1.本发明涉及自动开合门技术领域，具体为一种开合省力的自动门。


背景技术：

2.在物联网的大背景下，我们生活中出现了各种各样美观大方、便利实用的智能储物设备，如快递柜、寄存柜、桶站垃圾桶、垃圾分类箱等，因特殊需求因素，这些设备一般都会安装自动门盖或半自动门盖，例如，快递柜当验证信息通过验证后，相应柜门会自动向外弹开；垃圾桶则需要用户脚踩底部踏板，桶盖伴随脚踩力度的大小而向上抬起；垃圾分类箱则感应被触发或验证通过后，投口门电动推杆自动缓缓地向内翻转开门；
3.开门之后，快递柜需要用户手动向里关门，垃圾桶也需要手动盖桶盖或抬起脚让桶盖自由落下，垃圾分类箱电动推杆自动向下关门，在现有技术中这类门有自动、半自动、手动开关门方式，快递柜为平开门水平开启方式、垃圾桶和垃圾分类箱也属于平开门的一种，只是因垂直开启方式不同，另外垃圾桶是外开门，垃圾分类箱是内开门；
4.垃圾分类箱体积较为庞大，可以为内开门提供更多的空间安装自动门控制装置；快递柜和垃圾桶等其他类储物设备因开门方式、空间大小受限等因素，导致这类设备无法安装自动门控制装置，如图1所示，是现有技术中垃圾分类箱内开门结构的示意图，垃圾分类箱体积庞大，拥有多个投口，单个投口箱体内至少需要容纳一个标准240升垃圾桶空间，自动化开关门控制装置普遍利用门后深度这段空间来实现，即关门到开门这段0～180度空间，在门板中央安装一个支撑装置，在门板打开角0度至180度区间安装横梁支撑装置，两个支撑装置之间连接电控伸缩装置，横梁支撑装置安装在多少角度取决于门开启的角度，例如，开门效果90度那么横梁支撑装置就应该是，伸缩装置自身长度+90度夹角行程长度，反之0～90度内安装伸缩装置开门角度就小于90度；上下升降、左右推拉是通过延伸上下或左右空间安装滑动装置来控制，这几种控制装置其共同点都是需要有足够大的安装空间，并且安装起来也比较复杂，同时还存在着材料浪费的问题；
5.基于此，我们提出了一种开合省力的自动门，希冀解决现有技术中的不足之处。


技术实现要素：

6.(一)解决的技术问题
7.针对现有技术的不足，本发明提供了一种开合省力的自动门，具备安装简易、能够省力的开合门、占用空间小、成本低的优点。
8.(二)技术方案
9.为实现上述安装简易、能够省力的开合门、占用空间小、成本低的目的，本发明提供如下技术方案：一种开合省力的自动门，包括门板，所述门板的内部形成有内腔，所述内腔的边角处固定安装有驱动柜，所述驱动柜的内部转动设置有横轴，所述横轴的末端延伸至门板的外部并固定连接有驱动轴；
10.所述驱动柜的内部摆动设置有连接架，设置在横轴与连接架之间的角度转换机
构，当所述连接架产生摆动时，用于同步带动横轴和驱动轴旋转；
11.所述连接架的右侧延伸至驱动柜的外部并在其末端设置有驱动装置，所述驱动装置用于驱动连接架产生摆动。
12.所述驱动轴转动设置在门板的一侧，所述门板与驱动轴相对的一侧固定安装有转动轴。
13.所述驱动柜的外壁开设有与所述连接架相匹配的活动槽。
14.所述角度转换机构包括主动轮和从动轮，所述横轴的外壁设置有从动轮，所述从动轮的外壁啮合有主动轮，所述主动轮转动设置在驱动柜的内壁上，所述连接架的左端与主动轮固定相连。
15.所述连接架的右侧延伸至驱动柜的外部并在其底部固定设置有弹性装置，当连接架向上摆动时，所述弹性装置用于为连接架提供辅助摆动的支撑力。
16.所述弹性装置包括第一连接座、气弹簧、第二连接座和固定板，所述连接架的底部固定安装有第一连接座，所述第一连接座的内壁活动连接有气弹簧，所述气弹簧的底端活动连接有第二连接座，所述第二连接座固定安装在固定板的外壁上，所述固定板设置在内腔的内侧壁上。
17.所述连接架的末端固定安装有撑杆，所述驱动装置设置在撑杆的末端。
18.所述驱动装置包括移动柜、驱动电机、蜗杆、蜗轮、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮和扇形齿条，所述撑杆的末端固定连接有移动柜，所述移动柜的底部固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出轴顶部固定安装有蜗杆，所述蜗杆的外壁啮合有蜗轮，所述蜗轮的外壁啮合有第一齿轮，所述第一齿轮的底部同心设置有第二齿轮，所述第二齿轮的外壁啮合有第三齿轮，所述第三齿轮的底部同心设置有第四齿轮，所述第四齿轮的外壁啮合有扇形齿条，所述扇形齿条固定安装在内腔的内壁上。
