ТУРНИКЕТ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ

Полезная модель относится к устройствам автоматического контроля прохода через заградительные барьеры, позволяющая реализовывать режимы прохода: нормально-открытый, нормально-закрытый, пассажирский, багажный, входной, выходной, реверсивный, антипаника, контролировать проездные документы различного типа и предназначена для установки в вестибюлях станций метрополитена, перронах вокзалов, проходных предприятий или учреждений и может входить в состав комплекса технических средств систем контроля прохода пассажиров (персонала), как средство технического обеспечения автоматического контрольно-пропускного пункта (АКП) для контроля прохода по проездным документам.
Известен «Автоматический контрольно-пропускной пункт» (авторское свидетельство №750532 G 07 С 9/02, приоритет 13.06.78, опубликовано 23.07.80 Бюлл. №27), содержащий блок считывания, выход которого через блок контроля считанного кода соединен со входами блока регистрации и блока управления, исполнительный элемент. Дополнительно в устройство введены ключ, блок отметки проходов, блок контроля наличия разрешенных проходов, элемент И-НЕ. Кроме того блок отметки проходов содержит пересчетный блок, одновибраторы, ключи, штыревые электроды, шинообразный электрод и источник высокого напряжения. А блок контроля наличия разрешенных проходов содержит блок установок, блок считывания информации, пороговый элемент и элемент сравнения. Данное устройство позволяет расширить функциональные возможности при использовании его для пропуска посетителей (пассажиров). Механические узлы имеют шарнирные соединения.
Однако данное устройство не обеспечивает надежного контроля прохода, в связи с чем эксплуатируется в нормально-открытым режиме, обрабатывает ограниченное количество проездных документов, а конструкция данного устройства не обеспечивает возможность организации реверсивного движения и багажного прохода.
Известен также «Турникет» (патент РФ на изобретение №2158442 G 07 C 9/02, Е 06 В11/08, приоритет 09.06.1999, опубликовано 27.10.2000), содержащий четырехшарнирный параллелограмм, среднее звено которого является заградительной створкой, и дополнительный параллелограмм, образованный тягой и консолями, выполненными на верхнем и нижнем звеньях первого параллелограмма. Тяга установлена на осях, размещенных на консолях, на оси консоли нижнего звена закреплен также конец шатуна кривошипно-шатунного механизма, кривошип которого закреплен на выходном валу редуктора, который размещен между осями каркаса стойки. Верхнее и нижнее звенья четырехшарнирного параллелограмма размещены на осях, установленных попарно одна под другой на каркасе стойки и на створке. В изобретении обеспечивается повышение надежности защиты от несанкционированного прохода и снижение травмоопасности устройства. Целью данного устройства является упрощение устройства, снижение его габаритов и повышение надежности.
Однако использование в данном устройстве шарнирных соединений приводит к увеличению эксплуатационных издержек и снижает надежность его работы, размещение створок внутри тумбы турникета жестко определяет его геометрические размеры и невозможность создания на его базе багажного прохода, кроме того конструкция турникета при работе в режиме нормально-закрытого прохода не обеспечивает возможность реализации режима «антипаника».
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является «Турникет универсальный модульный» (свидетельство на полезную модель №13714 G 07 F 9/02 приоритет 15.11.1999, опубликовано 10.05.2000), в состав которого входит
устройство проверки оплаты прохода, датчики контроля зоны прохода, преграждающие проход шторки, устройство перемещения шторок и устройство управления. При этом турникет комплектуется в зависимости от условий применения, из унифицированных малогабаритных - модуля контроля оплаты и микропроцессорного управления, модуля перемещения преграждающих шторок, модуля ограждения и датчиков контроля. Устройством достигается снижение стоимости и улучшение дизайна.
Основными недостатками данного устройства являются недостаточное качество работы и обслуживания турникета ввиду низкой надежности работы механизма перемещения шторок, сложность монтажа и обслуживания, отсутствие защиты от солнечного света датчиков контроля зоны прохода, ограниченное количество обрабатываемых проездных документов.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение качества работы и обслуживания турникета путем увеличения его функциональных возможностей, расширения сферы использования и обеспечения любых режимов прохода через турникет.
