一种具有二维自动追踪能力的立式电扇的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种立式电扇，特别是一种具有二维自动追踪能力的立式电扇。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展与进步，人们更追求一种高效率、高利用率、健康智能的生活方式，社会对对设备的智能化与人性化要求日趋严格。旨在完善现有设备的智能化与人性化。电风扇从发明到现在经历了一百多年的时间，从最开始只有两片扇叶的台式电风扇到可以左右摆头的电风扇。但随着空调等更加智能的电器发明，电风扇的发展逐渐艰难。需考虑到经济性、智能性等一系列问题。目前市场上的电扇只能在左右一定范围内摆头，在纵向控制高度等方面还需要人类的手动调节，仍存在不方便性。因此，在此基础上对传统电扇进行创新，使其在二维平面内能够根据自动追踪人类位置并自行调节，在不大幅增加成本的条件下，仍具有很高的研究价值。
【发明内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有二维自动追踪能力的立式电扇，在传统立式电扇上进行改进，使得人们在工作或者横纵方向移动的时候，依然能够吹到电扇凉风，达到电扇的智能化、人性化的要求。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是:
[0005]—种具有二维自动追踪能力的立式电扇，包括人体检测模块、IXD液晶显示模块、按键输入模块、电机驱动模块、MCU控制模块。MCU控制模块分别连接人体检测模块、LCD液晶显示模块、按键输入模块和电机驱动模块。
[0006]所述人体检测模块包括设置在电扇表面的隔板、多个热释电红外传感器，热释电红外传感器用于检测并采集人体信号。
[0007]电机驱动模块连接电机模块，所述电机模块安装在电扇支架上，所述电机模块包括横向步进电机、纵向步进电机。
[0008]所述电扇支架上设有横向蜗杆、横向蜗轮，横向蜗杆与横向蜗轮相啮合；
[0009]所述电扇支架上设有纵向蜗杆、纵向蜗轮，纵向蜗杆与纵向蜗轮相啮合。
[0010]所述电扇表面的隔板为一个十字型的金属隔板，电扇表面的中间小圆部分利用金属隔板隔离成四个区域，四个区域分别安装第一热释电红外传感器A、第二热释电红外传感器B、第三热释电红外传感器C、第四热释电红外传感器D。
[0011 ] 所述M⑶控制模块为MSP430F149型的低功耗单片机。
[0012]所述热释电红外传感器为HC-SR501热释电红外传感器。
[0013]本实用新型一种具有二维自动追踪能力的立式电扇，技术效果如下:
[0014]1)、金属隔板使四个热释电红外传感器在各自隔离区域内单独工作，互不影响。
[0015]2)、通过对上、下两个传感器检测到信号的情况进行比较，调整电扇上下的摆动；同理通过对左、右两个传感器检测到的信号的情况进行比较，来调整电扇左右摆动。从而达到让电扇在二维平面上追踪随人体的方向。相比于传统电扇，该智能人体追踪电扇提高了电扇的利用效率，避免资源浪费。
[0016]3)、风扇始终对着人体的方向，提高了电扇的利用率，并提高人在工作或需要移动时吹电扇的舒适感。
[0017]4)、弥补了现有技术中电扇利用效率不足，功能单一且需要根据人体站或坐的不同高度手动调节电扇高度的缺点；大大增加了电力与设备的利用效率，使之达到智能化与人性化的要求。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型立式电扇的控制原理框图。
[0019]图2是本实用新型立式电扇的人体检测模块安装示意图。
[0020]图3是本实用新型立式电扇的结构示意图。
[0021]图4是本实用新型的布局放大视图。
【具体实施方式】
[0022]如图1?图4所示，一种具有二维自动追踪能力的立式电扇，包括人体检测模块a、LCD液晶显示模块b、按键输入模块c、电机驱动模块d、MCU控制模块e。
[0023 ] M⑶控制模块e分别连接人体检测模块a、IXD液晶显示模块b、按键输入模块c和电机驱动模块d。
[0024]所述人体检测模块a包括设置在电扇表面的隔板8、多个热释电红外传感器9，热释电红外传感器9用于检测并采集人体信号；
[0025]电机驱动模块d连接电机模块，所述电机模块安装在电扇支架7上，所述电机模块包括横向步进电机1、纵向步进电机2。
[0026]所述电扇支架7上设有横向蜗杆6、横向蜗轮4，横向蜗杆6与横向蜗轮4相啮合;横向步进电机I与横向蜗杆6同轴连接。
[0027]所述电扇支架7上设有纵向蜗杆5、纵向蜗轮3，纵向蜗杆5与纵向蜗轮3相啮合。纵向步进电机2与纵向蜗杆5同轴连接。
[0028]所述电扇表面的隔板8为一个十字型的金属隔板，电扇表面的中间小圆部分利用金属隔板隔离成四个区域，四个区域分别安装第一热释电红外传感器A、第二热释电红外传感器B、第三热释电红外传感器C、第四热释电红外传感器D。
[0029]所述M⑶控制模块e为MSP430F149型的低功耗单片机，安装在电扇后部。
