0 引言

闸机作为通道管理设备，主要功能在于对乘客所持票据进行有效性检验并控制乘客进出站[1]，广泛应用于轨道交通检票系统、景区检票系统，小区、办公门禁系统。其最基本最核心的功能是实现一次只通过一人，方便行人安全快速地通过闸机通道。本文旨在对传统三辊闸机芯进行改进，使其在运用时无需人为推动闸杆即可通过，同时增强机芯对行人状态的适应性。设计目标为实现机芯全自动工作，即行人刷卡后，机芯自动旋转，行人只需跟随即可通过闸机。此外对于行人推动闸杆快速通过、拉住闸杆等情况给予解决方案，确保行人在通道中的安全。

1 机芯结构总体方案设计

1.1 全自动三辊闸机芯简述

全自动三辊闸机芯配有一部电机，机芯的所有运动均由此电机提供，配合位置检测传感器以及限位装置，实现对行人的有效管理，整个过程不需要行人推动闸杆即可完成通行。闸机内部组成如图1所示。

高职院校虽然对机制专业的改革做出了一些有益的探索，但人才培养模式单一，课程体系僵化，忽视了高职学生素质参差不齐的现实，不利于充分挖掘高职生的求知潜能，不利于高端技能型机械制造专门人才的培养。

  

图1 闸机内部组成

1.2 全自动三辊闸机芯功能需求分析

全自动三辊闸机芯作为闸机的核心工作装置，应具备以下功能：单向通行反向禁止；闸杆自动起落；授权后闸杆自动旋转，无需行人推持；正常情况下机芯锁止，防止行人强行通过；减少金属撞击，降低机芯工作产生的噪声。

通过调查发现目前三辊闸机有2个突出问题未能很好地解决：1) 机芯的定速工作模式直接影响到通过率的提高，无法满足部分行人快速通过；2) 行人由于某种突发事件停留在通道，而此时机芯仍在转动，势必会对行人造成一定的伤害。本设计将从机械结构方面予以解决。

1.3 全自动三辊闸机芯结构功能划分

为了获得行人在通道里的通行状态，一般采用传感器阵列的方式进行获取状态，根据成年人平均身体特征在闸机通道两侧布置传感器，通过通行算法识别出行人的通行状态[5]。控制方案中采用4对红外光源型透过式光电开关。

动力装置：设计中，根据行人通过闸机所需时间、闸杆旋转角度，以及闸杆与主轴的转动惯量计算可得整机所需功率为45 W。据此确定电机参数为24 V直流减速电机，额定功率为60 W，额定转速30 r/min。

传动装置：机械传动主要包括齿轮传动、链轮传动、皮带传动、以及蜗轮蜗杆传动[3]，基于设计中的功能要求，选择5M型圆弧齿同步带传动，既保证了良好的传动比，同时降低了传动过程中产生的噪声，使整个传动过程更加平稳。

限位装置：是实现闸机一次通行一人的关键装置，即每次收到授权信号之后，限位装置解除锁定，闸杆旋转120°之后，重新锁止完成一次放行，设计采用限位轮以及位置检测传感器实现，通过检测限位轮上的立柱来确定闸杆旋转状态。

1) 有效的隔离措施：常用的隔离方法有光电隔离、继电器隔离、变压器隔离等[9]，本系统中对传感器信号均采用了光耦隔离，对于外设驱动电路则采用了继电器隔离。

1.4 全自动三辊闸机芯结构设计

基于上述功能实现并结合实际加工工艺条件，设计出如图2所示的机芯方案。

对目前三辊闸机两个突出问题的解决方案为：1) 将限扭装置安装在电机与小带轮之间，安装时将其转矩设为一定值，当电机带动闸杆旋转时，若行人停在中间，超过限扭值则断开传动，从而保护行人安全。设计中转矩值设定在15～20N·m。2) 在主轴与大皮带轮之间装一个单向轴承，因其具有单向可超越性，行人在通行过程中若想快速通过通道的时候，只要推动闸杆即可快速通过，从而提高闸机的通过率。

 

