高速自动栏杆机制造技术

一种高速自动栏杆机，包括电机、减速器、曲柄连杆机构、栏杆转轴及栏杆；电机经减速器与曲柄连杆机构中的曲柄连接；曲柄连杆机构中的摇杆与栏杆转轴的一端相连，栏杆转轴的另一端与栏杆相连；所述电机为步进电机，该步进电机由一控制电路控制；设定栏杆的竖直状态为起点状态，对应所述起点状态时的曲柄位置设有一起点开关，在起点状态下曲柄触动起点开关；所述起点开关为机械行程开关或感应开关，并接入所述控制电路中。本方案解决了现有自动栏杆机落杆时间长、落杆时存在向下的冲击力，并使栏杆抖动及在栏杆机断电或出现故障时，栏杆不能自动升起回位造成车到堵塞的问题。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用于高速公路收费站、收费停车场等用于限制车辆自由通行的一 种高速自动栏杆机。
技术介绍
自动栏杆机现已广泛用于高速公路收费站和收费停车场，它是由收费员操作的， 一般处于常关状态，当有车辆过往时，工作人员先收取费用，再打开栏杆让车辆通过。当车 辆通过后，收费员又使栏杆放下，直至再有车辆过往时，收费员再重复上述操作。目前常用的自动栏杆机，其结构是包括电机、四连杆机构、栏杆转轴及栏杆；电机 的输出轴与四连机构的第一连杆(输入端)相对连接，四连杆机构的第三连杆(输出端)与栏 杆转轴的一端相连；栏杆转轴的另一端与可转动的栏杆相连。工作时，当四连杆机构中与电 机输出轴相连的第一连杆(输入端)在电机的带动下转动到和第二连杆叠合的位置时，栏杆 向上抬起，处于竖直位置的放行车辆状态；当四连杆机构中的第一连杆(输入端)与原转动 方向反向转动180°至第一连杆与第二连杆之间处于最长位置时，栏杆向下放下，处于水平 位置的挡住车辆通行状态。但是目前使用的自动栏杆机还存在以下缺陷一是由于自动栏杆机常用的电机是 直流或交流电机，在自动栏杆机落杆和抬杆时存在着很大的冲击力，使栏杆抖动，易造成栏 杆机损坏；二是由直流或交流电机控制的自动栏杆机，由于其控制精度较差，其抬杆或落杆 时间一般长达1秒以上，仅适合人工收费使用，对于高速公路上的自动收费处，则影响其速 度；三是某些栏杆机断电或出现故障时，栏杆不能自动升起回位，易造成车道堵塞。因此，如 何克服上述缺陷，是本技术着重研究的内容。
技术实现思路
本技术提供一种高速自动栏杆机，其目的是解决现有自动栏杆机落杆时间 长、落杆时存在向下冲击力的问题。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是一种高速自动栏杆机，包括电 机、减速器、曲柄连杆机构、栏杆转轴及栏杆；电机经减速器与曲柄连杆机构中的曲柄连接； 曲柄连杆机构中的摇杆与栏杆转轴的一端相连，栏杆转轴的另一端与栏杆相连；所述电机 为步进电机，该步进电机由一控制电路控制；设定栏杆的竖直状态为起点状态，对应所述起 点状态时的曲柄位置设有一起点开关，在起点状态下曲柄触动起点开关；所述起点开关为 机械行程开关或感应开关，并接入所述控制电路中。上述技术方案中的有关内容解释如下1、上述方案中，还包括一复位机构，该复位机构由抬杆压簧及拉簧机构组成；设定 栏杆的水平状态为终点状态，在终点状态下，所述曲柄和连杆成直线状态；所述抬杆压簧对 应所述终点状态时的曲柄位置设置，在终点状态下曲柄压缩抬杆压簧；所述拉簧机构包括 拉簧，该拉簧一端相对栏杆转轴固定，另一端相对自动栏杆机的机架固定，所述拉簧的作用力迫使栏杆从终点状态回至起点状态。2、上述方案中，所述拉簧机构还包括转动臂、第一拉簧杆、第二拉簧杆，所述转动 臂的一端与所述栏杆转轴固定连接，其另一端上转动支撑所述第一拉簧杆，且该第一拉簧 杆平行于栏杆转轴；所述第二拉簧杆与第一拉簧杆平行相距布置且相对自动栏杆机的机架 固定；所述拉簧为多根，这多根拉簧连接在第一拉簧杆和第二拉簧杆之间，且以转动臂为中 点对称分布。3、上述方案中，所述步进电机通过控制电路控制，可以按照软件设定好的角度精 确转动，从而可以准确控制栏杆的抬起和放下。本技术的工作原理是采用步进电机通过曲柄连杆机构带动栏杆主轴，从而 带动栏杆在抬起竖直状态和放下水平状态之间切换；由于步进电机通过控制电路控制，可 以按照软件设定好的角度精确转动，又栏杆的竖直状态为起点状态，在对应起点状态时的 曲柄位置处设有一起点开关，起点开关接入到控制电路中。自动栏杆机通电运行时，无论栏 杆位于任何位置，步进电机都会在软件控制下找到起点状态，即是使栏杆回位到竖直状态， 曲柄压动起点开关，给控制电路一信号，然后步进电机再按照软件设定好的步数转动一精 确角度，从而快速带动栏杆在竖直状态和水平状态之间精确切换，避免了自动栏杆机落杆 时间长、落杆时存在向下冲击力的问题。