专利名称：用于尤其用于滑动门的运动的线性致动器的控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于尤其用于滑动门的运动的永磁体线性致动器的控制设备。
背景技术：
现今，在家居和可居住空间的自动化领域中，用于打开和关闭内门的致动器的使用变得越来越普遍。然而，“隐藏式”滑动门的自动化目前仍是不常见的，这是因为这种隐藏式滑动门通常安装成被手动移动，并且为了使门的平移运动自动化而进行的致动装置的后续安装是相对复杂而不便的。 为了克服用于门的常规线性致动器的缺陷，同一申请人已经设计了一种尤其用于滑动门并且通常用于滑动门或窗封闭元件的线性致动器，该线性致动器的独特部分在意大利专利申请 PD2011A000123、PD2011A000124、PD2011A000126 和 Η)2011Α000127 中公开并要求予以保护，这种线性致动器包括盒状本体，该盒状本体利用对应的固定设备固定在门框的两个侧壁之间或者另一框架的两个侧壁之间；固定的驱动设备，其容纳在盒状本体内，该固定的驱动设备适于使与门相关联的对应的传动设备移动。该驱动设备包括电机，该电机经由齿轮减速器装置来致动永磁体转子。该永磁体转子面朝导向轨道，该导向轨道经由限定在滑动件上的窗口固定于用于平移地移动的门，该滑动件连接于该轨道并适于相对于该轨道滑动。该轨道支承一排第二永磁体，其中，第一永磁体被理解成是由永磁体转子所支承的那些永磁体，该第二永磁体适于与转子的第一永磁体相互作用。轨道具体体现为与门相关联的传动装置。永磁体转子相对于轨道的这排永磁体的旋转导致轨道相对于转子的对应的平移运动，并由此导致固定有轨道的门相对于固定于门的侧壁的盒状本体的平移运动。由于线性致动器的机械安全性是通过由平移地移动的门所产生的低动能来确保的，因此，为了操作的安全，即使是在控制速度的适当装置失效或者双重失效的情况下，控制速度也呈现出重要性。于此所述的问题存在于上述永磁体致动器中，并且该问题还适用于如下其它类似的线性致动器在该其它类似的线性致动器中，转子与轨道之间的相互作用不是磁性的而是机械的，如在轨道呈齿条的形式并且转子限定环形螺杆系统的传动螺杆的情况下。
发明内容
本发明的宗旨是提供一种用于尤其用于滑动门的运动的线性致动器的控制设备，该控制设备使得线性致动器能够在对于致动器的机械部件以及电子部件而言都完全安全地致动，其中，该控制设备是该线性致动器的一部分。在这个宗旨下，本发明的目的是提供一种控制设备，该控制设备的安全性是经由硬件部件来保证的，即，该控制设备的安全性不借助于电子控制单元的程序的特有方面。
本发明的另一目的是提供一种用于尤其用于滑动门的运动的线性致动器的控制设备，其可设置有已知的系统、技术和部件。通过一种用于尤其用于滑动门的运动的线性致动器的控制设备能够实现这个宗旨和这些目的以及在下文中将变得更为明白的其它目的，该致动器是包括如下部件的这类致动器盒状本体，该盒装本体用于利用对应的固定装置固定在门的两个侧壁之间或者窗框或门框的两个侧壁之间；电机，该电机容纳在所述盒状本体内，该电机致动转子，该转子适于经由限定在所述盒状本体上的窗口而影响轨道，该轨道固定至用于平移地移动的门，所述盒状本体经由连接于所述轨道的滑动件联接于所述轨道，以使得所述盒装本体与所述轨道之间能够相对滑动，所述设备的特征在于，它包括-微处理器，该微处理器用于控制电机，-增量式编码器，该增量式编码器为旋转式的并位于所述电机上，该增量式编码器用于限定轨道以及固定有该轨道的门的运动的速度和方向，
-用于线性致动器的安全使用的装置，其中，控制设备是该线性致动器的一部分。
通过对于根据本发明的用于尤其用于滑动门的运动的线性致动器的控制设备的优选但非排它性的实施方式进行的说明，本发明的其它特征和优势将变得更明显，在附图中作为非限制性的示例示出了该优选但非排它性的实施方式，其中图I是使用中的线性致动器的立体图，在该线性致动器上安装有根据本发明的控制设备；图2是图I中的致动器的侧视截面图；图3是上述视图中的线性致动器的细节的立体图；图4是与图3相同的视图，但是局部分解视图，其中，根据本发明的控制设备的第一元件是可见的；图5是上述视图中的线性致动器的其它局部分解立体图，其中，根据本发明的控制设备的第二元件是可见的；图6是图5的细节的放大视图；图7是图5中的分解图中示出的部件组装好的视图；图8是根据本发明的设备的电气图。
