CN106502245B - 场地自适应的遮阳调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了场地自适应的遮阳调节系统，涉及自动遮阳技术领域。通过在需要遮阳的桌子上设置能够感应太阳光线照射的光电传感器，控制器通过光电传感器感应是否被太阳光线照射，从而判断遮阳伞造成阴影区域位置，从而驱动行走机构带动遮阳伞移动，使得阴影区域重新覆盖需要遮阳的区域；具体是通过以光电传感器形成一个指引遮阳伞移动的方向坐标，遮阳伞通过按照10cm×10cm方格式移动，自动移动调节实现重新遮阳，减少了遮阳伞移动过程中移动方向不准，或对移动角度、方向移动计算调节复杂，坐标重新定位难等不足。本发明通过逆向调节，减少了需要的电子元器件，优化了系统结构，其效果上较主动跟随太阳光更易实现，算法更简单。

Description

场地自适应的遮阳调节系统

技术领域

本发明涉及自动遮阳技术领域，特别是场地自适应的遮阳调节系统。

背景技术

遮阳伞也叫太阳伞，主要用于遮防太阳光直接照射的伞，夏季使用，能够有效隔离紫外线对于皮肤的损伤。遮阳伞一般放置在户外使用，通过较重的安装座竖立固定，但是现有户外遮阳伞的伞面都较大，即遮阳伞都较为笨重，往往支撑起来后就不在移动，但是在空旷的户外时或者海滩等开阔场合，其遮阳效果是会随着季节变化，更明显一天中会随太阳的位置变化，这就需要经常移动遮阳伞，或者达不到遮阳的效果。这里需要一种自动化调节的遮阳伞，其会根据太阳位置的变化调节位置，并保证遮阳的效果。

发明内容

本发明的发明目的是，针对上述问题，提供场地自适应的遮阳调节系统，具有自动移动调节的功能，保证遮阳伞下人们的遮阳或遮阴效果；通过自动判断遮阳伞形成的阴影位置是否覆盖需要遮阳的区域，然后自动移动，保障阴影位置不会随太阳的位置变化而发生较大变化，从而保证遮阳效果及提供一种多功能遮阳伞；解决了现有技术中不能自动调节的问题。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：场地自适应的遮阳调节系统，包括底座、伞杆、遮阳伞体、控制器、行走机构、红外测距传感器、光电传感器、磁块、霍尔传感器、无线模块和电池组，所述遮阳伞体通过伞杆立在底座上，所述底座内安装电池组和控制器，其底部安装行走机构，所述行走机构包括行走方向成90度设置的横向行走机构和纵向行走机构，横向行走机构和纵向行走机构均包括依次连接的车轮、减速器和驱动电机；所述驱动电机连接控制器，控制器连接电池组；所述磁块以10cm×10cm距离规格均布在底座所处地面上，磁块与地面平齐；所述底座底部中心设置与控制器连接的霍尔传感器，所述霍尔传感器感应端相距地面1-3mm；所述红外测距传感器沿底座侧面周向均匀设置，所述红外测距传感器均连接控制器，控制器根据红外测距传感器发送距离数据控制驱动电机关闭或开启；所述光电传感器安装在遮阳伞体下方的桌子上端面，并均布在以桌子上端面中心为圆心的半径为10-200cm的圆周上；所述光电传感器通过无线模块与控制器连接；所述控制器中建立以底座中心为原点，并与所述光电传感器位置方向一一对应的坐标系，所述横向行走机构的行走方向与坐标系的X轴对应，纵向行走机构的行走方向与坐标系的Y轴对应；控制器通过所述光电传感器发送数据判断该光电传感器是否被太阳光照射，若被太阳光照射，则根据该光电传感器偏向的坐标系方向，控制对应行走机构移动，控制器根据霍尔传感器发送数据控制行走机构启动和停止，并重复上述操作，直至控制器判断光电传感器不被太阳光照射，行走机构停止。

优选地，所述驱动电机为步进电机，所述步进电机通过减速器控制行走轮行走速度为5-20cm/min；至少设置四个光电传感器；所述霍尔传感器位于磁块正上方时，控制器控制行走机构停止，并通过所述光电传感器发送数据从新判断光电传感器是否被太阳光照射。

