CN102244435A - 自动设置行程的管状电机及其行程设置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动设置行程的管状电机，包括管状电机和与外部传动机构连接的转轮，所述管状电机内设有管状电机控制器，其特征在于，所述管状电机的扭矩输出端和所述外部传动机构能在所述管状电机遇阻时进行相对运动，所述管状电机内还设有用于检测所述扭矩输出端和所述外部传动机构相对运动变化的信号检测模块，所述信号检测模块的输出端与所述管状电机控制器连接，所述管状电机控制器根据所述信号检测模块的输出信号判断行程位置；还公开了一种利用可以自动设置行程的管状电机设置行程的方法。本发明可以自动地设置行程，结构简单，操作简便，使用寿命长。

Description

自动设置行程的管状电机及其行程设置方法

技术领域

本发明涉及一种管状电机，尤其是一种可以自动设置上下行程的管状电机。

背景技术

在升降机构中，电机经减速器减速后，减速器的输出轴连接升降的传动机构，物体通过升降机构的传动而上下运动，而上升或下降至所需位置一般是通过行程开关来控制的，即通过行程开关的开合来控制物体的行程。

如授权公告号为CN201499832U的中国专利公开的一种升降式橱柜的升降装置，升降机构由电机、减速箱、控制装置、电机主带轮、多个同步轮以及传动绳等组成，控制装置包括微动开关、上行程开关和下行程开关；又如授权公告号为CN2527695Y的中国专利公开的一种智能卷门驱动装置，驱动器包括上下到位开关，齿轮转动机构装有上、下限位凸轮，设定卷门的上下到位位置。

此类可以进行行程设置的电机，通过行程开关来控制升降，有可能会在物体制动瞬间由于惯性而导致压坏行程开关，因而造成机器的故障。

又如授权公告号为CN201489365U的中国专利公开的一种手动按键式电子限位器，设置控制键控制内部的主控板，实现行程的上下控制，该限位器需要预先进入行程设置模式，通过一系列步骤及按键结合电机运行状态来设置行程，并且需要在行程设置的过程中始终按住按键，当电机运转到上、下行程限位点时才可放开，操作较为复杂。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种自动设置行程的管状电机，可以自动地设置行程，结构简单，操作简便，使用寿命长。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种自动设置行程的方法。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种自动设置行程的管状电机，包括管状电机和与外部传动机构连接的转轮，所述管状电机内设有管状电机控制器，其特征在于，所述管状电机的扭矩输出端和所述外部传动机构能在所述管状电机遇阻时进行相对运动，所述管状电机内还设有用于检测所述扭矩输出端和所述外部传动机构相对运动变化的信号检测模块，所述信号检测模块的输出端与所述管状电机控制器连接，所述管状电机控制器根据所述信号检测模块的输出信号判断行程位置。

根据本发明的一个方面，所述管状电机还包括输出轴，所述扭矩输出端和所述外部传动机构的相对运动为所述输出轴和所述转轮之间的相对运动。

在一个实施例中，所述转轮中心开设有第一轴孔，与所述输出轴适配，所述输出轴通过所述第一轴孔与所述转轮连接，所述信号检测模块在所述管状电机遇阻时检测所述输出轴和所述转轮相对运动变化。

在另一个实施例中，所述输出轴的输出轴外部端头设有第二轴孔，与所述转轮的转轮端头适配，所述输出轴外部端头通过所述第二轴孔与所述转轮连接，所述信号检测模块在所述管状电机遇阻时检测所述输出轴和所述转轮相对运动变化。

根据本发明的一个方面，所述扭矩输出端和所述外部传动机构的相对运动发生在所述管状电机的内部，由此可以使得本发明的装置可以沿用现有电机的内部部件，而无需特制外部的转轮，也方便了安装。

在另一个实施例中，所述管状电机还包括输出轴，所述管状电机内设有减速箱，所述减速箱的三级支架中心设有第三轴孔，与所述输出轴适配，所述输出轴通过所述第三轴孔与所述三级支架连接，所述信号检测模块在所述管状电机遇阻时检测所述三级支架和所述输出轴相对运动变化。

