Swing-door Operator System

8/12/2019 Swing-door Operator System

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United S t a t e s P a t e n t [ 1 9 1Kornbrekke e t a 1 .

P a t e n t N u m b e r :Date o f P a t e n t :

[ 1 1 ][ 4 5 ]

4 , 7 2 7 , 6 7 9M a r . 1 , 1 9 8 8

[ 5 4 ][ 7 5 ]

[ 7 3 ][ 2 1 1[ 2 2 1[ 5 1 ][ 5 2 ][ 5 3 ][ 5 6 ]

SWING-DOOR OPERATOR SYSTEMI n v e n t o r s : H e n n i n g N . K o r n b r e k k e , B u r l i n g t o n ;

P h i l i p J . L o m b a r d o , S i m s b u r y ; L e o nB o i u c a n e r , F a r m i n g t o n ; Sam L .C r o c k e r , A v o n , a l l o f C o n n .

A s s i g n e e : T h e S t a n l e y W o r k s , New r i t a i n ,C o n n .A p p l . N o . : 3 3 , 1 8 3F i l e d : A p r . 2 , 1 9 8 7I n t . Cl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . E05F 15/00US. l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49/138; 49/340;

4 9 / 3 4 5F i e l d of Search . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49/ 3 8 , 3 4 0 , 345

R e f e r e nc e s C i t e dU . S . PATENT DOCUMENTS

2 , 8 2 0 , 2 4 1 1/1958 Schlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49/ 3 8 X3,114,541 12/1963 C o f f e y . . . . .3,874,117 4 / 1975 Boehm . . . . . . . . . . . .4 , 6 5 8 , 5 4 5 4/1987 I n g h a m e t a 1 . . . . . . . . . . . . . . . .

4 9 / 3 84 9 / 3 4 0 X

4 9 / 3 4 0

FOREIGN PATENT DOCUMENTS842533 5/1970 Canada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 9/13 8

2405281 8/1975 F e d . Rep. of G e r m a n y . . . . . . . . 49/ 3 8OTHER PUBLICATIONS

R o t o S w i n g , I n c . b r o c h u r e , U . S . A . M o d e l s 1 , a n d 2 ,d a t e n o t k n o w n b u t a t l e a s t a s e a r l y a s D e c . , 1 9 8 6 .P r i m a r y E x a m i n e r - P h i l i p C . K a n n a nA t t o r n e y , A g e n t , o r F i r m - C h i l t o n , A l i x & Van K i r k[ 5 7 ] ABSTRACTAn p e r a t o r f o r s w i n g - d o o r employs a n e l e c t r o n i c cont r o l u n i t f o r c o n t r o l l i n g t h e o p e r a t i o n o f a m o t o r . Them o t o r i s b i - d i r e c t i o n a l l y d r i v e n a t v a r i o u s s p e e d s f o ro p e n i n g , c l o s i n g , b r a k i n g a n d m a i n t a i n i n g a g i v e n p o s it i o n of an a s s o c i a t e d s w i n g - d o o r . The m o t o r d r i v e s h a f ti s m e c h a n i c a l l y c o n n e c t e d v i a a t i m i n g b e l t / p u l l e y s y stem w i t h a n o p e r a t o r s h a f t f o r t r a n s m i t t i n g t o r q u e t o al i n k a g e a s s e m b l y . The i n k a g e a s s e m b l y i s c o n ? g u r e d t op r o v i d e a h i g h m e c h a n i c a l a d v a n t a g e a t t h e f u l l yo p e n e d a n d f u l l y c l o s e d p o s i t i o n s o f t h e a s s o c i a t e ds w i n g - d o o r .

2 8 C l a i m s , 1 2 * D r a w i n g F i g u r e s

i i j i . l /1 Rf I 20 2i K 1 i

r _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ l _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _


2/23

M a r . 1 , 1 9 8 8

Q \1

US. P a t e n t


3/23

US . Patent M a r . 1 , 1 9 8 8 S h e e t 2 0 f 1 1 4 , 7 2 7 , 6 7 9


4/23

US . Patent M a r . 1 , 1 9 8 8 S h e e t 3 0 f 1 1 4 , 7 2 7 , 6 7 9


5/23

US. Patent M a r . 1 , 1 9 8 8 S h e e t 4 o f 1 1 4 , 7 2 7 , 6 7 9

FIG.4

F I G . 5

20L i


6/23


7/23

US. Pa t e n t M a r . 1 , 1 9 8 8 S h e e t 6 0 f 1 1 4,727,679


8/23

U S . Patent M a r . 1 , 1 9 8 8 S h e e t 7 o f 1 1 4 , 7 2 7 , 6 7 9

CC/

V 4g / ?l i i r l l

m x8 kX

1LE Xm y

W C B A\M T D .

6

2W ?

FIG. 8


9/23

4 , 7 2 7 , 6 7 9\ 1i i 3

6 7Q E

S h e e t 8 0 f 1 1S. P a t e n t M a r . 1 , 1 9 8 8kg


10/23

US. Patent M a r . 1 , 1 9 8 8 S h e e t 9 0 f 1 1 4 , 7 2 7 , 6 7 9

VPEFVA

*2-VB MAX)U f

1 / 0 5 :II7 5 l / c c

Z

f l / Dl___ ___________ll

l'___l

l

i n. 2

0_ L _ _ _ _ _

FIG. I O


11/23

_ _0 ;

4 , 7 2 7 , 6 7 9

w m mhm Jm

S h e e t 1 0 o f 1 1

/

M a r . 1 , 1 9 8 8

m w m w m

US. P a t e n t


12/23

US . Patent M a r . 1 , 1 9 8 8 S h e e t 1 1 0 f 1 1 4 , 7 2 7 , 6 7 9

m 5

_I I D S QE,


13/23

4 , 7 2 7 , 6 7 91SWING-DOOR OPERATOR SYSTEM

BACKGROUND OF THE INVENTIONT h i s i n v e n t i o n r e l a t e s g e n e r a l l y t o o p e r a t o r s whicha u t o m a ti c a l l y c o n t r o l t h e o p e n i n g a n d c l o s i n g o f s w i n g

d o o r s . More p a r t i c u l a r l y , t h e p r e s e n t i n v e n t i o n r e l a t e st o o p e r a t o r s w h i c h may b e m o u n t e d i n c l o s e p r o x i m i t yt o t h e d o o r f r a m e a n d m e c h a n i c a l l y c o n n e c t e d t o as w i n g - d o o r f o r e l e c t r i c a l a c t u a t i o n t o t h e r e b y c o n t r o lt h e o p e r a t i o n o f t h e d o o r .Numerous o p e r a t o r s y s t e m s have b e e n advanced f o ra u t o m a t i c a l l y c o n t r o l l i n g t h e o p e n i n g a n d t h e c l o s i n g o fs w i n g - d o o r s . W h i l e ma ny o f s u c h c o n v e n t i o n a l d o o ro p e r a t o r s h a v e p r o v e d s a t i s f a c t o r y f o r a w i d e r a n g e o fa p p l i c a t i o n s , i n g e n e r a l , t h e p r i n c i p a l l i m i t a t i o n s o f c o nv e n t i o n a l s w i n g - d o o r o p e r a t o r s a r e r e l a t i v e l y h i g h m a nu f a c t u r i n g c o s t s , e n e r g y i n e f ? c i e n c y , l a c k o f r e l i a b i l i t yo v e r e x t e n d e d p e r i o d s o f u s a g e and r e l a t i v e l y d e m a n di n g m a i n t e n a n c e r e q u i r e m e n t s . A c c o r d i n g l y , i t i s a p r i nc i p a l a i m o f t h e p r e s e n t i n v e n t i o n t o p r o v i d e a new a n di m p r o v e d s w i n g - d o o r o p e r a t o r s y s t e m w h i c h o v e rcomes t h e n o t e d d i s a d v a n t a g e s o f c o n v e n t i o n a l s w i n gd o o r o p e r a t o r s y s t e m s .

SUMMARY OFTHE INVENTIONB r i e ? y s t a t e d , t h e i n v e n t i o n i n a p r e f e r r e d form i s ad o o r o p e r a t o r s y s t e m f o r c o n t r o l l i n g t h e o p e r a t i o n o f a

p i v o t a l l y m o v e a b l e d o o r . The s y s t e m c o m p r i s e s amotor which i s s e l e c t i v e l y b i - d i r e c t i o n al l y d r i v e n . Ane l e c t r o n i c c o n t r o l l e r i s r e s p o n s i v e t o v a r i o u s i n p u t s i gn a l s a nd s e l e c t s a v o l t a g e v a l u e from a n a r r a y o f p r ee s t a b l i s h e d v o l t a g e s t o d e r i v e a motor v o l t a g e a n d g e ne r a t e a d e s i r e d v o l t a g e p o l a r i t y s i g n a l . The p o l a r i t ys i g n a l a n d t h e s e l e c t e d m o t o r v o l t a g e v a l u e a re a p p l i e dt o t h e m o t o r f o r d r i v i n g t h e m o t o r d r i v e s h a f t a t a s el e c t e d s p e e d a n d i n a g i v e n d i r e c t i o n . A m e c h a n i c a lt r a n s m i s s i o n t r a n s l a t e s r o t a t a b l e m o t i o n o f t h e motord r i v e s h a f t t o a c o r r e s p o n d i n g r e d u c e d r o t a t a b l e m o t i o no f a n o p e r a t o r s h a f t . A e c h a n i c a l l i n k a g e c o n n e c t s t h eo p e r a t o r s h a f t i n g e n e r a l l y ? x e d a n g u l a r r e l a t i o n s h i p .The l i n k a g e . c o m p r i s e s a c o n n e c t o r w h i c h p i v o t a l l yconnects a t a ?xe d l o c a t i o n of a n a s s o c i a t e d d o o r . Theo p e r a t o r s h a f t a n g u l a r l y d r i v e s t h e l i n k a g e f o r p i v o t a b l yo p e n i n g a n d c l o s i n g t h e a s s o c i a t e d d o o r i n a c c o r d a n c ew i t h t h e o p e r a t i o n o f t h e m o t o r .

The m o t o r a n d t h e t r a n s m i s s i o n a r e m o u n t e d i n ah o u s i n g w i t h a p o r t i o n o f t h e o p e r a t o r s h a f t p r o j e c t i n gt h r o u g h t h e h o u s i n g . I n o n e f o r m o f t h e i n v e n t i o n , t h et r a n s m i s s i o n c o m p r i s e s p u l l e y b e l t u n i t s f o r t r a n s l a t i n gt h e r o t a t i o n a l m otion o f t h e m o t o r d r i v e s h a f t t o t h ei d l e r s h a f t . The p u l l e y s a r e molded form a p l a s t i c m a t er i a l a n d t h e b e l t w i d t h s a r e d i m e n s i o n e d p r o p o r t i o n a t et o t h e amount o f t r a n s m i t t e d t o r q u e . The r a t i o o f t h es p e e d o f t h e motor d r i v e s h a f t i n r e l a t i o n t o t h e s p e e d o ft h e o p e r a t o r s h a f t i s p r e f e r a b l y i n t h e r a n g e o f 3 0 t o 1 0 0 .When t h e a s s o c i a t e d d o o r s p i v o t e d a p p r o x i m a t e l y 9 0 ,t h e o p e r a t o r s h a f t i s r o t a t e d a n a n g u l a r d i s t a n c e i n t h er a n g e o f 1 2 0 t o 1 8 0 . S t o p s a r e p r o v i d e d f o r p r e v e n t i n gt h e o p e r a t o r s h a f t f r o m a n g u l a r l y r o t a t i n g b e y o n d ap r e - e s t a b l i s h e d a n g u l a r p o s i t i o n . A t i m i n g cam i smounted i n a n g u l a r l y ? x e d r e l a t i o n s h i p w i t h t h e o p e r at o r s h a f t . A w i t c h i s r e s p o n s i v e t o t h e a n g u l a r p o s i t i o no f t h e t i m i n g c a m f o r t r a n s m i t t i n g a n i n p u t s i g n a l t o t h ee l e c t r o n i c c o n t r o l l e r . The i n p u t s i g n a l i s i n d i c a t i v e o f ap r e - e s t a b l i s h e d a n g u l a r p o s i t i o n o f t h e o p e r a t o r s h a f t .The t i m i n g ca m c o m p r i s e s a n a d j u s t a b l e p l a t e w h i c h i sa d j u s t a b l e t o d e ? n e two a n g u l a r p o s i t i o n s . The s w i t c h i s

1 5

2 5

4 0

4 5

5 5

6 0

6 5

2r e s p o n s i v e t o p r e - s e l e c t e d a n g u l a r p o s i t i o n s o f t h e t i mi n g cam f o r t r a n s m i t t i n g s i g n a l s i n d i c a t i v e o f a t t a i n e do p e n i n g a n d c l o s i n g d o o r p o s i t i o n s .

