９０度门助力器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种９０度门助力器，特别涉及一种能减小开门阻力同时自动关门的９０度门助力器。它包括门扇和助力器壳体，门扇通过连杆机构连接主轴，主轴的上部为螺杆，与安装在助力器壳体内的滑块螺母以滚动螺旋传动副旋配，滑动螺母由上端面与助力器壳体顶面之间的压簧支撑，滑动螺母下端面连接一个固定安装在助力器壳体内壁的比例电磁铁，主轴上装有主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，从动锥齿轮与电路板上的电位器转动轴连接；电路板固定在助力器壳体内壁上，其电路为控制电路，与电位器和比例电磁铁连接。控制电路驱动比例电磁铁提供动力，使得开门时，克服弹簧力，保证人以较小的恒定的推／拉力开门；关门时，作缓冲装置，避免弹簧瞬间释能，使关门轻柔平稳。本实用新型专利技术不但能够实现现有的自动关门器的全部功能，还能够减小开门阻力，并且结构简单，安装方便，密封要求低，成本低廉，所以有着广泛的应用前景。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种90度门助力器，并带有自动关门功能。其突出特点是能保证 人以较小的恒定的推/拉力开门，并可以平稳的关门。
技术介绍
现有的建筑用的关门装置是采用在开门时通过弹簧或者缸筒活塞储存能量，并在 关门时释放能量的方法得以实现自动关门的。弹簧式的关门装置在开门时需要克服弹簧阻 力，而且由于弹簧特性，随着开门的角度变大，用户所需要的克服的阻力也随之变大，给老 人儿童及女士开门带来不便。而油压式关门装置结构复杂，关门时力量较大，有被夹住致伤 的风险。而且随着使用时间的增加，会导致以上装置中机械机构的承载能力和摩擦润滑条 件恶化，进而导致开门时阻力变大等问题。
技术实现思路
本技术目的在于克服上述缺点，提供一种简单可靠的90度门助力器，可以实 现开门时阻力随着开门角度的变化恒定；自动关门时平稳、缓慢的功能。为达到上述目的，本技术的构思是本技术的90度门助力器，包括开门角度检测器；输出电流与开门角度成线 性关系并且关门时具有延时作用的控制电路；利用电气装置输出电流工作的比例电磁铁； 用于传递开门动力的滚动螺旋传动副；以及用于储存关门动力的弹簧。其特征在于开门时，开门角度检测器产生与开门角度成正比的输入电压信号，通 过控制电路产生占空比与输入电压成正比的PWM波形电流，该电流经过功率放大后来控制 比例电磁铁产生力信号，并通过滚动螺旋传动副来压缩弹簧。由附图4机械结构，开门时 弹簧阻力与开门角度成正比，而有电路控制的比例电磁铁也与开门角度成正比，通过电位 器适当调节最大电流，从而可以实现开门时阻力恒定以保证人以较小的恒定的推/拉力开 门。当用户开门动作停止时，该瞬间由于弹簧的弹力稍大于比例电磁铁输出力，门开 始关闭，此时控制电路中的斜坡电路对输入电压的下降起到延缓作用，从而实现关门平稳、 缓慢。根据上述技术构思，本技术采用下述技术方案一种90度门助力器，包括门扇和助力器壳体，其特征在于所述门扇通过连杆机 构连接一根主轴；所述主轴的上部为螺杆，与安装在助力器壳体内的一个滑块螺母以滚动 螺旋传动副旋配；所述滑块螺母上端面与助力器壳体顶面之间由一个压簧支撑；所述滑块 螺母下端面连接固定一个安装在助力器壳体内壁的比例电磁铁；所述主轴上装有一个主动 锥齿轮，与一个从动锥齿轮啮合；所述从动锥齿轮与一个电路板上的一个电位器转轴相连 接；所述电路板固定在所述助力器壳体内壁上，所述电路板上的电路为控制电路，该控制电 路连接所述电位器和比例电磁铁。上述连杆机构的结构是一根第一连杆与门扇中部铰链连接，另一端与一根第二连杆铰链连接，第二连杆的另一端与所述主轴连接。上述主轴上安装一个主动锥齿轮与从动锥齿轮成90°相交。上述滚动螺旋传动副的结构是所述滑块螺母的内螺纹与滚珠相旋配，滚珠与主 轴的外螺纹相旋配。上述控制电路是一个斜坡电路输入端与所述电位器相连接，输出端与一个PWM 发生电路的输入端相连接，所述PWM发生电路的输出端与一个功率放大电路的输入端相连 接，所述功率放大电路的输出端与所述比例电磁铁相连接。本技术与现有技术相比具有以下显而易见的实质性特点和优点1、本助力器具有自动关门的功能且开门时阻力非常小，适合应用在老人、小孩及 残障人士有需求的场所2、控制电路装在壳体中，安装方便。3、比例电磁铁相对电机来说噪声小，运行平稳，且关门时缓慢平稳，所以特别适合 应用在图书馆、音乐厅等安静的场所。4、滚珠丝杠副作为传动机构，不但传动方向可逆，且传动效率很高，装置运行更流 畅。