挡栅控制装置

挡栅控制装置

本实用新型涉及一种用于交通路口、收费站、行人车辆出入口的挡栅装置，尤其是一种挡栅控制装置。

挡栅，人们对它并不陌生，几乎在所有的交通路口尤其是在设有门卫或收费站的出入口都可以看到它。仔细观之，绝大多数挡栅的进、退，抬、落杆均是步进电机驱动，在操作过程中如遇到突然的情况或进出入口的人员、车辆其辩认特征不清楚时则必须先停机，否则就有击、碰伤行人或车的危险发生。

本实用新型的目的在于提供一种挡栅控制装置，它即可由人工控制操纵，又可由计算机控制操作，同时还可以在落杆触物时迅速改变电机的转向。

本实用新型的目的是这样实现的：一种挡栅控制装置，它包括挡栅控制装置的专用电源(I)、开、关门按钮S1、S2，按键开关S3，计算机控制挡栅接口电路CONT，上电复位电路(II)状态指示关门电路(III)，抬杆控制电路(IV)，落杆控制电路(V)、状态指示开门电路(VI)，固态继电器电路(VII)、(VIII)，电机D；其中，专用电源(I)分别由次级输出为九伏交流电压的变压器、整流桥、滤波电容C2、三端稳压器CW7805、电解电容C3、C4，二极管VD、取样电容C5构成；开、关按钮S1、S2至电机D之间还包括逻辑门电路U1、U2、U3、U4、U5、U6；其特征在于所述的专用电源(I)，其直流电压+5V输出端Vcc分别与开、关门按钮S1、S2的嵌位电阻R1、R7，计算机控制挡栅接口电路CONT的嵌位电阻R4、R5、R6相接；开关按钮S1的闭合端、计算机控制挡栅接口电路CONT的脚1端分别与逻辑门U1：A的脚1、2端相接，关门按钮S2的闭合端、接口电路CONT的脚2端分别与逻辑门U1：D的脚12、13端相接，逻辑门U1：A的脚3输出端、上电复位电路(II)的嵌位电阻R3分别与逻辑门U1：B的脚4、5端相接，逻辑门U1：B的脚8输出端、U2：B的脚15输出端分别与逻辑门U1：C的脚10、9端相接；逻辑门U1：D的脚11输出端、U1：C的脚8输出端分別与逻辑门触发器U2：A的脚10、14端相接；所述的状态指示关门电路(III)由发光二极管L2，嵌位电阻R8、二极管Q2、基极限位电阻R9构成，其中，三极管Q2的发射极与地相接，Q2的集电极与L2的负极端相接，Q2的基极与R9相接，R9的另一端与落杆控制电路(V)中的逻辑门U3：B的脚4输出端跟逻辑门U4：C的脚10端相接，逻辑门触发器U2：A的脚7输出端与逻辑门U4：C的脚9端相接；抬杆控制电路(IV)中的逻辑门U3：A的脚2输出端的一路、逻辑门触发器U2：A的脚9输出端分别与逻辑门U4：A的脚1、2输入端相接，逻辑门U3：A的脚2输出端的另一路经状态指示开门电路(VI)的基极限位电阻R15与三极管Q1的基极端相连接；固态继电器电路(VII)、(VIII)中的工作端脚2、脚4端分别与逻辑门U6：B的脚6输出端、U2：B的脚5输出端相接。在平时若挡栅门是开着的则按下S2开关即挡栅进行关门动作，此时按开关S1无效；若挡栅门是关着的，则按S1即挡栅进行开门动作，此时按开关S2无效，当挡栅触物时则按动按键开关S3即可迅速改变电机的转向。

由于采用了上述技术方案，特别是上电复位电路，抬、落杆控制电路，固态继电器电路等多级电路的设计便得本实用新型涉及的产品较之同类挡栅之控制装置有着显著的优点：一是抬、落杆操作灵活，触物反应快，避免任何危险动作的发生；二是联机效果好，即可人工又可计算机控制挡栅的工作。

三是自行设计的控制装置电路板及控压电源尽量采用集成电路和固体元件及磁敏开关限位技术，降低了制做成本，提高了挡栅工作的可靠、  准确性能，工作寿命大大延长。

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详述：图1为本实用新型涉及的档栅控制装置的电路工作原理图。

图中：I-专用电源；II-上电复位电路；III-状态指示关门电路；IV-抬杆控制电路；V-落杆控制电路；VI-状态指示开关电路；VII、VIII-固态继电器；电机-D。