The l i n k a g e i n c l u d e s a c r a n k a r m which i s c o n n e c t e da t o n e e n d i n ?xed a n g u l a r r e l a t i o n s h i p w i t h t h e o p e r at o r s h a f t . The o t h e r end o f t h e crank a r m i s p i v o t a l l yc o n n e c t e d t o a l i n k . A r a c k e t a d a p t e d f o r m o u n t i n g i n?xed r e l a t i o n s h i p t o a n a s s o c i a t e d door s o a s t o p r o j e c to u t w a r d l y t h e r e f r o m h a s a p i v o t c o n n e c t o r s p a c e d f r o mt h e d o o r . The l i n k i s p i v o t a l l y c o n n e c t e d t o t h e c o n n e ct o r . The a s s o c i a t e d d o o r i s p i v o t e d a p p r o x i m a t e l y 9 0 b e t w e e n t h e f u l l y o p e n e d a n d c l o s e d p o s i t i o n s . Thel i n k a g e i s con?gured s o t h a t a t t h e f u l l y c l o s e d a n do p e n e d p o s i t i o n s , t h e m e c h a n i c a l a d v a n t a g e o f t h e l i n kage i s a t l e a s t g r e a t e r t h a n t w o . A e n s o r u n i t m a y b ee m p l o y e d f o r s e n s i n g t h e p r e s e n c e o f t h e d o o r o p e n i n go r d o o r c l o s i n g i n i t i a t i n g e v e n t and t r a n s m i t t i n g a na p p r o p r i a t e e l e c t r i c a l i n p u t s i g n a l t o t h e e l e c t r o n i c c o nt r o l l e r f o r s e l e c t i v e o p e r a t i o n t h e r e o f .The s w i n g - d o o r o p e r a t o r f u r t h e r e m p l o y s a f e e d b a c ks i g n a l d e v i c e w h i c h i s r e s p o n s i v e t o a p r e - e s t a b l i s h e da n g u l a r p o s i t i o n o f t h e o p e r a t o r s h a f t f o r g e n e r a t i n g aCK i g n a l . A o o r OPERATE n p u t s i g n a l d e v i c e g e ne r a t e s a d o o r s t a t u s OPN i g n a l . The e l e c t r o n i c m o t o rc o n t r o l l e r i s r e s p o n s i v e t o t h e CK n d OPN i g n a l s f o rs e l e c t i n g a r e f e r e n c e v o l t a g e s o t h a t t h e d r i v e s h a f t o ft h e m o t o r i s s e q u e n t i a l l y o p e r a t e d i n d u a l s p e e d f o r w a r da n d r e v e r s e d i r e c t i o n s f o r r o t a t i n g , b r a k i n g a n d m a i nt a i n i n g t h e o p e r a t o r s h a f t i n a p r e - d e t e r m i n e d p o s i t i o n .One r e - e s t a b l i s h e d v o l t a g e c o r r e s p o n d s t o a s e l e c t e do p e n i n g s p e e d o f t h e o p e r a t o r s h a f t a n d h e n c e t h e a s s oc i a t e d s w i n g - d o o r . A e c o n d v o l t a g e c o r r e s p o n d s t o as e l e c t e d c l o s i n g s p e e d o f t h e o p e r a t o r s h a f t . A t h i r dv o l t a g e c o r r e s p o n d s t o a r e d u c e d c h e c k s p e e d o f t h eo p e r a t o r s h a f t . A o u r t h p r e - e s t a b l i s h e d v o l t a g e c o r r es p o n d s t o t h e m a g n i t u d e o f a s t a l l t o r q u e o f t h e o p e r a t o rs h a f t . The e l e c t r o n i c c o n t r o l l e r i n c l u d e s c i r c u i t r y f o rs e n s i n g t h e c u r r e nt a p p l i e d t o t h e motor a nd c o r r es p o n d i n g l y a d j u s t i n g t h e v o l t a g e a p p l i e d t o t h e m o t o r .B r a k i n g c i r c u i t r y i s a l s o e m p l o y e d f o r a p p l y i n g a b r a ki n g t o r q u e t o t h e m o t o r d r i v e s h a f t b y r e v e r s i n g t h ev o l t a g e p o l a r i t y t o t h e motor l e a d s f o r a p r e - e s t a b l i s h e dt i m e i n t e r v a l when t h e CK i g n a l c h a n g e s from a low t oa h i g h s t a t e . A e d u c e d r e f e r e nc e v o l t a g e i s a p p l i e d t ot h e m o t o r s u b s e q u e n t t o t h e e l a p s e o f t h e b r a k i n g t i m ei n t e r v a l . An e l e c t r o m e c h a n i c a l r e l a y i s e m p l o y e d f o rr e v e r s i n g t h e e l e c t r i c a l l e a d s t o t h e motor t o t h e r e b yc h a n g e t h e v o l t a g e p o l a r i t y .An b j e c t of t h e i n v e n t i o n i s t o p r o v i d e a n e w a n di m p r o v e d s w i n g - d o o r o p e r a t o r w h i c h s r e l a t i v e l y i n e xp e n s i v e t o m a n u f a c t u r e and h a s an e f f i c i e n t c o n s t r u ct i o n a n d o p e r a t i o n .

Another o b j e c t o f t h e i n v e n t i o n i s t o p r o v i d e a n ewa n d i m p r o v e d s w i n g - d o o r o p e r a t o r s y s t e m w h i c h o p e ra t e s i n a h i g h l y energy e f f i c i e n t manner.A u r t h e r o b j e c t o f t h e i n v e n t i o n i s t o p r o v i d e a n ewa n d i m p r o v e d s w i n g - d o o r o p e r a t o r s y s t e m w h i c h mayb e r e l a t i v e l y e a s i l y i n s t a l l e d f o r o p e r a t i o n i n c o n n e c t i o n

w i t h a n a s s o c i a t e d s w i n g - d o o r s y s t e m a n d i s c a p a b l e o fr e l i a b l e a n d r e l a t i v e l y m a i n t e n a n c e f r e e o p e r a t i o n o v e ra n e x t e n d e d p e r i o d .A e t f u r t h e r o b j e c t o f t h e i n v e n t i o n i s t o p r o v i d e anew a n d i m p r o v e d s w i n g - d o o r o p e r a t o r s y s t e m

wherein an e l e c t r i c m o t o r s e l e c t r o n i c a l l y c o n t r o l l e d t op r o v i d e a p o s i t i v e o p e r a t i v e c o n t ro l o v e r a n a s s o c i a t e ds w i n g - d o o r s y s t e m t h r o u g h o u t t h e s w i n g - d o o r o p e r a


14/23

4 , 7 2 7 , 6 7 93t i o n i n c l u d i n g o p e n i n g , c l o s i n g , b r a k i n g a n d m a i n t a i ni n g t h e s w i n g - d o o r a t a g i v e n p o s i t i o n .O t h e r o b j e c t s a n d a d v a n t a g e s o f t h e i n v e n t i o n w i l lbecome a p p a r e n t f r o m t h e s p e c i ? c a t i o n a n d t h e drawm g s .

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGSFIG. 1 i s a n end s e c t i o n a l v i e w , p a r t l y b r o k en away,o f a swing-door o p e r a t o r system i n accordan ce with t h ep r e s e n t i n v e n t i o n , t h e s w i n g - = d o o r s y s t e m b e i n g i l l u s

t r a t e d i n an i n s t a l l e d p o s i t i o n i n r e l a t i o n t o a s w i n g - d o o rw h i c h i s p a r t i a l l y i l l u s t r a t e d ;FIG. 2 i s a f r o n t i n t e r i o r v i e w , p a r t l y b r o k e n a w a y ,p a r t l y i n s e c t i o n a n d p a r t l y i n p h a n t o m , o f t h e o p e r a t o rm o d u l e o f t h e o p e r a t o r s y s t e m o f F I G . 1 ;F I G . 3 i s a t o p i n t e r i o r v i e w , p a r t l y i n phantom a n dp a r t l y i n s e c t i o n , o f t h e o p e r a t o r m o d u l e o f F I G . 2 ,p o r t i o n s o f t h e m o d u l e b e i n g r e m o v e d ;FIG. 4 s a t o p s c h e m a t i c view o f a swing-door a nd ano p e r a t o r s y s t e m i n a c c o r d a n c e w i t h t h e p r e s e n t i n v e nt i o n i l l u s t r a t i n g t h e o p e r a t i o n o f t h e s y s t e m f o r a n i n s w i n g - d o o r ;FIG. 5 i s a t o p schematic view o f a swing-door a n d a no p e r a t o r s y s t e m i n a c c o r d a n c e w i t h t h e p r e s e n t i n v e nt i o n i l l u s t r a t i n g t h e o p e r a t i o n o f t h e s y s t e m f o r o u t d o o r ;FIG. 6 i s a f u n c t i o n a l b l o c k d i a g r a m i l l u s t r a t i n g t h eo p e r a t i o n o f t h e s w i n g - d o o r o p e r a t o r s y s t e m o f F I G . 1 ;

FIG. 7 a s c h e m a t i c diagra m o f a m o t o r c o n t r o l c i r c u i to f t h e b l o c k d i a g r a m o f F I G . 6 ;FIG. 8 i s a s c h e m a t i c diagra m o f a r e f e r e n c e s w i t c hi n g c i r c u i t o f t h e b l o c k d i a g r a m o f F I G . 6 ;

FIG. 9 i s a s c h e m a t i c diagra m o f a m otion c o n t r o ll o g i c c i r c u i t o f t h e b l o c k d i a g r a m o f F I G . 6 ;FIG. 1 0 a g r a p h i c a l i l l u s t r a t i o n o f p u l s e w i d t h m o d ul a t o r c o n t r o l w a v e s h a p e s f o r t h e motor c o n t r o l c i r c u i t

o f F I G . 7 ;FIG. 1 1 i s a f r o n t i n t e r i o r v i e w , p a r t l y b r o k e n awayand p a r t l y i n s e c t i o n , o f a n a l t e r n a t e e m b o d i m e n t o f a no p e r a t o r m o d u l e f o r t h e o p e r a t o r s y s t e m o f F I G . 1 ; a n dFIG. 1 2 i s a g r a p h i c a l i l l u s t r a t i o n o f v a r i o u s s i g n a lw a v e f o r m s a n d t h e i r r e l a t i o n s h i p f o r t h e m o t i o n c o n t r o ll o g i c c i r c u i t o f F I G . 9 .

DETAILED DESCRIPTION OF THEINVENTION

With r e f e r e n c e t o t h e d r a w i n g s wherein l i k e nu m era l s r e p r e s e n t l i k e p a r t s t h r o u g h o u t t h e ? g u r e s , a s w i n gd o o r o p e r a t o r s y s t e m i n a c c o r d a n c e w i t h t h e p r e s e n ti n v e n t i o n i s g e n e r a l l y d e s i g n a t e d b y t h e n u m e r a l 1 0 .O p e r a t o r s y s t e m 1 0 i s a d a p t e d t o open a n d c l o s e as w i n g - d o o r 1 2 a n d t o g e n e r a l l y p o s i t i v e l y c o n t r o l t h ep o s i t i o n o f t h e s w i n g - d o o r a t e a c h p o s i t i o n t h e r e o f . Theo p e r a t o r s y s t e m f u n c t i o n s t o p i v o t t h e s w i n g - d o o r f r o mt h e c l o s e d t o t h e o p e n e d p o s i t i o n a n d t o p o s i t i v e l y r et u r n t h e s w i n g - d o o r t o t h e c l o s e d p o s i t i o n . For p u rp o s e s o f i l l u s t r a t i n g t h e i n v e n t i o n , s w i n g - d o o r 1 2 i s o f ac o n v e nt i o n a l t y p e w h i c h p i v o t s a p p r o x i m a t e l y 9 0 f r o mt h e f u l l y c l o s e d t o t h e f u l l y o p e n e d p o s i t i o n a s s c h e m a t ic a l l y i l l u s t r a t e d i n FIGS. 4 a n d 5 . A c t u a t i o n o f t h eo p e r a t o r s y s t e m t o i n i t i a t e a n o p e n i n g s e q u e n c e m a y b ea c c o m p l i s h e d b y c o n v e n t i o n a l a c t u a t i o n m e a n s ( n o ti l l u s t r a t e d ) s u c h a s ? o o r m a t s , r a d i o - c o n t r o l , k e ys w i t c h e s , m o t i o n d e t e c t o r s , e t c . . The o p e r a t o r s y s t e m1 0 i s p r e f e r a b l y powered by a 1 2 0 v o l t power s o u r c e .With r e f e r e n c e t o FIG. 1 , s w i n g - d o o r o p e r a t o r s y st e m 1 0 c o m p r i s e s a h o u s i n g m o du l e 2 0 a nd a m e c h a n i c a ll i n k a g e a s s e m b l y 2 2 which c o n n e c t s t o t h e s w i n g - d o o r

