迅速降桿、抬桿時(shí)，還可采用電磁吸盤(pán)，對(duì)欄桿進(jìn)行剎車(chē)和啟動(dòng)當(dāng)欄桿轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置或垂直位置時(shí)，控制器使水平位置或垂直位置吸盤(pán)中的線圈通電，使其吸住對(duì)應(yīng)的永久磁鐵，從而對(duì)欄桿進(jìn)行剎車(chē)；當(dāng)欄桿啟動(dòng)時(shí)，可以對(duì)電磁吸盤(pán)的線圈通以反方向的電流，吸盤(pán)對(duì)轉(zhuǎn)子上的永久磁鐵產(chǎn)生徑向排斥力，該作用力對(duì)欄桿起到了輔助啟動(dòng)作用，可大大減少電機(jī)所需的啟動(dòng)力矩，降低電機(jī)的功耗。
請(qǐng)參見(jiàn)附圖3。電機(jī)定子4有三個(gè)線圈，轉(zhuǎn)子6由齒型矽鋼片構(gòu)成。電機(jī)的角度傳感器13由斬光片15和三個(gè)光電開(kāi)關(guān)14組成，斬波片15為一弧形齒片，安裝在電機(jī)轉(zhuǎn)子6上，光電傳感器14裝在電機(jī)定子4上。三個(gè)光電開(kāi)關(guān)14的位置對(duì)應(yīng)定子的三個(gè)線圈；斬光片15的每個(gè)缺口對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子6的每個(gè)矽鋼片齒。
光電開(kāi)關(guān)的輸出送入控制器，控制器根據(jù)光電傳感器的信號(hào)，控制三個(gè)定子線圈的通斷。
控制電路如圖4所示。控制電路包括控制器16、角度傳感器13、抬桿按鍵17和降桿按鍵18、水平位置傳感器9和垂直位置傳感器10、水平位置電磁吸盤(pán)及永久磁鐵、垂直位置電磁吸盤(pán)及永久磁鐵?？刂破?6采用單片計(jì)算機(jī)(可選89C51)，L1～L3為電機(jī)定子的三個(gè)線圈，L4和L5為兩個(gè)電磁吸盤(pán)的線圈。
各按鍵、角度傳感器、位置傳感器輸出的信號(hào)送入控制器16的IO輸入口，控制器的IO輸出口送出三組信號(hào)，其第一組輸出控制電機(jī)定子線圈L1～L3的通斷，第二、三組輸出分別控制水平位置和垂直位置電磁吸盤(pán)線圈L4、L5的通斷。
交流電源通過(guò)整流器B和電容C1變成直流電，向線圈L1～L5供電。單片機(jī)的IO輸出口通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制MOS開(kāi)關(guān)三極管(M1～M11)，使電流流過(guò)線圈L1～L5。
單片機(jī)的IO輸入口采集角度傳感器13中光電傳感器14的信息，并根據(jù)此信息控制電機(jī)定子的三個(gè)線圈L1～L3輪流通電，產(chǎn)生滾動(dòng)磁場(chǎng)，從而推動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)子朝上轉(zhuǎn)(降桿)或朝下轉(zhuǎn)(抬桿)。
電機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到水平位置傳感器9或垂直位置傳感器10的到位信號(hào)時(shí)，單片機(jī)將關(guān)斷電機(jī)定子的電流，并使相應(yīng)位置的電磁吸盤(pán)的線圈L4、L5中通以吸住永久磁鐵的電流，使定子穩(wěn)定地停住。
在欄桿處于水平或垂直位置，單片機(jī)執(zhí)行抬桿或降桿命令時(shí)，首先控制相應(yīng)位置的電磁吸盤(pán)產(chǎn)生與永久磁鐵的排斥力，從而對(duì)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)力矩，然后控制電機(jī)產(chǎn)生滾動(dòng)磁場(chǎng)使電機(jī)的轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
此時(shí)，單片機(jī)的IO輸出口送出的三組信號(hào)中，第二組輸出經(jīng)一全橋開(kāi)關(guān)控制水平位置電磁吸盤(pán)的通斷；第三組輸出經(jīng)一全橋開(kāi)關(guān)控制垂直位置電磁吸盤(pán)的通斷。
每個(gè)電磁吸盤(pán)的線圈連接著四個(gè)MOS開(kāi)關(guān)三極管M4～M7或M8～M11，這四個(gè)MOS開(kāi)關(guān)三極管組成全橋開(kāi)關(guān)。以線圈L4為例當(dāng)M4和M5導(dǎo)通，線圈中的電流從右流向左，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與永久磁鐵一致，吸住永久磁鐵；當(dāng)M6和M7導(dǎo)通，線圈中的電流從左流向右，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向與永久磁鐵相反，排斥永久磁鐵。
抬桿命令按鍵17或降桿命令按鍵18向單片機(jī)發(fā)出命令，單片機(jī)接收到命令后去執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。
上述實(shí)施例僅為說(shuō)明本實(shí)用新型而為，并非用于限制本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍，對(duì)于依照上述實(shí)施例所作的任何等同變換，均應(yīng)在本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種由擺幅電機(jī)構(gòu)成的擋車(chē)器，包括欄桿，用于阻擋車(chē)輛；電機(jī)及其控制電路，用于帶動(dòng)所述欄桿在水平位置和垂直位置間旋轉(zhuǎn)；支架，用于安裝所述欄桿和電機(jī)，所述電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸支承在支架上；其特征在于所述電機(jī)為擺幅電機(jī)，其定子和轉(zhuǎn)子均為弧形，其定子固定在所述支架上；所述欄桿固定于電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上。