在另一个实施例中，所述管状电机还包括输出轴，所述管状电机内设有减速箱，所述减速箱的三级支架与内部转轮固定连接，所述内部转轮的中心开设有第四轴孔，与所述输出轴适配，所述输出轴通过所述第四轴孔与所述内部转轮连接，所述信号检测模块在所述管状电机遇阻时检测所述内部转轮和所述输出轴相对运动变化。

在另一个实施例中，所述管状电机内设有减速箱，所述减速箱的三级支架与内部转轮能作相对运动，所述内部转轮与所述输出轴固定连接，所述信号检测模块在所述管状电机遇阻时检测所述三级支架与所述内部转轮相对运动变化。

在另一个实施例中，所述管状电机还包括输出轴，所述管状电机内设有减速箱，所述减速箱的三级支架与内部转轮固定连接，所述输出轴的输出轴内部端头的中心开设有第五轴孔，与所述内部转轮的内部转轮端头适配，所述内部转轮通过所述内部转轮端头与所述输出轴内部端头连接，所述信号检测模块在所述管状电机遇阻时检测所述内部转轮和所述输出轴相对运动变化。

本发明解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种管状电机的行程设置方法，采用上述的管状电机，当所述管状电机遇到阻力点时，所述信号检测模块的输出信号不随时间变化而所述管状电机正常转动，则所述管状电机控制器将所述阻力点或所述阻力点前设为行程点，此后所述管状电机每次运行到所述行程点或所述行程点前时即自动停止。

当所述管状电机下行时，第一次遇到的所述阻力点或所述阻力点前即设为下行程点；当所述管状电机上行时，第一次遇到的所述阻力点或所述阻力点前即设为上行程点。

信号检测模块可以为数字的或者模拟的。

若所述信号检测模块采用数字传感器，当所述管状电机遇到所述阻力点时，所述信号检测模块输出的脉冲信号被延迟，所述管状电机控制器根据所述脉冲信号在不变化的时间内而所述管状电机正常转动将所述阻力点或所述阻力点前设为所述行程点。

若所述信号检测模块采用模拟传感器，当所述管状电机遇到阻力点时，所述信号检测模块输出的正弦信号幅度不再变化，所述管状电机控制器根据所述正弦信号在不变化的时间内而所述管状电机正常转动将所述阻力点或所述阻力点前设为所述行程点。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过使得扭矩输出和连接外部传动机构的部件能在管状电机遇阻时的一段特定的时间内进行相对运动，设置信号检测模块检测这一相对运动变化，检测速度快，由管状电机控制器针对测得的信号设定限位位置，从而保证行程设定的速度和准确度；可以上电后或按压按键后自动进行行程设置，而无需始终按住按键进行行程设置，使得操作较为方便。

附图说明

图1为本发明的管状电机的应用示意图；

图2为本发明的一个实施例的结构示意图；

图3为本发明的另一个实施例的结构示意图；

图4为本发明的另一个实施例的结构示意图；

图5为本发明的另一个实施例的结构示意图；

图6为本发明的另一个实施例的结构示意图；

图7-1为本发明的数字传感器检测到的管状电机正常运转的输出信号；

图7-2为本发明的数字传感器检测到的管状电机高电平遇阻时的输出信号；

图7-3为本发明的数字传感器检测到的管状电机低电平遇阻时的输出信号；

图8-1为本发明的模拟传感器检测到的管状电机正常运转的输出信号；

图8-2为本发明的模拟传感器检测到的管状电机遇阻时的输出信号。

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1

参见图1和图2，一种自动设置行程的管状电机，包括管状电机1和转轮2。

管状电机1内设有管状电机控制器11、分别与管状电机控制器11连接的信号检测模块12和管状电机机芯13。

转轮2与外部的传动机构连接，如图1所示的卷帘3的卷绳器，由此管状电机1驱动卷帘3上升或下降。转轮2的中心开设有第一轴孔21，与管状电机1的输出轴14适配，输出轴14通过该第一轴孔21与转轮2连接，可实现同步转动。第一轴孔21与输出轴14间设有间隙，由此使得当外部的传动机构到达上、下行程点(在图1中，即为卷帘3到达上、下限位位置)而停止时，在一段特定的时间内，输出轴14和转轮2可实现相对运动，即输出轴14按原速转动，而转轮2则停止转动。