5

1 5

2 5

3 0

3 5

40

5 0

5 5

6 0

6 5

41 2 . The h o u s i n g module 2 0 i s p r e f e r a b l y mounted a t t h es u r f a c e o f a door h e a d e r 1 4 above t h e swing-door 1 2 .B o l t s 24 o r o t h e r f a s t e n e r s m ay be employed t o s e c u r et h e h o u s i n g m o d ul e t o t h e h e a d e r o r door f r a m e . Thel i n k a g e a s s e m b l y 2 2 o p e r a t i v e l y c o n n e c t s b e t w e e n t h eh o u s i n g m o du l e 2 0 a n d t h e s w i n g - d o o r 1 2 v i a a b r a c k e t2 6 . B r a c k e t 26 i s b o l t e d t o t h e swing-door a t a ?xedl o c a t i o n a t t h e t o p o f t h e d o o r . I n p u t c o m m a n d s i g n a l sa n d e l e c t r i c a l p owe r a r e r e c e i v e d a t t h e housing modu l e . The m o du l e 20 houses an e l e c t r i c m o t o r a n d mec h a n i c a l t r a ns m i s s i o n w h i c h c o r r e s p o n d i n g l y o p e r a t e sv i a t h e l i n k a g e a s s e m b l y t o c o n t r o l t h e p i v o t a l p o s i t i o no f t h e s w i n g - d o o r . A o u n t i n g b r a c k e t ( n o t i l l u s t r a t e d )m ay b e e m p l o y e d f o r m o u n t i n g t h e h o u s i n g m o d u l e t ot h e h e a d e r 1 4 o r o t h e r ?xed l o c a t i o n g e n e r a l l y abovet h e s w i n g - d o o r . I t s h o u l d b e a p p r e c i a t e d t h a t t h e h o u si n g m o d u l e s r e l a t i v e l y c o m p a c t . I n a p r e f e r r e d a p p l i c at i o n , t h e h o u s i n g m o d u l e h a s a s u b s t a n t i a l l y r e c t a n g u l a rf o r m w i t h t h e w i d t h , h e i g h t a n d d e p t h o f t h e m o d u l e o fo n e o p e r a t o r s y s t e m e m b o d i m e n t b e i n g a p p r o x i m a t e l y1 5 , 5 a n d 5+ i n c h e s , r e s p e c t i v e l y . The s w i n g - d o o ro p e r a t o r s y s t e m may b e u n i v e r s a l l y e m p l o y e d f o r u s e i nc o n n e c t i o n w i t h b o t h i n ( F I G . 4 ) a n d o u t ( F I G S . 1a n d 5 ) s w i n g - d o o r a p p l i c a t i o n s .With a d d i t i o n a l r e f e r e n c e t o FIGS. 2 and 3 , a p a i r o fv e r t i c a l l y s p a c e d p l a t e s 3 0 a n d 3 2 a r e m o u n t e d i n t e r io r l y o f t h e h o u s i n g m o d u l e t o p r o v i d e t h e p r i n c i p a ls u p p o r t s t r u c t u r e f o r t h e m e c h a n i c a l c o m p o n e n t s o f t h eo p e r a t o r . Two a i r s o f c r o s s - s u p p o r t s 3 4 a n d 3 6 e x t e n db e t w e e n p l a t e s 3 0 a n d 3 2 a t h o r i z o n t a l l y s p a c e d l o c at i o n s t o ? x t h e p l a t e s i n v e r t i c a l l y s p a c e d r e l a t i o n s h i p .B o l t s f a s t e n t h e p l a t e s t o t h e c r o s s - s u p p o r t s . B o r e s 4 0e x t e n d t h r o u g h t h e c r o s s - s u p p o r t s 3 4 a n d 3 6 , r e s p e ct i v e l y , f o r r e c e i v i n g f a s t e n e r s 4 4 t o s e c u r e t h e p l a t e - s u pp o r t f r a m e t o a h o u s i n g m o u n t i n g p l a t e 4 6 . A o u s i n gc o v e r 3 8 o f g e n e r a l l y r e c t a n g u l a r f o r m i s a l s o f a s t e n e dt o t h e h o u s i n g m o u n t i n g p l a t e 4 6 .M a n u a l l y o p e r a b l e r o c k e r s w i t c h e s 4 8 a r e a c c e s s e dt h r o u g h t h e h o u s i n g c o v e r 3 8 f o r m a n u a l l y p l a c i n g t h es y s t e m i n a n o n / o f f m o d e and/or i n a n o r m a l , f u l l yo p e n e d , o r f u l l y c l o s e d o p e r a t i o n a l m o d e .An l e c t r i c m o t o r 50 i s m o u n t e d a t an e x t e n s i o n e n d

o f p l a t e 3 0 i n t e r i o r l y o f t h e h o u s i n g . The d r i v e s h a f t 5 2o f t h e e l e c t r i c motor 5 0 e x t e n d s t h r o u g h a n o p e n i n g i np l a t e 3 0 . A r i v e r w h e e l o r p u l l e y 5 4 i s m o u nt e d a t t h ee n d o f t h e d r i v e s h a f t i n ? x e d a n g u l a r r e l a t i o n s h i p t h e r ew i t h . Motor 5 0 i s a p e r m a n e n t m a g n e t , b r u s h t y p e DCmotor o f c o n v e n t i o n a l f r a c t i o n a l horsepower f o r m . Anexemplary m o t o r s u i t a b l e f o r u s e i s a 1 1 5 v o l t DC e rm a n e n t m a g n e t m o t o r having a s t a t i c r e s i s t a n c e o f 2 8 . 5ohms, a v o l t a g e c o e f f i c i e n t p e r 1 0 0 0 r p m o f 5 6 . 5 , and at o r q u e c o e f ? c i e n t o f 7 6 . 4 o z . - i n . p e r a m p . The f o r e g o i n ge l e c t r i c motor 5 0 a t s t a l l g e n e r a t e s a t o r q u e o f a p p r o x im a t e l y 3 0 0 o z . - i n . and a t n o r m a l s p e e d g e n e r a t e s at o r q u e o f a p p r o x i m a t e l y 1 2 0 o z . - i n . As d e t a i l e d b e l o w ,t h e motor 5 0 i n t e r m i t t e n t l y o p e r a t e s a t a h i g h l o a d , lows p e e d l e v e l w h i c h g e n e r a t e s a r e l a t i v e l y h i g h t o r q u e .An e l e c t r o n i c c o n t r o l u n i t d e s i g n a t e d g e n e r a l l y b yt h e n u m e r a l 5 8 i s h o u s e d w i t h i n t h e h o u s i n g module i nf r o n t o f p l a t e 3 2 . The e l e c t r o n i c c o n t r o l u n i t 5 8 ( f u n ct i o n a l l y i l l u s t r a t e d i n F I G . 6 ) c o n t r o l s t h e o p e r a t i o n o ft h e e l e c t r i c m o t o r . The c o n t r o l u n i t i s r e s p o n s i v e t o a n o p e r a t e i n p u t s i g n a l a n d a s a f e t y i n p u t s i g n a l a n df u n c t i o n s t o g e n e r a te a p p r o p r i a t e s i g n a l s t o t h e motorf o r o p e n i n g , c l o s i n g o r m a i n t a i n i n g t h e p o s i t i o n o f t h ea s s o c i a t e d s w i n g - d o o r . The e l e c t r o n i c c o n t r o l u n i t 5 8g e n e r a t e s s i g n a l s which c a u s e t h e m o t o r t o o p e r a t e a te i t h e r a f u l l s p e e d o r a check s p e e d i n b o t h t h e o p e n i n g


15/23

4 , 7 2 7 , 6 7 95a nd c l o s i n g d i r e c t i o ns a s w e l l a s t o b r a k e t h e p i v o t a lmovement o f t h e a s s o c i a t e d s w i n g - d o o r b y a p p l i c a t i o nof r e v e r s e t o r q u e t o t h e m o t o r d r i v e s h a f t . The c o n t r o lu n i t a l s o g e n e r a t e s s i g n a l s f o r e n e r g i z i n g t h e m o t o r i n as t a l l e d m o d e w h e r e i n t h e p o s i t i o n o f t h e d o o r i s m a i nt a i n e d a t a p r e - e s t a b l i s h e d f o r c e t h r e s h o l d i n t h eo p e n e d , c l o s e d a n d i n t e r m e d i a t e p i v o t a l p o s i t i o n s . Them o t o r c o n t r o l u n i t p r o v i d e s m e a n s w h e r e i n a d j u s t m e n t smay b e i m p l e m e n t e d f o r s e l e c t i v e l y p r e - s e t t i n g t h e d o o ro p e n i n g s p e e d , t h e d o o r c l o s i n g s p e e d , d o o r c h e c ks p e e d s , a b r a k e t i m e i n t e r v a l , a h o l d o p e n / c l o s e d f o r c et h r e s h o l d a n d a h o l d open t i m e d e l a y i n t e r v a l . Thec o n t r o l u n i t 5 8 a l s o i n c o r p o r a t e s a motor o p e r a t i o n f e e db a c k c i r c u i t which m o d e l s t h e o p e r a t i o n o f t h e e l e c t r i cm o t o r t o s e n s e t h e m o t o r v o l t a g e a n d c u r r e n t a n d t ot h e r e b y c o m p e n s a t e f o r m o t o r l o a d , l i n e v o l t a g e v a r i at i o n s a nd l i n e r e c t i ? e r o u t p u t r i p p l e e f f e c t s . The o p e r a -t i o n a n d f u n c t i o n s o f t h e e l e c t r o n i c c o n t r o l u n i t a r ed e s c r i b e d i n d e t a i l b e l o w .An o p e r a t o r s h a f t o r s p i n d l e 6 0 i s mounted i n open

_ i n g s o f p l a t e s 3 0 a nd 3 2 i n p a r a l l e l r e l a t i o n s h i p t o d r i v es h a f t 5 2 . The s p i n d l e 6 0 e x t e n d s e x t e r i o r l y t h r o u g h t h eh o u s i n g c o v e r 3 8 f o r r o t a t a b l y d r i v i ng t h e l i n k a g e a ss e m b l y t o t h e r e b y c o n t r o l t h e p o s i t i o n o f t h e s w i n gd o o r . A r a n s m i s s i o n a s s e m b l y d e s i g n a t e d g e n e r a l l y b yt h e n u m e r a l 6 2 t r a n s l a t e s r o t a r y m o t i o n o f t h e d r i v es h a f t 5 2 t o r o t a r y m o t i o n o f t h e o p e r a t o r s p i n d l e 6 0 byr e d u c i n g t h e m o t o r s p e e d a n d t h e r e b y i n c r e a s i n g t h et o r q u e o u t p u t o f t h e s p i n d l e . The r a n s m i s s i o n a s s e m b l y6 2 h a s a r e l a t i v e l y low m e c h a n i c a l g e a r r a t i o .A r s t i d l e r s h a f t 64 a nd a second i d l e r s h a f t ' 6 6 e x t e n db e t w e e n t h e p l a t e s 3 0 a n d 3 2 i n p a r a l l e l r e l a t i o n s h i p

w i t h t h e m o t o r d r i v e s h a f t 5 2 a n d t h e o p e r a t o r s p i n d l e6 0 . S p i n d l e 6 0 a n d s h a f t s 6 4 and 6 6 a r e f o r m e d f r o ms t e e l . P a i r s o f m o l d e d b e a r i n g s 6 1 , 6 3 and 6 5 a r emounted n o p p o s e d o p e n i n g s o f t h e p l a t e s 3 0 a n d 3 2 f o rr o t a t a b l y m o u n t i n g t h e r e s p e c t i v e s p i n d l e 6 0 , s h a f t 6 4a n d s h a f t 6 6 a n d l o c a t i n g t h e r e s p e c t i v e members i n? x e d s p a c e d r e l a t i o n s h i p f o r r o t a t a b l e m o t i o n . Theb e a r i n g s a r e p r e f e r a b l y m o l d e d f r o m p l a s t i c m a t e r i a land a r e a c c u r a t e l y d i m e n s i o n e d t o p r e c i s e l y l o c a t e t h ei d l e r s h a f t s a n d t h e s p i n d l e . - The b e a r i n g s a d d i t i o n a l l yf u n c t i o n t o p r o v i d e a r e l a t i v e l y i n e x p e n s i v e t r a n s m i ss i o n a s s e m b l y w h i c h d o e s n o t r e q u i r e l u b r i c a t i o n .A r i v e n t i m i n g p u l l e y 6 8 i s mounted a t t h e l o w e r

e n d o f i d l e r s h a f t 6 4 . Timing p u l l e y 6 8 i s a m o l d e d memb e r h a v i n g 6 0 t e e t h . D r i v e r p u l l e y 5 4 i s a m o l d e d memb e r h a v i n g 1 6 t e e t h . A i m i n g b e l t 7 0 h a v i n g c o g s w h i c hk e y w i t h t e e t h i n p u l l e y s 5 4 a n d 6 8 r o t a t a b l y c o n n e c t sp u l l e y s 5 4 a n d 6 8 t o t h e r e b y t r a n s f e r r o t a r y d r i v e o fd r i v e s h a f t 5 2 t o r o t a t e s h a f t 6 4 . A r i v e r p u l l e y 7 2 i smounted n ? x e d a n g u l a r r e l a t i o n s h i p w i t h i d l e r s h a f t 6 4between p l a t e s 3 0 a n d 3 2 . D r i v e r p u l l e y 7 2 i s a moldedm e m b e r h a v i n g 1 8 t e e t h . The e f f e c t i v e w i d t h o f t h e

