拍打門閘的制造方法
【專利摘要】本實用新型的拍打門閘機包括機架組件、運動機構(gòu)及電機檢控組件，其中運動機構(gòu)包括與機架組件轉(zhuǎn)動連接的門軸及固定于門軸的門扇；電機檢控組件包括閘機控制器、交流伺服電機、與交流伺服電機輸出軸連接的減速器、與閘機控制器和交流伺服電機連接的伺服驅(qū)動器及安裝在運動機構(gòu)上且與閘機控制器連接的光電編碼器。本方案可對門軸門扇運行速度和位置形成有效控制，門扇在運動過程中加減速的動態(tài)響應(yīng)時間很短，可在較短時間對門扇的運動速度進行快慢變化控制，避免速度突變造成的沖擊振動，實現(xiàn)精確控制閘門位置的拍打門閘機。集成OCR證件識別及射頻識別于一體，可兼容多種證件信息載體，可以滿足多種通道系統(tǒng)對通行人員身份證件信息進行有效識別及管理的需求。
【專利說明】拍打門閘機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種閘機，特別涉及一種具有OCR證件識別模塊和基于伺服控制技術(shù)的拍打門機芯的閘機。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，拍打門閘機在各類門禁通道、自助訪客通道、自助通關(guān)通道等方面有較為廣泛的應(yīng)用，各種身份證件的使用已經(jīng)成為通道管理中不可或缺的一部分?，F(xiàn)有的拍打門閘機識別的證件種類較少，一般僅可識別射頻IC卡式證件，不能識別其他類型證件，在一些需要進行嚴格身份識別的場合，單一的射頻卡識別已不能滿足需求，現(xiàn)有拍打門閘機在需要識別證件種類較多的場合不適用。另外，現(xiàn)有的拍打門閘機對門軸門扇的運動位置控制精度不高，在實際使用中開、關(guān)門位置常會出現(xiàn)明顯偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于此，有必要提供一種采用先進伺服控制技術(shù)精確控制閘門位置，具有OCR證件識別功能的拍打門閘機。
[0004]一種拍打門閘機，包括機架組件、運動機構(gòu)及電機檢控組件，其中運動機構(gòu)包括與機架組件轉(zhuǎn)動連接的門軸及固定于門軸的門扇；電機檢控組件包括閘機控制器、交流伺服電機、與交流伺服電機輸出軸連接的減速器、與閘機控制器和交流伺服電機連接的伺服驅(qū)動器及安裝在運動機構(gòu)上且與閘機控制器連接的光電編碼器。
[0005]進一步地，機架組件包括通道板、分別位于通道板上方的機架、下方的底座、兩側(cè)的立柱以及門軸。
[0006]進一步地，閘機控制器由基于ARM7微控制器的主板和IO接口板組成。
[0007]進一步地，電機檢控組件還包括電磁制動器，電磁制動器包括固定于門軸的電磁制動器運動部分及固定于門軸下支座的電磁制動器固定部分。
[0008]進一步地，電機檢控組件還包括電磁制動器安裝盤，電磁制動器運動部分安裝在電磁制動器安裝盤上并通過電磁制動器安裝盤固定至門軸。
[0009]進一步地，減速器通過彈性聯(lián)軸器與門軸連接。
[0010]進一步地，閘機控制器連接并控制門軸發(fā)光條、刷卡狀態(tài)指示燈、方向狀態(tài)指示燈、報警蜂鳴器、通行檢測傳感器及讀寫器天線板。
[0011 ] 進一步地，拍打門閘機還包括OCR證件識別模塊，OCR證件識別模塊安裝于立柱上方。
[0012]上述拍打門閘機中，采用交流伺服電機、伺服控制器和光電編碼器驅(qū)動和控制，可對門軸門扇運行速度和位置形成有效控制，門扇在運動過程中加減速的動態(tài)響應(yīng)時間很短，可在較短時間內(nèi)對門扇的運動速度進行快慢的變化控制，避免速度突變造成的沖擊振動，實現(xiàn)精確控制閘門位置的拍打門閘機。集成OCR證件識別及射頻識別(RFID)于一體，可兼容多種證件信息載體，幾乎各種常用的證件都可以識別，可以滿足多種通道系統(tǒng)對通行人員身份證件信息進行有效識別及管理的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為一個實施例的拍打門閘機結(jié)構(gòu)組成示意圖；及
[0014]圖2為一個實施例的拍打門閘機電氣組成示意圖；及
[0015]圖3為一個實施例的拍打門閘機的門軸控制信號連接示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本實施例的拍打門閘機，包括機架組件、運動機構(gòu)及電機檢控組件，其中機架組件用來支持運動機構(gòu)和電機檢控組件。