[0030]所述IXD液晶显示模块b为三位半液晶屏8字段IXD液晶屏。
[0031 ]所述按键输入模块c采用普通独立按键。
[0032]所述电机驱动模块d为L298N电机驱动模块。
[0033]所述热释电红外传感器为HC-SR501热释电红外传感器。采用的是全自动感应，当人进入其感应范围则输出高电平，人离开其感应范围则自动延时关闭高电平，输出低电平。HC-SR501热释电红外传感器有两种触发方式，在本实用新型中采用可重复触发方式，即感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有人体在其感应范围内活动，则输出一直保持高电平，直到人离开才延时将高电平转为低电平。该感应模块检测到人体的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起点。
[0034]四个热释电红外传感器由金属隔板隔开，单独工作，互相之间不受影响。例如，当人体向左移动的时候，则右侧的传感器接收不到信号，而左侧的传感器则能接受到信号;此时就可以控制横向步进电机I，使得电扇向左旋转，直到右侧传感器也能检测到信号。
[0035]当人从站立到坐下的过程中，由于上部的传感器不能接受到信号，而下部的传感器可以接收到信号，此时控制纵向步进电机2旋转，使得电扇向下旋转而对准人体，进而使得电扇在二维方向上能够实时追踪人体的位置。
[0036]如图2中所示，左、右两个热释电红外传感器若感应到人体在水平方向的移动，则信号通过单片机控制横向步进电机I。同理上、下两个热释电红外传感器若感应到人体在垂直方向上位置的变化，则信号通过单片机控制纵向步进电机2，横向步进电机I与横向蜗杆6同轴连接，通过横向步进电机I的转动带动横向蜗杆6的转动，再通过横向蜗杆6与横向蜗轮4安装齿轮的啮合带动横向蜗轮4转动，横向蜗轮4焊接在第一支架单元7A上，横向蜗轮4的转动从而带动电扇在横向上的运动。同理，纵向步进电机2与纵向蜗杆5同轴连接，通过纵向步进电机2的转动带动纵向蜗杆5的转动，再通过纵向蜗杆5与纵向蜗轮3安装齿轮的啮合带动纵向蜗轮3转动，纵向蜗轮3焊接在第二支架单元7B上，纵向蜗轮3的转动从而带动电扇在纵向上的运动。最终达到控制电扇在上下左右四个方位移动的目的，最终实现电扇在二维平面内追踪人体位置。
【主权项】
1.一种具有二维自动追踪能力的立式电扇，包括人体检测模块(a)、LCD液晶显示模块(b)、按键输入模块(C)、电机驱动模块(d)、M⑶控制模块(e) ;MCU控制模块(e)分别连接人体检测模块(a)、LCD液晶显示模块(b)、按键输入模块(C)和电机驱动模块(d)，其特征在于，所述人体检测模块(a)包括设置在电扇表面的隔板(8)、多个热释电红外传感器(9)，热释电红外传感器(9)用于检测并采集人体信号；电机驱动模块(d)连接电机模块，所述电机模块安装在电扇支架(7)上，所述电机模块包括横向步进电机(1)、纵向步进电机(2);所述电扇支架(7)上设有横向蜗杆(6)、横向蜗轮(4)，横向蜗杆(6)与横向蜗轮(4)相啮合;所述电扇支架(7)上设有纵向蜗杆(5)、纵向蜗轮(3)，纵向蜗杆(5)与纵向蜗轮(3)相啮合。2.根据权利要求1所述一种具有二维自动追踪能力的立式电扇，其特征在于，所述电扇表面的隔板(8)为一个十字型的金属隔板，电扇表面的中间小圆部分利用金属隔板隔离成四个区域，四个区域分别安装第一热释电红外传感器(A)、第二热释电红外传感器(B)、第三热释电红外传感器(C)、第四热释电红外传感器(D)。3.根据权利要求1所述一种具有二维自动追踪能力的立式电扇，其特征在于，所述MCU控制模块(e)为MSP430F149型的低功耗单片机。4.根据权利要求1或2所述一种具有二维自动追踪能力的立式电扇，其特征在于，所述热释电红外传感器为HC-SR501热释电红外传感器。
【专利摘要】一种具有二维自动追踪能力的立式电扇，包括人体检测模块、LCD液晶显示模块、按键输入模块、电机驱动模块、MCU控制模块。MCU控制模块分别连接人体检测模块、LCD液晶显示模块、按键输入模块和电机驱动模块。所述人体检测模块包括设置在电扇表面的隔板、多个热释电红外传感器，热释电红外传感器用于检测并采集人体信号。电机驱动模块连接电机模块，所述电机模块安装在电扇支架上，所述电机模块包括横向步进电机、纵向步进电机。所述电扇支架上设有横向蜗杆、横向蜗轮，横向蜗杆与横向蜗轮相啮合；所述电扇支架上设有纵向蜗杆、纵向蜗轮，纵向蜗杆与纵向蜗轮相啮合。本实用新型一种具有二维自动追踪能力的立式电扇，使得人们在工作或者横纵方向移动的时候，依然能够吹到电扇凉风，达到电扇的智能化、人性化的要求。
【IPC分类】F04D25/10, F04D29/00, F04D27/00
【公开号】CN205371043
【申请号】CN201620000148
【发明人】李振兴, 叶诗韵, 谭洪, 王玲, 孟晓星
【申请人】三峡大学
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2016年1月1日