带记忆功能的手动管状电机的制作方法

本发明涉及电机领域，尤其是一种带记忆功能的手动管状电机。

背景技术：

卷帘门、窗通常会安装电机，通过驱动电机来带动门窗的开闭，极大地方便了人们的生活，因此得到了广泛的应用。通常此类电机会设置手摇应急装置，当电机断电或强电开关处于停止位置时，通过使用手摇杆等操作来实现门窗的开闭。

如本申请人申请的申请号为200720111011.2的中国专利，公开了一种停电时可使用手动操作的管状电机，但是这种电机，由于停电手摇后，通过电机驱动的卷帘的位置发生了变化，而电机记录的还是原停电时的位置，当电机再次得电时，会在原停电位置处计算相应的上下行程位置，这样就会损坏卷帘乃至电机。

为此，本申请人也研制了一种可在停电后记忆电机手摇行程的管状电机，如申请号为201120324779.4的中国专利，公开了一种自动记忆电子行程的手摇电机，包括控制模块及在断电时能对控制模块供电的供电装置。该电机可在断电后自动记忆电机位置，从而对电机以及电机驱动的卷帘装置起到保护作用。

又如本申请人的申请号为201120486080.8的中国专利公开的一种带记忆功能的低功耗机械型电机，包括控制模块，对控制模块供电的电源电路，和检测电机行程的霍尔信号检测电路，电源电路还连接有能在断电或外连的强电开关处于停止位置时对控制模块供电的蓄电池充放电电路，霍尔信号检测电路包括周期性唤醒的霍尔元件。

上述的这些检测行程位置，传感器必须在上电和断电时一直通着电(如用霍尔元件检测磁体转动的圈数来检测行程)，由此传感器将占用较大比例的耗电，不利于功耗的控制。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提供一种降低功耗的带记忆功能的手动管状电机。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种带记忆功能的手动管状电机，包括手摇机构和位置检测机构，其特征在于：所述位置检测机构包括能由所述手摇机构带动转动的传动轴、以所述传动轴作为输入的减速齿轮箱和信号检测模块，所述信号检测模块包括设置在减速齿轮箱输出端的磁体、以及检测所述磁体转动后磁场变化的绝对位移传感器。

为便于位置检测机构的传动轴转动，根据本发明的一个方面，还包括能由所述手摇机构带动转动的内齿套，所述传动轴的一端设置有第一齿轮，所述第一齿轮设置在内齿套内而互相啮合。

优选的，所述减速齿轮箱包括作为一级中心齿轮的第二齿轮，所述第二齿轮与传动轴的另一端固定。

优选的，为便于带动内齿套转动，所述手摇机构包括手摇旋钮、与手摇旋钮啮合的中心齿轮、中心轴和轴套，所述中心轴的两端分别与中心齿轮和轴套固定，所述管状电机还包括设置在轴套外周、并能由轴套带动转动的外管，所述内齿套设置在外管端部、并能通过外管的转动而转动。

为便于设置内齿套和位置检测机构，所述中心轴外周设置有支架，所述内齿套设置在支架靠近中心齿轮部分的外周，所述第一齿轮、传动轴和减速齿轮箱均设置在支架的内部。

为避免减速齿轮箱移动，所述减速齿轮箱与传动轴相连接的一端设置有用于与支架固定的凸耳。

优选的，所述位置检测机构还包括固定不动的控制线路板，所述绝对位移传感器设置在控制线路板上。

优选的，为便于根据信号检测模块采集到的信号判断负载的位置，所述控制线路板上的控制线路包括控制模块和信号处理模块，所述信号处理模块的输入端连接到信号检测模块的绝对位移传感器，所述信号处理模块的输出端则连接到控制模块的输入端。

优选的，所述信号处理模块和绝对位移传感器之间通过spi通信接口进行通信，所述信号处理模块和控制模块之间则通过串口进行通信。

为了充分利用管状电机的空间，不额外占用管状电机的体积，所述位置检测机构位于由所述外管、轴套以及内齿套所围成的空腔内，所述第一齿轮、传动轴和减速齿轮箱位于所述中心轴的侧面，所述控制线路板通过固定架套设在所述中心轴的外周。