[0017]請參考圖1，拍打門閘機由左邊機、右邊機、中間機構(gòu)成的兩個標(biāo)準閘機通道的結(jié)構(gòu)。拍打門閘機主要由機架2、底座3、立柱4、門扇5、通道板(鋼化玻璃)6、門軸7、閘機控制器(圖中未標(biāo)出)、0CR證件識別模塊1、讀寫器天線板8、通行檢測傳感器9、門軸發(fā)光條11、刷卡狀態(tài)指示燈12、方向狀態(tài)指示燈13、報警蜂鳴器、電源盒10等零部件組成。機架組件包括通道板6、位于通道板6上方的機架2、通道板6下方的底座3、通道板6兩側(cè)的立柱4以及門軸7。運動機構(gòu)包括與機架組件轉(zhuǎn)動連接的門軸7及固定于門軸7的門扇5。電源盒可以安裝在左邊機也可以安裝于右邊機。漏電保護空氣開關(guān)、2個開關(guān)電源及工控主板安裝在電源盒內(nèi)。
[0018]請參考圖2和圖3，電機檢控組件包括閘機控制器、交流伺服電機、與交流伺服電機輸出軸連接的減速器、與閘機控制器和交流伺服電機連接的伺服驅(qū)動器及安裝在運動機構(gòu)上且與閘機控制器連接的光電編碼器。
[0019]電機檢控組件的各零部件組裝關(guān)系如下:交流伺服電機與減速器連接后固定于電機安裝板下方，減速器的輸出軸則通過彈性聯(lián)軸器與門軸連接。伺服控制器安裝在門軸內(nèi)部并與交流伺服電機連接。電磁制動器固定部分安裝于門軸下支座下方，電磁制動器運動部分安裝在電磁制動器安裝盤上，電磁制動器安裝盤門軸7固定連接。光電編碼器安裝到光電編碼器安裝支架上，再安裝于門軸上支座上方，其中光電編碼器的轉(zhuǎn)動軸插入到門軸7上開設(shè)的孔內(nèi)，并通過螺釘緊固。
[0020]閘機控制器通過RS232接口與工控主板通訊并接受工控主板的控制。每個門軸有I個伺服驅(qū)動器和一個交流伺服電機，伺服驅(qū)動器用于實現(xiàn)對交流伺服電機的驅(qū)動控制。
[0021]閘機控制器通過RS-232串行通訊接口及數(shù)字IO接口與伺服驅(qū)動器相連接，閘機控制器通過RS-232串口下載和設(shè)置伺服驅(qū)動器的有關(guān)參數(shù)，通過IO接口控制伺服驅(qū)動器。交流伺服電機的3條動力線U/V/W與伺服驅(qū)動器的驅(qū)動輸出相連接，電機編碼器信號輸出到伺服驅(qū)動器。閘機門軸上還安裝了用于檢測門扇運動位置的光電編碼器。
[0022]閘機控制器由基于ARM7微控制器的主板和IO接口板組成，主要實現(xiàn)對下述部件的控制:伺服驅(qū)動器、門軸發(fā)光條、刷卡狀態(tài)指示燈、方向狀態(tài)指示燈、報警蜂鳴器、電磁制動器等，實現(xiàn)對通道通行檢測傳感器及門軸上的光電編碼器信號的采集。ARM7主板已經(jīng)集成了射頻讀寫器電路，兼容IS014443type A/B的協(xié)議的卡的識別，兩端立柱上的讀寫器天線板通過信號線轉(zhuǎn)接最終連接到閘機主控制器上。由于閘機控制器裝在進閘方向左邊機上，所以與右邊機相連接的有關(guān)輸入輸出信號須經(jīng)通道互連線連接到通道另一側(cè)的通道轉(zhuǎn)接板上，相關(guān)部件連接到轉(zhuǎn)接板上，反之亦然。
[0023]交流伺服電動機輸出軸連接減速器，電機給減速器提供動力，減速器輸出軸通過彈性聯(lián)軸器與門軸連接，從而驅(qū)動門軸轉(zhuǎn)動，再由門軸帶動門扇擺動來實現(xiàn)閘機通道的攔阻和放行。門軸上的光電編碼器與門軸同軸安裝，光電編碼器用以檢測門轉(zhuǎn)動的角度位置。
[0024]交流伺服電機內(nèi)置2組編碼器，一組用于檢測電機轉(zhuǎn)子位置，另一組用于檢測電機運動位置。位置信號反饋至伺服驅(qū)動器，構(gòu)成位置閉環(huán)控制系統(tǒng)。在位置控制模式下，伺服驅(qū)動器控制接口提供了脈沖/方向/使能三個信號接口，這些接口與閘機控制器板連接，閘機控制器發(fā)送指令脈沖信號、正/反轉(zhuǎn)的方向信號及使能信號給伺服驅(qū)動器。另外伺服驅(qū)動器還提供模擬量控制接口，可由閘機控制器輸出模擬量給此控制接口，實現(xiàn)電機的輸出力矩控制。
[0025]閘機控制器輸出到伺服驅(qū)動器的數(shù)字IO控制信號為差分信號，PUL+、PUL_為指令脈沖信號，DIR+、DIR-為方向控制信號，EN+、EN-為使能信號。閘機控制器還可發(fā)模擬信號給伺服驅(qū)動器以控制電機的力矩。閘機控制器與伺服控制器的通訊接口為RS232串口，閘機控制器可通過串口修改驅(qū)動器的參數(shù)進而對伺服驅(qū)動器的工作方式、運行特性做出適當(dāng)?shù)脑O(shè)置。
