道闸机及其控制方法转让专利
申请号 : CN202110300768.0
文献号 : CN113005948B
文献日 : 2022-01-28
发明人 : 单艳锋
申请人 : 杭州海康威视数字技术股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种道闸机,其特征在于,包括:道闸基板(10);
道闸闸杆(30),所述道闸闸杆(30)可摆动地装设于所述道闸基板(10),其中,所述道闸闸杆(30)具有大于标准摆幅的极限摆幅;
驱动电机(60),所述驱动电机(60)用于通过驱动行星减速器(50),使所述道闸闸杆(30)在以所述标准摆幅为间隔的标定落杆相位和标定抬杆相位之间摆动,其中,所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位是通过对所述行星减速器(50)的输出转角的校正而在所述极限摆幅的范围中确定的;
止位机构(90),所述止位机构(90)用于在所述道闸闸杆(30)处于所述标定落杆相位时,对所述道闸闸杆(30)形成可解除的止位约束,以阻止所述道闸闸杆(30)从所述标定落杆相位向所述标定抬杆相位摆动。
2.根据权利要求1所述的道闸机,其特征在于,所述极限摆幅在落杆方向上的第一边界相位相比于所述道闸闸杆(30)的落杆参考相位具有在落杆方向上的负向偏移,其中,处于所述落杆参考相位的所述道闸闸杆(30)平行于所述道闸基板(10);
所述极限摆幅在抬杆方向上的第二边界相位相比于所述道闸闸杆(30)的抬杆参考相位具有在抬杆方向上的正向偏移,其中,处于所述抬杆参考相位的所述道闸闸杆(30)相比于所述道闸基板(10)的相位差等于所述标准摆幅。
3.根据权利要求2所述的道闸机,其特征在于,进一步包括连杆机构(40),所述连杆机构(40)传动连接在所述道闸闸杆(30)与所述行星减速器(50)之间;
其中,所述连杆机构(40)具有第一死点位置和第二死点位置,所述第一死点位置的理论布局位置被配置为使所述负向偏移具有设定的负向偏移极限相位,并且,所述第二死点位置的理论布局位置被配置为使所述正向偏移具有设定的正向偏移极限相位。
4.根据权利要求3所述的道闸机,其特征在于,进一步包括沿所述连杆机构(40)的运动轨迹布置的限位机构(70),用于将所述行星减速器(50)的所述输出转角限制在预设的转角限位区间内;
所述转角限位区间大于所述连杆机构(40)在所述第一死点位置和所述第二死点位置之间运动的理论行程角度,以容忍所述第一死点位置和所述第二死点位置由于装配误差而发生的偏移。
5.根据权利要求4所述的道闸机,其特征在于,所述驱动电机(60)进一步用于通过驱动所述行星减速器(50),使所述连杆机构(40)接触所述限位机构(70),以探测所述转角限位区间的极限角度;其中,所述行星减速器(50)使所述道闸闸杆(30)处于所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位时的所述输出转角,是以所述极限角度为基准校正得到的。
6.根据权利要求1所述的道闸机,其特征在于,所述止位机构(90)包括电磁阀,所述电磁阀包括阀座(91)、阀杆(92)以及装设在所述阀座(91)与所述阀杆(92)之间的弹性元件(93),其中,所述弹性元件(93)产生驱使所述阀杆(92)相对于所述阀座(91)外伸的弹性力;
所述阀座(91)响应于接收到的第一电平信号,关闭与所述阀杆(92)之间的磁力耦合,使所述阀杆(92)在所述弹性元件(93)产生的所述弹性力的驱使下相对于所述阀座(91)外伸,以对处于所述标定落杆相位的所述道闸闸杆(30)形成所述止位约束;
