一種管狀同步直線電機單開拉門的製作方法

2023-06-12 19:23:31

專利名稱：一種管狀同步直線電機單開拉門的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種管狀同步直線電機單開拉門，尤其是一種鐵路客 車、地鐵車輛等設備上使用的單開拉門。
背景技術：
單開拉門是一種頻繁往復運動的設備，要求運行平滑穩定，低噪 音，維護簡單，可靠性高，安全性好。現有鐵路客車、地鐵車輛等設 備上使用的單開拉門，均採用旋轉電機配裝減速箱，經過同步帶或絲 槓等機械轉換傳動的方式，將旋轉運動轉換為直線運動，門板通過 滾輪在導軌槽內吊掛並在同步帶或絲槓的帶動下滾動，以實現門的開 門和關門動作，其存在結構複雜，轉換效率低，噪音大，維修困難， 使用壽命短等缺點。

發明內容
本發明的目的是提供一種管狀同步直線電機單開拉門，它 提供了一種直線電機模塊直接吊掛門板，並由直線電機產生橫向推 力，從而驅動門開/關動作，因而使該門簡化了結構，節省了安裝和 調試工作量，同時具備傳遞效率高，平滑穩定，低噪音等優點。為了 解決背景技術所存在的問題，本發明是採用以下技術方案它是由直 線電機的初級1、直線電機的次級2、方鋁型材3、直線導軌的滑塊4、 直線導軌的導軌5、安裝架6、安裝架7、光柵尺的標尺8、光柵尺的 讀數頭9、門板IO、安裝架11和T型導軌12組成；直線電機的次級2通過安裝架6和7固定與方鋁型材3的兩端上，直線電機的初級1 上部固定於直線導軌的滑塊4上，直線導軌的導軌5固定在方鋁型材 3的下部上，光柵尺的標尺8固定在方鋁型材3的側面上，光柵尺的 讀數頭9固定在直線導軌的滑塊4的側面上；門板10通過安裝架11 固定於直線電機的初級1上，門板下部插在T型導軌12上。直線電 機的次級2通電後，直線電機的次級2和直線電機的初級1之間產生 橫向電磁推力，直線電機初級1將做橫向運動，從而直接帶動門板 IO做左右往復運動，實現開門和關門。
所述的門板0的上部通過直線電機的初級2與直線導軌4、 5相 連，直線導軌在前後左右各方向都能承受負荷，門板10下部開有通 長凹槽，T型導軌12倒立安裝，其垂直部分正好插在門板凹槽內， 避免了門板的前後晃動所產生的扭力。
管裝同步直線電機單開拉門安裝結構是 一根方鋁型材作為本 體，管狀直線電機的次級通過兩個金屬支架在兩端固定於方鋁型材 上，直線電機的初級套在次級杆上，初級和次級間相互滑動；在直線 電機和方鋁型材中間裝有一根直線導軌，直線導軌的滑塊與直線電機 的初級剛性連接，直線導軌的導軌與方鋁型材剛性連接，從而使直線 電機的初級與直線導軌的固定杆間相互滾動；門板與直線電機的初級 剛性連接，從而使的門板與直線電機次級光槓和直線導軌的導軌間可 以相互運動；當直線電機初級和次級之間產生電磁力的時候，就可以 帶動門板做直線運動了。
門控器包括與直線電機相連的由直流電源逆變輸出的驅動模塊電路，用於位置和速度反饋的光柵尺輸入CPU控制晶片，外圍開關 量信號經光電隔離輸入CPU，直線電機供電線路採用12位電流採樣 電路輸入到CPU， 32位控制晶片CPU根據各輸入反饋信號，及門運 動曲線，計算PID調節參數，輸出PWM調製信號驅動直線電機帶動 門板運行。
門控驅動系統(如圖4所示)工作原理該門有管狀直線電機驅
動，直線電機的初級l由永磁鐵和鐵管組成，套裝在直線電機的次級