2 0

2 5

3 0

3 5

40

4 5

5 0

d r i v e r p u l l e y 7 2 i s g r e a t e r t h a n t h e e f f e c t i v e w i d t h o f 5 5t h e c o a x i a l d r i v e n p u l l e y 6 8 on s h a f t 6 4 t o acco m m o d a t et h e i n c r e a s e d t o r q u e e x e r t e d b y t h e d r i v e r p u l l e y 7 2 .A r i v e n t i m i n g p u l l e y 7 4 i n t e g r a l l y a x i a l l y c o n n e c t s

w i t h a c o a x i a l d r i v e r p u l l e y 7 6 , b o t h o f which a r emounted i n ? x e d a n g u l a r r e l a t i o n s hi p t o i d l e r s h a f t 6 6 .P u l l e y s 7 4 a n d 7 6 a r e p o s i t i o n e d b e t w e e n p l a t e s 3 0 a n d3 2 . P u l l e y 7 4 a x i a l l y a l i g n s w i t h p u l l e y 7 2 a n d i s r o t a ta b l y c o u p l e d t h e r e w i t h b y means o f a s e c o n d t i m i n gb e l t 7 8 . P u l l e y s 7 4 a n d 7 6 a r e a l s o molded f r o m p l a s t i cw i t h p u l l e y 7 4 h a v i n g 6 0 t e e t h a n d p u l l e y 7 6 h a v i n g 1 8t e e t h . The e f f e c t i v e b e l t t r a n s m i s s i o n w i d t h o f p u l l e y 7 6i s a p p r o x i m a t e l y t w i c e t h e c o r r e s p o n d i n g w i d t h f o rp u l l e y 7 4 .

6 5

6A r i v e n t i m i n g p u l l e y 8 0 o f m o l d e d p l a s t i c f o r ma x i a l l y a l i g n s w i t h p u l l e y 7 6 . a n d i s m o u n t e d i n ? x e d

r o t a t i o n w i t h t h e o p e r a t o r s p i n d l e 6 0 . P u l l e y 8 0 h a s 6 0t e e t h a n d i s r o t a t a b l y c o u p l e d w i t h p u l l e y 7 6 b y m e a n so f a t h i r d t i m i n g b e l t 8 2 . B e c a u s e o f t h e r e l a t i v e l y h i g ht o r q u e s w h i c h a r e a p p l i e d t o o p e r a t o r s p i n d l e 6 0 , p u l l e y8 0 i s k e y e d t o s p i n d l e 6 0 by means o f a s t e e l p i n 8 4 . P i n8 4 c o n n e c t s w i t h a r a d i a l l y e x t e n d i n g a r m 8 6 whicha n g u l a r l y r o t a t e s w i t h o p e r a t o r s p i n d l e 6 0 a n d c o n n e c t sv i a a n a x i a l p i n 8 8 w i t h a r e c e s s f o r m e d i n t i m i n g p u l l e y8 0 t o t h e re b y l o c k t h e t i m i n g p u l l e y 8 0 i n ? x e d r o t at i o n a l r e l a t i o n s h i p w i t h t h e o p e r a t o r s p i n d l e .I t w i l l b e a p p r e c i a t e d t h a t t h e f o r e g o i n g t i m i n g b e l t/ p u l l e y s y s t e m r e s u l t s i n a s p e e d r e d u c t i o n o f t h e o p e r at o r s p i n d l e i n r e l a t i o n t o t h e d r i v e s h a f t o f t h e e l e c t r i cm o t o r . For t h e d e s c r i b e d e m b o d i m e n t , t h e s p e e d r e d u ct i o n r a t i o i s a p p r o x i m a t e l y 5 2 . 7 3 t o 1 . The s p e e d r e d u ct i o n r e s u l t s i n a c o r r e s p o n d i n g i n c r e a s e i n t h e t o r q u ew h i c h i s s u p p l i e d a n d e x e r t e d b y t h e o p e r a t o r s p i n d l e6 0 . B e c a u s e o f t h e p r o p o r t i o n a t e t o r q u e i n c r e a s e s , t h et i m i n g b e l t s 7 0 , 7 8 and 8 2 a r e r e s p e c t i v e l y o f a p r o g r e ss i v e l y g r e a t e r e f f e c t i v e t r a n s m i s s i o n w i d t h t o a c c o m m od a t e t h e i n c r e a s e d t o r q u e . I t w i l l b e f u r t h e r a p p r e c i a t e dt h a t b e c a u s e t h e r e i s e s s e n t i a l l y n o b e l t t i g h t e n i n g s y st e m o r a d j u s t m e n t mechanism w i t h i n t h e d e s c r i b e dt r a n s m i s s i o n a s s e m b l y , p r e c i s e l o c a t i o n o f t h e i d l e rs h a f t s a n d t h e o p e r a t o r s p i n d l e i n r e l a t i o n t o t h e motord r i v e s h a f t i s c r i t i c a l f o r optimum o p e r a t i o n . I n a d d it i o n , t h e d i m e n s i o n i n g a n d k e y i n g o f t h e t i m i n g b e l t s t ot h e r e s p e c t i v e d r i v e r / d r i v e n p u l l e y p a i r s r e q u i r e s p r e c is i o n s i n c e t h e o p e r a t o r s y s t e m a n d t h e t r a n s m i s s i o n u n i ti s b i - d i r e c t i o n a l w i t h a s i n g l e e l e c t r i c motor d r i v i n g t h ea s s o c i a t e d d o o r t o t h e o p e n e d a n d t o t h e c l o s e d p o s it i o n s a s w e l l a s c o n t i n u o u s l y m a i n t a i n i n g t h e door i n ag i v e n p o s i t i o n .An l t e r n a t e e m b o d i m e n t o f a t r a n s mi s s i o n a s s e m b l yf o r t h e s w i n g - d o o r o p e r a t o r s y s t e m i s d e s i g n a t e d g e n e ra l l y by t h e n u m e r a l 2 6 2 i n FIG. 1 1 . T r a n s m i s s i o n a s s e m

b l y 2 6 2 i s s u b s t a n t i a l l y i d e n t i c a l i n f o r m a n d f u n c t i o n t ot h a t d e s c r i b e d f o r t r a n s m i s s i o n a s s e m b l y 6 2 , e x c e p t t h a ta g e a r a s s e m b l y i s employed i n t h e l a s t t r a n s m i s s i o n u n i tr a t h e r t h a n a t i m i n g b e l t / p u l l e y u n i t a s p r e v i o u s l y d es c r i b e d . I d l e r s h a f t 2 6 4 mounts a d r i v e n t i m i n g p u l l e y2 6 8 a nd a d r i v e r p u l l e y 2 7 2 which c o n n e c t s v i a a t i m i n gb e l t 2 7 0 w i t h a d r i v e n p u l l e y 2 7 4 . P u l l e y s 2 7 2 a n d 2 7 4h a v e 1 8 a n d 6 0 t e e t h , r e s p e c t i v e l y . I d l e r s h a f t 2 6 6mounts p u l l e y 2 7 4 and a s t e e l p i n i o n 2 7 6 . The o p e r a t o rs p i n d l e 6 0 mounts a p l a s t i c g e a r 2 8 0 which meshes w i t hp i n i o n 2 7 6 . P i n i o n 2 7 6 a n d g e a r 2 8 0 h a v e 1 8 a n d 6 0t e e t h , r e s p e c t i v e l y . P l a s t i c g e a r 2 8 0 i s k e y e d t o t h e s t e e lo p e r a t o r s p i n d l e . The t r a n s m i s s i o n a s s e m b l y 2 6 2 f o r t h ed e s c r i b e d e m b o d i m e n t h a s m e c h a n i c a l r a t i o o f 4 1 . 5 8 .For s o m e a p p l i c a t i o n s , t h e d e s c r i b e d p i n i o n / g e a r a ss e m b l y e x h i b i t s c e r t a i n a d v a n t a g e s i n t e r m s o f r o t a t i o n a ls l i p p a g e a s c o m p a r e d t o a c o r r e s p o n d i n g t i m i n g b e l t/ p u l l e y a s s e m b l y w h e n r e l a t i v e l y h i g h t o r q u e s a r et r a n s m i t t e d .

As i l l b e d e s c r i b e d i n g r e a t e r d e t a i l b e l o w , t h e o p e ra t o r s p i n d l e a n g u l a r l y r o t a t e s a p p r o x i m a t e l y 1 5 0 t op r o d u c e a c o r r e s p o n d i n g n o r m a l p i v o t i n g o f 9 0 o f t h ed o o r f r o m t h e c l o s e d t o t h e o p e n e d p o s i t i o n s ( a s b e s ti l l u s t r a t e d i n F I G S . 4 a n d 5 ) . A a i r o f x i a l l y e x t e n d i n gs t o p s 9 0 a n d 9 2 e x t e n d between p l a t e s 3 0 a n d 3 2 a n d a r eo f f s e t f r o m t h e o p e r a t o r s p i n d l e 6 0 . The s t o p s a r e e ng a g e a b l e w i t h a r m 8 6 f o r l i m i t i n g t h e a n g u l a r p o s i t i o no f t h e o p e r a t o r s p i n d l e . The s t o p s a r e a n g u l a r l y l o c a t e da n d t h e a r m i s a n g u l a r l y f i x e d i n r e l a t i o n t o t h e s p i n d l es o t h a t t h e engagement d e ? n e s a n a n g u l a r p o s i t i o n


16/23

4 , 7 2 7 , 6 7 97w h i c h i s s u b s t a n t i a l l y e q u i v a l e n t t o t h e f u l l y o p e n e dp o s i t i o n o f t h e d o o r . Two t o p s a r e employed ' s o t h a tt h e u n i t m a y be u s e d i n e i t h e r a r i g h t - h a n d o r l e f t - h a n de m b o d i m e n t . N a t u r a l l y , o n l y o n e s t o p i s e f f e c t i v e l ye m p l o y e d f o r a g i v e n a p p l i c a t i o n .A i m i n g cam u n i t 9 4 h a v i n g a p a i r o f a n g u l a r l y a d

