PL215501B1

PL215501B1 - Turnstile mechanism with the control-and-bloc electronic system of the persons passage control

Info

Publication number: PL215501B1
Application number: PL387293A
Authority: PL
Inventors: Lukasz Stopyra; Tomasz Gach
Original assignee: Tomasz Gach; Lukasz Stopyra
Priority date: 2009-02-17
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2013-12-31
Also published as: PL387293A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm kołowrotu z elektronicznym układem sterującoblokującym urządzenie kontrolujące przejście osób.The present invention relates to a turnstile with an electronic control system that locks the device that controls the passage of people.

Znane są różnego rodzaju mechanizmy blokowania kołowrotu w urządzeniach kontrolujących przejścia osób oraz różnego rodzaju układy sterujące kołowrotem w urządzeniach kontrolujących przejścia osób.Various types of turnstile blocking mechanisms in devices controlling the passage of people and various types of turnstile control systems in devices controlling the passage of people are known.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr PL 188821 mechanizm blokowania kołowrotu w urządzeniu kontrolującym przejście osób, w którym zespół hamowania stanowi sprzęgło elektromagnetyczne zamocowane cewkotrzymakiem do piasty i tarcza zbieraka, które osadzone są na osi kołowrotu, pomiędzy cewkotrzymakiem a korpusem zwory. Na obwodzie korpusu mechanizm posiada zamocowane dwa ograniczniki tworzące kąt środkowy nie większy niż 30°, które współpracują z usytuowanym między nimi zderzakiem, połączonym z płytą nośną mechanizmu. Mechanizm posiada również zespół centrujący, wyposażony w sprężynę zamocowaną do płyty nośnej i oddziaływującą stycznie na korpus w taki sposób, że w warunkach równowagi sytuuje go ona w położeniu równych odległości obu ograniczników od zderzaka. Ponadto mechanizm posiada amortyzator, stycznie zamocowany do korpusu zwory sprzęgła elektromagnetycznego.From the Polish patent specification No. PL 188821, there is a mechanism for locking the turnstile in a device controlling the passage of people, in which the braking unit is an electromagnetic clutch attached to the hub with a coil-holder and a squeegee disc, which are mounted on the axis of the turnstile, between the coil-holder and the armature body. On the circumference of the body, the mechanism has two stops mounted, creating a central angle not exceeding 30 °, which cooperate with a stop located between them and connected with the mechanism's support plate. The mechanism also has a centering unit, equipped with a spring attached to the support plate and acting tangentially on the body in such a way that, under equilibrium conditions, it places it at a position equal to the distance between both stops and the bumper. In addition, the mechanism has a shock absorber, tangentially attached to the armature body of the electromagnetic clutch.

Z opisu patentowego USA nr US 5605015 znany jest mechanizm blokowania kołowrotu w urządzeniu kontrolującym przejście osób, w którym uwalnianie i blokowanie możliwości przejścia osób, steruje dwusprężynowe urządzenie uwalniająco-blokujące. Urządzenie to połączone jest z układem zawierającym mechaniczną zapadkę blokującą lub uwalniającą możliwość przesuwu ramienia przejścia, która z drugiej strony wsparta jest o aktywną sprężynę dociskową, umożliwiającą powrót zapadki na pozycję pierwotną. Ponadto urządzenie posiada silnik krokowy, napędzający bęben kołowrotu oraz elektromagnes hamujący.From US patent 5,605,015 a turnstile locking mechanism in a device controlling the passage of people is known, in which the release and blocking of the accessibility of people is controlled by a two-spring release-locking device. This device is connected to a system including a mechanical pawl blocking or releasing the possibility of moving the transition arm, which on the other side is supported by an active pressure spring, which enables the pawl to be returned to its original position. Moreover, the device has a stepper motor that drives the turnstile drum and a braking electromagnet.

