CN113338746A - 直线电机安装结构及方便安装和维修的自动门或闸机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直线电机安装结构以及方便安装和维修的自动门或闸机，直线电机的定子组件采用多段式结构组合而成，定子组件至少包括一控制器段和一电枢组件段，控制器段与电枢组件段通过侧端面接触式或插接式实现电连接。分段式结构设计方便在不拆卸门板或闸板的情况下，可以通过平移逐段装入或从轨道框架中取出进行维修。分段式结构通过环氧树脂塑封体保护，无需再套设电机壳，散热效果好也更方便拆卸。缩短轨道框架上支撑板的长度，且在电枢组件段端面设置卡扣件，确保定子组件可以从轨道框架底部直接取出。增设与电源适配器电连接的通电线路板，将控制器段与通电线路板采用接触式电极片实现电连接，方便控制器段的拆卸维修。

Description

直线电机安装结构及方便安装和维修的自动门或闸机

技术领域

本发明涉及直线电机技术领域，具体涉及一种直线电机安装结构以及方便安装和维修的自动门或闸机。

背景技术

直线电机是将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置，近年来磁悬浮驱动技术在直线电机中应用，采用悬浮技术使转动电机的动子悬浮在空中，消除了动子和定子之间的机械接触和摩擦阻力，磁悬浮直线电机应运而生。

对于单开自动门或闸机上的电机驱动机构，传统方式是采用旋转电机配装减速箱，经过同步带或丝杠等机械转换传动的方式，将旋转运动转换为直线运动，门板或闸板通过滚轮在导轨槽内吊挂并在同步带或丝杠的带动下滚动，以实现开关动作。这种传动驱动机构相对复杂，驱动机构安装占位面积较大，安装和维修都十分不便。随着磁悬浮直线电机技术的日益成熟，越来越多的自动门或闸机改用磁悬浮直线电机来驱动。

目前采用直线电机驱动的自动门或闸机上其驱动机构如图1所示，通常整个驱动机构是安装在门板上方的墙体上，整个驱动机构的最外层是一个铝合金轨道框架1，该轨道框架1结构如图2所示，轨道框架1的顶部封闭用来与墙体固定，轨道框架1的内部分为相互连通的定子组件容纳腔101和动子组件容纳腔102，两个容纳腔通过设置在侧壁上的支撑板103进行空间划分，动子组件容纳腔102的底部开口，且设有底板104。动子组件2设置在动子组件容纳腔102内，动子组件2是用来与门板或闸板连接的，动子组件2顶部设有磁铁22，两侧设有滚轮21，底部设有连接件6，门板或闸板通过连接件6安装在动子组件2底部，动子组件2上的滚轮21沿支撑板104顶面移动，从而带动门板或闸板的平移。定子组件设置在定子组件容纳腔101内，定子组件主要包括位于中部的控制器3以及位于控制器3两端的电枢组件4。通常，控制器3与两侧的电枢组件4是固定连接成一体的，且为了保护定子组件还在其外部设置了电机壳，如公开号CN207939287U的发明专利的图2所示，将连接成一体的定子组件整体放入一铝合金方管制成的电机壳中，两端用堵头密封后整体从轨道框架1的侧面***到定子组件容纳腔101内进行固定，此时电机壳的底部被支撑板103进行限位。

通常情况下，定子组件的长度与动子组件长度相同，动子组件长度与门板或闸板宽度相同，动子组件2的长度大约为轨道框架1的一半，而轨道框架1内位于定子组件的两侧腔体内还分别设有电源适配器和电磁锁等。对于自动门上驱动机构的设计需要考虑安装和拆卸维修的便利性，上述现有磁悬浮自动门上的驱动机构对于安装和维修来说就十分不便。在不拆卸门板或闸板和轨道框架的情况下，即使将门板（或闸板）和动子组件一起平移至轨道框架1的其中一侧，由于整个定子组件的长度制约以及轨道框架操作空间的限制，根本无法将整个定子组件从轨道框架底部取出。况且，定子组件外部还套装在电机壳中，作为需要维修的主要部件的控制器来说，不将电机壳整体拿下也无法进行维修；并且根据现有安装结构，其电机壳的宽度是大于定子组件容纳腔101底部开口宽度的，受支撑板103的限位影响，即使不考虑长度制约以及操作空间的限制，也是无法将整个定子组件从轨道框架底部开口端取出的。因此，现有的自动门磁悬浮驱动机构存在着安装和维修不便的缺点。

