现在的进出闸机一般有三种拦人的结构,第一种是北京地铁常见的,控制入口的两扇门合上或者收缩;第二种则是高铁和写字楼里常见的,两扇门会朝着人行走的方向打开再闭合。第三种是我们今天要讲的有点老式的手动档三棍子闸机,每次旋转过 120° 就能过一个人。
先做一个简单的拆机,检修员这是把电路控制在了“非锁止”也就是没有锁定的状态,所以就看到三根棍子像大风车吱呀吱哟哟地转……这里用的是一个电磁吸合结构在控制。换一个角度,当把电磁吸合控制在“锁止”状态时,就可以让棍子停止转动。
我们在《开保险柜的转盘锁,为啥要顺逆时针反复地转?》中有介绍过类似的锁闭结构,但闸机的旋转结构联动是更简单的“棘轮结构”,利用棘轮带动棍子旋转。首先介绍下啥叫棘轮,字面意义来说是,轮子上有很多“荆棘”,也就是轮子外缘或者内缘是有凸起齿形的,由棘爪推动着向一个方向旋转。比如下面这个就是“外接棘轮机构”,这个插入齿槽的就叫做棘爪,除非是扳动开棘爪,不然就只能单向运转棘轮。
我们经常用来绑东西的尼龙扎带,其实也是一种棘轮结构的变体,只是把外齿变成了内齿。这种单向越扎越紧的扎带,通常一不留神就扎过头了……小时候绑在手上发现解不开了,真的慌张……
接着我们就来看看棘轮是如何带动棍子旋转的。我换一台能看清楚内部结构的闸机旋转演示。在你刷卡以后,电子部件识别出来“可以通行”,就控制电磁吸合装置解了锁。由你自己手动扳动棍子通过闸机,等棍子旋转过 120° 后再自动锁闭,棘轮停止转动...因此机器做到了一次只放行一个人。
至于机械结构的组装,我找了一个大厂视频,就是一层一层的来。最后组装出来的就是下图的联动结构了。生活中用到棘轮做卡顿控制的例子非常多,一个比较常见的是很多小区门口用的那种刷卡进人的旋转栅栏门。这种还能能双向进出,进出小区的路径不同,解锁的是不同侧的棘爪,每次也是只能进一个人。
找到了一个动画演示的爆炸图,注意看,是双层的两个棘轮反方向的固定在一起。来一个实物图,双层的棘轮是反方向叠放的,这是为了让棘轮每次只转一个卡位,而不是一直能不停的朝一个方向转。当然,这种小区门口的旋转门,也依旧是用电磁吸合去控制棘爪。