[發(fā)明專利]一種變頻力矩道閘

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210444381.3
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN102926339A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武濤
• 申請（專利權(quán)）人: 北京藍卡軟件技術(shù)有限公司
• 主分類號: E01F13/06
• 分類號: E01F13/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及道閘領(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、高速公路等車輛通行場所。隨著商業(yè)活動的發(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)道閘由于機械結(jié)構(gòu)和控制電路設(shè)計的原因，在欄桿上加裝平面廣告或者隨意的更換欄桿這樣看起來正常的行為，卻會嚴(yán)重影響機械結(jié)構(gòu)的平衡系統(tǒng)，加重道閘機芯的老化，使得道閘提前報廢。

目前道閘結(jié)構(gòu)多為交流電機，或直流電機，配合渦輪蝸桿減速箱，采用四桿機構(gòu)實現(xiàn)變速。這種機械結(jié)構(gòu)限制使得欄桿和彈簧平衡不能反饋給電機，無法獲知是否出現(xiàn)了平衡問題，并且多采用工頻驅(qū)動，無法調(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，還存在不同長度欄桿必須使用不同的機芯的問題。

基于上述描述，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，并且抬桿和落桿速度不同，即滿足高速通行，同時兼顧安全，不同長度欄桿可以使用相同的機芯。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明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題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(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(jù)反饋回來的合力矩信號，對電機的輸出力矩，以及配重彈簧與欄桿間的力矩差進行計算；并根據(jù)計算結(jié)果控制電機四象限運行，控制電機的輸出力矩，確保欄桿的抬桿和落桿速度不同；

電機，用于輸出欄桿運行所需的力矩，并把該力矩通過齒輪減速器作用到傳動機構(gòu)上，傳動機構(gòu)進而帶動欄桿的運行。

作為優(yōu)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(yōu)選，所述一級齒輪減速器為一級直齒輪減速器。

作為優(yōu)選，所述一級齒輪減速器為一級斜齒輪減速器。

作為優(yōu)選，所述欄桿的抬桿速度大于落桿速度。

本發(fā)明的有益效果為，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；又由于電機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桿間的力矩差，進而根據(jù)計算結(jié)果對電機采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，再配合一級齒輪減速箱時，采用變頻控制技術(shù)，可以在抬桿時，提高四象限變頻器輸出頻率峰值，使欄桿快速抬起，落桿時，控制欄桿慢速落下。由于稀土永磁電機，力矩大，在四象限變頻器的配合下可以使用一個機芯適應(yīng)不同長度欄桿。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的變頻力矩道閘的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1、電機；2、齒輪減速器；3、傳動機構(gòu)；4、欄桿；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發(fā)明的技術(shù)方案。

在變頻力矩道閘的運動過程中，

欄桿4的轉(zhuǎn)動慣量公式為：J=1/3mL²

合力矩公式為：M=J*β，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)

運動過程中欄桿4所需力矩為：M_l=1/2Ml₁cost

運動過程方程為：Ms+M_motor+M₁=M

即K*L₂*cos(δ+t)+M_motor+1/2Ml₁cost=1/3mL²β

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運行所需力矩的合力矩才能直接反饋到驅(qū)動電機1上，上述運行過程中方程才能成立，電機1的輸出力矩才能直接影響欄桿4的運行。