CN107121947A - 自动感应伸缩智能开关 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动感应伸缩的智能开关及其控制系统。所述智能开关包括开关壳体、可转动地设置于所述开关壳体内的旋钮，以及设置于所述开关壳体内的驱动机构，所述旋钮连接于所述驱动机构上。所述控制系统包括：距离检测模块，用于获取用户在所述智能开关前的运动轨迹；驱动模块，用于向所述驱动机构输入电流，以控制所述驱动机构带动所述旋钮作轴向伸缩运动；以及控制模块，用于根据所述距离检测模块获取的运动轨迹判断用户的操作意图，并根据用户的操作意图向所述驱动模块发送控制指令，以控制所述旋钮伸出所述开关壳体或者缩回所述开关壳体内。上述的开关旋钮能够根据用户的操作意图伸出或缩回所述开关壳体，用户体验较好。

Description

自动感应伸缩智能开关

技术领域

本发明涉及开关领域，尤其涉及一种自动感应伸缩的智能开关及其控制系统。

背景技术

目前市面上的智能开关按钮及旋钮的设计，主要是两种：触摸按钮式开关及实体按钮式开关。基于触摸按钮的开关，由于触摸方案缺乏明显的反馈手感，导致人们难以实现盲操作。基于实体按钮的开关，由于实体按钮或旋钮在按压伸缩时需要一定的按压行程，因此通常会设计成突出于开关表面的结构。当一个系列不同种类的开关，都把按钮设计成突出表面后，将开关放在一起将导致很多长相各异的按钮并列，开关的结构缺乏整体一致性，对于设计师来说提出了很高的挑战，且用户在操作时体验不佳。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种自动感应伸缩的智能开关及其控制系统，用于解决上述技术问题。

一种智能开关控制系统，应用于智能开关中，所述智能开关包括开关壳体、可转动地设置于所述开关壳体内的旋钮，以及设置于所述开关壳体内的驱动机构，所述旋钮连接于所述驱动机构上。所述控制系统包括：距离检测模块，用于获取用户在所述智能开关前的运动轨迹；驱动模块，用于向所述驱动机构输入电流，以控制所述驱动机构带动所述旋钮作轴向伸缩运动；以及控制模块，用于根据所述距离检测模块获取的运动轨迹判断用户的操作意图，并根据用户的操作意图向所述驱动模块发送控制指令，以使所述驱动模块控制所述旋钮伸出所述开关壳体或者缩回所述开关壳体内。

在其中一种实施例中，还包括位置检测模块，所述位置检测模块用于通过设置在所述开关壳体上的位置传感器获取所述旋钮的位置信息，所述位置传感器为二维偏移量传感器，所述位置检测模块获取的信息包括轴向位移量以及周向旋转量。

在其中一种实施例中，还包括弱电转强电控制模块，所述弱电转强电控制模块用于接收所述控制模块的控制指令，以控制与所述智能开关相关联的电器。

在其中一种实施例中，所述距离检测模块用于通过设置在所述开关壳体上的距离传感器来检测预设区域内的用户与所述智能开关之间的距离，并根据用户与所述智能开关之间的实时距离来计算用户的运动轨迹。

在其中一种实施例中，所述距离检测模块用于通过所述距离传感器获取预设区域内的移动物体的图像来判断该物体是否为用户，还用于判断该物体是用户时，获取用户与所述智能开关之间的实时距离，并根据用户的实时距离及实时图像计算用户的运动轨迹。

在其中一种实施例中，所述控制模块还用于根据所述距离检测模块检测的用户的运动轨迹，获取用户的运动方向以及运动速度，并根据用户的运动方向以及运动速度判断用户的操作意图；所述控制模块还用于在判断用户有意向操作所述智能开关时控制所述旋钮从所述开关壳体中伸出，在判断用户没有意向操作所述智能开关时控制所述旋钮缩回所述开关壳体内。

一种智能开关，包括开关壳体以及能够转动地设置在所述开关壳体上的旋钮。所述智能开关还包括驱动机构及上述任一项的智能开关控制系统，所述驱动机构设置于所述开关壳体内，所述旋钮连接于所述驱动机构上；所述智能开关控制系统用于检测用户在所述智能开关前的运动轨迹、判断用户的操作意图，并根据用户的操作意图控制所述旋钮伸出所述开关壳体或者缩回所述开关壳体内。