公告号为CN211524544U的发明专利公开了一种磁悬浮无框转角自动门，该专利中提到了在不拆卸门板的情况下，可以将磁悬浮电机拆下进行维修，其采用将滑轨分成三段，将磁悬浮电机安装在中部的滑轨上，另外两段滑轨位于中部滑轨的两端。如果说此处的滑轨是指上述提及的能够随门板一起移动的动子组件的话，即使将整个滑轨分成三段解决操作空间不够的问题，其不拆卸门板的目的也是无法实现的，因为动子组件整体长度与门板宽度相同，且动子组件是通过连接件与门板固定在一起的，不拆卸门板前提下，分成三段的滑轨也是无法分段移动的。从该专利中公开的内容看，磁悬浮电机仅安装在中间段的滑轨上，我们知道通常磁悬浮电机是由控制器和两端的电枢组件组合而成的，整个磁悬浮电机的长度又是与动子组件长度相同的，因此该专利中三段滑轨组合而成的结构并不清楚是具体指代什么结构，其公开的技术方案是不清楚的，也是根本无法实现其在不拆卸门板的情况下能够将磁悬浮电机拆下维修的目的。

鉴于上述现有磁悬浮电机驱动的自动门或闸机结构在设计上不利于安装和维修，发明人对此进行了技术改进，本案由此而生。

发明内容

本发明首先公开一种直线电机安装结构，能够在不拆卸门板（或闸板）和轨道框架的情况下将定子组件拆除，具体采用如下技术方案来实现：

直线电机安装结构，包括直线电机以及轨道框架，直线电机包括定子组件和动子组件，轨道框架包括相互连通的定子组件容纳腔和动子组件容纳腔，两个容纳腔通过设置在侧壁上的支撑板进行空间划分，两侧支撑板之间形成定子组件容纳腔开口面，动子组件容纳腔的底部侧壁上对称设有底板，两侧底板之间形成动子组件容纳腔开口面，直线电机的定子组件设置在定子组件容纳腔内，动子组件设置在动子组件容纳腔内；定子组件采用多段式结构组合而成，定子组件至少包括一控制器段和一电枢组件段，控制器段与电枢组件段通过侧端面接触式或插接式实现电连接，控制器段和电枢组件段的宽度均小于定子组件容纳腔开口面及动子组件容纳腔开口面的宽度，电枢组件段的端部设有卡扣部，卡扣部与轨道框架的支撑板卡接对定子组件进行限位。

进一步，所述控制器段的侧端面及电枢组件段的侧端面上各自设有相互配合的限位部。

进一步，所述控制器段侧端面上的限位部为定位凸点，电枢组件段侧端面上的限位部为定位孔。

进一步，所述控制器段的内部为驱动电路板，控制器段的外部为环氧树脂塑封体，控制器段的侧端面以及电枢组件段的侧端面各自设有相互配合的插接式电连接结构或接触式电极片；电枢组件段的内部包括硅钢片层叠结构、线圈以及磁铁，电枢组件段的外部为环氧树脂塑封体。

进一步，所述控制器段的塑封体上还设有电连接部，轨道框架上的定子组件容纳腔内还设有电源适配器以及与电源适配器电连接的通电线路板，电连接部采用插接式结构或者接触式电极片与通电线路板建立电信号连接关系。

进一步，所述卡扣部采用可伸缩弹性簧片卡接或采用可沿枢接点转动的卡扣件卡接。

进一步，所述卡扣部采用可沿枢接点转动的卡扣件卡接，卡扣件向定子组件容纳腔的侧壁方向转动与支撑板形成卡接关系对电枢组件进行限位，卡扣件向背离定子组件容纳腔的侧壁方向转动与支撑板脱离解除对电枢组件的限位。

进一步，所述卡扣部包括固定在电枢组件段端部的端盖、一对结构相同的卡扣件、将卡扣件安装在端盖上的销钉、用于带动卡扣件转动的扭簧、以及调节螺栓，两个卡扣件采用中心对称布设，卡扣件的底部设有卡接缺口，调节螺栓安装在端盖上，调节螺栓沿不同的两个方向运动可令卡扣件沿枢接点不同方向转动。

进一步，所述卡扣件具有彼此垂直的四个连接面，四个连接面围合成侧面不封闭、上下开口的空腔结构，其中相对的两个连接面顶部用销钉安装在端盖上，销钉上套设扭簧，枢接点处相对的两个连接面底部设有卡接缺口，两个卡扣件侧面开口处相互勾连且中部留有空隙供调节螺栓纵向穿过。

