CN102927029B - 一种转向控制装置和一种电风扇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转向控制装置和一种电风扇。所述装置包括：控制器，与控制器分别相连的识别模块、步进电机和转向电机；控制器控制步进电机在一定角度范围内转动，识别模块与所述步进电机同步转动；识别模块在转动的过程中，扫描所述一定角度范围，识别该一定角度范围内的信号点，当识别到信号点时向控制器发送通知信号；控制器接收识别模块发送的通知信号，根据接收该通知信号的时间点和步进电机的转动信息，确定信号点所在位置的角度值，根据信号点所在位置的角度值确定转向电机的转动角度范围；控制器控制转向电机在所确定的转动角度内转动。本发明提供的技术方案能解决现有的电风扇不能根据人体的位置进行有选择的送风，存在资源浪费的问题。

Description

一种转向控制装置和一种电风扇

技术领域

本发明涉及小家电制造领域，特别是涉及一种转向控制装置和一种电风扇。

背景技术

现有的电风扇的转向方式都是按照指定的方式运行，其中，转向的角速度、转向的最大角度等都是按照预设设置的。不管当前电风扇前有人或者没有人在，存在的人多或者人少，现有的电风扇的工作方式都是固定的，即转向电机安装预设的的转向角速度以及相应的转向的角度范围进行送风。并且在人离开后，当前电风扇之前没有人存在时，不经过人为控制或者其他设置，电风扇都会按照现有的方式继续送风，不仅容易造成能源的浪费，还存在一定的安全隐患。

综上所述，现有的电风扇不能根据人体的位置进行有选择的送风，存在资源浪费的问题。

发明内容

本发明提供了一种转向控制装置，所述转向控制装置能够解决现有的电风扇不能根据人体的位置进行有选择的送风，存在资源浪费的问题。

本发明公开了一种转向控制装置，所述装置包括：控制器，与控制器分别相连的识别模块、步进电机和转向电机；控制器控制步进电机在一定角度范围内转动，所述识别模块与所述步进电机同步转动；识别模块在转动的过程中，扫描所述一定角度范围，识别该一定角度范围内的信号点，当识别到信号点时向控制器发送通知信号；控制器接收识别模块发送的通知信号，根据接收该通知信号的时间点和步进电机的转动信息，确定信号点所在位置的角度值，根据信号点所在位置的角度值确定转向电机的转动角度范围；控制器控制转向电机在所确定的转动角度范围内转动。

在上述装置中，所述控制器根据角度值最小的信号点所对应的时间点、角度值最大的信号点所对应的时间点，以及所述步进电机的转动信息确定所述转向电机的转动角度范围；

其中，所述步进电机的转动信息包括：步进电机的起始转动时间点、步进电机的转动角速度。

在上述装置中，所述识别模块为热释电红外传感器。

在上述装置中，所述识别模块还包括：菲涅尔透镜；其中，所述热释电红外传感器与所述菲涅尔透镜为一体结构。

在上述装置中，所述热释电红外传感器的感应角度为15°。

在上述装置中，所述控制器在一定时间内没有接收识别模块发送的通知信号时，控制所述转向电机停止工作。

在上述装置中，所述装置还包括：信号放大模块；所述信号放大模块的输入端与识别模块相连，所述信号放大模块的输出端与控制器相连；

所述信号放大模块用于将识别模块输出的信号放大后传输给控制器。

在上述装置中，所述装置还包括：第一光耦和第二光耦；

所述转向电机为双向可控同步电机；

所述第一光耦用于定位转向电机的初始位置，所述第二光耦用于定位转向电机的转动最大角度时位置。

在上述装置中，所述装置还包括：与控制器相连的遥控接收模块；

所述遥控接收模块用于接收控制命令，并将所接收到的控制命令发送给控制器。

本发明还提供了一种电风扇，所述电风扇能够解决现有的电风扇不能根据人体的位置进行有选择的送风，存在资源浪费的问题。

本发明还公开了一种电风扇，所述电风扇包括如上述装置中任意一项所述的装置。

综上所述，本发明提供的一种转向控制装置包括：控制器，与控制器分别相连的识别模块、步进电机和转向电机；识别模块与步进电机同步转动；控制器通过控制同步电机的转动，控制识别模块扫描一定角度范围内的信号点;当识别模块识别到信号点时向控制器发送通知信号；控制器接根据接收识别模块发送的通知信号，确定信号点所在位置的角度值，根据信号点所在位置的角度值确定转向电机的转动角度范围；控制器控制转向电机在所确定的转动角度范围内转动。本发明提供的转向控制装置可以根据人体的位置进行有选择的送风。

