具有道闸杆重力抵消系统的杆式道闸 【技术领域】
本发明涉及一种配有马达的杆式道闸设备，其无需调整平衡系统就能使道闸杆安装成向右侧或左侧打开。
背景技术
已知在杆式道闸设备情况下，需要至少部分地抵消道闸杆重力所产生的力矩。此力矩在道闸杆从竖直位置到水平位置(以及从水平位置到竖直位置)的运动过程中变化很大。
为了执行这种抵消操作，已经提出了各种机构。例如，已提出连接在设备框架和自道闸杆旋转轴突伸的合适的臂之间的螺旋平衡轮。在道闸杆朝水平位置旋转的过程中，弹簧伸长，以抵消道闸杆的重力力矩。当必需向右侧打开而不是向左侧打开时，要么弹簧的紧固点必须对称地移动，要么整个设备必须绕其竖直轴线移动180°，因此输出轴总是完成相同的旋转。第一种解决方案要求手动干预，但由于高的弹簧张力等因素，这并不总是能容易完成。第二种解决方案会使得：当在同一通道两侧使用两个对置的耦联道闸时，首先在视觉上，右侧道闸相对于左侧道闸(沿相反方向转动)在外观上不对称。进一步地，道闸杆的手动释放机构可使得它本身朝界定入口的固定壁转动，其后果是在动力驱动出现故障或动力停断的情况下，操作难于或不可能进行。
为了尝试并获得较好平衡同时占据较少空间，也提出使用设置在道闸杆旋转轴线上的扭转弹簧。但是，在这种解决方案情况下，由于必需移除弹簧并使弹簧在轴(也需要被移动)上反转，因此弹簧作用的方向变化更加复杂化。因此，在扭转弹簧的情况下，优选将整个道闸转动180°，结果出现上文提及的不对称问题。
【发明内容】
本发明的总的目的是克服上述缺陷，提供一种带有平衡系统的道闸设备，该平衡系统能无差别地抵消向右侧打开或向左侧打开的道闸杆。
鉴于上述目的，根据本发明，已制成一种配有马达的杆式道闸设备，包括：支撑道闸杆的轴；用于使轴旋转的马达单元；以及用于抵消道闸杆重力在轴上所产生的力矩的抵消单元，其中，抵消单元包括同轴卷绕在轴上的扭转弹簧，扭转弹簧具有第一端部和第二端部，当轴自中性位置开始沿第一方向转动时，第一端部由于轴的旋转而被推压以旋紧扭转弹簧，而当轴自中性位置开始沿相反的第二方向转动时，第二端部由于轴的旋转而被推压以旋紧扭转弹簧，从而能够在自所述中性位置开始的两个旋转方向上至少部分地抵消由所述道闸杆的重力所产生的力矩。
【附图说明】
为了更清楚地解释本发明相对于现有技术的创新性原理及其优点，下文将借助于附图描述应用了这种原理的可行示例性实施方式。附图中：
图1示出根据本发明的道闸设备的局部示意性立体图；
图2示出图1设备的示意性平面图；
图3示出图1设备的后部部分的局部示意性立体图；
图4示出图1设备的释放元件的局部示意性立体图；以及
图5示出配备有壁紧固件的图1道闸设备的后部立体图。
【具体实施方式】
参见附图，图1示出(以虚线示出已移除的封盖)总体上以10标示的杆式道闸设备。
设备10包括本体11，本体11容置连接到旋转轴14的马达单元12和平衡单元13，用于安装道闸杆16的板15紧固到旋转轴14上。
如可从图2中更清楚观察到的(其中已部分移除一些封盖件)，旋转轴14(由一对轴承17和18支撑)支撑齿轮19，齿轮马达21的小齿轮20啮合到齿轮19上。有利地，如稍后将会清楚的，齿轮19借助于由操作杆23(如果必要，该操作杆可由未示出的需用钥匙打开的盖来保护)驱动的释放系统22以可释放的方式接合到该轴上。
轴14穿过平衡单元13的扭转弹簧24，并且在后部突出从而一体地支撑一臂25，臂25支撑一推力销26，推力销26与轴14平行并在径向上与其相隔一定间距。
扭转弹簧具有第一端部27和第二端部28，当轴自中性位置(对应于位于竖直位置的道闸杆)开始沿第一方向转动时，第一端部27被推压以旋紧扭转弹簧，而当轴自中性位置开始沿相反地第二方向转动时，第二端部28被推压以旋紧扭转弹簧。
特别地，如同样可从图2中清楚观察到的，在该竖直道闸杆位置，扭转弹簧24的这两个端部27和28沿径向延伸以沿扭转弹簧张力方向对称地搁置在销26的两侧上。有利地，扭转弹簧将被预加载，以有利于以期望的力将杆稳固地保持于竖直位置。
还设置有扭转弹簧端部的单向止挡装置，以阻止扭转弹簧各端部沿与自中性位置开始旋紧扭转弹簧的销的推动方向的相反方向的运动。这些单向止挡装置有利地由形成于扭转弹簧的覆盖外壳内的槽隙29、30的底部或端部部分形成，扭转弹簧的端部穿过该槽隙。
道闸杆为了完成其关闭运动，必须转动90°(在图示情况下沿逆时针方向)，有利地在两个机械止挡件之间转动90°。两个机械止挡件之一是可移动的，这是因为当欲使道闸杆反向旋转时，杆必须从同一竖直位置开始沿相反的方向转动，然后杆将会遇到另一固定的止挡件。