19.所述移动柜活动设置在扇形齿条上，所述扇形齿条的底端设置有第一限位开关，所述扇形齿条的顶端设置有第二限位开关，所述第一限位开关和第二限位开关的输出端与驱动电机的输入端电性连接。
20.一种传感器设置方法：在门板1内设置若干个检测装置，根据门板1的不同开合状态，若干个检测装置各自实现相应的功能。
21.(三)有益效果
22.与现有技术相比，本发明提供了一种开合省力的自动门，具备以下有益效果：
23.1、该开合省力的自动门，关门时，气弹簧处于压缩状态，移动柜位于扇形齿条的下端；开门时，控制驱动电机运行即可，驱动电机运行带动其输出轴顶部的蜗杆旋转，蜗杆旋转带动其外壁啮合的蜗轮旋转，蜗轮旋转带动其外壁啮合的第一齿轮旋转，第一齿轮旋转通过第二齿轮和第三齿轮的传动能够带动第四齿轮旋转，第四齿轮在扇形齿条上旋转，即可驱动移动柜沿着扇形齿条移动，当移动柜逐渐沿着扇形齿条向上移动时，通过撑杆和连接架便可带动主动轮旋转，主动轮旋转带动其外壁啮合的从动轮旋转，从动轮旋转直接带动横轴和驱动轴旋转，便可利用驱动轴的旋转达到自动开门的目的。
24.2、该开合省力的自动门，当移动柜逐渐沿着扇形齿条向上移动并通过撑杆和连接架带动主动轮旋转时，气弹簧也会处于恢复形变的伸展状态，从而利用气弹簧能够为连接架提供辅助摆动的弹性支撑力，可以更加省力的进行开门，加快开门的速度。
25.3、该开合省力的自动门，连接架通过撑杆与移动柜相连接，连接架和撑杆作为动力臂，利用杠杆原理能够轻松的通过主动轮带动从动轮旋转，更加的省力，对驱动装置的驱动力要求较低。
26.4、该开合省力的自动门，主动轮与从动轮的传动能够把主动轮的平面旋转转换成从动轮的横向旋转，进而能够有效的驱动横轴和驱动轴旋转，利用驱动轴进行开合门，结构更加的简单高效。
27.5、该开合省力的自动门，扇形齿条的底端设置有第一限位开关，顶端设置有第二限位开关，当移动柜下移触发到第一限位开关时驱动电机停止，即门已关闭，反之当移动柜上移触发到第二限位开关时驱动电机停止，即门已打开，控制系统的自动化程度更高。
28.6、该开合省力的自动门，所有结构均设置在门板的内部，整体更加的轻量化，占用空间更小，能够在有限的空间内进行安装，解决了自动开合门体积较大难以安装的问题，结构简单的同时也更加节省成本，极具市场竞争力和使用价值。
附图说明
29.图1为现有技术中垃圾分类箱内开门结构的示意图；
30.图2为本发明整体结构的立体示意图；
31.图3为本发明门板部分的剖视图一；
32.图4为本发明门板部分的剖视图二；
33.图5为本发明撑杆部分的放大示意图；
34.图6为本发明驱动柜部分的剖视图；
35.图7为本发明移动柜部分的剖视图；
36.图8为本发明图6中a处的放大示意图；
37.图9为本发明门板与垃圾分类箱配合状态的示意图。
38.图中：1、门板；2、内腔；3、盖板；4、驱动轴；5、转动轴；6、驱动柜；7、横轴；8、从动轮；9、主动轮；10、连接架；11、活动槽；12、第一连接座；13、气弹簧；14、第二连接座；15、固定板；16、撑杆；17、移动柜；18、驱动电机；19、蜗杆；20、蜗轮；21、第一齿轮；22、第二齿轮；23、第三齿轮；24、第四齿轮；25、扇形齿条；26、第一限位开关；27、第二限位开关；28、安装盒；29、出音孔。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
41.实施例：
42.请参阅图1-图9，一种开合省力的自动门，包括门板1，门板1的内部形成有内腔2，内腔2的开口处盖设有盖板3，盖板3用于封闭内腔2；
