一种自动的防冲撞通道闸机及控制方法技术

本发明专利技术公开了一种自动的防冲撞通道闸机,包括闸机及设置在所述闸机内的直流马达,所述闸机内还设置有与所述直流马达连接的用于驱动及电流控制所述直流马达的CPU,所述CPU及直流马达之间还设置有电流检测装置；所述闸机内还设置有三相绝对值旋转编码器，所述三相绝对值旋转编码器与所述CPU连接。本发明专利技术的有益效果：利用直流马达与三相绝对值旋转编码器(A相，B相，Z相)结合，对通道闸机控制。编码器用于定位，运行中加减速处理，CPU对电流的采样，控制马达的电流，达到控制马达输出力矩的目的，并通过电流的变化，取代传统闸机中定位传感器及提供对行人的保护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及闸机设备和控制方法领域，尤其涉及一种自动的防冲撞通道闸机及其控制方法。
技术介绍
本部分中的陈述仅仅提供了与本专利技术公开的内容有关的背景信息，且可能不构成现有技术。现有技术中人行通道闸机目前主要的三种机型：摆闸，翼闸，三辊闸一、摆闸：第一种形式的摆闸结构如图1所示，摆闸的摆臂通过两个开门点与中间关门点三个传感器定位。其摆臂由马达驱动摆臂运动，根据行人的通过需要进行开门动作，行人经过后，摆臂回到关门位置并被机械结构锁死。但是，其开关门抖动大，动作生硬，在受到冲撞时，因关门位置是机械刚性锁死，易将机械结构损坏，或折断摆臂。在停电时，如果闸机自带电池也失效时，将不能打开门(摆臂)。因为该结构的摆闸只有三个位置传感器定位，马达无法做加减速平滑运动，以马达恒定速度驱动摆臂的运动，在位置传感器处通过机械强行急停，使抖动无法避免。在关门位置，机械结构锁死，在受到外界冲撞击(自行车，电单车，三轮车，等)时，出现刚性对抗，无法避免对机械部分的损坏。在发生停电时，依靠闸机自带电池打开摆臂，但如果出现电池失效等情况，会出现打不开门，不利于人员疏散。第二种形式的摆闸结构如图2所示，摆闸通过一个绝对值旋转编码器定位，开门点与关门点为旋转编码器产生的坐标点。在关门位置，碰到非法推摆臂时，通过绝对值旋转编码器读取出这一非法转动，然后由电磁离合器对摆臂锁死，阻止非法通过。延时后，摆臂再转回关门位置。其电磁离合器会锁死，首次锁死时，因电磁离合器的吸合过程中，有一个打滑过程，对缓冲冲撞有一定的作用，但受到连续冲撞时还是易折断摆臂或损坏机械结构部分。该结构的摆闸通过绝对旋转编码器定位，在关门位置不再用机械结构锁死的方式，但在非法推摆臂时，为阻止非法通过，电磁离合器会锁死，这就存在一个矛盾，在受外界冲撞时，电磁离合器也会锁死，电磁离合器在锁死的过程中会打滑一小段，对冲撞有一定的缓解，但受连续冲撞时，还是无法避免对机械部分的损坏。另：电磁离合器的加装，大大增加了成本，并加大了故障率，同时，在装配调试过程中，难度加大，时间加长。因结构复杂，现场维修不易。二、翼闸现有技术中的翼闸其结构见图3，通过电机驱动翼做开关门动作，开门与关门位置通过传感器定位，关门后通过机械装置锁死。但是翼闸在运行时，开关门抖动大，动作生硬，长期使用后出现松胯的情况。在停电时，如果闸机自带电池也失效时，将不能打开门(翼)。再者在运行时，开关门通过两个位置传感器定位，马达无法做加减速平滑运动，以马达恒定速度驱动翼动作，在动作到位置传感位置时，通过机械方式刚性停车，抖动大，噪音大，长期使用后出现松胯的情况无法避免，虽然有加液压缓冲器等方法，但此类装置成了易损件，无法从根本上解决问题。在发生停电时，依靠闸机自带电池打开翼门，但因电池失效等情况，会出现打不开门，不利于人员疏散。三、辊闸(十字闸同理)第一种形式的辊闸结构如图4，三辊闸转盘上装有凸轮，通过两个电磁铁控制转盘顺时钟或逆时钟转动。