一种凸轮自锁闸门的制作方法

本实用新型属于自助设备闸门控制技术，具体涉及一种凸轮自锁闸门。

背景技术：

市面上的自助设备具有用于取放钱票的闸门，如银行的ATM机或自助投包终端，这种设备的闸门主要用于对设备内部的钱票进行保护，并且能够自动打开，因此闸门均是自助设备内部控制，要求不能够通过外力打开，以保证内部钱票的安全性。现有的自助设备闸门使用的是简单的弹簧式闸门，其内部锁止通过驱动元件保持锁止，安全性不高，或者通过外部加设的锁止机构，如申请号为201210115230.3的闸门机构，采用齿轮齿条驱动闸门开启和关闭，并通过单独设置的销和凸轮槽结合退避部实现闸门的锁止，其结构较复杂，在实现闸门自锁的时候会改变闸门开启和关闭的运动轨迹，与设备的结合性不强。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是：针对现有的自助设备闸门机构存在的安全性不强、锁止结构较复杂的缺陷，提供一种结构简单新颖、体积小、成本低、安全可靠的凸轮自锁闸门。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种凸轮自锁闸门，所述闸门通过闸门铰轴摆动装配，在闸门的非铰点位置设置控制销轴，所述控制销轴与一旋转件上的凸轮槽滑动嵌装，所述旋转件的旋转平面与闸门的摆动平面平行，所述凸轮槽为设置在旋转件旋转平面上的一连续滑道；

所述连续滑道包括自锁段和凸轮段，所述自锁段为以旋转件旋转中心为圆心的圆弧段，所述闸门在关闭状态下，所述控制销轴滑动至自锁段，所述凸轮段为相对于旋转件旋转中心之间的距离渐变的连续曲线段，所述闸门开启或关闭过程中，所述控制销轴沿凸轮段滑动。

进一步的，在闸门关闭状态下，所述控制销轴与闸门铰轴之间的连线与自锁段的圆弧段相切。

进一步的，所述闸门的摆动轨迹对应闸门关闭和开启状态的位置设置关闭位置传感器和开启位置传感器，所述关闭位置传感器和开启位置传感器与旋转件的动力源通过信号连接。

在本实用新型中，所述传动机构为旋转运动传动机构，所述旋转件为传动机构的从动轮，所述传动机构的主动轮与动力源连接，所述凸轮槽设置在从动轮上。

具体的，所述旋转运动传动机构为齿轮传动机构、链轮传动机构、皮带传动机构、摩擦轮传动机构中的一种。

本实用新型将闸门设计为旋转摆动开闭的方式，闸门与设置凸轮槽的旋转件之间形成一异形凸轮机构，动力源通过旋转运动传动机构传递动力，而使旋转件在转动时带动闸门摆动，通过位置传感器判断闸门的开闭状态，以保证闸门到位停止。并且在闸门关闭时，闸门与旋转件的凸轮槽之间形成死点，从而达到自锁作用，保证闸门关闭的安全性。

由上所述，本实用新型结构简单，将闸门的控制机构和自锁机构结合在一起，闸门装配的体积更小，生产成本更低，有效实现自助设备的闸门开闭及自锁，较现有的闸门有一定的优势。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为实施例中的一种凸轮自锁闸门的结构示意图。

图2为实施例中的从动齿轮上的凸轮槽的示意图。

图3为实施例中的凸轮自锁闸门关闭状态示意图。

图4为实施例中的凸轮自锁闸门开启状态示意图。

图中标号：1-电机，2-主动齿轮，3-从动齿轮，31-凸轮槽，311-自锁段，312-凸轮段，32-齿轮转轴，4-关闭位置传感器，5-闸门，51-闸门铰轴，52-控制销轴，6-开启位置传感器。

具体实施方式

实施例

参见图1和图2，图示中的一种凸轮自锁闸门为本实用新型的一种优选方案，包括电机1、主动齿轮2、从动齿轮3、关闭位置传感器4、闸门5和开启位置传感器。具体的，闸门5包括闸门板和摆臂，闸门5的摆臂通过闸门铰轴51铰接安装在自助设备机体内部，闸门5整体以闸门铰轴51为铰点自由摆动，实现闸门板对自助设备内部空间的开启和关闭。

从动齿轮3作为一旋转件，通过齿轮转轴32转动装配在自助设备内部，齿轮转轴32与闸门的闸门铰轴51不重合设置，从动齿轮3的旋转平面与闸门5的摆动平面平行设置，在从动齿轮3的旋转平面上设有凸轮槽31，在闸门5的非铰点位置固定设置凸出的控制销轴52，将控制销轴52与从动齿轮3的凸轮槽滑动嵌装，凸轮槽31的槽宽应当保证控制销轴52能够相对凸轮槽进行自由滑动，通过凸轮槽31两侧壁的凸轮面带动闸门5摆动。

