[发明专利]带有传感器的门五金驱动机构

说明书

技术领域

本发明涉及用于门五金(door hardware)的驱动机构，该驱动机构用于诸如将出口装置(exit device)的推杆(pushbar)缩回、或者用于对门锁进行远程锁闭。更具体地说，本发明涉及包括用于检测被驱动的门五金部件的运动的传感器的驱动机构。

背景技术

诸如出口装置、榫眼锁(mortise lock)和插芯锁(bored lock)的门五金通常包括在诸如缩回位置和伸出位置(extended position)的两个位置之间移动的一个或多个元件。例如，推杆出口装置包括向内移动以从门框架中的撞击中缩回闩销(latchbolt)、和向外移动以伸出闩销的推杆。锁机构包括把手、闩销和可以在两个可选位置之间被驱动的其它锁闭元件。移动锁部件可以是将门锁住和使门解锁的锁闭元件，或者它可以是将门闩住和将门松开的闩销等。

在希望远程地操作门五金的情况下，驱动机构通常包括电动的驱动器。驱动器可以是传统的直流或者交流电机，线性执行器，步进电机或者由电源提供机械运动的任何其它已知的设备。在典型设计中，门五金部件是朝向第一默认位置弹性偏压的(spring biased)，并且驱动器克服弹性力以朝向第二位置移动被驱动的部件。当驱动器关断时，弹簧使移动部件返回到默认的第一位置。

为了方便，将在出口装置的上下文中描述本发明，而在传统的平行四边形四杆机构底座(mount)中移动门五金部件是安装在一对摇杆臂上的推杆。推杆朝向向外伸出的位置弹性偏压并且可以被驱动到或者手动按压到向内的位置以打开门。驱动器是包括步进电机和螺纹输出轴(threaded output shaft)的线性执行器。当操作驱动器时，它继续拉动(pull on)一个摇杆臂并且使推杆克服弹性偏压力朝向门移动。推杆进而从门的撞击中缩回闩销并且松开门。

然而应该理解，本发明可以用于其它类型的门五金，包括榫眼锁和圆柱形或插芯锁(cylindrical or bored lock)，并且可以在门五金部件在两个可选的位置之间被驱动的任何地方使用。

本文描述的电操作出口装置类型经常在学校或者公共建筑中使用，它们在一日的开始和结束时按照固定时间表打开和关闭。出口装置的远程解锁和打开可能也是期望的，以便于键盘访问以提高轮椅通过性(wheelchair access)、或者对于通过远程定位的安全保卫进行控制。

传统的电操作门五金通常将驱动器直接机械连接到移动部件。当驱动器被命令移动时，驱动器的机械输出将门五金部件直接移动到期望位置。当被驱动的门五金部件被挡住并且不能移动时这个设计的困境就出现了。

例如，在驱动器包括步进电机并且推杆被暂时挡住之处，当被控制器命令时步进电机可能滑动但是不能移动。然而，控制器可能相信门部件已经移动了。因此，驱动器不能将部件移动到正确的最终位置，这可能在门应该被解锁时使门保持锁闭。

为了解决这个暂时的挡住情况，可能必须完全重设整个门锁闭系统。在大系统中，诸如在多个门受到命令控制的学校中，重设全部门五金是不合期望的，因为它中断了去往整个建筑的通路。另一方面，每次个别地重设一个门，这是耗时和不经济的。每次这个暂时的情况发生时，必须让某人去重设个别的门。检测暂时挡住并自动重设的系统会提供改善的性能。

上述类型的直接驱动设计通常从已知的起动位置(通过默认设置的，释放的，弹性偏压的，被驱动部件的向外位置)向离开起动点预定驱动距离的最终位置驱动。通过从起动位置驱动已知距离而达到最终位置的尝试可能是成问题的。在一些情况下期望的最终位置是未知的直到产品被安装。在另一些情况下，磨损可能改变期望的最终位置。或者，暂时挡住、电机滑动等可能阻止部件达到期望的最终位置，即使控制器相信最终位置已经达到。

另一个方法是将一个传感器放在最终位置处以在最终位置处检测部件的到达。这可能也有问题，因为期望的最终位置可能因上述原因而改变。自动检测它已经到达期望的最终位置的设计将是令人期待的，即使在最终位置随时间改变或者在不同的安装中改变的环境下。

传统设计中的相关问题是机械震动灵敏度。如果门五金经受机械震动，正如一扇打开的门在暴风中砰地关闭时发生时那样，则诸如包括步进电机的一些驱动器可能完全释放。当通过震动强加的机械负载超过由步进电机供给的自持力时造成这个释放。在这个情况发生时，控制器失去对移动门五金部件的位置的线索，造成错误操作。减小机械震动以减少这类错误的系统也将提供改善的性能。