小体积柔性电动栏杆机构设计及优化
来源:    发布时间: 2018-10-12 10:20   437 次浏览   大小:  16px  14px  12px
  电动栏杆是一种广泛应用于生活中停车场、公路收费站、小区门口、场区的机电一体化门禁设备,栏杆抬起水平位置禁止通行,转动至竖直位置允许通行,对于维护秩序具有很重要的作用。日常生活中使用的电动栏杆由箱体、电动机、离合器、机械传动部分、栏杆、电
  电动栏杆是一种广泛应用于生活中停车场、公路收费站、小区门口、场区的机电一体化门禁设备,栏杆抬起水平位置禁止通行,转动至竖直位置允许通行,对于维护秩序具有很重要的作用。日常生活中使用的电动栏杆由箱体、电动机、离合器、机械传动部分、栏杆、电子控制等部分组成,集磁、电、机械控制于一体的机电一体化产品。
  1 电动栏杆介绍
  电动栏杆的机械结构并不是很复杂,通常生活中常用的电动栏杆传动结构包括电动机、皮带传动机构、减速器和曲柄摇杆机构。工作时电动机通过皮带传动带动蜗轮蜗杆减速器,减速器的输出轴通过曲柄摇杆机构带动栏杆臂升降,使栏杆处于水平或竖直位置。有些电动栏杆采用低速电动机,直接用电动机带动曲柄摇杆机构皮带传动机构、减速器和曲柄摇杆机构[1]。其结构均是采用正弦曲柄摇杆机构,曲柄摇杆机构如图1所示,图中AB为曲柄,BC为连杆,CD为摇杆,EP为拉伸弹簧,该结构连杆转动以及拉簧安装占用体积大,适用于室外空间广阔的场合,且其结构设计采用的刚性运动结构,在运动中如果强行遇到外力强制停止或者反方向运动,则会损坏栏杆机构或者传动机构,甚者能够引起电机烧毁。
  现有用于特殊检测设备入口对电动栏杆提出了新的技术要求,首先要求电动栏杆系统体积要小栏杆系统小体积就会对组成系统的每一个零部件尺寸以及结构设计提出更高的要求,就需要合理配置个个零部件的位置,配置均匀减小偏置,降低重心,并控制各零部件的尺寸,力求做到结构紧凑,这对于各零部件的设计以及电动机选型提出了高要求[2];其次要求传动系统为柔性传动,运动过程中遇到障碍或者反方向的外力时系统可以进行长时间堵转或者反转而不损坏栏杆或电机。为此本文选用了精巧的传动方式和平衡系统,设计了一种新型小体积柔性传动方式的电动栏杆机构,其体积为常见电动栏杆的1/3。
  2 动力系统
  电动栏杆机构主要由机架、动力系统、传动机构、平衡结构、栏杆、控制系统、红外光电传感器等几大组成部分构成,是集光、机、电于一体化产品,如图3所示。
  对于要求体积小、可靠性高的特殊设备使用场合,本设备动力系统选用的是直流无刷永磁低速同步电机替代传统的“同步电机+减速箱”。直流电动机的主要优点是调速和启动特性好,而普通的直流电动机具有电刷和换向器,需要机械换向,所以工作不可靠,寿命短可靠性低需要经常维护,并且有噪声和无线干扰等缺点。无刷直流电动机兼具直流电动机调速和启动性能好、交流电动机的结构简单,维护方便的优点。无刷电机[3]体积小,质量轻,出力大,响应快,惯量小,转动平滑,力矩稳定而且具有免维护、效率高、运行温度低,电磁辐射很小(避免干扰测试),寿命长,可靠性高,因此选择流无刷永磁低速同步电机可以满足长期堵转时能产生足够大的转矩而不损坏满足于辐射监测设备这种要求较高且需要可靠性较高设备的场合要求。http://www.cqlgc.net/