【文章內(nèi)容簡介】 1 緒論 旋轉(zhuǎn)門的發(fā)展 概況 旋轉(zhuǎn)門起源于 荷蘭 ， 至今已有一百年的 歷史 ，在這段時間內(nèi)，從以前意義的轉(zhuǎn)門到今天的全自動旋轉(zhuǎn)門，旋轉(zhuǎn)門經(jīng)歷了一個漫長的發(fā)展歷史。其種類較多，按控制方式可 分為全自動旋轉(zhuǎn)門、半自動旋轉(zhuǎn)門和手動旋轉(zhuǎn)門 ； 按旋轉(zhuǎn)翼結(jié)構(gòu)方式可分為兩翼旋 轉(zhuǎn)門 、 三翼旋轉(zhuǎn) 門 和 四翼旋轉(zhuǎn)門 ； 按結(jié)構(gòu)材料可分為金屬框架旋轉(zhuǎn)門、水晶旋轉(zhuǎn)門（全玻璃旋轉(zhuǎn)門）和木旋轉(zhuǎn)門 。 國外自動旋轉(zhuǎn)門發(fā)展較早，其技術(shù)也較為成熟。自動旋轉(zhuǎn)門的 傳動系 統(tǒng)技術(shù)具有節(jié)能、低噪聲、傳動平穩(wěn)、壽命長 、 性能可靠等優(yōu)點(diǎn) ； 控制系統(tǒng)采用數(shù)字化設(shè)計的系統(tǒng)作為控制中樞 ，有 功能更強(qiáng)大，操作更簡便 等優(yōu)點(diǎn)； 檢測 安全 系統(tǒng) 采用 先進(jìn)的紅外與微波感應(yīng)技術(shù)，用于感知物體的移動，操縱門體的動行 ，使用各種安全檢測傳感器，實(shí)現(xiàn)防擠、防夾和防撞功能。與此同時某些廠家生產(chǎn)的 自動旋轉(zhuǎn)門還具有 遠(yuǎn)程控制 和 液晶顯示 功能 。 新中國成立以來，特別是改革開放以后，旋轉(zhuǎn)門也大量的出現(xiàn)在我國的各種公共和高檔場合。但由于 我國特殊的國情，使得旋轉(zhuǎn)門技術(shù)起步較晚，且其發(fā)展受到一定的限制 。因此，我國 在 自動旋轉(zhuǎn)門的 傳動系統(tǒng) 、 控 制系統(tǒng) 和 檢測 安全 系統(tǒng) 上離國外還有一定的差距。 旋轉(zhuǎn)門 作為出入口設(shè)計 的優(yōu)點(diǎn) 而 自動旋轉(zhuǎn)門作為 出 入口設(shè)計 ，其 最大 的 優(yōu)點(diǎn)在于它對于人員來說，門總可以打開，可對于建筑物來說門又總是關(guān)著。 同時，自動旋轉(zhuǎn)門能減少公共場合人們對門體的接觸，能有效的防止了細(xì)菌的傳播； 增強(qiáng) 門口的 抗風(fēng)能力，消除了風(fēng)口效應(yīng)，減少了能源損耗，有效的阻擋了灰塵，噪音和廢氣的進(jìn)入 。 它 還 有 多重安全保護(hù)措施 ，通過 安裝多部 接觸式和 非接觸式傳感器及獨(dú)特的安全開關(guān)，確保通行者的安全。門體采用鋁合金框架組裝、可拆式結(jié)構(gòu)，分成幾個獨(dú)立的部分，易于安裝，運(yùn) 輸方便。門的進(jìn)出口和旋轉(zhuǎn)部分都裝有傳感器，高靈敏度的系統(tǒng)保證了大門能即時開啟 和 對速度的 隨時 調(diào)整，保證了通過者最大程度的行走安全。 兩翼自動旋轉(zhuǎn)門又是在傳統(tǒng)的自動旋轉(zhuǎn)門基礎(chǔ)發(fā)展起來的。 如想 擴(kuò)大旋轉(zhuǎn)門門扇之間的距離， 增加 旋轉(zhuǎn)門人員流量，就 想到 把 旋轉(zhuǎn)門的門扇數(shù)量減為兩個，這就是兩翼自動旋轉(zhuǎn)門的獨(dú)特之處 大的通行能力設(shè)計。 同時，設(shè)計展箱和中間平滑門， 其展箱具有裝飾和展示功能 ； 中間平滑門能 在斷電和意外情況下， 能將其 轉(zhuǎn) 停 至安全疏散位置， 這時 平滑門打開，形成一個寬敞的疏散 (緊急 )通道 。 