平时，两个电磁铁锁定凸轮，使转盘不能转动。当需要向某个方向转动时，相应的电磁铁解锁，人推动连接转盘的杆(辊)，可以转动一个位置，到达下一个位置时，通过一个到位传感器给一个信号，使电磁铁再次锁定凸轮。但是该结构存在自动化程度低，动作生硬，在受到冲撞时，因电磁铁机构刚性锁死转盘上的凸轮，易将机械结构损坏，或折断杆(辊)。但是该结构的辊闸自动化程度低，渐渐不能满足市场的要求，平时电磁铁对凸轮死锁，杆(辊)受到冲撞时是刚性的，对机械结构的损坏不可避免。第二种形式的辊闸结构如图5，三辊闸转盘装有联动的绝对值旋转编码器，与电磁离合器，转盘通过电机驱动，转盘的转动位置与定位通过绝对值旋转编码器产生的坐标实现，在非法推动连接转盘的杆(辊)时，由绝对值旋转编码器读到这一非法的动作，然后通过电磁离合器锁死转盘，阻止非法通过，延时后转盘回到非法推杆(辊)前的位置。该结构的辊闸在受到冲撞时，电磁离合器会锁死，首次锁死时，因电磁离合器的吸合过程中，有一个打滑过程，对缓冲冲撞有一定的作用，但受到连续冲撞时还是易折断杆(辊)或机械结构。另此种结构马达的动力通过皮带传动到转盘，皮带长时间使用后易打滑，同时易受气温影响。该结构的三辊闸平时不死锁，但在非法推杆(辊)时，为阻止非法通过，电磁离合器会锁死，这就存在一个矛盾，在受到冲撞时电磁离合器也会锁死，电磁离合器在锁死的过程中会打滑一小段，对冲撞有一定的缓解，但受连续冲撞时，对机械结构的损坏不可避免。另外，电磁离合器的加装，大大增加了成本，并加大了故障率，同时，在装配调试过程中，难度加大，时间加长。因结构复杂，现场维修不易。故现有技术有待改进和发展。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种自动的防冲撞通道闸机及控制方法。本专利技术的技术解决方案是：一种自动的防冲撞通道闸机,包括闸机及设置在所述闸机内的直流马达,所述闸机内还设置有与所述直流马达连接的用于驱动及电流控制所述直流马达的CPU,所述CPU及直流马达之间还设置有电流检测装置；所述闸机内还设置有编码器，所述编码器与所述CPU连接。一种自动的防冲撞通道摆闸闸机的控制方法，包括如下步骤：1)编码器的Z信号安装于两个止挡位之间，上电初始时，驱动直流马达转动，带着摆臂联动，并检测编码器的Z点信号；2)如检测到Z点信号，以此点做为定位的基准点0坐标值，如果检测不到Z点信号，则摆臂会一直转到端点，则凸起装置会碰到止挡位而不能继续转动，直流马达处于堵转状态；通过对直流马达电流的检测，或对编码器的出现停止状态可得知当前已转到端点，则控制直流马达反向转动，在转到另一端点前，检测Z点信号，然后以该Z点信号为基准点0坐标，再驱动摆臂转到关门的位置停下来；如果在正反转的过程中都不能找到Z点信号，表示摆臂受外部因素卡住，则报警，由人工来处理故障。3)通过控制器设置关门点的坐标点(CPU可保存)，并自动计算出两个止挡位的坐标，作为开门点的坐标值；至此上电动作完成；4)当有非法推门或冲撞时，CPU测到坐标值变化，根据变化的方向，给直流马达施加一个反向的转动力矩；阻止非法推开门，达到阻止通过的目的。其中步骤4)中反向的转动力矩的大小是通过电流控制达到，小于机械结构损坏的最大极限。从而达到防止在冲撞闸机过程中损坏闸机。CPU记录正常状态开关门时驱动直流马达的电流，当摆臂打到人时，直流马达电流会突变，CPU检测到这个变化时，做出停止直流马达转动动作，保护行人，并报警。在正常状态运行中，可根据坐标值，直流马达在起始时加速，然后再匀速，快到目标停止点时减速运行，达到摆臂运行流畅平稳，没有冲击，噪声低，延长闸机的使用寿命，满足人们对高标准设备的要求。