专利名称：一种旋转门信号转接装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电气技术领域，特别是指一种旋转门信号转接装置。
背景技术：
旋转门因其给人大方、气派和奢华的感觉，以及能实现旋转门与平滑门交错使用的功能，其越来越广泛地应用于酒店、大型商场、机场、办公楼等公共场合。随着客户需求及安全标准的提升，控制及传动技术的不断进步，旋转门对电力、信号的传输和位置信号检测与控制的要求也越来越高。通常情况下，高性能的旋转门均使用集电环和编码器组件，来提高其综合性能；所述编码器的分度信号用于定位较精确的位置、角速度计算和位置的检测与控制；所述集电环的功能是将静态部件上的电源和电信号通过导电环和电刷可靠的传输到旋转部件上，从而实现旋转部件的运动和控制。受旋转门华盖最小安装高度的限制，除去定芯法兰与平滑门吊装空间的高度，集电环与编码器组件的高度越小，越便于安装、维护与操作，也有利于降低成本及提高配件的使用寿命。设计和制造结构优异的集电环与编码器组合件，是旋转门的关键技术之一。现有的旋转门，华盖最小高度一般不超过300mm，除去定芯法兰和平滑门所需吊装空间约200_的高度外，剩余高度空间则安装集电环和编码器组件。为了能够在有限的高度空间中安装集电环和编码器组件，通常采用盘式集电环和编码器组合以及环式集电环和编码器组合两种组合形式。参照附图1，所示为盘式集电环6和编码器I组合方式示意图。两者竖向叠加并位于旋转门的旋转中心；盘式集电环6由铜质导电环4、绝缘体5、电刷2和刷架3组成；导电环4同心逐层向外扩展。工作时，电刷2同步绕集电环圆心旋转，滑动接触导电环4表面进行电力和信号的传输；编码器I随集电环6旋转部分同步旋转，进行角速度计算和位置的检测与控制。整体高度一般< 80mm，满足使用要求。盘式集电环和编码器组合的缺点在于，这种组合形式以增大横向水平面积的方式解决了安装高度的限制，却以缩短配件使用寿命的方式来实现高度尺寸的压缩。其原因在于，盘式集电环，其导电环同心逐层向外扩展，每扩展一圈，圆周周长增加一定长度，电刷角速度一致，外圈电刷的线速度远大于内圈，致使外圈导电环及电刷受磨损程度更为严重，降低其使用寿命。盘式集电环的外环与内环寿命相差较大，外环的寿命又决定了整个集电环的寿命，所以如果使用贵金属，会因集电环外圈导电环的寿命短而浪费材料，增加成本。参照附图2，所示为环式集电环6和编码器I组合方式示意图，编码器位于集电环环体内，两者旋转轴轴心相同；环式集电环6由铜质导电环4、绝缘体5、贵金属电刷2和刷架3组成；环体空心处放置编码器I。参照附图3，所示为环式集电环6的俯视图。工作时，贵金属电刷2接触导电环4传输电力和信号，编码器I进行角速度计算、位置的检测和控制。整体高度也可以< 80_，满足使用要求。[0009]环式集电环和编码器组合的缺点在于，这种组合形式导电环竖向排列，不存在电刷线速度不一致的情况，但内置编码器增大了导电环的直径，同样会降低使用寿命；其次，如图3所示，导电环环体半径增大，相应的贵金属电刷长度增长，导致成本增加；并且，由于编码器内置于集电环体内，在隔离不佳的状态下，容易对编码器信号形成干扰。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种旋转门信号转接装置，其结构紧凑，并且有利于延长集电环和编码器组件使用寿命以及提高该组件的性能。基于上述目的本实用新型提供的一种旋转门信号转接装置，包括编码器、集电环、和转接机构；所述转接机构用于耦合所述编码器和集电环，使得所述集电环和编码器同步传动。在一个实施例中，所述集电环外形为圆柱形。在另一个实施例中，所述集电环包括多个强导电环和多个弱导电环并自上至下成同轴柱式排列，且所述导电环间由绝缘隔离环绝缘隔离。在另一个实施例中，所述强导电环为9个和所述弱导电环为3个。