Wadą znanych urządzeń sterująco-blokujących w kołowrotach kontrolujących przejście osób, jest brak możliwości ich działania w dowolnie przełączanych przez użytkownika następujących trybach pracy w przypadku zaniku zasilania mechanizmu energią elektryczną:The disadvantage of the known control and blocking devices in the turnstiles controlling the passage of people is the inability to operate in the following operating modes, freely switchable by the user, in the event of a power failure to the mechanism:

1. ruch ramion zostaje zablokowany w wybranym kierunku,1.The arm movement is blocked in the selected direction,

2. ruch ramion zostaje odblokowany w wybranym kierunku.2. The arm movement is unlocked in the selected direction.

Mechanizmu kołowrotu z elektronicznym układem sterująco-blokującym urządzenie kontrolujące przejście osób według wynalazku, posiada na wałku głównym zamontowany hamulec elektromagnetyczny, posadowiony pomiędzy płytą czołową, a płytą wewnętrzną mechanizmu, koło zębate oraz koło pasowe sprzęgła, połączone z kołem pasowym silnika. Po przeciwnej stronie hamulca elektromagnetycznego, do płyty czołowej mechanizmu, zamontowany jest rotor, wyposażony w nie mniej niż dwa ramiona, tworzące sekcje przejścia dla osoby upoważnionej. Do płyty wewnętrznej mechanizmu, zamontowany jest silnik elektryczny oraz dwa elektromagnesy, uruchamiające zapadkę blokującą lub uwalniającą koło zębate. Każdy z elektromagnesów posiada zainstalowane urządzenie mechaniczne do odblokowywania mechanizmu kołowrotu, wyposażone w łatwo dostępny, korzystnie ręczny element odblokowujący. Zainstalowany w mechanizmie elektromechaniczny napęd rotora wspomaga przejście osoby upoważnionej oraz pozycjonuje rotor za każdym razem do pozycji „0”. Mechanizm kołowrotu posiada dwa niezależne układy blokujące, funkcjonujące dla każdego kierunku ruchu rotora. Pierwszy układ blokujący, składający się z hamulca elektromagnetycznego, umożliwia odblokowanie ruchu rotora w przypadku napierania na ramiona rotora przez osobę upoważnioną do przejścia. Drugi układ blokujący, składający się z dwóch elektromagnesów, układu zapadek i koła zębatego, w przypadku sforsowania pierwszego układu, uniemożliwia przejście osoby nieupoważnionej.A turnstile with an electronic control and locking system, the device for controlling the passage of people according to the invention, has an electromagnetic brake mounted on the main shaft, located between the front plate and the inner plate of the mechanism, a gear wheel and a clutch pulley connected to the engine pulley. On the opposite side of the electromagnetic brake, to the front plate of the mechanism, a rotor is mounted, equipped with not less than two arms, creating passage sections for the authorized person. An electric motor and two electromagnets are mounted to the inner plate of the mechanism, activating the pawl that blocks or releases the toothed wheel. Each of the electromagnets has an installed mechanical device for unlocking the winch mechanism, provided with an easily accessible, preferably manual, unlocking element. The electromechanical rotor drive installed in the mechanism supports the passage of the authorized person and positions the rotor to the "0" position each time. The turnstile mechanism has two independent locking systems, operating for each direction of the rotor movement. The first locking system, consisting of an electromagnetic brake, makes it possible to unblock the movement of the rotor in the event of pressure on the rotor arms by an authorized person. The second locking system, consisting of two electromagnets, a ratchet system and a gear wheel, in the event of the first system being forced, prevents the passage of an unauthorized person.

