车站的旋转闸门，怎么保证每次只过一人？

进出闸机一般有三种拦人的结构，第一种是北京地铁常见的，控制入口的两扇门合上或者收缩；第二种则是高铁和写字楼里常见的，两扇门会朝着人行走的方向打开再闭合。

第三种是我们今天要讲的有点老式的手动档三棍子闸机，每次旋转过 120° 就能过一个人。

找了几份已经规模化生产的专利看，忍不住心想，搞机械的果然是灵魂手绘高手。你看这小人弯曲的膝盖，行进的步伐，和身后的行李，突出了主人公归心似箭的心情...灵魂手绘都如出一辙...

先做一个简单的拆机，检修员这是把电路控制在了「非锁止」也就是没有锁定的状态，所以就看到三根棍子像大风车吱呀吱哟哟地转...这里用的是一个电磁吸合结构在控制。

换一个角度，当把电磁吸合控制在「锁止」状态时，就可以让棍子停止转动。

闸机的旋转结构联动是简单的「棘轮结构」，利用棘轮带动棍子旋转。

首先介绍下啥叫棘轮，字面意义来说是，轮子上有很多「荆棘」，也就是轮子外缘或者内缘是有凸起齿形的，由棘爪推动着向一个方向旋转。比如下面这个就是「外接棘轮机构」，这个插入齿槽的就叫做棘爪，除非是扳动开棘爪，不然就只能单向运转棘轮。

我们经常用来绑东西的尼龙扎带，其实也是一种棘轮结构的变体，只是把外齿变成了内齿。这种单向越扎越紧的扎带，通常一不留神就扎过头了...小时候绑在手上发现解不开了，真的慌张...

闸机内部

接着我们就来看看棘轮是如何带动棍子旋转的。我换一台能看清楚内部结构的闸机旋转演示。在你刷卡以后，电子部件识别出来「可以通行」，就控制电磁吸合装置解了锁。由你自己手动扳动棍子通过闸机，等棍子旋转过 120° 后再自动锁闭，棘轮停止转动...因此机器做到了一次只放行一个人。

再换另一种棘轮的长相，万变不离其宗，实现一样的闸机旋转功能。

至于机械结构的组装，我找了一个大厂视频，就是一层一层的来。

最后组装出来的就是下图的联动结构了。

生活中用到棘轮做卡顿控制的例子非常多，一个比较常见的是很多小区门口用的那种刷卡进人的旋转栅栏门。这种还能能双向进出，进出小区的路径不同，解锁的是不同侧的棘爪，每次也是只能进一个人。

来看一个俯视图，依旧是每转一次 120° 就会卡顿到固定的位置上。

找到了一个动画演示的爆炸图，注意看，是双层的两个棘轮反方向的固定在一起。

来一个实物图，双层的棘轮是反方向叠放的，这是为了让棘轮每次只转一个卡位，而不是一直能不停的朝一个方向转。

当然，这种小区门口的旋转门，也依旧是用电磁吸合去控制棘爪。

校对：Cast + 江小丧

截图：阳哥

图片来源：文中 Gif 截取自 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》以及公告号为 CN 1223753C 和 CN105143587B 的旋转式栅门专利。