專利名稱：一種變頻力矩道閘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及道閘領(lǐng)域，更具體的，涉及一種可使抬桿和落桿速度不同的變頻力矩道閘。
背景技術(shù)：
道閘也叫擋車器，目前廣泛應(yīng)用于小區(qū)、商場(chǎng)、高速公路等車輛通行場(chǎng)所。隨著商業(yè)活動(dòng)的發(fā)展，道閘和欄桿也作為了平面廣告的載體，由于車輛駕駛失誤造成欄桿損壞而更換的事情也比比皆是，但是傳統(tǒng)道閘由于機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制電路設(shè)計(jì)的原因，在欄桿上加裝平面廣告或者隨意的更換欄桿這樣看起來(lái)正常的行為，卻會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)械結(jié)構(gòu)的平衡系統(tǒng)，加重道閘機(jī)芯的老化，使得道閘提前報(bào)廢。目前道閘結(jié)構(gòu)多為交流電機(jī)，或直流電機(jī)，配合渦輪蝸桿減速箱，采用四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)變速。這種機(jī)械結(jié)構(gòu)限制使得欄桿和彈簧平衡不能反饋給電機(jī)，無(wú)法獲知是否出現(xiàn)了平衡問(wèn)題，并且多采用工頻驅(qū)動(dòng)，無(wú)法調(diào)速，使得每次抬桿和落桿速度都是相同的，不能使得抬桿的速度高于落桿的速度。另外，還存在不同長(zhǎng)度欄桿必須使用不同的機(jī)芯的問(wèn)題?；谏鲜雒枋?，亟需要一種可變頻的力矩道閘，使得道閘在任何時(shí)刻都自動(dòng)，并且抬桿和落桿速度不同，即滿足高速通行，同時(shí)兼顧安全，不同長(zhǎng)度欄桿可以使用相同的機(jī)
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種變頻力矩道閘，以解決抬桿和落桿速度不同的問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:一種變頻力矩道閘，包括:齒輪減速器，用于將彈簧力矩、欄桿靜力矩、欄桿運(yùn)行所需力矩的和力矩信號(hào)直接反饋到電機(jī)上；四象限變頻器，根據(jù)反饋回來(lái)的合力矩信號(hào)，對(duì)電機(jī)的輸出力矩，以及配重彈簧與欄桿間的力矩差進(jìn)行計(jì)算；并根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制電機(jī)四象限運(yùn)行，控制電機(jī)的輸出力矩，確保欄桿的抬桿和落桿速度不同；電機(jī)，用于輸出欄桿運(yùn)行所需的力矩，并把該力矩通過(guò)齒輪減速器作用到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)而帶動(dòng)欄桿的運(yùn)行。作為優(yōu)選，所述齒輪減速器為一級(jí)減速器，電機(jī)為稀土永磁電機(jī)。作為優(yōu)選，所述一級(jí)齒輪減速器為一級(jí)直齒輪減速器。作為優(yōu)選，所述一級(jí)齒輪減速器為一級(jí)斜齒輪減速器。作為優(yōu)選，所述欄桿的抬桿速度大于落桿速度。本實(shí)用新型的有益效果為，由于本發(fā)明采用了齒輪減速箱，所以彈簧力矩、欄桿靜力矩、欄桿運(yùn)行所需力矩的和力矩信號(hào)可以直接反饋到稀土永磁電機(jī)上；又由于電機(jī)控制采用四象限變頻器，四象限變頻器可以根據(jù)反饋到電機(jī)上的合力矩信號(hào)計(jì)算出電機(jī)的輸出力矩以及配重彈簧與欄桿間的力矩差，進(jìn)而根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)電機(jī)采用四象限運(yùn)行矢量變頻控制，所以四象限變頻器可以較慢的控制電機(jī)輸出力矩，確保欄桿的抬桿速度高于欄桿的落桿速度，保證車輛的快速通行。當(dāng)采用稀土永磁電機(jī)，再配合一級(jí)齒輪減速箱時(shí)，采用變頻控制技術(shù)，可以在抬桿時(shí)，提高四象限變頻器輸出頻率峰值，使欄桿快速抬起，落桿時(shí)，控制欄桿慢速落下。由于稀土永磁電機(jī)，力矩大，在四象限變頻器的配合下可以使用一個(gè)機(jī)芯適應(yīng)不同長(zhǎng)度欄桿。

圖1為本實(shí)用新型提供的變頻力矩道閘的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、電機(jī)；2、齒輪減速器；3、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；4、欄桿；5、配重彈簧。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體實(shí)施方式
來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。在變頻力矩道閘的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，欄桿4的轉(zhuǎn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)過(guò)程中配重彈簧5力矩為:Ms=K*L2*cos ( δ +t)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中欄桿4所需力矩為=M1=IAMl1Cost運(yùn)動(dòng)過(guò)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，采用齒輪減速器2，配重彈簧5力矩、欄桿4靜力矩、欄桿4運(yùn)行所需力矩的合力矩才能直接反饋到驅(qū)動(dòng)電機(jī)I上，上述運(yùn)行過(guò)程中方程才能成立，電機(jī)I的輸出力矩才能直接影響欄桿4的運(yùn)行。要確保欄桿4的抬桿速度或者落桿速度不相同，則變頻器控制電機(jī)I的輸出力矩必須可以變化，即在欄桿4抬桿時(shí)確保輸出高力矩，以確保欄桿4抬桿時(shí)具有快的速度；在欄桿4落桿是確保輸出的力矩可以使落桿速度小于抬桿速度。所以變頻器控制電機(jī)I必須可以四象限運(yùn)行，也就是說(shuō)必須采用四象限變頻器對(duì)電機(jī)I進(jìn)行控制才可以實(shí)現(xiàn)以上功倉(cāng)泛。