螺旋驱动控制系统的制作方法

本发明涉及自动控制系统领域，具体是一种螺旋驱动控制系统。

背景技术：

螺旋驱动控制系统，一般为电机驱动螺杆，带动设置在螺杆上的螺母组件进行往复运动，进而带动与螺母组件连接的被控对象。通常而言，螺旋驱动控制系统较多应用于轨道门、电动门领域，其同时还具有锁定与解锁功能。通常应用于上述领域的螺旋驱动控制系统，由电磁锁对螺母组件进行锁定，进而实现锁门的功能。这种形式的螺旋驱动控制系统，电磁锁必须随时通电才能保证锁门的稳定性，如果电磁锁断电后，则会存在门自动打开风险，而现有技术中以机械锁对门进行锁定的结构，大多存在结构复杂的问题，作为主要由机械结构构成的系统，结构复杂会带来可靠性差，自重大，不易控制等问题，尤其在应用于公共交通领域时，会威胁到乘客的人身安全。

技术实现要素：

发明目的：本发明提供的一种螺旋驱动控制系统，以解决现有技术中，应用电磁锁的门系统所存在的断电后门会自动打开的问题，以及应用机械锁的门系统所存在的结构复杂，自重大，不易控制等问题。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种螺旋驱动控制系统，包括固定于承载支架上的驱动机构、左、右对称设置的锁闭滑道、锁闭机构；所述驱动机构包括由电机驱动的丝杆和左、右对称设置的传动组件，丝杆驱动传动组件沿丝杆轴向往复运动；所述传动组件包括传动架、套设于丝杆上的螺母组件、固定在螺母组件上的锁闭滚轮，螺母组件安装在传动架内，传动架连接被控对象；所述锁闭机构包括与承载支架可转动连接且左、右对称设置的挡板组件、以及一端固定、另一端与挡板组件固定连接且用于限定挡板组件转动的复位扭簧，所述挡板组件与相对应的锁闭滑道的侧面分别构成能够落入锁闭滚轮的锁闭空间；丝杆正向转动过程中，当锁闭滚轮沿左、右锁闭滑道运动至锁闭机构内并被锁闭机构阻挡，锁闭滚轮随丝杆转动进入锁闭滑道的侧面与锁闭机构之间的锁闭空间而被锁定；丝杆反向转动时，锁闭滚轮随丝杆反向转动至脱离锁闭机构的限制而解除锁定，然后沿丝杆轴向运动。

其中，所述挡板组件在旋转动作中能够触发信号开关。

优选的，所述锁闭机构还包括一手动解锁机构，该手动解锁机构包括与承载支架可转动连接的解锁拨叉与该解锁拨叉联动连接且可上下运动的解锁支架、以及一端固定、另一端与解锁拨叉固定连接的复位扭簧，所述解锁拨叉通过拉动解锁钢丝绳驱动其旋转，在转动过程中解锁拨叉带动解锁支架向上运动，解锁支架抬升两端的锁闭滚轮至一定高度以离开锁闭空间，完成手动解锁；松开解锁钢丝绳，解锁拨叉在复位扭簧的回弹力的作用下逆向旋转，驱动解锁支架向下运动并复位。

进一步，所述解锁支架具有结构对称的用于限制锁闭滚轮的悬臂端，该悬臂端为锁闭空间的下端。

再者，所述解锁拨叉上固定有开关触发板，在旋转动作中该开关触发板可触发解锁信号开关。

优选的，所述解锁拨叉和复位扭簧均通过固定轴连接于承载支架上；所述解锁支架通过限位孔和止挡轴实现其沿限位孔上下运动，该解锁支架的上端通过连接销轴与解锁拨叉连接。

进一步，所述传动架上固定有挡销，与该挡销相对应的螺母组件处开设有限位孔，该挡销一端插入限位孔内且可沿限位孔来回滑动，以限定螺母组件随丝杆转动角度范围。

再者，所述传动架的下端具有与被控对象相连接的安装部，该传动架的上端具有用于套设螺母组件的套筒。

优选的，所述螺母组件安装于传动架套筒的内孔中，所述传动架套筒的一端通过从外向内依次设置的卡簧和轴套限制螺母组件的轴向移动，其另一端通过从外向内依次设有的传动架套筒的台阶面和轴套限制螺母组件的轴向移动。

