CN108463606B - 用于以一个以上模式控制建筑开口覆盖物的设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种双重控制建筑覆盖物。一种双重控制建筑覆盖物包括离合器以在马达不在使用中时使所述马达脱开。所述双重控制建筑覆盖物还包括手动控制件以在所述马达脱开时移动建筑开口的覆盖物。所述双重控制建筑覆盖物还包括制动元件以在所述马达脱开时抵制所述覆盖物的驱动元件的移动。

Description

用于以一个以上模式控制建筑开口覆盖物的设备
相关申请
本专利要求2016年1月14提交的美国临时专利申请序列号62/278,981和2016年3月15日提交的美国临时专利申请序列号62/308,775的较早提交日期的优先权和权益。美国临时专利申请序列号62/278,981和美国临时专利申请序列号62/308,775特此以引用的方式全文并入本文中。
技术领域
本公开总体涉及建筑覆盖物，且更具体地涉及用于以一个以上模式控制建筑覆盖物的方法和设备。
背景技术
诸如卷帘、垂直窗户覆盖物、水平窗户覆盖物和弹簧承载窗户覆盖物等建筑覆盖物提供遮蔽和私密性。这类覆盖物经常包括连接至覆盖织物或其它遮蔽材料的机动化设备。当设备的马达旋转时，织物露出或覆盖建筑结构。
附图说明
将通过使用以下附图来描述根据本文中公开的实施方案的原理构造的建筑覆盖物的实施方式，所述实施方式不应视为限制性的，而应视为实施本公开的原理的示例方式的说明。本领域技术人员在阅读本公开后将想到许多其它实施方式。
图1图示了根据本公开的一个或多个原理构造并且包括接合/脱开式离合器以便于装置(诸如图4的建筑覆盖物组件)的机动化操作和手动操作两者的示例机动化组件。
图2和图3图示了根据本公开构造并且可用以实施图1的离合器的接合/脱开式离合器的实施方式的示例。
图4图示了根据本公开的一个或多个原理构造并且包括图1的具有接合/脱开式离合器的机动化组件的垂直堆叠建筑覆盖物的实施方式的示例。
图5图示了根据本公开的一个或多个原理构造并且包括接合/脱开式离合器以便于机动化操作和手动操作两者的水平堆叠建筑覆盖物的实施方式的示例。
图6图示了根据本公开的一个或多个原理构造并且包括接合/脱开式离合器以便于机动化操作和手动操作的辊轴式建筑覆盖物的实施方式的示例。
图7图示了根据本公开的一个或多个原理构造并且与根据本公开的一个或多个原理的离合器和马达结构耦合的模拟编码器的示例。
图8图示了根据本公开的一个或多个原理构造并且包括具有旋转杆追踪的接合/脱开式离合器以便于装置(诸如图10的建筑覆盖物组件)的机动化操作和手动操作两者的机动化组件的示例。
图9图示了可用以实施图8的离合器的接合/脱开式离合器的实施方式的示例。
图10图示了根据本公开的一个或多个原理构造并且包括图8的具有接合/脱开式离合器和旋转杆追踪的机动化组件的垂直堆叠建筑覆盖物的实施方式的示例。
图11是根据本公开的一个或多个原理构造以控制根据本公开的建筑覆盖物的建筑覆盖物控制器的框图。
图12、13、14和15是表示根据本公开的一个或多个原理结构化并且可以被执行以实施图11的建筑覆盖物控制器的机器可读指令的流程图。
图16是表示根据本公开的一个或多个原理结构化并且可以被执行以实施图11的建筑覆盖物控制器以监测覆盖物的位置改变的第一机器可读指令的流程图。
图17是表示根据本公开的一个或多个原理结构化并且可以被执行以实施图11的建筑覆盖物控制器以监测覆盖物的位置改变的第二机器可读指令的流程图。
图18是根据本公开的一个或多个原理结构化以执行图6和图7的机器可读指令以实施图11的建筑覆盖物控制器的处理器平台的框图。
具体实施方式