具体实施例方式参照附图，根据本发明的、用于尤其用于滑动门的运动的线性致动器的控制设备在图8中的简图中总体上用附图标记10表示。图I示出永磁体线性致动器11，在该永磁体线性致动器11中安装有根据本发明的设备10。线性致动器11是包括盒状本体12的这类致动器，该盒状本体12用于利用对应的固定装置固定在门P的两个侧壁SI与S2之间或者固定在窗框或门框的两个侧壁SI与S2之间。在图5至图7中清晰可见的电机13容置在盒状本体12内，并致动永磁体转子14。
永磁体转子14经由限定在盒状本体12上的窗口 15面对轨道16，该轨道16固定于用于平移地移动的门A。轨道16支承一排永磁体17，这排永磁体17在图3和图4中是可见的，这排永磁体17适于与转子14的永磁体18相互作用，这在图5中是清晰可见的。
盒状本体12经由连接于轨道16的滑动件19联接于轨道16以使盒状本体12与轨道16之间能够相对滑动。根据本发明的控制设备10包括-微处理器20，该微处理器20用于控制电机13，在图8中的简图中是可见的；-第一增量式编码器21，该第一增量式编码器21是旋转式的，位于电机13上，该第一增量式编码器21适于限定轨道16以及固定有轨道16的门A的运动的速度和方向；-第二增量式编码器22，该第二增量式编码器22是线性的，由盒状本体支承以面对轨道16，在轨道上限定有一排基准凹槽23，用于由线性编码器22进行检测；该第二编码器22适于对因永磁体转子14与轨道16之间磁性相互作用的缺乏所造成的任意灵活性损失进行评估；-用于线性致动器11的安全使用的装置，该控制设备10是该线性致动器11的一部分。微处理器20经由H桥24控制电机13沿一个方向或者沿相反方向旋转，而H桥又24被由微处理器20经由PWM(脉冲宽度调制)类型的以下两个不同的信号进行控制在图8中的简图中用SI表示的、用于打开门P的第一信号，和用于关闭门P的第二信号S2。第一增量式编码器21包括两个发射器25和26以及两个对应的检测器27和28，在这两个发射器25和26与这两个对应的检测器27和28之间插置有带有周向等距的窗口的盘29，该盘29固定于电机13的旋转轴。由这两个发射器-检测器对构成的双重检测系统产生两个不同的信号，引回至微处理器20的对应信道30和31分别用于这两个不同信号中的每个信号。用于线性致动器11的安全使用的装置分别包括用于各个信道30和31的比较器32 和 33。比较器32和33都将源自对应的发射器-检测器对的信号与电机13的转速的经由EEPROM芯片Y预设的阈值进行比较，这种阈值是线性致动器11被指派以移动的门A的
重量的函数。如果由这两个信道检测到的速度低于该预设的阈值，则移动中的门A的动能一定低于由安全规则所规定的最大值，并且该线性致动器11的操作被认为是安全的。如果由信道中的至少一个检测到的速度高于该预设的阈值，则由第一比较器32输出的信号作用在开关34上以断开驱动电机13的H桥24的供电电路，而由第二比较器33输出的信号被直接发送至H桥24，在H桥24处，该信号使H桥24的驱动器停用，并且被直接发送至微处理器20，该微处理器20能够通告该停用。如此一来，控制设备10提供了一种防止超过安全速度的双重保护系统，即备用系统。由此，在应该导致电机13的转速过度增大的电子故障的情况下，则通过由第一比较器32输出的信号控制开关34的打开，并且如果例如第一比较器32也发生故障了，则来自第二比较器33的信号仍参与作用以使H桥的驱动器停用，由此还导致电机13断路。根据本发明的控制设备10的用于线性致动器11的安全使用的装置还包括用于电机13的转子受到阻挡的情况的安全系统。这种安全系统由第三比较器35构成，该第三比较器35适于经由分流电阻器读取经过电机13的电流并将所读取的电流与由预设电流值构成的阈值进行比较，该预设电流值被确定为用于电机13的最大值。来自第三比较器35的输出信号也通过断开开关34并切断对H桥24的供电而参
