一种无轨电动伸缩门 【技术领域】
本实用新型涉及伸缩门技术领域，特别是一种适用于安装在各种进出口处使用的无轨电动伸缩门。
背景技术
目前，在政府机关、企事业单位的进出口大门处都使用电动伸缩门，其具有操作方便、占用空间少等优点，在现有技术中为确保伸缩门在开启和关闭过程中沿直线运动，主要是采用在伸缩门下面铺设固定的轨道，使伸缩门在行走过程沿中固定的轨道运动，这样不仅使伸缩门结构复杂、制造繁琐，而且导轨安装固定也相当复杂、费工费时并影响进出门口车辆的正常通过及伸缩门整体的美观，同时长时间使用后由于导轨本身的磨损(重型车辆的辗压变形及自身风吹雨打后的生锈)给伸缩门的行走带来偏差，影响伸缩门行走的可靠性及稳定性，针对上述问题，中国专利ZL02226583.X(公告号CN2535517Y)、ZL02115065.5(公开号1375611A)分别公开了一种无轨自动伸缩门，这两种伸缩门都是采用红外线或激光发送和接收装置来控制左、右两轮的两个电机，通过变频电路来改变左、右轮电机的电源频率或转速，从而改变伸缩架的行走方向来进行伸缩门直线行走的目的，这两种结构的伸缩门由于采用红外线或光信号与电源变频电路来分别控制左、右两轮的两套电机的速度来调较伸缩门的行走方向存在以下问题，一则结构组成复杂、成本高、功耗大、门体运行不流畅、平稳性差、转向灵活性差，二则采集的红外线或激光控制信号的可靠性差、偏差大，容易出现误动作，影响伸缩门地真正的直线行驶的可靠性，再则这两种装置均只适用于伸缩门直线行驶的场合，当某些区域要伸缩门按规定的弧形行走时无能为力。
【发明内容】
本实用新型的目的在于针对上述存在问题，提供一种结构简单、可靠性高、成本低、适用范围广的无轨电动伸缩门。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种无轨电动伸缩门，包括由多个门片依序连接组成的伸缩门体及牵引伸缩门体行走的驱动装置，其中伸缩门体及驱动装置底部分别设有若干行走轮，其特点是驱动装置包括有：
一座体，用于承载驱动装置的各部件；
一引导伸缩门体按规定的轨迹行走的引导带，其铺设在地面；
一用于监测伸缩门行走是否偏离规定轨迹的信号识别和拾取装置，其装置在座体上或座体外；
一信号处理和控制装置，用于处理信号识别和拾取装置拾取的信号并对后轮驱动机构和前轮转向机构进行控制；
一牵引伸缩门行走的后轮驱动机构；
一自动调校伸缩门行走方向的前轮转向机构。
其中为进一步提高本实用新型转向的灵活性和可靠性，上述后轮驱动机构包括驱动电机、差速传动装置，其中差速传动装置包括与驱动电机输出轴连接的传动链轮、壳体、锥齿轮I、II、III，其中传动链轮与壳体一体制成，壳体两端分别轴套在左、右两后轮轴上，锥齿轮I和锥齿轮II分别固定在左、右两后轮轴上并位于壳体内腔，锥齿轮III的头部可自转地套装在壳体一侧壁竖孔内，其锥齿端分别与锥齿轮I、II的锥齿端相啮合。
本实用新型由于采用利用引导带作为伸缩门行走轨迹参照物通过传感器来提取伸缩门行走偏离规定轨迹的信号并由该信号来控制前轮转向机构与后轮驱动机构的结构，既可以方便地根据伸缩门行走时与引导带之间的偏差而可靠地提取出偏差信号而控制前轮转向机构进行转向及回中动作，从而实现伸缩门行走的自动校正，使伸缩门始终沿着引导带行走，而且由于引导带既可以是铺设为直线也可以铺设为弧线，这样使伸缩门的行走不仅可以是直线的也可以是弧线的，从而有效增加伸缩门行走的多样性和适用范围；又可以利用前轮转向机构与后轮驱动机构之间的配合来平稳而可靠地牵引伸缩门行走并节省电能。同时由于在后轮驱动机构中采用差速传动装置，可以方便地通过差速传动装置来调节两后轮转向时的不同阻力，有效提高本实用新型转向的灵敏性和稳定性，保证伸缩门行走的平稳性，且本实用新型结构简单、制造容易、成本低。
以下结合附图详细描述本实用新型的基本结构与工作原理：
【附图说明】
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的俯视结构示意图；