本发明还公开一种方便安装和维修的自动门或闸机，包括上述直线电机安装结构以及门板/闸板，动子组件包括磁铁、线圈以及两侧的滚轮，滚轮沿轨道框架上的底板滚动，动子组件底部设有连接件，门板/闸板与连接件固定在一起。

本发明对现有直线电机中的定子组件结构进行了全新设计，摒弃现有技术中将控制器和电枢组件固定在一起形成一体式结构，采用分段式结构设计，方便在不拆卸门板（或闸板）的情况下，可以通过平移逐段将其从轨道框架中取出进行维修，安装时也比一体式结构方便的多，尤其对于门板（或闸板）尺寸较大且很重的情况下，本发明的方案优势就更加明显。

为了实现安装和拆卸的便利性，本发明除了将定子组件采用分段式结构外，还采用环氧树脂塑封体对定子组件进行保护，无需再套设电机壳，不仅散热效果更好，也更方便拆卸。控制器与电枢组件采用接触式或插接式实现电信号连接，需要拆卸时平移就可轻松分离解除电连接关系。为了能够从轨道框架底部的开口端直接将定子组件取出或安装上去，发明人改变了定子组件的固定方式，缩短了轨道框架上支撑板的延伸长度，还在电枢组件段的端面设置了能够卡接在支撑板上的卡扣件，这样就确保了定子组件可以从轨道框架底部取出。

现有控制器中的驱动电路板与电源适配器主要采用导线实现电连接，即使通过上述分段式结构可以解决空间不够的问题，但要将控制器段拆除进行维修时，也需要先解除与电源适配器的电信号连接，现有技术中的连线方式就十分不便。本发明通过增设一通电线路板与电源适配器建立电连接关系，将控制器段与通电线路板采用容易分离的插接式或接触式电极片来实现电信号连接，有助于控制器段的拆卸维修。

附图说明

图1为自动门或闸机上直线电机驱动机构的示意图；

图2为自动门或闸机上铝合金轨道框架的结构示意图；

图3为本发明实施例中直线电机定子组件拆分后示意图；

图4为图3中定子组件组合在一起时的结构示意图；

图5为图4中A处局部放大示意图；

图6为图4中B处局部放大示意图；

图7为电枢组件段上卡扣部结构示意图，7a为正面结构图，7b为背面结构图；

图8为图7卡扣部中卡扣件的结构示意图；

图9为两个卡扣件相互抱合时的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本实施例主要针对用于自动门或闸机上的直线电机进行结构改进，目的是方便直线电机的安装和拆卸维修，特别是在对直线电机进行维修时，可以在不拆卸轨道框架以及门板（或闸板）的前提下，能够容易的将直线电机从轨道框架中取出。因此，就必须对现有的直线电机结构、电机的安装结构、以及直线电机驱动的自动门（或闸机）进行结构上的改进，下面结合附图1至图9进行详细说明。

首先是对直线电机结构的改进，我们知道直线电机是由定子组件和动子组件2构成的，定子组件主要由位于中部的控制器以及位于控制器两端的电枢组件组合而成。现有技术中，控制器的驱动电路板直接与电枢组件固定在一起形成一体结构，电枢组件与驱动电路板通过导线建立电连接关系，驱动电路板也是通过导线与电源适配器建立电连接关系。这种直线电机作为自动门（或闸机）的驱动机构时，驱动电路板作为维修频率相对较高的部件是很难将其单独拆卸下来的，因为整个轨道框架的长度约为定子组件长度的两倍，定子组件下部又有相同长度的动子组件进行阻挡，而通常在轨道框架内位于定子组件的两侧还设有电磁锁和电源适配器，进一步减小了可利用的空间长度，因此在不拆卸门板（或闸板）以及轨道框架前提下，无法从轨道框架底部将整个定子组件取出。为了实现不拆卸门板（或闸板）以及轨道框架即可将定子组件取出，本实施例将定子组件分多段采用组合设计，此处的多段至少包括一控制器段3和电枢组件段4，如图3所示可以分为三段，将内含驱动电路板的控制器段3作为单独一段，两端的电枢组件段4各自分为一段。如果对于尺寸较大的门板或闸板上使用，控制器段还可以分成多段，电枢组件段也可以分成多段，根据需要灵活设计。考虑到方便拆装，此处将每段结构单独用环氧树脂进行封装保护，这样形成的定子组件外部就无需套设电机壳了，环氧树脂塑封体还具有更好的散热效果。