信号检测模块12位于管状电机内部，用于检测转轮2和输出轴14相对运动变化。信号检测模块12的输出连管状电机控制器11，当检测到转轮2停止转动时，输出相应变化的检测信号，管状电机控制器11根据该信号，判断行程位置。当管状电机1下行时，第一次遇到阻力点或阻力点前即设为下行程点，当管状电机1上行时，第一次遇到阻力点或阻力点前即设为上行程点。

实施例2

参见图3，与实施例1不同之处在于，输出轴14的输出轴外部端头14’设有第二轴孔141’，与转轮2’的转轮端头22适配，输出轴外部端头14’通过第二轴孔141’与转轮2’连接，可实现同步转动。第二轴孔141’与转轮端头22之间设有间隙，由此使得当外部的传动机构遇阻而停止时，在一段特定的时间内，输出轴14与转轮2’可实现相对运动，即输出轴14按原速转动，而转轮2’则停止转动。

信号检测模块12位于管状电机内部，用于检测转轮2’和输出轴14相对运动变化。信号检测模块12的输出连接管状电机控制器11，当检测到转轮2’停止转动时，输出相应变化的检测信号，管状电机控制器11根据该信号，判断行程位置。

可替代地，相对运动也可以在管状电机1内部发生。

实施例3

参见图4，与上述的实施例1不同之处在于，输出轴14与转轮2紧固连接，始终作同步运动。管状电机1内设有减速箱15，减速箱15的三级支架16的中心开设有第三轴孔17，与输出轴14适配，输出轴14通过该第三轴孔17与三级支架16连接，可实现同步转动。第三轴孔17与输出轴14间设有间隙，由此使得当外部的传动机构遇阻而停止时，在一段特定的时间内，输出轴14和三级支架16可实现相对运动，即三级支架16按原速转动，而输出轴14则停止转动。

信号检测模块12位于管状电机1内部，用于检测输出轴14和三级支架16的相对运动变化。信号检测模块12的输出连接管状电机控制器11，当检测到输出轴14停止转动时，输出相应变化的检测信号，管状电机控制器11根据该信号，判断行程位置。

实施例4

参见图5，与上述的实施例3的不同之处在于，三级支架16与内部转轮18连接，作同步运动，内部转轮18的中心开设有第四轴孔19，与输出轴14适配，输出轴14通过该第四轴孔19与内部转轮18连接，可实现同步转动。第四轴孔19与输出轴14间设有间隙，由此使得当外部的传动机构遇阻而停止时，在一段特定的时间内，输出轴14和内部转轮18可实现相对运动，即内部转轮18按原速转动，而输出轴14则停止转动。

信号检测模块12位于管状电机1内部，用于检测输出轴14和内部转轮18的相对运动变化。信号检测模块12的输出连管状电机控制器11，当检测到输出轴14停止转动时，输出相应变化的检测信号，管状电机控制器11根据该信号，判断行程位置。

实施例5

与上述的实施例4不同之处在于，也可以内部转轮18与输出轴14始终作同步运动。当外部的传动机构遇阻而停止时，在一段特定的时间内，三级支架16与内部转轮18可实现相对运动，即三级支架16按原速转动，输出轴14停止转动从而使得内部转轮18停止转动。

信号检测模块12位于管状电机1内部，用于检测三级支架16和内部转轮18的相对运动变化。信号检测模块12的输出连管状电机控制器11，当检测到内部转轮18停止转动时，输出相应变化的检测信号，管状电机控制器11根据该信号，判断行程位置。