附图说明

图1是本发明中一种转向控制装置的结构示意图；

图2是本发明中一种转向控制装置的详细结构示意图；

图3是本发明一种转向控制装置的工作示意图。

具体实施方式

本发明的核心是：控制器控制步进电机在一定的角度范围内转动，识别模块与步进电机一体，通过步进电机的带动在步进电机活动的一定角度范围所对应的空间内扫描信号点，并在扫描到信号点之后向控制器发送通知信号。控制器根据接收到通知信号的时间点以及步进电机的转动信息确定信号点所述信号点所在的角度值，根据所述信号点所在的角度值确定转向电机的转动角度范围。

本发明的主要原理是：识别模块采用对人体温度敏感的传感器，通过传感器识别人体所在的位置。步进电机与传感器一体结构，控制器控制步进电机转动，同时带动传感器扫描空间内的信号点。根据传感器识别到的信号点的角度值确定转向电机的转动范围。

本发明提供的转向控制装置不限于应用于电风扇，可以应用于任何能实现转向功能的电器，如监控摄像头、冷风扇、电暖器等。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作还地详细描述。

为达到上述目的本发明的技术方案是这样实现的：

实施例一

图1是本发明中一种转向控制装置的结构示意图，如图1所示，所述转向控制装置包括：控制器102，与控制器102分别相连的识别模块101、步进电机104和转向电机103；

控制器102控制步进电机104在一定角度范围内转动，其中，识别模块101与步进电机104同步转动；即步进电机104与识别模块101的转动角度范围一致，步进电机104对准那个方位，识别模块101的识别方向就对准那个方位。

识别模块101在转动的过程中，扫描所述一定角度范围，识别该一定角度范围内的信号点，当识别到信号点时向控制器102发送通知信号；

控制器102接收识别模块101发送的通知信号，根据接收该通知信号的时间点和步进电机104的转动信息，确定信号点所在位置的角度值，根据信号点所在位置的角度值确定转向电机103的转动角度范围；

控制器102控制转向电机103在所确定的转动角度范围内转动。

实施例二

本实施例除以下特征外同实施例一

图2是本发明中一种转向控制装置的详细结构示意图，如图2所示，所述装置包括：控制器202，与控制器202分别相连的识别模块201、步进电机204和转向电机203；其中，控制器202控制步进电机204在一定角度范围内转动，识别模块201与步进电机204同步转动；识别模块201在转动的过程中，扫描所述一定角度范围，识别该一定角度范围内的信号点，当识别到信号点时向控制器202发送通知信号；控制器202接收识别模块201发送的通知信号，根据接收该通知信号的时间点和步进电机204的转动信息，确定信号点所在位置的角度值，根据信号点所在位置的角度值确定转向电机203的转动角度范围；控制器202控制转向电机203在所确定的转动角度范围内转动。

在本实施例中，识别模块201在扫描过程中识别到信号点时，会向控制器202发送通知信号。控制器202通过计算得到当前信号点所在的角度值。

当识别模块201在其扫描范围内识别到多个信号点时，控制器202根据识别到的多个信号点中角度值最小的信号点所对应的时间点、以及角度值最大的信号点所对应的时间点，以及所述步进电机204的转动信息确定转向电机203的转动角度范围；