2上，為運動部件；次級2內核為一根鐵棒，外圍纏繞線包，為三相 繞組星形連接，最外層覆蓋不鏽鋼鐵管，是固定不動的，三相繞組U、 V、 W連接到門控器的電機輸出端。外部直流供電電源接如門控器， 首先升壓到300V，然後在CPU的PWM調製下產生三相交流正弦波 電源，供給功率驅動模塊；當CPU控制晶片接收到開關量輸入輸出 模塊的"開門"或"關門"信號後，控制功率驅動模塊輸出電源驅動 直線電機運動，期間CPU控制晶片實時採集直線電機電流值，並通 過光柵尺採集位置和速度反饋信號，經處理計算出PID調節參數，控 制輸出調製PWM信號到功率驅動模塊，從而調節直線電機的推力和 速度，即完成速度環和電流環的雙重閉環控制；在門關閉過程中，CPU 根據直線電機電流突變和光柵尺信號速率，判斷門是否碰到障礙物， 判斷的標準為150N的阻力，若是則產生防夾功能，直線電機反向運 行，從而使門打開。當門開到位或關到位後，CPU控制晶片控制直 線電機處於制動狀態，即微電流保持，若門被外力移動(檢測最小距 離5um)，自動加大鎖緊力。最後，門控器可與上位機(如筆記本電腦)通過RS232或CANbus
通信，下栽調試程序，實是監控門運動狀態，調整門運行參數，如速
度、加速度、減速度、行程距離、電流保護等等。
本發明具有以下有益效果結構簡單，門板直接吊掛，無需任何
轉換裝置和門板掛架，簡化了門系統的機械結構和傳動方式，革新了
傳統的門板承載和滾動方式，運行平滑穩定，低噪音，安裝維護便利，
可靠性好。


圖1是管狀同步直線電機單開拉門；
圖2是直線電機模塊；
圖3是直線電機模塊的側視圖4是本發明的工藝流程圖。
具體實施例方式
本具體實施方式
採用以下技術方案它是由直線電機的初級1、 直線電機的次級2、方鋁型材3、直線導軌的滑塊4、直線導軌的導 軌5、安裝架6、安裝架7、光柵尺的標尺8、光柵尺的讀數頭9、門 板10、安裝架11和T型導軌12組成；直線電機的次級2通過安裝 架6和7固定與方鋁型材3的兩端上，直線電機的初級1上部固定於 直線導軌的滑塊4上，直線導軌的導軌5固定在方鋁型材3的下部上， 光柵尺的標尺8固定在方鋁型材3的側面上，光柵尺的讀數頭9固定 在直線導軌的滑塊4的側面上；門板IO通過安裝架11固定於直線電 機的初級1上，門板下部插在T型導軌12上。直線電機的次級2通電後，直線電機的次級2和直線電機的初級1之間產生橫向電磁推力， 直線電機初級1將做橫向運動，從而直接帶動門板10做左右往復運 動，實現開門和關門；門板10的上部通過直線電機的初級2與直線 導軌4、 5相連，直線導軌在前後左右各方向都能承受負荷，門板IO 下部開有通長凹槽，T型導軌12倒立安裝，其垂直部分正好插在門 板凹槽內，避免了門板的前後晃動所產生的扭力；結構簡單，門板直 接吊掛，無需任何轉換裝置和門板掛架，簡化了門系統的機械結構和 傳動方式，革新了傳統的門板承載和滾動方式，運行平滑穩定，低噪 音，安裝維護便利，可靠性好。
管裝同步直線電機單開拉門安裝結構是 一根方鋁型材作為本 體，管狀直線電機的次級通過兩個金屬支架在兩端固定於方鋁型材 上，直線電機的初級套在次級杆上，初級和次級間相互滑動；在直線 電機和方鋁型材中間裝有一根直線導軌，直線導軌的滑塊與直線電機 的初級剛性連接，直線導軌的導軌與方鋁型材剛性連接，從而使直線 電機的初級與直線導軌的固定杆間相互滾動；門板與直線電機的初級 剛性連接，從而使的門板與直線電機次級光槓和直線導軌的導軌間可 以相互運動；當直線電機初級和次級之間產生電磁力的時候，就可以 帶動門板做直線運動了。
門控器包括與直線電機相連的由直流電源逆變輸出的驅動模塊 電路，用於位置和速度反饋的光柵尺輸入CPU控制晶片，外圍開關 量信號經光電隔離輸入CPU，直線電機供電線路採用12位電流採樣 電路輸 入到CPU， 32位控制晶片CPU根據各輸入反饋信號，及門運動曲線，計算PID調節參數，輸出PWM調製信號驅動直線電機帶動 門板運行。
