創(chuàng)新型超級節(jié)能機電門鎖系統(tǒng)的開發(fā)

　　黃旭東

　　摘要：本文介紹了機電門鎖系統(tǒng)的重要評論。為了挑戰(zhàn)磁性鎖定，電磁閥現(xiàn)在成為自動門鎖的優(yōu)選儀器，因為它們可以節(jié)省高達50%以上的能量。市場需求顯示，失敗的安全和失敗安全模式現(xiàn)在是重中之重。鎖的故障安全模式描述了一種模式，其中當鎖定電源或關閉故障時，門可以被門鎖打開。相反，故障安全模式描述了當鎖的電源關閉或故障時門不能被門把手打開的模式。在此分析和揭示了近期發(fā)展的十種機電門鎖。除此之外，在節(jié)能，性能，質量和效率方面，提出了一種新的創(chuàng)新解決方案。

　　關鍵詞：機電門鎖;電磁鎖;故障安全

　　一、機電門鎖介紹

　　圖1所示的設計與本文相關，故障安全電致動器尤其涉及改進的致動器。螺線管是主要電氣部件，涉及致動柱塞用于鎖定目的。在螺線管斷電的情況下，螺線管由彈簧致動到非活動位置，并且當產生用于補充彈簧作用的磁力時將其并入作為故障安全特征，并且確保機構到非活動位置的運動。這種鎖定設計顯示了螺線管功能和彈簧反應之間的集成。彈簧用螺栓操作，當螺栓被致動(螺線管通電)到解鎖位置時被壓縮，并利用螺栓解鎖位置。設計還包括兩個磁體安裝在它們各自的位置，如極面對面，其目的是確保螺栓獨立地反應，以在彈簧失效的情況下移動螺栓解鎖位置。從機械設計的角度來看，門沒有自動起作用。門需要用戶指示門打開和鎖定，因此這表明門不提供節(jié)能或為用戶提供方便，盡管提供了補救彈簧動作的故障安全功能。

　　圖1 電磁閥驅動裝置的故障安全裝置

　　圖2包括安裝在具有用于接收滑動螺栓的孔的門上的螺栓板。螺線管是用于致動螺栓以鎖定門并接合閂鎖中的孔的電氣裝置。這種類型的鎖包括可以安裝在門上的閂鎖板，其具有帶有用于接收鎖定螺栓的開口的閂鎖舌。安裝在該塊中的孔內的螺栓有意地與閂鎖的舌部中的開口接合。鎖定件由接合位置的壓縮彈簧裝載。螺線管柱塞還通過壓縮彈簧加載并連接到頂置電動開門器的電動機的電源。在該特定設計中，當電動機通電以打開門時，螺線管也將被通電以使閂鎖舌片與螺栓脫離接觸，因此功率將用于操作電動機并且在門打開時保持電磁線圈行程。

　　圖2 機電門鎖系統(tǒng)

　　圖3示出了當門從外部打開時，電磁線圈有意地用于防止罷工的打開。這個鎖由死螺栓，死螺栓保持器組成，其拉入到位。電子部件存在螺栓傳感器，接收器開啟傳感器，防打開傳感器，其功能是將信號觸發(fā)并傳輸?shù)诫娮釉L問系統(tǒng)。機械儀器由執(zhí)行器組成，它是步進電機，蝸輪和螺絲，安裝在與傳感器同側的接收器內側。蝸輪和螺絲將執(zhí)行器的旋轉運動轉移到直線運動。該設計顯示了螺線管在鎖定狀態(tài)下的應用。電磁閥具有兩個穩(wěn)定的位置，一個打開位置，其中螺線管的柱塞由螺線管的磁場和閉合位置保持，同時螺線管的柱塞由彈簧保持�？梢允褂脵C電控制的鎖定和螺栓連接方法來實現(xiàn)螺線管的功能，當系統(tǒng)由電池供電時，螺線管是優(yōu)選的方法。當罷工處于關閉位置時，螺線管接收來自微控制器的信號，并且銷移動到其關閉位置，將銷插入到打孔中。

　　圖3 通用機電打擊鎖定系統(tǒng)

　　參考圖4揭示了通過反映其功能強調裝配方式的機電門設計的類型。該鎖提供了從門的外側隱藏的機構。由于這種情況，這種類型的鎖由機電部件和位于門板內的隱藏位置的電子鎖控制單元組成�？梢酝ㄟ^將預編碼的卡與隱藏的電子鎖定控制單元相互作用來打開鎖定，該位置位于已知的授權人員的位置。機電部件由死栓和螺線管組成，其在門打開位置和門鎖定位置之間提供鎖舌的響應運動。圖4中的螺線管的目的是在死鎖(鎖閉和鎖定位置)之間執(zhí)行運動。門鎖的鎖舌通過鉸接連接機構與螺線管柱塞連接，該連接機構由樞軸連接到杠桿上。連桿的臂被插入形成在螺栓的尾部上的環(huán)形槽，該環(huán)形槽可以沿著X軸方向滑動，以進入插入門板的引導套筒并與插銷同軸布置。電子鎖控制單元被設計成通過與預編碼卡的電磁耦合來接收編碼數(shù)據。

