专利名称：直线电机驱动式自动感应门的制作方法
技术领域：
本实用新型属于自动感应门，特别涉及采用直线电机驱动的自动感应门。
背景技术：
自动感应门广泛用于各类建筑物中。安全、稳定、功能强大、低维修率一直是衡量自动感应门优劣的标准。而驱动装置作为自动感应门的核心装置，其技术性能更是直接关系到自动感应门的好坏。目前自动感应门的驱动装置是采用旋转电机作为动力，旋转电机经减速箱减速后通过齿条或皮带带动门页进行开闭动作。这种门存在的主要问题是硬件结构复杂、易磨损和老化、维修费用高等。其弊端体现在以下几个方面一、由于是机械传动，存在物理磨损，久而久之使其产生了较大的误差，致使门运行的可靠性和稳定性都相应的降低，因此必须经常对自动门进行调整与维护，才能抵消误差的作用；二、机械传动带来的噪音，在使用自动门的场所大都为办公楼、银行、酒店等特殊场所，对室内环境的要求较高，若因门的开关带来了噪音实为不雅；三、安全性能相对较差，自从自动门问世以来已经出现了许多安全事故，但由于目前自动门整体技术单一化并没有从根本上改进此问题；四、安装比较复杂，由于整体机械结构方面的复杂化带来了安装的复杂，这就要求安装工人施工时要特别仔细。
技术内容本实用新型的目的是为了解决现有自动感应门存在的缺点，而提供一种结构简单、可使门运行稳定、安全可靠、噪声极低的直线电机驱动式自动感应门。
本实用新型是这样实现发明目的的直线电机驱动式自动感应门包括直线长度的固定部件、运动部件、检测装置和微电脑控制器。其中运动部件上设有直线电机的动子，该动子是由若干块永磁体成直线排列而成，永磁体按磁极N、S交替排列，可任意长度的排列。固定部件上设有直线电机的定子，该定子是由若干铁芯线圈成直线排列而成，铁芯线圈的排列方式以3个为一组按照三相A、B、C顺序排列，可任意长度的排列。铁芯线圈与永磁体的尺寸关系为在铁芯线圈排列方向上，A、B、C三个线圈的总长度等于二个永磁体(N、S)的总长度，即对于每一组铁心线圈，在同一尺寸内，动子上永磁体数与定子上铁芯线圈数之比为23，如三个铁芯线圈的总长度为48mm，每个线圈长度为16mm，那么二个永磁体(N、S)的长度也为48mm，每块永磁体为24mm。也即单块永磁体长度尺寸与单个线圈长度尺寸对应关系为2∶3，如线圈为14mm那么单块永磁体为21mm；线圈为12mm那么单块磁铁为18mm。动子位于与定子上铁芯线圈相对应的位置，它们的位置可以是定子铁心线圈为上下排列而动子悬浮于定子铁心线圈的中间；或定子铁心线圈并排排列而动子悬浮于定子铁心线圈的正下方；或定子铁心线圈成倒U型排列而动子悬浮于倒U型的铁心线圈中间；或动子位于定子铁芯线圈之上。检测装置为三个霍尔传感器，它们分别设置在距离铁芯线圈组端部的位置分别为0.5倍铁芯线圈的长度、1倍铁芯线圈的长度、1.5倍铁芯线圈的长度，如铁芯线圈的长度为16mm，则三个霍尔传感器距离铁芯线圈组端部分别为8mm、16mm、24mm。之所以采用这种位置设置，是因为霍尔信号在该处变化时是铁芯线圈与动子之间磁场作用力方向发生改变的临界点，只有在此三个位置通过控制器改变铁芯线圈电流方向，才能保证磁场作用力方向的一致性。霍尔传感器通过导线与微电脑控制器连接。上述的动子和定子也可以分别由铁芯线圈和永磁体组成，这时永磁体作为固定部件固定，铁芯线圈作为运动部件运动。运动部件上固定有主动门页吊件，主动门页吊件用于固定并带动主动门页运动。固定部件上设置有从动门页吊件和滚轮，从动门页吊件用于安装另一扇从动门页。固定部件相对于运动部件固定，在保持运动部件上动子与固定部件上定子始终处于相对应位置的前提下，运动部件与固定部件或其它固定部件(其上未设有直线电机的定子)之间采用嵌合滑动配合，从动门页吊件与固定部件或其它固定部件(其上未设有直线电机的定子)之间也采用嵌合滑动配合，嵌合方式包括在相配合的两部件上分别设置凹槽与凸轨之间的嵌合、凹槽轮与凸轨之间的嵌合、凸轮与凹槽之间的配合，运动部件与固定部件之间采用嵌合方式的滑动配合，是为了使动子永磁体在一个方向上始终能保持与定子铁芯线圈的相对位置不变，即只能沿着一固定方向做直线往复运动，而在其它方向受到限制不能与定子做相对运动。运动部件上的主动门页吊件与固定部件上的从动门页吊件之间用绳状物经设置在固定部件上的滚轮连接，当运动部件带动主动门页运动时，通过绳状物的连接，可同时带动从动门页的运动，从而实现两门页的开闭。