2.如權(quán)利要求1所述的擋車(chē)器，其特征在于所述轉(zhuǎn)子軸上固定平衡所述欄桿用的配重裝置，該配重裝置與轉(zhuǎn)子軸固定的方向和所述欄桿與轉(zhuǎn)子軸固定的方向相反。
3.如權(quán)利要求2所述的擋車(chē)器，其特征在于所述配重裝置由條形架和滑塊構(gòu)成，該條形架固定在所述轉(zhuǎn)子軸上，該滑塊套設(shè)于條形架上，并與條形架可調(diào)節(jié)地固定。
4.如權(quán)利要求1所述的擋車(chē)器，其特征在于所述電機(jī)的控制電路包括角度傳感器，用于在電機(jī)轉(zhuǎn)子擺動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生擺動(dòng)角度信號(hào)，其安裝在所述電機(jī)上；抬桿按鍵和降桿按鍵，用于控制電機(jī)的啟動(dòng)及擺動(dòng)方向；控制器，其根據(jù)各按鍵、角度傳感器的信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)行，其輸入接所述各按鍵和角度傳感器的輸出，其輸出控制所述電機(jī)定子線圈的通斷。
5.如權(quán)利要求1所述的擋車(chē)器，其特征在于所述電機(jī)的控制電路包括角度傳感器，用于在電機(jī)轉(zhuǎn)子擺動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生擺動(dòng)角度信號(hào)，其安裝在所述電機(jī)上；抬桿按鍵和降桿按鍵，用于控制電機(jī)的啟動(dòng)及擺動(dòng)方向；水平位置傳感器，用于感知所述欄桿是否處于水平位置，其動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)分別裝在所述弧形轉(zhuǎn)子的上端和支架的上部；垂直位置傳感器，用于感知所述欄桿是否處于垂直位置，其動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)分別裝在所述弧形轉(zhuǎn)子的下端和支架的下部；控制器，其根據(jù)各按鍵、角度傳感器、位置傳感器的信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)行，其輸入接所述各按鍵、角度傳感器、位置傳感器的輸出，其輸出控制所述電機(jī)定子線圈的通斷。
6.如權(quán)利要求1所述的擋車(chē)器，其特征在于所述電機(jī)的控制電路包括角度傳感器，用于在電機(jī)轉(zhuǎn)子擺動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生擺動(dòng)角度信號(hào)，其安裝在所述電機(jī)上；抬桿按鍵和降桿按鍵，用于控制電機(jī)的啟動(dòng)及擺動(dòng)方向；水平位置傳感器，用于感知所述欄桿是否處于水平位置，其動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)分別裝在所述弧形轉(zhuǎn)子的上端和支架的上部；垂直位置傳感器，用于感知所述欄桿是否處于垂直位置，其動(dòng)觸點(diǎn)和靜觸點(diǎn)分別裝在所述弧形轉(zhuǎn)子的下端和支架的下部；水平位置電磁吸盤(pán)及永久磁鐵，用于保持所述欄桿處于水平位置，該磁鐵和吸盤(pán)分別裝在所述弧形轉(zhuǎn)子的上端和支架的上部；垂直位置電磁吸盤(pán)及永久磁鐵，用于保持所述欄桿處于垂直位置，該磁鐵和吸盤(pán)分別裝在所述弧形轉(zhuǎn)子的下端和支架的下部；控制器，其根據(jù)各按鍵、角度傳感器、位置傳感器的信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)行，并根據(jù)各位置傳感器信號(hào)控制相應(yīng)的電磁吸盤(pán)通斷，其輸入接所述各按鍵、角度傳感器、位置傳感器的輸出，其第一組輸出控制所述電機(jī)定子線圈的通斷，第二組輸出控制所述水平位置電磁吸盤(pán)的通斷，第三組輸出控制所述垂直位置電磁吸盤(pán)的通斷。
7.如權(quán)利要求6所述的擋車(chē)器，其特征在于所述第二組輸出經(jīng)一全橋開(kāi)關(guān)控制所述水平位置電磁吸盤(pán)的通斷；所述第三組輸出經(jīng)一全橋開(kāi)關(guān)控制所述垂直位置電磁吸盤(pán)的通斷。
8.如權(quán)利要求4至7之一所述的擋車(chē)器，其特征在于所述角度傳感器由一斬波片和三個(gè)光電傳感器構(gòu)成，斬波片為一弧形齒片，安裝在所述電機(jī)轉(zhuǎn)子上，光電傳感器裝在所述電機(jī)定子上，其輸出送入所述控制器，控制器根據(jù)光電傳感器的信號(hào)，由其第一組輸出控制三個(gè)定子線圈的通斷。
9.如權(quán)利要求4至7之一所述的擋車(chē)器，其特征在于所述控制器為單片機(jī)。
10.如權(quán)利要求8所述的擋車(chē)器，其特征在于所述控制器為單片機(jī)。
專(zhuān)利摘要一種由擺幅電機(jī)構(gòu)成的擋車(chē)器,包括:欄桿,用于阻擋車(chē)輛;電機(jī)及其控制電路,用于帶動(dòng)欄桿在水平位置和垂直位置間旋轉(zhuǎn);支架,用于安裝欄桿和電機(jī),電機(jī)為擺幅電機(jī),其定子和轉(zhuǎn)子均為弧形,其定子固定在支架上,轉(zhuǎn)子軸支承在支架上,欄桿固定于電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上。轉(zhuǎn)子軸上固定平衡所述欄桿用的配重裝置,該配重裝置與轉(zhuǎn)子軸固定的方向和所述欄桿與轉(zhuǎn)子軸固定的方向相反。本實(shí)用新型沒(méi)有摩擦傳動(dòng)部件和疲勞易損件,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)E01F13/06GK2516585SQ01278540
公開(kāi)日2002年10月16日 申請(qǐng)日期2001年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月24日
發(fā)明者田果成 申請(qǐng)人:田果成