門控驅動系統工作原理參看圖4:該門有管狀直線電機驅動，直 線電機的初級1由永磁鐵和鐵管組成，套裝在直線電機的次級2上， 為運動部件；次級2內核為一根鐵棒，外圍纏繞線包，為三相繞組星 形連接，最外層覆蓋不鏽鋼鐵管，是固定不動的，三相繞組U、 V、 W連接到門控器的電機輸出端。外部直流供電電源接如門控器，首 先升壓到300V,然後在CPU的PWM調製下產生三相交流正弦波電 源，供給功率驅動模塊；當CPU控制晶片接收到開關量輸入輸出模 塊的"開門"或"關門"信號後，控制功率驅動模塊輸出電源驅動直 線電機運動，期間CPU控制晶片實時採集直線電機電流值，並通過 光柵尺採集位置和速度反饋信號，經處理計算出PID調節參數，控制 輸出調製PWM信號到功率驅動模塊，從而調節直線電機的推力和速 度，即完成速度環和電流環的雙重閉環控制；在門關閉過程中，CPU 根據直線電機電流突變和光柵尺信號速率，判斷門是否碰到障礙物， 判斷的標準為150N的阻力，若是則產生防夾功能，直線電機反向運 行，從而使門打開。當門開到位或關到位後，CPU控制晶片控制直 線電機處於制動狀態，即微電流保持，若門被外力移動(檢測最小距 離5um)，自動加大鎖緊力；最後，門控器可與上位機(如筆記本電 腦)通過RS232或CANbus通信，下栽調試程序，實是監控門運動 狀態，調整門運行參數，如速度、加速度、減速度、行程距離、電流 保護等等。
權利要求
1、一種管狀同步直線電機單開拉門，其特徵在於它是由直線電機的初級(1)、直線電機的次級(2)、方鋁型材(3)、直線導軌的滑塊(4)、直線導軌的導軌(5)、安裝架(6)、安裝架(7)、光柵尺的標尺(8)、光柵尺的讀數頭(9)、門板(10)、安裝架(11)和T型導軌(12)組成；直線電機的次級(2)通過安裝架(6)和(7)固定與方鋁型材(3)的兩端上，直線電機的初級(1)上部固定於直線導軌的滑塊(4)上，直線導軌的導軌(5)固定在方鋁型材(3)的下部上，光柵尺的標尺(8)固定在方鋁型材(3)的側面上，光柵尺的讀數頭(9)固定在直線導軌的滑塊(4)的側面上；門板(10)通過安裝架(11)固定於直線電機的初級(1)上，門板下部插在T型導軌(12)上。直線電機的次級(2)通電後，直線電機的次級(2)和直線電機的初級(1)之間產生橫向電磁推力，直線電機初級(1)將做橫向運動，從而直接帶動門板(10)做左右往復運動，實現開門和關門；門板(10)的上部通過直線電機的初級(2)與直線導軌(4)、(5)相連，直線導軌在前後左右各方向都能承受負荷，門板(10)下部開有通長凹槽，T型導軌(12)倒立安裝，其垂直部分正好插在門板凹槽內。
2、 根據權利要求1所述的一種管狀同步直線電機單開拉門，其 特徵在於所述的直線導軌的滑塊(4)平貼安裝於方鋁型材(3)下部的溝 槽上，滑塊與導軌間為綱珠滾動結構，可承受上下左右等各方向的負 荷，具備自動調心功能。
3、 根據權利要求1所述的一種管狀同步直線電機單開拉門，其特徵在於所述的光柵尺的標尺(8)它平貼安裝於方鋁型材3側面的溝 槽上，五軸承沿標尺滾動系統結構，雙方波輸出信號。
4、根據權利要求1所述的一種管狀同步直線電機單開拉門，其 特徵在於所述直線電機，其特徵在於，門開/關到位後，直線電機工 作於制動狀態，門即處於鎖緊保持狀態，避免外力或震動移位。
全文摘要
一種管狀同步直線電機單開拉門，它涉及一種管狀同步直線電機單開拉門。它是由直線電機的初級(1)、直線電機的次級(2)、方鋁型材(3)、直線導軌的滑塊(4)、直線導軌的導軌(5)、安裝架(6)、安裝架(7)、光柵尺的標尺(8)、光柵尺的讀數頭(9)、門板(10)、安裝架(11)和T型導軌(12)組成；結構簡單，門板直接吊掛，無需任何轉換裝置和門板掛架，簡化了門系統的機械結構和傳動方式，革新了傳統的門板承載和滾動方式，運行平滑穩定，低噪音，安裝維護便利，可靠性好。
文檔編號E05F15/20GK101638963SQ20091013650
公開日2010年2月3日 申請日期2009年5月6日 優先權日2009年5月6日
發明者蔡亦文 申請人:青島歐特美股份有限公司