在建筑覆盖物(为了方便起见也称作“覆盖物”而不希望进行限制)的操作中，机动化控制器经常用以使覆盖物下降或升高。替代地，可以手动地操作建筑覆盖物以使覆盖物下降或升高。在建筑覆盖物中结合手动和自动(例如，机动化)操作(或其它双重控制操作)引起控制器需要通过追踪马达的操作来追踪覆盖物的位置(例如，以便将建筑覆盖物操作至其上限和下限)的问题。例如，马达的控制器可以通过追踪马达的操作来追踪覆盖物的位置，但当用户手动地改变覆盖物的位置(例如，通过手而不使用马达或补充马达)时，控制器不再知道覆盖物的确切位置(例如，因为在不操作马达的情况下通过手动控制改变了覆盖物位置)。另外或替代地，手动地操作固定地耦合至马达的建筑覆盖物可以迫使马达旋转，这对系统产生额外和不需要的扭矩。
本公开的方面可以增加用于建筑覆盖物的示例设备和相关部件的使用寿命，并且使得能够确定建筑覆盖物的准确定位。另外和/或替代地，本公开的方面可以减少由用于建筑覆盖物的这类设备消耗的电力的量。因此，实施本公开的方面的建筑覆盖物可以在更换电池和/或其它电源之前操作较长时间段。本文档中讨论的所有设备和方法是根据本公开的一个或多个原理实施的设备和/或方法的示例。这些示例不是实施这些原理的唯一方式而仅仅是示例。本领域技术人员在阅读本公开后将想到实施本公开原理的其它方式。
根据本公开的一个方面，一种设备使用示例手动控制器和/或示例电动马达经由驱动轴使建筑覆盖物移动。根据本公开的一个方面，当电动马达不在使用中时，电动马达从驱动轴脱开和/或解耦，诸如以增加建筑覆盖物和/或电动马达的使用寿命。电动马达可以不同方式从驱动轴脱开。例如，根据本公开的一个方面，用于建筑覆盖物的示例设备包括示例凸轮，所述凸轮在电动马达在使用中时操作地使电动马达与驱动轴耦合并且在电动马达不在使用中时操作地使电动马达与驱动轴解耦。
根据本公开的一个方面，当电动马达从驱动轴脱开和/或解耦时，设备将建筑覆盖物保持在固定的和/或期望的位置。建筑覆盖物可以不同方式维持在固定的和/或期望的位置。例如，根据本公开的一个方面，建筑覆盖物可以使用示例制动元件保持在固定的和/或期望的位置。如本文中所描述，“制动元件”是可用以保持建筑覆盖物和/或驱动轴的位置的任何装置，诸如，例如而不限于弹簧马达、弹簧、凸轮、制动器等。
根据本公开的一个方面，用于建筑覆盖物的设备使得能够在无电动马达的辅助的情况下手动地移动建筑覆盖物时确定和/或追踪建筑覆盖物的位置。根据本公开的一个方面，设备包括第一位置追踪装置和第二位置追踪装置以使得能够在手动地移动建筑覆盖物和/或使用电动马达移动建筑覆盖物时确定和/或追踪建筑覆盖物的位置。第一位置追踪装置可以与利用手动控制器和/或电动马达移动建筑覆盖物相关联并且第二位置追踪装置可以与利用电动马达移动建筑覆盖物相关联。另外和/或替代地，根据本公开的一个方面，第二追踪装置可以与使电动马达移动以使电动马达与驱动轴接合和/或耦合和/或使电动马达与驱动轴脱开和/或解耦相关联。例如，为了使电动马达与驱动轴脱开和/或解耦，可以使电动马达反转和/或移动阈值量(例如，四分之一圈)。
可以使用编码器和/或其它传感器(例如，移动传感器)，诸如例如机电系统和/或微电子系统(MEMS)来实施第一位置追踪装置和/或第二位置追踪装置。例如，第一位置追踪装置可以通过追踪耦合至驱动轴的目标来监测建筑覆盖物的位置。
根据本公开的一个方面，设备使电气部件断电和/或进入睡眠模式以减少消耗的电力的量。可以断电和/或被致使进入睡眠模式的电气部件可以包括而不限于电动马达、第一位置追踪装置、第二位置追踪装置等。
根据本公开的一个方面，在电气部件已断电和/或进入睡眠模式之后，设备可以对电气部件通电以确定建筑覆盖物的位置。可以基于所满足的阈值时间长度、被接收以使建筑覆盖物移动的输入和/或基于所检测的建筑覆盖物的移动而周期性地使电气部件通电。
