本發(fā)明涉及閘機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種自動(dòng)的防沖撞通道閘機(jī)及其控制方法。

背景技術(shù)：

人行通道閘機(jī)目前主要的三種機(jī)型：擺閘，翼閘，三輥閘（或十字閘)

一.擺閘：

第一種型式：擺閘的擺臂定位通過兩個(gè)開門點(diǎn)與中間關(guān)門點(diǎn)三個(gè)傳感器定位。由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)擺臂運(yùn)動(dòng)，根據(jù)行人通過的需要做開門動(dòng)作，人過后，擺臂回到關(guān)門位置，并通過機(jī)械結(jié)構(gòu)鎖死擺臂。

第二種型式：擺閘的定位通過一個(gè)絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器定位，開門點(diǎn)與關(guān)門點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生的坐標(biāo)點(diǎn)。在關(guān)門位置，碰到非法推擺臂時(shí)，通過絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器讀取出這一非法轉(zhuǎn)動(dòng)，然后由電磁離合器對(duì)擺臂鎖死，阻止非法通過。延時(shí)后，擺臂再轉(zhuǎn)回關(guān)門位置。

目前擺閘形式一存在運(yùn)行時(shí)，開關(guān)門抖動(dòng)大，動(dòng)作生硬，在受到?jīng)_撞時(shí)，因關(guān)門位置是機(jī)械剛性鎖死，易將機(jī)械結(jié)構(gòu)損壞，或折斷擺臂。

擺閘形式二在防沖撞時(shí)，電磁離合器會(huì)鎖死，首次鎖死時(shí)，因電磁離合器的吸合過程中，有一個(gè)打滑過程，對(duì)緩沖沖撞有一定的作用，但受到連續(xù)沖撞時(shí)還是易折斷擺臂或損壞機(jī)械結(jié)構(gòu)部分。

目前的擺閘形式一只有三個(gè)位置傳感器定位，馬達(dá)無法做加減速平滑運(yùn)動(dòng)，以馬達(dá)恒定速度驅(qū)動(dòng)擺臂的運(yùn)動(dòng)，在位置傳感器處通過機(jī)械強(qiáng)行急停，使抖動(dòng)無法避免。在關(guān)門位置，機(jī)械結(jié)構(gòu)鎖死，在受到外界沖撞擊（自行車，電單車，三輪車，等）時(shí)，出現(xiàn)剛性對(duì)抗，無法避免對(duì)機(jī)械部分的損壞。

近年出現(xiàn)的擺閘形式二，通過絕對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器定位，在關(guān)門位置不再用機(jī)械結(jié)構(gòu)鎖死的方式，但在非法推擺臂時(shí)，為阻止非法通過，電磁離合器會(huì)鎖死，這就存在一個(gè)矛盾，在受外界沖撞時(shí)，電磁離合器也會(huì)鎖死，電磁離合器在鎖死的過程中會(huì)打滑一小段，對(duì)沖撞有一定的緩解，但受連續(xù)沖撞時(shí)，還是無法避免對(duì)機(jī)械部分的損壞。另：絕對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器與電磁離合器的加裝，大大增加了成本，并加大了故障率，同時(shí)，在裝配調(diào)試過程中，難度加大，時(shí)間加長。因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)場維修不易。

二.翼閘

現(xiàn)有翼閘通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)翼做開關(guān)門動(dòng)作，開門與關(guān)門位置通過傳感器定位。關(guān)門后通過機(jī)械裝置鎖死。

目前存在運(yùn)行時(shí)，開關(guān)門抖動(dòng)大，動(dòng)作生硬，長期使用后出現(xiàn)松胯的情況。

目前存在運(yùn)行時(shí)，開關(guān)門通過兩個(gè)位置傳感器定位，馬達(dá)無法做加減速平滑運(yùn)動(dòng)，以馬達(dá)恒定速度驅(qū)動(dòng)翼動(dòng)作，在動(dòng)作到位置傳感位置時(shí)，通過機(jī)械方式剛性停車，抖動(dòng)大，噪音大，長期使用后出現(xiàn)松胯的情況無法避免，雖然有加液壓緩沖器等方法，但此類裝置成了易損件，無法從根本上解決問題。

