RU2530359C1

RU2530359C1 - Automatic gate

Info

Publication number: RU2530359C1
Application number: RU2013133703/12A
Authority: RU
Inventors: Алексей Владимирович Андрианов
Original assignee: Алексей Владимирович Андрианов
Priority date: 2013-07-18
Filing date: 2013-07-18
Publication date: 2014-10-10

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: automatic gate comprises a stationary rack with bearing assemblies, shaft of flap, mounted with possibility of rotation in the bearing assemblies, flap connected with shaft, electric drive, coupling sleeve between the electric drive and shaft, flap positioning mechanism, comprising a rocker arm pivotally mounted on the axis perpendicular to the axis shaft, spring with tensioner and spring-loaded plunger. In accordance with the invention, the coupling sleeve between the electric drive and shaft of flap is designed in the form of hydraulic clutch, and positioning mechanism of the flap is designed in the form of disk, mounted on the shaft of the gate rigidly and coaxially to the shaft. In this case the disk is equipped with four retainers, mounted rotatively on four axes, which are rigidly secured in the disc and arranged parallel to the shaft axis with interval of 90°. Retainers interact with the spring-loaded plunger of rocker arm, which is mounted with possibility of free rotation on the axis, rigidly fastened at the end of rocker arm opposite from the swing axis and is pressed against the retainers by means of spring.

EFFECT: simplifying design of positioning mechanism of automatic gate flap with electric drive, improving the accuracy of gate flap positioning in three positions, saving flap positioning when the power supply of gate is switched off.

4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к строительству, а именно к конструкциям калиток, используемых для пропуска людей на проходных различного назначения. В частности, рассматриваются автоматические (приводные) двухсторонние калитки со створками, открывающимися в обе стороны (на вход и на выход). Калитка открывается в нужную сторону или по команде от пульта управления (в системах контроля и управления доступом - СКУД) или от датчика, например светового барьера, в супермаркетах. После прохода человека через такую калитку привод, например, электрический, возвращает створку калитки в ее исходное положение «проход закрыт».The present invention relates to the construction, namely, to the designs of gates used to pass people at the checkpoints for various purposes. In particular, automatic (drive) double-sided wickets with doors opening in both directions (entrance and exit) are considered. The gate opens in the right direction either by command from the control panel (in access control and management systems - ACS) or from a sensor, for example, a light barrier, in supermarkets. After a person passes through such a gate, an electric drive, for example, returns the gate leaf to its initial position “passage closed”.

Одним из требований к автоматическим калиткам является точное позиционирование створки калитки при ее возврате в исходное положение «проход закрыт». Это необходимо как по эстетическим требованиям, так и по требованию обеспечения максимально допустимого зазора между концом створки и ограждением прохода в системах СКУД. Особенно заметна неточность позиционирования в так называемых «воротах» (комплексах из двух калиток, створки которых находятся против друг друга в исходных положениях «проход закрыт»).One of the requirements for automatic gates is the exact positioning of the gate leaf when it is returned to its original position “passage closed”. This is necessary both for aesthetic requirements and for the requirement of ensuring the maximum allowable clearance between the end of the sash and the passage guard in access control systems. Particularly noticeable is the inaccuracy of positioning in the so-called “gates” (complexes of two gates, whose wings are opposite each other in the initial positions “the passage is closed”).

Известен турникет калиточный с электроприводом, в котором положения створок определяются торможением и остановкой двигателя (см. патент RU 86974 U1, кл. МПК E06B 11/08 (2006.01), дата публ. 20.09.2009). Недостатком такого решения является то, что для управления положением створки в этом случае требуется жесткая связь (жесткая муфта) между электроприводом и створкой; это приводит к повышенным нагрузкам на электропривод в моменты пуска и остановки. Кроме того, точное позиционирование створки в исходном положении по этой схеме возможно только в случае использования дорогостоящего мощного шагового привода.A well-known turnstile gate with an electric drive, in which the position of the wings is determined by braking and stopping the engine (see patent RU 86974 U1, class IPC E06B 11/08 (2006.01), date of publication. 09/20/2009). The disadvantage of this solution is that to control the position of the sash in this case requires a rigid connection (rigid coupling) between the electric drive and the sash; this leads to increased loads on the drive during start and stop. In addition, the exact positioning of the sash in its original position according to this scheme is possible only in the case of using an expensive powerful step drive.