在產(chǎn)品的生命周期中，由于配重彈簧5老化，機(jī)械磨損等原因造成新舊產(chǎn)品對(duì)電機(jī)I力矩大小變化范圍大，稀土永磁電機(jī)體積小，扭矩密度大，配合一級(jí)減速器就可以實(shí)現(xiàn)控制欄桿4抬桿和落桿具有不同的運(yùn)行速度?；谝陨厦枋觯緦?shí)用新型采用稀土永磁電機(jī)，再配合一級(jí)齒輪減速箱及其四象限變頻器，采用變頻控制技術(shù)，可以在抬桿時(shí)，提高四象限變頻器輸出頻率峰值，使欄桿4快速抬起，落桿時(shí)，控制欄桿4慢速落下。由于稀土永磁電機(jī)的力矩比較大，在四象限變頻器的配合下還可以使用一個(gè)機(jī)芯適應(yīng)不同長(zhǎng)度的欄桿。本實(shí)用新型所述的變頻力矩道閘從結(jié)構(gòu)上分為機(jī)箱、機(jī)芯、控制器、欄桿四個(gè)部分。其中機(jī)箱和欄桿采用現(xiàn)有技術(shù)中已有的。機(jī)芯由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3、一級(jí)齒輪減速器和稀土永磁電機(jī)組成，其中一級(jí)齒輪減速器和稀土永磁電機(jī)米用一體化。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3連接在一級(jí)齒輪減速器上,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的另一端和欄桿4相連接，稀土永磁電機(jī)把力矩傳輸?shù)揭患?jí)齒輪減速器上，由一級(jí)齒輪減速器進(jìn)而帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的轉(zhuǎn)動(dòng)。其中在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的另一端，即和欄桿4的連接端相對(duì)的一端，連接有一配重彈簧5。其中一級(jí)齒輪減速器可以采用一級(jí)直齒輪減速器，也可以采用一級(jí)斜齒輪減速器。控制器采用四象限變頻器，四象限變頻器可以減少制動(dòng)過(guò)程的能量損耗，將能量回收反饋回來(lái)，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的功效。四象限變頻器采用四象限運(yùn)行矢量變頻控制技術(shù)對(duì)稀土永磁電機(jī)進(jìn)行控制，不僅可以精確控制稀土永磁電機(jī)運(yùn)行速度，而且采用變頻控制技術(shù)，在抬桿時(shí)，提高四象限變頻器輸出頻率峰值，使欄桿4快速抬起，落桿時(shí)，控制欄桿4慢速落下。與本實(shí)施例中，當(dāng)然也可以采用其它的電機(jī)，但是和采用的電機(jī)相配套，所采用的齒輪減速器也必須為多級(jí)的。以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本實(shí)用新型的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本實(shí)用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。基于此處的解釋，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本實(shí)用新型的其它具體實(shí)施方式
，這些方式都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.種變頻力矩道閘，其特征在于，包括: 齒輪減速器(2)，用于將彈簧力矩、欄桿靜力矩、欄桿運(yùn)行所需力矩的和力矩信號(hào)直接反饋到電機(jī)(I)上； 四象限變頻器，根據(jù)反饋回來(lái)的合力矩信號(hào)，對(duì)電機(jī)(I)的輸出力矩，以及配重彈簧(5)與欄桿(4)間的力矩差進(jìn)行計(jì)算；并根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制電機(jī)(I)四象限運(yùn)行，控制電機(jī)(O的輸出力矩，確保欄桿(4)的抬桿和落桿速度不同； 電機(jī)(1)，用于輸出欄桿(4)運(yùn)行所需的力矩，并把該力矩通過(guò)齒輪減速器(2)作用到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3 )上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(3 )進(jìn)而帶動(dòng)欄桿(4 )的運(yùn)行。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的變頻力矩道閘，其特征在于:所述齒輪減速器(2)為一級(jí)減速器，電機(jī)(I)為稀土永磁電機(jī)。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻力矩道閘，其特征在于:所述一級(jí)齒輪減速器為一級(jí)直齒輪減速器。
4.據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻力矩道閘，其特征在于:所述一級(jí)齒輪減速器為一級(jí)斜齒輪減速器。
5.據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的變頻力矩道閘，其特征在于:所述欄桿(4)的抬桿速度大于落桿速度。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種變頻力矩道閘，包括齒輪減速器，用于將彈簧力矩、欄桿靜力矩、欄桿運(yùn)行所需力矩的和力矩信號(hào)直接反饋到電機(jī)上；四象限變頻器，根據(jù)反饋回來(lái)的合力矩信號(hào)，對(duì)電機(jī)的輸出力矩，以及配重彈簧與欄桿間的力矩差進(jìn)行計(jì)算；并根據(jù)計(jì)算結(jié)果控制電機(jī)四象限運(yùn)行，控制電機(jī)的輸出力矩，確保欄桿的抬桿和落桿速度不同；電機(jī)，用于輸出欄桿運(yùn)行所需的力矩，并把該力矩通過(guò)齒輪減速器作用到傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)而帶動(dòng)欄桿的運(yùn)行。該道閘可使抬桿和落桿速度不同，可滿足高速通行，同時(shí)兼顧安全，并且可確保不同長(zhǎng)度欄桿可以使用相同的機(jī)芯。
文檔編號(hào)E01F13/06GK202925492SQ20122058634
公開(kāi)日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者武濤 申請(qǐng)人:北京藍(lán)卡軟件技術(shù)有限公司