三.三輥閘（十字閘同理）

第一種形式：三輥閘轉(zhuǎn)盤上裝有凸輪，通過兩個(gè)電磁鐵控制轉(zhuǎn)盤順時(shí)鐘或逆時(shí)鐘轉(zhuǎn)動(dòng)。平時(shí)，兩個(gè)電磁鐵鎖定凸輪，使轉(zhuǎn)盤不能轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)需要向某個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的電磁鐵解鎖，人推動(dòng)連接轉(zhuǎn)盤的桿（輥），可以轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)位置，到達(dá)下一個(gè)位置時(shí)，通過一個(gè)到位傳感器給一個(gè)信號(hào)，使電磁鐵再次鎖定凸輪。

第二種形式：三輥閘轉(zhuǎn)盤裝有聯(lián)動(dòng)的絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器，與電磁離合器，轉(zhuǎn)盤通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)位置與定位通過絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器產(chǎn)生的坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)，在非法推動(dòng)連接轉(zhuǎn)盤的桿（輥）時(shí)，由絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器讀到這一非法的動(dòng)作，然后通過電磁離合器鎖死轉(zhuǎn)盤，阻止非法通過，延時(shí)后轉(zhuǎn)盤回到非法推桿（輥）前的位置。

三輥閘形式一存在自動(dòng)化程度低，動(dòng)作生硬，在受到?jīng)_撞時(shí)，因電磁鐵機(jī)構(gòu)剛性鎖死轉(zhuǎn)盤上的凸輪，易將機(jī)械結(jié)構(gòu)損壞，或折斷桿（輥）。

形式二在受到?jīng)_撞時(shí)，電磁離合器會(huì)鎖死，首次鎖死時(shí)，因電磁離合器的吸合過程中，有一個(gè)打滑過程，對(duì)緩沖沖撞有一定的作用，但受到連續(xù)沖撞時(shí)還是易折斷桿（輥）或機(jī)械結(jié)構(gòu)。另此種結(jié)構(gòu)馬達(dá)的動(dòng)力通過皮帶傳動(dòng)到轉(zhuǎn)盤，皮帶長時(shí)間使用后易打滑，同時(shí)易受氣溫影響。

三輥閘第一種形式自動(dòng)化程度低，漸漸不能滿足市場的要求，平時(shí)電磁鐵對(duì)凸輪死鎖，桿（輥）受到?jīng)_撞時(shí)是剛性的，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的損壞不可避免。

第二種形式平時(shí)不死鎖，但在非法推桿（輥）時(shí)，為阻止非法通過，電磁離合器會(huì)鎖死，這就存在一個(gè)矛盾，在受到?jīng)_撞時(shí)電磁離合器也會(huì)鎖死，電磁離合器在鎖死的過程中會(huì)打滑一小段，對(duì)沖撞有一定的緩解，但受連續(xù)沖撞時(shí)，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的損壞不可避免。 另外，絕對(duì)旋轉(zhuǎn)編碼器與電磁離合器的加裝，大大增加了成本，并加大了故障率，同時(shí)，在裝配調(diào)試過程中，難度加大，時(shí)間加長。因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)場維修不易。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種通到帶霍爾無刷直流馬達(dá)在通道閘機(jī)中的應(yīng)用，并利用好無刷馬達(dá)的特性，解決了防沖撞的問題，解決了定位過沖問題，解決了運(yùn)行中抖動(dòng)，噪音問題。使機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，安裝調(diào)試方便的自動(dòng)的防沖撞通道閘機(jī)。

所述自動(dòng)的防沖撞通道閘機(jī),包括閘機(jī)及設(shè)置在所述閘機(jī)內(nèi)的帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá),所述閘機(jī)內(nèi)還設(shè)置有與所述帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)連接的用于驅(qū)動(dòng)及電流控制所述帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)的CPU,所述CPU及帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)之間還設(shè)置有電流檢測裝置;所述閘機(jī)內(nèi)還設(shè)置有A傳感器及B傳感器，所述A、B傳感器分別與所述CPU連接。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種自動(dòng)的防沖撞通道擺閘閘機(jī)的控制方法，包括如下步驟：

