Автоматический шлагбаум

Автоматический шлагбаум

Реферат

 

Использование: в устройствах для перекрытия движения. Целью изобретения является повышение надежности автоматического шлагбаума. Сущность изобретения: брус 3 подпружинен к стойке 1 по углу поворота в обоих направлениях с помощью пружин 6 и 7, одна из которых соединена с опорой через электромагнит 17. Фиксация бруса 3 в вертикальном и горизонтальном положениях осуществляется с помощью храпового механизма, собачка 14, которого перемещается с помощью электромагнита 16. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для перекрытия движения транспорта и пешеходов и может быть использовано при регулировании движения различных видов транспорта и пешеходов на улицах населенных пунктов, автомобильных трассах, железнодорожных переездах и прочих местах.

Известен автоматический шлагбаум содержащий стойку на верхней части которой, посредством шарнира закреплены соосно связанный с приводом брус и зубчатое колесо.

Недостатком этого устройства является низкая надежность, обусловленная сложностью конструкции привода, включающей электродвигатель, четырехступенчатый редуктор с предохранительным фрикционным устройством, кривошипно-коромысловый механизм и выходной вал с закрепленными на нем кулачками контактной системы управления электродвигателем.

Кроме того, т. к. подвижные звенья привода и бруса с противовесом при повороте имеют большой запас кинетической энергии, для ее уничтожения предназначена также сложная конструкция, включающая двуплечий рычаг и пальцы-амортизатора. При торможении бруса часть кинетической энергии подвижных звеньев идет на деформирование и изнашивание деталей автоматического шлагбаума, что также снижает надежность его работы.

Техническим результатом на достижение которого направлено данное изобретение является повышение надежности шлагбаума за счет значительного уменьшения числа подвижных звеньев привода и исключения влияния на установочную мощность инерционных нагрузок.

Технический результат достигается тем, что автоматический шлагбаум, содержащий стойку на верхней части которой посредством шарнира закреплены связанный с приводом брус и зубчатое колесо снабжено двусторонней собачкой, укрепленной на стойке с возможностью взаимодействия с зубчатым колесом, а привод бруса содержит электромагнит и две пружины с опорами, закрепленными одними концами посредством первых стоек опор на брусе по одну и другую стороны от места крепления бруса к стойке, другой конец первой пружины закреплен посредством второй опоры на стойке, а другой конец второй пружины соединен с якорем электромагнита посредством третьей опоры, связанным со стойкой.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен автоматический шлагбаум.

Автоматический шлагбаум состоит из стойки 1, укрепленного на ней с помощью шарнира 2 бруса 3, поворот которого ограничивают закрепленные на стойке 1 упоры 4 и 5, пружин 6 и 7, опоры 8 и 9 которых закреплены на брусе 3, а опоры 10 и 11 на стойке 1, храповых колес 12 и 13, укрепленных на брусе 3 соосно с шарниром 2, укрепленной на стойке 1 собачки 14, подпружиненной к храповому колесу 12 с помощью пружинки 15, установленного на стойке 1 и взаимодействующего с собачкой 14 электромагнита 16 и электромагнита 17, соединяющего пружину 7 с опорой 11.

Автоматический шлагбаум работает следующим образом.

В исходном состоянии брус 3 находится в вертикальном положении, электромагнит 16 включен и поджимает собачку 14 к храповому колесу 13, а пружина 6 растянута. Пружина 6 стремится сблизить опоры 8 и 10 и повернуть брус 3 в направлении против часовой стрелки, однако зацепление собачки 14 с храповым колесом 13 препятствуют этому повороту. Пружина 7 находится в свободном не нагруженном состоянии.

Для поворота бруса 3 электромагнит 16 обесточивается и пружинка 15 освобождает храповое колесо 13 от зацепления с собачкой 14. Пружина 6 начинает сжиматься, сближая опоры 8 и 10, и поворачивать брус 3 в горизонтальное положение. При этом, потенциальная энергия пружины 6 переходит в кинетическую энергию движения бруса 3. Когда пружина 6 сожмется разгон бруса 3 закончится. При дальнейшем движении бруса 3 начнется растяжение пружины 7 и замедление поворота бруса. При этом кинетическая энергия бруса 3 будет переходить в потенциальную энергию пружины 7. Движение будет продолжаться до тех пор пока брус 3 не достигнет упора 5, а обратному движению бруса будет препятствовать зацепление с помощью пружинки 15 собачки 14 с храповым колесом 12.

При торможении пружина 7 запасет потенциальной энергии меньше, чем был запас потенциальной энергии у пружины 6 перед началом движения, на величину потерь на трение в шарнире 2, сопротивление воздуха, гистерезис пружин 6 и 7 и пр.

Для приведения бруса 3 в вертикальное положение включаются электромагниты 16 и 17. При этом электромагнит 16 освобождает собачку 14 от зацепления с храповым колесом 12, а электромагнит 17 растягивает пружину 7, сообщая ей дополнительную потенциальную энергию, примерно в два раза превышающую суммарные энергетические потери при повороте бруса 3 из одного положения в другое. Половина этой дополнительной энергии расходуется на преодоление сил трения, а вторая половина сначала перейдет в дополнительную кинетическую энергию бруса 3, а затем при торможении, в дополнительную энергию растяжения пружины 6, которая в последствии будет расходована при опускании бруса 3 на преодоление сил трения.

Пружина 7, сжимаясь, сближает опоры 9 и 11, и поворачивает брус 3 из горизонтального в вертикальное положение. На завершающем этапе движения бруса 3 пружина 6 тормозит его, накапливая потенциальную энергию.

Движение закончится, когда брус 3 достигнет упора 4 и обратному повороту будет препятствовать зацепление собачки 14 с храповым колесом 13.

При выполнении каждого движения происходит при разгоне сначала переход потенциальной энергии одной из пружин 6, 7 в кинетическую энергию бруса 3, а затем при торможении переход энергии движения бруса 3 в потенциальную энергию другой из пружин 6, 7.

Подпружинивание бруса по углу поворота в обоих направлениях позволяет устранить влияние на установочную мощность инерционных нагрузок, которые по величине значительно превосходят силы трения.

Формула изобретения

Автоматический шлагбаум, содержащий стойку на верхней части которой посредством шарнира закреплены соосно связанный с приводом брус и зубчатое колесо, отличающийся тем, что он снабжен двусторонней собачкой, укрепленной на стойке с возможностью взаимодействия с зубчатым колесом, а привод бруса содержит электромагнит и две пружины с опорами, закрепленные одними концами посредством первых опор на брусе по одну и другую стороны от места крепления бруса к стойке, другой конец первой пружины закреплен посредством второй опоры на стойке, а другой конец второй пружины соединен с якорем электромагнита посредством третьей опоры, связанным со стойкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1