一種變頻力矩道閘的製作方法

2023-05-20 19:48:21 2

專利名稱：一種變頻力矩道閘的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及道閘領域，更具體的，涉及一種可使抬杆和落杆速度不同的變頻力矩道閘。
背景技術：
道閘也叫擋車器，目前廣泛應用於小區、商場、高速公路等車輛通行場所。隨著商業活動的發展，道閘和欄杆也作為了平面廣告的載體，由於車輛駕駛失誤造成欄杆損壞而更換的事情也比比皆是，但是傳統道閘由於機械結構和控制電路設計的原因，在欄杆上加裝平面廣告或者隨意的更換欄杆這樣看起來正常的行為，卻會嚴重影響機械結構的平衡系統，加重道閘機芯的老化，使得道閘提前報廢。目前道閘結構多為交流電機，或直流電機，配合渦輪蝸杆減速箱，採用四桿機構實現變速。這種機械結構限制使得欄杆和彈簧平衡不能反饋給電機，無法獲知是否出現了平衡問題，並且多採用工頻驅動，無法調速，使得每次抬杆和落杆速度都是相同的，不能使得抬杆的速度高於落杆的速度。另外，還存在不同長度欄杆必須使用不同的機芯的問題。基於上述描述，亟需要一種可變頻的力矩道閘，使得道閘在任何時刻都自動，並且抬杆和落杆速度不同，即滿足高速通行，同時兼顧安全，不同長度欄杆可以使用相同的機
發明內容為解決上述問題，本實用新型的目的在於提供一種變頻力矩道閘，以解決抬杆和落杆速度不同的問題。為解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案:一種變頻力矩道閘，包括:齒輪減速器，用於將彈簧力矩、欄杆靜力矩、欄杆運行所需力矩的和力矩信號直接反饋到電機上；四象限變頻器，根據反饋回來的合力矩信號，對電機的輸出力矩，以及配重彈簧與欄杆間的力矩差進行計算；並根據計算結果控制電機四象限運行，控制電機的輸出力矩，確保欄杆的抬杆和落杆速度不同；電機，用於輸出欄杆運行所需的力矩，並把該力矩通過齒輪減速器作用到傳動機構上，傳動機構進而帶動欄杆的運行。作為優選，所述齒輪減速器為一級減速器，電機為稀土永磁電機。作為優選，所述一級齒輪減速器為一級直齒輪減速器。作為優選，所述一級齒輪減速器為一級斜齒輪減速器。作為優選，所述欄杆的抬杆速度大於落杆速度。本實用新型的有益效果為，由於本發明採用了齒輪減速箱，所以彈簧力矩、欄杆靜力矩、欄杆運行所需力矩的和力矩信號可以直接反饋到稀土永磁電機上；又由於電機控制採用四象限變頻器，四象限變頻器可以根據反饋到電機上的合力矩信號計算出電機的輸出力矩以及配重彈簧與欄杆間的力矩差，進而根據計算結果對電機採用四象限運行矢量變頻控制，所以四象限變頻器可以較慢的控制電機輸出力矩，確保欄杆的抬杆速度高於欄杆的落杆速度，保證車輛的快速通行。當採用稀土永磁電機，再配合一級齒輪減速箱時，採用變頻控制技術，可以在抬杆時，提高四象限變頻器輸出頻率峰值，使欄杆快速抬起，落杆時，控制欄杆慢速落下。由於稀土永磁電機，力矩大，在四象限變頻器的配合下可以使用一個機芯適應不同長度欄杆。