与作用。在电机13的转子受到阻挡的情况下的这种安全系统设置有由与电机13串联的自复保险丝37构成的安全备用部件。保险丝37在转子受到阻挡且同时在用于控制电机13的电流的电路38发生故障的情况下参与作用，并且该保险丝37导致流至电机13的电流中断。·用于线性致动器的安全装置还包括硬件类型的定时器40，该定时器40适于在报告电机13中的电流流动超过预设时间间隔时切断对H桥24的供电。例如在转子14与轨道16磁性分离的情况下会发生这种情形，这意味着电机13使转子14旋转，但不存在轨道16相对于转子14的移动或者存在比预期程度小的运动。还可以类似的方式将没有第二编码器22的这种控制设备用于如下线性致动器在该线性致动器中，转子与轨道之间的相互作用是机械式的并且是非磁性的，如在轨道呈齿条形式并且转子限定环形螺杆系统的传动螺杆的情况下。事实上，利用这种线性致动器，通过传动螺杆与齿条的齿之间的啮合物理地确保了转子与轨道之间的联接，并且在该两个元件之间不存在滑动。在实践中已发现本发明完全实现了预期的宗旨和目的。特别地，根据本发明已经设计了一种用于尤其用于滑动门的运动的线性致动器的控制设备，该控制设备使得该线性致动器能够针于致动器的机械部件以及电子部件都完全安全地致动，其中，该控制设备是该线性致动器的一部分。此外，根据本发明已经设计了一种控制设备，该控制设备的安全性是经由硬件部件来确保的，即该控制设备的安全性不托付于电子控制单元的程序的独特方面。最后但并非不重要的是，根据本发明已经提供了一种控制设备，该控制设备既可应用于带有永磁体的线性致动器，又可应用于机械式的线性致动器。由此设计的本发明容许有许多修改和变型，所有的这些修改和变形都在所附权利要求的范围内。此外，所有的细节可以由其它技术等效元件进行替代。在实践中，所采用的材料以及附随的尺寸和形状可以是根据要求以及根据现有技术的任何材料、尺寸和形状。
权利要求
1.一种用于线性致动器的控制设备(10)，所述线性致动器尤其用于滑动门的运动，所述致动器(11)是包括如下部件的类型的致动器盒状本体(12)，所述盒状本体(12)用于利用对应的固定装置固定在门(P)的两个侧壁(SI、S2)之间或者固定在窗框或门框的两个侧壁(S1、S2)之间；电机(13)，所述电机(13)容置在所述盒状本体(12)内，并致动转子(14)，所述转子(14)用于经由限定在所述盒状本体(12)上的窗部(15)与轨道(16)相互作用，所述轨道(16)固定至用于平移地运动的门(A)，所述盒状本体(12)经由连接于所述轨道(16)的滑动件(19)联接于所述轨道(16)，以使得所述盒状本体(12)与所述轨道(16)之间能够相对滑动，所述设备(10)的特征在于所述设备(10)包括 微处理器(20)，所述微处理器(20)用于控制所述电机(13)， 增量式编码器(21)，所述增量式编码器(21)为旋转式的，且位于所述电机(13)上，所述增量式编码器(21)用于限定所述轨道(16)以及固定有所述轨道(16)的所述门(A)的运动的速度和方向， 用于所述线性致动器(11)的安全使用的装置，其中，所述控制设备(10)是所述线性致动器(11)的一部分。
2.根据权利要求I所述的控制设备，其特征在于，所述微处理器(20)经由H桥(24)控制所述电机(13)沿一个方向或者沿相反方向旋转，而所述H桥(24)又由所述微处理器(20)经由如下两个不同的信号进行控制用于打开所述门(P)的第一信号(SI)、和用于关闭所述门(P)的第二信号(S2)。
3.根据权利要求2所述的控制设备，其特征在于，所述增量式编码器(21)包括两个发射器(25、26)以及两个对应的检测器(27、28)，在所述两个发射器(25、26)与所述两个对应的检测器(27、28)之间插置有带有周向等距的窗口的盘(29)，所述盘(29)固定至所述电机(13)的旋转轴，由两个发射器-检测器对构成的所述双重检测系统产生两个不同的信号，引回至所述微处理器(20)的对应的信道(30、31)分别用于所述两个不同的信号中的每个信号。
