一种智能窗帘控制装置的制作方法

本发明具体涉及一种智能窗帘控制装置。

背景技术：

窗帘作为日常家具用品，被广泛使用在家家户户，不仅起到遮挡光线，保护隐私的作用，做到美观大方，简洁舒适，也成为越来越多的用户所提出的要求；传统的家居窗帘，一般都是使用手拉式的，都需要人手动操作，费时费力，而且用力不当很容易对窗帘结构造成损坏。

随着近些年来智能家居的快速发展，智能窗帘也加入到了这支火热的队伍中；怎样让窗帘准确地到达用户想要的位置，是对智能窗帘提出的最基本也是最重要的要求，在这个基础上，再实现更多的智能化，才是智能窗帘设计的正确思路。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种智能窗帘控制装置，可以通过控制开关实现窗帘的自动打开和闭合，并且不必拆卸原有的窗帘，只需将本装置安装到原来的窗帘位置处，即可实现对传统窗帘的智能控制。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能窗帘控制装置，窗帘上边缘通过滑轮活动装配在窗帘导轨上，其特征是，包括依次平行设于窗帘导轨上方的螺杆导轨和杆状齿轮、以及设于杆状齿轮端部的管状电机和控制管状电机工作的控制开关；

螺杆导轨上套设有与其螺纹匹配的螺母滑块，螺母滑块的外表面设有与杆状齿轮啮合的外螺纹，杆状齿轮的端部连接管状电机的输出轴，螺母滑块的周向侧边开设有供连接器穿过的圆形孔槽，连接器一端连接滑轮，其另一端穿过孔槽连接螺母滑块；

控制开关控制管状电机转动，管状电机转动时带动杆状齿轮转动，进而带动与杆状齿轮啮合的螺母滑块沿螺杆导轨水平移动，螺母滑块移动时通过连接器带动滑轮沿窗帘导轨水平移动，实现窗帘的水平移动。

进一步的，管状电机包括依次排列的减速机、交流异步电机、控制器和电源管理电路，控制开关的输出端连接控制器，控制器的输出端连接交流异步电机，电源管理电路的输出端经由控制器控制为交流异步电机供电，交流异步电机的转轴连接减速机，减速机的电机轴作为管状电机的输出轴；控制器根据接收的控制开关发出的控制命令，控制电源管理电路为交流异步电机供电，以驱动交流异步电机的正反转。

进一步的，控制开关上设有对应窗帘“左移”、“右移”和“停止”功能的按钮，各按钮的输出端连接控制器。

进一步的，还包括位置检测电路，位置检测电路包括磁铁和霍尔传感器，磁铁安装在交流异步电机的转轴，正对磁铁旋转的路径上固定安装霍尔传感器，霍尔传感器的输出端连接控制器。

进一步的，控制开关上设有对应窗帘“限位设置”功能的按钮，按钮的输出端连接控制器。

进一步的，还包括电机电流监测电路，包括设置在交流异步电机的驱动电路中的功率电阻，将电阻两端的电压信号传递至控制器。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明控制装置可以通过控制开关实现窗帘的自动打开和闭合，并且不必拆卸原有的窗帘，只需将本装置安装到原来的窗帘位置处，即可实现对传统窗帘的智能控制。

附图说明

图1是本发明智能窗帘控制装置的结构示意图；

图2是管状电机的结构图；

图3是本发明智能窗帘控制装置的工作流程图。

附图标记：1、管状电机；2、外壳；3、窗帘导轨；4、窗帘；5、杆状齿轮；6、螺母滑块；7、螺杆导轨；8、连接器；9、滑轮；10、电机轴；11、减速机；12、交流异步电机；13、控制器；14、电源管理电路；15、控制开关。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明专利的描述中，需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

在本发明专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明专利的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明专利中的具体含义。