在另一个实施例中，所述集电环包括竖直设置的刷架和与所述导电环一一对应的多个电刷并自上至下排列。在另一个实施例中，所述编码器为增量型编码器。在另一个实施例中，所述编码器包括编码器转轴，所述集电环包括集电环旋转芯轴，所述转接机构包括与所述编码器转轴相连的编码器齿轮和与所述集电环旋转芯轴转动连接的集电环齿轮，所述编码器齿轮与集电环齿轮啮合。在另一个实施例中，所述集电环包括集电环固定外壳，其与所述集电环齿轮为一体成型结构，并且通过滚动轴承装配在所述集电环旋转芯轴上。在另一个实施例中，其还包括一底座，所述集电环旋转芯轴、编码器、和底座固定为一整体；所述底座固定连接旋转门，所述集电环旋转芯轴的轴线与旋转门旋转中心线重
入
口 ο在另一个实施例中，所述编码器包括编码器转轴，所述集电环包括集电环旋转芯轴，所述转接机构包括与编码器转轴相连且绕该转轴转动的编码器辊轮和与集电环旋转芯轴相连且绕该转轴转动的集电环辊轮，所述编码器辊轮与集电环辊轮通过一根皮带传动连接；或者，所述转接机构包括与所述编码器转轴相连的编码器齿轮和与所述集电环旋转芯轴转动连接的集电环齿轮，所述编码器齿轮与集电环齿轮通过一根链条传动连接。从上面所述可以看出，本实用新型提供的一种旋转门信号转接装置，其结构新颖、紧凑，有利于延长使用寿命及提高性能；进一步的，采用柱式集电环和编码器的横向并列排列结构，在有效解决安装高度的同时，大大提高了集电环的使用寿命，并降低成本。优选的，所述集电环和编码器相连，并不是采用一种简单的竖向叠加或内置的形式，它通过设计一种底座，使集电环和编码器置于其上并横向并列排列；与集电环固定外壳成一体结构的集电环齿轮与编码器下面的独立编码器齿轮相啮合，实现集电环和编码器的同步相对运动。所述集电环采用柱式结构，占用少量高度空间并延长使用寿命；而进一步的，所述电刷采用更少的贵金属，降低了生产成本；并且所述电刷同时采用耐磨性和传导性都优良的电刷能够更加可靠的传输动力电和信号。集电环优异的结构和良好的传导耗材，使用寿命大大的长于盘式集电环和环式集电环，并具有电力和信号传输的良好功能；通过齿轮啮合的编码器，能够根据实际使用要求准确的设置旋转门的不同特定位置，精准的记录旋转门的旋转次数，并对记录的数据进行角速度计算、位置的检测和控制。较佳的，所述集电环旋转芯轴位于旋转门旋转中心，所述底座固定于旋转门门体上，底座、集电环旋转芯轴、编码器和旋转门门体的同步旋转通过编码器下部的编码器齿轮啮合使集电环也相对旋转。这种结合体结构，集电环结构选用合理，耗材成本低，能够延长使用寿命；编码器能实现多个位置的闭环、信号采集、处理和修正，并进行角速度计算等，以数字化的形式体现。这种优良结合体结构，具有优越的使用性能，更经济，更适用。
图1为现有技术I的盘式集电环和编码器组合方式示意图；图2为现有技术2的环式集电环和编码器组合方式示意图；图3为现有技术2的环式集电环俯视图；图4为本实用新型所提供的旋转门信号转接装置实施例的主视图；图5为本实用新型所提供的旋转门信号转接装置实施例的俯视图；图6为本实用新型所提供的旋转门信号转接装置实施例的剖视图；图7为本实用新型所提供的旋转门信号转接装置实施例的旋转门控制系统示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。本实用新型所提供的一种旋转门信号转接装置，包括编码器、集电环、和转接机构；所述转接机构用于耦合所述编码器和集电环，使得所述集电环和编码器同步传动。参照附图4至6，分别为本实用新型所提供的旋转门信号转接装置实施例的主视图、俯视图和剖视图。所述旋转门信号转接装置，包括编码器1、集电环6、和转接机构7 ;所述编码器I包括编码器转轴15，所述集电环6外形为圆柱形，包括电刷2、竖直设置的刷架3、导电环4、集电环固定外壳8、集电环旋转芯轴9，其中，导电环4包括多个强导电环和多个弱导电环并自上至下成同轴柱式排列，且所述导电环4间由绝缘隔离环绝缘隔离，与所述导电环4 一一对应的多个电刷2自上至下排列；所述转接机构7包括与编码器转轴15固定相连的编码器齿轮10和与集电环旋转芯轴9转动连接的集电环齿轮11，所述集电环固定外壳8与所述集电环齿轮11为一体成型结构；通过所述编码器齿轮10与集电环齿轮11的啮合，将所述编码器I和集电环6耦合，使得所述集电环6和编码器I同步传动。