j u s t a b l e o p e n i n g a n d c l o s i n g t i m i n g c a m p l a t e s 9 6 a n d98 s a l s o m o u nt e d i n ?xed a n g u l a r r e l a t i o n s h i p w i t h t h es p i n d l e 6 0 . P l a t e s 9 6 a n d 9 8 f o r m r e c e s s e d e d g e s 9 5 a n d9 7 , r e s p e c t i v e l y . The p l a t e s a r e a n g u l a r l y a d j u s t a b l e t od e f i n e two a n g u l a r p o s i t i o n s . A i m i n g m i c r o s w i t c h 1 00i n c l u d e s a b i a s e d f o l l o w e r 1 0 2 which a t p r e - e s t a b l i s h e da n g u l a r p o s i t i o n s o f t h e s p i n d l e f o l l o w s e d g e s 9 5 a n d 9 7f o r t r a n s mi t t i n g a CK p e e d s i g n a l t o t h e motor c o n t r o lt o t h e r e b y c o m m e n c e b r a k i n g o f t h e d o o r i n e i t h e r t h eo p e n i n g o r c l o s i n g d i r e c t i o n a n d s u b s e q u e n t l y t r a n sform t h e door o p e r a t i o n t o a r e d u c e d check s p e e d .With r e f e r e n c e t o FIGS. 1 , 4 a n d 5 , t h e l i n k a g e a ssembly 2 2 c o m p r i s e s a c r a n k a r m 1 1 0 and a b i - p i v o t a ll i n k 1 1 2 . C r a n k a r m 110 a t o n e e n d connects i n a n g ul a r l y ?xed r e l a t i o n s h i p w i t h t h e s p i n d l e 6 0 s o a s t o angul a r l y r o t a t e i n r a d i a l l y e x t e n d i n g f a s h i o n a s t h e s p i n d l er o t a t e s . The o p p o s i t e end o f c r a n k a r m 1 1 0 r e c e i v e s ap i n 1 1 4 o f a s o c k e t c o n n e c t o r 1 1 6 t h r e a d e d t o l i n k 1 1 2 t of o r m a p i v o t a l c o n n e c t i o n a b o u t t h e a x i s o f p i n 1 1 4 . Theo p p o s i t e e n d o f t h e c o n n e c t i n g l i n k t h r e a d a b l y m o u n t s as e c o n d s o c k e t c o n n e c t o r 1 1 8 which p i v o t a l l y c o n n e c t sw i t h t h e b r a c k e t 2 6 . The p i n 1 2 0 i s s e c u r e d t o t h eb r a c k e t by c o n v e n t i o n a l means w i t h l i n k 1 1 2 b e i n gp i v o t a l a b o u t a g e n e r a l l y v e r t i c a l a x i s t h r o u g h p i n 1 2 0 .I t s h o u l d b e a p p r e c i a t e d t h a t c r a n k a r m 1 1 0 and l i n k1 1 2 a r e d i s p o s e d i n s u b s t a n t i a l l y v e r t i c a l l y s p a c e d h o r iz o n t a l o r i e n t a t i o n s . The c r a n k a r m 1 1 0 a nd t h e l i n k 1 1 2a r e a n g u l a r l y m o v a b l e i n g e n e r al l y h o r i z o n ta l p l a n e s .The c r a n k a r m 1 1 0 a nd t h e l i n k 1 1 2 m ay have ?xedl e n g t h s o r c o n v e n t i o n a l means f o r a d j u s t i n g t h e i rl e n g t h s t o accommodate t h e d i m e n s i o n a l c o n s t r a i n t s f o ra g i v e n i n s t a l l a t i o n . Numerous a l t e r n a t i v e f o r m s o f l i n ka g e w h i c h p r o v i d e a b i - p i v o t a l l i n k c o n n e c t i o n b e t w e e nt h e a s s o c i a t e d do o r a nd a crank a r m a n g u l a r l y ?xed t ot h e o p e r a t o r s p i n d l e may b e e m p l o y e d . The d o o r m o du l e 2 0 i n c l u d i n g t h e s p i n d l e 6 0 i s d i s p o s e d g e n e r a l l yv e r t i c a l l y a b o v e t h e s w i n g - d o o r 1 2 w i t h t h e c o n n e c t i n gl i n k 1 1 2 p i v o t a l l y c o n n e c t i n g t h e t o p p o r t i o n o f t h edoor v i a t h e b r a c k e t 2 6 .The p a t h o f a s w i n g - d o o r a s i t i s o p e r a t e d by s w i n gd o o r o p e r a t o r s y s t e m 1 0 f o r a n i n d o o r o p e n i n g a p p l ic a t i o n , i s i l l u s t r a t e d i n F I G . 4 . The l o c i o f t h e a n g u l a rp o s i t i o n s o f t h e p i v o t a l c o n n e c t i o n b e t w e e n t h e c r a n ka r m and t h e l i n k a r e i l l u s t r a t e d by d a s h e d l i n e A . Thel o c i o f h e a n g u l a r p o s i t i o n s b e t w e e n t h e a n g u l a r p i v o t a lc o n n e c t i o n o f t h e b r a c k e t and t h e l i n k a r e i l l u s t r a t e d byd a s h e d l i n e B . The f u l l y o p e n e d p o s i t i o n o f t h e i n s w i n g - d o o r 1 2 i s i l l u s t r a t e d i n p h a n t o m . I t w i l l b e a pp r e c i a t e d t h a t a s t h e motor d r i v e s t h e s p i n d l e i n t h ec l o c k w i s e d i r e c t i o n o f t h e a r r o w , t h e crank a r m a l s od r i v e s t h e l i n k a g e a n d h e n c e t h e d o o r 1 2 ' , t h r o u g h t h eb r a c k e t s o t h a t t h e door i s a n g ul a r l y p i v o t e d a s i l l u st r a t e d i n FIG. 4 . The h o u s i n g module 2 0 o f FIG. 4 i se s s e n t i a l l y m o u n t e d a g a i n s t t h e f a c e o f t h e d o o r f r a m ew h i c h s s u b s t a n t i a l l y c o p l a n a r w i t h t h e f a c e o f t h e d o o r1 2 ' i n t h e f u l l y c l o s e d p o s i t i o n .

With a d d i t i o n a l r e f e r e n c e t o FIGS. 4 - and 5 , t h e d i st a n c e between t h e r o t a t i o n a l a x i s R f s p i n d l e 6 0 and t h ep i v o t a x i s P o f t h e s w i n g i n g d o o r 1 2 , t h e d i s t a n c e b et w e e n t h e r o t a t i o n a l a x i s o f t h e s p i n d l e a n d t h e p i v o t a lc o n n e c t i o n o f t h e c r a n k a r m a n d t h e l i n k , t h e d i s t a n c ebetween t h e p i v o t a l c o n n e c t i o n o f t h e l i n k and t h e d o o r

v . . . 0

20

2 5

3 5

40

4 5

5 0

6 0

6 5

8b r a c k e t a n d t h e c r a n k a r m / l i n k c o n n e c t i o n , a n d t h ed i s t a n c e between t h e p i v o t a x i s o f t h e d o o r a n d t h eb r a c k e t / l i n k c o n n e c t i o n a r e p r e f e r a b l y p r e - s e l e c t e d s oa s t o e s t a b l i s h a r e l a t i v e l y h i g h m e c h a n i c a l a d v a n t a g ewhen t h e d o o r i s i n i t i a l l y m o v e d f r o m t h e f u l l y c l o s e dt o t h e opened p o s i t i o n s a s w e l l a s whe n t h e door i si n i t i a l l y d r i v e n from t h e f u l l y opened t o t h e c l o s e d p o s it i o n s . The f o r e g o i n g r e l a t i o n s h i p i s a d v a n t a g e o u s s i n c et h e h i g h e r t o r q u e demands which a r e o r d i n a r i l y r eq u i r e d f o r i n i t i a t i n g t h e m o v e m e n t o f t h e door a r ematched w i t h t h e l o w e r mo r e f a v o r a b l e t o r q u e r e q u i r em e n t s p r e s e n t e d b y t h e m e c h a n i c a l l i n k a g e . The n e r t i a lf o r c e s p r o d u c e d b y t h e m o v i n g d o o r r e d u c e t h e t o r q u edemands a t t h e i n t e r m e d i a t e a n g u l a r d o o r p o s i t i o n s .The f o r e g o i n g m e c h a n i c a l a d v a n t a g e r e l a t i o n s h i p s o ft h e l i n k a g e a s s e m b l y 2 2 may b e o p t i m i z e d b y t r a n s f o r mi n g t h e l i n k a g e i n t o a m a t h e m a t i c a l m o d e l . The l o c a t i o no f t h e s p i n d l e a x i s R i t h i n t h e h o u s i n g module s ? x e d .The p o s i t i o n a t which t h e module i s m o u nt e d t o t h ed o o r fra m e o r h eader i s t r e a t e d a s a v a r i a b l e whichd e ? n e s t h e l o c a t i o n o f t h e s p i n d l e a x i s . The s p i n d l e a x i sR s d e ? n e d i n t e r m s o f r e c t a n g u l a r c o o r d i n a t e s ( X 1 , Y l )of a c o o r d i n a t e s y s t e m having an o r i g i n a t t h e doorp i v o t a x i s P w i t h t h e f u l l y c l o s e d a n d o p e n e d p o s i t i o n so f d o o r 1 2 d e ? n i n g t h e X n d Y x i s . The e f f e c t i v em e c h a n i c a l l e n g t h o f t h e c r a n k ar m ( D 1 ) i . e . , t h e d i st a n c e between t h e c o n n e c t i o n w i t h t h e s p i n d l e a n d t h el i n k ; t h e e f f e c t i v e m e c h a n i c a l l e n g t h o f t h e l i n k ( D 2 ) ,i . e . , t h e d i s t a n c e b e t w e e n t h e p i v o t a l c o n n e c t i o n s w i t ht h e c r a n k ar m a n d t h e b r a c k e t ; a n d t h e p o s i t i o n o f t h ep i v o t a l c o n n e c t i o n b e t w e e n t h e l i n k a n d t h b r a c k e te x p r e s s e d b y r e c t a n g u l a r c o o r d i n a t e s ( X 2 , Y 2 ) , w h i c hm ay b e e s t a b l i s h e d by t h e l o c a t i o n a n d t h e l e n g t h o f t h eb r a c k e t , i . e . , t h e d i s t a n c e o f t h e p i v o t a l c o n n e c t i o n f r o mt h e f a c e o f t h e door and t h e p i v o t a x i s P o f t h e d o o r , a r ee a c h t r e a t e d a s v a r i a b l e s . The v a r i a b l e s o f t h e i n t e g r a t e dm o d e l of t h e mechanical system a r e s e l e c t e d s o a s t oo b t a i n a f a v o r a b l e m e c h a ni c a l a d v a n t a g e r e q u i r i n gl o w e r a p p l i e d t o r q u e i n t h e v i c i n i t y o f t h e d o o r f u l l yo p e n e d a n d c l o s e d p o s i t i o n s .

Exemplary d a t a i s s e t f o r t h i n T a b l e I f o r a dooro p e r a t o r s y s t e m s u c h a s i l l u s t r a t e d i n FIG. 4 w h e r e i nt h e o p e r a t o r s p i n d l e a x i s R i s l o c a t e d a t p o s i t i o nXl =l 8. 373 i n s . , Yl=3.l25 i n s . The door b r a c k e t conn e c t i n g a x i s i s l o c a t e d a t p o s i t i o n X2: 3 . 0 2 1 i n s,Y2=7.500 i n s . The e f f e c t i v e l e n g t h o f t h e c r a n k a r mDl=11.000 i n s . The e f f e c t i v e l e n g t h o f t h e l i n kD2= 6 . 9 3 7 i n s .

TABLEC r a n k Ar m D o o r A n g l eA n g l e C h a n g e C h a n g e M e c h a n i c a l( D e g r e e s ) ( D e g r e e s ) A d v a n t a g e

0 0 3 . 7 61 0 3 . 1 9 2 . 6 82 0 7 . 4 5 2 . 1 03 0 1 2 . 6 9 1 . 7 640 1 8 . 7 3 1 . 5 75 0 2 5 . 3 5 1 . 4 66 0 3 2 . 3 7 1 . 4 07 0 3 9 . 6 3 1 . 3 68 0 4 6 . 9 9 1 . 3 69 0 5 4 . 3 5 1 . 3 7

1 0 0 6 1 . 6 0 1 . 4 01 1 0 6 8 . 6 1 1 . 4 61 2 0 7 5 . 2 3 1 . 5 71 3 0 8 1 . 2 4 1 . 7 81 4 0 8 6 . 3 3 2 . 2 31 5 0 9 0 . 0 0 3 . 6 8


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4 , 7 2 7 , 6 7 99D a t a f o r a s e c o n d i n door o p e r a t e s i s s e t f o r t h i n

T a b l e I I w h e r e i n t h e o p e r a t o r s p i n d l e a x i s R s l o c a t e da t p o s i t i o n X1=12.887 i n s . , Y1= 3 . 1 2 5 i n s . The d o o rb r a c k e t c o n n e c t i n g a x i s i s l o c a t e d a t p o s i t i o nX2=10.660 i n s , Y2= - 6 . l 2 5 i n s . The e f f e c t i v e l e n g t ho f t h e c r a n k ar m s D l = 9 . 0 0 0 i n s . The e f f e c t i v e l e n g t ho f t h e l i n k D2=ll.625 i n s .