在其中一种实施例中，所述智能开关还包括距离传感器，所述距离传感器能够检测预设区域内的移动物体以允许所述智能开关控制系统判断该移动物体是否为用户，还能够检测用户与所述智能开关之间的距离，以允许所述智能开关控制系统根据用户与所述智能开关之间的实时距离来计算用户的运动轨迹。

在其中一种实施例中，所述距离传感器为以下传感器中的任一种：激光雷达、带深度测量的摄像头、毫米波相阵雷达；

或/及，所述距离传感器包括用于检测预设区域内的移动物体的第一传感器，以及用于检测移动物体与所述智能开关之间距离的第二传感器；所述第一传感器为以下传感器中的任一种：普通摄像头、远红外热成像传感器、热释电传感器；所述第二传感器为下传感器中的任一种：激光相位测距传感器、激光三角测距传感器、近红外相位测距传感器、近红外光强测距传感器。

在其中一种实施例中，所述开关壳体的开关面板上设置有限位卡扣，所述旋钮上对应所述限位卡扣设置有限位部，所述限位卡扣与所述限位部相配合以限制所述旋钮的轴向伸出长度；所述驱动机构上设置有限位挡板，所述限位挡板用于限制所述驱动机构及所述旋钮的轴向收缩深度。

相对于现有技术，本发明实施例提供的自动感应伸缩的智能开关及其控制系统，利用了驱动机构驱动旋钮，可以直接输出直线运动的力矩，不需要通过齿轮或杠杆机构将旋转扭矩转换为直线力矩，在缩小智能开关体积、简化结构的同时，提高了智能开关长期工作的稳定性，并且能够允许外部控制器控制所述驱动机构，有利于实现所述智能开关的智能控制。同时，所述智能开关通过所述距离检测模块以及所述距离传感器感测并计算用户在所述开关面板前的运动轨迹，能够精确地判断用户的操作意图，能够有效地避免所述旋钮的错误控制，且减少频繁动作，延长所述智能开关的使用寿命，降低整体功耗。上述的智能开关能够根据用户的控制需要，自动控制其旋钮伸出和缩回，既可以兼顾开关整体结构的平面化的设计关感，也可以达到控制盲操作的手感，提高了用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的智能开关处于原始状态的剖面示意图；

图2是图1所示的智能开关处于伸出状态的剖面示意图；

图3是本发明实施例提供的智能开关控制系统的功能模块示意图；

图4至图6是图3所示智能开关控制系统在感测用户靠近所述智能开关时的原理示意图；

图7至图10是图3所示智能开关控制系统在计算用户靠近所述智能开关的运动轨迹时的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请同时参阅图1至图2，本发明实施方式提供一种智能开关100，包括开关壳体10、驱动机构以及旋钮50，所述驱动机构设置于所述开关壳体10内，所述旋钮50可转动地设置在所述开关壳体10上，并连接于所述驱动机构上。所述驱动机构用于驱动所述旋钮50相对所述开关壳体10作轴向伸缩运动，使所述旋钮50能够凸伸出所述开关壳体10外，或收缩至所述开关壳体10内。

所述驱动机构可以为但不限于为音圈电机、直线电机、旋转电机、直线气缸、或者旋转气缸等动力结构。具体在本发明实施方式中，以音圈电机30为例进行说明。所述驱动机构30的定子为线圈组件，动子为磁体组件，所述旋钮50连接于所述定子上，使得线圈为固定状态，避免了将线圈组件作为动子而产生的线缆拉扯、缠绕的现象，能够相对延长所述智能开关100的使用寿命。

所述开关壳体10包括开关底盒11及扣合在所述开关底盒11上的开关面板13。所述开关底盒11用于收容所述音圈电机30及所述旋钮50，所述旋钮50能够从所述开关面板13上的通孔凸伸出所述开关面板13之外。所述开关面板13上设置有限位卡扣133，所述限位卡扣133用于对所述旋钮50的伸缩运动进行限位，以防止所述旋钮50从所述开关面板13中脱出。具体在图示的实施方式中，所述限位卡扣133为设置在所述通孔边缘的凸缘结构。