优选地，还包括照明组件和发电组件，所述遮阳伞体内侧面喷涂有散光涂层；所述伞杆包括内杆和外杆，所述内杆套设在外杆内，所述内杆为中空钢管，外杆为透明玻璃管；所述内杆和外杆之间相距1-3cm，并通过支架连接固定，所述内杆外壁、外杆内壁和支架均喷涂有白色荧光层；所述内杆下端可拆式固定在底座上，其上端安装有遮阳伞体；所述外杆上端位于遮阳伞体下方，其下端插接在底座上；所述照明组件包括驱动板、及安装在驱动板上的LED灯和开关，所述驱动板位于内杆和外杆之间并安装在底座上，驱动板与伞杆轴线垂直，其中间设置用于内杆穿插通过的通孔，所述LED灯均布在驱动板上端面；所述驱动板通过开关连接电池组，所述开关和电池组安装在底座上；所述发电组件包括轴承、连接轴、直流发电机和扇叶，所述连接轴套设在内杆内，其端部分别通过轴承与内杆连接固定；所述直流发电机安装在底座内，所述直流发电机输入端与连接轴一端同轴插接；所述伞杆内杆伸出遮阳伞体，所述扇叶对应可拆式安装在伞杆内杆顶部并与连接轴转动连接；所述直流发电机连接电池组。

优选地，所述底座上设置对应伞杆的固定管，固定管内径较伞杆外径大0.5-1mm；固定管上设置锁紧螺钉，所述锁紧螺钉安装在固定管上的螺孔内，并与固定管轴线垂直；所述底座对应固定管底部处设置对应内杆的第一环形凹槽和对应外杆的第二环形凹槽；所述驱动板设置在第一环形凹槽和第二环形凹槽之间的凸起上；所述直流发电机设置在第一环形凹槽中间的凸起上；所述内杆的下端部与第一环形凹槽的轮廓为正多边形结构；所述第一环形凹槽相对固定管底部深5-10cm，所述第二环形凹槽相对固定管底部深3-5cm；所述第一环形凹槽为不锈钢结构，且与内杆间隙配合；所述第二环形凹槽为塑料结构。

优选地，还包括风扇组件，所述风扇组件包括电动云台、电动机、摇臂机构和单叶扇片，所述电动云台安装在伞杆上端；所述电动机安装在电动云台上，并通过摇臂机构连接单叶扇片，所述电动机通过摇臂机构使单叶扇片呈45-90度往复扇动，所述电动云台能够使所述电动机相对伞杆展开或收叠；所述电动云台和电动机均连接控制器。

优选地，所述固定管上端设置有外螺纹，并设置有对应该外螺纹的盖帽，所述盖帽顶部设置对应伞杆大小的通孔，所述盖帽顶部为橡胶材料结构，所述通过与伞杆过盈配合。

优选地，所述连接轴为直径为4-8mm的不锈钢棒。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

1.本发明通过在需要遮阳的桌子上设置能够感应太阳光线照射的光电传感器，控制器通过光电传感器感应是否被太阳光线照射，从而判断遮阳伞造成阴影区域位置，从而驱动行走机构带动遮阳伞移动，使得阴影区域重新覆盖需要遮阳的区域；具体是通过以光电传感器形成一个指引遮阳伞移动的方向坐标，遮阳伞通过按照10cm×10cm方格式移动，自动移动调节实现重新遮阳，减少了遮阳伞移动过程中移动方向不准，或对移动角度、方向移动计算调节复杂，坐标重新定位难等不足。本发明通过逆向调节，减少了需要的电子元器件，优化了系统结构，其效果上较主动跟随太阳光更易实现，算法更简单。

2.本发明通过自动判断遮阳伞形成的阴影位置是否覆盖需要遮阳的区域，然后自动移动，保障阴影位置不会随太阳的位置变化而发生较大变化，从而保证遮阳效果，同时本发明提供了一种多功能遮阳伞；解决了现有技术中不能自动调节的问题及应用单一的问题，增加了生活的色彩和便利性。