其中，所步进电机204的转动信息包括：步进电机204的起始转动时间点、步进电机204的转动角速度。

具体为：所述步进电机204根据控制器202给予的信号脉冲工作，每收到指定的脉冲信号转动一定的角度，相当于所述步进电机204的转动角速度。控制器202根据步进电机204的起始转动的时间点和接收到角度值最小的信号点所对应的时间点，确定步进电机204转到角度值最小的信号点所用时间；再根据步进电机204的转动角速度，确定转向电机203的起始工作角度值，即识别到的角度值最小的信号点所在的角度值。控制器201根据步进电机204的起始转动的时间点和接收到角度值最大的信号点所对应的时间点，确定步进电机204转到角度值最大的信号点所用时间；在根据步进电机204的转动角速度，确定转向电机203的中转工作角度值，即识别到的角度值最大的信号点所在的角度值。

根据转向电机203的起始工作角度值和中转工作角度值确定转向电机203的转动角度范围，转向电机203从起始工作角度值开始，转动到中转工作角度值后折返，来回往返循环，直至识别模块201识别到新的信号点。

实施例三

本实施例除以下特征外同实施例二

在本实施例中，步进电机204与识别模块201为一体结构，

步进电机204在所设定的一定角度范围内一直做往返活动，同时带动识别模块201扫描该一定角度范围所对应的空间内的信号点。

实施例四

本实施例除以下特征外同实施例三

在本实施例中，识别模块201用于扫描指定范围内的信号点，所述信号点为能释放所述识别模块201识别所需信号的人或物。

具体为，所述识别模块201为热释电红外传感器；其中，所述识别模块201对人体所发射的热红外敏感。通过识别热红外源所发射的热红外信号，识别人体。

在本发明的其他实施例中，可以通过其他方式实现对人体或物体的识别，在此不做限制。

实施例五

本实施例除以下特征外同实施例四

所述识别模块201还包括：菲涅尔透镜；其中，所述热释电红外传感器与菲涅尔透镜为一体结构。

在本实施例中，将热释电红外传感器与菲涅尔透镜配合使用，可以增强所述热释电红外传感器对热红外信号的识别能力，即可以识别更远距离的信号点。

在本实施例中，所述热释电红外传感器的感应角度可以设置在为15°~60°之间。较佳的，所述热释电红外传感器的感应角度可选为15°。

实施例六

本实施例除以下特征外同实施例五

为了节约电能，在无人在场的情况下，所述转向控制装置停止工作。在本实施例中，控制器202在一定时间内没有接收识别模块201发送的通知信号时，控制所述转向电机203停止工作。

具体为，识别模块201在步进电机204的带动下连续不断的对指定空间进行扫描，经过一定时间后，都没有识别到信号点，控制器202判断当前空间范围内没有人体存在，或者人体所在的位置超出识别模块201的识别范围，为了节能，可以设置转向电机203停止工作。较佳的，可以设置包括主电机207、转向电机203在内的整个装置都停止工作。

或者，仅保持识别模块201与步进电机204工作，即在主电机207、转向电机203停止工作时，当识别模块201识别到信号点后，向控制器202发送通知信号，控制器202控制主电机207、转向电机203重开开始工作。

实施例七

本实施例除以下特征外同实施例六

为了更加灵活的控制由热释电红外传感器与菲涅尔透镜一体结构的识别模块201的识别信号点的能力。在本实施例中，所述转向控制装置还包括：信号放大模块205；所述信号放大模块205的输入端与识别模块201相连，所述信号放大模块205的输出端与控制器202相连；所述信号放大模块205用于将识别模块201输出的信号放大后传输给控制器202。

其中，通过调节信号放大模块205实现灵活的调节识别模块201的识别信号点的能力，调节识别信号点的距离。信号放大模块205的信号放大功能可以根据实际需求进行调节，具体为，所述信号放大模块205为与所述控制器201相连的数字信号放大电路。

实施例八

本实施例除以下特征外同实施例七

在实施例中，该转向控制装置还包括：第一光耦和第二光耦；

所述转向电机203为双向可控同步电机，转向电机203在转到最大活动角度后反向转动。其中，所述第一光耦用于定位转向电机203的初始位置，第二光耦用于定位转向电机203的转动最大角度时位置。