所述旋钮50的外周壁上设置有对应于所述限位卡扣133的限位部51，所述限位部51凸伸出所述旋钮50外表面。所述限位部51用于和所述开关面板13上的限位卡扣133相配合，以限制所述旋钮50的轴向伸出长度。具体在图示的实施方式中，所述限位部51为台阶结构。可以理解，在其他的实施方式中，所述限位部51可以设计为其他的结构，如凸点结构、伸臂结构等，并不局限于本发明实施例所描述。类似地，所述限位卡扣133也可以设计为凸缘以外的结构，如钩状结构、凸点结构、伸臂结构等，并不局限于本发明实施例所描述。

所述音圈电机30的线圈骨架311上设置有限位挡板3113，所述限位挡板3113用于对所述旋钮50的伸缩运动进行限位。具体地，所述限位挡板3113位于所述线圈骨架311远离所述开关面板13的一端，其用于止挡所述音圈电机30的动子及所述旋钮50的轴向收缩运动，以防止所述旋钮50在所述开关底盒11中收缩过深。在本实施方式中，所述限位挡板3113为板状结构，可以理解，在其他的实施方式中，所述限位挡板3113可以为其他结构，例如台阶结构、凸点结构、伸臂结构等，用以对所述动子的轴向收缩运动进行止挡限位，所述限位挡板3113的结构不局限于本发明实施例所描述。

进一步地，所述智能开关100还包括位置传感器70，所述位置传感器70设置在所述开关壳体10的开关面板上。所述位置传感器70用于感测所述旋钮50的旋转量及伸缩量，以便于所述智能开关100的控制芯片能够根据所述位置传感器50感测的数据来控制与所述智能开关100关联的电器。在本实施方式中，所述位置传感器70为二维偏移量传感器，其能够感测所述旋钮50轴向伸缩位移量以及周向旋转角度，从而允许所述控制芯片精确地控制所述旋钮50运动，达到旋钮50精确调节的目的。可以理解，在其他的一些实施方式中，所述位置传感器70可以设置在所述智能开关100的其他部位，例如，设置在所述旋钮50外周，或者设置在所述开关壳体10的开关底盒上，并不局限于本发明实施例所描述。

进一步地，所述智能开关100还包括距离传感器80，所述距离传感器80设置在所述开关壳体10上。所述距离传感器80用于感测所述智能开关100前用户的距离并计算用户的运动轨迹，以便于所述智能开关100的控制芯片根据用户的运动轨迹判断用户的操作意图，并进一步地根据用户的操作意图控制所述智能开关100的旋钮50伸出或缩回，使所述智能开关100在无人操作时，所述旋钮50保持收容在所述开关壳体10内的状态，从而保证所述智能开关100平面化的结构及设计感，同时提高用户的使用体验。

具体而言，所述距离传感器80能够检测预设区域内的移动物体以允许所述智能开关100的控制芯片判断该移动物体是否为用户；所述距离传感器80还能够检测用户与所述智能开关100之间的距离，以允许所述智能开关100的控制芯片根据用户与所述智能开关之间的实时距离来计算用户的运动轨迹。在一些具体的实施方式中，所述距离传感器80可以为但不限于为激光雷达、带深度测量的摄像头(RGBD Cam)、毫米波相阵雷达。在其他的一些实施方式中，所述距离床感情80可以包括用于检测预设区域内的移动物体的第一传感器，以及用于检测移动物体与所述智能开关之间距离的第二传感器；所述第一传感器可以为但不限于为以下传感器中的任一种：普通摄像头、远红外热成像传感器、热释电传感器；所述第二传感器可以为但不限于为下传感器中的任一种：激光相位测距传感器、激光三角测距传感器、近红外相位测距传感器、近红外光强测距传感器。

进一步地，所述智能开关100还包括控制芯片(图中未示出)，所述控制芯片与所述位置传感器70及所述距离传感器80电连接。所述控制芯片用于根据所述位置传感器70感测的数据来控制与所述智能开关100关联的电器，并根据所述距离传感器80感测的数据控制所述旋钮50伸出或缩回。所述控制芯片还用于与外部的控制器电连接或者通信连接，以接收外部控制器发出的指令，并根据该指令控制与所述智能开关100关联的电器，从而实现所述智能开关100的智能控制。因此，所述智能开关100能够与无线控制系统兼容，实现无线控制旋钮50伸缩、旋转的功能。应当理解的是，上述的外部控制器为用户用于远程或本地控制所述智能开关100的设备，其可以包括但不限于为遥控器、智能终端、智能家居系统控制中心等等。