（1）上電初始時(shí)，CPU驅(qū)動(dòng)帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)，并分析馬達(dá)霍爾傳感器傳回的信號(hào)，換算出坐標(biāo)值；

（2）帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)帶動(dòng)擺臂轉(zhuǎn)動(dòng)，擺臂轉(zhuǎn)動(dòng)到A傳感器時(shí)，CPU記錄該點(diǎn)為0坐標(biāo)值，并將該點(diǎn)作為該方向開門的位置點(diǎn)；

（3）然后CPU驅(qū)動(dòng)帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)擺臂碰到B傳感器位置點(diǎn)后，CPU記錄該點(diǎn)坐標(biāo)值，并將該點(diǎn)作為該方向開門的位置點(diǎn)；

（4）然后CPU驅(qū)動(dòng)帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)再反轉(zhuǎn)，將擺臂轉(zhuǎn)動(dòng)到關(guān)門坐標(biāo)點(diǎn)（此坐標(biāo)點(diǎn)通過手動(dòng)擺動(dòng)門到關(guān)門位置，CPU在軟件中設(shè)置得到）停下來；

（5）當(dāng)有非法推門時(shí)，CPU測到坐標(biāo)值變化，根據(jù)變化的方向，給霍爾傳感器無刷馬達(dá)施加一個(gè)反向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，阻止非法推開門。轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的大小通過電流控制，CPU通過檢測電流裝置，控制電流大小，就控制了轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的大小。將這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩設(shè)置成小于推門引起的機(jī)械損壞極限，就達(dá)到?jīng)_撞門時(shí)不會(huì)損壞閘機(jī)。

（6）在開關(guān)門過程中，CPU跟據(jù)坐標(biāo)值，對(duì)開關(guān)門過程進(jìn)行加速，平穩(wěn)，減速控制，使門運(yùn)行平穩(wěn)，無抖動(dòng)，噪音小。

一種自動(dòng)的防沖撞通道翼閘閘機(jī)的控制方法，包括如下步驟：

（1）上電初始時(shí)，CPU驅(qū)動(dòng)帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)，并分析馬達(dá)霍爾傳感器傳回的信號(hào)，換算出坐標(biāo)值；

（2）帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)帶動(dòng)擺臂轉(zhuǎn)動(dòng)，搖桿裝置再推動(dòng)翼動(dòng)作，翼轉(zhuǎn)動(dòng)到B傳感器時(shí)，CPU記錄該點(diǎn)為0坐標(biāo)值，并將該點(diǎn)作為該方向開門的位置點(diǎn)；

（3）然后CPU驅(qū)動(dòng)帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)翼碰到A傳感器位置點(diǎn)后，CPU記錄該點(diǎn)坐標(biāo)值，并將該點(diǎn)作為該方向關(guān)門的位置點(diǎn)；

（4）當(dāng)翼在關(guān)門中意外夾到人或物時(shí)，CPU測到電流變化，判斷出有意外，此時(shí)反轉(zhuǎn)打開門。

（5）在開關(guān)門過程中，CPU跟據(jù)坐標(biāo)值，對(duì)開關(guān)門過程進(jìn)行加速，平穩(wěn)，減速控制，使門運(yùn)行平穩(wěn)，無抖動(dòng)，噪音小。

一種自動(dòng)的防沖撞通道三輥閘機(jī)（或十字閘)的控制方法，包括如下步驟：

（1）上電初始時(shí)，CPU驅(qū)動(dòng)帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)，并分析馬達(dá)霍爾傳感器傳回的信號(hào)，換算出坐標(biāo)值；

（2）帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤上的凸起轉(zhuǎn)到A傳感器的位置時(shí)，CPU記錄該點(diǎn)為0坐標(biāo)值；

（3）經(jīng)過幾圈的運(yùn)行，系統(tǒng)算出每一圈的步數(shù)，以此步數(shù)三等分或四等分，得出正常運(yùn)行時(shí)每個(gè)桿（輥）要移動(dòng)的行程；