[0026]在位置控制方式下，閘機控制器通過向伺服驅(qū)動器發(fā)送指令脈沖來控制機芯門軸的運動位置?？蓪λ欧?qū)動器的電子齒輪比(指令脈沖的分倍頻)進行合理的設(shè)置。開/關(guān)門時拍打門機芯門軸要旋轉(zhuǎn)90度即0.25轉(zhuǎn)，需要輸入的控制指令脈沖數(shù)P=( 0.25x4 X CxK)/G=CxK/G，其中，P-輸入指令脈沖個數(shù)；G-電子齒輪比；C-光電編碼器分辨率(線數(shù)/轉(zhuǎn))，由于伺服驅(qū)動器對光電編碼器信號進行了 4細分，實際上分辨率為4xC; K為減速器齒輪比。通過控制指令脈沖的頻率可以控制電機運動的速度，頻率越高，速度越高?？梢赃_到比較理想的位置控制分辨率(即角度/脈沖)和位置分辨率(一個脈沖的角位移Λ Θ )。機芯門軸每轉(zhuǎn)90度編碼器轉(zhuǎn)反饋脈沖個數(shù)為K*C，可以用下式表示Λ 0 = (90度/1(0*6。有上述計算式子可知，只要光電編碼器的分辨率較高即可實現(xiàn)較高的位置分辨率，從而實現(xiàn)較高的位置精度控制。
[0027]閘門開啟及關(guān)閉的速度和力矩是可調(diào)節(jié)的，可以調(diào)整指令脈沖的頻率調(diào)速，可以通過模擬量輸入調(diào)整力矩，實現(xiàn)速度和力量間平衡，保證操作快速的同時兼顧安全性能。
[0028]門軸上安裝的光電編碼器為紅外正交編碼的增量式編碼器，該編碼器用于檢測門扇運動的位置，編碼器隨著門軸轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生反饋脈沖信號，編碼器的信號由閘機控制器處理，控制器電路上設(shè)計了正交編碼器信號的鑒向電路及細分電路。通過光電編碼器可以方便地尋找門扇的原點(初始位置)，上電后的初始位置處于阻擋位置(與閘機通道垂直)。
[0029]通行檢測傳感器為紅外對射光電傳感器，一共8對，安裝于機架上，用于對通道通行行為的檢測進而實現(xiàn)通行邏輯控制，系統(tǒng)可根據(jù)紅外傳感器判斷人員的通行狀況，對非法闖入、尾隨闖入等情況進行報警提示和處理。
[0030]報警蜂鳴器用于報警提示，門軸發(fā)光條、刷卡狀態(tài)指示燈、方向狀態(tài)指示燈分別對閘機門軸狀態(tài)、讀寫器狀態(tài)及通道通行狀態(tài)給予有效提示。
[0031]電磁制動器通過固定套連接到門軸上，用以響應(yīng)制動信號并制動門軸。在正常通行狀態(tài)，電磁制動器處于非鎖定狀態(tài)，電磁制動器與門軸處于脫離狀態(tài)；當(dāng)通行檢測傳感器檢測到有人非法闖入時，電磁制動器吸合，將門軸和扇門鎖定；當(dāng)有人強行撞擊門時，電磁制動器也將扇門鎖定。
[0032]OCR (Optical Character Recognition,光學(xué)字符識別)證件識別模塊用于掃描識別各種證件，它通過USB接口與工控主板通訊。OCR證件識別模塊I可以對證件原圖進行自動采集，將采集的證件圖片通過先進的OCR技術(shù)進行自動分析和識別，得到電子化的文字信息，同時也可將證件圖像中的頭像提取出來。也可根據(jù)用戶的需求對一些非標(biāo)準證件圖像中相關(guān)字段信息部分進行分析及字符識別。
[0033]由OCR證件識別模塊I結(jié)合閘機通道管理系統(tǒng)及后臺數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)有效證件自動識別及通行控制等通道管理功能。
[0034]OCR證件識別模塊I安裝于閘機進閘通道端部右手邊(按需要安裝在左右邊或者各端均可)。通行人員將證件放到OCR證件掃描器的掃描窗口，OCR證件識別器對證件原圖自動進行采集，然后將采集的證件圖片進行自動分析并對證件文字進行光學(xué)字符識別，對文字特征及頭像進行提取、比對識別，解析處理證件上的各項信息，然后生成證件電子文本信息及頭像圖片，通過USB2.0高速通信接口與閘機的工控機通訊，將證件中的圖像及電子文字信息輸出到工控機，閘機通道管理系統(tǒng)再通過網(wǎng)絡(luò)接口將證件信息傳送到后臺的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中保存和比對，判斷證件資料是否有效。如果驗證證件有效，通過管理計算機控制閘機通道系統(tǒng)，控制閘機閘門打開使持證人通過。
