車站閘機的旋轉棍式門，是怎麼控制著一次只進一個人的？

順逆旋轉有用嗎

老可愛“大壯 ”在 18 年末的文章裡提問地鐵閘機，我先介紹機械結構那一半啊！電子原理的那一半回頭跟高鐵的刷票閘機一起

地鐵閘機

現在的進出閘機一般有三種攔人的結構，第一種是北京地鐵常見的，控制入口的兩扇門合上或者收縮；第二種則是高鐵和寫字樓裡常見的，兩扇門會朝著人行走的方向開啟再閉合。

第三種是我們今天要講的有點老式的手動檔三棍子閘機，每次旋轉過 120° 就能過一個人。

找了幾份已經規模化生產的專利看，忍不住心想， 我們搞機械的，大家果然是靈魂手繪高手。你看這小人彎曲的膝蓋，行進的步伐，和身後的行李，突出了主人公歸心似箭的心情……靈魂手繪都如出一轍……

電磁吸合

先做一個簡單的拆機，檢修員這是把電路控制在了“非鎖止”也就是沒有鎖定的狀態，所以就看到三根棍子像大風車吱呀吱喲喲地轉……這裡用的是一個電磁吸合結構在控制。

鎖止狀態

換一個角度，當把電磁吸合控制在“鎖止”狀態時，就可以讓棍子停止轉動。

棘輪機構

我們在《開保險櫃的轉盤鎖，為啥要順逆時針反覆地轉？》中有介紹過類似的鎖閉結構，但閘機的旋轉結構聯動是更簡單的“棘輪結構”，利用棘輪帶動棍子旋轉。

首先介紹下啥叫棘輪，字面意義來說是，輪子上有很多“荊棘”，也就是輪子外緣或者內緣是有凸起齒形的，由棘爪推動著向一個方向旋轉。比如下面這個就是“外接棘輪機構”，這個插入齒槽的就叫做棘爪，除非是扳動開棘爪，不然就只能單向運轉棘輪。

我們經常用來綁東西的尼龍紮帶，其實也是一種棘輪結構的變體，只是把外齒變成了內齒。這種單向越扎越緊的紮帶，通常一不留神就扎過頭了……小時候綁在手上發現解不開了，真的慌張……

閘機內部

接著我們就來看看棘輪是如何帶動棍子旋轉的。我換一臺能看清楚內部結構的閘機旋轉演示。在你刷卡以後，電子部件識別出來“可以通行”，就控制電磁吸合裝置解了鎖。由你自己手動扳動棍子透過閘機，等棍子旋轉過 120° 後再自動鎖閉，棘輪停止轉動。。。因此機器做到了一次只放行一個人。

再換另一種棘輪的長相，萬變不離其宗，實現一樣的閘機旋轉功能。

組裝環節

至於機械結構的組裝，我找了一個大廠影片，就是一層一層的來。

最後組裝出來的就是下圖的聯動結構了。

旋轉柵欄

生活中用到棘輪做卡頓控制的例子非常多，一個比較常見的是很多小區門口用的那種刷卡進人的旋轉柵欄門。這種還能能雙向進出，進出小區的路徑不同，解鎖的是不同側的棘爪，每次也是隻能進一個人。

來看一個俯檢視，依舊是每轉一次 120° 就會卡頓到固定的位置上。

找到了一個動畫演示的爆炸圖，注意看，是雙層的兩個棘輪反方向的固定在一起。

來一個實物圖，雙層的棘輪是反方向疊放的，這是為了讓棘輪每次只轉一個卡位，而不是一直能不停的朝一個方向轉。

當然，這種小區門口的旋轉門，也依舊是用電磁吸合去控制棘爪。

等等！Cast 還有話說……

這篇的選題想起來的很是轉折……一開始我是想寫高鐵刷票閘機的識別結構，就每次機器驗完票還會給你吐出來那種（真不是裡面有工作人員在蹲守驗票）……我屁顛、屁顛的讓小江給我實拍了一個北京地鐵的，結果發現我記岔了，這和高鐵的不一樣：地鐵的出口不再吞吐單程票了，而是直接往機器上一塞，票就沒了。好的吧，那就寫一次三棍子的地鐵閘機的結構吧，畢竟這個更熟。

文中 Gif 擷取自 Discovery《Machine How They Work》的 Turnstiles、YouTube 博主 ZKTeco 的 《Full Height Turnstile Introduction Video》、Locinox 的 《TURNITEC Modular Control Unit for Turnstiles - Locinox Installation Video》、Sintronic Show Room 的 《How is tripod turnstile with access control system work in bidirectional》、Tongdazhi access control solution 的 《tripod turnstile install》、Smartpower Automation 的 《How to install Tripod Turnstile Vertical》、Crystal Wu 的 《turnstile mechansim》、Lily Lau 的 《tripod turnstile mechanism with LED》、ZKTeco Middle East 的 《ZK‘s Tripod Turnstile Factory Tour》以及公告號為 CN 1223753C 和 CN105143587B 的旋轉式柵門專利

截圖：陽哥