 

  

1—限位安装板；2—左限位电磁铁；3—右限位电磁铁；4—电机； 5—电机座板；6—安装主板；7—落杆机构；8—限位传感器； 9—限位传感器支架；10—限位轮；11—左限位卡子；12—左限位卡子 支撑；13—立柱；14—右限位卡子支撑；15—右限位卡子；16—小轴承； 17—主轴；18—限扭装置；19—小皮带轮；20—同步带； 21—大轴承；22—大皮带轮；23—单向轴承图2 机芯结构图

2 机芯控制系统方案设计

2.1 机芯动作流程分析

机芯工作流程(图3)：当机芯控制板收到如刷卡信号的开启命令之后，控制左端限位电磁铁动作，打开左限位，电机带动闸杆旋转15°，提示行人可以通行，此时电机进入等待状态，若检测到行人正常进入闸机通道，则控制板控制电机按设定的速度继续旋转到120°，关闭左侧限位开关，此时行人通过闸机，机芯双向锁死。若行人刷卡后在设定时间内(假设8s)未进入闸机，则判定为此次通行结束，电机工作带动闸杆旋转进入下一个工作位置，双向锁死。在通行过程中行人若想快速通过闸机，只需轻轻推动闸杆，即可快速通过闸机。如因紧急情况，行人在闸机中间逗留，也不会发生客伤事件。

  

图3 机芯动作流程图

2.2 机芯控制电路设计

控制系统采用STM32F103RCT6作为主控芯片，该芯片基于Cortex-M3具有256K的FLASH,48K的SRAM，最高工作频率72 MHz[4]。

控制系统主要包括：传感器采集电路、电机控制电路、电源电路、电磁铁与限位开关电路(图4)。

三是加强“品牌化”建设，在培育推广上做文章。马鞍山市人社局联合马鞍山市妇联、马鞍山市总工会，着力打造马鞍山家庭服务业品牌。

  

图4 控制系统总体框图

1) 传感器采集电路

在本次研究中,研究组患者与对比组患者IL-4、IL-10及IFN-γ、TNF-α组间差异显著,其中研究组较为优异(P<0.05);从治疗总有效率上分析,研究组患者显著优异于对比组患者(P<0.05)。

鉴于以上对于全自动三辊闸机芯的功能需求分析，结构上可以分为以下几部分：动力装置、传动装置、限位装置、落杆装置、闸杆安装装置以及结构支撑装置[2]。

该传感器分为投光器和受光器，二者配合使用，其工作特性为，当受光器与投光器之间无阻挡时信号输出高电平，反之为低电平。因信号可能会产生意外的高压，因此对传感器信号进行有效的隔离对保证单片机系统的安全尤其重要。系统采用光电耦合器实现信号隔离。

2) 电机控制电路

设计采用的电机为24V有刷直流减速电机，其控制相对简单，只需实现电机的启停以及PWM波控制电机转速即可。利用STM32内置的PWM发生器进行设置并通过外部电机驱动模块实现对电机的控制，余下只需实现对电机的启停控制即可。由于单片机IO驱动能力有限，若想驱动电机必须增强IO的驱动能力，方案中采用三极管与继电器配合的方式实现。

3) 电源电路

定量指标数据和相关实证材料从高校科研管理部门直接获取，将所有高校的定量指标值按单指标进行归一化处理，并构造单指标隶属度函数。对于定性指标，需先将其制成调查表，组织10位专家到待评价高校进行考察和调研，并给每项指标打分。每位专家对每所高校的每项指标有且仅有10分的打分权力，但这10分须赋予不同的等级。

电源模块电路如图5所示，电路中的干扰有很大一部分来自电源输入端，因此处理好电源电路至关重要。本系统中采用LM2576S-5.0[6]先将24 V电源转换成5 V，再利用AMS1117-33将5 V转换为3.3 V为单片机供电。LM2576S-5.0、AMS1117-33具有热损耗小，转换效率高且可以较好地抑制高频干扰；电源输入端CZ1、CZ为磁珠，可滤掉高频和尖峰干扰，R43为压敏电阻、B1为安规电容，二者作用是保护电路吸收尖峰高电压脉冲[7]。D18、D19为稳压二极管用以防止电源反接对电路的影响。CE1为大容量电解电容用以去除低频信号，输出端使用LC进行滤波进一步降低电压纹波和噪声[8]。