为便于位置检测机构的传动轴转动，根据本发明的另一个方面，所述传动轴的一端设置有第一齿轮，所述减速齿轮箱包括作为一级中心齿轮的第二齿轮，所述第二齿轮与传动轴的另一端固定；所述手摇机构包括手摇旋钮、与手摇旋钮啮合的中心齿轮和中心轴，所述中心轴与中心齿轮固定，所述中心轴外周固定设置有第三齿轮，所述第一齿轮与第三齿轮啮合。

优选的，为确保绝对位移传感器识别位置，在管状电机的总行程中，所述传动轴转动的圈数为m，所述减速齿轮箱的传动比为n：1，并且m≤n。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过设置由手摇机构带动转动的传动轴，以及经过减速齿轮箱减速的磁体和检测磁体转动时磁场变化的绝对位移传感器，可使得在断电时不需要设置任何供电电路作为备用电源，绝对位移传感器仅需在断电前采集磁体转动的位置信号，再次通电时采集磁体转动的位置信号，经过信号处理即可得出负载所处的具体位置，大大的降低了功耗。

附图说明

图1为本发明第一个实施例的结构示意图；

图2为本发明第一个实施例的分解结构示意图；

图3为图2的局部进一步分解结构示意图；

图4为本发明第一个实施例的剖视图；

图5为本发明第一个实施例的控制线路板上的电路原理图；

图6为本发明第二个实施例的分解结构示意图；

图7为本发明第二个实施例的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一

参见图1～图4，一种带记忆功能的手动管状电机，为电子行程电机，包括手摇机构1、内齿套2、支架3和位置检测机构4。在图1～图3中，都仅示出手动操作相关部分结构，管状电机其他部分的结构，如接线结构、电机、减速机构等，则采用现有技术，如本申请人的申请号为201520064346.8的中国专利公开的一种链条式管状电机。

手摇机构1在本实施例中，为手摇的方式，包括手摇旋钮11、与手摇旋钮11啮合的中心齿轮12、中心轴13、轴套14，中心齿轮12外周设置有齿轮座15。中心轴13的一端穿入到中心齿轮12的中心并且固定，从而可由中心齿轮12带动中心轴13转动，中心轴13的另一端穿入到轴套14的中心并且与轴套14能相对运动。轴套14远离手摇机构1的端面上设置有用于检测电机遇阻状态的微动开关，微动开关电连接到控制管状电机的控制模块。中心轴穿出轴套的部分形成有凸台，凸台能与微动开关触碰配合。由此当电机启动后，若为上行，则当遇到障碍物时，由于电机受力方向与外部负载的受力方向一致，此时中心轴13和轴套14不会发生相对运动，不识别电机上行遇阻；下行时若遇到障碍物，由于电机受力方向与外部负载的受力方向相反，电机的传动管带动外管以及与外管固定连接的轴套一起沿阻力方向转动，设置在轴套端面的微动开关也随之沿阻力方向转动，而此时中心轴13不转动，微动开关在转动过程中与凸台的位置发生改变使微动开关的通断状态改变，微动开关即向控制模块发出脉冲信号，控制模块发出控制信号使电机停止运转，从而实现遇阻停止功能。

支架3套设在中心轴13外周，并且靠近中心齿轮12而设置，内齿套2设置在支架3靠近中心齿轮12部分的外周。

位置检测机构4包括第一齿轮41、传动轴42、减速齿轮箱43、磁体44和控制线路板45，其中第一齿轮41、传动轴42和减速齿轮箱43设置在支架3的内部，并且第一齿轮41与内齿套2啮合，传动轴42的一端穿入到第一齿轮41的中心并且固定，从而第一齿轮41的转动可带动传动轴42转动。减速齿轮箱43包括作为一级中心齿轮的第二齿轮431，第二齿轮431延伸出减速齿轮箱43，传动轴42的另一端与第二齿轮431固定，从而传动轴42的转动可带动第二齿轮431转动。第二齿轮431与减速齿轮箱43中的行星齿轮啮合。减速齿轮箱43的输出轴上设置有上述磁体44。减速齿轮箱43与传动轴42相对的一端设置有凸耳432，凸耳432用于与支架3固定。凸耳432可与减速齿轮箱43一体成型，也可分别设置。支架3与位置检测机构4位于由管状电机的外管(图中未示出)、轴套14以及内齿套2(轴套14位于外管内，内齿套2位于外管端部、并且部分露出于外管，同样可参考申请号201520064346.8的中国专利所公开的)所围成的空腔内，不额外占用管状电机的体积，充分的利用了管状电机的空间。