图3是本实用新型另一实施方案的俯视结构示意图；
图4是本实用新型驱动装置的结构示意图；
图5是本实用新型驱动装置的俯视结构示意图；
图6是本实用新型驱动装置的剖视结构示意图；
图7是本实用新型驱动装置的差速传动装置的结构示意图；
图8是本实用新型转向机构另一实施方案的结构示意图；
图9是本实用新型转向机构再一实施方案的结构示意图；
图10是本实用新型的控制原理方框图。
【具体实施方式】
如图1～图10所示，本实用新型包括由多个门片依序连接组成的伸缩门体1及牵引伸缩门体1行走的驱动装置2，其中伸缩门体1及驱动装置2底部分别设有若干行走轮，其特点是驱动装置包括有：
一座体21，用于承载驱动装置2的各部件，其中所承载的驱动装置2的部件主要包括前轮部件及前轮转向机构26、后轮部件及后轮转向机构25、信号识别与拾取装置23及信号处理和控制装置24、机头装饰物等部件。
一引导伸缩门体1按规定的轨迹行走的引导带22，其铺设在位于伸缩门的起点位置和终点位置之间的地面上，其主要采用传感器可以感应到的金属条或具有磁性的非金属条等，这样通过预先在地面上或地下简单地铺设导引带21作为伸缩门行走的参照物，而且因导引带21铺设的方式既可以是直线也可以是弧形的，就可以使伸缩门的行走既可以是普通的直线行走也可以是特殊的弧线行走。而且这种安装又不受长短远近的限制和不怕风吹雨打及汽车辗压，保证伸缩门使用寿命长并使伸缩门安装更加简单、外表更加靓丽。
一用于监测伸缩门行走是否偏离规定轨迹的信号识别和拾取装置23，其装置在座体21上或座体21外，该信号识别和拾取装置23包括装置在座体21或伸缩门体1底部的按左、中、右顺序排列的分别位于引导带22左上方、正上方、右上方的三个传感器231、232、233，这样通过三个传感器就可以分别感应到伸缩门的行走是偏左、偏右还是居中沿着导引带21，从而可靠地提取出伸缩门行走的方向是否偏离轨迹的判断信号，为驱动装置2提供一个真实有效的控制信号。
一信号处理和控制装置24，用于处理信号识别和拾取装置拾取的信号并对驱动机构和转向机构进行控制，该信号处理和控制装置24包括主控CPU和功放及零位开关，其中上述各传感器231、232、233拾取的信号分别送入到主控CPU，主控CPU根据所述信号通过功放及零位开关242来控制驱动装置2的转向及回中动作。
一牵引伸缩门行走的后轮驱动机构25，为有效保证伸缩门在转向过程中的行走平稳，该后轮驱动机构25包括驱动电机251、差速传动装置，其中差速传动装置包括与驱动电机251输出轴连接的传动链轮252、壳体253、锥齿轮I、II、III254、255、256，其中传动链轮252与壳体253一体制成，壳体253两端分别轴套在左、右两后轮轴211、212上，具有相同传动比的锥齿轮I254和锥齿轮II255分别固定在左、右两后轮轴211、212上并位于壳体253内腔，锥齿轮III256的头部可自转地套装在壳体253一侧壁竖孔内，其锥齿端分别与锥齿轮I254、锥齿轮I255I的锥齿端相啮合。为进一步保证差速传动装置的动作平稳性，上述差速传动装置还包括有一个与锥齿轮III256具有相同传动比的锥齿轮IV257，该锥齿轮IV257的头部可自转地套装在壳体253上对应锥齿轮III256的正对面侧壁竖孔内，其锥齿端分别与锥齿轮I254、锥齿轮II255的锥齿端相啮合。这样当驱动电机251通过链条带动传动链轮252转动时，差速器壳体253通过锥齿轮III256与装置在两后轮轴的锥齿轮I254、锥齿轮II255的啮合带动两后轴和两后轮转动。当转向轮(左、右前轮)无转向角度时，两驱动后轮阻力相同，因而锥齿轮III256的左右转矩相同，锥齿轮III256无自转力矩不会形成自转，只起连接键的作用。当转向轮转动一定的角度时，靠近转动圆弧内侧的驱动后轮磨擦阻力增大，其对应的锥齿轮在随传动链轮转动的同时由于左右转矩不平衡开始自转，通过锥齿轮III256和锥齿轮I、II使两驱动轮产生差动，靠近转动圆弧内侧的驱动轮速度减慢，外侧驱动后轮速度加快，因此转向能轻松完成。本实用新型的差速器与后轴上的驱动链轮(或齿轮或蜗轮)合二为一，既可以带动后轴及后轮运转，又可以通过差动调节转向时两后轮的不同阻力，保证了转向的灵敏性。