Техническим результатом является повышение надежности работы, уменьшение времени ремонтно-эксплуатационных работ. Кроме того обеспечивается возможность сопряжения с любыми устройствами обработки проездных документов: жетонов, монет, магнитных карт, билетов со штрих-кодом, контактных и бесконтактных смарт карт, бесконтактных смарт жетонов и т.д.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в турникете универсальном, содержащем корпус трехсекционной тумбы, в котором размещены, выполненные в виде отдельных модулей и функционально связанные между собой, заградительный барьер, датчики контроля зоны прохода, блок управления турникета, блок питания, контроллер валидатора, блоки индикации направления и разрешения прохода, блоки сигнализации несанкционированного прохода и доступа, блок устройств обработки
документов контроля доступа, в качестве заградительного барьера использован механизм автоматических поворотных створок, выполненный состоящим из функционально связанных между собой, мотора-редуктора, инвертора, на лицевой панели которого расположен пульт, позволяющий оперативно менять параметры работы мотора-редуктора, тормозной муфты, обеспечивающей режим блокировки створки только при подаче управляющего сигнала, бесконтактных датчиков положения створки и привода створки, расположенной на оси симметрии турникета, а в качестве передаточного звена от вала мотора-редуктора к приводу поворотной створки используется цепь, натяжение которой регулируется при помощи специальных мембранных шайб. Кроме того, турникет содержит датчики контроля зоны прохода, работающие на отраженном луче, со встроенной схемой защиты от солнечного света. Микропроцессорный блок управления турникета, связанный с механизмом поворотной створки, датчиками контроля зоны прохода, блоком индикации направления прохода и контроллером валидатора, имеет резервные дискретные входы и выходы сигналов для подключения дополнительных устройств. Контроллер валидатора, соединенный с блоком управления турникета, блоком индикации разрешения прохода, блоком сигнализации несанкционированного прохода и блоками устройств обработки документов контроля доступа, содержит высокопроизводительный процессор, энергонезависимое ОЗУ, таймер и межуровневый интерфейсный модуль, что обеспечивает возможность работы, как в автономном режиме, так и под управлением систем верхнего уровня. Створка выполнена стеклянной.
В турникете универсальном блок устройств обработки документов контроля доступа содержит блок приема и складирования жетонов, блок приема и складирования бесконтактных смарт жетонов, блок обработки бесконтактных смарт карт, блок обработки и складирования магнитных карт, блок обработки билетов со штрих-кодом. Конструкция трехсекционной тумбы позволяет производить установку, как отдельных устройств контроля доступа, так и их комбинацию.
Отдельные блоки и модули, входящие в состав турникета, размещены в корпусе турникета с возможностью их замены, изъятия или дополнительной установки без нарушения работы турникета.
Таким образом, использование в механизме поворотных створок цепи, в качестве передаточного звена от вала мотора-редуктора к приводу поворотной створки, отсутствие шарнирных соединений, применение в узлах, работающих на трении элементов, не требующих обслуживания, использование бесконтактных индукционных датчиков положения створки, блочно-модульный принцип построения турникета и применение в качестве датчиков контроля зоны прохода, датчиков, работающих на отраженном луче с защитой от солнечного света, позволило повысить надежность работы турникета и сократить время ремонтно-эксплуатационных работ.
Новые конструктивные признаки позволяют также расширить функциональные возможности и сферу использования турникета следующим образом. Применение в качестве заградительного барьера механизма автоматических поворотных створок, створки которого расположены на оси симметрии турникета, открываются по ходу движения пассажиропотока, как на вход, так и на выход, блокируются в положениях закрыто, открыто на вход и открыто на выход обеспечивает возможность работы турникета в режимах: нормально-открытый, нормально-закрытый, входной, выходной и реверсивный проходы. Возможность установок створок различной ширины, без изменения конструкции трехсекционной тумбы, обеспечивает работу турникета в режимах багажного или пассажирского прохода. Принцип действия тормозной муфты, когда блокировка створки производится только при наличии управляющего сигнала (напряжения питания) позволяет реализовать режим «антипаника». Блочно-модульный принцип построения турникета, применение универсальных блоков питания и многофункционального контроллера валидатора позволяет обрабатывать различные
комбинации предъявляемых проездных документов и обеспечивать работу турникета, как в автономном режиме, так и под управлением систем верхнего уровня.
Кроме того, в связи с возможностью регулировки скорости вращения и усилия удержания створки и выбора алгоритма работы блока управления (обработка сигналов от датчиков контроля прохода) уменьшается вероятность несанкционированного прохода, в частности, прохода «паровозиком» в пассажирском турникете и обеспечивается беспрепятственный проход с багажом в багажном турникете; а размер створок и их блокировка в закрытом положении обеспечивает защиту от проползания и перепрыгивания. Возможность открывания створок по ходу движения пассажиропотока увеличивает его пропускную способность.