圖1為本實用新型提供的變頻力矩道閘的結構示意圖。圖中:1、電機；2、齒輪減速器；3、傳動機構；4、欄杆；5、配重彈簧。
具體實施方式
下面通過具體實施方式
來進一步說明本實用新型的技術方案。在變頻力矩道閘的運動過程中，欄杆4的轉動慣量公式為:J=l/3mL2合力矩公式為:M=J*i3，其中β為角加速度，運動過程中配重彈簧5力矩為:Ms=K*L2*cos ( δ +t)運動過程中欄杆4所需力矩為=M1=IAMl1Cost運動過程方程為！Ms+M^t^+Mi = M即K*L2*cos( δ +t) +Mmotor+l/2Ml1cost=l/3mL2 β
由以上公式可以看出，採用齒輪減速器2，配重彈簧5力矩、欄杆4靜力矩、欄杆4運行所需力矩的合力矩才能直接反饋到驅動電機I上，上述運行過程中方程才能成立，電機I的輸出力矩才能直接影響欄杆4的運行。要確保欄杆4的抬杆速度或者落杆速度不相同，則變頻器控制電機I的輸出力矩必須可以變化，即在欄杆4抬杆時確保輸出高力矩，以確保欄杆4抬杆時具有快的速度；在欄杆4落杆是確保輸出的力矩可以使落杆速度小於抬杆速度。所以變頻器控制電機I必須可以四象限運行，也就是說必須採用四象限變頻器對電機I進行控制才可以實現以上功倉泛。在產品的生命周期中，由於配重彈簧5老化，機械磨損等原因造成新舊產品對電機I力矩大小變化範圍大，稀土永磁電機體積小，扭矩密度大，配合一級減速器就可以實現控制欄杆4抬杆和落杆具有不同的運行速度。基於以上描述，本實用新型採用稀土永磁電機，再配合一級齒輪減速箱及其四象限變頻器，採用變頻控制技術，可以在抬杆時，提高四象限變頻器輸出頻率峰值，使欄杆4快速抬起，落杆時，控制欄杆4慢速落下。由於稀土永磁電機的力矩比較大，在四象限變頻器的配合下還可以使用一個機芯適應不同長度的欄杆。本實用新型所述的變頻力矩道閘從結構上分為機箱、機芯、控制器、欄杆四個部分。其中機箱和欄杆採用現有技術中已有的。機芯由傳動機構3、一級齒輪減速器和稀土永磁電機組成，其中一級齒輪減速器和稀土永磁電機米用一體化。傳動機構3連接在一級齒輪減速器上,傳動機構3的另一端和欄杆4相連接，稀土永磁電機把力矩傳輸到一級齒輪減速器上，由一級齒輪減速器進而帶動傳動機構3的轉動。其中在傳動機構3的另一端，即和欄杆4的連接端相對的一端，連接有一配重彈簧5。其中一級齒輪減速器可以採用一級直齒輪減速器，也可以採用一級斜齒輪減速器。控制器採用四象限變頻器，四象限變頻器可以減少制動過程的能量損耗，將能量回收反饋回來，達到節能、環保的功效。四象限變頻器採用四象限運行矢量變頻控制技術對稀土永磁電機進行控制，不僅可以精確控制稀土永磁電機運行速度，而且採用變頻控制技術，在抬杆時，提高四象限變頻器輸出頻率峰值，使欄杆4快速抬起，落杆時，控制欄杆4慢速落下。與本實施例中，當然也可以採用其它的電機，但是和採用的電機相配套，所採用的齒輪減速器也必須為多級的。以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護範圍的限制。基於此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本實用新型的其它具體實施方式
，這些方式都將落入本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.種變頻力矩道閘，其特徵在於，包括: 齒輪減速器(2)，用於將彈簧力矩、欄杆靜力矩、欄杆運行所需力矩的和力矩信號直接反饋到電機(I)上； 四象限變頻器，根據反饋回來的合力矩信號，對電機(I)的輸出力矩，以及配重彈簧(5)與欄杆(4)間的力矩差進行計算；並根據計算結果控制電機(I)四象限運行，控制電機(O的輸出力矩，確保欄杆(4)的抬杆和落杆速度不同； 電機(1)，用於輸出欄杆(4)運行所需的力矩，並把該力矩通過齒輪減速器(2)作用到傳動機構(3 )上，傳動機構(3 )進而帶動欄杆(4 )的運行。
2.據權利要求1所述的變頻力矩道閘，其特徵在於:所述齒輪減速器(2)為一級減速器，電機(I)為稀土永磁電機。
3.據權利要求2所述的變頻力矩道閘，其特徵在於:所述一級齒輪減速器為一級直齒輪減速器。
4.據權利要求2所述的變頻力矩道閘，其特徵在於:所述一級齒輪減速器為一級斜齒輪減速器。
5.據權利要求1至4任一項所述的變頻力矩道閘，其特徵在於:所述欄杆(4)的抬杆速度大於落杆速度。
專利摘要本實用新型公開了一種變頻力矩道閘，包括齒輪減速器，用於將彈簧力矩、欄杆靜力矩、欄杆運行所需力矩的和力矩信號直接反饋到電機上；四象限變頻器，根據反饋回來的合力矩信號，對電機的輸出力矩，以及配重彈簧與欄杆間的力矩差進行計算；並根據計算結果控制電機四象限運行，控制電機的輸出力矩，確保欄杆的抬杆和落杆速度不同；電機，用於輸出欄杆運行所需的力矩，並把該力矩通過齒輪減速器作用到傳動機構上，傳動機構進而帶動欄杆的運行。該道閘可使抬杆和落杆速度不同，可滿足高速通行，同時兼顧安全，並且可確保不同長度欄杆可以使用相同的機芯。
文檔編號E01F13/06GK202925492SQ20122058634
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月8日 優先權日2012年11月8日
發明者武濤 申請人:北京藍卡軟體技術有限公司