在本实施方式中，所述智能开关100应用于灯光调节中，所述智能开关100与电灯电连接，用户通过旋转所述旋钮50，能够调节灯光的亮度，通过按压所述旋钮50能够打开或关闭电灯，或/及，通过按压所述旋钮50，能够切换灯光的色温。进一步地，所述智能开关100还能够与外部的控制器进行通信，以实现电灯的智能控制。可以理解的是，所述智能开关100既能够伸缩，又能够旋转，其应用并不局限于上文所描述，所述智能开关100还可以应用在其他电器的控制当中，例如，应用于显示器画面的调节、音响设备调节等等。

请参阅图3，本发明实施例还提供一种智能开关控制系统S1，所述智能开关控制系统S1应用于上述的智能开关100中，并用于控制所述智能开关100的旋钮50伸缩，从而控制与所述智能开关100关联的电器。

所述智能开关控制系统S1集成于所述智能开关100的控制芯片上，其包括控制模块101、位置检测模块103、驱动模块105、弱电转强电控制模块107以及距离检测模块109。

所述控制模块101用于控制其他模块协同工作，以实现所述智能开关100的智能控制。所述控制模块101还用于接收外部控制器的控制指令，控制其他模块协同工作，以控制所述旋钮50伸缩，从而实现所述智能开关100的智能控制。应当理解的是，上述的外部控制器为用户用于远程或本地控制所述智能开关100的设备，其可以但不限于为遥控器、智能终端、智能家居系统控制中心等。

具体而言，所述控制模块101能够通过向所述驱动模块105输出控制信号，使所述驱动模块105控制所述音圈电机30的线圈中的电流，从而达到带动所述旋钮50伸缩的目的。所述控制模块101能够根据所接收的所述位置检测模块103所检测的旋钮50的位置信息，输出信号至所述弱电转强电控制模块107进行电器的开/闭控制；还能够根据所述距离检测模块109所检测的用户的运动轨迹来分析用户的操作意图，并根据用户的操作意图输出信号至所述驱动模块105，以实现对所述音圈电机30的伸缩控制，从而控制所述旋钮50根据用户的操作意图伸缩。

所述位置检测模块103用于获取所述位置传感器70所检测的所述旋钮50的当前位置信息，并将所获取的数据传输至所述控制模块101。

所述驱动模块105用于接收所述控制模块101的控制指令，并根据控制指令驱动所述音圈电机30带动所述旋钮50伸缩。进一步地，所述电机控制模块105在控制所述音圈电机30时，能够通过控制流经所述音圈电机30的电流来控制所述音圈电机30进行伸缩运动时的力度及速度。

所述弱电转强电控制模块107用于根据所述控制模块101的控制指令，控制与所述智能开关100关联的电器的打开、关闭，或者切换工作状态。在本实施方式中，所述智能开关100应用于灯光调节中，所述弱电转强电控制模块107具体地为灯光控制模块。

所述距离检测模块109用于判断预设的检测区域内的移动物体是否为用户，还用于感测用户与所述智能开关100之间的距离并计算用户的运动轨迹，以便于所述控制模块101判断用户的操作意图，并能够根据用户的操作意图控制所述旋钮50伸出或缩回。

具体在本实施方式中，所述距离检测模块109通过读取所述距离传感器80所感测的数据，获取预设区域内的移动物体的图像来判断该物体是否为用户，还用于判断该物体是用户时，根据该数据计算所述智能开关100前用户的实时距离以及运动轨迹，以允许所述控制模块101根据所述距离检测模块109感测的数据计算用户的运动方向及运动速度，从而判断用户的操作意图。