根据本公开的一个方面，第二位置追踪装置知道建筑覆盖物的位置。根据本公开的一个方面，第二位置追踪装置访问来自第一位置追踪装置的位置数据以使得第二位置追踪装置能够知道建筑覆盖物的位置，甚至在电动马达已断电和/或以其它方式不用以使建筑覆盖物移动时也如此。
图1图示了可用以操作建筑覆盖物组件的包括离合器110的机动化组件100的示例。在图1的示例中，机动化组件100的离合器110通过马达105的操作接合。旋转杆115(例如，驱动轴、线性输送、旋转元件等)操作地耦合至覆盖物以经由机动化操作(经由马达105)来使覆盖物移动或通过覆盖物的手动操作而移动(例如，不操作马达105或除了机动化操作之外)。例如，如图4和图10所示，旋转杆115可以耦合至转化齿轮箱(translation gearbox)以使耦合至覆盖物的皮带移动，如图5所示，旋转杆115可以耦合至线轴以使线轴卷绕，从而使覆盖物移动，并且如图6所示，旋转杆115可以耦合至管子界面以使覆盖物所卷绕的管子旋转，所述管子类似于图6所示的管子。替代地，旋转杆115可以驱动任何其它覆盖元件以用于使覆盖物移动。根据所示示例，当机动化组件100未由马达105操作时，离合器110使马达105从旋转杆115脱开。当未操作马达105以允许旋转杆115手动地旋转或另外独立于马达105旋转时，脱开式离合器110使马达105从旋转杆115脱开，从而使覆盖物打开或关闭(例如，当操作者不可获得或不期望机动化控制时，覆盖物可以打开或关闭)。如图4至图6和图10所示，机动化组件100的部件可以用于各种建筑开口覆盖物组件(例如，垂直堆叠建筑开口覆盖物组件400、水平堆叠建筑开口覆盖物组件500、辊轴式建筑开口覆盖物组件600、和/或任何其它类型的建筑开口覆盖物组件)。
图1的机动化组件100包括耦合至建筑覆盖物控制器108的马达105、离合器110、旋转杆115和覆盖物位置编码器120。机动化组件100的手动操作和/或马达105在与旋转杆115接合时的旋转使旋转杆115旋转。当旋转杆115旋转时，覆盖物位置编码器120通过追踪旋转杆115的旋转来追踪覆盖物的位置。覆盖物经由旋转杆115机械地连接至覆盖物位置编码器120。覆盖物的移动转化为旋转杆115的旋转，且因此由覆盖物位置编码器120追踪。
在图1的示例中，马达105是用于基于来自建筑覆盖物控制器108的信号而驱动覆盖物的电动马达。如本文中所使用，覆盖物控制器108可以包括执行命令和/或以其它方式与马达105、马达编码器106和/或覆盖物位置编码器120通信的硬件、软件和/或固件。控制器108可以由一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、可编程处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置(PLD)和/或现场可编程逻辑装置(FPLD)来实施。机动化组件100连接至电源，诸如电池和/或电线以向马达105、建筑覆盖物控制器108和/或需要外部电力的任何其它部件提供电力。马达105可以包括可以耦合至扭矩传递设备的旋转驱动输出。另外或替代地，可以使用任何其它类型的马达和/或马达的任何其它组合。
在图1的示例中，马达编码器106追踪马达105的旋转以确定覆盖物的位置，确定将覆盖物移动至期望的位置所需的转数，确定离合器110何时接合和/或脱开，和/或利用覆盖物位置编码器120校准位置信息。在一些示例实施方案中，控制器108可以根据图13所示的过程操作以使马达105脱开。如本文中所使用，编码器可以是将轴或轴杆的角位置、线性位置或运动转换为模拟或数字代码的任何装置。马达编码器106可以是检测耦合至马达105的输出(例如，驱动轴)的磁体的旋转的霍尔效应传感器(例如，在马达105已操作以使覆盖物移动之后，马达编码器106追踪马达105的反转操作以确定马达105何时已充分旋转至从旋转杆115脱开(如下文进一步详细描述)。替代地，马达编码器106可以位于任何其它位置以检测马达105的输出轴的旋转。替代地，马达编码器106可以是用于检测旋转的任何其它类型的装置，包括旋转编码器、重力传感器等。