（4）通過系統(tǒng)設(shè)置初始桿的坐標(biāo)（此坐標(biāo)點(diǎn)通過手動(dòng)擺動(dòng)桿到初始位置，CPU在軟件中設(shè)置得到），就可以正常工作了；

（5）當(dāng)有非法推桿時(shí)，CPU測到坐標(biāo)值變化，根據(jù)變化的方向，給霍爾傳感器無刷馬達(dá)施加一個(gè)反向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，阻止非法推開桿。轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的大小通過電流控制，CPU通過檢測電流裝置，控制電流大小，就控制了轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的大小。將這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩設(shè)置成小于推桿引起的機(jī)械損壞極限，就達(dá)到?jīng)_撞桿時(shí)不會(huì)損壞閘機(jī)。

實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：

本發(fā)明實(shí)施例自動(dòng)的防沖撞通道閘機(jī)及其控制方法，本控制器的重點(diǎn)在于利用帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)的特點(diǎn)，對(duì)通道閘機(jī)控制。CPU對(duì)電流的采樣，控制無刷馬達(dá)的電流，達(dá)到控制無刷馬達(dá)輸出力矩的目的。對(duì)無刷馬達(dá)霍爾傳感器傳回的信號(hào)分析，達(dá)到類似絕對(duì)值旋轉(zhuǎn)編碼器的定位效果。對(duì)A傳感器與B傳感器的信號(hào)采集，用來作為定位的基準(zhǔn)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例電路原理結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1擺閘結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例2翼閘結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例3三輥閘結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

如圖1所示，包括閘機(jī)及設(shè)置在閘機(jī)內(nèi)的帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)1,閘機(jī)內(nèi)還設(shè)置有與帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)連接的用于驅(qū)動(dòng)及電流控制所述帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)的CPU6,所述CPU6及帶霍爾傳感器無刷直流馬達(dá)之間還設(shè)置有電流檢測裝置7;閘機(jī)內(nèi)還設(shè)置有A傳感器4及B傳感器5，所述A、B傳感器分別與所述CPU6連接；上電初始時(shí)，驅(qū)動(dòng)無刷直流馬達(dá)1轉(zhuǎn)動(dòng)，并分析馬達(dá)霍爾傳感器傳回的信號(hào)，換算出坐標(biāo)值，無刷直流馬達(dá)1帶動(dòng)擺臂3-1轉(zhuǎn)動(dòng)，擺臂3-1轉(zhuǎn)動(dòng)到A傳感器4時(shí)，CPU記錄該點(diǎn)為0坐標(biāo)值，并將該點(diǎn)作為該方向開門的位置點(diǎn)。然后馬達(dá)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶到擺臂碰到B傳感器5后，CPU記錄該點(diǎn)坐標(biāo)值，并將該點(diǎn)作為該方向開門的位置點(diǎn)。然后再反轉(zhuǎn)，將擺臂3-1轉(zhuǎn)動(dòng)到關(guān)門坐標(biāo)點(diǎn)停下來（用戶可以通過控制器設(shè)置關(guān)門點(diǎn)的坐標(biāo)點(diǎn)，系統(tǒng)會(huì)保存，下次不用再設(shè)置）。當(dāng)有非法推門（沖撞）時(shí)，CPU測到坐標(biāo)值變化，根據(jù)變化的方向，給馬達(dá)施加一個(gè)反向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，阻止非法推開門，達(dá)到阻止通過的目的，這個(gè)反向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的大小是通過電流控制達(dá)到，所以這個(gè)力矩的大小是可以由用戶設(shè)置的，以小于機(jī)械結(jié)構(gòu)損壞的極限為準(zhǔn)。即達(dá)到阻止非法通過，又能保證在沖撞中不損壞到機(jī)械結(jié)構(gòu)。在對(duì)本系統(tǒng)非法推或沖撞擺臂的時(shí)候，如同在推或撞一個(gè)“彈簧”（這個(gè)“彈簧”的彈力可以設(shè)置）

在正常運(yùn)行中，可根據(jù)行程（坐標(biāo)值），馬達(dá)在起始時(shí)加速，然后再勻速，快到目標(biāo)停止點(diǎn)時(shí)減速運(yùn)行，達(dá)到擺臂運(yùn)行流暢平穩(wěn)，沒有沖擊，噪聲低，延長閘機(jī)的使用壽命，滿足人們對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的要求。