  

图5 电源模块电路

2.3 硬件抗干扰设计

3) 超时未进闸机检测

落杆装置：紧急落杆是一项不可缺少的功能之一。在紧急情况下，必须能够做到让行人快速通过闸机以减少对行人的伤害。设计中的落杆机构具有自动复位功能，彻底摆脱了传统机芯手动上杆的麻烦。

2) 良好的接地处理：在PCB布线时地线的线径应大于主线径，采用敷铜处理且连接到地线。

《1984》中的监控无孔不入。首先是“老大哥”，这个象征着大洋国最高权力的面相粗犷的男人，他的贴画贴在每一个关键的地方，每幅画的下部都印着“老大哥在看着你”的文字，他的那张留着黑胡子的脸随时凝视着路过的每一个人。其次是电子屏幕，党内的办公室、食堂、党员的住所等都有这么一块金属板，只要你处在它的视野之内，你的一举一动都会被知道。再次是警察，大街上随时都有警卫在巡逻，还有各种密探、特务等。总之，监控渗透在了大洋国的每一个角落，权力关系像毛细血管一样遍布了整个社会。

3) 合理的布线：PCB布线时严格按照布线规则，尽量使用45°折线，减少高频信号干扰，高速线路采用短线和直线，信号线不要形成电流环路[10]。

1123(3)工作面走向长2 190 m，面长260 m，平均煤厚4.2 m，原始瓦斯含量5.3 m3/t，配风量2 290 m3/min，回风瓦斯浓度0.15 %，绝对瓦斯涌出量14.3 m3/min。工作面煤层顶板为复合顶板，以泥岩、砂质泥岩、细砂岩、13-2煤、14煤、15煤为主，少量粉砂质泥岩及花斑泥岩，其中13-2煤约厚0.26 m，14煤约厚0.66 m，15煤约厚0.22 m。

3 测试与调试

全自动三辊闸机芯完成后，对其功能和性能进行了大量测试，主要进行以下4方面测试。

2.5 禁用膨大剂 喷施氯吡脲、6-苄氨基腺嘌呤等细胞分裂素不仅影响果实品质，也降低了枣果的耐贮性。可以在冬枣幼果期和二次膨大期合理施肥灌水，保持枣园通风透光，促进果实膨大。

参考文献:

测试条件1：通行时间设置为3s，行人紧跟随机芯动作通行。

（三）创新“校内+校外”的教学方式，强化教学资源共享。大学生企业家精神教育的主要形式是高校利用本校的师资力量开展的各类型的教育实践活动，但是在新的时代背景中，单一的一种课堂、一种模式、一所学校的教学方式已经不能顺应社会形势的变化和大学生成长成才的现实需要，这就要求高校必须不断更新教学理念，创新多主体协同参与的教学方式，在提供丰富、优质教学资源的过程中加强大学生对企业家精神的认知与实践。

测试结果：通行速度在 20～25人/min。

测试条件2：通行时间设置为3s，行人推动闸杆快速通行。

上述测试结果表明，设计中的机芯能够很好地满足和实现既定的功能，有效地改善了现有机械式和半自动式三辊闸的缺点，更加扩大了三辊闸的应用范围。

2) 安全性检测

测试条件：行人在通道内停留。

测试结果：限扭装置工作，切断传动，有效地保护行人在通道中的安全。

抽选2017年3月—2018年3月来我院进行体检的82名体检者作为研究对象。按照体检时间的不同，将其分为管理组（n=41）与传统组（n=41）。管理组中，男24名，女17名，年龄25～65岁，平均年龄（45.3±5.7）岁；传统组中，男22名，女19名，年龄24～70岁，平均年龄（45.8±5.9）岁；两组体检者的年龄、性别等基本资料对比，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