如图3更清楚示出的，在运动过程中，后部操作杆25从竖直位置(实线所示)转动90°至水平位置(虚线所示)。可以想到设置机械止挡装置以将轴旋转运动限制于道闸杆的竖直位置和水平位置之间。这种机械止挡装置还是能调整的，以相对于道闸杆竖直位置选择性地沿顺时针方向或沿逆时针方向到达水平位置。这两个位置之间的运动有利地分别由竖直位置止挡件31和水平位置止挡件32限定。竖直止挡件制成可反转使用的板31的形状，因此它能被安装成阻止进一步的逆时针运动(如图2示出的)或者是顺时针运动(通过翻转该板至操作杆的右侧来实现，如图2中虚线所示)，并因而实现上述的可移动的止挡件。在顺时针运动的情况下，操作杆的水平位置将翻转到左侧，且水平止挡件将是止挡件33(其与止挡件32镜像对称)。
当设备照图示中的方式安装时，在操作杆从竖直位置运动到水平位置时(在图1的逆时针运动的情况下)，销26移动扭转弹簧的端部27，同时端部28由止挡座30保持阻挡。当需要道闸沿相反方向操作时，简单转换竖直止挡件31，使得当适当地操作齿轮马达时，道闸杆沿顺时针方向从竖直位置移到水平位置，同时销26移动扭转弹簧的端部28，且端部27由止挡座29保持阻挡。在这两种情况下，扭转弹簧(根据道闸杆的重量适当地确定尺寸)以完全对称方式产生所需的平衡效果。
在道闸杆相对于旋转轴线偏心的情况下(如图所示)，也可以反转该板15和道闸杆在该板上的位置，以获得在向右侧打开和向左侧打开两种情况下完全对称的运动。
图4更详细地示出道闸杆释放系统，其在道闸杆必需手动操作时进行操作，同时保持扭转弹簧的平衡效果。如前文提及的，释放的目的是使道闸杆不再受不能反转的齿轮马达的约束。
为此目的，释放系统包括用于齿轮19和轴14之间接合的可释放的接合装置。有利地，该接合装置包括细长元件35，细长元件35在轴14上的沟槽或铣槽36处横向穿过轴14，以能够克服推力弹簧37的作用沿轴的轴向滑动。推力弹簧37将细长元件35推入位于与齿轮19一体的套筒39的径向座38内，其中套筒39在轴14上能自由转动。
通过操作操作杆23，一操作销40(如图2中的虚线所示)能在轴14内沿轴向滑动以推动细长元件35，使细长元件35与套筒39脱离。
有利地，套筒39具有若干个以一定角度(例如，每隔30°)间隔的径向座，因此道闸杆能在多个中间位置被重新阻挡。
至此，应该已经清楚本发明的目的是如何实现的，本发明提供了一种无需对平衡设备施加干预就允许在两个方向上均使道闸杆平衡的设备。道闸杆的平衡是通过旋转在道闸杆运动过程中卷紧扭转弹簧的扭转弹簧末端而完成的：为了在相反应用中平衡道闸杆，将道闸杆简单地旋转180°(如果需要可以通过支撑设备完成)，反转可移动的止挡件，以此方式输出轴通过沿相反方向转动而将移动另一扭转弹簧末端(同时第一扭转弹簧末端将保持静止)，从而容许道闸杆平衡。
所述设备的另一优点是当在入口处存在两个对置道闸时，具有位于同一侧的释放装置。
应该注意到，与普通道闸不同，道闸杆平衡是有利地通过与扭转弹簧的扭转成正比的力矩实现的。这样，能根据道闸杆的重量适当地选择扭转弹簧，使得扭转弹簧产生的力矩与道闸杆重力产生的相反力矩非常相似，并且在整个道闸杆运动过程中，马达能以最小负载运行，因此几乎以最大空转速度运转。
这些道闸杆的尺寸可有利地形成为使得在它们最大长度时相对于旋转中心具有相同的静力矩，并且当道闸杆需要缩短(在一定限度内)时，为了确保最佳的道闸操作，简单添加合适的配重以抵消减少的静力矩。这样，将不必针对不同道闸杆长度设置不同的弹簧。
根据本发明的设备也具有无需现有技术的传统基座就能够直接固定到壁部上的新颖特性，这是由于：抵消系统的创新性结构使得设备沿竖直方向具有紧凑形状和有限深度、能够在正面进行释放操作、并且无需转动致动器本体就能实现道闸杆打开/关闭方向的反转。图5完整示出带有支撑装置41的图1的设备，支撑装置41有利地能固定到本体11的基部，并且在后部具有用于安装至壁部的固定装置42(例如具有螺旋形地锚的孔)。
从本质上讲，上述对应用了本发明创新性原理的实施方式的描述是对此创新性原理进行的示例性描述，因此不应当理解为对本文所要求的权利要求范围的限制。例如，道闸杆相对于旋转轴线的位置及其安装系统可根据包括美观要求在内的具体要求而改变。如果需要，与两个极限道闸杆旋转位置的机械止挡件干涉的臂可与推力销26的支撑臂分开。道闸杆释放装置也可省略或与上述有利描述的情形不同。