专利名称：家用电动窗的防夹手系统及其实现方法
技术领域：
本发明涉及一种家用电动窗的防夹手系统及其实现方法。
背景技术：
目前家用电动窗大部分没有防夹手设计，电机带动窗门关闭过程中，如果窗门关闭速度过快，而使用者的手来不及从窗门边缘或窗框边缘拿开，极易造成窗门窗框夹坏使用者的危险情况。虽然，我们可以通过控制流过驱动电动窗门开启关闭的电机的电流来控制窗门开启或关闭的速度，但是由于电机的特殊构造，流过电机的电流往往会产生较大的波动。目前，大部分有防夹手功能的家用电动窗是依靠计算驱动电机电流实现的，即当驱动电机电流大于预设的防夹手电流阈值时，使驱动电机停转；如果防夹手电流阈值设计得过小，在关窗门过程中经常会产生一些误动作，系统会误判夹手而导致关窗门动作无法正常进行；如果防夹手电流阈值设计的很高，这样的做法又会使手已经被夹住但电流仍没有达到防夹手电流阈值，设备不会及时停止，或者发现夹手时手已经被夹得很痛甚至受伤。并且，每一种窗户其关窗的作用力是不一致的，而且对于同一种窗户在使用一段时间后其开关的作用力也会发生变化，这样如果防夹手电流阈值始终不变的话也会对夹手的判断产生干扰，如果在使用一段时间后窗户开关变得流畅，作用力减小，那么如果依然沿用之前设定的防夹手电流阈值，则无法阻止夹手的发生；如果在使用一段时间后由于变形及腐蚀等原因使得开关窗的作用力变大，再使用原来的防夹手电流阈值则会造成频繁产生误动作。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种稳定可靠、反应迅速的家用电动窗的防夹手系统。本发明所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种稳定可靠、反应迅速的家用电动窗的防夹手系统的实现方法。本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为该家用电动窗的防夹手系统，其特征在于包括设置在窗门外部边沿或/和窗框内部边沿的电镀导层；触摸感应电路，该触摸感应电路的输入端与所述电镀导层电连接；控制单元，与所述触摸感应电路输出端相连，用于控制电动窗的驱动电机的运转。这样，当使用者的手或皮肤接触到窗门或窗框边沿时，触摸感应电路通过电镀导层会马上感应到，然后通知控制单元，控制单元会立刻输出控制信号使驱动电机停止运转， 防止夹伤事故的发生。作为改进，本发明提供的家用电动窗的防夹手系统还包括用于采集流过驱动电机电流的电流采集电路，所述电流采集电路与所述控制单元相连。
再改进，本发明提供的家用电动窗的防夹手系统还包括用于采集窗门关闭到位的第一行程开关和用于采集窗门开启到位的第二行程开关，所述第一行程开关和所述第二行程开关均与所述控制单元相连。再改进，所述控制单元包括存储器、定时器。本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为具有上述结构的家用电动窗的防夹手系统的实现方法，其特征在于所述控制单元通过以下方法控制驱动电机的运转控制单元通过触摸感应电路不断检测窗门外部边沿或窗框内部边沿是否有使用者的皮肤接触，一旦触摸感应电路感应到窗门外部边沿或窗框内部边沿有使用者的皮肤接触，控制单元立刻输出控制信号使驱动电机停止运转；控制单元不断检测第一行程开关和第二行程开关是否检测到窗门关闭到位或窗门开启到位信号，如果控制单元一旦检测到有窗门关闭到位信号或者窗门开启到位信号， 则控制单元立刻输出控制信号给驱动电机，使驱动电机停转；如果控制单元既未检测到窗门关闭到位信号、又未检测到窗门开启到位信号，则控制单元输出控制信号给驱动电机，使驱动电机开始运转；控制单元的存储器内存储有防夹手电流阈值，在驱动电机运转过程中，控制单元通过电流采集电路实时采集流过驱动电机的电流，如果采集到的流过驱动电机的电流超过防夹手电流阈值，则控制单元开启所述定时器，如果在所述定时器到期时间之内，采集到的流过驱动电机的电流始终超过防夹手电流阈值，则控制单元输出控制信号给驱动电机，使驱动电机停转。