Elektroniczny układ sterująco-blokujący wyposażony jest w procesor układu oraz w czujnik obrotu, posadowiony nad końcówką wałka głównego za pomocą trwale zamontowanego do płyty wewnętrznej, odpowiednio wygiętego, sztywnego elementu nośnego. Do procesora układu podłączone są układy czujników załączających i wyłączających hamulec elektromagnetyczny, silnik elektryczny, dwa elektromagnesy oraz czujnik optyczny. Czujnik obrotu przesyła sygnały o stanie pozycji rotora, z zamontowanymi do niego ramionami przejścia, do silnika, w celu ustawienia rotora w żądanej pozycji „0”. Poprzez sygnały z czujnika obrotu, układ elektroniczny weryfikuje pozycję rotora z dokładnością do 5 stopni. Każde pchnięcie ramion rotora przez osobę korzystającą z przejścia kontrolowanego, jest odnotowane przez czujnik obrotu, którego sygnał jest przesyłany w czasie rzeczywistym do procesora sterującego układem elektronicznym. Układ elektroniczny załącza silnik, który wraz z osobą przechodzącą obraca rotorem do momentu, gdy czujnik obrotu przekaże sygnał, o ustawieniu rotora w pozycji „0”.The electronic control and locking system is equipped with a system processor and a rotation sensor, located above the end of the main shaft by means of a properly bent, rigid support element permanently attached to the inner plate. The system processor is connected to sensor systems that activate and deactivate the electromagnetic brake, electric motor, two electromagnets and an optical sensor. The rotation sensor sends signals about the rotor position status with the transition arms attached to it to the motor to bring the rotor to the desired "0" position. Via signals from the rotation sensor, the electronic system verifies the position of the rotor with an accuracy of 5 degrees. Each thrust of the rotor arms by a person using the controlled passage is recorded by a rotation sensor, the signal of which is transmitted in real time to the processor controlling the electronics. The electronic system activates the engine, which, together with a person passing by, turns the rotor until the rotation sensor sends a signal that the rotor is in the "0" position.

PL 215 501 B1PL 215 501 B1

Czujnik optyczny przesyła sygnał do układu sterująco-blokującego, że w pozycji przejścia znajduje się osoba, która chce skorzystać z kontrolowanego przejścia.The optical sensor sends a signal to the control and blocking system that a person who wants to use the controlled passage is in the passage position.

W przypadku zaniku zasilania, mechanizm kołowrotu można odblokować za pomocą urządzenia mechanicznego do odblokowywania mechanizmu, poprzez przekręcenie elementu odblokowującego mechanizm przy jednym z elektromagnesów, w zależności od kierunku, w jakim rotor ma być swobodnie obracany. W przypadku mechanicznego przekręcenia elementu odblokowującego przy każdym z elektromagnesów, uzyskuje się swobodny ruch obrotowy rotora w obu kierunkach.In the event of a power failure, the turnstile mechanism can be unlocked by a mechanical unlocking device by turning the mechanism unlocking member at one of the solenoids, depending on the direction in which the rotor is to be freely rotated. When the unlocking element is mechanically turned on each of the solenoids, the rotor can rotate freely in both directions.

Konstrukcja mechanizmu kołowrotu według wynalazku, pozwala jego użytkownikowi, w przypadku zaniku napięcia, wybierać odpowiadające mu w danych warunkach różne tryby pracy, polegające na tym, że rotor pozostaje odblokowany, przez co możliwy jest ruch osób korzystających z bramki w obu kierunkach, lub rotor pozostaje odblokowany tylko w jednym z kierunków ruchu, lub rotor pozostaje zablokowany dla wszystkich kierunków ruchu osób korzystających z bramki.The design of the turnstile mechanism according to the invention allows its user, in the event of a power failure, to choose various operating modes corresponding to him under given conditions, in which the rotor remains unlocked, which allows the movement of people using the gate in both directions, or the rotor remains unlocked in one of the traffic directions only, or the rotor remains blocked for all traffic directions of people using the gate.