一自动调校伸缩门行走方向的前轮转向机构26，其中前轮转向及回中的结构组成多种多样，本实施例中，上述前轮转向机构26包括受控于信号处理和控制装置24的动力源261、与左、右两前轮轴213、214连接的转向摆杆262、连接动力源261与转向摆杆262的连杆263，其中转向摆杆262可绕其中心支点摆动地装置在底座21上，其两端分别与左、右两前轮轴213、214连接并带动两前轮轴213、214作左、右摆动，且该转向摆杆262的一端与装置在底座21上的轴座264连接，连杆263一端与该轴座264枢接并带动该轴座264转动并由此同步带动转向摆杆262摆动，并通过该转向摆杆262的摆动来带动两前轮转动，其另一端与动力源261连接。同时转向的动力源的结构组成也多种多样，可以是采用微型电机作为动力来带动两前轮进行转向和回中，此时上述动力源261包括转向电机及其传动付，其中传动付为蜗轮——蜗杆机构，蜗轮一端固定在转向电机输出轴上，蜗杆与上述连杆263一端连接并通过连杆263推动轴座264转动。也可以是采用通电的电线圈与铁芯体之间的磁场力来作为动力源261，此时上述动力源261包括两个受控于信号处理与控制装置264的电线圈、分别可滑动地套置在电线圈内的铁芯体及其复位装置、连接两铁芯体的推拉杆，其中上述连杆263的一端与所述推拉杆的中心点连接并由推拉杆带动连杆263推动轴座264转动而带动摆杆262摆动。同时本转向机构的回中复位装置的结构组成也多种多样，既可以是上述复位装置为分别位于各铁芯体及对应的电线圈之间的两复位弹簧。也可以是上述复位装置为包括与推拉杆连接的磁铁I及位于磁铁I两侧面的与磁铁I反极性分布排列的磁铁II及磁铁III。这样通过将转向与回中结构与驱动机构分别采用不同的动力源，即驱动电机可以选用单相或三相交流电机，独立完成驱动行走动作，转向电机选用小功率的交流或直流电机，独立完成转向动作。两台电机独立工作，使伸缩门在行走的过程中自动修正方向。从而克服了两台相同功率的电机分别驱动左右边的两轮，并通过两台电机不间断的开停或差速来实现转向时所造成的功耗大及门体运行不流畅的缺点。并可以选用小功率的微型电机或通电的电线圈来单独控制伸缩门的转向，既可节省电能又有效保证伸缩门整体行走的平稳。
同时为进一步有利于伸缩门的可靠关闭和开启，上述伸缩门的驱动装置还包括有一个开门终点行程开关61及两个关门终点行程开关62用以控制驱动装置2的进行和停止，从而保证伸缩门能可靠地进行开启和关闭，而且为使本实用新型可进一步有效防止伸缩门被抬起翻倒，伸缩门前面装有可伸入到安装在地面上的固定器内的固定舌，从而在伸缩门运行到关门的终点位置时，可通过其固定舌与固定器的锁紧有效防止伸缩门的被抬起翻倒。
本实用新型的基本工作过程和基本原理是：首先，通过驱动装置2的驱动电机带动伸缩门行走，在伸缩门行走过程中，当中间传感器232检测到参照物——导引带21时，检测信号进入信号处理与控制装置经处理输出到转向电机，转向电机通过转向摆杆及连杆推动前面的转向轮转动至与长条形导引带21成零角度运行。当中间传感器232无检测信号而左侧边的传感器231检测到导引带21，其检测的信号经信号处理与控制装置处理并输出到转向电机，转向电机通过转向摆杆及连杆推动转向轮向右侧转动至与长条形导引带21成α角度运行，当两侧并排多个传感器时，可以使转向轮转动多种不同的角度运行。当运行到中间传感器232能检测到导引带21时，与前面的程序一样，转向轮恢复到零角度，此时零位开关传感器起作用，转向电机停止工作，保持开门机在零角度位置运行。当右侧传感器检测到导引带21时，转向轮向左转动运行其至回复到零角度位置运行。通过开门位置行程开关可以控制伸缩门起始位置，从而可以通过传感识别器231、232、233检测其与导引带21之间的关系来控制转向电机推动转向轮修正运行方向，使伸缩门开门机始终沿着轨迹参照物——导引带21运行。