Известна калитка, содержащая неподвижную стойку с подшипниковыми узлами, вал, установленный с возможностью вращения в подшипниковых узлах, соединенную с валом створку, механизм возврата и позиционирования створки, устройство плавной доводки створки, механизм фиксации створки, датчик угла поворота, блок электронного управления, световую индикацию и пульт дистанционного управления. Механизм возврата и позиционирования створки включает кулачок, установленный на валу калитки жестко и соосно валу, коромысло, установленное с возможностью качания на оси, перпендикулярной оси вала. Кулачок выполнен с двумя упорами, установленными с возможностью вращения на двух осях, которые жестко закреплены в кулачке и расположены параллельно оси вала. Упоры установлены с возможностью взаимодействия с толкателем, установленным с возможностью свободного вращения на оси, жестко закрепленной на противоположном от оси качания конце коромысла, поджатого к упорам с помощью возвратной пружины (см. патент RU №2403365, кл. МПК E06B 11/00 (2006.01), дата публ. 10.11.2010).Known gate containing a stationary rack with bearing units, a shaft mounted rotatably in the bearing units, a leaf connected to the shaft, a leaf return and positioning mechanism, a leaf smooth adjustment device, a leaf fixing mechanism, a rotation angle sensor, an electronic control unit, light indication and remote control. The leaf return and positioning mechanism includes a cam mounted rigidly and coaxially to the shaft on the wicket shaft, a rocker mounted to swing on an axis perpendicular to the shaft axis. The cam is made with two stops mounted for rotation on two axes, which are rigidly fixed in the cam and are parallel to the axis of the shaft. The stops are installed with the possibility of interaction with a pusher installed with the possibility of free rotation on an axis rigidly fixed to the end of the rocker arm opposite to the swing axis, pressed against the stops by a return spring (see patent RU No. 2403365, class IPC E06B 11/00 (2006.01 ), date of publication Nov 10, 2010).

Недостатком такого решения является то, что данная калитка не является автоматической (в частности, электроприводной), и ее механизм не обеспечивает позиционирования створки в положениях «открыто на 90° влево» и «открыто на 90° вправо».The disadvantage of this solution is that this gate is not automatic (in particular, electric), and its mechanism does not provide for the positioning of the leaf in the “open 90 ° to the left” and “open 90 ° to the right” positions.

Известна автоматическая калитка, в которой створка приводится в движение электрическим двигателем с помощью муфты, при этом остановка створки в нужной позиции («проход открыт» или «проход закрыт») осуществляется электромагнитной тормозной муфтой по команде, получаемой от датчика положения створки (см. патент DE 4309067, кл. МПК E05F 15/12, дата публ. 1994-09-22).An automatic gate is known in which the sash is driven by an electric motor using a clutch, while the sash is stopped in the desired position (“passage open” or “passage closed”) by an electromagnetic brake clutch on command received from the sash position sensor (see patent DE 4309067, class IPC E05F 15/12, publication date 1994-09-22).

Недостатком данной калитки является использование дорогостоящей электромагнитной тормозной муфты. Также недостатком данной калитки является то, что при отключении электропитания электромагнитная тормозная муфта перестает удерживать створку, которая сохраняет свое положение только за счет связи с электроприводом. В случае использования в качестве связи между электроприводом и створкой нежесткой демпферной муфты створка под действием разных факторов (неточная установка калитки по вертикали, влияние на створку воздушных потоков и др.) может отклоняться со своего точного положения («проход открыт на 90°» или «проход закрыт»).The disadvantage of this gate is the use of an expensive electromagnetic brake clutch. Another drawback of this gate is that when the power is turned off, the electromagnetic brake clutch ceases to hold the leaf, which retains its position only due to the connection with the electric drive. If a non-rigid damper sleeve is used as a connection between the electric drive and the shutter, the shutter can deviate from its exact position (“the passage is open 90 °” or “ the passage is closed ”).

Обе известные калитки, приведенные выше, можно принять в качестве ближайших аналогов, так как в предлагаемом техническом решении изобретение касается как приводного механизма из автоматической калитки по патенту DE 4309067, так и механизма позиционирования створки по патенту RU №2403365.Both of the known wickets given above can be taken as the closest analogues, since in the proposed technical solution the invention relates to both a drive mechanism from an automatic gate according to DE 4309067 and a sash positioning mechanism according to RU patent No. 2403365.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в упрощении конструкции механизма позиционирования створки автоматической калитки с электроприводом, повышении точности позиционирования створки калитки в трех положениях - среднем закрытом и крайних открытых на 90°, сохранении позиционирования створки при отключенном электропитании калитки.The technical result of the invention is to simplify the design of the mechanism for positioning the leaf of an automatic gate with an electric drive, increase the accuracy of positioning of the leaf of the gate in three positions - average closed and extreme open by 90 °, maintaining the positioning of the leaf with the power off of the gate.

Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет того, что калитка автоматическая содержит неподвижную стойку с подшипниковыми узлами, вал створки, установленный с возможностью вращения в подшипниковых узлах, соединенную с валом створку, электропривод, соединительную муфту между электроприводом и валом, механизм позиционирования створки, включающий коромысло, установленное с возможностью качания на оси, перпендикулярной оси вала, пружину с натяжителем и подпружиненный толкатель.The achievement of the specified technical result is ensured due to the fact that the automatic gate contains a stationary rack with bearing assemblies, a leaf of the leaf mounted rotatably in the bearing assemblies, a leaf connected to the shaft, an electric actuator, a coupling between the electric actuator and the shaft, a leaf positioning mechanism including a rocker arm installed with the possibility of swinging on an axis perpendicular to the axis of the shaft, a spring with a tensioner and a spring-loaded pusher.

В соответствие с изобретением соединительная муфта между электроприводом и валом створки выполнена в виде жидкостной муфты, а механизм позиционирования створки выполнен в виде механического устройства с пружиной, обеспечивающего позиционирование створки в трех положениях - среднем закрытом и крайних открытых на 90°.In accordance with the invention, the coupling between the electric drive and the leaf shaft is made in the form of a fluid coupling, and the leaf positioning mechanism is made in the form of a mechanical device with a spring, which provides the leaf positioning in three positions - middle closed and extreme open at 90 °.

Это механическое устройство выполнено в виде диска, установленного на валу калитки жестко и соосно с валом. При этом диск снабжен четырьмя упорами, установленными с возможностью вращения на четырех осях, которые жестко закреплены в диске и расположены параллельно оси вала с интервалом 90°. Упоры взаимодействуют с подпружиненным толкателем коромысла, который установлен с возможностью свободного вращения на оси, жестко закрепленной на противоположном от оси качания конце коромысла, и поджат к упорам с помощью пружины.This mechanical device is made in the form of a disk mounted on the gate shaft rigidly and coaxially with the shaft. The disk is equipped with four stops mounted for rotation on four axes, which are rigidly fixed in the disk and are parallel to the axis of the shaft with an interval of 90 °. The stops interact with a spring-loaded rocker arm pusher, which is mounted with the possibility of free rotation on an axis rigidly mounted on the end of the beam, which is opposite from the swing axis, and is pressed against the stops by means of a spring.

Калитка с электроприводом поясняется чертежами:Power gate is illustrated by drawings:

на фиг.1 представлен общий вид калитки;figure 1 presents a General view of the gate;

на фиг.2 - вид механизма позиционирования створки сверху в исходном положении створки калитки «проход закрыт»;figure 2 is a view of the positioning mechanism of the sash from above in the initial position of the gate leaf "passage is closed";

на фиг.3 - вид механизма позиционирования створки сверху в положении створки «открыто на 90° влево»;figure 3 is a view of the mechanism for positioning the sash from above in the sash position "open 90 ° to the left";

на фиг.4 - вид механизма позиционирования створки сверху в положении створки «открыто на 90° вправо».figure 4 is a view of the positioning mechanism of the sash from above in the sash position "open 90 ° to the right."

Калитка состоит (фиг.1) из неподвижной стойки 1, на которой с помощью подшипниковых узлов 2 установлен вал 3. На валу 3 жестко закреплена створка 4 калитки. Электропривод 5 служит для открывания и закрывания створки 4. Передача крутящего момента от электропривода 5 к валу 3 осуществлена посредством жидкостной муфты 6. Точное позиционирование створки в исходном положении «проход закрыт» и в положениях «открыто на 90° влево» и «открыто на 90° вправо» осуществляется под воздействием механизма позиционирования 7. Остальные части калитки (стопорное устройство, датчик углового положения створки, индикаторы состояния калитки, контроллер, пульт дистанционного управления, считыватели карт пропуска) условно не показаны.The gate consists (Fig. 1) of a fixed stand 1, on which a shaft 3 is installed using the bearing units 2. A gate 4 of the gate is rigidly fixed to the shaft 3. The electric actuator 5 is used to open and close the leaf 4. The torque transmission from the electric actuator 5 to the shaft 3 is carried out by means of a fluid clutch 6. The exact positioning of the leaf in the initial position “passage closed” and in the positions “open 90 ° to the left” and “open 90 ° to the right ”is carried out under the influence of the positioning mechanism 7. The rest of the gate (locking device, sash angular position sensor, gate status indicators, controller, remote control, pass card readers) not clearly shown.