进一步，所述螺母组件由内圈和外圈构成，外圈面向承载支架一侧向外延伸有用于安装锁闭滚轮的安装座，该安装座上开设有螺孔，锁闭滚轮上具有一螺杆，螺杆旋入螺孔内，并通过螺母将锁闭滚轮固定于安装座上。

优选的，所述传动架的右端套筒的内径、轴套的内径均与螺母组件的外圈直径相适配，所述轴套的外径与传动架的左端套筒的内径相适配。

再者，所述螺母组件上设有用于向螺母组件施加扭转力的锁闭扭簧，该锁闭扭簧的一端搭靠在传动架上，另一端搭靠在螺母组件的外圈向外延伸出的挡块上。

有益效果：(1)本发明的一种螺旋驱动控制系统，左、右传动组件与锁闭滑道、单个对称式锁闭机构的组合，解决了现有技术电磁锁在失效时门自动打开，带来安全风险的问题，也比现有的机械锁结构更为简单可靠；且该对称式锁闭机构结构紧凑，可靠性高，由于构成其整体的部件数量少，因此易于加工且自重小，不需要过大的安装空间；

(2)本发明的传动组件中螺母组件和传动架通过轴套和卡簧相连接的结构，不产生径向移动且传动平稳，还通过隐藏式挡销和限位孔实现控制螺母组件相对传动架的旋转角度；

(3)本发明通过对称式锁闭机构实现左、右双重锁闭，任何一侧锁闭均可实现门系统锁闭，且双触发开关同时检测锁闭信号，安全性能高；手动解锁机构实现左、右同时解锁，结构简单，解锁力矩小；同时将锁闭、信号触发与手动解锁机构一体化设计，结构简单可靠，占用空间小；再者解锁信号开关可识别手动解锁与意外开门，安全性能高。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明中传动组件和锁闭组件的配合状态示意图；

图3为本发明中传动组件的结构示意图；

图4为本发明中传动组件的侧视图；

图5为图4中a-a向的剖视图；

图6为本发明中传动组件解锁状态下的结构示意图；

图7为本发明中传动组件锁闭状态下的结构示意图；

图8为本发明中传动组件中隐去传动架的结构示意图；

图9为图8的装配爆炸图；

图10为本发明中锁闭机构的主视图；

图11为本发明中锁闭机构紧急解锁前的状态示意图；

图12为本发明中锁闭机构紧急解锁后的状态示意图；

图13为本发明中手动解锁机构的结构示意图；

图14为本发明中解锁支架的安装示意图；

图15为本发明中手动解锁机构的使用状态图；

图16为本发明中手动解锁机构的复位状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1和图2所示的一种螺旋驱动控制系统，该系统包括固定于承载支架3上的电机1、左、右对称设置的锁闭滑道9和锁闭滑道10以及锁闭机构4，电机1与控制器连接；电机1的轴连接丝杆2，在丝杆2上成套配置有左右对称设置的传动组件5和传动组件6。如图3所示，传动组件5和传动组件6的结构相同，该传动组件5包括传动架501、螺母组件502以及与螺母组件502刚性连接的锁闭滚轮503，螺母组件502与丝杆2构成螺旋运动副，螺母组件502安装在传动架501内，且螺母组件可在传动架内相对转动；传动架501与螺母组件502之间设置锁闭扭簧504，锁闭扭簧504以传动架为支撑向锁闭滚轮503施加压力，传动组件5的传动架501连接被控对象12，传动组件6的传动架501连接被控对象11。在具体应用中，该被控对象11和被控对象12可为轨道交通领域中地铁的电动塞拉门或者移门，或者其他领域的电动门；丝杆2正向转动过程中，带动螺母组件502与锁闭滚轮503同时沿丝杆2滑动运动，沿左、右锁闭滑道运动至锁闭机构4内并被锁闭机构4阻挡，锁闭滚轮503随丝杆2转动进入锁闭滑道9/锁闭滑道10的侧面与锁闭机构4之间的锁闭空间而被锁定；丝杆2反向转动时，锁闭滚轮503随丝杆2反向转动至脱离锁闭机构4的限制而解除锁定，然后沿丝杆2轴向运动。