旋轉(zhuǎn) 門 的發(fā)展趨勢 自動 旋轉(zhuǎn)門 雖然已出現(xiàn)多年， 但 的 技術(shù) 發(fā)展 仍在不斷完善 和提高 。其發(fā)展 趨勢主要有 以下幾個 ：獨(dú)特 新穎 的總體設(shè)計，高度的安全可靠性設(shè)計，多種運(yùn)轉(zhuǎn)使用方式設(shè)計，故障即時顯示功能設(shè)計，樓宇消防智能化控制設(shè)計，停電使用功能設(shè)計，大通行能力設(shè)計，精巧靈敏的遙控控制系統(tǒng)設(shè)計，先進(jìn)的驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計。同時， 自動旋轉(zhuǎn)門還 能利用 先進(jìn)的通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，使自動門的維護(hù)不再受時間、地域和專業(yè)維護(hù)技術(shù)的限制，制造商可通過 inter 與設(shè)備進(jìn)行實(shí)時交流，校正偏差，讓自動門達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)異常時，可準(zhǔn)確傳回故障信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)，縮 短維護(hù)、保養(yǎng)時間；采用液晶顯示屏，進(jìn)行可視化設(shè)計，全面顯示門體轉(zhuǎn)速、狀態(tài)和故障等信息 。 旋轉(zhuǎn)門研究的必要性 由于 國外自動旋轉(zhuǎn)門發(fā)展較早，無論是驅(qū)動 技術(shù) 還是控制技術(shù)都 較為成熟。而 我國旋轉(zhuǎn)門技術(shù)的發(fā)展 起步較晚，其 全自動旋轉(zhuǎn)門技術(shù)來源于荷蘭、瑞典、 日本等國。 到目前為止，我國的自動旋轉(zhuǎn)門的技術(shù)水平離國外還有一定差距，特別是在結(jié)構(gòu)設(shè)計 和驅(qū)動控制系統(tǒng)上。我國設(shè)計的自動旋轉(zhuǎn)門的安全性能低，運(yùn)行噪音大， 壽命 短， 所以，仍需設(shè)計人員的不斷努力，才有希望趕超國外自動旋轉(zhuǎn)門的技術(shù) 水平 。 因此 ， 對自動旋轉(zhuǎn)門的研究是 十分 有必要 的。 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地增長， 人民生活水平的不斷提高，人們對生活環(huán)境的要求也越來越高。而 創(chuàng)造美好生活環(huán)境 又 必定成為 裝飾業(yè)發(fā)展的巨 大 動力。在 現(xiàn)代城市建筑物裝飾裝修中 ，人們 對門的選擇 已 由單一的功用型向個性化、品位化發(fā)展 ， 而 將高科技應(yīng)用到建筑物的外觀形象上，使城市建筑的入口體現(xiàn)出智能化 也是必然的趨勢。此時，兩翼自動 旋轉(zhuǎn)門以其全新的概念，寬敞開放的門面 、高格調(diào) 和智能化的 設(shè)計，自然成為 現(xiàn)代化樓宇建筑的入口 裝飾的主流，無可質(zhì)疑的必選設(shè)施。 這也 堪稱建筑物的點(diǎn)睛之筆。 2 方案設(shè)計 方案擬定 兩翼 自動 旋轉(zhuǎn)門的主體結(jié)構(gòu)由門體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和檢測安全系統(tǒng)五大部分構(gòu)成，根據(jù)對這五大部分作出分析后擬定以下兩個兩翼旋轉(zhuǎn)門的設(shè)計方案。 