所述阀座(91)响应于接收到的第二电平信号,启动与所述阀杆(92)之间的磁力耦合,使所述阀杆(92)克服所述弹性元件(93)产生的所述弹性力而向所述阀座(91)回撤,以撤销对处于所述标定落杆相位的所述道闸闸杆(30)的所述止位约束。
7.根据权利要求6所述的道闸机,其特征在于,所述电磁阀进一步包括手控元件(95)和导向座(96),所述手控元件(95)连接所述阀杆(92),所述导向座(96)对所述手控元件(95)随所述阀杆(92)伸缩的移动提供导向约束,其中,当所述阀杆(92)完成向所述阀座(91)的回撤时,所述手控元件(95)响应于第一外力操作而被所述导向座(96)限位卡止,所述手控元件(95)响应于第二外力操作而摆脱所述导向座(96)的所述限位卡止。
8.根据权利要求7所述的道闸机,其特征在于,所述导向座(96)具有供所述阀杆(92)穿过的孔腔(961)、以及与所述孔腔(961)连通的槽腔(962);
所述手控元件(95)沿所述孔腔(961)的径向方向贯穿所述槽腔(962)并连接所述阀杆(92);
其中,所述槽腔(962)具有平行于所述阀杆(92)的伸缩方向延伸的导向部分(962a)、以及在所述导向部分(962a)靠近所述阀座(91)的一端的弯拐部分(962b);
当所述阀杆(92)完成向所述阀座(91)的回撤时,所述手控元件(95)位于所述导向部分(962a)靠近所述阀座(91)的一端,并且:所述手控元件(95)响应于所述第一外力操作而从所述导向部分(962a)偏移至所述弯拐部分(962b),并且被限位卡止在所述弯拐部分(962b)中;
所述手控元件(95)响应于所述第二外力操作而从所述弯拐部分(962b)回位至所述导向部分(962a)中,以摆脱所述导向座(96)的所述限位卡止。
9.根据权利要求1所述的道闸机,其特征在于,进一步包括:道闸转轴(20),所述道闸转轴(20)装设于所述道闸闸杆(30)并且可转动地承载于所述道闸基板(10);
限位组件(80),所述限位组件(80)装设于所述道闸转轴(20);
其中,当所述道闸闸杆(30)处于所述标定落杆相位时,所述止位机构(90)通过与所述限位组件(80)基于滚动接触的的可撤销限位配合,形成对所述道闸闸杆(30)的所述止位约束。
10.根据权利要求9所述的道闸机,其特征在于,所述限位组件(80)包括套设于所述道闸转轴(20)的套环(81)、以及在所述套环(81)的外周突出的滚动元件(83);其中,所述滚动元件(83)用于在所述道闸闸杆(30)处于所述标定落杆相位时,与所述止位机构(90)滚动接触。
11.一种道闸机的控制方法,其特征在于,包括:响应于接收到的落杆信号,控制驱动电机通过驱动行星减速器而使道闸闸杆向标定落杆相位摆动;
当所述道闸闸杆到达所述标定落杆相位时,控制止位机构对所述道闸闸杆形成可解除的止位约束,以阻止所述道闸闸杆从所述标定落杆相位向标定抬杆相位摆动;
响应于接收到的抬杆信号,控制止位机构解除对所述道闸闸杆的所述止位约束,并且控制所述驱动电机通过驱动所述行星减速器而使所述道闸闸杆向所述标定抬杆相位摆动;
其中,所述道闸闸杆的极限摆幅大于所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位之间的标准摆幅,并且,所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位是通过对所述行星减速器的输出转角的校正而在所述极限摆幅的范围中确定的。
