CN101696697A - 具有自动跟踪能力的智能立式摇头电扇 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有自动跟踪能力的智能立式摇头电扇。包括底座、立杆、与立杆相连的电扇头。它将立杆分为两段用控制装置相连，控制装置的壳体上半部的轴槽与第一段立杆的下端固连；壳体上部圆周等间距分布六个人体红外传感器，其输出端分别与控制电路板的I/O口连接；电路板的输出信号与旋转电机连接，旋转电机前的减速器与旋转平台固连，电机轴插入固定平台的轴孔中固接；固定平台上端与旋转平台下端面滚动连接；壳体下半部内的固定平台与第二段立杆上端固连。本发明通过电路板使电扇在0到360度范围内旋转；而且通过人体红外传感器感知到电扇四周人体分布的情况，通过数字信号处理器DSP的处理，智能选择最优的旋转角度。

Description

具有自动跟踪能力的智能立式摇头电扇
技术领域
本发明涉及摇头电扇，尤其是涉及一种具有自动跟踪能力的智能立式摇头电扇。
背景技术
电风扇自发明以来经过近一个多世纪的发展和改进，已日益普及，得到了广泛的应用，成为普通家庭改善生活质量一种廉价及不缺少的家用电器。然而，在人类越来越注重可持续发展的今天，电扇正面临着一系列的挑战，比如电扇的节能、能源(资源)的综合利用、室内空气的品质和舒适性、绿色工质的应用和环境保护、风扇的成本与性能等等。现在的市场上的电扇基本上只有0到180度内的摇头，并且摇头范围有限，不能根据人的位置自动调节摇头范围。使得传统的电扇在人性化和节能环保方面都存在一些不足。因此，对电风扇的进一步研究和改造是很有必要的。新型的电扇有很大的市场前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有自动跟踪能力的智能立式摇头电扇，利用控制装置的控制来达到电扇头360度范围的旋转，达到能根据人体位置的分布来确定电扇最优摇头范围的目的。
本发明采用的技术方案是：
本发明包括底座、立杆、与立杆相连的电扇头。它将立杆分为两段，两段立杆间用控制装置相连，所述的控制装置的壳体由左半壳体和右半壳体组合而成，壳体上半部设有轴槽，轴槽与第一段立杆的下端固连；壳体上部圆周等间距分布六个人体红外传感器，每个人体红外传感器的输出端分别与壳体内的控制电路板的I/O口连接；控制电路板的输出信号与壳体内的旋转电机的接线端连接，旋转电机前设有减速器，减速器的外壳与旋转平台固连，电机轴插入固定平台的轴孔中；电机轴与轴孔固接；壳体与旋转台固接，固定平台上端与旋转平台下端面通过滚珠滚动连接；装在壳体下半部内的固定平台伸出端与第二段立杆上端固连。
所述的控制电路板由电源模块、两片RAM、数字信号处理器DSP、传感器信号输入接口、旋转电机驱动电路、晶振、JTAG调试口组成；人体红外传感器经过传感器信号处理电路之后，与数字信号处理器DSP的I/O口的IOPA3、IOPA4、IOPA5、IOPC6、IOPF1、IOPE2连接，数字信号处理器DSP通过I/O口IOPB4和IOPB5输出高低电平，通过旋转电机驱动电路驱动旋转电机正反转，电源模块采用AME1117把输入电压5V转换为数字信号处理器DSP的工作电压3.3V。
本发明具有的有益效果是：
目前普遍采用的电扇摇头范围是0到180度范围，且旋转范围固定。本发明通过机械本体及控制电路板的设计，可以使电扇在0到360度范围内旋转，解决了普通电扇摇头范围受限的问题；而且可以通过人体红外传感器感知到电扇四周人体分布的大致情况，通过数字信号处理器DSP的相关处理，可以调整电扇摇头的范围，智能选择最优的旋转角度，从而节省了不必要的摇头范围以及摇头所带来的时间延时，既节能又使人们感到更舒适。
附图说明
图1是本发明具有跟踪能力的智能摇头电扇的结构示意图。
图2是本发明专利具有跟踪能力的智能摇头电扇局部放大示意图。
图3是本发明专利具有跟踪能力的智能摇头电扇控制流程图。
图4是数字信号处理DSP的结构框图。
图5是控制电路板的电路原理图。
图中，1.底座，2.立杆3、控制装置，4.扇叶电机，40.扇叶电机支撑架，5.扇叶，50.扇叶防护罩，30.左半壳体，31.右半壳体，300、301、302、310、311、312.人体红外传感器，32.轴槽，33.旋转平台，34.控制电路板，35.旋转电机，350.减速器，351.电机轴，36.固定平台，360.轴孔，352、361.滚珠槽，37.滚珠，330.331、340、341、342、343、362.螺钉。
具体实施方式
从图1可以看出，本发明包括底座1、立杆2、与立杆2相连的电扇头；它将立杆2分为两段，两段立杆2间用控制装置3相连。电扇头由扇叶电机4、扇叶5及其防护罩50组成。扇叶电机4通过扇叶电机支撑架40、上部立杆固定在控制装置3上。扇叶5由扇叶电机4驱动旋转；扇叶防护罩50包围扇叶5以防危险。
从图1、图2可以看出，所述的控制装置3的壳体由左半壳体30和右半壳体31组合而成，壳体上半部设有轴槽32，轴槽32与第一段立杆的下端固连；壳体上部圆周等间距分布六个人体红外传感器300、301、302、310、311、312，每个人体红外传感器的输出端分别与壳体内的控制电路板34的I/O口连接；控制电路板34通过螺钉340、341、342、343与壳体30固连。控制电路板34的输出信号与壳体内的旋转电机35的接线端连接，旋转电机35前设有减速器350，减速器350的外壳与旋转平台33固连，电机轴351插入固定平台36的轴孔360中；电机轴351与轴孔360固接；壳体通过螺钉330、331与旋转平台33固接，固定平台36上端与旋转平台35下端面均设滚珠槽361、352，滚珠槽361、352间设若干滚珠37通过滚珠37滚动连接；旋转平台35与固定平台36通过滚珠37减少摩擦力并作相对旋转运动；装在壳体下半部内的固定平台36伸出端通过螺钉362与第二段立杆上端固连。
从图3、图4、图5中可以看出，所述的控制电路板34由电源模块、两片RAM、数字信号处理器DSP、传感器信号输入接口、旋转电机驱动电路、晶振、JTAG调试口组成；人体红外传感器经过传感器信号处理电路之后，与数字信号处理器DSP的I/O口的IOPA3、IOPA4、IOPA5、IOPC6、IOPF1、IOPE2连接，数字信号处理器DSP通过I/O口IOPB4和IOPB5输出高低电平，通过旋转电机驱动电路驱动旋转电机正反转；数字信号处理器DSP可以采用TI公司生产的TMS320F2407芯片，电源模块采用AME1117把输入电压5V转换为数字信号处理器DSP的工作电压3.3V；旋转电机驱动电路主要由继电器、电阻、二极管、三极管等组成，继电器采用SRD-12VDC-SL-C，IOPB4和IOPB5的输入电压为高低电平，通过上拉电阻以及电阻分别连接到三极管Q1和Q2的基极上，三极管的发射级接地，集电极分别街上继电器的线圈的低端，其中二极管D1、D2起到保护作用；继电器线圈的另一端与12V工作电压连接，旋转电机两端分别与两个继电器的同一常闭引脚连接，常开引脚接12V电源。当JOPB4为高电平，JOPB5为低电平，则直流电机接K1触点的一端将接在12V上，而接K2触点端还是接在地端，产生12V的工作压降，电机将正转。反之电机将反转。这样就可以通过改变JOPB4与JOPB5的输出电压来改变电机的正反转，也就改变了电扇的正反转。
本发明的工作原理如下：
人体红外传感器300、301、302、310、311、312感受到电扇圆周范围内人体信号，有信号则产生高电平信号，没有则保持为低电平信号，信号经过传感器信号处理电路由数字信号处理器DSP的I/O口的IOPA3、IOPA4、IOPA5、IOPC6、IOPF1、IOPE2输入到控制电路板34，经过相关算法处理，数字信号处理器DSP由I/O口IOPB4和IOPB5输出高低电平，经由旋转电机驱动电路驱动旋转电机35正反转，通过控制高低电平的持续时间来控制旋转电机35一个方向旋转的时间，即确定电扇旋转的角度。旋转电机35的旋转轴351插入固定平台36的轴孔360中；电机轴351与轴孔360固接；壳体与旋转平台33固接，固定平台36上端与旋转平台35下端面通过滚珠37滚动连接；装在壳体下半部内的固定平台36伸出端与第二段立杆上端固连。这样就实现了电扇的智能摇头。