兩翼自動旋轉(zhuǎn)門設(shè)計方案一 方案 一：主要是根據(jù)傳統(tǒng)意義的自動旋轉(zhuǎn)門來進(jìn)行設(shè)計，其主要是采用中軸來支撐 和 安裝 整個旋轉(zhuǎn)門體， 并 用中軸上固定齒輪 的方式 來進(jìn)行傳動 ，最終使旋轉(zhuǎn)門體繞著中軸旋轉(zhuǎn)。 其具體方案如下： ① 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計 門體結(jié)構(gòu) 分為固定部分和旋轉(zhuǎn)部分 的設(shè)計 ，均由鋁型材框架和玻璃等組成。旋轉(zhuǎn)門體采用中軸上安裝兩個旋轉(zhuǎn)扇翼，旋轉(zhuǎn)扇翼由一扇普通門體和一扇圓弧門體 構(gòu)成，這樣來實(shí)現(xiàn) 建筑屋內(nèi)和屋外的任何位置的隔離。 門扉一般采用高強(qiáng)度鋁合金型材，結(jié)構(gòu)簡潔，精密牢固。 同時 每扉門三面安裝密封毛條與地面天花及曲壁緊密接觸，使門扉在任何位置均處于密閉狀態(tài) ； 門扉玻璃采用（ 3+3）夾膠玻璃或 6mm 厚鋼化玻璃，曲壁玻璃一般采用（ 4+4）夾膠玻璃 或 12mm 厚的鋼化玻璃。 ② 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 由于兩扇門翼距離較大且?guī)в袃缮葓A弧門，使得需要的驅(qū)動力矩就較大，那么采用兩臺三相異步電機(jī)對稱布置來完成驅(qū)動。 ③ 傳動系統(tǒng) 設(shè)計 傳動系統(tǒng)主要是完成降速和 力的傳動 ，根據(jù)要求可采用兩臺異步電機(jī) 輸出軸分別 接一臺 減速器，然后又通過一對齒輪嚙合來把動力傳遞給門體的中軸，使得中軸帶動固定在上面的旋轉(zhuǎn)門體轉(zhuǎn)動。從而實(shí)現(xiàn)從動力裝置到執(zhí)行裝置動力的傳遞過程。 ④ 控制系統(tǒng) 設(shè)計 控制系統(tǒng)采用目前小型控制中較為常用的單片機(jī)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，同時由變頻器完成調(diào)速控制功能，再加上一些功能開關(guān)來完成兩翼自動旋轉(zhuǎn)門的整個控制要求。 ⑤ 檢測安全系統(tǒng)設(shè)計 檢測安全系統(tǒng)是關(guān)系到整個 兩翼 旋轉(zhuǎn)門能否 健康 安全 運(yùn)行的關(guān)鍵一步，主要采用紅外線傳感器來實(shí)現(xiàn)人流的檢測，采用各種 接觸式和非接觸式傳感器以及多個接近開關(guān)來實(shí)現(xiàn)兩翼旋轉(zhuǎn)門運(yùn)行過程中各個危險位置和危險情 況的檢測，最終實(shí)現(xiàn)兩翼自動門的安全運(yùn)行。 兩翼自動旋轉(zhuǎn)門設(shè)計方案二 方案 二：主要是在傳統(tǒng)意義的自動旋轉(zhuǎn)門基礎(chǔ)上來進(jìn)行改造設(shè)計的，其主要是采用 圓周導(dǎo)軌懸掛整個旋轉(zhuǎn)門體 ，并用懸掛門體上部轉(zhuǎn)盤的方式來進(jìn)行傳動，最終使旋轉(zhuǎn)門體繞著門冠的圓形軌道旋轉(zhuǎn)。其具體方案如下： ① 門體結(jié)構(gòu)設(shè)計 門體結(jié)構(gòu) 分為固定部分和旋轉(zhuǎn)部分 的設(shè)計 ，均由鋁型材框架和玻璃等組成。旋轉(zhuǎn)門體采 用中間平滑門加兩扇圓弧門構(gòu)成 ， 同時，平滑門、圓弧門和一扇普通門 在旋轉(zhuǎn)門體的兩邊構(gòu)成一個旋轉(zhuǎn)展臺，這個展臺即成了旋轉(zhuǎn)扇翼，又能放置展物。這樣不僅能形成 一種美好的氛圍，還能較為完美的實(shí)現(xiàn) 建筑屋內(nèi)和屋外的任何位置的隔離。 