实施例6

参见图6，与上述的实施例4不同之处在于输出轴14的输出轴内部端头14”的中心开设有第五轴孔142”，与内部转轮18’的内部转轮端头181’适配，内部转轮18’通过内部转轮端头181’与输出轴内部端头14”连接，可实现同步转动。第五轴孔142”与输出轴内部转轮端头181’之间设有间隙，由此使得当外部的传动机构遇阻而停止时，在一段特定的时间内，输出轴14和内部转轮18’可实现相对运动，即内部转轮18’按原速转动，而输出轴14则停止转动。

信号检测模块12位于管状电机1内部，用于检测输出轴14和内部转轮18’的相对运动变化。信号检测模块12的输出连管状电机控制器11，当检测到输出轴14停止转动时，输出相应变化的检测信号，管状电机控制器11根据该信号，判断行程位置。

在上述的实施例中，信号检测模块12采用数字传感器时，输出的为数字信号。当管状电机1正常转动时，信号检测模块12检测到的信号如图7-1所示，每隔一固定时间输出一固定脉宽的脉冲信号。当管状电机1遇阻时，根据遇阻时间的不同有不同的信号输出：

当t1时刻遇阻时正好输出高电平，则高电平时间被延迟如图7-2所示。

当t2时刻遇阻时正好输出低电平，则低电平时间被延迟如图7-3所示。

管状电机控制器11根据信号高低电平不随时间变化而管状电机1正常转动并把该遇阻的阻力点或阻力点前设为行程点，以后管状电机1每次运行到行程点或行程点前时即自动停止。

可替代地，信号检测模块12采用模拟传感器，输出的为模拟信号。当管状电机1正常转动时，信号检测模块12检测到的信号如图8-1所示；

当管状电机1在t3时刻遇阻时，信号在转轮2停止转动的一特定时间内，保持前一时刻的幅度不再变化，如图8-2所示。

管状电机控制器11根据这一特点而管状电机1正常转动并把该遇阻的阻力点或阻力点前设为行程点，以后管状电机1每次运行到行程点或行程点前时即自动停止。

上述行程设置可以在管状电机1上电时自动运行，也可以通过设置按键来启动行程设置。需要注意的是，在本发明中，按压按键启动行程设置后，无需继续按住按键，管状电机1可自动进行行程设置。如果在行程设置时遇到障碍物造成管状电机控制器11误判时，可以将管状电机1断电后再上电重新设置或再次按压按键来重新启动行程设置。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种自动设置行程的管状电机，包括管状电机(1)和与外部传动机构连接的转轮(2，2’)，所述管状电机(1)内设有管状电机控制器(11)，其特征在于，所述管状电机(1)的扭矩输出端和所述外部传动机构能在所述管状电机(1)遇阻时进行相对运动，所述管状电机(1)内还设有用于检测所述扭矩输出端和所述外部传动机构相对运动变化的信号检测模块(12)，所述信号检测模块(12)的输出端与所述管状电机控制器(11)连接，所述管状电机控制器(11)根据所述信号检测模块(12)的输出信号判断行程位置。

2.如权利要求1所述的管状电机，其特征在于，所述管状电机(1)还包括输出轴(14)，所述扭矩输出端和所述外部传动机构的相对运动为所述输出轴(14)和所述转轮(2，2’)之间的相对运动。

3.如权利要求2所述的管状电机，其特征在于，所述转轮(2)中心开设有第一轴孔(21)，与所述输出轴(14)适配，所述输出轴(14)通过所述第一轴孔(21)与所述转轮(2)连接，所述信号检测模块(12)在所述管状电机(1)遇阻时检测所述输出轴(14)和所述转轮(2)相对运动变化。

4.如权利要求2所述的管状电机，其特征在于，所述输出轴(14)的输出轴外部端头(14’)设有第二轴孔(141’)，与所述转轮(2’)的转轮端头(22)适配，所述输出轴外部端头(14’)通过所述第二轴孔(141’)与所述转轮(2’)连接，所述信号检测模块(12)在所述管状电机(1)遇阻时检测所述输出轴(14)和所述转轮(2’)相对运动变化。