作为改进，所述存储器内的防夹手电流阈值由以下方法动态更新防夹手电流阈值=峰值平均值X (峰值平均值/电流平均值)其中，所述峰值平均值由以下方式计算更新控制单元生成一个用于保存电流峰值的一维数组A[n]，其中η值为大于等于5的自然数；在驱动电机启动运转后，由电流采集电路不断实时采集流经驱动电机的电流值，并将采集到的最大η个电流值写入所述一维数组Α[η]，当控制单元检测到有窗门关闭到位信号或者窗门开启到位信号后，计算所述一维数组Α[η]中η个电流值的平均值，该η个电流值的平均值即为所述峰值平均值；当新的防夹手电流阈值更新后，控制单元清空所述一维数组A [η]；所述电流平均值是指驱动电机最近一次从窗门由完全关闭到完全开启或由完全开启到完全关闭这一运转期间内的平均电流Ia与驱动电机上一次从窗门由完全开启到完全关闭或由完全关闭到完全开启这一运转期间内的平均电流Λ的平均值；其中，驱动电机最近一次从窗门由完全关闭到完全开启或由完全开启到完全关闭这一运转期间内的平均电流Ia与驱动电机上一次从窗门由完全开启到完全关闭或由完全关闭到完全开启这一运转期间内的平均电流Λ的取法为在驱动电机启动运转后，由电流采集电路不断实时采集流经驱动电机的电流值， 并将采集到的所有电流值全部记录在所述存储器中，当控制单元检测到有窗门开启到位信号或者窗门关闭到位信号后，计算所述存储器中所有电流值的平均值，即为驱动电机最近一次从窗门由完全关闭到完全开启或由完全开启到完全关闭这一运转期间内的平均电流Ia;在驱动电机下一次从窗门由完全开启到完全关闭或由完全关闭到完全开启这一运转期间，将Ia值赋给Ib，并将存储器中上一次记录的所有电流值全部清空，等待新的Ia生成；当有新的峰值平均值和新的电流平均值生成后，立刻计算新的防夹手电流阈值， 并将新的防夹手电流阈值替换旧的防夹手电流阈值。与现有技术相比，本发明的优点在于1、通过在电动窗窗门外部边沿和/或窗框内部边沿设置电镀导层，当使用者的手或皮肤接触到窗门外部边沿或窗框边缘内部边沿时，触摸感应电路通过电镀导层会马上感应到，然后通知控制单元，控制单元会立刻输出控制信号使驱动电机停止运转，防止夹伤事故的发生；2、动态更新防夹手电流阈值，窗门每一次开关都会形成新的防夹手电流阈值，防夹手电流阈值会随窗的摩擦、阻力等的变化而变化，从而可避免因家用窗使用较长时间后窗的阻力变化而使保护失效。
图1为本发明实施例中家用电动窗的防夹手系统的框图；图2为应用有本发明实施例中防夹手系统的一种家用电动窗的结构示意图；图3为应用有本发明实施例中防夹手系统的另一种家用电动窗的结构示意图；图4为应用有本发明实施例中防夹手系统的再一种家用电动窗的结构示意具体实施例方式以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。本实施例提供的家用电动窗的防夹手系统包括设置在窗门外部边沿和窗框内部边沿的电镀导层1，输入端与电镀导层1通过导线电连接的触摸感应电路2，用于控制电动窗的驱动电机5的运转的控制单元3，用于采集流过驱动电机5电流的电流采集电路4，用于采集窗门关闭到位的第一行程开关6和用于采集窗门开启到位的第二行程开关7，其中， 触摸感应电路2的输出端与控制单元3电连接，电流采集电路4的输出端也与控制单元3电连接，第一形成开关6和第二行程开关7也分别与所述控制单元3电连接；参见图1所示。 本实施例中，电流采集电路4、触摸感应电路2和控制单元3均采用常规电路。控制单元3 采用的是内置存储器和定时器、且具有软件程序运行能力的单片机微处理器。本实施例中，所述控制单元3通过以下方法控制驱动电机5的运转在本实施例提供的家用电动窗的防夹手系统上电运行，并且驱动电机5开始运转后，控制单元3始终通过触摸感应电路2不断检测窗门外部边沿或窗框内部边沿是否有使用者的皮肤接触，一旦触摸感应电路2感应到窗门外部边沿或窗框内部边沿有使用者的皮肤接触，控制单元3立刻输出控制信号使驱动电机5停止运转；同时，在驱动电机5开始运转后，控制单元3还会不断地检测第一行程开关6和第二行程开关7是否检测到有窗门关闭到位或窗门开启到位信号，如果控制单元3 —旦检测到有窗门关闭到位信号或者窗门开启到位信号，则控制单元3同样会立刻输出控制信号给驱动电机5，使驱动电机5停转；如果控制单元3既未检测到窗门关闭到位信号、又未检测到窗门开启到位信号，则控制单元3输出控制信号给驱动电机5，使驱动电机5继续运转；
