专利名称：用于限制进入区域的自开启入口装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及自动装置，该装置充许使用者进入公用交通网等受控或受限进入区域，具体涉及用于上述区域的自动开启和关闭的入口装置(entrydevice)。
常见的控制使用者进入都市或区域铁路系统等公共交通网的方法的要点是安装入口装置，使用者通过将票或进入卡插入控制机构从而打开该入口装置。
通常有两种类型的入口装置。第一种类型的入口装置是三臂绕杆，通过将票插入控制机构驱动该三臂绕杆旋转120°使一个人通过。这种装置的主要缺陷是逃票者能够容易地跨过该装置。
为克服上述缺陷，采用第二种入口装置控制使用者，该装置既可以是一个独立的装置也可以与三臂绕杆配合使用。这是一种非常高的单板或双板门，将票插入控制机构驱动该门的自动开启，该门的自动开启受到一电子或气动系统的控制。上述装置存在许多缺陷。首先，现有的控制系统需要很长的时间来执行其处理周期并驱动门的开启(约0．5～0．7秒)，从而需要将票控制机构安装在离开自动门一段距离的地方，这样就降低了入口装置的通行能力。门一旦受到驱动，其开启是突然的。其结果是，系统的噪声大并且主要是在开启过程的终点产生导致可靠性降低的振动。而且所需功率大，从而造成系统昂贵。最后，由于使用者在门开启之前始终面对着一个关闭的门，这种装置会让使用者产生一种非常不愉快的禁闭的感觉。
美国专利1，643，454号披露的系统涉及一种由电动机传动曲柄驱动的车库门。与曲柄相连接的滚轮在与门相连接的滑动件内运动，从而将曲柄的旋转运动转换为门的平移运动。在这种方法中，曲柄通过旋转半周使门由开启位置切换为关闭位置，在关闭位置由于曲柄停止在略低于水平的位置上，所以关闭位置是锁定位置。上述系统适用于自动门的开启与关闭，但是该系统仍然存在缺陷，由于在加速和减速过程中开启或关闭的力，特别是迫使入口不与杆平行的力，在引导装置上产生比较大的扭矩，可能导致机构失效，所以只用一个曲柄来驱动与锁定上述门需要一个重型的门和／或在地面上用于引导的铁轨或长的凹座。而且，上述系统在意外断电时不能使门自动而快捷地开启。
本发明的目的是提供一种克服上述缺陷的自动开启与关闭的入口装置。
本发明的入口装置可以实现上述目的，该入口装置包括具有两个可横向缩进的滑动板的门，每块板与至少两个滑动件相连接，每个滑动件由与曲柄连接的滚轮驱动，彼此间联动的曲柄在电动机的驱动下作与上述板相关的旋转运动，当使用者将票插入控制机构时，电动机在控制机构的驱动下起动，曲柄向相反的方向同步转动，移开(或移近)两块板，从而开启(或关闭)入口装置。
根据本发明的一个特性，位于电动机和其中一个曲柄的轴之间的入流离合器(inrush current clutch)能够使上述轴脱离接合，以使并入曲柄转动传动装置的释放机构动作，从而每个板能够自动开启根据本发明的另一个特性，当入口装置处于备用状态时，每个曲柄位于入口装置开启与关闭位置的中间，以使入口装置半开，这样避免使用者有禁闭的感觉。
由下面参照附图所作的说明，本发明的目的、特性和其它特征将变得更加清楚。其中
图1示出处于备用状态的本发明优选实施例入口装置；图2示出处于开启状态的同一入口装置；图3示出处于关闭状态的同一入口装置；以及图4是本发明入口装置的控制系统的示意图。
按一优选实施例，图1、2和3简要示出的本发明入口装置包括由两块可横向缩进的滑动板10和12构成的门。每块板包括至少两个滑动件，滚轮与每个滑动件及用于上述板平移的轮子相连接。这样，左板10包括位于上面的滑动件16、其滚轮30和轮子14，位于下面的滑动件20、其滚轮36和轮子18。同样，右板12包括位于上面的滑动件24、其滚轮42和轮子22，位于下面的滑动件28、其滚轮48和轮子26。
在每个滑动件中，在构成滑动件的两个平行壁之间，圆柱形滚轮绕位于曲柄一端的轴线自由转动，曲柄的另一端与驱动轴相连接，该驱动轴能够驱动曲柄转动。这样，位于滑动件16中的滚轮30与曲柄32连接，曲柄32在轴34的驱动下转动。位于滑动件20中的滚轮36与曲柄38连接，曲柄38在轴40的驱动下转动。位于滑动件24中的滚轮42与曲柄44连接，曲柄44在轴46的驱动下转动。最后，位于滑动件28中的滚轮48与曲柄50连接，曲柄50在轴52的驱动下转动。
图1简要示出的本发明入口装置处于备用位置，也就是处于休息位置，等待将票插入控制机构。