12.根据权利要求11所述的控制方法,其特征在于,进一步包括:响应于接收到的学习触发信号,控制所述驱动电机通过驱动所述行星减速器而使所述行星减速器与所述道闸闸杆之间的连杆机构接触限位机构,以探测所述限位机构对所述行星减速器的所述输出转角形成的转角限位区间的极限角度;
以所述极限角度为基准,校正得到所述行星减速器使所述道闸闸杆处于所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位时的所述输出转角。
13.一种非瞬时计算机可读存储介质,其特征在于,所述非瞬时计算机可读存储介质存储指令,所述指令在由处理器执行时用于引发所述处理器执行如权利要求11或12所述的控制方法。
说明书 :
道闸机及其控制方法
技术领域
背景技术
的标定落杆相位(例如,平行于道闸机所在路面的空间水平相位),反之,当道闸闸杆抬杆
时,道闸闸杆可以被摆动至避让道闸机所在交通路径的标定抬杆相位(例如垂直于道闸机
所在路面的空间竖直相位)。
的摆动能够正确地以标定落杆相位和标定抬杆相位为基准。
的限位约束。
轮蜗杆减速器,又会丧失对非法或恶意抬杆的限制能力。
发明内容
标定抬杆相位是通过对所述行星减速器的输出转角的校正而在所述极限摆幅的范围中确
定的;
杆相位摆动。
行于所述道闸基板;所述极限摆幅在抬杆方向上的第二边界相位相比于所述道闸闸杆的抬
杆参考相位具有在抬杆方向上的正向偏移,其中,处于所述抬杆参考相位的所述道闸闸杆
相比于所述道闸基板的相位差等于所述标准摆幅。
的理论布局位置被配置为使所述负向偏移具有设定的负向偏移极限相位,并且,所述第二
死点位置的理论布局位置被配置为使所述正向偏移具有设定的正向偏移极限相位。
机构在所述第一死点位置和所述第二死点位置之间运动的理论行程角度,以容忍所述第一
死点位置和所述第二死点位置由于装配误差而发生的偏移。
闸杆处于所述标定落杆相位和所述标定抬杆相位时的所述输出转角,是以所述极限角度为
基准校正得到的。
伸的弹性力;所述阀座响应于接收到的第一电平信号,关闭与所述阀杆之间的磁力耦合,使
所述阀杆在所述弹性元件产生的所述弹性力的驱使下相对于所述阀座外伸,以对处于所述
标定落杆相位的所述道闸闸杆形成所述止位约束;所述阀座响应于接收到的第二电平信
号,启动与所述阀杆之间的磁力耦合,使所述阀杆克服所述弹性元件产生的所述弹性力而
向所述阀座回撤,以撤销对处于所述标定落杆相位的所述道闸闸杆的所述止位约束。
向所述阀座的回撤时,所述手控元件响应于第一外力操作而被所述导向座限位卡止,所述
手控元件响应于第二外力操作而摆脱所述导向座的所述限位卡止。
行于所述阀杆的伸缩方向延伸的导向部分、以及在所述导向部分靠近所述阀座的一端的弯
拐部分;当所述阀杆完成向所述阀座的回撤时,所述手控元件位于所述导向部分靠近所述
阀座的一端,并且:所述手控元件响应于所述第一外力操作而从所述导向部分偏移至所述
弯拐部分,并且被限位卡止在所述弯拐部分中;所述手控元件响应于所述第二外力操作而
从所述弯拐部分回位至所述导向部分中,以摆脱所述导向座的所述限位卡止。
杆处于所述标定落杆相位时,所述止位机构通过与所述限位组件基于滚动接触的的可撤销
限位配合,形成对所述道闸闸杆的所述止位约束。
述止位机构滚动接触。
出转角的校正而在所述极限摆幅的范围中确定的。
测所述限位机构对所述行星减速器的所述输出转角形成的所述转角限位区间的极限角度;
以所述极限角度为基准,校正得到所述行星减速器使所述道闸闸杆处于所述标定落杆相位
和所述标定抬杆相位时的所述输出转角。
法。
输出转角,可以使道闸闸杆被正确定位在极限摆幅中以标准摆幅为间隔的标定落杆相位和
标定抬杆相位;并且,处于标定落杆相位的道闸闸杆可以被止位机构施加可解除的止位约
