АВТОМАТИЧЕСКИЙ ШЛАГБАУМ Российский патент 1996 года по МПК B61L29/16 

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.

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.

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.