较佳的,所述旋转门信号转接装置还包括一底座16、滚动轴承17,所述集电环旋转芯轴9、编码器I和底座16固定连接为一整体；所述集电环旋转芯轴9的轴线与旋转门旋转中心线重合，且所述底座16底部固定连接旋转门的旋转机构(即旋转门旋转的部分)；并且，所述集电环固定外壳8与所述集电环齿轮11的一体成型结构通过所述滚动轴承17装配在所述集电环旋转芯轴9上，且所述一体成型结构与所述旋转门的内部固定机构(即旋转门内部固定不动的部分)固定连接。优选的，所述编码器I为增量型编码器；所述集电环6，由9个强导电环和3个弱导电环组成，并自上至下成柱式排列，每个导电环4间由绝缘隔离环相隔；集电环旋转芯轴9位于集电环6的中心；弱导电环电刷采用优质贵金属材料，传输性能好，强导电环电刷采用大电流耐磨导电材料，有较高的负载传输能力。参考附图7，为本实用新型所提供的旋转门信号转接装置实施例的旋转门控制系统示意图。所述旋转门控制系统包括主控制器、外部辅助控制器、旋转门信号转接装置、以及输出端；所述旋转门信号转接装置则由集电环、编码器和转接机构组成。所述的旋转门信号转接装置所应用于的旋转门，其所述的外部辅助控制器连接控制所述旋转门的外部固定机构，所述主控制器和输出端连接控制所述旋转门的旋转机构，所述旋转门信号转接装置，即集电环、编码器和转接机构的结合体，成为一种所述外部固定机构和所述旋转机构的信号传输装置。采用所述旋转门信号转接装置并配合所述控制系统的旋转门，其工作过程如下所述外部辅助控制器采集外部传感器信号、功能要求信号并通过导电环引线12(参考附图6 )传输这两种信号和电力到所述集电环6，所述集电环6接收该信号和电力并将其通过电刷引线14 (参考附图6)传输至所述主控制器，所述主控制器接收该信号和电力并进行相应的信号处理，供输出端使用。整个过程中，所述外部辅助控制器采集的静态信号通过所述集电环传输到动态的所述主控制器，从而完成动电力和信号的传输，使旋转门自动旋转。当旋转门的旋转机构做圆周轨迹整体旋转的运动时，由于所述集电环旋转芯轴9、编码器I和底座16固定为一整体，所述集电环旋转芯轴9的轴线与旋转门旋转中心线重合，且所述底座16底部固定连接旋转门的旋转机构；当集电环底座16随旋转门旋转机构的旋转而绕所述旋转门旋转中心线公转且所述集电环旋转芯轴9绕所述旋转门旋转中心线旋转(同时也是自转)时，与底座16固定连接的编码器I和与编码器转轴15固定连接的编码器齿轮10被所述底座16和门体的旋转带动而进行绕所述旋转门旋转中心线公转的旋转运动；当编码器齿轮10因为绕所述旋转门旋转中心线旋转而产生位移时，又由于所述集电环固定外壳8与所述旋转门内部固定机构固定连接(即其相对地面静止)而所述集电环固定外壳8与集电环齿轮11为一体成型结构，同时编码器齿轮10与所述集电环齿轮11哨合，使得所述编码器齿轮10同时开始绕所述编码器I的轴线自转，并且由于所述编码器齿轮10与编码器转轴15固定连接，因此带动所述编码器转轴15也绕所述编码器I的轴线自转，所述编码器转轴15的轴线与编码器I的轴线重合，从而实现编码器转轴15和集电环旋转芯轴9之间的相对运动。而进一步的，编码器采用增量式编码器，其外接信号线13(参考附图6)同所述主控制器相连，编码器I将其旋转位移转换成周期性的电信号，再把电信号转换成计数脉冲，用以对旋转门的角速度进行计算、对其位置进行检测与控制；编码器I自转一周则记录一圈，其记录数据同步传输至所述主控制器内的安装主板上，以数字形式显示编码器I记录的数据；编码器I内部圆周划分为2000等分份，此等分份在所述主控制器内的安装主板上同样以数字的形式体现，根据此等分份，可以精准的在所述主控制器安装主板等分份的位置上设定旋转门的所有要求功能的特定位置，同时所述主控制器上的设位会反馈回编码器1，实现编码器I上不同设位控制门体的不同设位。