43.内腔2的边角处固定安装有驱动柜6，驱动柜6的内部转动设置有横轴7，横轴7的末端延伸至门板1的外部并固定连接有驱动轴4，驱动轴4转动设置在门板1的一侧，门板1与驱动轴4相对的一侧固定安装有转动轴5，安装时，驱动轴4固定设置在门槽一侧的内壁上，转动轴5转动设置在门槽另一侧的内壁上，从而，控制驱动轴4旋转即可使得门板1旋转，达到自动开关门的效果，可以直接在快递柜、寄存柜、桶站垃圾桶和垃圾分类箱等需要开合门的装置上应用，应用范围更广，可以水平安装，也可以垂直安装；
44.驱动柜6的内部摆动设置有连接架10，设置在横轴7与连接架10之间的角度转换机构，当连接架10产生摆动时，用于同步带动横轴7和驱动轴4旋转，在本实施例中，角度转换机构包括从动轮8和主动轮9，横轴7的外壁设置有从动轮8，从动轮8的外壁啮合有主动轮9，主动轮9转动设置在驱动柜6的内壁上，连接架10的左端与主动轮9固定相连，主动轮9与从动轮8的传动能够把主动轮9的平面旋转转换成从动轮8的横向旋转，进而能够有效的驱动横轴7和驱动轴4旋转，利用驱动轴4进行开合门，结构更加的简单高效，具体的，连接架10产生摆动时通过主动轮9即可带动横轴7和驱动轴4旋转，达到自动开关门的效果；
45.连接架10的右侧延伸至驱动柜6的外部，驱动柜6的外壁还开设有与连接架10相匹配的活动槽11，能够使连接架10有充足的空间活动；
46.连接架10的右侧延伸至驱动柜6的外部并在其末端设置有驱动装置，驱动装置用于驱动连接架10产生摆动，本实施例中，连接架10的末端固定安装有撑杆16，驱动装置设置在撑杆16的末端，利用撑杆16能够延长连接架10的长度，连接架10和撑杆16作为动力臂，利用杠杆原理能够轻松的通过主动轮9带动从动轮8旋转，更加的省力，起到省力杠杆的作用，能够有效的通过主动轮9带动从动轮8旋转，对驱动装置的驱动力要求较低；
47.根据主动轮9与从动轮8的齿轮传动比可以计算出动力臂的行程距离，例如，主动轮9六十齿、从动轮8十五齿，那么传动比是4:1，开门九十度也就是从动轮8为输出轴旋转九十度，即主动轮9得到22.5度角，现在已知圆心角22.5度，圆半径即主动轮9轴心到撑杆16末端的距离，拟定为扇形计算得到弦长，弦长就是行程距离；行程上下推拉力即杠杆原理动力通过计算即可，动力需乘以齿轮传动比得到推拉力，根据行程和推拉力去选择驱动装置；
48.在本实施例中，请参阅图7和图8，驱动装置包括移动柜17、驱动电机18、蜗杆19、蜗轮20、第一齿轮21、第二齿轮22、第三齿轮23、第四齿轮24和扇形齿条25，撑杆16的末端固定连接有移动柜17，移动柜17的底部固定安装有驱动电机18，驱动电机18的输出轴顶部固定安装有蜗杆19，蜗杆19的外壁啮合有蜗轮20，蜗轮20的外壁啮合有第一齿轮21，第一齿轮21的底部同心设置有第二齿轮22，第二齿轮22的外壁啮合有第三齿轮23，第三齿轮23的底部同心设置有第四齿轮24，第四齿轮24的外壁啮合有扇形齿条25，扇形齿条25固定安装在内腔2的内壁上；
49.驱动电机18运行带动其输出轴顶部的蜗杆19旋转，蜗杆19旋转带动其外壁啮合的蜗轮20旋转，蜗轮20旋转带动其外壁啮合的第一齿轮21旋转，第一齿轮21旋转通过第二齿轮22和第三齿轮23的传动能够带动第四齿轮24旋转，第四齿轮24在扇形齿条25上旋转，即可驱动移动柜17沿着扇形齿条25移动，当移动柜17逐渐沿着扇形齿条25向上移动时，通过撑杆16和连接架10便可带动主动轮9旋转，主动轮9旋转带动其外壁啮合的从动轮8旋转，从
动轮8旋转直接带动横轴7和驱动轴4旋转，便可利用驱动轴4的旋转达到自动开门的目的；
50.移动柜17活动设置在扇形齿条25上，扇形齿条25的底端设置有第一限位开关26，扇形齿条25的顶端设置有第二限位开关27，第一限位开关26和第二限位开关27的输出端与驱动电机18的输入端电性连接，当移动柜17下移触发到第一限位开关26时驱动电机18停止，即门已关闭，反之当移动柜17上移触发到第二限位开关27时驱动电机18停止，即门已打开，控制系统的自动化程度更高；
51.当然，也可以根据实际需要选择其他形式的驱动装置，如电动伸缩杆、弹性装置、动滑轮组、电动绞盘、弹性的记忆金属收缩丝、电磁铁等，本实施例中只是提供了一种较佳的实施例；例如，当开合门应用在快递柜上时，由于其水平外开门，且推拉力比较轻，就可以选择使用弹性的记忆金属收缩丝来实现静音开关门，从而实现低成本自动开关门，更快地普及自动门；