如图1所示，本发明的螺旋驱动控制系统可运用于双开门系统中，被控对象11和被控对象12为滑筒，该被控对象11通过携门架14与一侧门扇相连，被控对象12通过携门架13与另一侧门扇相连。承载支架3的两端分别安装机构安装架7和机构安装架8，机架安装架7和机架安装架8之间平行装有长导柱15，被控对象11和被控对象12分别套装在长导柱15上，并可沿长导柱15往复运动。本发明适用的一种双开塞拉门系统，各部件之间的配合紧凑，各个部件的结构又相对简单，在运行过程中既平稳，又不易发生故障，而且由于结构简单，还能带来整个系统的重量下降，且成产成本降低，在大面积应用于轨道交通、车辆等领域时，具有很好的效果。

承载支架3上固定安装有用于锁闭滚轮503移动的锁闭滑道9和锁闭滑道10，锁闭滑道9和锁闭滑道10的上表面为一个整体水平表面。设置锁闭滑道9和锁闭滑道10后，锁闭滚轮503即与锁闭滑道9和锁闭滑道10的上表面接触并可在该上表面上往复运动，在这种设置方式下，锁闭滚轮503位于本发明限定的锁闭滚轮503转动的空间的上端与下端之间，不与上端或下端接触，此时螺母组件502和传动架501之间的锁闭扭簧504处于压缩状态，当锁闭滚轮503运动到与挡板组件402和挡板组件407接触后，丝杆2转动带动螺母组件502转动的力以及锁闭扭簧504对螺母组件502施加的扭转力，保证了锁闭滚轮503能够顺利进入挡板组件402与锁闭滑道9侧面构成的锁闭空间，和/或锁闭滚轮503能够顺利进入挡板组件407与锁闭滑道10侧面构成的锁闭空间。设置锁闭滑道9和锁闭滑道10，使锁闭滚轮503在锁闭滑道9和锁闭滑道10的限制下运动，能够进一步增加传动组件5运动的平稳性。

如图4和图5所示，上述传动架501上固定有挡销506，与该挡销506相对应的螺母组件502处开设有限位孔505，该挡销506一端插入限位孔505内且可沿限位孔505来回滑动，以限定螺母组件502随丝杆2转动角度范围，即挡销506在限位孔505内的活动范围即构成限定螺母组件502随丝杆2转动角度范围的空间，螺母组件502上的锁闭滚轮503在该空间中随螺母组件502上下运动，限位孔505的腰形孔长度限定了锁闭滚轮503的转动范围，进而限定了螺母组件502随丝杆2运动时的转动范围，如图6和图7所示。上述传动架501的下端具有与被控对象相连接的安装部，该传动架501的上端具有用于套设螺母组件502的套筒。螺母组件502安装于传动架501套筒的内孔中，传动架501套筒的一端通过从外向内依次设置的卡簧509和轴套507限制螺母组件502的轴向移动，其另一端通过从外向内依次设有的传动架501套筒的台阶面和轴套508限制螺母组件502的轴向移动。传动架501的右端套筒的内径、轴套507和轴套508的内径均与螺母组件502的外圈直径相适配，其中传动架501的右端套筒指代如图5所示的传动架501的右端。所述轴套507的外径与传动架501的左端套筒的内径相适配，其中传动架501的左端套筒指代如图5所示的传动架501的左端。在螺母组件502沿丝杆2轴向运动时，通过对两侧轴套和传动架501的套筒施加推力，带动传动架501随螺母组件502一起运动，螺母组件502由内圈和外圈构成，内圈与丝杆2螺纹配合，外圈套在内圈上并通过防滑齿相互配合，外圈面向承载支架3一侧向外延伸有用于安装锁闭滚轮503的安装座，该安装座上开设有螺孔，锁闭滚轮503上具有一螺杆，螺杆旋入螺孔内，并通过螺母510将锁闭滚轮503固定于安装座上。锁闭滚轮503也可是其他类型表面光滑运行阻力小的部件，如表面光滑的滑动块等。螺母组件502上设有用于向螺母组件502施加扭转力的锁闭扭簧504，该锁闭扭簧504的一端搭靠在传动架501上，另一端搭靠在螺母组件502的外圈向外延伸出的挡块上，如图8和图9所示。