門扉一般采用高強(qiáng)度鋁合金型材，結(jié)構(gòu)簡潔，精密牢固。 同時 每扉門三面安裝密封毛條與地面天花及曲壁緊密接觸，使門扉在任何位置均處于密閉狀態(tài) ； 門扉玻璃采用（ 3+3）夾膠玻璃或 6mm 厚鋼化玻璃，曲壁玻璃一般采用（ 4+4）夾膠玻璃 或 12mm 厚的鋼化玻璃。 ② 驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 由于 門體懸掛在圓形軌道上 ， 那么受到的摩擦力矩較?。煌瑫r又使用了較大的轉(zhuǎn)盤來傳動， 使得 較小的 驅(qū)動 力 就能產(chǎn)生較大的力矩。 那么采用 一臺 三相異步電機(jī)來完成驅(qū)動 即可 。 ③ 傳動系統(tǒng)設(shè)計 傳動系統(tǒng)主 要是完成降速和 力 的傳動的，根據(jù)要求可采用 在 異步電機(jī)輸出軸接一臺減速器， 將轉(zhuǎn)速降到一定的轉(zhuǎn)速， 然后又通過一對齒輪 齒圈 嚙合來把動力傳遞給 由齒圈形成的門體轉(zhuǎn)盤上 ，使得 轉(zhuǎn)盤帶動懸掛門體 在 圓形軌道上 轉(zhuǎn)動。從而實(shí)現(xiàn)從動力裝置到執(zhí)行裝置動力的傳遞過程。 ④ 控制系統(tǒng) 設(shè)計 控制系統(tǒng)采用 工業(yè) 控制中 十分 常用的 可編程控制器（ PLC）來 實(shí)現(xiàn)，同時由變頻器完成調(diào)速控制功能，再加上一些功能開關(guān)來完成兩翼自動旋轉(zhuǎn)門的整個控制要求。 ⑤ 檢測安全系統(tǒng)設(shè)計 檢測安全系統(tǒng)是關(guān)系到整個兩翼旋轉(zhuǎn)門能否健康安 全運(yùn)行的關(guān)鍵一步，主要采用紅外線傳感器來實(shí)現(xiàn) 人流的檢測，采用各種 接觸式和非接觸式傳感器以及多個接近開關(guān)來實(shí)現(xiàn)兩翼旋轉(zhuǎn)門運(yùn)行過程中各個危險位置和危險情況的檢測，最終實(shí)現(xiàn)兩翼自動門的安全運(yùn)行 。 方案 選擇 方案比較 ① 從設(shè)計新穎和功能上比較 方案一的設(shè)計思路是傳統(tǒng)意義 的再 次 設(shè)計，沒有太多新穎的結(jié)構(gòu)和創(chuàng)新理念，同時門體的結(jié)構(gòu)較其它三翼／四翼自動旋轉(zhuǎn)門復(fù)雜，且外形不是 太美觀。因此，沒有多少實(shí)際意義和市場價值。而方案二是對傳動意義 自動旋轉(zhuǎn)門的創(chuàng)新設(shè)計，它能獨(dú)特的展臺設(shè)計使其能增加兩翼自動旋轉(zhuǎn)門的實(shí)用功能。同時， 其獨(dú)特的傳動方式和 高格調(diào)的外觀設(shè)計使其能在多種自動旋轉(zhuǎn)門中占有一席之地。 ② 從節(jié)能的角度比較 方案一的設(shè)計由于采用中軸轉(zhuǎn)動，需要兩臺電機(jī)才能很好的進(jìn)行驅(qū)動。而方案二的設(shè)計采用門體懸掛在圓形軌道上，只需要一臺同功率的電機(jī)就能很好的完成驅(qū)動 。那么方案一的設(shè)計就耗能較多，則不宜采用。 ③ 從采用的控制系統(tǒng)上比較 方案一 采 用單片機(jī)控制系統(tǒng)雖然能很好的完成控制任務(wù)，但對設(shè)計者來說增加了很多的負(fù)擔(dān)。 它不僅要求進(jìn)行控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計， 還要進(jìn)行較為復(fù)雜的硬件設(shè)計，其硬件包括一些芯片連接，隔離放大電路的設(shè)計。 