上述分段后的电枢组件段4与控制器段3通过侧端面接触式或插接式实现电连接，目的是可以在拆卸时通过平移就可解除电连接关系，拆装都更加方便。采用插接式时可以通过拔插件来实现，例如在其中一端面安装公插头，另一端面安装母插头，但为了结构上的简化，推荐采用接触式电极片结构建立电连接关系。如图4和图5所示，电枢组件4的侧端面上设置一L型端盖43外露在塑封体外部，在端盖43外侧面上贴合设置金属片45，在控制器段3的侧端面上设置外凸的电极簧片33，电极簧片33与内部的驱动电路板电连接，电枢组件段4和控制器段3侧端面对接后，电极簧片33与金属片45接触建立电信号连接。为了两者对接时能够准确对位，还可以分别在控制器段3的侧端面及电枢组件段4的侧端面上各自设有相互配合的限位部，如在控制器段3侧端面的下部设置定位凸点31，在端盖43相应位置开设定位孔44，定位凸点31***定位孔44内可以将控制器段3与电枢组件段4连接限位。控制器段3侧端面上部可以设置凹部32，将电极簧片33设置在凹部32处。

电枢组件段4的内部包括硅钢片层叠结构41，硅钢片层叠结构41底部的梳齿上设有线轴42（图3中为了简化仅在其中一个梳齿上画出了线轴），线轴42上缠绕线圈，硅钢片层叠结构41的两端设置端盖43。作为与控制器段3相连接一端的端盖43上需开设定位孔44，不与控制器段3连接的端盖43上可以不开设定位孔44。

上述分段式定子组件所构成的直线电机用于自动门（或闸机）的驱动机构时，其安装结构如下：首先介绍一下容纳直线电机的铝合金轨道框架1，如图2所示，该轨道框架1的结构与现有结构相似，其内部分为相互连通的定子组件容纳腔101和动子组件容纳腔102，两个容纳腔通过设置在侧壁上的支撑板103进行空间划分，两侧支撑板103之间形成定子组件容纳腔开口面，动子组件容纳腔102的底部侧壁上对称设有底板104，两侧底板104之间形成动子组件容纳腔开口面，直线电机的定子组件设置在定子组件容纳腔101内，动子组件2设置在动子组件容纳腔内102；定子组件的控制器段3和电枢组件段4的外部宽度均小于定子组件容纳腔开口面及动子组件容纳腔开口面的宽度，目的是可以将分段后的定子组件从轨道框架1底部取出。

而定子组件在定子组件容纳腔101的固定方式是采用卡扣方式实现，如图7至图9所示，电枢组件段4的端部设有用于安装固定用的卡扣部，卡扣部可以采用可伸缩结构，如利用向外侧伸出的弹性卡簧片与支撑部103卡接固定，向内侧按压弹性卡簧片令其收缩可以与支撑部103脱离；卡扣部也可以采用能够沿枢接点转动的卡扣件，本实施例以该方式作为优选进行示意。卡扣部包括一对结构相同的卡扣件46、调节螺栓47、扭簧（图中未画出），卡扣件46具有彼此垂直的四个连接面461-464，四个连接面围合成一个侧面不封闭且内部为空腔结构，其中相对的两个连接面461和463顶部用销钉安装在端盖43上，销钉上套设扭簧，令卡扣件可以沿枢接点转动。连接面461和463的底部外侧开设卡接缺口465和466，两个卡扣件采用中心对称布设，将调节螺栓47安装在端盖43顶面上，调节螺栓47纵向穿过两个卡扣件的内部腔体，将调节螺栓47向远离腔体方向旋转，在扭簧的作用下卡扣件46沿枢接点向轨道框架1侧壁方向转动，卡接缺口正好与支撑板103卡接限位对定子组件进行固定；将调节螺栓47向靠近腔体方向旋转，调节螺栓47触碰到卡扣件的连接面464后将卡扣件沿枢接点向反方向转动，卡接缺口则与支撑板103分离可以将定子组件拆下。