在图1所示的备用状态中，曲柄32、38、44和50是垂直的，并且滚轮30、36、42和48位于滑动件16、20、24和28中上面的位置。实际上，入口装置具有一种中间位置，也就是说既不是开启位置也不是关闭位置。这样，在图1所示的实施例中，两块板之间的间隔11是30厘米。这一特征的目的是避免将要进入的使用者产生一种禁闭的感觉，如果上述间隔为零则可能会产生上述感觉。
当使用者出现并将票插入控制机构时，入口装置会以两种方式进行反应。如图1所示，滚轮两侧所示的箭头说明了上述两种可能性。如果入口票是有效的，则驱动轴34、40、46和52转动，轴34和40逆时针(左侧箭头)转动而轴46和52顺时针转动(右侧箭头)。两块板彼此移开从而入口装置如图2所示出现一开口。在这一运行过程中，滚轮30、36、42和48在它们各自的滑动件16、20、24和28中达到它们的最低位置，并且滑动件16和20被驱动到左侧而滑动件24和28被驱动到右侧。
在开启运动过程中，每块板在其自身平面内滑动并且由轮子14、18(用于板10)和22、26(用于板12)引导和支承。在整个运动过程中，轮子由包括引导壁的导向装置引导。在这种方法中，轮子14和18分别在与框架55相连接的导向装置54和56中运动，轮子22和26分别在与框架57相连接的导向装置58和60中运动。值得注意的是，可以使用其它机构用于板的滑动，例如球或衬垫机构(pads mechanism)。例如，上述板可以在地面的槽中滑动，而且／或者可以在板下面安装球支承从而有助于板的滑动。
在图2所示的入口装置的开启位置中，曲柄的长度为10厘米，两块板之间的间隔12约为50厘米，从而无论使用者的体格如何使用者均能够通过。
当使用者插入控制机构中的票无效时，出现第二种情况。在这种情形中，入口装置切换为图3所示的关闭位置。为此目的，驱动轴34、40、46和52转动，轴34和40顺时针转动，轴46和52逆时针转动。在这一运行过程中，滚轮30、36、42和48达到它们的最低位置，与此同时使一侧的滑动件16、20和另一侧的滑动件24、28彼此移近，从而同时两块板彼此靠近。在这一位置上，板之间的间隔13减少到10厘米，从而防止任何人通过。
应该注意到，分别与备用、开启和关闭位置相对应的板之间的间隔11、12和13取决于由驱动轴驱动的曲柄的转动范围及其长度。在图1、2和3所示实施例中，如果曲柄的长度增加5厘米而备用位置的间隔11保持为30厘米不变，则开启位置间隔12变为60厘米而关闭位置间隔13变为0(两块板接触)。
另一方面，可以通过调节曲柄的摆动角度来改变上述间隔。在备用位置曲柄32、38、44和50保持垂直的情形中，板10和12处于关闭位置时上述曲柄至少应当是水平的或者甚至可以略低于水平面，从而提供一种防止外力使上述板开启的锁定特性。
另外，对于开启和关闭可以使用不同的电动机转速，以便使板的开启速度不同于板的关闭速度。
在图1、2和3所示的优选实施例中，在开启与关闭位置时曲柄是水平的。实际上在这种装置中，驱动轴的转动运动被转换为滑动件的正弦线性运动。其结果是，当曲柄在开启或关闭运动的终点达到水平位置时，传递到滑动件从而传递到板的速度是零。这种零速度避免了在行程的终点门的突然停止，这种现象在现有技术中是存在的。
图4简要示出滚轮42和48的控制系统。这一系统包括票控制机构62，该控制机构控制电动机64的运行。后者通过入流离合器66控制轴46的转动。驱动轴46通过皮带68与轴52连接。同样，通过皮带70把轴34的运动传递到轴40(见图1、2和3)。值得注意的是，可以用其它运动传递系统来代替上述皮带，例如链条或缆绳或其它机构，包括连杆机构，优选地是杆转动角度小于180°的连杆机构。
在优选实施例中，每个皮带68或70分别具有配重72或74，当门开启(如图2所示)时上述配重位于下面，而当门关闭(如图3所示)时上述配重位于上面。当断电时，由于入流离合器66不再通电，所以入流离合器分离。其结果是，轴不再受到驱动，两个配重向下移到它们较低的位置，驱动皮带转动板的驱动轴，从而引导板进入图3所示的位置，即开启位置。
虽然在上述图所示的实施例中，滚轮30、36、42、48的形状比较简单，但是在不超出本发明的范围的情况下，它们的形状可以是更加细长的或者是由位于曲柄两侧的两个部分构成。
在本发明的另一个实施例中，可以用任何其它的释放机构来代替上述配重，包括弹簧，其一端固定在配重72或74所在位置，另一端固定在框架55和57的较低部分，从而在断电时驱动皮带68和70使门开启。在本发明的再一个实施例中，可以用一个或多个安装在轴34、40、46和52上的扭力弹簧来代替上述配重，上述扭力弹簧的一端连接在它们相应的曲柄上，另一端连接在框架55和57上。在断电时，在板处于关闭位置时处于预拉伸状态下的扭力弹簧将使曲柄产生向上的转动从而使板处于开启位置。