5.如权利要求1所述的管状电机，其特征在于，所述扭矩输出端和所述外部传动机构的相对运动发生在所述管状电机(1)的内部。

6.如权利要求5所述的管状电机，其特征在于，所述管状电机(1)还包括输出轴(14)，所述管状电机(1)内设有减速箱(15)，所述减速箱(15)的三级支架(16)中心设有第三轴孔(17)，与所述输出轴(14)适配，所述输出轴(14)通过所述第三轴孔(17)与所述三级支架(16)连接，所述信号检测模块(12)在所述管状电机(1)遇阻时检测所述三级支架(16)和所述输出轴(14)相对运动变化。

7.如权利要求5所述的管状电机，其特征在于，所述管状电机(1)还包括输出轴(14)，所述管状电机(1)内设有减速箱(15)，所述减速箱(15)的三级支架(16)与内部转轮(18)固定连接，所述内部转轮(18)的中心开设有第四轴孔(19)，与所述输出轴(14)适配，所述输出轴(14)通过所述第四轴孔(19)与所述内部转轮(18)连接，所述信号检测模块(12)在所述管状电机(1)遇阻时检测所述内部转轮(18)和所述输出轴(14)相对运动变化。

8.如权利要求5所述的管状电机，其特征在于，所述管状电机(1)内设有减速箱(15)，所述减速箱(15)的三级支架(16)与内部转轮(18)能作相对运动，所述内部转轮(18)与所述输出轴(14)固定连接，所述信号检测模块(12)在所述管状电机(1)遇阻时检测所述三级支架(16)与所述内部转轮(18)相对运动变化。

9.如权利要求5所述的管状电机，其特征在于，所述管状电机(1)还包括输出轴(14)，所述管状电机(1)内设有减速箱(15)，所述减速箱(15)的三级支架(16)与内部转轮(18’)固定连接，所述输出轴(14)的输出轴内部端头(14”)的中心开设有第五轴孔(142”)，与所述内部转轮(18’)的内部转轮端头(181’)适配，所述内部转轮(18’)通过所述内部转轮端头(181’)与所述输出轴内部端头(14”)连接，所述信号检测模块(12)在所述管状电机(1)遇阻时检测所述内部转轮(18’)和所述输出轴(14)相对运动变化。

10.一种管状电机的行程设置方法，采用如权利要求1-9中任一项所述的自动设置行程的管状电机，当所述管状电机(1)遇到阻力点时，所述信号检测模块(12)的输出信号在不变化的时间内而所述管状电机(1)正常转动，则所述管状电机控制器(11)将所述阻力点或阻力点前设为行程点，此后所述管状电机(1)每次运行到所述行程点或行程点前时即自动停止。

11.如权利要求10所述的行程设置方法，其特征在于，当所述管状电机(1)下行时，第一次遇到的所述阻力点或阻力点前即设为下行程点；当所述管状电机(1)上行时，第一次遇到的所述阻力点或阻力点前即设为上行程点。

12.如权利要求11或10所述的行程设置方法，其特征在于，所述信号检测模块(12)采用数字传感器，当所述管状电机(1)遇到所述阻力点时，所述信号检测模块(12)输出的脉冲信号被延迟，所述管状电机控制器(11)根据所述脉冲信号在不变化的时间内而所述管状电机(1)正常转动将所述阻力点或阻力点前设为所述行程点。

13.如权利要求11或12所述的行程设置方法，其特征在于，所述信号检测模块(12)采用模拟传感器，当所述管状电机(1)遇到阻力点时，所述信号检测模块(12)输出的正弦信号幅度不再变化，所述管状电机控制器(11)根据所述正弦信号在不变化的时间内而所述管状电机(1)正常转动将所述阻力点或阻力点前设为所述行程点。

Images