Жидкостная муфта 6 состоит из двух частей (ведущей 6.1 и ведомой 6.2), которые могут вращаться относительно друг друга, при этом передача вращения осуществляется через вязкую жидкость. Особенностью жидкостной муфты является то, что момент сопротивления вращению двух частей муфты относительно друг друга прямо пропорционален угловой скорости их относительного вращения, так что при малой скорости вращения ведущей части муфта практически не оказывает сопротивления ее вращению. Это создает благоприятные условия для пуска электропривода, так как способствует уменьшению величины пускового тока и обеспечивает плавный разгон двигателя. При увеличении скорости вращения ведущей части по мере разгона двигателя вязкая жидкость начинает передавать значительный крутящий момент на ведомую часть, что обеспечивает поворот створки. Так как при выключенном электроприводе жидкостная муфта не оказывает сопротивления случайным медленным отклонениям створки от исходного положения «проход закрыт» и от положений «открыто на 90° влево» и «открыто на 90° вправо», то для удержания створки в этих положениях использован механизм позиционирования створки 7. Это особенно актуально для калиток с большими створками, которые имеют большой вес и/или большую парусность, так как при неточной установке калитки по вертикали или под действием воздушных потоков створка может отклониться от своего заданного положения.The fluid coupling 6 consists of two parts (master 6.1 and driven 6.2), which can rotate relative to each other, while the rotation is transmitted through a viscous fluid. A feature of the fluid coupling is that the moment of resistance to rotation of the two parts of the coupling relative to each other is directly proportional to the angular velocity of their relative rotation, so that at a low speed of rotation of the drive part of the coupling practically does not resist its rotation. This creates favorable conditions for starting the electric drive, as it helps to reduce the inrush current and provides smooth acceleration of the motor. With increasing speed of rotation of the leading part as the engine accelerates, the viscous fluid begins to transmit significant torque to the driven part, which ensures the rotation of the sash. Since when the actuator is switched off, the fluid clutch does not resist random slow deviations of the leaf from the initial position “passage closed” and from the positions “open 90 ° to the left” and “open 90 ° to the right”, a positioning mechanism was used to hold the leaf in these positions leaf 7. This is especially true for gates with large leafs, which have a large weight and / or a large windage, since when the gate is inaccurately installed vertically or under the influence of air flow, the leaf can deviate from its assigned position.

Механизм позиционирования створки содержит диск 8 с четырьмя жестко закрепленными на нем осями 9, расположенными относительно друг друга через углы 90°. На осях 9 установлены вращающиеся упоры 10. Механизм позиционирования 7 включает также коромысло 11 и пружину 12 с натяжителем 13. Диск 8 жестко и соосно закреплен на валу 3 калитки, например, с помощью штифта 14. Коромысло 11 установлено с возможностью качания на оси 15, жестко закрепленной в стойке 1 калитки и расположенной в плоскости, перпендикулярной оси вала 3. На противоположном конце от оси качания коромысла жестко закреплена параллельно оси 15 ось 16, на которую насажен толкатель 17, выполненный в виде трубки. Толкатель 17 коромысла 11 установлен с возможностью свободного вращения на оси 16 и поджат к упорам 10 диска 8 с помощью пружины 12.The leaf positioning mechanism comprises a disk 8 with four axles 9 rigidly fixed thereon, located relative to each other through angles of 90 °. Rotating stops 10 are mounted on the axes 9. The positioning mechanism 7 also includes a rocker 11 and a spring 12 with a tensioner 13. The disk 8 is rigidly and coaxially mounted on the shaft 3 of the gate, for example, using a pin 14. The rocker 11 is mounted with the possibility of swinging on the axis 15, rigidly fixed in the rack 1 of the gate and located in a plane perpendicular to the axis of the shaft 3. At the opposite end from the axis of swing of the beam, the axis 16, on which the pusher 17 is made, is mounted in the form of a tube. The pusher 17 of the rocker arm 11 is installed with the possibility of free rotation on the axis 16 and is pressed against the stops 10 of the disk 8 using a spring 12.