本技术还设计了一复位机构，该复位机构由抬杆压簧及拉簧机构组成；设定 栏杆的水平状态为终点状态，在终点状态下，所述曲柄和连杆成直线状态；抬杆压簧对应所 述终点状态时的曲柄位置设置，在终点状态下曲柄压缩抬杆压簧；此时抬杆压簧被压缩储 存一定势能，在自动栏杆机突然断电或偶遇故障时，抬杆压簧储存的势能迫使步进电机转 动一定角度(7°左右)，克服曲柄连杆机构的死点，然后再在拉簧机构中拉簧的作用下，使 栏杆复位至竖直状态，解决了在栏杆机断电或出现故障时，栏杆不能自动升起回位至竖直 状态，而造成车道堵塞的问题。由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点1.本技术采用步进电机通过曲柄连杆机构带动栏杆转轴，从而带动栏杆转 动；由于步进电机转动的角度可以有控制电路精确控制，并配合起点状态下的起点开关作 用，使得步进电机可以精确的带动栏杆在竖直和水平位置减速并停止，避免了栏杆落杆时 的抖动和失误，可靠性更强。且步进电机转动速度较快，从而使得在自动收费处，仅需0.6 秒甚至更少的时间，即可抬起栏杆至竖直状态，使不停车收费成为现实。2.由于本技术对应起点状态时的曲柄位置设有一起点开关，在起点状态下 曲柄触动起点开关；使得自动栏杆机在通电运行时，可以自动找到起点基准位，从而通过控 制电路软件设定好的步进电机转动角度，准确控制栏杆的抬起和放下。3.由于本技术采用由抬杆压簧和拉簧机构组成的复位机构，使得该自动栏 杆机在遇到断电或出现故障时，抬杆压簧用其储存的势能迫使步进电机先转动一定角度 (约r左右)，克服曲柄连杆机构的死点位置，再在拉簧机构中拉簧的作用下使栏杆自动升 起回位至竖直起点状态，避免造成车道堵塞。附图说明附图1为本技术栏杆竖直状态下的结构示意图；附图2为附图1状态下的立体结构示意图；附图3为本技术栏杆在落杆过程中的第一状态结构示意图；附图4为附图3状态下的立体结构示意图；附图5为本技术栏杆再落杆过程中的第二状态结构示意图；附图6为附图5状态下的立体结构示意图；附图7为本技术栏杆落到水平状态下的结构示意图；附图8为附图7状态下的立体结构示意图。以上附图中1、电机；2、减速器；3、栏杆；4、栏杆转轴；5、拉簧；6、侧杆；7、第一拉 簧杆；8、第二拉簧杆；9、缓冲支架；10、起点开关；11、连杆；12、曲柄；13、摇杆；14、抬杆压 簧；15、转动臂。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步描述实施例如图广8所示，一种高速自动栏杆机，包括电机1、减速器2、曲柄连杆机构、栏杆转 轴4及栏杆3 ；电机1经减速器2与曲柄连杆机构中的曲柄12连接；曲柄连杆机构中的连 杆11连接于曲柄12和摇杆13之间，曲柄连杆机构中的摇杆13与栏杆转轴4的一端相连， 栏杆转轴4的另一端与栏杆3相连；所述电机1为步进电机，该步进电机由一控制电路控 制；设定栏杆3的竖直状态为起点状态，对应所述起点状态时的曲柄12位置设有一起点开 关10，在起点状态下曲柄12压动起点开关10 ；所述起点开关10为机械行程开关或感应开 关，并接入所述控制电路中。起点开关10固定在一缓冲支架9上，该缓冲支架9位于自动 栏杆机的机架上。本实施例中起点开关10为一行程开关，但也可以为接近开关等。还包括一复位机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速自动栏杆机，包括电机（１）、减速器（２）、曲柄连杆机构、栏杆转轴（４）及栏杆（３）；电机（１）经减速器（２）与曲柄连杆机构中的曲柄（１２）连接；曲柄连杆机构中的摇杆（１３）与栏杆转轴（４）的一端相连，栏杆转轴（４）的另一端与栏杆（３）相连；其特征在于：所述电机（１）为步进电机，该步进电机由一控制电路控制；设定栏杆（３）的竖直状态为起点状态，对应所述起点状态时的曲柄（１２）位置设有一起点开关（１０），在起点状态下曲柄（１２）触动起点开关（１０）；所述起点开关（１０）为机械行程开关或感应开关，并接入所述控制电路中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：臧凡，
申请(专利权)人：苏州德亚交通技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]