在一些实施方式中，所述距离传感器80具体地包括第一传感器(图中未示出)及第二传感器(图中未示出)，所述第一传感器用于检测用户是否存在于预设的检测区域，或/及，所述第一传感器用于检测预设的检测区域内出现的移动物体，以允许所述距离检测模块109判断该物体是否为用户；所述第二传感器用于感测用户与所述智能开关100之间的距离，所述距离检测模块109结合所述第一传感器及所述第二传感器感测的数据，通过算法互补优势来计算，能够较为精确地计算用户的运动轨迹。在具体的实施方式中，所述第一传感器具体地可以为但不限于为普通摄像头、远红外热成像传感器、热释电传感器，所述第二传感器具体地可以为但不限于为激光相位测距传感器、激光三角测距传感器、近红外相位测距传感器、近红外光强测距传感器。

请参阅图4至图6，图4至图6示意性地示出了所述距离传感器80在感测用户靠近所述智能开关时的原理图。具体在图示的实施方式中，所述距离传感器80包括远红外热成像传感器82及激光相位测距传感器84，所述远红外成像传感器82用于探测所述智能开关100前的预设检测区域内是否存在用户影像，所述激光相位测距传感器84用于感测用户与所述智能开关100之间的距离。上述的预设检测区域应当理解为所述远红外热成像传感器82的感测范围。具体在图示的实施方式中，所述远红外热成像传感器82的感测范围以θ角表示，所述激光相位测距传感器84的感测范围以β角表示(请参阅图8)。

请参阅图7至图10，图7至图10示意性地示出了所述距离检测模块109在计算用户靠近所述智能开关的运动轨迹时的原理图。当用户进入所述预设检测区域时，用户的运动过程在远红外热成像传感器82表现为多帧图像中像素点的变化，所述远红外热成像传感器82能够借助多帧图像中像素点来记录所述用户的运动。在所述用户不断靠近所述智能开关100的过程中，所述远红外热成像传感器82能够感测到靠用户的温度逐渐升高，并且用户的图像所占的像素面积逐渐增大。而当用户运动至所述激光相位测距传感器84的感测范围内时，所述激光相位测距传感器84将会实时地检测用户与所述智能开关100之间的实际距离。

所述距离检测模块109能够根据用户与所述智能开关100之间的实时距离，计算用户的运动轨迹。具体而言，所述距离检测模块109根据上述的实时距离，通过三角函数来计算以获取用户的实际宽度，并将测得的数据推算到所述远红外热成像传感器82记录的多帧图像200中，通过计算用户在运动过程中的图像的像素点的变化，即可推导出用户的整个运动轨迹，上述的计算过程具体如下：

具体在图4-10示的实施例中，以用户距离所述开关面板50cm为例进行说明。在所述远红外热成像传感器82所摄取的环境图像200上，用户成像所占的区域以标号210表示，所述远红外热成像传感器82的可视角度FOV为θ，用户成像区域210左侧边缘与图像中轴线201所成夹角为用户成像区域右侧边缘与图像中轴线201所成夹角为γ。通过可视角度FOV(θ)以及用户与所述开关面板之间的距离，可利用三角函数计算在距离所述开关面板50cm处，所述用户成像区域210的覆盖的像素点长度；根据环境图像200的像素点的总长度以及用户成像区域210的覆盖的像素点长度，可以计算出用户的实际宽度，然后，如图6所示，通过不同时刻的成像画面的记录，利用相似三角形的性质，可以计算用户在不同时刻的相对于所述智能开关100的角度及距离，并由此推算出用户的整个运动轨迹。

上述的计算过程以用户作一维运动为例进行说明，可以理解的是，用户的运动轨迹可以是一维变化量、二维变化量、甚至是三维变化量，其计算方法与一维变化的运动轨迹的计算方法相类似，均是根据用户在不同距离处所形成的成像区域与所述远红外热成像传感器82所摄取的环境图像200之间的关系计算得出，为节省篇幅，本说明书不作一一赘述。

所述控制模块101还用于根据所述距离检测模块109所计算的用户的运动轨迹来计算用户的运动方向及运动速度，并借此判断用户的操作意图，从而根据用户的操作意图控制所述旋钮50伸所述开关壳体10或缩回所述开关壳体10内，具体如下：

若所述距离检测模块109检测到用户仅仅是在所述智能开关100面前经过，比如：在走廊上走过而未慢速度或未在所述智能开关100前停留，即判断用户没有意向要控制所述智能开关100，则所述控制模块101控制所述旋钮50保持收容于所述开关壳体10之内而不会伸出，从而保持所述智能开关100平面化的结构及设计感，同时减少能耗。