附图说明

图1是本发明系统功能结构示意图。

图2是本发明底座结构示意图。

图3是本发明磁块布置示意图。

图4是本发明伞杆结构示意图。

图5是本发明风扇组件结构示意图。

附图中，1-底座、2-伞杆、3-遮阳伞体、4-行走机构、5-红外测距传感器、6-光电传感器、7-磁块、8-霍尔传感器、9-无线模块、10-电池组、11-横向行走机构、12-纵向行走机构、13-车轮、14-减速器、15-驱动电机、16-内杆、17-外杆、18-LED灯、19-驱动板、20-轴承、21-连接轴、22-直流发电机、23-固定管、24-第一环形凹槽、25-第二环形凹槽、26-单叶扇片、27-摇臂机构、28-电动机、29-电动云台、30-桌子。

具体实施方式

以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。

如图1、图2和图3所示，场地自适应的遮阳调节系统，包括底座1、伞杆2、遮阳伞体3、控制器、行走机构4、红外测距传感器5、光电传感器6、磁块7、霍尔传感器8、无线模块9和电池组10。遮阳伞体3通过伞杆2立在底座1上，底座1内安装电池组10和控制器，其底部安装行走机构4，行走机构4包括行走方向成90度设置的横向行走机构11和纵向行走机构12。横向行走机构11和纵向行走机构12均包括依次连接的车轮13、减速器14和驱动电机15，驱动电机15连接控制器，控制器连接电池组10。磁块7以10cm×10cm距离规格均布在底座1所处地面上，磁块7与地面平齐。

如图3所示，底座1底部中心设置与控制器连接的霍尔传感器8，霍尔传感器8感应端相距地面1-3mm。红外测距传感器5沿底座1侧面周向均匀设置，红外测距传感器5均连接控制器，控制器根据红外测距传感器5发送距离数据控制驱动电机15关闭或开启。光电传感器6安装在遮阳伞体3下方的桌子30上端面，并均布在以桌子30上端面中心为圆心的半径为40cm的圆周上。光电传感器6通过无线模块9与控制器连接。

如图1所示，控制器中建立以底座1中心为原点，并与所述光电传感器6位置方向一一对应的坐标系，横向行走机构11的行走方向与坐标系的X轴对应，纵向行走机构12的行走方向与坐标系的Y轴对应。控制器通过光电传感器6发送数据判断该光电传感器6是否被太阳光照射，若被太阳光照射，则根据该光电传感器6偏向的坐标系方向，控制对应行走机构4移动，控制器根据霍尔传感器8发送数据控制行走机构4启动和停止，并重复上述操作，直至控制器判断光电传感器6不被太阳光照射，行走机构4停止。

场地自适应的遮阳调节系统的原理过程，按照如下进行：

步骤1，将底座1中心移动到一磁块7整上方，将横向行走机构11和纵向行走机构12行走方向分别对应相邻磁块7。数据初始化，控制器根据系统时钟判断白天或黑夜。

步骤2，控制器建立以底座1中心为原点的坐标系，该坐标系与光电传感器6位置方向一一对应，并以横向行走机构11的行走方向与坐标系的X轴对应，纵向行走机构12的行走方向与坐标系的Y轴对应。

步骤3，控制器通过光电传感器6发送数据判断光电传感器6是否被太阳光照射，若光电传感器6被太阳光照射，则确定光电传感器6对应坐标系的位置，并判断该光电传感器6的位置偏向的坐标系方向，控制对应横向行走机构11或纵向行走机构12启动移动；当控制器根据霍尔传感器8发送数据判断底座1中心移动到下一磁块7整上方时，控制行走机构4停止，并重复步骤3；若光电传感器6均不被太阳光照射，则重复步骤3。

这里通过在需要遮阳的桌子上设置能够感应太阳光线照射的光电传感器6，控制器通过光电传感器6感应是否被太阳光线照射，从而判断遮阳伞造成阴影区域位置，从而驱动行走机构4带动遮阳伞移动，使得阴影区域重新覆盖需要遮阳的区域；具体是通过以光电传感器6形成一个指引遮阳伞移动的方向坐标，遮阳伞通过按照10cm×10cm方格式移动，自动移动调节实现重新遮阳，减少了遮阳伞移动过程中移动方向不准，或对移动角度、方向移动计算调节复杂，坐标重新定位难等不足。本发明通过逆向调节，减少了需要的电子元器件，优化了系统结构，其效果上较主动跟随太阳光更易实现，算法更简单。