本实用新型采用PWM(Pulse Width Modu Lation)控制技术，对直线电机的速度和位置进行控制。采用霍尔传感器为检测装置，检测动子永磁体与定子铁芯线圈之间的位置关系，从而确定给定子铁芯线圈的通电，微电脑控制器通过对霍尔传感器输入信号的处理，得出此刻电机的实际位置和运行速度(通过速度来调节PWM占空比)，并及时对电机的通电状况换相(这里需要求出一个准确的换相时序)，当电机达到一定的位置时采用反向制动，取代电机传统的反电势制动速度位置双闭环反馈，精确控制电机每拍运行的速度和位置，并把位置作为外环控制速度作为内环控制(PI控制，经过调试仅用P控制已能达到控制目的)，以达到最后所需位置的精确控制，防止门叶相撞。。
本实用新型的工作原理当铁芯线圈通交流电后，三相铁芯线圈在其两端产生成有规律交替变换的南北极磁场，线圈产生的磁场与永磁体动子产生吸力或者斥力，从而驱动永磁体动子的运行。
本实用新型的设计思想是采用直线电机作为自动感应门的驱动装置。由于该驱动装置结构主要为由铁芯线圈和永磁体组成固定部件和运动部件，而且铁芯线圈和永磁体之间不发生摩擦，所以它具有结构简单、安全稳定、维修率低、噪声小等优点。具体表现在以下几个方面一、因为机械结构简单，从而降低了机械磨损，减少了维护，系统的可靠性和稳定性都得到了提高，同时提高了安装的方便性；二、因为此系统没采用旋转电机和减速传动装置，因此门运行的阻力大大减少，再加上可以高精度的精确控制，大大提高了自动门的安全性能，就算停电此门也能象普通门一样手动开关自如；三、因为减少了机械摩擦，大大减少了门运行过程中的机械噪音；四、本实用新型的固定部件与运动部件可以根据需要任意加长，因此本装置结构适合任意宽度门框。
以下结合附图进一步详细说明本实用新型的技术方案。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的左视图。
图3为动子的剖视图。
图4为动子的俯视图。
图5为定子的示意图。
图6、图7分别为本实用新型工作原理示意图。
具体实施方式
见图1至图7，直线电机驱动式自动感应门包括直线长度的固定部件2、运动部件4、检测装置15和微电脑控制器10，其中运动部件4为直线电机的动子，动子是由若干块永磁体401包裹在铝型材内成直线排列而成，其中永磁体401的磁极相对放置，固定部件2上设有直线电机的定子，定子是由上下两条成直线排列的若干铁芯线圈3固定在固定部件2上而成，铁芯线圈3中的铁芯303为T字型的导磁铁芯，铁芯骨架302是由绝缘塑料组成，线圈301是由漆包线绕制而成，铁芯线圈3的排列方式以3个为一组按照A、B、C三相顺序排列，在线圈3排列方向上，每三个线圈3的总长度为48mm，其中每个线圈3长度为16mm，每二个永磁体401(N、S)的长度也为48mm，每块永磁体401为24mm。运动部件4的动子悬浮于上下排列的定子铁心线圈4中间。检测装置15为三个霍尔传感器，它们分别设置在距离铁芯线圈3组端部的8mm、16mm、24mm处，并通过导线与微电脑控制器10连接。运动部件4上通过支撑板6固定有二个主动门页吊件5，主动门页吊件5用于固定并带动主动门页运动。固定部件2上通过支撑板9设置有二个从动门页吊件8，固定部件2的两端固定有滚轮11，从动门页吊件8用于安装另一扇从动门页。固定部件2上设有上下导轨14、1，运动部件4上和从动门页吊件上的支撑板6、9上均设有上下凹槽滚轮13、12并卡在固定部件2上的导轨14、1上，形成运动部件4和从动门页吊件8与固定部件2之间的嵌合方式的滑动配合。运动部件4上的主动门页吊件5与固定部件上2的从动门页吊件8之间用钢丝绳经滚轮11连接。