控制线路板45通过固定架46套设在中心轴13外周，并且在使用过程中保持相对固定，即不随中心轴13转动。控制线路板45上设置有绝对位移传感器47，绝对位移传感器47与磁体44位置对应，如设置在正对磁体44的位置。在本实施例中，绝对位移传感器47优选的为霍尔效应磁性传感器。控制线路板45外周设置有防护罩48。

断电手摇操作时，手摇旋钮11带动中心齿轮12转动，从而中心齿轮12带动中心轴13转动，由此使得中心轴13另一端的轴套14转动，最终带动管状电机的外管转动，而管状电机的外管转动，链接在管状电机输出轴上的转轮转动，同转轮链接并可同步转动的传动机构转动，从而带动与传动机构直接或间接连接的内齿套2则相应转动，上述过程同现有技术相同。此后，内齿套2通过啮合的第一齿轮41带动传动轴42转动，进而减速齿轮箱43中的第二齿轮431转动，由此，最终带动磁体44转动。

在上述手摇操作中，具体位置检测过程如下：传动轴42经减速齿轮箱43变速后将动力传递至减速齿轮箱43输出轴上的磁体44，假设管状电机的负载(如遮阳装置)从上行程点(下行程点)移动到下行程点(上行程点)的总行程中需要传动轴42转动m圈，而减速齿轮箱43使传动轴42同磁体44转动的传动比为n：1，且m≤n，此时绝对位移传感器47即可进行位置检测，即只要负载的行程仅能使得磁体44转动的圈数≤1圈，就能进行位置检测，若负载的行程使得磁体44转动的圈数＞1圈，则绝对位移传感器47无法识别位置。可通过在减速齿轮箱43中增加相应级数的行星齿轮来改变传动轴42同磁体44的传动比，确保磁体44转动的圈数≤1圈即可，当然也可以使用其他方式使得磁体转动的圈数≤1圈。

绝对位移传感器47断电时并不工作，在断电前采集磁体44转动的位置信号，当管状电机再次通电时绝对位移传感器47采集到的磁体44的磁场发生变化，通过上述采集到的磁场变化信号可得到此时负载所处的具体位置。

参见图5，控制线路板5上的控制线路包括电源模块51、控制模块52、换向控制模块53、电机驱动模块54、信号处理模块55。电源模块51的输入端连接到外部的交流电源，而输出端则与控制模块52和换向控制模块53连接，为控制模块52和换向控制模块53供电。控制模块2的输出端连接到换向控制模块53的输入端，换向控制模块53的输出端连接到电机驱动模块54的输入端，从而驱动电机的运转。

上述的磁体44和绝对位移传感器47构成信号检测模块，信号处理模块55的输入端连接到信号检测模块的输出端，即绝对位移传感器47，信号处理模块55的输出端则连接到控制模块52的输入端。信号处理模块55和绝对位移传感器47之间通过spi通信接口进行通信，而信号处理模块55和控制模块52之间则通过串口进行通信。

信号处理模块55接收到绝对位移传感器47采集到的磁场变化信号后，将该磁场变化信号处理后发送到控制模块52，控制模块52根据接收到的磁场变化信号计算得到磁体44转动的角度变化，从而可以判断电机转动的圈数，由此得出负载此时所处的具体位置。

实施例二

参见图6和图7，在本实施例中，与上述实施例一的不同之处在于，上述位置检测机构4还包括在中心轴13外周、位于支架3内部的位置固定设置的第三齿轮49，第三齿轮49与第一齿轮41啮合。当断电手摇时，中心轴13转动即可通过第三齿轮49带动第一齿轮41转动，由此，最终带动磁体44转动。位置检测的方式与实施例一中的相同。第一齿轮41和第三齿轮49可通过在外周设置齿轮套491限定位置。

由于中心轴13与手摇机构1并不是紧配，运行的时候会晃动。为此，中心轴13与支架3之间、中心轴13与固定架46之间，分别设置有第一轴承131和第二轴承132，从而防止中心轴13晃动，进而能够防止第一齿轮41与中心轴13上设置的第三齿轮49脱开。