[发明专利]一种道闸栏杆运行抖动的消除方法

说明书

技术领域

本发明涉及道闸领域，更具体的，涉及一种道闸栏杆运行抖动的消除方法。

背景技术

道闸栏杆在运行中会出现抖动问题，这种抖动加速了减速机构的老化，造成减速箱提前报废，造成的社会价值的巨大浪费。传统的技术是通过定期维护，限制用户使用条件等方法降低抖动的强度，但是始终无法从根本上解决这一问题。

目前，道闸为了获得更大的减速比，一般采用涡轮蜗杆减速箱，这种减速箱可在很小体积内实现大扭矩和大减速比输出，具有输出自锁特点，输出自锁特点在道闸使用可以锁定栏杆的位置，是优点，但是同时也是缺点，在道闸不平衡运行时，控制电机无法获得任何感知信息。

另外一种通常使用于高速道闸的方案是采用单项异步电动机配合多级斜齿轮结构，或直齿轮结构，这种组合可以通过减速器获得栏杆的平衡故障，但是结构复杂，成本高。采用工频直接控制，无法对平衡故障进行调节。

基于上述描述，亟需要一种道闸栏杆运行抖动的消除方法及其相应的消除装置，用于消除道闸栏杆在运行中出现抖动的问题。并且结构简单，成本低，不会出现自锁问题，从根本上消除道闸栏杆运行中出现抖动的现象。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种道闸栏杆运行抖动的消除方法，从根本上解决了抖动发生的条件，同时降低了减速器的加工难度，提高了道闸的使用寿命。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种道闸栏杆运行抖动的消除方法，包括以下步骤：

S10：齿轮减速器将弹簧力矩、栏杆静力矩、栏杆运行所需力矩的和力矩信号直接反馈到电机上；

S20：四象限变频器根据反馈回来的合力矩信号，计算出电机的输出力矩，以及配重弹簧与栏杆间的力矩差；

S30：四象限变频器根据步骤S20中的计算结果控制电机四象限运行，电机输出相应的力矩；

S40：电机输出的力矩通过齿轮减速器作用到栏杆上，带动栏杆运行。

作为优选，在步骤S40中，电机输出的力矩先通过齿轮减速器作用到传动机构上，传动机构进而带动栏杆的运行。

作为优选，所述电机采用稀土永磁电机，所述齿轮减速器采用一级齿轮减速器。

作为优选，所述一级齿轮减速器采用一级直齿轮减速器。

作为优选，所述一级齿轮减速器采用一级斜齿轮减速器。

本发明的有益效果为，由于本发明采用了齿轮减速箱，所以弹簧力矩、栏杆静力矩、栏杆运行所需力矩的和力矩信号可以直接反馈到稀土永磁电机上；又由于电机控制采用四象限变频器，四象限变频器可以根据反馈到电机上的合力矩信号计算出电机的输出力矩以及配重弹簧与栏杆间的力矩差，进而根据计算结果对电机采用四象限运行矢量变频控制，所以四象限变频器可以精确的控制电机输出力矩，并可以在道闸运行中进行实时力矩补偿，并且电机的输出力矩可以直接影响栏杆的运行，所以可以消除栏杆运行当中的抖动。当采用稀土永磁电机时，由于低速大转矩稀土永磁同步变频电机体积小，扭矩密度大，所以可以避免由于弹簧老化，机械磨损等原因造成新旧产品对电机力矩大小变化范围大的问题，再配合一级减速器就可以实现控制杆运行。

附图说明

图1为本发明提供的道闸栏杆运行抖动消除方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在道闸栏杆的运动过程中，

栏杆的转动惯量公式为：J=1/3mL²

合力矩公式为：M=J*β，其中β为角加速度，

运动过程中配重弹簧力矩为：Ms=K*L₂*cos(δ+t)

运动过程中栏杆所需力矩为：Ml=1/2Ml₁cost

运动过程方程为：Ms+M_motor+M₁＝M

即K*L₂*cos(δ+t)+M_motor+1/2Ml₁cost=1/3mL²β

由以上公式可以看出，采用直齿轮减速器或者斜齿轮减速器，配重弹簧力矩、栏杆静力矩、栏杆运行所需力矩的合力矩才能直接反馈到驱动电机上，上述运行过程中方程才能成立，电机的输出力矩才能直接影响栏杆的运行。