5、其它自动关门机构几乎都是采用液压油或机械阻尼器作缓冲器，因此要求密封 性能好，制造成本高，本技术采用闭环控制比例电磁铁在回程时作缓冲器，故而结构简 单，成本较低。6、具有广泛的应用前景。附图内容图1是本技术的构造示意图；图2是本技术的控制电路原理图图3是本技术的控制电路框图；图4是本技术机械机构图。具体实施方式本技术的优选实施例结合附图说明如下实施例一参见图1和图3，本90度门助力器包括门扇19和助力器壳体1，特点是 ①门扇19通过连杆机构连接主轴3。②主轴3的上部为螺杆，与安装在助力器壳体1内的 滑块螺母4以滚动螺旋传动副相旋配。③滑块螺母4上端面与助力器壳体1顶面之间由弹 簧2支撑。④滑块螺母下端面固定安装比例电磁铁6。⑤主轴3上装有主动锥齿轮17，与 从动锥齿轮7啮合，从动锥齿轮7与电路板9上的电位器8转动轴连接。⑥电路板9固定 在助力器壳体1内壁上，电路板9上的电路为控制电路，与电位器8和比例电磁铁6连接。实施例二 参见图1、图3和图4，本实施例与实施例一相同，特别之处在于连杆 机构的结构是一根第一连杆18与门扇19中部铰链连接，另一端与一根第二连杆14铰链 连接，第二连杆14的另一端与主轴3连接。主轴3上安装的主动锥齿轮17与从动锥齿轮 7成90°相交。滚动螺旋传动副的结构是滑块螺母4的内螺纹与滚珠5相旋配，滚珠5与 主轴3的外螺纹相旋配。控制电路是斜坡电路20输入端与电位器8相连接，输出端与PWM 发生电路21的输入端相连接，PWM发生电路21的输出端与功率放大电路22的输入端相连接，功率放大电路22的输出端与比例电磁铁6相连接。图4给出了本助力器的机械结构， 助力器壳体1下端有下端盖13，下端盖13的中心孔通过轴承套11安装轴承衬套10，由轴 承衬套10支承主轴3。主轴3的下端部通过平面轴承12、螺母16和垫圈15连接安装第二 连杆14。滚珠丝杠主轴3由轴承套11及轴承衬套10支撑，与衬套10产生滑动摩擦，并由 轴承套10的凸缘及固定螺母16在轴向上加以固定，主轴3的下端与装在门上的连杆装置 固定连接，上端与滑块螺母4配合工作，由于滚珠丝杠副既可将直线运动转为旋转运动，又 可将旋转运动转为直线运动，因此特别适合用在有开门、关门的双向运动场合。滑块螺母4 又与弹簧2连接。固定在底板上比例电磁铁6也与滑块螺母4连接，以随时校正运动调节 阻力。一对质量轻体积小的塑料锥齿轮7将主轴转角传递给旋转电位器8。图3示出控制 电路。开门时，门上的连杆装置，带动主轴3旋转，旋转角度使得滑块螺母4向上移动并 压紧弹簧2，同时，塑料锥齿轮7带动电位器8旋转，即图3中的电位器Rwl检测到开门角 度θ信号，得到控制信号Vi，使Vi与开门角度成正比Vi=K1Qn斜坡电路20对输入信 号上升时没有影响，Vi通过由两个555定时器组成的PWM发生电路21产生占空比与Vi成 正比的PWM波。PWM波经由功放管放大驱动比例电磁铁6，此时比例电磁铁6产生的力F = K2Vi。力F顶住滑块螺母4，进而主动压缩用来储存关门能量的弹簧2，因为有了这样一个 额外的力同时移动滑块螺母4压缩弹簧2，所以开门的人便会感觉到受到的阻力很小。开 门时，压缩弹簧所需要克服的阻力Fd = KdX, Kd为弹簧的弹性模量，X为弹簧被压缩的行程。 而X与开门角度θ也是正比关系，X = K3 θ。由此可知，开门时用户所需要的作用力Ft = (Fd-F)/n+f, η为传动效率，f为机械结构的摩擦力。综合求解，Ft= (KdK3-K2K1) θ/η+f。 调节电路中电位器R 2以及弹簧弹性模量Kd的值使KdK3 = K2K1，即可实现恒力f开门，而且 只本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种９０度门助力器，包括门扇（１９）和助力器壳体（１），其特征在于：ａ．所述门扇（１９）通过连杆机构连接一根主轴（３）；ｂ．所述主轴（３）的上部为螺杆，与安装在助力器壳体（１）内的一个滑块螺母（４）以滚动螺旋传动副旋配；ｃ．所述滑块螺母（４）上端面与助力器壳体（１）顶面之间由一个压簧（２）支撑；ｄ．所述滑块螺母（４）下端面连接一个固定安装在助力器壳体（１）内壁的比例电磁铁（６）；ｅ．所述主轴（３）上装有一个主动锥齿轮（１７），与一个从动锥齿轮（７）啮合；所述从动锥齿轮（７）与一个电路板（９）上的一个电位器（８）转轴相连接；ｆ．所述电路板（９）固定在所述助力器壳体（１）内壁上，所述电路板（９）上的电路为控制电路，该控制电路连接所述电位器（８）和比例电磁铁（６）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程大伟，李阳，金侠杰，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]