Sterowania pracą kołowrotu następuje po podłączeniu napięcia zasilającego. Procesor układu sprawdza poprzez czujnik obrotu, stan rotora. Jeżeli rotor jest w innej pozycji niż „0”, procesor przesyła sygnał do silnika, w celu przekręcenia rotora do pozycji, dla której czujnik obrotu wskaże, że rotor znajduje się w pozycji „0”. Kiedy rotor znajduje się w pozycji „0”, procesor wysyła sygnał uruchamiający hamulec elektromagnetyczny. Mechanizm kołowrotu i jego układ elektroniczny oczekuje na sygnał z urządzenia zewnętrznego - na przykład z systemu biletowego lub z systemu kontroli dostępu. Po otrzymaniu sygnału z urządzenia zewnętrznego, procesor układu elektronicznego odłącza napięcie od hamulca elektromagnetycznego z jednoczesnym załączeniem napięcia na jeden z elektromagnesów, w zależności od określonego przez sygnał zewnętrzny kierunku ruchu rotora bramki. Urządzenie oczekuje na ruch rotora, spowodowany przez pchnięcie ramion rotora przez osobę przechodzącą przez bramkę. Czujnik obrotu w czasie rzeczywistym przesyła sygnały do procesora układu sterującoblokującego o kierunku obrotu rotora. W przypadku prawidłowego kierunku nacisku na ramię rotora, zatwierdzonego przez czujnik obrotu, procesor układu załącza silnik i wraz z osobą przechodzącą przez bramkę, obraca rotorem do momentu, aż czujnik obrotu przekaże sygnał o ustawieniu rotora w pozycji „0”. W tym momencie, procesor układu wyłącza elektromagnes oraz silnik i załącza hamulec elektromagnetyczny, blokujący przejście przez bramkę następnej osobie.The operation of the turnstile is controlled after connecting the supply voltage. The chip processor checks the condition of the rotor via a rotation sensor. If the rotor is in a position other than "0", the processor sends a signal to the motor to turn the rotor to a position where the rotation sensor indicates the rotor is in the "0" position. When the rotor is in the "0" position, the processor sends a signal to activate the electromagnetic brake. The turnstile mechanism and its electronic system waits for a signal from an external device - for example, from the ticketing system or from the access control system. After receiving a signal from an external device, the electronic system processor disconnects the voltage from the electromagnetic brake while simultaneously applying the voltage to one of the electromagnets, depending on the direction of the gate rotor movement determined by the external signal. The device waits for the rotor movement caused by a person passing the gate pushing the rotor arms. The real-time rotation sensor sends signals to the processor of the control unit about the direction of rotation of the rotor. In the case of the correct direction of pressure on the rotor arm, approved by the rotation sensor, the processor of the system turns the motor on and, together with a person passing through the gate, rotates the rotor until the rotation sensor signals that the rotor is in the "0" position. At this point, the processor of the system turns off the electromagnet and the motor and activates the electromagnetic brake, which prevents the next person from passing through the gate.

Zaletą mechanizmu kołowrotu według wynalazku jest stosunkowo prosta i niezawodna konstrukcja układów mechanicznych i elektronicznych, sterowanych cyfrowo, z których sygnały o aktualnym ich stanie pracy i położeniu są przesyłane w czasie rzeczywistym do procesora sterującego mechanizmem kołowrotu. Mechanizm kołowrotu pozwala jego użytkownikowi wybierać optymalne tryby pracy, zapewniające osobom korzystającym z przejścia, bezpieczeństwo w każdych warunkach awaryjnych, związanych na przykład z brakiem napięcia w chwili przechodzenia osoby uprawnionej przez bramkę.The advantage of the turnstile mechanism according to the invention is the relatively simple and reliable construction of digitally controlled mechanical and electronic systems, from which signals about their current operating status and position are transmitted in real time to the processor controlling the turnstile mechanism. The turnstile mechanism allows its user to choose the optimal operating modes, ensuring safety to the people using the passage in any emergency conditions, for example related to the lack of voltage when the authorized person passes through the gate.

Mechanizm kołowrotu w przykładzie wykonania jest pokazany na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia mechanizm w rzucie aksonometrycznym, natomiast Fig. 2 przedstawia rotor z zamontowanymi trzema ramionami.The winch mechanism in the embodiment is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows the mechanism in an axonometric view, and Fig. 2 shows a rotor with three arms mounted.