TABLE IC r a n k Arm Door A n g l e

Angle Ch ang e Ch ang e M e c h a n i c a l( D e g r e e s ) ( D e g r e e s ) A d v a n t a g e0 0 3 . 7 4

10 3.16 2.7320 7 . 3 3 2 . 1 43 0 1 2 . 4 9 1 . 7 840 1 8 . 4 7 1 . 5 85 0 2 5 . 0 8 1 . 4 66 0 3 2 . 1 0 1 . 3 97 0 3 9 . 3 7 1 . 3 68 0 4 6 . 7 6 1 . 3 59 0 5 4 . 1 5 1 . 3 6

1 0 0 6 1 . 4 3 1 . 3 91 1 0 6 8 . 4 8 1 . 4 51 2 0 7 5 . 1 4 1 . 5 61 3 0 8 1 . 2 0 1 . 7 71 4 0 8 6 . 3 3 2 . 2 21 5 0 9 0 . 0 0 3 . 2 7

The o p e r a t i o n o f s w i n g - d o o r o p e r a t o r s y s t e m 1 0 i nc o n n e c t i o n w i t h an o u t door opening a p p l i c a t i o n i si l l u s t r a t e d i n FIG. . I t s h o u l d b e n o t e d t h a t t h e h o u s i n gm o d u l e 2 0 i s m o u n t e d , a t t h e i n t e r i o r s i d e o f t h e d o o rw a y . The l o c i o f t h e a n g u l a r p o s i t i o n s o f t h e c r a n ka r m / l i n k c o n n e c t i o n a r e i l l u s t r a t e d by A . The l o c i o ft h e a n g u l a r p o s i t i o n s o f t h e c o n n e c t i o n o f t h e l i n k a n dt h e d o o r b r a c k e t a r e i l l u s t r a t e d by B . The u l l y o p e n e dp o s i t i o n o f t h e o u t s w i n g - d o o r 1 2 i s i l l u s t r a t e d i np h a n t o m .T a b l e I I I s e t s f o r t h d a t a f o r an a p p l i c a t i o n s u c h a si l l u s t r a t e d i n F I G . 5 w h e r e i n t h e o p e r a t o r s p i n d l e a x i s Ri s l o c a t e d a t c o o r d i n a t e s X1=8.4765 i n s . , Y1= 3.l25i n s . The d o o r b r a c k e t p i v o t a l c o n n e c t i o n i s l o c a t e d a tc o o r d i n a t e s X2=9.7589 n s . , Y2= . 6 8 7 5 i n s . The c r a n ka r m h a s a n e f f e c t i v e m e c h a n i c a l l e n g t h Dl=7.250 i n s .The l i n k h a s a n e f f e c t i v e m e c h a n i c a l l e n g t h D2= . 4 3 7 5m s .

TABLE I ICrank A r m D o o r AngleA n g l e C h a n g e C h a n g e M e c h a n i c a l( D e g r e e s ) ( D e g r e e s ) A d v a n t a g e

0 0 3 . 7 31 0 3 . 0 9 2 . 8 42 0 7 . 0 9 2 . 2 23 0 1 2 . 0 8 1 . 8 34 0 1 7 . 9 5 1 . 6 05 0 2 4 . 5 1 1 . 4 76 0 3 1 . 5 4 1 . 3 97 0 3 8 . 4 4 1 . 3 58 0 4 6 . 2 8 1 . 3 49 0 5 3 . 7 3 1 . 3 5

1 0 0 6 1 . 0 7 1 . 3 81 1 0 6 8 . 1 8 1 . 4 41 2 0 7 4 . 9 2 1 . 5 41 3 0 8 1 . 0 6 1 . 7 41 4 0 8 6 . 2 8 2 . 1 81 5 0 9 0 . 0 0 3 . 7 5

D a t a f o r a second o u t do o r o p e r a t o r i s s e t f o r t h i nT a b l e IV w h e r e i n t h e o p e r a t o r s p i n d l e a x i s R s l o c a t e da t p o s i t i o n X1= 4.118 i n s . , Y1= 1 . 1 2 5 i n s . The d o o rb r a c k e t p i v o t a l c o n n e c t i o n i s l o c a t e d a t p o s i t i o nX2 = 9 . 7 5 8 9 i n s . , Y2= . 6 8 7 5 i n s . The f f e c t i v e l e n g t h o f

1 0

1 5

2 0

2 5

3 0

4 0

4 5

5 0

5 5

6 5

1 0t h e c r a n k a r m D 1 =7.25 i n s . The e f f e c t i v e l e n g t h o f t h el i n k DZ= 7 . 2 1 8 8 i n s .

TABLE IVC r a n k Arm Door A n g l eA n g l e C h a n g e C h a n g e M e c h a n i c a l( D e g r e e s ) ( D e g r e e s ) A d v a n t a g e

0 0 3 . 6 91 0 3 . 3 3 2 . 5 52 0 7 . 8 1 2 . 0 03 0 1 3 . 2 5 1 . 7 140 1 9 . 4 3 1 . 5 45 0 2 6 . 1 4 1 . 4 56 0 3 3 . 1 9 1 . 3 97 0 4 0 . 4 5 1 . 3 78 0 4 7 . 7 9 1 . 3 69 0 5 5 . 1 0 1 . 3 8

1 0 0 6 2 . 2 8 1 . 4 11 1 0 6 9 . 2 0 1 . 4 81 2 0 7 5 . 7 0 1 . 6 11 3 0 8 1 . 5 7 1 . 8 31 4 0 8 6 . 4 8 2 . 3 21 5 0 9 0 . 0 0 3 . 8 2

I n a p r e f e r re d f o r m , t h e l i n k a g e a s s e m b l y 2 2 i s c o n ? gu r e d s o t h a t t h e r e s u l t i n g m e c h a n i c a l a d v a n t a g e i s ar a t i o a t l e a s t g r e a t e r t h a n 2 . 0 0 a n d p r e f e r a b l y g r e a t e rt h a n 3 . 0 0 a t t h e f u l l y o p e n e d a n d f u l l y c l o s e d p o s i t i o n so f t h e s w i n g - d o o r . T h e o p e r a t o r s p i n d l e 6 0 p r e f e r a b l ya n g u l a r l y r o t a t e s t h r o u g h a n a n g l e o f r o t a t i o n r a n g i n gfrom a p p r o x i m a t e l y 1 3 0 t o 1 6 0 ( 1 5 0 f o r t h e e m b o d im e n t s of T a b l e s I-IV) t o e f f e c t a 90 p i v o t a l m o v e m e n to f t h e a s s o c i a t e d s w i n g - d o o r .

W i t h r e f e r e n c e t o F I G . 6 , t h e o p e r a t o r s y s t e m 1 0f u n c t i o n s t o d r i v e t h e door 1 2 i n b o t h t h e opened a ndc l o s e d d i r e c t i o n s . The d o o r i s a l s o h e l d o p e n e d a n d h e l dc l o s e d by t h e m o t o r 5 0 a t a very low pow e r o n t h eo r d e r o f a p p r o x i m a t e l y 1 5 w a t t s . The e l e c t r o n i c cont r o l l e r u n i t 5 8 r e c e i v e s d o o r s t a t u s s i g n a l s a n d t h e l i n ev o l t a g e power s u p p l y a n d f u n c t i o n s t o p r o v i d e t h ed e s i r e d c o n t r o l f o r t h e e l e c t r i c motor 5 0 . The e l e c t r i cmotor 5 0 i s a m u l t i - s p e e d , f r a c t i o n a l horsepower DCmotor which s a l s o b i - d i r e c t i o n a l . The c o n t r o l u n i t 5 8p r o v i d e s m e a n s f o r a d j u s t a b l y p r e - s e t t i n g t h e o p e n i n gs p e e d , t h e c l o s i n g s p e e d , a c h e c k s p e e d , a h o l d f o r c et h r e s h o l d a n d a b r a k i n g i n t e r v a l d u r i n g which t i m e t h em o v e m e n t o f t h e d o o r i s b r a k e d . The s p e e d s a r e i m p l emented by a p p l y i n g a s e l e c t e d v o l t a g e t o t h e m o t o r .T h e b r a k i n g i s a c c o m p l i s h e d b y r e v e r s i n g t h e v o l t a g ep o l a r i t y t o t h e m o t o r a t t h e end o f t h e door t r a v e l .O r d i n a r i l y , t h e a s s o c i a t e d s w i n g - d o o r i s p o w e ro p e n e d b y t h e o p e r a t o r a t a n o p e n i n g s p e e d u n t i l t h edoor e n t e r s a n o p e n i n g check zone j u s t p r i o r t o a pp r o a c h i n g t h e f u l l y o p e n e d p o s i t i o n . U p o n e n t e r i n g t h echeck z o n e , t h e motor o p e r a t e s t o b r a k e t h e m o v e m e n to f t h e door f o r a p r e - e s t a b l i s h e d b r a k e t i m e i n t e r v a l andt o s u b s e q u e n t l y o p e n t h e d o o r a t a reduced check s p e e du n t i l t h e d o o r r e a c h e s t h e f u l l y o p e n e d p o s i t i o n . At t h ef u l l y o p e n e d p o s i t i o n , t h e d o o r i s powered i n a s t a l lc o n d i t i o n u n t i l e i t h e r an a c t u a t i o n c o m m a n d h a s b eenr e m o ve d o r f o r a p r e - e s t a b l i s h e d d e l a y t i m e i n t e r v a l .The d o o r i s t h e n power c l o s e d a t a c l o s i n g s p e e d u n t i lt h e door e n t e r s a c l o s i n g c h e c k z o n e j u s t p r i o r t o a pp r o a c h i n g t h e f u l l y c l o s e d p o s i t i o n . U p o n e n t e r i n g t h ec l o s i n g c h e c k z o n e , t h e motor o p e r a t e s t o b r a k e t h em o v e m e n t o f t h e door f o r a p r e - e s t a b l i s h e d b r a k i n gt i m e i n t e r v a l by means o f r e v e r s i n g t h e v o l t a g e l e a d s t ot h e motor u n t i l t h e d o o r r e a c h e s t h e f u l l y c l o s e d p o s it i o n . The m o t o r i s m a i n t a i n e d i n an e n e r g i z e d s t a l l cond i t i o n u n t i l a n e w a c t u a t i o n s i g n a l i s t r a n s m i t t e d t o t h ec o n t r o l u n i t f r o m t h e d o o r w a y . The s t a l l c o n d i t i o n o f