本擺閘系統(tǒng)防沖撞效果顯著，防沖撞的力矩可自由設(shè)置，經(jīng)反復(fù)沖撞測試，可達(dá)到保護(hù)機(jī)械結(jié)構(gòu)的目的。并且定位非常準(zhǔn)確，無過沖現(xiàn)象。而且機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，成本低，調(diào)試非常方便。

實(shí)施例2

上電初始時(shí)，驅(qū)動(dòng)無刷直流馬達(dá)1轉(zhuǎn)動(dòng)，并分析馬達(dá)霍爾傳感器傳回的信號(hào)，換算出坐標(biāo)值，無刷直流馬達(dá)帶動(dòng)搖桿裝置，搖桿裝置再推動(dòng)翼3-2動(dòng)作，當(dāng)翼3-2碰到B傳感器5時(shí)，CPU采取到B傳感器5信號(hào)，記錄當(dāng)前位置為坐標(biāo)0點(diǎn)，并記錄為開門坐標(biāo)，然后再驅(qū)動(dòng)馬達(dá)反轉(zhuǎn)，當(dāng)翼碰到A傳感器4時(shí)，停止，CPU記錄當(dāng)前點(diǎn)為關(guān)門坐標(biāo)。

當(dāng)翼3-2在關(guān)門中意外夾到人或物時(shí)，CPU通過檢測電流的變化，判斷出有意外，此時(shí)反轉(zhuǎn)打開門。有效防止傷人，或損壞機(jī)械。

正常運(yùn)行中，可根據(jù)行程（坐標(biāo)值），馬達(dá)在起始時(shí)加速，然后再勻速，快到目標(biāo)停止點(diǎn)時(shí)減速運(yùn)行，達(dá)到翼運(yùn)行流暢平穩(wěn)，沒有沖擊，噪聲低，延長閘機(jī)的使用壽命，滿足人們對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的要求。

與傳統(tǒng)翼閘比，主要是馬達(dá)不同，成本增加不明顯，但運(yùn)行的平穩(wěn)效果有顯著的變化。并提高了安全性。

實(shí)施例3

上電初始時(shí)，驅(qū)動(dòng)無刷直流馬達(dá)1轉(zhuǎn)動(dòng)，并分析馬達(dá)霍爾傳感器傳回的信號(hào)，換算出坐標(biāo)值，無刷直流馬達(dá)帶到轉(zhuǎn)盤3-3轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤3-3上的凸起使A傳感器4有信號(hào)時(shí)，CPU記錄此點(diǎn)為0坐標(biāo)，經(jīng)過幾圈的運(yùn)行，系統(tǒng)算出每一圈的步數(shù)，以此步數(shù)三等分（在十字閘中是四等分），得出正常運(yùn)行時(shí)每個(gè)桿（輥）要移動(dòng)的行程。通過系統(tǒng)設(shè)置初始桿（輥）的坐標(biāo)（系統(tǒng)會(huì)保存，下次不用再設(shè)置），就可以正常工作了。

當(dāng)有非法推桿（沖撞）時(shí)，CPU測到坐標(biāo)值變化，根據(jù)變化的方向，給馬達(dá)施加一個(gè)反向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，阻止非法推動(dòng)桿（輥），這個(gè)反向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩是通過電流控制，而這個(gè)力矩的大小是可以用戶設(shè)置的，以小于機(jī)械結(jié)構(gòu)損壞的極限為準(zhǔn)。即達(dá)到阻止非法通過，又能保證在沖撞中不損壞到機(jī)械。在對(duì)本系統(tǒng)非法推或沖撞擺臂的時(shí)候，如同在推或撞一個(gè)“彈簧”（這個(gè)“彈簧”的彈力可以設(shè)置）

本系統(tǒng)采用馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，克服了傳統(tǒng)普通三輥閘不能沖撞的問題，傳統(tǒng)自動(dòng)三輥閘不能連續(xù)沖撞，并且皮帶打滑的問題。使機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，安裝，調(diào)試方便。

以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。