　　圖4 具有提高安全等級的電磁鎖定機構的門

　　機械設計方法的差異如圖5在鎖定狀態(tài)下允許螺線管彈簧壓縮或膨脹的機械儀器的設計在節(jié)能方面顯示出不同的結果。彈簧的設計位置可以專用螺線管來選擇性地激活鎖定或解鎖。其中采用兩個單元螺線管來操作鎖。該系統(tǒng)使用兩個螺線管進行操作，這兩個螺線管連接到執(zhí)行鎖定和解鎖位置的扳手。鎖定罷工是一種偏向于以平常方式關閉的彈簧。門鎖提供兩種方式，這些模式是故障安全模式。該鎖定系統(tǒng)利用螺線管將止動器保持在兩個位置中的一個位置。為了執(zhí)行解鎖位置，第一螺線管將被激勵到形成在肘桿表面上的凸起墊。第二螺線管的激活旨在執(zhí)行鎖定位置。在激活期間，第二螺線管將柱塞驅動到開關的下表面。該設計顯示了安裝或懸掛在門框中的鎖定系統(tǒng)。因此，這些鎖不能安裝在玻璃門上。因此，這些發(fā)現(xiàn)成為可用性方法的缺點。事實上，通過使用兩個螺線管，發(fā)現(xiàn)機械儀器未完全優(yōu)化，因為在鎖定操作期間，一個螺線管將被激活。

　　圖5電磁操作鎖閂

　　2008年，Syed Sabinal等人通過行車特性進行了增強螺線管線性運動能力的研究。本研究通過定義行程長度和選擇柱塞端的形狀來關注電磁閥性能。分析如圖6所示。圖6示出了與顯示的較長行程長度相比，螺線管可以在較短的行程長度上最初產生高能量的能量。

　　圖6 電磁力行程曲線

　　二、建議創(chuàng)新能源節(jié)約門鎖系統(tǒng)

　　所提出的創(chuàng)新SES-Lock具有更好的安全性，效率和節(jié)能特性的優(yōu)勢。該系統(tǒng)旨在克服專利文獻和已發(fā)表文章中所有審查的機電鎖設計的現(xiàn)有缺點。SES-Lock是一種節(jié)能鎖定系統(tǒng)，只需要五個組件(閂鎖組件)，以減少材料和制造成本;盡量減少機械卡住或故障的風險。該系統(tǒng)還嵌有一個管理鍵，以確保在激活器故障或電源故障的情況下可以照常操作鎖定。該功能非常重要，迄今為止在電動機械鎖定系統(tǒng)領域尚無其他有能力的設計。

　　閂鎖是以通常的方式偏向鎖定位置的彈簧。彈簧連接在閂鎖和螺線管柱塞之間。圖7示出了關于彈簧如何不通過消耗電而推動閂鎖的建議設計功能。這種設計功能可以稱為故障安全系統(tǒng)，因為這種類型的鎖定在系統(tǒng)故障或電源故障時保持鎖定狀態(tài)。該設計表明，由于不經常使用的電磁鐵，操作需要更少的電力。只有當用戶想要打開門時，電磁閥才會被激活，這意味著當彈簧被壓縮時，螺線管將拉動活塞以打開閂鎖。螺線管將握住柱塞3至4秒鐘，如電子接入系統(tǒng)所設置。

　　圖15 SES-Lock

　　系統(tǒng)中嵌入的管理密鑰的目的是覆蓋系統(tǒng)。這些設計間接地執(zhí)行故障安全模式功能。 因此，在機電鎖的簡單儀器中組合失效安全無誤，確保達到安全，高效，節(jié)能的目的。

　　三、結論

　　從相關文獻的批判性回顧中，研究每個系統(tǒng)的優(yōu)勢及其各自的設計功能。因此，提出了配備討論目標的超級節(jié)能(SES-Lock)，開發(fā)出成功的電磁門鎖，滿足客戶的需求，為產品的節(jié)能創(chuàng)新做出貢獻。

　　通過使用簡單的部件以最小化機械卡住或故障的風險，所提出的電磁門鎖可以以最低的生產成本實現(xiàn)和商業(yè)化。由于大多數(shù)機電鎖現(xiàn)在安裝在門內，特別是玻璃門安裝的限制，發(fā)現(xiàn)了機電外殼和支架上的設計。

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