18/23

4 , 7 2 7 , 6 7 91 1t h e motor e s t a b l i s h e s a h o l d i n g f o r c e t o m a i n t a i n t h ed o o r i n t h e c l o s e d o r opened p o s i t i o n .The e l e c t r o n i c c o n t r o l u n i t 5 8 r e c e i v e s i n p u t s i g n a l sa nd f u n c t i o n s t o c o n t r o l t h e DC o t o r 5 0 t o o p e r a t e as w i n g - d o o r a s o u t l i n e d a b o v e . DC otor 5 0 mechanic a l l y c o u p l e s w i t h t h e o p e r a t o r s p i n d l e 6 0 v i a t h e t r a n sm i s s i o n a s s e m b l y 6 2 o r 2 6 2 f o r c o n t r o l l i n g t h e o p e r a t i o no f t h e a s s o c i a t e d s w i n g - d o o r t h r o u g h t h e l i n k a g e a s s e mb l y 2 2 .The e l e c t r o n i c c o n t r o l u n i t i n c l u d e s a door s t a t u sl o g i c c i r c u i t 1 2 2 . The d o o r s t a t u s l o g i c c i r c u i t 1 2 2 r ec e i v e s anOPERATE i n p u t s i g n a l a n d a SAFETY n p u ts i g n a l f r o m t h e g e n e r a l l o c a t i o n o f t h e d o o r . TheSAFETY i g n a l may b e g e n e r a t e d b y a s a f e t y m a t . TheOPERATE nd SAFETY i g n a l s f u n c t i o n a s t h e doora c t u a t i o n s i g n a l f o r i n i t i a t i n g t h e d o o r o p e n i n g s eq u e n c e . A o l d o p e n t i m e a d j u s t m e n t f o r s e l e c t i n g t h et i m e i n t e r v a l d u r i n g which t h e door r e m a i n s open m a ya l s o b e p r e - s e t i n t o t h e l o g i c c i r c u i t 1 2 2 . The d o o r s t a t u sl o g i c c i r c u i t g e n e r a t e s a n o p e n i n g OPN i g n a l .The d o o r s t a t u s l o g i c c i r c u i t 1 2 2 c o n t a i n s t h e t i m i n gc i r c u i t r y w h i c h u p o n r e c e p t i o n o f t h e OPERATE i gn a l f r o m a s e n s o r of any of n u m e r o u s conventionalf o r m s g e n e r a t e s t h e OPN i g n a l f o r i n i t i a t i n g t h e d o o ro p e n i n g , m a i n t a i ni n g t h e o p e n i n g s e q u en c e a n d h o l d i n gt h e d o o r o p e n f o r t h e p r e - s e l e c t e d t i m e . The OPN i gn a l t h e n changes t o a low s t a t e t o allow t h e d o o r t oc l o s e . W h e n s a f e t y c a r p e t s o r o t h e r s i m i l a r s a f e t y s e ns o r s a r e emp loyed, t h e OPERATE i g n a l w i l l not o p e nt h e d o o r i f t h e SAFETY i g n a l i s a l s o p r e s e n t . Once ad o o r i s o p e n e d , t h e p r e s e n c e o f a SAFETY i g n a l w i l lh o l d t h e d o o r open i n d e ? n i t e l y u n t i l t h e s i g n a l i s r em o v e d o r changes t o a low s t a t e .The check c o n t r o l m i c r o - s w i t c h 1 0 0 g e n e r a t e s a f e e db a c k CK i g n a l t o t h e c o n t r o l u n i t a t a p r e - e s t a bl i s h e da n g u l a r p o s i t i o n o f h e o p e r a t o r s p i n d l e ( a n d h e n c e d o o r1 2 ) f o r i n i t i a t i n g a b r a k i n g s e q u e n c e a n d t r a n s f o r m i n gt h e s p e e d o f t h e door t o a r e d u c e d check s p e e d .The OPN i g n a l a n d t h e CK i g n a l f o r m i n p u t s t o am o t i o n c o n t r o l l o g i c c i r c u i t 1 2 4 . The m o t i o n c o n t r o ll o g i c c i r c u i t 1 2 4 a l s o h a s means f o r p r e - s e t t i n g t h e b r a ki n g t i m e i n t e r v a l a d j u s t m e n t . The m o t i o n c o n t r o l l o g i cc i r c u i t 1 2 4 g e n e r a t e s a d i g i t a l REL i g n a l f o r d e ? n i n gp o l a r i t y o f c o n n e c t i o n , a n d t h e r e f o r e t h e d i r e c t i o n o fr o t a t i o n o f t h e e l e c t r i c m o t o r . The l o g i c c i r c u i t a l s og e n e r a t e s d i g i t a l FAST, RUN, FWD, a n d INH s i g n a l st o a motor v o l t a g e r e f e r e nc e s w i t c h i n g c i r c u i t 1 2 6 f o rd e ? n i n g t h e s p e e d m o d e o f t h e e l e c t r i c m o t o r .The m o t o r v o l t a g e r e f e r e n c e s w i t c h i n g c i r c u i t 1 2 6h a s m e a n s f o r p r e - s e t t i n g t h e o p e n i n g s p e e d , t h e c l o s i n gs p e e d , t h e c h e c k s p e e d a n d t h e d o o r h o l d i n g f o r c et h r e s h o l d . The v o l t a g e r e f e r e n c e s w i t c h i n g c i r c u i t 1 2 6g e n e r a t e s a VREF i g n a l which p r o v i d e s a n a n a l o gr e f e r e n c e v o l t a g e s i g n a l t o t h e motor c o n t r o l c i r c u i t1 2 8 .The m o t o r c o n t r o l c i r c u i t 1 2 8 c o m p r i s e s a n e l e ct r o n i c motor v o l t a g e c o n t r o l c i r c u i t 1 3 0 r e s p o n s i v e t ot h e VREF i g n a l f o r a p p l y i n g a v o l t a g e t o t h e motor 5 0a n d a n e l e c t r o m e c h a n i c a l r e l a y s w i t c h i n g c i r c u i t 1 3 2w h i c h i s r e s p o n s i v e t o t h e REL i g n a l f o r s e l e c t i v e l ys w i t c h i n g t h e p o l a r i t y o f t h e v o l t a g e a p p l i e d t o t h em o t o r .The m o t o r 5 0 p r e f e r a b l y o p e r a t e s on a l 2 0 v o l t l i n ev o l t a g e which i s r e c t i ? e d a n d ? l t e r e d i n c i r c u i t 1 3 4 . A? l t e r e d HV o l t a g e s i g n a l i s t r a n s m i t t e d t o t h e m o t o rv o l t a g e c o n t r o l c i r c u i t 1 3 0 . The motor v o l t a g e c o n t r o lc i r c u i t 1 3 0 g e n e r a t e s t h e a p p r o p r i a t e v o l t a g e f o r o p e r a ti n g t h e DC otor 5 0 . The motor s w i t c h i n g c i r c u i t 1 3 2

5

1 5

2 0

2 5

3 0

3 5

40

45

5 5

6 0

6 5

1 2f u n c t i o n s t o connect t h e e l e c t r i c l e a d s t o t h e m o t o r i nt h e p r o p e r p o l a r i t y . With a d d i t i o n a l r e f e r e n c e t o FIGS.9 a n d 1 2 , t h e m o t i o n c o n t r o l l o g i c c i r c u i t 1 2 4 p e r f o r m st h e s e q ue n t i a l l o g i c f o r g e n e r a t i n g a s e t o f f o u r d i g i t a ls i g n a l s w h i c h g o v e r n s t h e m o t o r v o l t a g e c o n t r o l c i r c u i tt o t h e r e by p r o v i d e t h e d e s i r e d m o t o r s p e e d . The m o t i o nc o n t r o l l o g i c c i r c u i t 1 2 4 i s r e s p o n s i v e t o t h e s t a t u s o f t h eOPN n d CK i g n a l s a n d g e n e r a t e s d i g i t a l s i g n a l s i na c c o r d a n c e w i t h t h e l o g i c t a bl e o f T a b l e V .

TABLE VINH: 0 f o r m o t o r o n

1 f o r m o t o r o f fRUN: 0 f o r m o t o r s t a l l e d

l f o r motor r u n n i n gFWD: 0 f o r re v e rse d ri v e o r closing

1 f o r f o r w a r d d r i v e o r o p e n i n gFAST: 0 f o r s l o w s p e e d ( c h e c k )1 f o r f a s t s p e e d ( o p e n o r c l o s e )

The CK i g n a l i s g e n e r a t e d by t h e c a m a c t u a t e d m ic r o - s w i t c h 1 0 0 . When p o s i t i v e CK r a n s i t i o n o c c u r s ,t h e s t a t e s o f ? i p - f l o p 1 4 0 a n d ? i p - ? o p 1 4 2 c h a n g e i na c c o r d a n c e w i t h t h e s t a t e . o f t h e OPN i g n a l w h i c h i sa p p l i e d t o ? i p - ? o p d a t a i n p u t s - D . The o u t p u t o f ? i p?op 1 4 0 i s a p p l i e d t o AND a t e 1 4 4 a n d t h e o u t p u t o ff l i p _ f l o p 1 4 2 i s a p p l i e d t o AND a t e 1 4 6 . The o u t p u t o fAND a t e s 1 4 4 a n d 1 4 6 i s a p p l i e d t o NOR a t e 1 4 8which c h a n g e s t h e s t a t e o f t h e FAST i g n a l t o a lows t a t e a n d t h e r e f e r e n c e s w i t c h i n g c i r c u i t t h e r e b y a p p l i e sa s l o w s p e e d i . e . , low v o l t a g e r e f e r e n c e VREF i g n a l t ot h e m o t o r c o n t r o l c i r c u i t .W h e n t h e OPN i g n a l c h a n g e s s t a t e s , t h e FAST i gn a l i s r e s t o r e d t o a h i g h s t a t e v i a AND a t e s 1 4 4 a nd 1 4 6f o r r e v e r s i n g d i r e c t i o n s . Each p o s i t i v e t r a n s i t i o n o f t h eCK i g n a l i s a p p l i e d v i a S c h m i t t t r i g g e r i n v e r t e r s 1 5 0a n d 1 5 2 a n d t h e i r a s s o c i a t e d r e s i s t a n c e / a p a c i t a n c ec i r c u i t s 1 5 1 a n d 1 5 3 , r e s p e c t f u l l y , t o NOR g a t e 1 5 4which g e n e r a t e s a s t a r t i n g p u l s e f o r b r a k e t i m e r 1 5 6 .The t r a n s i t i o n s o f t h e OPN i g n a l s a r e d e t e c t e d by t h eXOR e x c l u s i v e - OR) a t e 1 5 8 which g e n e r a t e s a s t a r ti n g p u l s e a t j u n c t i o n I A . The s t a r t i n g p u l s e s t a r t s t h eRUN i m e r 1 6 0 t h e r e b y p l a c i n g t h e m o t o r o p e r a t i o n a ta f a s t s p e e d f o r up t o ?ve s e c o n d s . The ?ve s e c o n di n t e r v a l o f o p e r a t i o n i s i m p l e m e n t e d a f t e r e a c h t r a n s it i o n f r o m e i t h e r t h e d o o r o p e n e d t o c l o s i n g ( h i g h OPNt o low OPN) t a t e , o r t h e door c l o s e d t o o p e n i n g s t a t e .At t h e end o f t h e ?ve s e c o n d c y c l e , t h e motor 5 0 i sswitched t o a s t a l l / h o l d m o d e v i a t h e r e f e r e n c e s w i t c hi n g c i r c u i t . The a s s o c i a t e d s w i n g - d o o r i s t h e r e b y a llowed a p p r o x i m a t e l y ?ve s e c o n d s f o r t r a v e r s a l f r o m t h ef u l l y c l o s e d t o t h e f u l l y o p e n e d p o s i t i o n . Any i n t e r f e re n c e i n t h e door o p e n i n g w i l l r e s u l t i n a low power t a l lo p e r a t i o n t o t h e r e b y p r o t e c t t h e motor a n d s o l i d s t a t ep o w e r c o m p o n e n t s .The o u t p u t o f t h e b r a k e t i m e r 1 5 6 a s i l l u s t r a t e d a tj u n c t i o n J B n i t i a t e s a b r a k i n g c y c l e b y s e t t i n g t h e INHs i g n a l h i g h a n d r e v e r s i n g t h e r e l a y REL i g n a l a n d t h ed i r e c t i o n o f t h e FWD i g n a l . The o u t p u t o f b r a k e t i m e r1 5 6 a n d t h e OPN i g n a l s a r e a p p l i e d t o XOR a t e 1 6 2 .The o u t p u t o f XOR a t e 1 6 2 i s a p p l i e d t o XOR a t e 1 6 4f o r g e n e r a t i n g t h e INH i g n a l . The o u t p u t o f XOR a t e1 6 2 i s a l s o a p p l i e d t o S c h m i t t t r i g g e r i n v e r t e r 1 6 6 and a na s s o c i a t e d r e s i s t a n c e / c a p a c i t a n c e c i r c u i t 1 6 7 f o r g e n e ra t i n g t h e d i r e c t i o n FWD i g n a l a n d t h e REL i g n a l v i at r a n s i s t o r 1 6 8 . The o u t p u t f r o m i n v e r t e r 1 6 6 i s a p p l i e dt o S c h m i t t t r i g g e r i n v e r t e r 1 7 0 and a n a s s o c i a t e d r e s i st a n c e c a p a c i t a n c e c i r c u i t 1 7 1 . The o u t p u t f r o m i n v e r t e r1 7 0 i s a p p l i e d t o XOR a t e 1 6 4 . The S c h m i t t t r i g g e r


19/23

4 , 7 2 7 , 6 7 91 3i n v e r t e r s 1 6 6 a n d 1 7 0 a n d r e s p e c t i v e a s s o c i a t e d r e s i s t a nc e / c a p a c i t a n c e c i r c u i t s 1 6 7 a n d 1 7 1 i n s u r e t h a t t h e r e l a ys w i t c h i n g o c c u r s w h i l e t h e INH s i g n a l i s i n a h i g h s t a t ea n d t h e motor i s d e - e n e r g i z e d a s i l l u s t r a t e d i n FIG. 1 2 .The c i r c u i t s a r e p r e - a d j u s t e d s o t h a t s u f f i c i e n t t i m ed e l a y i s p r o v i d e d t o a l l o w a n y t r a n s i e n t c u r r e n t s p r e s e n ti n t h e motor and motor d r i v e c i r c u i t s t o decay t o n e g l ig i b l e v a l u e s a t t h e moment t h e r e l a y s w i t c h i n g t e r m in a t e s . The a t t e r m od e o f o p e r a t i o n p r e v e n t s t h e v o l t a g ea r c i n g a t t h e r e l a y c o n t a c t s o f e l e c t r o m e c h a n i c a l r e l a yc i r c u i t 1 3 2 t o t h e r e b y i n s u r e a l o n g r e l a y l i f e .With r e f e r e n c e t o FIG. 8 , t h e v o l t a g e r e f e re n c es w i t c h i n g c i r c u i t 1 2 6 e m p l o y s a n e i g h t c h a n ne l a n a l o gm u l t i p l e x e r 1 8 0 w h i c h s e l e c t i v e l y s w i t c h e s t o t h e o u tp u t o f p r e - s e t r e f e r e n c e v o l t a g e s . P o t e n t i o m e t e r s a r ep r e f e r a b l y e m p l o y e d f o r s e t t i n g t h e r e f e r e n c e v o l t a g e s .P o t e n t i o m e t e r 1 8 2 i s e m p l o y e d f o r s e t t i n g t h e o p e n i n gs p e e d a d j u s t m e n t . P o t e n t i o me t e r 1 8 4 i s e m p l o y e d f o rs e t t i n g t h e c l o s i n g s p e e d . P o t e n t i o m e t e r 1 8 6 i s e mp l o y e d f o r s e t t i n g t h e c h e c k s p e e d . P o t e n t i o m e t e r 1 8 8 i se m p l o y e d f o r s e t t i n g t h e s t a l l / h o l d v o l t a g e . T h e i n t e rn a l d e c o d e r o f t h e m u l t i p l e x e r s w i t c h e s t h e o u t p u t v o l ta g e VREF n a c c o r d a n c e w i t h t h e s t a t u s o f t h e R U N ,FAST, F W D , a n d INH s i g n a l s . A h i g h INH s i g n a lr e s u l t s i n t h e o u t p u t VREF i g n a l b e i n g s e t t o 0 r e g a r dl e s s - o f t h e s t a t u s o f t h e o t h e r s i g n a l s . The o u t p u t a n a l o gVREF i g n a l i s g e n e r a t e d i n a c c o r d a n c e w i t h t h e t r u t ht a b l e s e t f o r t h i n T a b l e V I .