束,以限制道闸闸杆在落杆时被非法或恶意抬杆,从而,能够在提升驱动电机与道闸闸杆之
间的传动效率的同时,兼顾对非法或恶意抬杆的限制。
附图说明
具体实施方式
图1并同时结合图2和图3,该实施例中的道闸机可以包括道闸基板10、道闸闸杆30、行星减
速器50、驱动电机60以及止位机构90。
设一对轴承座11,并且每个轴承座11中都装设有轴承12;道闸转轴20可以穿设于装设在一
对轴承座11的轴承12中,从而可以被道闸基板10转动支撑,并且,道闸转轴20的一端可以连
接道闸闸杆30;道闸闸杆30可以包括与道闸转轴20同轴连接的转轴支架31、以及固定装设
在转轴支架31的闸杆杆件32。
相位Pha_cls(β)和标定抬杆相位Pha_opn(β)是通过对行星减速器50的输出转角的校正而
在极限摆幅α_max的范围中确定的。
杆30传动连接,驱动电机60可以与行星减速器50传动连接、并且与装设在吊装座15的行星
减速器50固定装配。
减速器50的输出转角而确定的标定落杆相位Pha_cls(β)和标定抬杆相位Pha_opn(β),可以
是减小或消除了由道闸基板10的空间角度β而导致的相位偏差之后的理想相位,并且,标定
落杆相位Pha_cls(β)可以是平行于道闸机所在路面的空间水平相位,标定抬杆相位Pha_
opn(β)可以是垂直于道闸机所在路面的空间竖直相位,在此情况下,标准摆幅α_std可以是
90°。
Pha_hor的道闸闸杆30平行于道闸基板10;极限摆幅α_max在抬杆方向上的第二边界相位
Pha_obd相比于道闸闸杆30的抬杆参考相位Pha_ver具有在抬杆方向上的正向偏移,其中,
处于抬杆参考相位Pha_ver的道闸闸杆30相比于道闸基板10的相位差等于标准摆幅α_std。
从而,如此部署的极限摆幅α_max为道闸闸杆30提供的冗余空间可以包括在落杆方向和抬
杆方向上的双向空间。
在地表G1的道闸基板10也是水平的,此时,道闸基板10的空间角度β可以为0或趋近于0,标
定落杆相位Pha_cls(β)可以与落杆参考相位Pha_hor重叠,并且,标定抬杆相位Pha_opn(β)
可以与抬杆参考相位Pha_ver重叠。
上仰倾,并且,通过机箱100装设在地表G2的道闸基板10也是仰倾的,此时,道闸基板10的空
间角度β为仰倾的正角度,标定落杆相位Pha_cls(β)相比于落杆参考相位Pha_hor负向偏
移,该负向偏移的极限为极限摆幅α_max在落杆方向上的第一边界相位Pha_cbd相对于落杆
参考相位Pha_hor的负向偏移相位Δθ_cls,并且,标定抬杆相位Pha_opn(β)相比于抬杆参
考相位Pha_ver也可以具有在落杆方向上的负向偏移,以补偿空间角度β仰倾的正角度。
上俯倾,并且,通过机箱100装设在地表G3的道闸基板10也是俯倾的,此时,道闸基板10的空
间角度β为俯倾的负角度,标定抬杆相位Pha_opn(β)可以相比于抬杆参考相位Pha_ver正向
偏移,该正向偏移的极限为极限摆幅α_max在抬杆方向上的第二边界相位Pha_obd相对于抬
杆参考相位Pha_ver的正向偏移相位Δθ_opn,并且,标定落杆相位Pha_cls(β)相比于落杆
参考相位Pha_hor也可以具有在抬杆方向上的正向偏移,以补偿空间角度β俯倾的负角度。
限摆幅α_max中以标准摆幅α_std间隔的标定落杆相位Pha_cls(β)和标定抬杆相位Pha_opn
(β)。
且小于或等于10°。例如,负向偏移极限相位Δθ_cls可以设定为‑5°,正向相位偏移Δθ_opn
可以设定为+5°。
实取值可能会随着装配误差而略有浮动。