而与此同时，所述集电环6又将上述外部辅助控制器采集到的电力和信号传输给旋转门的旋转部分。通过上述可以看出，所述的旋转门信号转接装置中的编码器作用在于，其分度信号用于记录旋转门的旋转参数，可以精确设定旋转门的特定位置，并对其进行角速度计算、位置的检测与控制；而集电环的作用则在于，将静态部件上的电源和电信号通过导电环和电刷可靠的传输到旋转机构上，从而实现旋转机构的运动和控制。本实用新型所提供的一种旋转门信号转接装置，是集电环和编码器的结合体，实现外部电力和信号的可靠传输，同时实现门体位置的设置和检测、角速度计算和控制。进一步的，编码器、编码器齿轮、底座、以及集电环旋转芯轴同旋转门门体同步旋转；集电环与编码器通过与集电环固定外壳一体的集电环齿轮和编码器齿轮的啮合实现相对静止和旋转；所述集电环有效的传输旋转门的动力电和信号，所述编码器则计算旋转门的角速度、位置的检测与控制。本实用新型所提供的一种旋转门信号转接装置，其结构新颖、紧凑，有利于延长使用寿命及提高性能；进一步的，采用柱式集电环和编码器的横向并列排列结构，在有效解决安装高度的同时，大大提高了集电环的使用寿命，并降低成本。优选的，所述集电环和编码器相连，并不是采用一种简单的竖向叠加或内置的形式，它通过设计一种底座，使集电环和编码器置于其上并横向并列排列；与集电环固定外壳成一体结构的集电环齿轮与编码器下面的独立编码器齿轮相啮合，实现集电环和编码器的同步相对运动。所述集电环采用柱式结构，占用少量高度空间并延长使用寿命；而进一步的，所述电刷采用更少的贵金属，降低了生产成本；并且所述电刷同时采用耐磨性和传导性都优良的电刷能够更加可靠的传输动力电和信号。集电环优异的结构和良好的传导耗材，使用寿命大大的长于盘式集电环和环式集电环，并具有电力和信号传输的良好功能；通过齿轮啮合的编码器，能够根据实际使用要求准确的设置旋转门的不同特定位置，精准的记录旋转门的旋转次数，并对记录的数据进行角速度计算、位置的检测和控制。较佳的，所述集电环旋转芯轴位于旋转门旋转中心，所述底座固定于旋转门门体上，底座、集电环旋转芯轴、编码器和旋转门门体的同步旋转通过编码器下部的编码器齿轮啮合使集电环也相对旋转。这种结合体结构，集电环结构选用合理，耗材成本低，能够延长使用寿命；编码器能实现多个位置的闭环、信号采集、处理和修正，并进行角速度计算等，以数字化的形式体现。这种优良结合体结构，具有优越的使用性能，更经济，更适用。上述实施例中所述的底座设计，其作用之一是为了将集电环旋转芯轴、编码器、编码器齿轮和底座固定为一整体，可以想到，也可以分别将编码器和集电环旋转芯轴与旋转门门体相连，也能实现该本实用新型的目的，因此不能用于限定本实用新型保护范围；并且，类似的转换形式，也应当属于本实用新型保护范围。上述实施例中，所述集电环固定外壳与所述集电环齿轮为一体成型结构，作用之一在于简化生产过程，提高生产效率，但并不是本实用新型的必要技术特征不能用于限定本实用新型保护范围；并且，类似的转换形式，也应当属于本实用新型保护范围。上述实施例中，所述集电环外形为圆柱形，当然在能达到同样技术效果的情况下，也可以采用其他形状，或本领域技术人员能够很容易想到的类似的转换形式，并且，也应当属于本实用新型保护范围。上述实施例中，所述集电环外壳和集电环齿轮的一体结构通过滚动轴承装配在所述集电环旋转芯轴上的作用之一在于降低径向压力和防止集电环旋转芯轴径向移动，但并不是本实用新型的必要技术特征不能用于限定本实用新型保护范围；并且，类似的转换形式，也应当属于本实用新型保护范围。