Наличие свободно вращающегося толкателя 17 желательно, так как при качании коромысла происходит перемещение оси 16 по вертикали; вращающийся толкатель 17 позволяет избежать трения скольжения толкателя об упоры и использовать трение качения, что способствует долговечной работе механизма. Натяжитель 13 пружины 12 служит для возможности регулировки усилия удержания створки в исходной позиции.The presence of a freely rotating pusher 17 is desirable, since when the rocker is swinging, the axis 16 moves vertically; the rotating pusher 17 avoids sliding friction of the pusher against the stops and uses rolling friction, which contributes to the long-term operation of the mechanism. The tensioner 13 of the spring 12 serves to adjust the effort to keep the sash in its original position.

На фиг.2 показано исходное положение створки калитки «проход закрыт». Электропривод выключен. При этом толкатель 17 под действием пружины 12 воздействует на два упора 10 (их номера обозначены как 10.1 и 10.2). Если под действием внешних факторов, воздействующих на створку 4 калитки, произойдет ее отклонение от исходного положения, то есть поворот вокруг оси вала 3, то толкатель 17 станет воздействовать только на один упор 10.1 или 10.2, создавая при этом момент на валу 3, возвращающий вал 3 в исходное положение.Figure 2 shows the initial position of the gate leaf "passage closed." The drive is off. In this case, the pusher 17 under the action of the spring 12 acts on two stops 10 (their numbers are designated as 10.1 and 10.2). If under the influence of external factors acting on the gate 4 of the gate, it deviates from its original position, that is, a rotation around the axis of the shaft 3, then the pusher 17 will act only on one stop 10.1 or 10.2, creating a moment on the shaft 3, returning the shaft 3 to the starting position.

При включении электропривода начинает вращаться ведущая часть муфты 6.1, которая по мере разгона начинает вращать и ведомую часть муфты 6.2, а вместе с последней и створку 4 калитки. При подходе створки 4 к крайнему положению «открыто на 90° влево» или «открыто на 90° вправо» электропривод выключается. Доводка и позиционирование створки 4 осуществляется в этих положениях толкателем 17 аналогично тому, как это происходит в исходном положении створки «проход закрыт». Разница лишь в том, что в позиционировании теперь участвуют упоры с номерами 10.1 и 10.3 в положении створки «открыто на 90° влево» (фиг.3) или упоры с номерами 10.2 и 10.4 в положении створки «открыто на 90° вправо» (фиг.4).When the electric drive is turned on, the leading part of the clutch 6.1 begins to rotate, which, as it accelerates, starts to rotate the driven part of the clutch 6.2, and together with the latter, the gate wing 4. When the leaf 4 approaches the extreme position “open 90 ° to the left” or “open 90 ° to the right”, the electric drive turns off. Lapping and positioning of the sash 4 is carried out in these positions by the pusher 17 in the same way as in the initial position of the sash “the passage is closed”. The only difference is that the stops now engage the stops with numbers 10.1 and 10.3 in the sash position “open 90 ° to the left” (FIG. 3) or the stops with numbers 10.2 and 10.4 in the sash position “open 90 ° to the left” (FIG. .four).

Claims

Калитка автоматическая, содержащая неподвижную стойку с двумя подшипниковыми узлами, вал створки, установленный с возможностью вращения в подшипниковых узлах, жестко соединенную с валом створку, электропривод, соединительную муфту между электроприводом и валом, механизм позиционирования створки, включающий коромысло, установленное с возможностью качания на оси, перпендикулярной оси вала, пружину с натяжителем и подпружиненный толкатель, отличающаяся тем, что соединительная муфта между электроприводом и валом створки выполнена в виде жидкостной муфты, а механизм позиционирования створки выполнен в виде диска, установленного на валу калитки жестко и соосно с валом и снабженного четырьмя упорами, установленными с возможностью вращения на четырех осях, жестко закрепленных в диске и расположенных параллельно оси вала с интервалом 90°, и с возможностью взаимодействия с толкателем коромысла. An automatic gate containing a stationary rack with two bearing units, a leaf shaft mounted rotatably in the bearing blocks, a leaf rigidly connected to the shaft, an electric actuator, a coupling between the electric actuator and the shaft, a leaf positioning mechanism including a rocker mounted to swing on an axis perpendicular to the axis of the shaft, a spring with a tensioner and a spring-loaded pusher, characterized in that the coupling between the electric drive and the leaf shaft is made in the form fluid couplings, and the sash positioning mechanism is made in the form of a disk mounted on the wicket shaft rigidly and coaxially with the shaft and provided with four stops mounted for rotation on four axes, rigidly mounted in the disk and parallel to the shaft axis with an interval of 90 °, and the possibility of interaction with the rocker pusher.