装配误差的不同而略有变化。
器50的输出轴固定约束;动力输出杆43的传动末端具有套设于道闸转轴20的豁口套环,该
豁口套环可以通过传动锁紧螺钉44而箍紧在道闸转轴20,并且,该豁口套环与道闸转轴20
之间通过传动键14同轴连接,从而,动力输出杆43与道闸转轴20同轴连接、并且动力输出杆
43的传动末端被转动支撑在道闸基板10的道闸转轴20固定约束。从而,该连杆机构40可以
等效为平面四连杆机构。
动力传递杆42与动力输出杆43的铰接节点共线,并且,动力输入杆41与动力传递杆42相对
展开,以使道闸闸杆30处于极限摆幅α_max在落杆方向上的第一边界相位Pha_cbd;
及动力传递杆42与动力输出杆43的铰接节点共线,并且,动力输入杆41与动力传递杆42相
互交叠,以使道闸闸杆30处于极限摆幅α_max在抬杆方向上的第二边界相位Pha_obd。
5°),第二死点位置Dp_opn的理论布局位置被配置为使第二边界相位Pha_obd相对于抬杆参
考相位Pha_ver的正向偏移相位Δθ_opn达到预设目标值(例如+5°)。
Dp_opn之间运动的理论行程角度,可以允许道闸闸杆30具有恰好完成极限摆幅α_max的摆
动自由度。
杆机构40的运动轨迹布置的限位机构70,用于将行星减速器50的输出转角(动力输入杆41
的摆动角度)限制在预设的转角限位区间内,以对连杆机构40超过第一死点位置Dp_cls和
第二死点位置Dp_opn的过位运动形成限位约束,即,将连杆机构40的运动轨迹尽量限制在
第一死点位置Dp_cls和第二死点位置Dp_opn之间。
暴露行星减速器50的输出轴的开孔。
Lmt_opn。
其中:
相位Pha_cbd相比于落杆参考相位Pha_hor的负向偏移极限相位Δθ_cls、以及第二边界相
位Pha_obd相对于抬杆参考相位Pha_ver的正向相位偏移Δθ_opn的真实取值。
向偏移极限相位Δθ_cls和正向相位偏移Δθ_opn的真实取值趋近于预设目标值、甚至达到
预设目标值;
相位Δθ_cls和正向相位偏移Δθ_opn的真实取值略微偏离于预设目标值。
40在第一死点位置Dp_cls和第二死点位置Dp_opn之间运动的理论行程角度,以容忍第一死
点位置Dp_cls和第二死点位置Dp_opn由于装配误差而发生的偏移。即:
位置为基准来校正行星减速器50的输出转角,则,容易导致对行星减速器50的输出转角的
校正失准。
角进行基于转角极限探测的学习机制。
杆机构40(动力输入杆41)接触限位机构70,以探测行星减速器50的转角限位区间的极限角
度。
角极限在落杆方向上的第一极限角度Lmt_cls、和/或在抬杆方向上的第二极限角度Lmt_
opn。
opn)为基准而校正得到。
转角、以及道闸闸杆30的标准摆幅α_std所消耗的标准摆幅转数,可以确定行星减速器50使
道闸闸杆30处于标定抬杆相位的抬杆输出转角。
出转角、以及道闸闸杆30的标准摆幅α_std所消耗的标准摆幅转数,可以确定行星减速器50
使道闸闸杆30处于标定落杆相位的落杆输出转角。
角度Lmt_opn为基准,通过校正行星减速器50的输出转角,可以确定行星减速器50使道闸闸
杆30处于标定抬杆相位的抬杆输出转角。
闸基板10的空间角度β的基础上,进一步补偿道闸机(连杆机构40)的装配误差。
理器和存储器的外部设备。其中,该处理器用于:
数、和/或行星减速器50的输出转角处于第二极限角度Lmt_opn时的第二极限转子转数;
cls(β)时的标定落杆转子转数、以及道闸闸杆30处于标定抬杆相位Pha_opn(β)时的标定抬
杆转子转数,并且将确定的标定落杆转子转数和标定抬杆转子转数记录在存储器中,用于