Claims (2)

1.一种具有自动跟踪能力的智能立式摇头电扇，包括底座(1)、立杆(2)、与立杆(2)相连的电扇头；其特征在于：将立杆(2)分为两段，两段立杆(2)间用控制装置(3)相连，所述的控制装置(3)的壳体由左半壳体(30)和右半壳体(31)组合而成，壳体上半部设有轴槽(32)，轴槽(32)与第一段立杆的下端固连；壳体上部圆周等间距分布六个人体红外传感器(300、301、302、310、311、312)，每个人体红外传感器的输出端分别与壳体内的控制电路板(34)的I/O口连接；控制电路板(34)的输出信号与壳体内的旋转电机(35)的接线端连接，旋转电机(35)前设有减速器(350)，减速器(350)的外壳与旋转平台(33)固连，电机轴(351)插入固定平台(36)的轴孔(360)中；电机轴(351)与轴孔(360)固接；壳体与旋转台(33)固接，固定平台(36)上端与旋转平台(35)下端面通过滚珠(37)滚动连接；装在壳体下半部内的固定平台(36)伸出端与第二段立杆上端固连。
2.根据权利要求1所述的一种具有自动跟踪能力的智能立式摇头电扇，其特征在于：所述的控制电路板(34)由电源模块、两片RAM、数字信号处理器DSP、传感器信号输入接口、旋转电机驱动电路、晶振、JTAG调试口组成；人体红外传感器经过传感器信号处理电路之后，与数字信号处理器DSP的I/O口的IOPA3、IOPA4、IOPA5、IOPC6、IOPF1、IOPE2连接，数字信号处理器DSP通过I/O口IOPB4和IOPB5输出高低电平，通过旋转电机驱动电路驱动旋转电机正反转，电源模块采用AME1117把输入电压5V转换为数字信号处理器DSP的工作电压3.3V。
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