4.根据权利要求3所述的控制设备，其特征在于，用于所述线性致动器(11)的安全使用的所述装置包括用于各个信道(30、31)的比较器(32、33)，所述比较器(32、33)中的每个比较器用于将源自所述对应的发射器-检测器对中的信号与EEPROM芯片(Y)中的所述电机(13)的转速的预设阈值进行比较。
5.根据权利要求4所述的控制设备，其特征在于，由第一比较器(32)输出的信号用于作用在开关(34)上，以断开驱动所述电机(13)的所述H桥(24)的供电电路。
6.根据权利要求4所述的控制设备，其特征在于，由第二比较器(33)输出的信号被直接发送至所述H桥(24)，在所述H桥(24)处，由第二比较器(33)输出的所述信号使所述H桥(24)的驱动器停用，并且由第二比较器(33)输出的信号被直接发送至所述微处理器(20)，所述微处理器(20)通告所述停用。
7.根据权利要求I所述的控制设备，其特征在于，用于所述线性致动器(11)的安全使用的所述装置包括用于所述电机(13)的所述转子受到阻挡的情况的安全系统。
8.根据权利要求7所述的控制设备，其特征在于，用于所述电机(13)的所述转子受到阻挡的情况的所述安全系统由第三比较器(35)构成，所述第三比较器(35)用于经由分流电阻器(36)读取经过所述电机(13)的电流并将读取的所述电流与由预设电流值构成的阈值进行比较，其中，所述预设阈值被确定为用于所述电机(13)的最大值，来自所述第三比较器(35)的输出信号用于通过断开所述开关(34)并切断对所述H桥(24)的供电来参与作用。
9.根据权利要求7所述的控制设备，其特征在于，在所述电机(13)的所述转子受到阻挡的情况下的所述安全系统设置有由与所述电机(13)串联的保险丝(37)构成的安全备用部件，所述保险丝(37)在所述转子受到阻挡并且同时在用于控制所述电机(13)的电流的所述电路(38)上发生故障的情况下通过中断流至所述电机(13)的电流的流动来参与作用。
10.根据权利要求I所述的控制设备，其特征在于，用于所述线性致动器的所述安全装置还包括硬件类型的定时器(40)，所述硬件类型的定时器(40)用于在报告所述电机(13)中的电流流动超过预定时间间隔时切断对所述H桥(24)的供电。
11.根据权利要求I所述的控制设备，其特征在于，所述控制设备包括第二增量式编码器(22)，所述第二增量式编码器(22)是线性的并由所述盒状本体支承，以面对所述轨道(16)，在所述轨道上限定有一排基准凹槽(23)，用于由所述线编码器(22)进行检测，所述第二编码器(22)用于对因所述永磁体转子(14)与所述轨道(16)之间的磁性相互作用的缺乏所造成的任何运动损失进行评估。
全文摘要
一种用于尤其用于滑动门的运动的线性致动器的控制设备(10)，该线性致动器(11)是包括如下部件的类型的致动器盒状本体(12)，其用于利用对应的固定装置固定在门(P)的两个侧壁(S1、S2)之间或者固定在窗框或门框的两个侧壁(S1、S2)之间；电机(13)，其容置在盒状本体(12)内并致动转子，该转子适于经由限定在盒状本体(12)上的窗口(15)与轨道(16)相互作用，该轨道(16)固定至用于平移地移动的门(A)，盒状本体(12)经由连接于轨道(16)的滑动件(19)联接于轨道(16)，以使得盒状本体(12)与轨道(16)之间能够相对滑动，该设备还包括微处理器(20)，其用于控制电机(13)；增量式编码器(21)，其是旋转式的，位于电机(13)上，该增量式编码器限定轨道(16)以及固定有轨道(16)的门(A)的运动的速度和方向；用于线性致动器(11)的安全使用的装置，其中，控制设备(10)是该线性致动器(11)的一部分。
文档编号E05F15/14GK102877733SQ201110452089
公开日2013年1月16日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年7月15日
发明者托尼·卡瓦尔坎特 申请人:Topp社会联合股份公司