作为本实用新型动力的直线电机，其运行过程可以结合图6、图7说明此直线电机为三相(A、B、C)交流直线电机，通过三个霍尔传感器15来检测动子永磁体401与定子铁芯线圈3之间的位置关系，从而来确定给定子铁芯线圈3的通电。当霍尔传感器检测到A与B相铁芯线圈3下面的永磁体401状态为N极，C相线圈3下面的永磁体401为S极时，若三相通电顺序为AC→B，根据奥斯特电生磁原理在线圈3A和C下面的磁极为S极，则线圈3B下面的磁极为N极，根据磁场同性相斥，异性相吸的原理从而把永磁体401动子驱动。图6表示动子向右运动，图7表示动子向左运动。
权利要求1.一种直线电机驱动式自动感应门，其特征在于包括直线长度的固定部件、运动部件、检测装置和微电脑控制器，其中运动部件上设有直线电机的动子，该动子是由若干块永磁体成直线排列而成，永磁体按磁极N、S交替排列；固定部件上设有直线电机的定子，该定子是由若干铁芯线圈成直线排列而成，铁芯线圈的排列方式以3个为一组按照三相A、B、C顺序排列，；铁芯线圈与永磁体的尺寸关系为在铁芯线圈排列方向上，A、B、C三个线圈的总长度等于二个永磁体(N、S)的总长度，即对于每一组铁心线圈，在同一尺寸内，动子上永磁体数与定子上铁芯线圈数之比为2∶3；动子位于与定子上铁芯线圈相对应的位置；检测装置为三个霍尔传感器，它们分别设置在距离铁芯线圈组端部的位置分别为0.5倍铁芯线圈的长度、1倍铁芯线圈的长度、1.5倍铁芯线圈的长度，霍尔传感器通过导线与微电脑控制器连接；运动部件上固定有主动门页吊件，固定部件上设置有从动门页吊件和滚轮；固定部件相对于运动部件固定，在保持运动部件上动子与固定部件上定子始终处于相对应位置的前提下，运动部件与固定部件或其它固定部件(其上未设有直线电机的定子)之间采用嵌合滑动配合；从动门页吊件与固定部件或其它固定部件(其上未设有直线电机的定子)之间也采用嵌合滑动配合；运动部件上的主动门页吊件与固定部件上的从动门页吊件之间用绳状物经设置在固定部件上的滚轮连接。
2.根据权利要求1所述的直线电机驱动式自动感应门，其特征在于所述的动子和定子分别由铁芯线圈和永磁体组成，这时永磁体作为固定部件，铁芯线圈作为运动部件。
3.根据权利要求1或2所述的直线电机驱动式自动感应门，其特征在于动子与定子上铁芯线圈相对应的位置可以是定子铁心线圈为上下排列而动子悬浮于定子铁心线圈的中间；或定子铁心线圈并排排列而动子悬浮于定子铁心线圈的正下方；或定子铁心线圈成倒U型排列而动子悬浮于倒U型的铁心线圈中间；或动子位于定子铁芯线圈之上。
4.根据权利要求1或2所述的直线电机驱动式自动感应门，其特征在于所述的嵌合滑动配合包括在相配合的两部件上分别设置凹槽与凸轨之间的嵌合、凹槽轮与凸轨之间的嵌合、凸轮与凹槽之间的配合。
5.根据权利要求3所述的直线电机驱动式自动感应门，其特征在于所述的嵌合滑动配合包括在相配合的两部件上分别设置凹槽与凸轨之间的嵌合、凹槽轮与凸轨之间的嵌合、凸轮与凹槽之间的配合。
专利摘要本实用新型公开了一种直线电机驱动式自动感应门，由固定部件、运动部件、检测装置和微电脑控制器组成，其中运动部件上设有直线电机的动子；固定部件上设有直线电机的定子；动子位于与定子上铁芯线圈相对应的位置，检测装置为三个霍尔传感器，霍尔传感器通过导线与微电脑控制器连接；运动部件上固定有主动门页吊件，固定部件上设置有从动门页吊件；运动部件和从动门页吊件均与固定部件采用嵌合滑动配合。本实用新型采用直线电机作为自动感应门的驱动装置。由于该驱动装置结构主要为由铁芯线圈和永磁体组成固定部件和运动部件，而且铁芯线圈和永磁体之间不发生摩擦，所以它具有结构简单、安全稳定、维修率低、噪声小等优点。
文档编号E05F15/00GK2844362SQ20052005278
公开日2006年12月6日 申请日期2005年12月15日 优先权日2005年12月15日
发明者谢文超 申请人:湖南天安门业科技有限公司