如图2所示，凸轮槽31为供控制销轴52滑动的连续滑道，该滑道分为两段，其中一段为对应闸门关闭状态的自锁段311，该自锁段311的轨迹为以从动齿轮3的齿轮转轴32为圆心的标准圆弧段，在闸门5处于关闭状态时，闸门上的控制销轴滑动至自锁段311，并相对凸轮槽形成自锁；凸轮槽31的另一段为对应闸门实现开启过程和关闭过程的凸轮段312，该凸轮段312的轨迹为相对于从动齿轮3的齿轮转轴32之间的径向距离渐变的连续曲线段，凸轮段312与自锁段311连续过渡，通过凸轮段312改变闸门上的控制销轴相对于固定的齿轮转轴之间的距离，实现闸门从开启状态和关闭状态之间的摆动控制，由于闸门开启状态不需要考虑锁定，因此不需要在凸轮段312另一端连接自锁段。

具体的，在关闭状态下，闸门5上的控制销轴52滑动到自锁段311内，控制销轴52和闸门铰轴51之间的连线在闸门关闭状态下与自锁段311的任一点相切，在本实施例中，当控制销轴52运动到自锁段311的端部时，闸门3达到关闭状态，此时控制销轴52和闸门铰轴51的连线与自锁段311端部的径向方向垂直，此时从动齿轮停转，如果通过外部作用力摆动闸门，闸门向开启方向摆动的作用力与自锁段311的内壁垂直，自锁段311限制了闸门在外力作用下摆动开启，实现了闸门5的自锁，同时保证自锁段311所在的从动齿轮在动力源控制下能够自主转动。

本实施例的闸门铰轴51位于齿轮转轴32的左侧，将凸轮段312设置成与齿轮转轴之间的距离逐渐缩小的趋势，控制从动齿轮3开启闸门5时，控制销轴52从自锁段311滑入凸轮段312，控制销轴52相对齿轮转轴32的距离逐渐减小，带动闸门5向下摆动。

本实施例中凸轮槽31的整体长度占用从动齿轮3圆周的113°，其中自锁段311的角度为18°，凸轮段312的角度为95°。实际应用中，自锁段311和凸轮段312的角度需要根据闸门开启的角度进行选择设计，优选保证在闸门关闭和开启状态下，控制销轴52分别位于自锁段311和凸轮段312的两侧端部限位。

从动齿轮3与主动齿轮2啮合，构成减速齿轮副，主动齿轮2与电机1的输出轴连接，通过电机和减速齿轮副带动从动齿轮上的凸轮槽运动。在实际应用中，还可采其他机械传动中的常用旋转运动传动机构实现，如链传动机构、皮带传动机构或摩擦轮传动机构。

在闸门5的闸门板摆动的两端极限位置设置检测闸门板的关闭位置传感器4和开启位置传感器6，当闸门摆动到关闭或开启的位置时，触发对应位置的位置传感器，传递位置信号至电机1的控制电路，实现电机停转，实现闸门的关闭和开启到位检测。关于控制闸门开启或关闭的正转信号或反转信号则可通过自助设备内部的控制系统提供给电机，关于自助设备的自动控制技术为常规技术，本实施例在此不做赘述。

以下结合图3和图4对比本实施例的凸轮自锁闸门的工作状态进行具体说明。

如图3所示，当闸门5处于关闭状态时，闸门板与关闭位置传感器4接触，此时电机1处于停止状态，闸门5上的控制销轴52位于自锁段311的端部，此时闸门5有自锁段311的内侧圆弧段构成自锁，闸门5不能够通过外部作用力打开。当自助设备发出打开闸门的信号时，电机1控制从动齿轮3逆时针转动，此时从动齿轮3的自锁段311相对于控制销轴52自由转动，当控制销轴52从自锁段311脱出滑动进入凸轮段312后，由于凸轮段312具有向齿轮转轴32逐渐靠近的趋势，此时凸轮段312的外侧曲面拉动控制销轴52向下顺时针摆动，进而带动闸门5顺时针摆动至开启状态，当闸门5触发开启位置传感器6后，控制电机1停转，此时控制销轴52为与凸轮段312的端部，如图4所示，由电机停转保持开启状态，由于凸轮的不能反向传动的特性，闸门能够保持打开状态。

如图4所示，当闸门5由打开状态切换为关闭状态时，自助设备发出关闭闸门的信号，电机1控制从动齿轮3顺时针转动，此时凸轮段312变为向齿轮转轴32逐渐远离的趋势，此时凸轮段312的内侧凸轮面推动控制销轴52向上逆时针摆动，进而带动闸门5逆时针摆动至关闭状态，当闸门5触发关闭位置传感器4后，控制电机1继续转动一定角度，此时控制销轴52已经从凸轮段312进入到自锁段311，从动齿轮3能够相对于已到位的闸门继续转动一定角度，直至控制销轴52滑动进入到自锁段311的端部位置的自锁点后停转，此时闸门5由从动齿轮上的自锁段311保持自锁，如图3中所示。

以上实施例描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的具体工作原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。