当转向电机203转动到第一光耦所确定的位置后反向转动，在转向电机203转动到第二光耦所确定的位置后反向转动，即通过第一光耦和第二光耦确定转向电机203的转动的初始位置和转动最大角度时的位置。

并且，第一光耦和第二光耦同时可以确定步进电机204的转动的初始位置和转动最大角度时的位置。即步进电机204在第一光耦和第二光耦所确定的范围内转动。

实施例九

本实施例除以下特征外同实施例一

在本实施例中，所述转向控制装置还包括：与控制器202相连的遥控接收模块206；所述遥控接收模块206用于接收控制命令，并将所接收到的控制命令发送给控制器202。其中，所述控制命令包括：开/关机命令、档位设置命令等。

在本实施例中，所述转向控制装置还包括：与控制器202相连的人机接口模块208；所述人机接口模块208用于接收控制命令，并将所接收到的控制命令发送给控制器202。其中，所述控制命令包括：开/关机命令、档位设置命令等。

参见图2所示，在本发明的一种具体实施例中，识别模块201输出识别得到的热红外信号，所述热红外信号经过信号放大模块205放大后送给控制器202。其中，识别模块201与步进电机204组成一体，并同步转动。

在工作状态下，控制器202控制步进电机204在一定角度范围内转动，与步进电机204一体的识别模块201对所述一定角度范围所对应的空间进行不间断扫描，当有人在风扇周围引起热量变化，即识别模块201在其识别范围内识别到信号点时向控制器202发送通知信号，控制器202根据接收到通知信号的时间点进行运算，确定该信号点所在的位置的角度值，即确定人体所在位置。控制器202根据确定的信号点所在的位置，控制转向电机203转动到信号点所在的位置。然后进行送风，即当前只有一个信号点值只对该信号点进行送风。当识别模块201识别到多个信号点时，控制器202控制转向电机203在角度值最小的信号点与角度值最大的信号点之间转动，进行范围送风。

在本发明中，识别模块201使用热释电红外传感器，其中，所述热释电传感器对温度敏感。由于人体会向外辐射红外线，从而产生热量，当外界的热量发生变化时，所述热释电红外传感器会产生变化的电信号，当热量不变化时，所述热释电红外传感器输出信号保持恒定。较佳的，通过使用热释电红外传感器配合菲涅尔透镜组成识别模块201，其识别信号点的有效识别距离可达3m以上，识别角度可控制在15度左右，能够达到较高的人体识别分辨率。其中，识别模块201由步进电机204带动，对指定角度范围进行扫描；当识别到信号变化时，即扫描存在的人体后，向控制器202发送通知信号，经过控制器202的分析处理，就可控制转动电机203、主电机207工作。转向电机203为双向可控同步电机，通过第一光耦和第二光耦定位初始位置与转动最大角度时的位置，经过控制器202的运算，确定转动电机203的运行轨迹，从而实现控制转向的角度。

图3是本发明一种转向控制装置的工作示意图；如图3所示，在15°与30°之间有一个信号点，即人体。在本发明中，识别模块201在识别到的热量改变时，输出变化的信号，当识别到的热量不变动时，输出保持恒定的信号。控制器201通过识别输入的信号是否存在编号识别是否存在信号点。其中，识别模块201的识别角度为15°。在识别模块201的有效识别范围内，一个人体所占的角度大约为15°。识别模块201在起始位置与转动最大角度时的位置之间来回扫描。

识别模块201在步进电机204的带动下转动，由于识别模块201的识别探测角度为15°，识别模块201在7.5°的位置，识别该处热量从无到有，即识别到有信号改变，存在信号点，向控制器202发送通知信号；接着7.5°~37.5°的角度范围内热量不变化，当识别模块201在37.5°位置时，识别该处的热量从有到无，即识别到有信号改变，向控制器202发送通知信号，从通知信号得知，7.5°一个信号（热量变化），37.5°一个信号（热量变化），可判断信号点位于7.5°~37.5°中间。然后控制器202控制的转向电机203的角度与步进电机204的角度进行对应，就可将转向电机203转向到7.5°+（37.5°-7.5°）/2=22.5°的位置。另外，控制器202根据相邻的两个信号变化的角度值之差与识别模块201的探测角度进行比较，确定所识别的信号点的个数。