控制单元3内的存储器内存储有防夹手电流阈值，在驱动电机5运转过程中，控制单元3通过电流采集电路4实时采集流过驱动电机5的电流，如果采集到的流过驱动电机 5的电流超过防夹手电流阈值，则控制单元3开启所述定时器，如果在所述定时器到期时间之内，采集到的流过驱动电机5的电流始终超过防夹手电流阈值，则控制单元3输出控制信号给驱动电机5，使驱动电机5停转。而所述存储器内存储的防夹手电流阈值是随着本系统的不断使用而不断更新的， 本实施例中，防夹手电流阈值通过方法动态更新防夹手电流阈值=峰值平均值X (峰值平均值/电流平均值)其中，所述峰值平均值由以下方式计算更新控制单元3在驱动电机5运转过程中，动态生成一个用于保存电流峰值的一维数组A [η]，其中η值为大于等于5的自然数，本实施例中η取值为10 ；在驱动电机启动运转后，由电流采集电路4不断实时采集流经驱动电机5的电流值，并将采集到的最大10个电流值写入所述一维数组Α[10]，当控制单元3检测到有窗门关闭到位信号或者窗门开启到位信号后，计算所述一维数组Α[10]中10个电流值的平均值，该10个电流值的平均值即为所述峰值平均值；而当新的防夹手电流阈值更新后，控制单元3则及时清空所述一维数组 A [10]；所述电流平均值是指驱动电机最近一次从窗门由完全关闭到完全开启或由完全开启到完全关闭这一运转期间内的平均电流Ia与驱动电机上一次从窗门由完全开启到完全关闭或由完全关闭到完全开启这一运转期间内的平均电流Λ的平均值；其中，驱动电机最近一次从窗门由完全关闭到完全开启或由完全开启到完全关闭这一运转期间内的平均电流Ia与驱动电机上一次从窗门由完全开启到完全关闭或由完全关闭到完全开启这一运转期间内的平均电流Λ的取法为在驱动电机5启动运转后，由电流采集电路4不断实时采集流经驱动电机5的电流值，并将采集到的所有电流值全部记录在所述存储器中，当控制单元3检测到有窗门开启到位信号或者窗门关闭到位信号后，计算所述存储器中所有电流值的平均值，即为驱动电机最近一次从窗门由完全关闭到完全开启或由完全开启到完全关闭这一运转期间内的平均电流Ia;在驱动电机5下一次从窗门由完全开启到完全关闭或由完全关闭到完全开启这一运转期间，将Ia值赋给Ib，并将存储器中上一次记录的所有电流值全部清空，等待新的Ia生成。当有新的峰值平均值和新的电流平均值生成后，立刻计算新的防夹手电流阈值， 并将新的防夹手电流阈值替换旧的防夹手电流阈值。图2为应用有上述结构的防夹手装置的一种家用电动窗，其包括窗门8和窗框9， 而窗门8通过转轴与窗框9转动连接；窗门8外部边沿81和窗框9内部边沿91均设置有所述电镀导层3，窗框9内部边沿设置有所述第一行程开关6和所述第二行程开关7。图3为应用有上述结构的防夹手装置的另一种家用电动窗，其窗门8和窗框9之间通过一 X型伸缩架10相互连接；同样，窗门8外部边沿81和窗框9内部边沿91均设置有所述电镀导层3，同样的，窗框9内部边沿设置有所述第一行程开关6和所述第二行程开关7(图中未示出)。图4为应用有上述结构的防夹手装置的再一种家用电动窗，其窗门8能在窗框9内部左右移动；窗门8外部边沿81和窗框9内部边沿91均设置有所述电镀导层3，窗框9 内部边沿设置有所述第一行程开关6和所述第二行程开关7 (图中未示出)。
权利要求
1.一种家用电动窗的防夹手系统，其特征在于包括设置在窗门外部边沿或/和窗框内部边沿的电镀导层；触摸感应电路，该触摸感应电路的输入端与所述电镀导层电连接；控制单元，与所述触摸感应电路输出端相连，用于控制电动窗的驱动电机的运转。
2.根据权利要求1所述的家用电动窗的防夹手系统，其特征在于还包括用于采集流过驱动电机电流的电流采集电路，所述电流采集电路与所述控制单元相连。
3.根据权利要求2所述的家用电动窗的防夹手系统，其特征在于还包括用于采集窗门关闭到位的第一行程开关和用于采集窗门开启到位的第二行程开关，所述第一行程开关和所述第二行程开关均与所述控制单元相连。