這些在方案二中就很是簡單， 根本不需要 太多的設(shè)計，因為方案二采用的是已有的控制系統(tǒng)。 同時，方案一的 控制系統(tǒng) 由于 對用戶來說體積小，結(jié)構(gòu)簡單 ，所以較為 適于大批量生產(chǎn) 。但 是 對我們單件 或小批量 生產(chǎn) 來說 設(shè)計方案一的控制系統(tǒng)是 不值得的。 確定 方案 通過對方案一二的綜合比較，考慮各自方案的利與弊。綜合考慮后， 我 決定選擇方案二進(jìn)行設(shè)計 。 3 門體 結(jié)構(gòu) 設(shè)計 門體的總體設(shè)計 門體構(gòu)成 兩翼自動旋轉(zhuǎn)門的門體部分設(shè)計主要包括旋轉(zhuǎn)門體部分設(shè)計和 固定部分 曲壁設(shè)計，旋轉(zhuǎn)門體又包括中間旋轉(zhuǎn)平滑門和旋轉(zhuǎn)展箱設(shè)計。其中旋轉(zhuǎn)平滑門又由四扇普通推拉門組成，在緊急或是停電的情況下打開進(jìn)行人員流通，而旋轉(zhuǎn)展箱又是轉(zhuǎn)門的一部分，由圓弧門、平滑門和扇門構(gòu)成一個展示空間，其都由 鋁型材框架和玻璃 構(gòu)成。 曲壁是旋轉(zhuǎn)門體部分的旋轉(zhuǎn)空間，由進(jìn)出門口和四塊弧形框架 玻璃構(gòu)成。 門體規(guī)格 門體規(guī)格根據(jù) 文獻(xiàn) [1]兩翼旋轉(zhuǎn)門門體尺寸進(jìn)行設(shè)計。門體總體規(guī)格尺寸如表，門體總體外形圖如圖 ： 表 門體尺寸 內(nèi)直徑 門中線全闊 入口寬度 中間門全開闊度 華蓋高度 門扉高度 （ D） mm （ E） mm （ C） mm （ F） mm （ A） mm （ B） mm 3600 3804 1676 1640 500 2200 圖 門體外形圖 旋轉(zhuǎn)門體部分設(shè)計 確定旋轉(zhuǎn)門體材料 旋轉(zhuǎn)門體 材料 主要包括門體骨架的材料和門體玻璃材料，由于旋轉(zhuǎn)門體由四扇推拉門組成和兩扇旋轉(zhuǎn)展箱構(gòu)成，因此其構(gòu)成相當(dāng)于有一棟四扇的推拉門和兩扇旋轉(zhuǎn)的圓弧門與兩扇扇門。 ① 旋轉(zhuǎn)門體的框架材料 門體框架材料可選用鋁型材來構(gòu)成骨架和安裝玻璃的框架，根據(jù)相關(guān)門體標(biāo)準(zhǔn) ， 旋轉(zhuǎn)平開門可按 90 系列 的推拉門進(jìn)行設(shè)計。門體骨架采用 90 系列推拉門專用鋁型材，據(jù) 文獻(xiàn) [1]選擇如下。 平滑門的材料選擇如表 ： 表 平滑門材料 名稱 材料代號 線密度（ kg/m） FAB216。 DCE光企 L090704（圖 ） 勾企 L090705（圖 ） 上橫 L090706（圖 ） 下橫 L090707（圖 ） （左右）邊框 L090703（圖 ） 上滑 L090701（圖 ） 下滑 L090702（圖 ） 相關(guān)鋁型材的截面形狀如下圖： 圖 光企 截面圖 圖 勾企 截面圖 圖 上橫 截面圖 圖 下橫 截面圖 圖 邊框 截面圖 圖 上滑 截面圖 圖 下滑 截面圖 旋轉(zhuǎn)扇門的材料可按中間平滑門的相關(guān)材料來做，則上橫選擇 L090706，下橫選擇 L090707，左右光企框選擇 L090704。 旋轉(zhuǎn)圓弧門的材料可選擇圓弧專用鋁型材 6063，其相關(guān)截面形狀及尺寸同平開門的鋁型材相同。 ② 旋轉(zhuǎn)門體玻璃材料 門扉玻璃 一般有幾種選擇，一是防彈玻璃，二是夾膠玻璃，三是鋼化玻璃。由于門一般用于高級的賓館，寫字樓等高檔場所，一般無特殊要求。由于防彈玻璃價格較為昂貴，并且無多大實(shí)際用處，而夾膠玻璃它安