若所述距离检测模块109检测到用户逐步靠近所述智能开关100，且速度逐渐放慢时，所述控制模块101认为用户有意向去控制所述智能开关100，则根据用户靠近的速度和距离来控制所述旋钮50伸出所述开关壳体10。所述旋钮50伸出后，用户能够通过手摸到的手感操作，不需要盯着所述开关面板13来用手指点按，可实现盲操作，回归传统开关的情怀，用户体验较好。

若所述距离检测模块109检测到用户伸出手走近所述智能开关100，且用户的速度大于预设速度时，所述控制模块101则认为用户已经是非常习惯地使用所述智能开关100，此时所述控制模块101则控制所述旋钮50以预设的速度快速伸出，以保证用户的手靠近所述智能开关100时，所述旋钮50已伸出就绪等待控制，从而提高用户的使用体验。

若所述距离检测模块109检测到用户在所述智能开关100前停留时间大于预设时间时，所述控制模块101则认为用户可能只是刚好站在所述智能开关100处做其他事情，并没有控制所述智能开关100的意图。此时所述控制模块控101控制所述旋钮50缩回所述开关壳体10之内，以减少能耗。进一步地，所述旋钮50收容于所述开关壳体10之内时，所述音圈电机30的磁体在受力平衡的位置，不需要额外的电磁力去牵引，可降低开关的整体功耗、降低线圈的发热量。此时，若所述距离检测模块109再次检测到用户伸手靠近所述智能开关100，所述控制模块控101则立即控制所述旋钮50以预设的速度快速伸出，等待用户控制。

若所述距离检测模块109检测到用户离开所述智能开关100时，所述控制模块101则认为用户操作已完成，并控制所述旋钮50缩回所述开关壳体10之内，从而保持所述智能开关100平面化的结构及设计感，同时减少能耗。

可以理解，在其他实施方式中，所述距离传感器80可以包括其他的传感器组合，例如，所述距离传感器80具体地包括红外线阵激光传感器以及红外摄像头，所述距离检测模块109通过处理红外摄像头采集回来的激光线阵的分布来计算用户与所述智能开关100之间的距离；或者，所述距离传感器80具体地包括超声波传感器及摄像头，所述摄像头用于检测用户是否存在于预设的检测范围，所述超声波传感器用于测量用户与所述智能开关100之间的距离；又如，所述距离传感器80具体地包括激光发射器及摄像头，所述激光发射发射器用于发射激光，所述摄像头用于采集从用户身上反射回来的激光，由于激光打在不同距离的用户上会产生不同的形状，所述距离检测模块109能够根据反射的激光信号计算用户与所述智能开关100之间的距离，从而获取用户的运动轨迹，并允许所述控制模块101根据用户运动轨迹控制所述旋钮50伸缩。

可以理解，在其他的实施方式中，所述第二传感器可以省略，则所述距离传感器80为单个传感器，其用于检测预设的检测区域内出现的移动物体，以允许所述距离检测模块109判断该物体是否为用户；还用于感测用户与所述智能开关100之间的实时距离，以允许所述距离检测模块109计算用户的运动轨迹。具体地例如在一些实施方式中，所述距离传感器80可以为但不限于为带深度测量的摄像头(RGBD)、毫米波相阵雷达、激光雷达等。

综上所述，本发明实施例提供的智能开关及其控制系统，利用了音圈电机驱动旋钮，可以直接输出直线运动的力矩，不需要通过齿轮或杠杆机构将旋转扭矩转换为直线力矩，在缩小智能开关体积、简化结构的同时，提高了智能开关长期工作的稳定性，并且能够允许外部控制器控制所述音圈电机，有利于实现所述智能开关的智能控制。同时，所述智能开关通过所述距离检测模块以及所述距离传感器感测并计算用户在所述开关面板前的运动轨迹，能够精确地判断用户的操作意图，能够有效地避免所述旋钮的错误控制，且减少频繁动作，延长所述智能开关的使用寿命，降低整体功耗。上述的智能开关能够根据用户的控制需要，自动控制其旋钮伸出和缩回，既可以兼顾开关整体结构的平面化的设计美感，也可以达到控制盲操作的手感，提高了用户体验。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种智能开关控制系统，应用于智能开关中，所述智能开关包括开关壳体、可转动地设置于所述开关壳体内的旋钮，以及设置于所述开关壳体内的驱动机构，所述旋钮连接于所述驱动机构上；所述控制系统包括：