为了实现稳定可靠的控制系统，主要采用以下几种抗干扰措施。

测试条件：授权后，8s内未进入闸机通道。

测试结果：机芯自动关闭闸门的动作。

4) 自动落杆检测

测试条件：触发紧急落杆按钮。

测试结果：闸杆自动下落，并且在下一工作流程自动复位。

测试结果：通行率>30人/min。

4 结语

全自动三辊闸机芯的设计主要包括了机械结构和硬件电路的设计。机械设计方面特别论述了单向轴承和限扭装置在本设计中的作用，硬件电路方面对该控制系统中的主要控制电路进行描述，并进行了机芯的测试调试工作。结果表明本设计中的全自动三辊闸机芯很好地继承了传统三辊闸机芯一杆一人，有效防止逃票，同时又具备了自动闸机方便易操作，有效保护行人的安全，对三辊闸是非常有效的改进。

1) 通过率检测

[1] 宁斐，滑蓉，周子社. 铁路客运专线自动检票机关键技术研究[J]. 铁路计算机应用，2009,18(8)：18-21.

（1）高校应当从管理制度出发，结合自身实际，多措并举，制定科学合理的激励政策，使实验技术人员的待遇和工作条件得到真正改善，激励其发挥更大的工作热情[1]。（2）用精细型管理模式取代粗放型管理模式，制定明确的管理条例或者给已有条例确立执行标准，促使实验技术人员科学化、规范化、条理化开展工作，改变其散漫的工作态度。

[2] 申香梅，廖东玲. 深圳地铁自动售检票系统方案[J]. 地铁与轻轨，2001(1)：7-10.

[3] 濮良贵. 机械设计[M]. (第九版)北京：高等教育出版社，2013.

现实中，中学教育往往围绕中高考转，学校在人文素养培养方面的确存在短板。譬如，在进行课程规划时，未能给学生尤其是理工科学生预留相应时间——仅应对相关课程考试，就已吃力，很难想象在繁忙的学业中和激烈竞争中，他们能够抽出时间去听哲学、文学、历史等课程。

[4] http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/reference_manual/59/b9/ba/7f/11/af/43/d5/CD00171190. pdf/files/CD00171190. pdf/jcr: content/translations/en.CD00171190.pdf.

[5] 李建省，张美凤. 地铁闸机控制系统中人体识别技术的研究与应用[J]. 电气传动自动化，2008,30(1)：22-24.

[6] 周志敏，周纪海，纪爱华. 单片开关电源[M]. 北京：电子工业出版社，2007:34-37.

[7] 赵同贺. 新型开关电源典型电路设计与应用[M]. 北京：机械工业出版社，2009.

[8] 黄继昌，仝庆居，敲苏文. 电源专用集成电路及其应用[M]. 北京：人民邮电出版社，2006：113-115.

[9] 王幸之，王雷，王闪. 单片机应用系统抗干扰技术[M]. 北京：北京航空航天大学出版社，1999.

在制定城市化进程政策时，要考虑到古建筑在其中所发挥的作用，切忌“先破坏，再保护”的思想，做到统筹兼顾、合理布局。为古建筑设立专门的保护区，杜绝因发展而随意破坏古建筑的现象的发生。

[10] 刘文涛. 单片机应用开发实例[M]. 北京：清华大学出版社，2005.

其次，美国是该地区唯一一个WTO-X法定承诺率超过20%的国家。美国、日本、韩国等发达国家在WTO-X条款覆盖率和承诺率上的突出表现，充分体现了对于新一代贸易政策规则的重视及力争成为21世纪贸易规则制定者的强烈愿望。相比之下中国的RTA条款质量明显偏低，不仅低于该地区全部国家的平均质量水平，甚至在WTO+条款覆盖率、WTO-X条款覆盖率及法定承诺率上均低于发展中国家的平均水平。中国对于WTO+条款的覆盖率为68.6%，仅高于部分东盟国家；对于WTO-X条款的覆盖率仅为20.5%，远低于发达国家34.1%的平均水平，只及日本和美国的约一半。