分别表示标定落杆相位Pha_cls(β)和标定抬杆相位Pha_opn(β)。
闸杆30还可以被止位机构90施加可解除的止位约束,以限制道闸闸杆30在落杆时被非法或
恶意抬杆,从而,能够在提升驱动电机60与道闸闸杆30之间的传动效率的同时,兼顾对非法
或恶意抬杆的限制。
(β)向标定抬杆相位Pha_opn(β)摆动。例如,止位机构90可以通过安装支架19装设于道闸基
板10。
状态的示意图。图11为如图8所示的止位机构在解除止位约束时的第二状态的示意图。请参
见图8、并同时结合图9至图11,在该实施例中,止位机构90可以包括电磁阀,该电磁阀包括
阀座91、阀杆92以及装设在阀座91与阀杆92之间的弹性元件93(例如弹簧),其中,弹性元件
93产生驱使阀杆92相对于阀座91外伸的弹性力,并且:
cls(β)的道闸闸杆30形成止位约束;
91回撤,以撤销对处于标定落杆相位Pha_cls(β)的道闸闸杆30的止位约束。
30与阀杆92的干涉碰撞,可以在阀杆92的端部进一步形成导向斜面921,用于在向标定落杆
相位Pha_cls(β)摆动的道闸闸杆30接触时,使阀杆92通过导向斜面921与道闸闸杆30的接
触而暂时向阀座91内回退,以避让向标定落杆相位Pha_cls(β)摆动的道闸闸杆30。
动抬杆,并且,在道闸机上电运行使用的期间内,也可以允许例如管理员等合法人员手动抬
杆。
位机构90选用的电磁阀进一步可以包括手控元件95和导向座96。
接。
向方向贯穿槽腔962并连接阀杆92。并且,导向座96还可以用于与安装支架19通过螺钉固定
连接。
962可以具有平行于阀杆92的伸缩方向延伸的导向部分962a、以及在导向部分962a靠近阀
座91的一端的弯拐部分962b,当阀杆92完成向阀座91的回撤时,手控元件95位于导向部分
962a靠近阀座91的一端,并且:
组件与如图9所示的止位机构的位置关系示意图。图16为基于如图14所示的限位组件支持
基于混动解除的止位约束的原理性示意图。请回看图2、并同时参见图13至图16,在该实施
例中,道闸机可以进一步包括限位组件80,该限位组件80装设于道闸转轴20,其中,当道闸
闸杆30处于标定落杆相位Pha_cls(β)时,止位机构90(例如阀杆92)通过与限位组件80基于
滚动接触的可撤销限位配合,形成对道闸闸杆30的止位约束。
与止位机构90(例如阀杆92)滚动接触。例如,套环81可以通过限位锁紧螺钉84箍筋道闸转
轴20,并且,套环81与道闸转轴20可以装设有使二者同轴旋转的限位键18。再例如,套环81
的外周可以具有径向凸翼82,滚动元件83(诸如滚珠轴承)可以通过轴杆85转动装设在径向
凸翼82的端部。
括由处理器执行的如下步骤:
的范围中确定的。
运行之前,进一步包括:
转角形成的转角限位区间的极限角度。
区间在落杆方向上的第一极限角度、和/或在抬杆方向上的第二极限角度。
闸杆的标准摆幅所消耗的标准摆幅转数,可以确定行星减速器使道闸闸杆处于标定抬杆相
位的抬杆输出转角。
闸闸杆的标准摆幅所消耗的标准摆幅转数,可以确定行星减速器使道闸闸杆处于标定落杆
相位的落杆输出转角。
校正行星减速器的输出转角,可以确定行星减速器使道闸闸杆处于标定抬杆相位的抬杆输
出转角。
幅度(用于补偿道闸基板的空间角度偏斜、或进一步补偿装配误差)校正行星减速器的输出
转角,使道闸闸杆被定位在标定落杆相位或标定抬杆相位,即,标定落杆相位或标定抬杆相
位可以作为道闸机每次上电启动后的初始相位(图18仅仅是以标定抬杆相位作为道闸机每
次上电启动后的初始相位为例)。
所述的控制方法。