TABLE VIR e f e r e n c e LOGIC STATESG e n e r a t e d INH RUN FWD FASTOpen S p e e d 0 l l 1C l o s e S p e e d 0 l 0 1 S i g n a l S t a t e s :C h eck Speed 0 l X 0 l - HighS t a l l / H o l d 0 0 X X 0 - LowOFF 1 X X X X D o e s N o t

M a t t e r

W i t h r e f e r e n c e t o F I G . 7 a n d F I G . 1 0 , t h e d i g i t a lVREF i g n a l a n d t h e d i g i t a l REL i g n a l a r e a p p l i e d t ot h e motor c o n t r o l c i r c u i t 1 2 8 which a p p l i e s power t ot h e motor 0 . The v o l t a g e on t h e motor 5 0 i s c o n t r o l l e dby a p ower ? e l d - e f f e c t t r a n s i s t o r 1 9 0 working i n conj u n c t i o n w i t h a f r e e w h e e l i n g d i o d e 1 9 2 . The power? e l d e f f e c t t r a n s i s t o r o p e r a t e s i n s w i t c h i n g m o d e a n d i sc o n t r o l l e d by a p u l s e w i d t h m o d u l a t o r . The DC owers u p p l y f o r t h e motor 5 0 i s d e r i v e d by r e c t i f y i n g 1 2 0 v o l tl i n e v o l t a g e by means o f a b r i d g e r e c t i ? e r 1 9 4 a n d a? l t e r c a p a c i t o r 1 9 6 t o f o r m v o l t a g e VE.An e l e c t r o m e c h a n i c a l r e l a y 1 9 8 i s e m p l o y e d f o r r ev e r s i n g t h e d i r e c t i o n o f r o t a t i o n o f t h e motor a n d f o rb r a k i n g t h e motor b y s w i t c h i n g t h e motor l e a d c o n n e ct i o n s t o t h e d r i v e c i r c u i t . The e l e c t r o n i c c i r c u i t r y o f t h em o t i o n c o n t r o l l e d l o g i c c i r c u i t 1 2 4 c o o r d i n a t e s t h et i m i n g o f t h e r e l a y s w i t c h i n g v i a REL i g n a l a n d t h er e f e r e n c e v o l t a g e VREF i g n a l s o t h a t no l a r g e DCc u r r e n t s c a n b e i n t e r r u p t e d by t h e r e l a y c o n t a c t s .A f e e d b a c k c i r c u i t 2 0 0 i s employed t o model t h e

o p e r a t i o n o f t h e m o t o r s o a s t o co mpens ate f o r m o t o rl o a d s , l i n e v o l t a g e v a r i a t i o n s a n d l i n e r e c t i ? e r o u t p u tr i p p l e . Two c o m p a r a t o r s 2 0 2 a n d 2 0 4 h a v i n g o p e n c o ll e c t o r o u t p u t s a r e connected a s a PWM o n t r o l c i r c u i t' t o g e n e r a t e t h e r e q u i r e d g a t e d r i v e w a v e s h a p e . Thed r i v e waveshape i s t r a n s m i t t e d t o t h e pow e r t r a n s i s t o r1 9 0 v i a a co mpar ato r 206 a nd a p u l s e a m p l i ? e r 2 0 8 .The p r i n c i p a l w a v e s h a p e s w i t h i n t h e p u l s e w i d t hm o d u l a t o r c i r c u i t a r e i l l u s t r a t e d i n FIG. 1 0 . The a m p l it u d e o f v o l t a g e VB s p r o p o r t i o n a l t o t h e r e c t i ? e d l i n e

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

4 5

5 0

60

6 5

1 4v o l t a g e VE s s e n s e d t h r o u g h t h e d i v i d e r m a d e w i t ht h e r e s i s t o r s 2 1 0 a n d 2 1 2 . C o m p a r a t o r s 2 0 6 a n d 2 0 4h a v e i n p u t s i n p a r a l l e l . V o l t a g e VA e s u l t s f r o m t h ei n t e g r a t i o n o f t h e p u l s e s a t t h e c o m p a r a t o r 2 0 4 o u t p u tVB. The r e f e r e n c e v o l t a g e VREF s compared t o v o l ta g e VA t c o m p a r a t o r 2 0 2 . C o m p a r a t o r 2 0 6 u l t i m a t e l yc o n t r o l s t h e m o t o r 5 0 by d r i v i n g t h e power t r a n s i s t o r1 9 0 s o t h a t t h e p u l s e s a t t h e o u t p u t o f c o m p a r a t o r 2 0 4r e p r e s e n t a s c a l e d i m a g e o f t h e v o l t a g e w h i c h d r i v e s t h em o t o r 5 0 . The n t e g r a l o f t h e v o l t a g e VB e p r e s e n t s t h emotor CEMF f t h e e f f e c t o f t h e l o a d c u r r e nt i s t a k e ni n t o a c c o u n t . The m o t o r CEMF s p r o p o r t i o n a l t o t h em o t o r s p e e d .Whe n t h e t r a n s i s t o r 1 9 0 i s c o n d u c t i n g , t h e f u l l l i n er e c t i ? e d v o l t a g e VE s a p p l i e d t o t h e m o t o r . The c u rr e n t i n t h e motor i n c r e a s e s i n a n e x p o n e n t i a l l i n e a rm a t h e m a t i c a l r e l a t i o n s h i p w h e r e i n t h e s l o p e i s p r i m a ri l y l i m i t e d by t h e i n d u c t a n c e o f t h e _ m o t o r a r m a t u r e .When t h e t r a n s i s t o r 1 9 0 i s t u r n e d o f f , t h e a r m a t u r ei n d u c t a n c e k e e p s t h e c u r r e n t ? o w i n g t h r o u g h t h e f r e ew h e e l i n g d i o d e 1 9 2 . B e c a u s e t h e m o t o r v o l t a g e s w i t c hi n g t a k e s p l a c e a t a p p r o x i m a t e l y 2 0 k h z a n d t h e m o t o rt i m e c o n s t a n t i . e . , t h e r a t i o o f a r m a t u r e i n d u c t a n c e t oa r m a t u r e r e s i s t a n c e , i s much g r e a t e r t h a n t h e s w i t c h i n gt i m e s , t h e m o t o r c u r r e n t i s e s s e n t i a l l y a DC u r r e n th a v i n g a s m a l l r i p p l e c o m p o n e n t .The a m p l i t u d e o f t h e c u r r e n t p u l s e i n t h e t r a n s i s t o r1 9 0 a s s e n s e d by t h e c u r r e n t s e n s e r e s i s t o r 214 a p p r o x im a t e l y r e p r e s e n t s t h e a v e r a g e motor c u r r e n t I . Thec i r c u i t c o m p r i s i n g d i o d e 2 1 6 , r e s i s t o r 2 1 8 a n d c a p a c i t o r220 f u n c t i o n s a s a p e a k d e t e c t o r which m em orizes t h ea m p l i t u d e o f t h e p u l s e d c u r r e n t s e e n i n t h e s e n s e r e s i s t o r2 1 4 . The v o l t a g e which i s p r o p o r t i o n a l t o t h e m o t o rc u r r e n t i s a p p l i e d a c r o ss p r o p o r t i o n i n g r e s i s t o r 2 2 2 a n di s s u b t r a c t e d f r o m t h e v o l t a g e VB r e p r e s e n t i n g t h em o t o r v o l t a g e a t j u n c t i o n A . I n t e g r a t i n g c a p a c i t o r 2 2 4a l s o c o n n e c t s a t j u n c t i o n A . The p u l s e v o l t a g e VB si n t e g r a t e d b y c h a r g i n g o r d i s c h a r g i n g i n t e g r a t i n g c ap a c i t o r 2 2 4 v i a t h e i n t e g r a t i n g r e s i s t o r 2 1 0 .The v o l t a g e a t t h e j u n c t i o n A s r e p r e s e n t e d b y t h ee q u a t i o n :

W h e r e K s a c o n s t a n t e s t a b l i s h e d by t h e r e s i s t a n c e o fp r o p o r t i o n i n g r e s i s t o r 2 2 2 .S i n c e t h e p u l s e w i d t h m o d u l a t e d c i r c u i t o p e r a t e s t oe q u a l i z e t h e v o l t a g e VA i t h t h e v o l t a g e VREF, t h e

r e s u l t w i l l b e t h a t t h e VREF v o l t a g e w i l l a p p r o x im a t e l y d i c t a t e t h e m o t o r v o l t a g e V n d t h e m o t o r s p e e dwhich i s p r o p o r t i o n a l t o t h e CEMF s d e f i n e d by t h ef o l l o w i n g r e l a t i o n s h i p :

Where:E=mot or CEMF p r o p o r t i o n a l t o V A ) ;V =m o t o r v o l t a g e ( p r o p o r t i o n a l t o V B ) ;IR = c u r r e n t i n d u c e d v o l t a g e d r o p ( p r o p o r t i o n a l t o

V C ) , w i t h I b e i n g t h e motor c u r r e n t a n d R e i n gt h e motor a r m a t u r e r e s i s t a n c e .

C o n s e q u e n t l y , t h e f e e d b a c k c i r c u i t 2 0 0 r e p r e s e n t s am o d e l o f t h e m o t o r wherein t h e v a l u e s o f t h e m o t o rv o l t a g e a n d c u r r e n t a r e deter mined without r e q u i r i n g ad i r e c t i n c i r c u i t measurement.The o p e r a t i o n o f t h e p u l s e w i d t h m o d u l a t e d PWM)c o n t r o l c i r c u i t 1 2 8 i s i l l u s t r a t e d b y t h e w a v e s h a p e s i nFIG. 1 0 . An n i t i a l s t a t e i s sh ow n a t t h e m o m e n t t i m e


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4 , 7 2 7 , 6 7 91 5T 1 . The i n t e g r a t i n g c a p a c i t o r 2 2 4 c h a r g e s f r o m t h ev o l t a g e VB i a t h e r e s i s t o r 2 1 0 . At t i m e T2 t h e v o l t a g eVB e q u a l s o r e x c e e d s t h e VREF l e a d v o l t a g e . Thec o m p a r a t o r 2 0 2 d i s c h a r g e s t h e c a p a c i t o r 2 2 8 w h i c hr e d u c e s t h e o u t p u t o f comparator 204 t o z e r o . Thec a p a c i t o r 2 2 4 d i s c h a r g e s a n d v o l t a g e VA e c r e a s e s .The o u t p u t o f c o m p a r a t o r 2 02 i s i n a n o f f s t a t e , t h e r e b ya l l o w i n g t h e c a p a c i t o r 2 2 8 t o c h a r g e f r o m t h e powers u p p l y VCC v i a r e s i s t o r 2 3 0 . The v o l t a g e VA i l ld e c r e a s e u n t i l t h e m o m e n t t h e v o l t a g e VD n t h e c ap a c i t o r 2 2 8 e x c e e d s t h e i VCC o l t a g e l e v e l a t t h e t i m eT 3 , w h e r e i n t h e o u t p u t o f c o m p a r a t o r 2 0 4 b e c o m e sh i g h a g a i n a n d a n ew PWM y c l e i s i n i t i a t e d . By e l e c ti n g t h e v a l u e s o f t h e c a p a c i t o r s 2 2 8 a n d 2 2 4 a n d r e s i s t o r s2 . 3 0 a n d 2 1 0 , t h e r i p p l e o n t h e v o l t a g e VA s m a d e s m a l li n c o m p a r i s o n t o v o l t a g e VA o t h a t v o l t a g e VA i l lc l o s e l y f o l l o w v o l t a g e VREF. B e c a u s e v o l t a g e VAr e p r e s e n t s t h e t i m e i n t e g r a l o f t h e p u l s e s VB, t h e m o t o rv o l t a g e VM i l l a l s o f o l l o w t h e v o l t a g e VREF s s e tf o r t h i n t h e f o l l o w i n g r e l a t i o n s h i p :

Where:VM s t h e motor v o l t a g e ;K s a c o n s t a n t ;1 i s t h e p u l s e w i d t h m o d u l a t e d d u t y r a t i o 0


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