同理，若检测到90°的位置有人，那么风扇将从22.5°到90°之间进行扫风。当识别模块201长时间识别不到信号点，即控制器202在指定时间内没有接受到通知信号，控制器202控制主电机207、转向电机203等停止工作。为避免对周围其它热源敏感，本发明中还设有信号放大模块205，通过所述信号放大模块205可以改变识别模块201的有效识别距离。

本发明还提供了一种电风扇，所述电风扇能够解决现有的电风扇不能根据人体的位置进行有选择的送风，存在资源浪费的问题。

本发明所提供的电风扇包括上述实施例中任意一项所述的装置。

本发明提供的电风扇，能够识别人体的位置，根据人体所在位置进行有选择的送风，若识别到的有多个人时，该风扇便会自动对周围人体扫风，并且在一段时间内扫描不到人体，该电风扇便自动关机。

综上所述，本发明提供的一种转向控制装置和一种电风扇，其中，所述转向控制装置包括：控制器，与控制器分别相连的识别模块、步进电机和转向电机；控制器控制步进电机在一定角度范围内转动，所述识别模块与所述步进电机同步转动；识别模块在转动的过程中，扫描所述一定角度范围，识别该一定角度范围内的信号点，当识别到信号点时向控制器发送通知信号；控制器接收识别模块发送的通知信号，根据接收该通知信号的时间点和步进电机的转动信息，确定信号点所在位置的角度值，根据信号点所在位置的角度值确定转向电机的转动角度范围；控制器控制转向电机在所确定的转动角度内转动。本发明的技术方案可实现电风扇自动识别周围是否有人，在指定的时间内检测到无人，将自动关机，实现节能。在工作时，能自动跟踪人体所在的位置，然后对着人体送风，并且识别距离可调。本发明提供的技术方案的电路简单，成本低廉，实用性强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种转向控制装置，其特征在于，所述装置包括：控制器，与控制器分别相连的识别模块、步进电机和转向电机；其中，所述识别模块为对人体温度敏感的传感器；

控制器控制步进电机在一定角度范围内转动，所述识别模块与所述步进电机同步转动；

识别模块在转动的过程中，扫描所述一定角度范围，识别该一定角度范围内的信号点，当识别到信号点时向控制器发送通知信号；

控制器接收识别模块发送的通知信号，根据接收该通知信号的时间点和步进电机的转动信息，确定信号点所在位置的角度值，根据信号点所在位置的角度值确定转向电机的转动角度范围；

控制器控制转向电机在所确定的转动角度范围内转动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述控制器根据角度值最小的信号点所对应的时间点、角度值最大的信号点所对应的时间点，以及所述步进电机的转动信息确定所述转向电机的转动角度范围；

其中，所述步进电机的转动信息包括：步进电机的起始转动时间点、步进电机的转动角速度。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述识别模块为热释电红外传感器。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述识别模块还包括：菲涅尔透镜；其中，所述热释电红外传感器与所述菲涅尔透镜为一体结构。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，

所述热释电红外传感器的感应角度为15°。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述控制器在一定时间内没有接收识别模块发送的通知信号时，控制所述转向电机停止工作。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：信号放大模块；所述信号放大模块的输入端与识别模块相连，所述信号放大模块的输出端与控制器相连；

所述信号放大模块用于将识别模块输出的信号放大后传输给控制器。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第一光耦和第二光耦；

所述转向电机为双向可控同步电机；

所述第一光耦用于定位转向电机的初始位置，所述第二光耦用于定位转向电机的转动最大角度时位置。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：与控制器相连的遥控接收模块；

所述遥控接收模块用于接收控制命令，并将所接收到的控制命令发送给控制器。

10.一种电风扇，其特征在于，所述电风扇包括如权利要求1至9中任意一项所述的装置。