如图10所示，本发明锁闭机构4包括安装底板401和左、右对称设置的挡板组件402和挡板组件407，安装底板401与承载支架3固定连接，亦可直接将锁闭机构4安装在承载支架3上，即承载支架3作为安装底板使用。挡板组件402和挡板组件407分别通过固定轴403和固定轴408左右对称固定在安装底板401上，挡板组件402可在安装底板401上绕固定轴403转动，挡板组件407亦可在安装底板401上绕固定轴408转动，挡板组件402和挡板组件407转动范围相互对称。复位扭簧404的一端通过销轴405固定在安装底板401上，另一端与挡板组件402固定连接并限制挡板组件407的转动；复位扭簧409通过固定轴408固定在安装底板401上，一端卡在安装底板401的缺口422上。

上述挡板组件402和挡板组件407为折弯件，该折弯件具有面向锁闭滑道9和锁闭滑道10的侧面，该侧面与锁闭滑道9和锁闭滑道10的侧面构成能够落入锁闭滚轮503的锁闭空间，挡板组件402和挡板组件407折弯的角度根据实际应用时配做，具体为，该折弯板为3段折弯，保障锁闭滚轮503可平稳落入锁闭空间内；挡板组件402和挡板组件407在旋转动作中能够通过其边缘分别触发信号开关406和信号开关411。

如图13所示，锁闭机构4还包括一个手动解锁机构，该手动解锁机构包括解锁拨叉412、解锁支架414和复位扭簧418，解锁拨叉412通过固定轴408安装在安装底板401上，且该解锁拨叉412可绕固定轴408转动；复位扭簧418通过固定轴408固定于安装板上，复位扭簧418的一端通过销轴410固定在安装底板401上，另一端通过固定于解锁拨叉412上。如图14所示，解锁支架414具有两左右结构对称的用于限制锁闭滚轮503的悬臂端和与解锁拨叉412连接的连接端，其中悬臂端为上述限制锁闭滚轮503的锁闭空间的下端，连接端的下部开设有u型槽，固定轴415穿过解锁支架414上的u型槽将解锁支架414与安装底板401相连接。安装底板401上还开设有限位孔421，解锁拔叉412为l型件，该解锁拔叉412的一伸出端上开设连接孔，销轴413依次穿过解锁拨叉412的连接孔和解锁支架414的连接端，并插入安装底板401上的限位孔421内，实现解锁拨叉412与解锁支架414的联动连接；当解锁拨叉412转动使，可带动解锁支架414上下运动，其中限位孔421和固定轴415限定了解锁支架414竖直上下的运动范围。手动解锁机构还包括解锁信号开关416，该解锁信号开关416通过开关安装架420与安装底板401固定连接。解锁拔叉412的另一伸出端上固定有开关触发板419，在旋转动作中该开关触发板419可触发解锁信号开关416，解锁拔叉412上连接有解锁钢丝绳417，该解锁钢丝绳417架设在安装底板401上。如图11和图12所示，解锁拨叉412通过拉动解锁钢丝绳417驱动其旋转，在转动过程中解锁拨叉412带动解锁支架414向上运动，解锁支架414的两悬臂端抬升两端的锁闭滚轮503至一定高度以离开锁闭空间，触发开关板419触发解锁信号开关416发出手动解锁信号完成手动解锁，如图15所示；松开解锁钢丝绳417，解锁拨叉412在复位扭簧418的回弹力的作用下逆向旋转，驱动解锁支架414向下运动并复位，如图16所示。解锁钢丝绳417与解锁开关连接，解锁开关可以为一个手动旋钮，旋转时能够拉动解锁钢丝绳417。在实际应用中，其实际安装在诸如地铁内壁等能够使人容易接触到的位置上。解锁拨叉412与挡板组件407安装在同一个固定轴408上，解锁拨叉412、挡板组件402和挡板组件407安装在安装底板的正面，三者相互之间不会干涉，并且集成度高，能够节省安装空间。