52.在本实施例中，采用了扇形齿条25与弹性装置相组合的方式来对连接架10进行驱动，具体的，连接架10的右侧延伸至驱动柜6的外部并在其底部固定设置有弹性装置，当连接架10向上摆动时，弹性装置用于为连接架10提供辅助摆动的支撑力；
53.在一个较佳的实施例中，弹性装置包括第一连接座12、气弹簧13、第二连接座14和固定板15，连接架10的底部固定安装有第一连接座12，第一连接座12的内壁活动连接有气弹簧13，气弹簧13的底端活动连接有第二连接座14，第二连接座14固定安装在固定板15的外壁上，固定板15设置在内腔2的内侧壁上；
54.关门时，气弹簧13处于压缩状态，当移动柜17逐渐沿着扇形齿条25向上移动并通过撑杆16和连接架10带动主动轮9旋转时，气弹簧13也会处于恢复形变的伸展状态，从而利用气弹簧13能够为连接架10提供辅助摆动的弹性支撑力，可以更加省力的进行开门，加快开门的速度；
55.在本实施例中的自动门中，所有结构均设置在门板1的内部，整体更加的轻量化，占用空间更小，能够在有限的空间内进行安装，解决了自动开合门体积较大难以安装的问题，结构简单的同时也更加节省成本，极具市场竞争力和使用价值，与背景技术中描述的图1的现有技术相对比，自动门的开合角度也更大，不受到电动伸缩杆本身的限制。
56.本实施例还提供了一种传感器设置方法：在门板1内设置若干个检测装置，根据门板1的不同开合状态，若干个检测装置各自实现相应的功能。本实施例中，内腔2的内部设置有安装盒28，安装盒28的内部设置有人脸识别感应器、距离传感器和语音播放器，门板1和安装盒28上贯通开设有用于裸露人脸识别感应器和距离传感器检测端的检测孔，门板1上开设有与语音播放器相匹配的出音孔29；
57.请参阅图9，是开合门在垃圾分类箱上应用的示意图，当处于关门状态时，安装盒28内的人脸识别感应器能够对人脸进行识别，判断是否有人；有人投放垃圾且开合门处于开门状态时，开合门处于水平状态，那么此时安装盒28内的距离传感器就能够直接检测垃圾箱内垃圾的高度，判断垃圾是否满溢；
58.由此，便实现了感应器的复用，直接在门板1内部设置传感器即可，无需再在垃圾箱上、门框上设置传感器，解决了多个传感器安装复杂、难控制、成本高的问题，大大提高了安装效率，按这样设置，当关门时，便可实现对人脸的识别，当开门时，便可检测垃圾是否满溢，能够根据门板1的不同开合状态，实现不同的功能；
59.当人脸识别感应器识别到有人时，还能够使语音播放器进行播报，播放预设的语音，起到提醒、欢迎等作用；
60.当然，也可以根据实际需求在安装盒28内设置摄像头等装置，以实现不同的功能，有效达到传感器的复用，降低硬件成本，解决设计部署安装复杂的问题，本实施例中只是提供了一种较佳的技术方案。
61.本发明的工作原理及使用流程：
62.关门时，气弹簧13处于压缩状态，移动柜17位于扇形齿条25的下端；开门时，控制驱动电机18运行即可，驱动电机18运行带动其输出轴顶部的蜗杆19旋转，蜗杆19旋转带动其外壁啮合的蜗轮20旋转，蜗轮20旋转带动其外壁啮合的第一齿轮21旋转，第一齿轮21旋转通过第二齿轮22和第三齿轮23的传动能够带动第四齿轮24旋转，第四齿轮24在扇形齿条25上旋转，即可驱动移动柜17沿着扇形齿条25移动，当移动柜17逐渐沿着扇形齿条25向上移动时，通过撑杆16和连接架10便可带动主动轮9旋转，主动轮9旋转带动其外壁啮合的从动轮8旋转，从动轮8旋转直接带动横轴7和驱动轴4旋转，便可利用驱动轴4的旋转达到自动开门的目的；
63.当移动柜17逐渐沿着扇形齿条25向上移动并通过撑杆16和连接架10带动主动轮9旋转时，气弹簧13也会处于恢复形变的伸展状态，从而利用气弹簧13能够为连接架10提供辅助摆动的弹性支撑力，可以更加省力的进行开门，加快开门的速度。
64.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。