[0035]OCR證件識別模塊I可識別的證件種類較齊全，可采集的證件通常包括居民身份證、居住證、駕照、普通護照、警官證、軍官證、士兵證、臺胞回鄉(xiāng)證、港澳通行證等證件。也可根據(jù)用戶需要擴展定制其他非標(biāo)準證件的專用OCR識別，只需OCR證件識別模塊I更新軟件，不需要另外增加硬件。
[0036]通過OCR證件掃描器讀取證件的相關(guān)信息，無需人工檢查證件，解決了人工查驗證件存在的各種問題，保證了證件識別信息的正確性，同時也提高了工作效率，實現(xiàn)了各種證件的電子化自動查驗，并且可靈活的追溯和管理通行人員的證件資料。
[0037]本實施例的拍打門閘機具有如下優(yōu)點:
[0038]1.拍打門閘機采用先進的伺服電機驅(qū)動技術(shù)、實現(xiàn)對拍打門閘機的全數(shù)字、高精度的伺服控制，使對門軸門扇的運動位置精度的控制有較大提高，避免了門扇對不齊、開關(guān)門位置有偏差、運行動作不平穩(wěn)等問題。
[0039]2.本方案的拍打門閘機集先進的OCR證件識別及射頻識別(RFID)于一體，可兼容多種證件信息載體，幾乎各種常用的證件都可以識別，可以滿足多種通道系統(tǒng)對通行人員身份證件信息進行有效識別及管理的需求。
[0040]此拍打門閘機適用于人員身份識別較為嚴格的各類通道系統(tǒng)諸如政府機關(guān)、學(xué)校、企業(yè)、物業(yè)小區(qū)、公寓、寫字樓宇、邊檢、海關(guān)等不同行業(yè)的通道系統(tǒng)。
[0041]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種拍打門閘機，其特征在于，包括機架組件、運動機構(gòu)及電機檢控組件，其中所述運動機構(gòu)包括與所述機架組件轉(zhuǎn)動連接的門軸及固定于所述門軸的門扇；所述電機檢控組件包括閘機控制器、交流伺服電機、與所述交流伺服電機輸出軸連接的減速器、與所述閘機控制器和所述交流伺服電機連接的伺服驅(qū)動器及安裝在所述運動機構(gòu)上且與閘機控制器連接的光電編碼器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的拍打門閘機，其特征在于，所述機架組件包括通道板、分別位于所述通道板上方的機架、下方的底座、兩側(cè)的立柱以及門軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的拍打門閘機，其特征在于，所述閘機控制器由基于ARM7微控制器的主板和IO接口板組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的拍打門閘機，其特征在于，所述電機檢控組件還包括電磁制動器，所述電磁制動器包括固定于所述門軸的電磁制動器運動部分及固定于所述門軸下支座的電磁制動器固定部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的拍打門閘機，其特征在于，所述電機檢控組件還包括電磁制動器安裝盤，所述電磁制動器運動部分安裝在所述電磁制動器安裝盤上并通過所述電磁制動器安裝盤固定至所述門軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的拍打門閘機，其特征在于，所述減速器通過彈性聯(lián)軸器與所述門軸連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的拍打門閘機，其特征在于，所述閘機控制器連接并控制門軸發(fā)光條、刷卡狀態(tài)指示燈、方向狀態(tài)指示燈、報警蜂鳴器、通行檢測傳感器及讀寫器天線板。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一權(quán)利要求所述的拍打門閘機，其特征在于，所述拍打門閘機還包括OCR證件識別模塊，所述OCR證件識別模塊安裝于所述立柱上方。
【文檔編號】G06K9/20GK203411926SQ201320428775
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月15日
【發(fā)明者】樊忠良, 王凱元, 郭建華, 李瑗瑗, 章啟輝, 謝華麗 申請人:高新現(xiàn)代智能系統(tǒng)股份有限公司