将上述驱动结构用于自动门（或闸机）上时，动子组件2包括磁铁22、线圈以及两侧的滚轮21，滚轮21沿轨道框架1上的底板104滚动，动子组件2的底部设有连接件6，门板（或闸板）与连接件6固定在一起，可以随着动子组件2水平移动实现门的开合。为了方便在拆卸时控制器段3与电源适配器轻松解除电连接关系，轨道框架1上的定子组件容纳腔101内还设有电源适配器以及与电源适配器电连接的通电线路板5（如图6所示），同时在控制器段3上设有暴露在塑封体外部的电连接部，电连接部可以采用插接式结构，也可以采用接触式电极片结构，本实施例以接触式电极片结构为例加以展示，即在通电线路板5上设置金属片51，在控制器段3上设置外凸的电极簧片34，电极簧片34与内部驱动电路板电连接，通过电极簧片34与金属片51的接触间接与电源适配器建立电信号连接关系。需要拆除控制器段3进行维修更换时，只需将门板（或闸板）推至轨道框架1的其中一端，解除暴露在外一端的电枢组件段4与支撑板103卡接关系后，将该电枢组件段4向外侧平移与控制器段3分离，即可将该段电枢组件段4从轨道框架1底部拆除，然后将控制器段3向下取出与通电线路板5解除电连接关系，另外一段电枢组件4需要拆除时，将门板（或闸板）平移至轨道框架1另外一端即可拆卸下来，无需将门板（或闸板）和轨道框架1拆卸下来，就可以轻松的对定子组件进行安装或维修更换。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.直线电机安装结构，包括直线电机以及轨道框架，直线电机包括定子组件和动子组件，轨道框架包括相互连通的定子组件容纳腔和动子组件容纳腔，两个容纳腔通过设置在侧壁上的支撑板进行空间划分，两侧支撑板之间形成定子组件容纳腔开口面，动子组件容纳腔的底部侧壁上对称设有底板，两侧底板之间形成动子组件容纳腔开口面，直线电机的定子组件设置在定子组件容纳腔内，动子组件设置在动子组件容纳腔内，其特征在于：定子组件采用多段式结构组合而成，定子组件至少包括一控制器段和一电枢组件段，控制器段与电枢组件段通过侧端面接触式或插接式实现电连接，控制器段和电枢组件段的宽度均小于定子组件容纳腔开口面及动子组件容纳腔开口面的宽度，电枢组件段的端部设有卡扣部，卡扣部与轨道框架的支撑板卡接对定子组件进行限位。

2.根据权利要求1所述的直线电机安装结构，其特征在于：所述控制器段的侧端面及电枢组件段的侧端面上各自设有相互配合的限位部。

3.根据权利要求2所述的直线电机安装结构，其特征在于：所述控制器段侧端面上的限位部为定位凸点，电枢组件段侧端面上的限位部为定位孔。

4.根据权利要求1所述的直线电机安装结构，其特征在于：所述控制器段的内部为驱动电路板，控制器段的外部为环氧树脂塑封体，控制器段的侧端面以及电枢组件段的侧端面各自设有相互配合的插接式电连接结构或接触式电极片；电枢组件段的内部包括硅钢片层叠结构、线圈以及磁铁，电枢组件段的外部为环氧树脂塑封体。

5.根据权利要求4所述的直线电机安装结构，其特征在于：所述控制器段的塑封体上还设有电连接部，轨道框架上的定子组件容纳腔内还设有电源适配器以及与电源适配器电连接的通电线路板，电连接部采用插接式结构或者接触式电极片与通电线路板建立电信号连接关系。

6.根据权利要求1所述的直线电机安装结构，其特征在于：所述卡扣部采用可伸缩弹性簧片卡接或采用可沿枢接点转动的卡扣件卡接。

7.根据权利要求6所述的直线电机安装结构，其特征在于：所述卡扣部采用可沿枢接点转动的卡扣件卡接，卡扣件向定子组件容纳腔的侧壁方向转动与支撑板形成卡接关系对电枢组件进行限位，卡扣件向背离定子组件容纳腔的侧壁方向转动与支撑板脱离解除对电枢组件的限位。

8.根据权利要求7所述的直线电机安装结构，其特征在于：所述卡扣部包括固定在电枢组件段端部的端盖、一对结构相同的卡扣件、将卡扣件安装在端盖上的销钉、用于带动卡扣件转动的扭簧、以及调节螺栓，两个卡扣件采用中心对称布设，卡扣件的底部设有卡接缺口，调节螺栓安装在端盖上，调节螺栓沿不同的两个方向运动可令卡扣件沿枢接点不同方向转动。

9.根据权利要求8所述的直线电机安装结构，其特征在于：所述卡扣件具有彼此垂直的四个连接面，四个连接面围合成侧面不封闭、上下开口的空腔结构，其中相对的两个连接面顶部用销钉安装在端盖上，销钉上套设扭簧，枢接点处相对的两个连接面底部设有卡接缺口，两个卡扣件侧面开口处相互勾连且中部留有空隙供调节螺栓纵向穿过。

10.一种方便安装和维修的自动门或闸机，其特征在于：包括如权利要求1至9任一所述的直线电机安装结构以及门板/闸板，动子组件包括磁铁、线圈以及两侧的滚轮，滚轮沿轨道框架上的底板滚动，动子组件底部设有连接件，门板/闸板与连接件固定在一起。

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