如图1所示，现有技术中的窗帘结构为，窗帘4上边缘通过滑轮9活动装配在窗帘导轨3上，人工拉动窗帘4沿窗帘导轨3左移或右移。本发明提供的一种智能窗帘控制装置，不必拆卸原有的窗帘，只需将本装置安装到原来的窗帘位置处，即可实现对传统窗帘的智能控制。

本发明的一种智能窗帘控制装置，如图1所示，包括依次平行设于窗帘导轨3上方的螺杆导轨7和杆状齿轮5、以及设于杆状齿轮5端部的管状电机1和控制管状电机1工作的控制开关15；

螺杆导轨7上套设有与其螺纹匹配的螺母滑块6，组成螺杆螺母副，即螺母滑块6转动时可沿螺杆导轨7左右移动。螺母滑块6的外表面与杆状齿轮5相啮合，杆状齿轮5的端部连接管状电机1的输出轴，由管状电机1驱动杆状齿轮5进行转动以带动螺母滑块6进行正反转。螺母滑块6的周向侧边开设有供连接器8穿过的圆形孔槽，连接器8一端连接滑轮9，其另一端穿过孔槽连接螺母滑块6；螺母滑块6设置孔槽的目的是为了，螺母滑块6在转动时，连接器8不会随之转动，只会随之水平移动。

本发明智能窗帘控制装置的具体工作原理为，控制开关15控制管状电机1转动，管状电机1转动时带动杆状齿轮5转动，进而带动与杆状齿轮啮合的螺母滑块6沿螺杆导轨7水平移动，螺母滑块6移动时通过连接器8带动滑轮9沿窗帘导轨水3平移动，实现窗帘4的水平移动。

为了便于携带以及美观，在本装置的外围还包覆有外壳2，此外壳2为长方体形状，管状电机1为长圆柱形，管状电机1装置在外壳2中，加装外壳2可以实现整套装置的一体化，简洁美观。

本发明中管状电机的结构如图2所示，包括依次排列的减速机11、交流异步电机12、控制器13和电源管理电路14，控制开关15的输出端连接控制器13，控制器13的输出端连接交流异步电机12（简称“电机”），电源管理电路14的输出端经控制器13控制为交流异步电机12供电，交流异步电机12的转轴连接减速机11，减速机11的电机轴10作为管状电机的输出轴；控制开关15传递控制命令至控制器13，控制器13根据接收的控制命令控制电源管理电路14为交流异步电机12供电，以驱动交流异步电机12的正反转，实现管状电机输出轴的正反转。

控制器接收控制开关发出的控制命令来控制交流异步电机正反转的工作原理是，控制开关15上设有对应窗帘“左移”、“右移”和“停止”的功能按钮，由控制开关15选择交流异步电机12的转动方向（右移对应电机正转，左移对应电机反转，停止对应电机停止转动），控制器13收到来自控制开关15的方向选择信号，通过控制电源管理电路14为交流异步电机提供正负电压使交流异步电机进行正反转，或停止供电使交流异步电机停止转动。此控制器可采用现有技术中的单片机实现。

已知交流异步电机12引出三条线a、b、c，交流电输送给a和b时，电机正转，交流电输送给c和b时，电机反转；因此设计交流异步电机12的供电电路（即电源管理电路）时，需要设置两个供电通道l1、l2，工作时选择其中一个通道导通，另一个断开，切换通道以实现交流异步电机12正转和反转的切换。如通道l1导通时交流异步电机正转，通道l2导通时交流异步电机反转。每条供电通道配置一个继电器，控制器13可以通过控制继电器的开合来控制通道的通断。具体工作过程为：