由于存在中间的备用位置，所以入口装置开启或关闭的行程较短，这是另一优点。由于比现有系统快很多，所以这种开启操作(约0．2秒)还能够使票控制机构或任何其它的入口批准装置安全地布置在非常靠近门的地方，从而保证通过门的顾客流为最大。
如上所述，上述装置的设计导致上述板在行程的末端速度为零。因此不需要为电动机特别设定加速或减速操作。因此所需的驱动扭矩相对较低，从而不需要在关闭过程中出现意外时用于保护使用者安全的力限制器(force limiter)。另一方面，上述包括至少两个曲柄的实施例具有独特的特征，保证在关闭位置时绝对地锁定，从而具有较好的防逃票功能，企图开启门的作用力既没有传递给引导装置也没有传递给驱动机构。
权利要求
1．一种用于限制进入区域的自动开启与关闭的入口装置，该装置包括由两块可横向缩进的滑动板(10、12)构成的门，通过将入口票等插入控制机构(62)驱动上述门的开启，每块板由受相关电动机(64)控制的驱动机构驱动，上述电动机的起动由上述控制机构激发；上述装置的特征在于每块板至少与两个滑动件(16、20、24、28)相连接，每个滑动件由与曲柄(32、38、44、50)连接的滚轮(30、36、42、48)驱动，与同一块板相关的上述曲柄在上述电动机的控制下彼此联动进行旋转运动，上述曲柄以相反的方向同步旋转使上述两块板移近或移开，从而使上述入口装置关闭或开启。
2．如权利要求1所述的装置，其特征在于当上述板(10、12)在关闭位置彼此靠近时，上述曲柄(32、38、44、50)是水平的或略低于水平面，以便防止任何企图强行开启上述板的力被传递到上述驱动机构上。
3．如权利要求1或2所述的装置，其特征在于释放机构例如配重(72、74)持续地向上述曲柄(32、38、44、50)施加释放的力，有助于开启上述板(10、12)。
4．如权利要求3所述的装置，其特征在于单个的一个电动机通过皮带(70或68)控制上述两个曲柄(32、38或44、50)、与它们相连接的上述两个滚轮(30、36或42、48)和与它们相关的上述每个板(10、12)的上述运动。
5．如权利要求4所述的装置，其特征在于上述电动机对与之相连的皮带(70或68)的驱动是通过入流离合器(66)来实现的，因而当上述离合器不通电时上述入口装置在上述释放机构的作用下自动开启。
6．如权利要求1～5中任一项所述的装置，其特征在于当没有入口票插入上述控制机构(62)时，每个曲柄(32、38、44、50)位于上述入口装置的上述关闭和上述开启位置的中间，使得上述入口装置是半开的(图1)，处于备用状态，从而避免使用者产生禁闭的感觉。
7．如权利要求1～6中任一项所述的装置，其特征在于每个曲柄(32、38、44、50)在由上述入口装置的上述开启位置(图2)转到上述关闭位置(图3)时旋转180°，在由上述入口装置的上述关闭位置(图3)转到上述开启位置(图2)时向相反的方向旋转180°，与上述曲柄连接的上述滚轮(30、36、42、48)运动半个圆周，由相对于上述与之相关的板的最远点(上述入口装置开启)移到相对于上述与之相关的板的最近点(上述入口装置关闭)。
8．如权利要求7所述的装置，其特征在于上述曲柄的长度是10厘米，因而，如果上述板(10、12)在备用的中间位置(图1)的间隔是30厘米，那么上述板在上述开启位置(图2)时的间隔是50厘米，并且上述板在关闭位置(图3)时的间隔是10厘米。
9．如权利要求1～8中任一项所述的装置，其特征在于每块板(10或12)与两个滑动件(16、20或24、28)相连接，分别与两个滚轮(30、36或42、48)配合。
全文摘要
一种自开启和自关闭装置允许使用者进入限制进入区域,该装置包括具有两块可横向缩进的板(10、12)的门,通过将票或进入卡插入控制机构可以将上述门开启。每块板由各自的电动机控制,电动机受到控制机构的操纵。每块板上安装有至少两个滑动件(16、20;24、28),每个滑动件由一个安装在曲柄(32、38;44、50)上的滚轮(30、36;42、48)驱动。曲柄可转动地相互连结并在各自电机的作用下转动。曲柄向相反方向的同步转动将两块板移到一起(或移开),从而关闭(或开启)入口装置,通过使各个曲柄处于水平位置将每块板移入锁定位置。
文档编号E05F15/14GK1204377SQ96198899
公开日1999年1月6日 申请日期1996年12月3日 优先权日1995年12月8日
发明者乔斯·巴罗斯, 克洛德·帕特曼 申请人:西希运输公司