本发明的一种螺旋驱动控制系统，可分为以下运动过程及状态：

1、电动锁门：门处于打开状态时，电机1驱动丝杆2转动，丝杆2通过螺母组件502驱动锁闭滚轮503沿锁闭滑道9向关门方向运动，螺母组件502通过传动架501驱动被控对象12运动，被控对象12与门扇相连；锁闭滚轮503滑动到锁闭滑道9的右端处，在螺母组件502和锁闭扭簧504的驱动下，锁闭滚轮503沿丝杆2周向转动，进入锁闭滑道9右侧的锁闭空间，限位孔505和挡销506限制锁闭滚轮503的周向转动范围，锁闭滚轮503驱动挡板组件402绕固定轴403逆时针转动，并触发关到位信号开关406发出左门关到位信号，实现单向锁闭。另一端的传动组件6沿着锁闭滑道10向关门方向运动，螺母组件502通过传动架501驱动被控对象11运动，被控对象11与门扇相连；锁闭滚轮503滑动到锁闭滑道10的左端处，在螺母组件502和锁闭扭簧504的驱动下，锁闭滚轮503沿丝杆2周向转动，进入锁闭滑道10左侧的锁闭空间，锁闭滚轮503驱动挡板组件407绕固定轴408顺时针转动，并触发关到位信号开关411发出右门关到位信号，实现双向电动锁闭。

2、电动解锁：门处于锁闭状态时，电机1驱动丝杆2转动，丝杆2通过螺母组件502驱动锁闭滚轮503绕丝杆2做周向转动，使锁闭滚轮503离开锁闭滑道9右侧的锁闭空间，同时复位扭簧404驱动挡板组件402绕固定轴403顺时针转动，并触发关到位信号开关406，锁闭滚轮503离开锁闭空间沿锁闭滑道9向开门方向运动，螺母组件502通过传动架501驱动被控对象12运动，被控对象12与门扇相连。另一端的锁闭滚轮503离开锁闭滑道10左侧的锁闭空间，同时复位扭簧409驱动挡板组件407绕固定轴408逆时针转动，并触发关到位信号开关411，锁闭滚轮503离开锁闭空间沿锁闭滑道10向开门方向运动，螺母组件502通过传动架501驱动被控对象11运动，被控对象11与门扇相连，实现电动解锁。

3、手动锁闭：门处于打开状态时，手动力通过与被控对象12相连的门扇驱动被控对象12向关门方向运动，被控对象12通过传动架501驱动螺母组件502沿丝杆2向关门方向运动，锁闭滚轮503滑动到锁闭滑道9右端处，在锁闭扭簧504的驱动下，锁闭滚轮503沿丝杆2周向转动，进入锁闭滑道9右侧的锁闭空间，锁闭滚轮503驱动挡板组件402绕固定轴403逆时针转动，并触发关到位信号开关406发出左门关到位信号。另一端，手动力通过与被控对象11相连的门扇驱动被控对象11向关门方向运动，被控对象11通过传动架501驱动螺母组件502沿丝杆2向关门方向运动，锁闭滚轮503滑动到锁闭滑道10左端处，在锁闭扭簧504的驱动下，锁闭滚轮503沿丝杆2周向转动，进入锁闭滑道10左侧的锁闭空间，锁闭滚轮503驱动挡板组件407绕固定轴408顺时针转动，并触发关到位信号开关411发出右门关到位信号，实现手动锁闭。

4、手动解锁：门处于锁闭状态时，通过解锁钢丝绳417拉动解锁拨叉412绕固定轴408做顺时针方向转动，在旋转动作中开关触发板419触发解锁信号开关416，解锁拨叉412通过销轴413驱动解锁支架414沿着限位孔421和固定轴415抬升，解锁支架414抬起左、右两侧的锁闭滚轮503，使左、右两侧锁闭滚轮503分别离开锁闭滑道9和锁闭滑道10的锁闭位置，同时复位扭簧404驱动挡板组件402绕固定轴403顺时针转动，并触发关到位信号开关406，复位扭簧409驱动挡板组件407绕固定轴408逆时针转动，并触发关到位信号开关411，复位解锁钢丝绳417，解锁拨叉412在复位扭簧418的驱动下旋转到起始位置并驱动解锁支架414降低，左、右锁闭滚轮503离开各自锁闭空间沿锁闭滑道9和锁闭滑道10向开门方向运动，螺母组件502通过传动架501驱动被控对象11和被控对象12运动，被控对象11和被控对象12与门扇相连，实现手动解锁。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。