一种自动的防冲撞通道翼闸闸机的控制方法，包括如下步骤：1)编码器的Z信号安装于两个止挡位之间，上电初始时，驱动直流马达转动，并检测编码器的Z信号，直流马达带动摇杆装置，摇杆装置再推动翼动作；2)如检测到Z信号，以此点做为定位的基准点0坐标值，如果检测不到Z点信号，则摆臂会一直转到端点，则碰到止挡位而不能继续转动，直流马达处于堵转状态，通过对直流马达电流的检测，可得知当前已转到端点，或对编码器出现停止转动状态，得知当前已经转到端点，则控制直流马达反向转动，在转到另一端点前，检测Z点信号，然后以该Z点信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动的防冲撞通道闸机,其特征在于,包括闸机及设置在所述闸机内的直流马达,所述闸机内还设置有与所述直流马达连接的用于驱动及电流控制所述直流马达的CPU,所述CPU及直流马达之间还设置有电流检测装置；所述闸机内还设置有编码器，所述编码器与所述CPU连接。

【技术特征摘要】
1.一种自动的防冲撞通道闸机,其特征在于,包括闸机及设置在所述闸机内的直流马达,所述闸机内还设置有与所述直流马达连接的用于驱动及电流控制所述直流马达的CPU,所述CPU及直流马达之间还设置有电流检测装置；所述闸机内还设置有编码器，所述编码器与所述CPU连接。2.根据权利要求1所述的自动的防冲撞通道摆闸闸机的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)编码器的Z信号安装于两个止挡位之间，上电初始时，驱动直流马达转动，带着摆臂联动，并检测编码器的Z点信号；2)如检测到Z点信号，以此点做为定位的基准点0坐标值，如果检测不到Z点信号，则摆臂会一直转到端点，则凸起装置会碰到止挡位而不能继续转动，直流马达处于堵转状态；通过对直流马达电流的检测，或对编码器的出现停止状态可得知当前已转到端点，则控制直流马达反向转动，在转到另一端点前，检测Z点信号，然后以该Z点信号为基准点0坐标，再驱动摆臂转到关门的位置停下来；如果在正反转的过程中都不能找到Z点信号，表示摆臂受外部因素卡住，则报警，由人工来处理故障；3)通过控制器设置关门点的坐标点，该坐标点CPU可保存，并自动计算出两个止挡位的坐标，作为开门点的坐标值；至此上电动作完成；4)当有非法推门或冲撞时，CPU测到坐标值变化，根据变化的方向，给直流马达施加一个反向的转动力矩；阻止非法推开门，达到阻止通过的目的。3.根据权利要求2所述的自动的防冲撞通道摆闸闸机的控制方法，其特征在于，步骤4)中反向的转动力矩的大小是通过电流控制达到，小于机械结构损坏的最大极限，从而达到防止在冲撞闸机过程中损坏闸机。4.根据权利要求2所述的自动的防冲撞通道摆闸闸机的控制方法，其特征在于，CPU记录正常状态开关门时驱动直流马达的电流，当摆臂打到人时，直流马达电流会突变，CPU检测到这个变化时，做出停止直流马达转动动作，保护行人，并报警。5.根据权利要求2所述的自动的防冲撞通道摆闸闸机的控制方法，其特征在于，在正常状态运行中，可根据坐标值，直流马达在起始时加速，然后再匀速，快到目标停止点时减速运行，达到摆臂运行流畅平稳，没有冲击，噪声低，延长闸机的使用寿命，满足人们对高标准设备的要求。6.一种如权利要求1所述的自动的防冲撞通道翼闸闸机的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)编码器的Z信号安装于两个止挡位之间，上电初始时，驱动直流马达转动，并检测编码器的Z...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰成，
申请(专利权)人：李杰成，
类型：发明
国别省市：广东;44