如图1和图2所示，驱动电机15为步进电机，步进电机通过减速器14控制行走轮行走速度为10cm/min；包括至少设置四个光电传感器6，并均布在以桌子上端面中心为圆心的半径为40cm的圆周上。

这里，还包括照明组件和发电组件，遮阳伞体3内侧面喷涂有散光涂层。结合图4所示，伞杆2包括内杆16和外杆17，内杆16套设在外杆17内，内杆16为中空钢管，外杆17为透明玻璃管。内杆16和外杆17之间相距2cm，并通过支架连接固定。内杆16外壁、外杆17内壁和支架均喷涂有白色荧光层。内杆16下端可拆式固定在底座1上，其上端安装有遮阳伞体3；外杆17上端位于遮阳伞体3下方，其下端插接在底座1上。照明组件包括驱动板19、及安装在驱动板19上的LED灯18和开关。驱动板19位于内杆16和外杆17之间并安装在底座1上，驱动板19与伞杆2轴线垂直，其中间设置用于内杆16穿插通过的通孔，LED灯18均布在驱动板19上端面；驱动板19通过开关连接电池组10，开关和电池组10安装在底座1上。

结合图4所示，发电组件包括轴承20、连接轴21、直流发电机22和扇叶，连接轴21套设在内杆16内，其端部分别通过轴承20与内杆16连接固定。直流发电机22安装在底座1内，直流发电机22输入端与连接轴21一端同轴插接；伞杆2内杆16伸出遮阳伞体3，扇叶对应可拆式安装在伞杆2内杆16顶部并与连接轴21转动连接；直流发电机22连接电池组10。

底座1上设置对应伞杆2的固定管23，固定管23内径较伞杆2外径大1mm；固定管23上设置锁紧螺钉，锁紧螺钉安装在固定管23上的螺孔内，并与固定管23轴线垂直。底座1对应固定管23底部处设置对应内杆16的第一环形凹槽24和对应外杆17的第二环形凹槽25。驱动板19设置在第一环形凹槽24和第二环形凹槽25之间的凸起上；直流发电机22设置在第一环形凹槽24中间的凸起上。内杆16的下端部与第一环形凹槽24的轮廓为正多边形结构；第一环形凹槽24相对固定管23底部深7cm，第二环形凹槽25相对固定管23底部深4cm。第一环形凹槽24为不锈钢结构，且与内杆16间隙配合；第二环形凹槽25为塑料结构。

这里，固定管23上端设置有外螺纹，并设置有对应该外螺纹的盖帽，盖帽顶部设置对应伞杆2大小的通孔，盖帽顶部为橡胶材料结构，所述通过与伞杆2过盈配合。其中，连接轴21为直径为6mm的不锈钢棒。

如图5所示，还包括风扇组件，风扇组件包括电动云台29、电动机28、摇杆机构27和单叶扇片26，电动云台29安装在伞杆2上端；电动机28安装在电动云台29上，并通过摇杆机构27连接单叶扇片26，电动机28通过摇杆机构27使单叶扇片26呈45-90度往复扇动，电动云台29能够使电动机28相对伞杆2展开或收叠；电动云台29和电动机28均连接控制器。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (4)