由图1本实用新型它包括挡栅控制装置的专用电源I、开、关门按钮S1、S2，按键开关S3，计算机控制挡栅接口电路CONT，上电复位电路II状态指示关门电路III，抬杆控制电路IV，落杆控制电路V、状态指示开门电路VI，固态继电器电路VII、VIII，电机D；其中，专用电源I分别由次级输出为九伏交流电压的变压器、整流桥、滤波电容C2、三端稳压器CW7805、电解电容C3、C4，二极管VD、取样电容C5构成；开、关按钮S1、S2至电机D之间还包括逻辑门电路U1、U2、U3、U4、U5、U6；其特征在于所述的专用电源I，其直流电压+5V输出端Vcc分别与开、关门按钮S1、S2的嵌位电阻R1、R7，计算机控制挡栅接口电路CONT的嵌位电阻R4、R5、R6相接；开关按钮S1的闭合端、计算机控制挡栅接口电路CONT的脚1端分别与逻辑门U1：A的脚1、2端相接，关门按钮S2的闭合端、接口电路CONT的脚2端分别与逻辑门U1：D的脚12、13端相接，逻辑门U1：A的脚3输出端、上电复位电路上I的嵌位电阻R3分别与逻辑门U1：B的脚4、5端相接，逻辑门U1：B的脚8输出端、U2：B的脚15输出端分别与逻辑门U1：C的脚10、9端相接；逻辑门U1：D的脚11输出端、U1：C的脚8输出端分别与逻辑门触发器U2：A的脚10、14端相接；所述的状态指示关门电路III由发光二极管L2，嵌位电阻R8、二极管Q2、基极限位电阻R9构成，其中，三极管Q2的发射极与地相接，Q2的集电极与L2的负极端相接，Q2的基极与R9相接，R9的另一端与落杆控制电路V中的逻辑门U3：B的脚4输出端跟逻辑门U4：C的脚10端相接，逻辑门触发器U2：A的脚7输出端与逻辑门U4：C的脚9端相接；抬杆控制电路IV中的逻辑门U3：A的脚2输出端的一路、逻辑门触发器U2：A的脚9输出端分别与逻辑门U4：A的脚1、2输入端相接，逻辑门U3：A的脚2输出端的另一路经状态指示开门电路VI的基极限位电阻R15与三极管Q1的基极端相连接；固态继电器电路VII、VIII中的工作端脚2、脚4端分别与逻辑门U6：B的脚6输出端、U2：B的脚5输出端相接。上述的挡栅控制装置的专用电源I，其中的三端稳压器，其脚3端接地，其脚1、2端之间跨接二极管VD，且二极管VD的正极端分别与三端稳压器的脚2端、电解电容C4的正极端、+5V输出端Vcc相接、二极管VD的负极端分别与三端稳压器的脚1端、电解电容C3的正极端、整流桥的脚3端相接。上述的按键开关S3，可以串联接在逻辑门U5：B脚6输出端和逻辑门U6：C脚9输入端之间。上述的逻辑门U1、U2、U3、U4、U5、U6其型号可以分别是：74LS08、74LS112、74LS04、74LS32、74LS32、74LS08。  上述的固态继电器电路VII、VIII，其中的继电器可以是JGX-5F。在本实施例中：上电复位：由R3、C1构成的RC微分电路构成，初加电时，Vcc经R对C充电，于是R3和C1的连结点便出现了“υ”负的微分信号。这个负的微分信号分两路去完成复位功能：①：使U1：B的4端“○”、U1：B的6端“○”U1：C的10端“○”、U1：C的8端“○”、U2：A的14端“○”，同时U2：A的9端“○”。

②：使U6：A的1端为“○”、U6：A的3端为“○”、同时U2：B的4端为“○”、U2：B的6端为“○”、U2：B的5端为“1”。

需要说明的是，这些过程是在瞬间完成的。如果杆在抬起的位置，  这时杆保持不动；如果杆在落下的位置或是在中间位置，它将转到抬起的位置，从而完成了复位功能。R2的设置是为停电后给C1一个放电回路，以使下次(即使是很短的时间)装置也会正常复位。

落杆动态过程：当按下落杆按钮S2时，U1：D的13端“○”、11端“○”，U2：A的10端“○”(置位信号，低电平有效)，7端“○”，U4：C的9端“○”、8端“○”，U5：A 2端“○”、3端“○”、U6：B的5端“○”、6端“○”，JGX-5F①的2端“○”，这时电机电源接通完成落杆动作。

注：HOL2是落杆限位，限位时输出“○”，U3：B3端“○”、4端“1”  ，U4：C的10端“1”、8端“1”，从而完成切断电机电源达到限位的目的。使杆落下后停在指定的位置。

抬杆动态过程当按下抬杆按钮S1时，U1：A的1端“○”3端“○”，U1：B的5端“○”、6端“○”、U1：C的10端“○”、8端“○”从而使U2：A的14端触发“○”、U2：A的9端“○”、U4：A的2端“○”3端“○”、U4：B的4端“○”、6端“○”、U6：B的4端“○”6端“○”，从而使JGX-5F①的2端“○”，电机接通完成抬杆动作。

注：Hol 1是抬杆限位、限位时输出“○”U3：A的1端“○”、2端“1”，U：4A的1端“1”，3端“1”，…从而完成了切断电机电源而达到限位的目的。使抬杆后杆处以指定位置。

落杆中(运动)杆触物时二动态过程：在落杆过程中，U：5A的3端一定是“○”利用这一电位可实现触物时电机迅速反转使杆返回，即迅速抬杆。触物时：S3接通(触发信号)：U：6C的10端“○”8端“○”，U2：B的15端“○”、5端“○”从而使JGX-5F②的4端“○”(低电平有效)，这里JGX-5F②导通，接通了电机电源，但这时是反转的。

需说明的是：触物时电路上要完成如下动作。

①：上述中使电机反转迅速抬杆。

②：同时U2：B的6端输出“1”送到U4：B的5端和U5：A的1端，使JGX-5F①切断。

③：U2：B的15端的“○”同时送到U1：C的9端，使8端“○”、尽而触发U2：A的14端，使U2：A的9端“○”，7端“1”。为下次落杆做好准备。

与计算机相联时①：CONT1、2、3均应置高电位，这样才能低电平有效。

②：CONT3的作用与S3从电路上说功能是一样的。目的是使杆在下落过程中迅速抬杆。如与计算机相连，可实现前车过后要落杆(正在落杆)，这时杆不用落到底即返回抬杆(只有后车也交费)，主要是在不停车收费系统中才用此信号。

每次抬杆后，HOL1都输出“○”经U6：A2端“○”，3端“○”使U2：B的4端“○”从而使U2：B复位。复位时U2：B的5输出“1”，即保证JGX-5F②不能误动作。注：触物抬杆后也是如此。图中主要控制部件是U2：A、U：2B，双JK触发器。U2：A控制正常状态，U2：B控制非正常状态(触物)同时JGX-5F①：正常时用。而JGX-5F②，  非常时才用，平时不用。