Mechanizm kołowrotu składa się z płyty czołowej 12 oraz z płyty wewnętrznej 8, pomiędzy którymi zamontowany jest hamulec elektromagnetyczny 9. Do płyty wewnętrznej 8 zamontowany jest silnik elektryczny 2, którego koło zamachowe 14, stanowiące jednocześnie koło pasowe, poprzez napęd pasowy, połączone jest ze sprzęgłem 3, posadowionym w korpusie 11, pomiędzy elementami obudowy 4 i 10. W środkowej części górnej powierzchni korpusu 11 zamontowany jest czujnik optyczny 13. W pobliżu jednej ze skrajnych krawędzi płyty wewnętrznej zamontowane są elektromagnesy 5, połączone z zapadkami 6 koła zębatego. Do zewnętrznej strony płyty czołowej 12 zamontowany jest mechanizm rotora 15 z posadowionymi w nim ramionami 7.The winch mechanism consists of a faceplate 12 and an inner plate 8, between which an electromagnetic brake 9 is mounted. An electric motor 2 is mounted to the inner plate 8, the flywheel 14, which is also a pulley, is connected with a clutch via a belt drive. 3, seated in the body 11, between the elements of the housing 4 and 10. An optical sensor 13 is mounted in the central part of the upper surface of the body 11. Near one of the extreme edges of the inner plate, electromagnets 5 are mounted, connected to ratchets 6 of the toothed wheel. A rotor mechanism 15 with arms 7 is mounted on the outer side of the faceplate 12.

Claims

1. A turnstile mechanism with an electronic control and blocking system, a device controlling the passage of people, equipped with an electric motor, a braking unit, a mechanical latch that blocks or releases the passage of people, an optical detector and a rotor to which the arms are attached, characterized in that is equipped with an electronic control and blocking system, with a system processor to which a rotation sensor is connected, systems for switching on and off the electromagnetic brake (9), systems controlling the operation of electromagnets (5), the signals of which are sent in real time to the system processor, while turnstile mechanism between the faceplate

PL 215 501 B1 (12) and the inner plate (8), has an electromagnetic brake (9) mounted, and an electric motor (2) is mounted on the inner plate (8), the pulley (14) of which is connected by a belt drive with the pulley of the gear drive by means of a clutch (3), located in the body (11), which is equipped with an optical sensor (13), and near one of the edges of the inner plate (8) there are electromagnets (5) connected with pawls ( 6), where each of the electromagnets (5) is equipped with a mechanical unlocking device for the winch mechanism, and to the outer side of the faceplate (12) there is a rotor mechanism (15) equipped with not less than two arms (7).

2. A turnstile mechanism according to claim 1. The method of claim 1, characterized in that the rotation sensor is mounted over the end of the main shaft by means of a suitably bent, rigid support element permanently attached to the inner plate (8).

3. A turnstile mechanism as claimed in claim 1. The method of claim 1, characterized in that the rotor mechanism (15) and the drive gear of the winch drive are mounted on one axis.

4. The turnstile mechanism according to claim 1, The method of claim 1, characterized in that the electromechanical drive of the rotor (15) positions the rotor (15) to position "0" each time.

5. A turnstile mechanism as claimed in claim 1. The method of claim 3, characterized in that, via signals from the rotation sensor, the chip processor verifies the position of the rotor with an accuracy of 5 degrees.

6. A turnstile mechanism according to claim 1. A device as claimed in claim 1, characterized in that it has two independent locking systems, the first locking system consisting of an electromagnetic brake (9), and the second locking system consisting of electromagnets (5), a pawl system (6) and a toothed wheel.

7. A turnstile mechanism as claimed in claim 1. Device according to claim 1, characterized in that the mechanical unlocking device for the turnstile mechanism installed on each of the solenoids (5) preferably has a pivotable mechanism unlocking device.