Сущность полезной модели поясняется чертежами. На фиг.1 представлен общий вид конструкции средней трехсекционной тумбы. В корпусе 1 турникета универсального располагаются:
основание - 1.1;
передняя секция - 1.2;
съемные кожухи - 1.3, 1.4;
средняя секция - 1.5;
боковая панель - 1.6;
задняя секция - 1.7;
съемные кожухи - 1.8, 1.9;
В корпусе 1 трехсекционной тумбы размещены один или два механизма автоматических поворотных створок - 2, выполняющих функции заградительного барьера, в состав которого входят:
инвертор - 2.1;
мотор-редуктор - 2.2;
цепь - 2.3;
привод автоматической поворотной створки - 2.4;
модуль электронного реле - 2.5;
муфта тормозная - 2.6;
датчики положения створки - 2.7;
створка - 2.8;
датчики контроля зоны прохода 3;
микропроцессорный блок управления турникета - 4;
блок питания - 5;
контроллер валидатора - 6;
блоки индикации направления прохода - 7;
блоки индикации разрешения прохода - 8;
блок устройств обработки документов контроля доступа - 9:
блок приема и складирования жетонов - 9.1;
блок приема и складирования магнитных карт (МК) - 9.2;
блок обработки бесконтактных смарт карт (БСК) - 9.3;
блок обработки и складирования бесконтактных смарт жетонов (БСЖ) - 9.4;
блок обработки билетов со штрих-кодом (БШК) - 9.5;
блок сигнализации несанкционированного прохода - 10;
блок питания тормоза - 11;
блок сигнализации несанкционированного доступа к техническим средствам турникета - 12;
система обогрева - 13;
электромеханический счетчик - 14.
Конструктивно корпус 1 турникета универсального выполнен в виде напольной трехсекционной тумбы, каждая секция которой устанавливается и закрепляется на едином основании (пьедестале) 1.1. В турникете могут быть установлены один или два механизма
автоматических поворотных створок 2 (в дальнейшем механизмов створок). В зависимости от количества и места установки механизмов створок 2, трехсекционные тумбы делятся на правую, среднюю или левую. В зависимости от ширины створок 2.8 поворотного механизма 2 турникет может быть использован для организации, как пассажирского, так багажного автоматизированного контрольно-пропускного пункта (АКП).
Передняя секция 1.2 турникета конструктивно разделена на две части: нижнюю и верхнюю. Нижняя часть передней секции закрывается при помощи съемной двери, фиксация, которой осуществляется при помощи замка и двух направляющих.
Верхняя часть передней секции 1.2 закрывается двумя съемными кожухами 1.3 и 1.4, первый из которых фиксируется при помощи винтов, а второй двумя замками. На верхней панели съемного кожуха 1.3 монтируется блок индикации разрешения прохода 8. Кроме того в верхней части передней секции и на съемном кожухе 1.4 имеются отверстия и элементы крепления для монтажа одного или комбинации устройств обработки документов контроля доступа 9.
В нижней части передней секции 1.2 турникета размещены: блок управления турникета 4, блок питания 5, контроллер валидатора 6, клеммные колодки и автомат включения/отключения питания технических средств турникета, кроме тормозной муфты 2.6, а также блок индикации направления прохода 7 и датчики блока контроля зоны прохода 3, блок сигнализации несанкционированного прохода 10.
В средней секции турникета 1.5 установлены и закреплены один или два механизма створок 2 (за исключением инвертора 2.1 и модуля электронного реле 2.5) и датчики блока контроля зоны прохода 3. Поворотные створки 2.8 и боковая панель 1.6 выполнены из каленного стекла.
Средняя секция 1.5 закрывается двумя съемными панелями с фиксацией винтами.
Конструкция корпуса задней секции 1.7 аналогична конструкции передней секции 1.2. Нижняя часть задней секции 1.7 закрывается при помощи съемной двери, фиксация, которой осуществляется при помощи замка и двух направляющих. Верхняя часть передней секции закрывается двумя съемными кожухами 1.8 и 1.9, первый из которых фиксируется при помощи винтов, а второй двумя замками. На верхней панели съемного кожуха 1.8 монтируется блок индикации разрешения прохода 8. Кроме того, в верхней части передней секции 1.2 и на съемном кожухе 1.9 имеются отверстия и элементы крепления для монтажа одного или комбинации устройств обработки документов контроля доступа 9.
В нижней части задней секции 1.7 установлены: клеммные колодки внутренних и внешних подводок; автомат включения/отключения питания турникета; два автомата включения/отключения питания поворотных механизмов 2; два инвертора 2.1, модуль электронного реле 2.5; блок питания тормоза 11. а также блок индикации направления прохода 7 и датчики блока контроля зоны прохода 3.
