接触式电子门挡的研制

应豪 赵幸钰 刘鸿阳

摘 要：本项目研究一种触摸式电子门挡装置，是利用无线信号接收触摸信号之后传递给电气控制装置，电气控制装置进而控制电动机的正反转，从而控制滑块系统，滑块系统中的齿轮带动齿条的平行运动，齿条末端的齿舌伸出门体单元，达到阻挡防盗门的意外关闭。这种门挡装置是可以阻止门因外界因素（如对流空气，循环风等）有弊的进行非人为闭合的一种装置，因其可确保门不会意外闭合，保持门的张开状态，且并不影响原来门的开合方式，防止由于出门送客，倒垃圾等短暂离家且尚未带钥匙的情况，避免门由于意外关闭造成的生命及财产损失。

关键词：接触式;智能;门挡

大多数小区防盗门用户在使用防盗门时，由于出门送客，倒垃圾，等短暂离家且尚且未带钥匙的情况，防盗门由于非人为因素导致意外关闭，给日常生活带来不便，有甚者会因为人员的无法进入造成的火灾，煤气泄漏灾害等灾害，门挡装置一直以来广受大家的欢迎。但是市场上现有的门挡装置由于需要人力调节才能处于理想的挡门状态，所以市面上的门挡装置并不能解决由于意外锁门的问题，且不具备人性化的设计，故该设计具有很强的现实意义。（1）电源（2）电气控制装置（3）齿舌（4）齿条（5）齿轮（6）电动机。电源供给整个系统能源，电气控制装置接收触摸信号的高低电平之后，判断是否有触摸反应，控制电动机正转或者反转，正转则带动齿轮逆时针旋转，使齿条向右运动，齿舌伸出，没有触摸信号时，则电动机反转，控制齿舌的收回，此时防盗门可以正常开关。

1.电源：

1.1触摸传感器传递电源

触摸传感器和无线发射模块的电源一并由两块额定电压1.5V，额定电流3A的碱性纽扣串联供给。

2.2电子门挡运动单元电源

可由5.5V聚合物锂电池供给，最大放电电流1A，额定容量1500mAh

2.电气控制装置

2.1触摸传感器

触碰传感器由一个基于触检测的电容式电动型触摸开关模块，常态下，模块输出低电平，模式为低功耗模式，当手指触摸相应位置时，模块会输出高电平，模式切换为快速模式：当持续12秒没有触摸时，模式又切换为低功耗模式，触摸传感器的高低电平信号传输给触摸信号发射接收模块，由此将触摸信号传达给单片机控制模块。

2.2信号发射接收模块

触碰信号发射接收模块由RX-C6超外差无线接收模块组成，是一种ISM频段的接收模块，此模块设置为电动模式，触摸传感器的高低电平信号作为有效信号输入无线发射模块，有有效信号的输入，相对应的输出信号有输出，有效信号没有后自动停止输出，无线接收模块接收信号将其传达给单片机控制模块。

2.3单片机控制模块

电气控制模块由一个51单片机组成，连接无线信号接收模块传来的信号，将其处理，控制步进电机的正反转，当接收低电平时，控制电动机的正转，带动齿轮的正转，由此带动齿条的伸出。當单片机接收低电平时，控制电动机的反转，带动齿轮的反转，由此带动齿条的收缩。

3.滑块系统

3.1步进电机

步进电机使用两相步进电机，42步，额定电压2.8V额定电流1.7A，扭矩0.4Nm，能够通过电流脉动来精确控制转动亮的电机，电流脉冲由步进电机驱动单元供给。

3.2齿轮齿条齿舌传动系统

步进电机的正反转则直接控制齿轮的正反转，齿轮带动齿条运动伸缩齿舌。传动系统直接体现的是门挡的工作状态，也是执行作用的最直观体现。齿舌伸出则门体无法进行关闭，保证门体为人离手的状态。齿舌收缩，则门体可进行正常关闭开始，保证防盗门的使用。

本产品可以做多种选择，当前市面上有许多类型防盗门，有内开式和外开式，对于外开式防盗门，将自动门挡的盒体安装在门体单元室内一侧的上边缘处或者安装在门框的外侧边缘处，在两侧把手处安装有触摸传感器，只要手触摸，齿舌就可实现收缩，不影响正常使用，若短暂的外出，没有关闭防盗门，此时，齿舌没有触摸信号，齿舌将保持伸出的状态，可以阻挡门体单元的闭合，达到意外关门的事故。当防盗门为内开始，可将电子门挡盒体安装在门体单元外侧或者门框内侧的边缘处，都可以达到预计的效果。

参考文献：

[1] 王瑞.进一步了解防盗门[M].建筑工程技术与设计，2019，（4）

[2]杨晓龙.基于单片机的GSM家庭防盗门电子锁的设计[M].机械工程与自动化，2018，（6）