直驱摆闸机芯的制作方法

本发明涉及智能安防通道设技术领域，特别是涉及一种直驱摆闸机芯。

背景技术：

闸机设备现在已经越来越多地运用于机场、地铁站、火车站、小区、景区、酒店、科研机构等需要对来访人员进行限制和管理的场所，其中摆闸为通道管理设备中最常用的闸机之一，它具有快速打开、安全高效等特点。而机芯是整个摆闸闸机的核心部分及动力驱动部分。

由于摆闸每过一次人都会开关一次，受目前技术限制，市场上几乎所有的摆闸机芯采用电机+减速机的组合方式，减速机长期使用会导致传动齿轮磨损，导致机芯寿命普遍不长，减速机和电机连接处为一大故障点，连接处会增加机芯的故障率，且减速机属于精密零件，成本高昂。齿轮减速机运行过程中由于齿面摩擦会产生噪音，影响产品体验。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：为了克服摆闸机芯采用电机+减速机组合存在的寿命短、噪音大、故障率高以及成本高的问题，本发明对电机进行重新设计，提供了一种直驱摆闸机芯。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种直驱摆闸机芯，包括转动安装在闸机内部的门柱、安装在门柱上的摆门以及用于驱动门柱带动摆门转动的驱动机构，所述驱动机构包括电机和连接花键，所述电机的输出轴通过键槽与所述连接花键一端连接，所述连接花键另一端与所述门柱连接。电机可以是伺服电机也可以采用步进电机，优选采用直流无刷伺服电机，电机通过连接花键与门柱直接连接，取消减速机，完全避免了减速机磨损和减速机与电机的连接导致机芯产生的故障，可以大幅度增加机芯的使用寿命。

进一步，为了获得摆门准确的位置，实现精确的控制，还包括固定连接在闸机壳体上的编码器，所述编码器设置在所述门柱的上端，且所述编码器内部码盘通过转轴与所述门柱连接。编码器与闸机机芯的控制器连接，通过编码器可以准确捕捉摆门的运动位置，从而由控制器控制摆门，实现开门角度的准确控制，门柱转动时带动码盘同步转动，从而实现摆门的定位。

进一步，编码器一般是安装在轴上的，编码器本身的位置是相对静止，而编码器内部的码盘是随同门柱同步转动的，门柱上端通过阶梯轴伸入编码器内部与编码器码盘上的转轴固定连接，为了实现编码器的安装固定，还包括编码器支架，所述编码器固定连接在所述编码器支架上，且所述编码器支架通过编码器固定螺栓与闸机壳体固定连接。

进一步，为了实现门柱与闸机的转动连接，还包括设置在所述门柱上端的轴承和轴承固定座，所述轴承固定座固定连接在闸机壳体上，所述门柱通过轴承与闸机壳体转动连接。

进一步，为避免无授权闯关，还包括离合器，所述离合器设置在所述连接花键与所述电机的连接端上，所述离合器通过角接触轴承与所述连接花键转动连接。当机芯控制器接收到无授权闯关的信号后，控制启动离合器，通过离合器完成摆门制动，紧急锁定摆门。离合器包括从上到下依次连接的离合器上座、离合器牙盘和离合器下座，离合器上座通过花键螺栓与连接花键固定连接，离合器下座通过离合器下座螺栓与离合器固定板连接。

进一步，为了实现电机的固定连接，还包括电机固定板以及位于电机固定板上方的离合器固定板，所述电机通过螺钉固定连接在电机固定板下方，所述离合器固定连接在所述离合器固定板上方，由于离合器下座螺栓是从下向上拧紧的，而电机螺栓是从上向下拧紧的，因此，为了避免空间干涉，实现离合器下座螺栓和电机螺栓的安装，所述电机固定板和离合器固定板之间还设有安装隔离套，所述安装隔离套通过隔离套螺栓固定在电机固定板和离合器固定板之间，安装隔离套起到分隔电机固定板和离合器固定板作用。

进一步，为了实现电机与闸机之间的连接，提高电机运行的稳定性，降低运行过程中的噪音，还包括下固定座和支撑柱，所述下固定座安装在闸机内部，且所述支撑柱底部固定连接在下固定座的上表面，所述支撑柱上端与所述电机固定板下表面连接。

进一步，为了实现门柱与摆门的连接，所述门柱与所述摆门的连接处还设有门柱螺纹固定轴、门摆固定螺栓、连接法兰组件和连接法兰固定螺栓，摆门与连接法兰组件连接，且通过贯穿门柱的门摆固定螺栓进行锁紧，连接法兰组件通过连接法兰固定螺栓固定连接在门柱上，门柱螺纹固定轴贯穿所述门柱且焊接在门柱内，内部设有内螺纹用于连接法兰固定螺栓的连接固定。

进一步，所述连接花键与所述门柱的连接端还设有门柱密封板。门柱密封板可以有效防止门柱中进入雨水，避免雨水进入直流无刷伺服电机中，达到机芯防水的效果。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种直驱摆闸机芯，重新设计电机，采用直流无刷伺服电机直接驱动，取消减速机，完全避免了减速机磨损和减速机与电机的连接导致机芯产生的故障，避免了减速机本身其他故障对机芯可靠性的影响，增加机芯可靠性，可以大幅度增加机芯的使用寿命，同时大幅度降低机芯生产成本。同时，还可以大大降低机芯运行产生的噪音。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明最佳实施例的结构示意图；