4.根据权利要求3所述的家用电动窗的防夹手系统，其特征在于所述控制单元包括存储器、定时器。
5.一种如权利要求4所述的家用电动窗的防夹手系统的实现方法，其特征在于所述控制单元通过以下方法控制驱动电机的运转控制单元通过触摸感应电路不断检测窗门外部边沿或窗框内部边沿是否有使用者的皮肤接触，一旦触摸感应电路感应到窗门外部边沿或窗框内部边沿有使用者的皮肤接触， 控制单元立刻输出控制信号使驱动电机停止运转；控制单元不断检测第一行程开关和第二行程开关是否检测到窗门关闭到位或窗门开启到位信号，如果控制单元一旦检测到有窗门关闭到位信号或者窗门开启到位信号，则控制单元立刻输出控制信号给驱动电机，使驱动电机停转；如果控制单元既未检测到窗门关闭到位信号、又未检测到窗门开启到位信号，则控制单元输出控制信号给驱动电机，使驱动电机开始运转；控制单元的存储器内存储有防夹手电流阈值，在驱动电机运转过程中，控制单元通过电流采集电路实时采集流过驱动电机的电流，如果采集到的流过驱动电机的电流超过防夹手电流阈值，则控制单元开启所述定时器，如果在所述定时器到期时间之内，采集到的流过驱动电机的电流始终超过防夹手电流阈值，则控制单元输出控制信号给驱动电机，使驱动电机停转。
6.根据权利要求5所述的实现方法，其特征在于所述存储器内的防夹手电流阈值由以下方法动态更新防夹手电流阈值=峰值平均值X(峰值平均值/电流平均值)其中，所述峰值平均值由以下方式计算更新控制单元生成一个用于保存电流峰值的一维数组A[n]，其中η值为大于等于5的自然数；在驱动电机启动运转后，由电流采集电路不断实时采集流经驱动电机的电流值，并将采集到的最大η个电流值写入所述一维数组Α[η]，当控制单元检测到有窗门关闭到位信号或者窗门开启到位信号后，计算所述一维数组Α[η]中η个电流值的平均值，该η个电流值的平均值即为所述峰值平均值；当新的防夹手电流阈值更新后，控制单元清空所述一维数组 A [η]；所述电流平均值是指驱动电机最近一次从窗门由完全关闭到完全开启或由完全开启到完全关闭这一运转期间内的平均电流Ia与驱动电机上一次从窗门由完全开启到完全关闭或由完全关闭到完全开启这一运转期间内的平均电流Λ的平均值；其中，驱动电机最近一次从窗门由完全关闭到完全开启或由完全开启到完全关闭这一运转期间内的平均电流Ia与驱动电机上一次从窗门由完全开启到完全关闭或由完全关闭到完全开启这一运转期间内的平均电流Λ的取法为在驱动电机启动运转后，由电流采集电路不断实时采集流经驱动电机的电流值，并将采集到的所有电流值全部记录在所述存储器中，当控制单元检测到有窗门开启到位信号或者窗门关闭到位信号后，计算所述存储器中所有电流值的平均值，即为驱动电机最近一次从窗门由完全关闭到完全开启或由完全开启到完全关闭这一运转期间内的平均电流Ia; 在驱动电机下一次从窗门由完全开启到完全关闭或由完全关闭到完全开启这一运转期间， 将Ia值赋给Ib，并将存储器中上一次记录的所有电流值全部清空，等待新的Ia生成；当有新的峰值平均值和新的电流平均值生成后，立刻计算新的防夹手电流阈值，并将新的防夹手电流阈值替换旧的防夹手电流阈值。
全文摘要
本发明涉及一种家用电动窗的防夹手系统及其实现方法，其家用电动窗的防夹手系统，其特征在于包括设置在窗门外部边沿或/和窗框内部边沿的电镀导层；触摸感应电路，该触摸感应电路的输入端与所述电镀导层电连接；控制单元，与所述触摸感应电路输出端相连，用于控制电动窗的驱动电机的运转。与现有技术相比，本发明的优点在于通过在电动窗窗门外部边沿和/或窗框内部边沿设置电镀导层，当使用者的手或皮肤接触到窗门或窗框边缘时，触摸感应电路通过电镀导层会马上感应到，然后通知控制单元，控制单元会立刻输出控制信号使驱动电机停止运转，防止夹伤事故的发生。而动态更新防夹手电流阈值，可避免因家用窗使用较长时间后窗的阻力变化而使保护失效。
文档编号E05F15/20GK102434056SQ20111037791
公开日2012年5月2日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日
发明者林忠浪, 石林, 黄登峰 申请人:中国钓具技术标准化(北仑海伯)研究中心