В передней 1.2 и задней 1.7 секциях предусмотрены отверстия и элементы монтажа для установки дополнительных устройств, к примеру, блока сигнализации несанкционированного доступа к техническим средствам турникета 12, системы обогрева 13 или электромеханического счетчика 14.
Сборка и монтаж трехсекционной тумбы турникета осуществляется следующим образом. В средней секции 1.5 турникета устанавливается один или два механизма поворотных створок 2. Это позволяет без изменения конструкции осуществлять сборку левой, правой или средней тумбы турникета. Блок устройств обработки документов контроля доступа 9 располагается в верхних частях передней 1.2 и задней 1.7 секции турникета. Такое расположение позволяет производить установку этих устройств без дополнительной доработки основной базовой конструкции турникета, а только путем замены съемных кожухов 1.3, 1.4, 1.8, 1.9. Причем монтаж дополнительных устройств
обработки документов контроля доступа 9 производится прямо на действующих турникетах, без демонтажа трехсекционной тумбы. Этому также способствует безпаячная технология монтажа оборудования, все соединения только разъемные и резьбовые.
Путем замены створки 2.8 производится изменение ширины прохода без изменения габаритов тумбы турникета.
Тип заградительного барьера в турникете универсальном - автоматические поворотные створки. Движение створок 2.8 осуществляет мотор-редуктор 2.2, представляющий собой трехфазный асинхронный двигатель с напряжением ~220 В, частотой 50 Гц, мощностью 0,06 кВт. Работой мотора-редуктора 2.2 управляет инвертор 2.1, на выходе которого формируется трехфазное переменное напряжение по принципу широтно-импульсной модуляции, благодаря чему достигается синусоидальная форма тока в обмотках двигателя. На лицевой панели инвертора 2.1 расположен пульт, позволяющий оперативно менять параметры работы мотора-редуктора 2.2. В качестве передаточного звена от вала мотора-редуктора 2.2 к приводу поворотной створки 2.4. используется цепь 2.3. Точка остановки створки 2.8 в положениях: створка закрыта, створка открыта по направлению движения пассажиропотока, створка открыта против направления пассажиропотока, определяется при помощи одного из трех бесконтактных индукционных датчиков положения створки 2.7. Блокировку створки 2.8 в точке остановки обеспечивает тормозная муфта 2.6, напряжение питания не более +24В, мощность 50 Вт.
В турникете устанавливается от одного до десяти датчиков контроля зоны прохода 3, которые расположены в зоне прохода пассажиров по всей ее длине и на разных уровнях. Выбор количества датчиков 3 и их взаиморасположение позволяет реализовать любой алгоритм работы турникета, например, анализ наличия в зоне прохода тележек и багажа или контроль проездных документов на входе и свободный проход при выходе. Датчики контроля зоны прохода 3 выполнены фотоэлектрическими и устанавливаются на специальном кронштейне, конструкция которого дает возможность вращать датчик 3 в
продольной и поперечной плоскостях, что позволяет ориентировать его на отражатель, расположенный с другой стороны зоны прохода пассажиров. Датчики имеют встроенную схему защиты от солнечного света. По причине того, что датчики 3 работают на отраженном сигнале, а излучатель и приемник расположены в одном корпусе, в турникете должны быть установлены отражатели, обеспечивающие работу АКП.
Блок управления турникетом 4 - это универсальный микропроцессорный блок, состоящий из двух модулей (модуль процессора и модуль расширения). В его состав входят высокопроизводительный процессор, энергонезависимое ОЗУ объемом до 4 Мбит, ПЗУ объемом до 1 Мбит, два последовательных интерфейса, 24 дискретных выхода, 4 мощных выхода (1А) и 24 дискретных входа, что обеспечивает возможность подключения и управления всеми узлами турникета, в соответствии с различными алгоритмами работы турникета.
Блок питания 5 выполнен в виде конструктивно законченного изделия, имеет четыре выходных канала напряжения постоянного тока. Блок питания 5 выполнен унифицированным, подходящим для всех вариантов исполнения турникета и вырабатывает нестабилизированные напряжения +24В(2А), +36В(3А) и стабилизированные напряжения +5В(1А) и +12В(1А).
Контроллер валидатора 6 - это универсальный микропроцессорный модуль, в состав которого входят высокопроизводительный процессор, энергонезависимое оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) объемом до 16 Мбит, ПЗУ объемом до 4 Мбит, таймер и межуровневый интерфейсный модуль, что обеспечивает возможность работы, как в автономном режиме, так и под управлением систем верхнего уровня, в том числе и в режиме реального времени, а наличие дискретных портов ввода-вывода и последовательного интерфейса, позволяют осуществлять подключение любых комбинаций устройств контроля доступа.