1.场地自适应的遮阳调节系统，包括底座、伞杆、遮阳伞体、控制器、行走机构、红外测距传感器、光电传感器、磁块、霍尔传感器、无线模块和电池组，所述遮阳伞体通过伞杆立在底座上，所述底座内安装电池组和控制器，其底部安装行走机构，所述行走机构包括行走方向成90度设置的横向行走机构和纵向行走机构，横向行走机构和纵向行走机构均包括依次连接的车轮、减速器和驱动电机；所述驱动电机连接控制器，控制器连接电池组；其特征在于：所述磁块以10cm×10cm距离规格均布在底座所处地面上，磁块与地面平齐；所述底座底部中心设置与控制器连接的霍尔传感器，所述霍尔传感器感应端相距地面1-3mm；所述红外测距传感器沿底座侧面周向均匀设置，所述红外测距传感器均连接控制器，控制器根据红外测距传感器发送距离数据控制驱动电机关闭或开启；所述光电传感器安装在遮阳伞体下方的桌子上端面，并均布在以桌子上端面中心为圆心的半径为10-200cm的圆周上；所述光电传感器通过无线模块与控制器连接；所述控制器中建立以底座中心为原点，并与所述光电传感器位置方向一一对应的坐标系，所述横向行走机构的行走方向与坐标系的X轴对应，纵向行走机构的行走方向与坐标系的Y轴对应；控制器通过所述光电传感器发送数据判断该光电传感器是否被太阳光照射，若被太阳光照射，则根据该光电传感器偏向的坐标系方向，控制对应行走机构移动，控制器根据霍尔传感器发送数据控制行走机构启动和停止，并重复上述操作，直至控制器判断光电传感器不被太阳光照射，行走机构停止；

所述驱动电机为步进电机，所述步进电机通过减速器控制行走轮行走速度为5-20cm/min；至少设置四个光电传感器；所述霍尔传感器位于磁块正上方时，控制器控制行走机构停止，并通过所述光电传感器发送数据从新判断光电传感器是否被太阳光照射；

还包括照明组件和发电组件，所述遮阳伞体内侧面喷涂有散光涂层；所述伞杆包括内杆和外杆，所述内杆套设在外杆内，所述内杆为中空钢管，外杆为透明玻璃管；所述内杆和外杆之间相距1-3cm，并通过支架连接固定，所述内杆外壁、外杆内壁和支架均喷涂有白色荧光层；所述内杆下端可拆式固定在底座上，其上端安装有遮阳伞体；所述外杆上端位于遮阳伞体下方，其下端插接在底座上；所述照明组件包括驱动板、及安装在驱动板上的LED灯和开关，所述驱动板位于内杆和外杆之间并安装在底座上，驱动板与伞杆轴线垂直，其中间设置用于内杆穿插通过的通孔，所述LED灯均布在驱动板上端面；所述驱动板通过开关连接电池组，所述开关和电池组安装在底座上；所述发电组件包括轴承、连接轴、直流发电机和扇叶，所述连接轴套设在内杆内，其端部分别通过轴承与内杆连接固定；所述直流发电机安装在底座内，所述直流发电机输入端与连接轴一端同轴插接；所述伞杆内杆伸出遮阳伞体，所述扇叶对应可拆式安装在伞杆内杆顶部并与连接轴转动连接；所述直流发电机连接电池组。

2.根据权利要求1所述的场地自适应的遮阳调节系统,其特征在于：所述底座上设置对应伞杆的固定管，固定管内径较伞杆外径大0.5-1mm；固定管上设置锁紧螺钉，所述锁紧螺钉安装在固定管上的螺孔内，并与固定管轴线垂直；所述底座对应固定管底部处设置对应内杆的第一环形凹槽和对应外杆的第二环形凹槽；所述驱动板设置在第一环形凹槽和第二环形凹槽之间的凸起上；所述直流发电机设置在第一环形凹槽中间的凸起上；所述内杆的下端部与第一环形凹槽的轮廓为正多边形结构；所述第一环形凹槽相对固定管底部深5-10cm，所述第二环形凹槽相对固定管底部深3-5cm；所述第一环形凹槽为不锈钢结构，且与内杆间隙配合；所述第二环形凹槽为塑料结构。

3.根据权利要求1所述的场地自适应的遮阳调节系统,其特征在于：所述固定管上端设置有外螺纹，并设置有对应该外螺纹的盖帽，所述盖帽顶部设置对应伞杆大小的通孔，所述盖帽顶部为橡胶材料结构，所述通过与伞杆过盈配合。

4.根据权利要求1所述的场地自适应的遮阳调节系统,其特征在于：所述连接轴为直径为4-8mm的不锈钢棒。