距离检测模块，用于获取用户在所述智能开关前的运动轨迹；

驱动模块，用于向所述驱动机构输入电流，以控制所述驱动机构带动所述旋钮作轴向伸缩运动；以及

控制模块，用于根据所述距离检测模块获取的运动轨迹判断用户的操作意图，并根据用户的操作意图向所述驱动模块发送控制指令，以使所述驱动模块控制所述旋钮伸出所述开关壳体或者缩回所述开关壳体内。

2.如权利要求1所述的智能开关控制系统，其特征在于，还包括位置检测模块，所述位置检测模块用于通过设置在所述开关壳体上的位置传感器获取所述旋钮的位置信息，所述位置传感器为二维偏移量传感器，所述位置检测模块获取的信息包括轴向位移量以及周向旋转量。

3.如权利要求1所述的智能开关控制系统，其特征在于，还包括弱电转强电控制模块，所述弱电转强电控制模块用于接收所述控制模块的控制指令，以控制与所述智能开关相关联的电器。

4.如权利要求1所述的智能开关控制系统，其特征在于，所述距离检测模块用于通过设置在所述开关壳体上的距离传感器来检测预设区域内的用户与所述智能开关之间的距离，并根据用户与所述智能开关之间的实时距离来计算用户的运动轨迹。

5.如权利要求4所述的智能开关控制系统，其特征在于，所述距离检测模块用于通过所述距离传感器获取预设区域内的移动物体的图像来判断该物体是否为用户，还用于判断该物体是用户时，获取用户与所述智能开关之间的实时距离，并根据用户的实时距离及实时图像计算用户的运动轨迹。

6.如权利要求4所述的智能开关控制系统，其特征在于，所述控制模块还用于根据所述距离检测模块检测的用户的运动轨迹，获取用户的运动方向以及运动速度，并根据用户的运动方向以及运动速度判断用户的操作意图；所述控制模块还用于在判断用户有意向操作所述智能开关时控制所述旋钮从所述开关壳体中伸出，在判断用户没有意向操作所述智能开关时控制所述旋钮缩回所述开关壳体内。

7.一种智能开关，包括开关壳体以及能够转动地设置在所述开关壳体上的旋钮，其特征在于，所述智能开关还包括驱动机构及权利要求1～6中任一项的智能开关控制系统，所述驱动机构设置于所述开关壳体内，所述旋钮连接于所述驱动机构上；所述智能开关控制系统用于检测用户在所述智能开关前的运动轨迹、判断用户的操作意图，并根据用户的操作意图控制所述旋钮伸出所述开关壳体或者缩回所述开关壳体内。

8.如权利要求7所述的智能开关，其特征在于：所述智能开关还包括距离传感器，所述距离传感器能够检测预设区域内的移动物体以允许所述智能开关控制系统判断该移动物体是否为用户，还能够检测用户与所述智能开关之间的距离，以允许所述智能开关控制系统根据用户与所述智能开关之间的实时距离来计算用户的运动轨迹。

9.如权利要求8所述的智能开关，其特征在于：所述距离传感器为以下传感器中的任一种：激光雷达、带深度测量的摄像头、毫米波相阵雷达；

或/及，所述距离传感器包括用于检测预设区域内的移动物体的第一传感器，以及用于检测移动物体与所述智能开关之间距离的第二传感器；所述第一传感器为以下传感器中的任一种：普通摄像头、远红外热成像传感器、热释电传感器；所述第二传感器为下传感器中的任一种：激光相位测距传感器、激光三角测距传感器、近红外相位测距传感器、近红外光强测距传感器。

10.如权利要求7所述的智能开关，其特征在于：所述开关壳体的开关面板上设置有限位卡扣，所述旋钮上对应所述限位卡扣设置有限位部，所述限位卡扣与所述限位部相配合以限制所述旋钮的轴向伸出长度；所述驱动机构上设置有限位挡板，所述限位挡板用于限制所述驱动机构及所述旋钮的轴向收缩深度。