需要指出的是，本实用新型所提供的一种旋转门信号转接装置，其还可以有另一种实现方式所述旋转门信号转接装置，包括编码器、集电环、和转接机构；所述转接机构包括与编码器转轴相连且绕该转轴转动的编码器辊轮和与集电环旋转芯轴相连且绕该转轴转动的集电环辊轮，所述编码器辊轮与集电环辊轮通过一根皮带传动连接，即用于耦合所述编码器和集电环，使得所述集电环和编码器同步传动。或者所述转接机构包括与所述编码器转轴相连的编码器齿轮和与所述集电环旋转芯轴转动连接的集电环齿轮，所述编码器齿轮与集电环齿轮通过一根链条传动连接，即用于耦合所述编码器和集电环，使得所述集电环和编码器同步传动。可以看出，采用上述两种方式，均可以实现本实用新型的目的，并且，上述除与本实施方式的并列特征外的其他附加技术特征，也同样能够与本实施方式结合并产生更佳的技术效果。都应当属于本实用新型的保护范围。当然，也可采用其他的类似的且本领域普通技术人员很容易想到的耦合方式来完成集电环和编码器的信号转接。所属领域的普通技术人员应当理解以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种旋转门信号转接装置，其特征在于，包括编码器、集电环、和转接机构；所述转接机构用于耦合所述编码器和集电环，使得所述集电环和编码器同步传动。
2.根据权利要求1所述的旋转门信号转接装置，其特征在于，所述集电环外形为圆柱形。
3.根据权利要求2所述的旋转门信号转接装置，其特征在于，所述集电环包括多个强导电环和多个弱导电环并自上至下成同轴柱式排列，且所述导电环间由绝缘隔离环绝缘隔离。
4.根据权利要求3所述的旋转门信号转接装置，其特征在于，所述强导电环为9个和所述弱导电环为3个。
5.根据权利要求4所述的旋转门信号转接装置，其特征在于，所述集电环包括竖直设置的刷架和与所述导电环一一对应的多个电刷并自上至下排列。
6.根据权利要求1所述的旋转门信号转接装置，其特征在于，所述编码器为增量型编码器。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的旋转门信号转接装置，其特征在于，所述编码器包括编码器转轴，所述集电环包括集电环旋转芯轴，所述转接机构包括与所述编码器转轴相连的编码器齿轮和与所述集电环旋转芯轴转动连接的集电环齿轮，所述编码器齿轮与集电环齿轮啮合。
8.根据权利要求7所述的旋转门信号转接装置，其特征在于，所述集电环包括集电环固定外壳，其与所述集电环齿轮为一体成型结构，并且通过滚动轴承装配在所述集电环旋转芯轴上。
9.根据权利要求8所述的旋转门信号转接装置，其特征在于，其还包括一底座，所述集电环旋转芯轴、编码器、和底座固定为一整体；所述底座固定连接旋转门，所述集电环旋转芯轴的轴线与旋转门旋转中心线重合。
10.根据权利要求1至6任意一项所述的旋转门信号转接装置，其特征在于，所述编码器包括编码器转轴，所述集电环包括集电环旋转芯轴，所述转接机构包括与编码器转轴相连且绕该转轴转动的编码器辊轮和与集电环旋转芯轴相连且绕该转轴转动的集电环辊轮，所述编码器辊轮与集电环辊轮通过一根皮带传动连接；或者，所述转接机构包括与所述编码器转轴相连的编码器齿轮和与所述集电环旋转芯轴转动连接的集电环齿轮，所述编码器齿轮与集电环齿轮通过一根链条传动连接。
专利摘要本实用新型公开了一种旋转门信号转接装置，包括编码器、集电环、和转接机构；所述转接机构用于耦合所述编码器和集电环，使得所述集电环和编码器同步传动；本实用新型所公开的一种旋转门信号转接装置，其结构新颖、紧凑，有利于延长使用寿命及提高性能；进一步的，采用柱式集电环和编码器的横向并列排列结构，在有效解决安装高度的同时，大大提高了集电环的使用寿命，并降低成本。
文档编号E06B3/90GK202866577SQ20122054055
公开日2013年4月10日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者孟嘉, 徐林 申请人:北京信步自动门有限公司