当控制器13收到正转命令时，控制l1通道的继电器闭合，l2通道的继电器断开，l1通道导通，l2通道断开，交流异步电机12正转。

当控制器13收到反转命令时，控制l1通道的继电器断开，l2通道的继电器闭合，l1通道断开，l2通道导通，交流异步电机12反转。

当控制器13收到停止命令时，控制l1通道的继电器断开，l2通道的继电器断开，l1通道断开，l2通道断开，交流异步电机12停止转动。

为了限制窗帘移动位置，可设置位置检测电路，具体实现是在交流异步电机12的转动轴上安装一个磁铁，交流异步电机12转动时，会带动磁铁一起转动，正对磁铁旋转的路径上固定安装霍尔传感器，霍尔传感器的输出端连接控制器13，磁铁每经过一次霍尔传感器，霍尔传感器会发送一个信号至控制器13，控制器13由此获取交流异步电机12正转或反转的圈数。

控制器13实时记录交流异步电机12的位置，令窗帘初始位置时，交流异步电机12所处的位置值为0，当电机正转时，窗帘打开，交流异步电机12位置值增加，当电机反转时，窗帘收拢，交流异步电机12位置值减少。

交流异步电机12的位置值与窗帘4的位置是相对应的，因此控制器13通过交流异步电机12位置值获取窗帘的位置，从而精确控制其移动。控制器13将该数值存储在其非易失性存储器中，即使断电，重启后仍能正常工作。

已知此位置检测电路可以检测窗帘的位置，还可以依据此位置检测电路实现窗帘移动过程中的限位功能。在控制开关15上还设有对应“限位设置”功能的按钮，当窗帘移动到某一位置时，按下控制开关15上的限位设置按钮，控制器13收到来自控制开关的限位信号，并查看此时交流异步电机12的转动方向；

如果交流异步电机12正转，记录此刻的交流异步电机12位置值为右限位值，如果交流异步电机12反转，记录此刻的交流异步电机12位置值为左限位值。

在正常工作时，窗帘打开时，交流异步电机12位置值增加，到达右限位值时，控制器13控制交流异步电机12停止转动；窗帘关合时，交流异步电机12位置值减少，到达左限位值时，控制器控制交流异步电机12停止转动。

为了实现窗帘移动过程中遇阻急停的功能，此管状电机1中还包括电机电流检测电路，在交流异步电机12的驱动电路上安装一个功率电阻，将电阻两端的电压信号传递给控制器13，控制器13经过计算取得流过交流异步电机12的电流。管状电机1遇阻时，负载增大，流过交流异步电机12的电流增大，一旦超过阈值，控制器13就会控制交流异步电机12停止转动，实现了遇阻急停的功能。避免了窗帘工作时遇阻堵转而造成电机的损毁，提高了使用的安全性。

本发明智能窗帘控制装置的操作过程具体为，一经上电，控制器就会工作，自动采集环境信息，即采集窗帘左右移动的极限位置。控制器先控制电机反转，窗帘左移至最左位置处，控制器记录此刻窗帘的位置作为最左限位位置；改变转动方向，电机正转，窗帘右移直至最右位置处，控制器记录此刻窗帘的位置作为最右限位位置；位置信息采集完毕，控制器进入待机状态，等待控制开关下发控制命令。

如果无需特意限定窗帘移动位置，在正常工作时，那么每次窗帘移动时都是到初始记录的最左和最右限位位置停止，参见图3，即用户按下“左移”按钮，窗帘左移至最左限位位置时电机停止转动。用户按下“右移”按钮，窗帘左移至最右限位位置时电机停止转动。

若用户要限制窗帘左右移动限位设置，在限位设置模式下用户可以根据自己的需求设置窗帘左右移动的限位，参见图3，具体操作过程为：用户按下“左移”按钮，窗帘左移至所需位置处时，在按下“停止”按钮，电机停止转动，按下“限位设置”按钮，记录此刻的交流异步电机12位置值为左限位位置。用户按下“右移”按钮，窗帘左移至所需位置处时，在按下“停止”按钮，电机停止转动，按下“限位设置”按钮，记录此刻的交流异步电机12位置值为右限位位置。

限位设置完成后，在正常工作时，按下左移或右移按钮，每次窗帘移动都是到达设置的左限位位置或右限位位置时，电机即停止转动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。