图2是图1中a-a的剖面结构示意图；

图3是图2中a的放大结构示意图；

图4是图2中b的放大结构示意图；

图5是图1中c的放大结构示意图。

图中：1-编码器，2-编码器支架，3-轴承，4-轴承固定座，5-门柱螺纹固定轴，6-门摆固定螺栓，7-门柱，8-连接花键，9-离合器，10-角接触轴承，11-离合器固定板，12-电机固定板，13-支撑柱，14-电机，15-下固定座，16-连接法兰固定螺栓，17-连接法兰组件，18-摆门，19-门柱密封板，20-安装隔离套，21-编码器固定螺栓，22-隔离套螺栓，23-离合器下座螺栓，24-电机螺栓，25-花键螺栓。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图5所示，本发明的一种直驱摆闸机芯，包括转动安装在闸机内部的门柱7、安装在门柱7上的摆门18以及用于驱动门柱7带动摆门18转动的驱动机构，所述门柱7与所述摆门18的连接处设有门柱螺纹固定轴5、门摆固定螺栓6、连接法兰组件17和连接法兰固定螺栓16，摆门18与连接法兰组件17连接，且通过贯穿门柱7的门摆固定螺栓6进行锁紧，连接法兰组件17通过连接法兰固定螺栓16固定连接在门柱7上，门柱螺纹固定轴5贯穿所述门柱7且焊接在门柱7内，内部设有内螺纹用于连接法兰固定螺栓16的连接固定。为了实现门柱7与闸机的转动连接，所述门柱7上端设置轴承3和轴承固定座4，所述轴承固定座4固定连接在闸机壳体上，所述门柱7通过轴承3与闸机壳体转动连接。

所述驱动机构包括电机14和连接花键8，所述电机14的输出轴通过键槽与所述连接花键8一端连接，所述连接花键8另一端与所述门柱7连接，所述连接花键8与所述门柱7的连接端还设有门柱密封板19。电机14可以是伺服电机14也可以采用步进电机14，优选采用直流无刷伺服电机14，电机14通过连接花键8与门柱7直接连接，取消减速机，完全避免了减速机磨损和减速机与电机14的连接导致机芯产生的故障，可以大幅度增加机芯的使用寿命。

为了获得摆门18准确的位置，实现精确的控制，还包括固定连接在闸机壳体上的编码器1，所述编码器1设置在所述门柱7的上端，且所述编码器1内部码盘通过转轴与所述门柱7连接。编码器1与闸机机芯的控制器连接，通过编码器1可以准确捕捉摆门18的运动位置，从而由控制器控制摆门18，实现开门角度的准确控制，门柱7转动时带动码盘同步转动，从而实现摆门18的定位。

编码器1一般是安装在轴上的，编码器1本身的位置是相对静止，而编码器1内部的码盘是随同门柱7同步转动的，门柱7上端通过阶梯轴伸入编码器1内部与编码器1码盘上的转轴固定连接，为了实现编码器1的安装固定，还包括编码器支架2，所述编码器1固定连接在所述编码器支架2上，且所述编码器支架2通过编码器固定螺栓21与闸机壳体固定连接。

为避免无授权闯关，还包括离合器9，所述离合器9设置在所述连接花键8与所述电机14的连接端上，所述离合器9通过角接触轴承10与所述连接花键8转动连接。当机芯控制器接收到无授权闯关的信号后，控制启动离合器9，通过离合器9完成摆门18制动，紧急锁定摆门18。离合器9包括从上到下依次连接的离合器上座、离合器牙盘和离合器下座，离合器上座通过花键螺栓25与连接花键8固定连接，离合器下座通过离合器下座螺栓23与离合器固定板11连接。

为了实现电机14的固定连接，还包括电机固定板12以及位于电机固定板12上方的离合器固定板11，所述电机14通过螺钉固定连接在电机固定板12下方，所述离合器9固定连接在所述离合器固定板11上方，由于离合器下座螺栓23是从下向上拧紧的，而电机螺栓24是从上向下拧紧的，因此，为了避免空间干涉，实现离合器下座螺栓23和电机螺栓24的安装，所述电机固定板12和离合器固定板11之间还设有安装隔离套20，所述安装隔离套20通过隔离套螺栓22固定在电机固定板12和离合器固定板11之间，安装隔离套20起到分隔电机固定板12和离合器固定板11作用。

为了实现电机14与闸机之间的连接，提高电机14运行的稳定性，降低运行过程中的噪音，还包括下固定座15和支撑柱13，所述下固定座15安装在闸机内部，且所述支撑柱13底部固定连接在下固定座15的上表面，所述支撑柱13上端与所述电机固定板12下表面连接。

为了实现门柱7与摆门18的连接，所述门柱7与所述摆门18的连接处还设有门柱螺纹固定轴5、门摆固定螺栓6、连接法兰组件17和连接法兰固定螺栓16，摆门18与连接法兰组件17连接，且通过贯穿门柱7的门摆固定螺栓6进行锁紧，连接法兰组件17通过连接法兰固定螺栓16固定连接在门柱7上，门柱螺纹固定轴5贯穿所述门柱7且焊接在门柱7内，内部设有内螺纹用于连接法兰固定螺栓16的连接固定。

工作原理：

直流无刷伺服电机14固定在电机固定板12上，通过键槽连接到连接花键8上，连接花键8与门柱7连接，直接驱动门柱7转动，带动摆门18运动，完成一次开关门动作，通过离合器9完成摆门18制动，紧急锁定摆门18，同时编码器1可以准确捕捉摆门18运动位置，控制开门角度。门柱密封板19可以有效防止门柱7中可能进入的雨水流入直流无刷伺服电机14中，达到机芯防水的效果。

支撑柱13固定在下固定座15上，固定座15安装到闸机内部，安装隔离套20将离合器9和电机14部分连接轴分开，形成无紧固件连接，摆门18通过连接法兰组件17、门摆固定螺栓6、连接法兰固定螺栓16固定在门柱7上，通过门柱7带动摆门18转动。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。