Блок индикации направления прохода 7 и блок индикации разрешения прохода 8 представляют собой красно-зеленые светодиодные матрицы и наборы мнемознаков: стрелка и крест для блока индикации направления прохода 7, два круга для блока индикации разрешения прохода 8.
Блок сигнализации несанкционированного прохода и доступа 10 состоит из сирены и датчиков. В качестве датчиков используются датчики контроля зоны прохода 3.
Блок питания тормоза 11 выполнен на базе конструкции блока питания 5, но имеет два выходных канала напряжения постоянного тока - нестабилизированное напряжение +17В(3А).
Блок сигнализации несанкционированного доступа к техническим средствам турникета 12, система обогрева 13 и электромеханический счетчик 14 относятся к числу дополнительного оборудования и в зависимости от исполнения турникета могут устанавливаться в корпусе трехсекционной тумбы.
Блок сигнализации несанкционированного доступа к техническим средствам турникета 12 выполнен на базе магнитоуправляемых герконов.
Система обогрева 13 (питание от сети 220 В, 50 Гц) включает в себя регулятор температуры, термодатчик, устройство обогрева мощностью 75 Вт и обеспечивает работу технических средств турникета в температурном диапазоне от -30°С до +40°С.
Электромеханический счетчик 14 - семиразрядный счетчик, без кнопки обнуления показаний и напряжением питания +24В.
Функции управления работой турникета и контроля проездных документов распределены между блоком управления турникетом 4 и контроллером валидатора 6, который обрабатывает данные о проездных документах и принимает решение об их действительности, управляет работой блока индикации разрешения прохода 8 и блока сигнализации несанкционированного прохода 10, осуществляет связь с подсистемой верхнего уровня и блоком управления турникетом 4. Последний анализирует сигналы от
датчиков контроля зоны прохода 3, управляет работой блока индикации направления прохода 7 и механизма поворотных створок 2: с блока управления турникета 4 на инвертор 2.1 подаются сигналы: включить двигатель, открыть створки 2.8 по направлению пассажиропотока, открыть створки 2.8 против направления пассажиропотока и сигнал на модуль электронного реле 2.5 - включить тормозную муфту 2.6, на блок управления турникетом 4 приходят сигналы от датчиков положения створки 2.7.
Основной режим работы турникета - нормально-закрытый проход: при санкционированном проходе - створки 2.8 открываются по ходу движения пассажира, при несанкционированном проходе в любом направлении створки 2.8 блокируются.
Включение или отключение питания всех технических средств турникета производится при помощи автомата, расположенного в задней секции 1.7 трехсекционной тумбы: при включении питания - створки 2.8 блокируются в состоянии нормально-закрытого прохода, а при отключении питания - створки 2.8 разблокируются. При помощи автомата, расположенного в передней секции 1.2 трехсекционной тумбы производится включение или отключение питания всех технических средств турникета кроме тормозной муфты 2.6: при включении питания - створки 2.8 блокируются в состоянии нормально-закрытого прохода, а при отключении питания - створки 2.8 блокируются в том состоянии, в котором они находились в момент отключения.
В зависимости от выбранного алгоритма работы турникет может работать в режимах прохода - только на вход, только на выход или на вход и выход (реверсивный).
После включения питания турникет находится в режиме ожидания: проход закрыт, створки 2.8 заблокированы, на блоках индикации направления прохода 7 передней 1.2 и задней 1.7 секций горит индикация, показывающая разрешенное направление движения пассажиропотока (зеленая стрелка или красный крест), блоки индикации разрешения прохода 8 выключены или горит красная индикация.
В режиме пропуска пассажиров контроллер валидатора 6 обрабатывает предъявленный проездной документ и, если он действителен, выдает сигналы разрешения прохода на блок индикации разрешения прохода 8 и блок управления турникета 4 - на блоке индикации разрешения прохода 8 загорается зеленый сигнал, створки 2.8 открываются по направлению движения пассажира. Блок управления турникета 4, в соответствии с алгоритмом работы, анализирует сигналы от датчиков зоны прохода 3, а после выхода пассажира из зоны прохода закрывает створки 2.8 и выдает сигнал окончания прохода на контроллер валидатора 6, турникет переходит в режим ожидания. Если в турникете предусмотрен режим свободного прохода, без предъявления проездных документов, блок управления турникета 4 анализирует сигналы от датчиков зоны прохода 3 и управляет работой поворотного механизма 2, независимо от сигналов от контроллера валидатора.
Управление работой турникета может происходить также дистанционно от кнопок или по информационной сети от систем верхнего уровня.