根据本公开的一个方面，为了使马达从驱动元件脱开，建筑覆盖物组件包括离合器。在一些方面，可以由除了马达之外的部件移动并且因此通过离合器使马达脱开的驱动器防止驱动元件的这种移动反向地驱动马达，反向地驱动马达可以抵制移动和/或可能损坏马达。除了马达之外的部件可以是手动操作、第二马达等。离合器可以是选择性地使马达与驱动元件接合和脱开的任何类型的离合器。例如，离合器可以是机械离合器、机电离合器、弹簧加载离合器、摩擦离合器、盘式离合器等。在本公开的一些方面，离合器可以通过马达的操作接合。在一些这类方面，离合器可以通过在与先前的操作方向相反的方向上操作马达而脱开。
在图1的示例中，提供机动化组件100的离合器110以选择性地使马达105与旋转杆115耦合。在图1的示例中，离合器110在马达105正被操作时操作地使旋转杆115与马达105接合，并且在马达105未被操作时使旋转杆115与马达105脱开。离合器110允许旋转杆115选择性地受马达105控制(例如，仅当旋转杆115与马达105耦合时)，使得旋转杆115的手动控制可独立于马达105(例如，覆盖物的手动移动引起旋转杆115的旋转)而实现(例如，当旋转杆115从马达105解耦时)。如本文中所使用，手动移动包括旋转杆115由除了马达105之外的力(诸如通过手，而非电气的、机动化的等)驱动的旋转。当离合器110接合时，马达105旋转地耦合至旋转杆115以使覆盖物移动。当离合器110接合时，马达105驱动旋转杆115的旋转。如图4至图6和图10进一步描述，旋转杆115的旋转转化为覆盖物的移动。当马达105不在使用中时，离合器110使马达105从旋转杆115脱开(例如，使马达105的输出从旋转杆115解耦)以准许旋转杆115独立于马达105旋转。
在图1的示例中，离合器110通过反转马达105的方向来使旋转杆115从马达105脱开(例如，在与操作马达105以使覆盖物移动的方向相反的方向上操作马达105优选地持续马达105的部分转，例如四分之一转)。例如，如果已在顺时针方向上操作马达105，那么离合器110通过在逆时针方向上操作马达105持续部分转来使马达105从旋转杆115脱开。马达105的反转操作引起离合器110的反转操作，从而使旋转杆115从马达105脱开。使马达105从旋转杆115解耦允许操作者手动地移动覆盖物，而旋转杆115不会向马达105施加扭矩和/或马达105不会抵制手动操作。参考下文进一步详细描述的在图2和图3中所图示的离合器110的示例实施方式，描述离合器110的一个非限制性示例实施方式。在一些示例中，致动马达105以将覆盖物驱动期望的距离，诸如通过使马达105在第一方向上操作。一旦覆盖物已移动期望的距离，马达105便在与第一方向相反的第二方向上操作(例如，旋转)以导致离合器110使马达105从旋转杆115脱开。因而，当马达105静止时，离合器110可以使马达105与旋转杆115脱开，使得覆盖物不与马达105操作地耦合，并且可以实现覆盖物的手动移动而不影响马达105。换句话说，在一些示例中，除非有意地致动并操作马达105以使覆盖物移动，否则机动化组件100始终处于手动模式而马达105从旋转杆115脱开。离合器110可以在两个方向上(例如，顺时针和逆时针)接合。因此，在使离合器110脱开时马达105的过度旋转(例如，旋转超过使马达105脱开的点)可以使离合器110在相反方向上重新接合。为了控制马达105经由离合器110的脱开(例如，以监测马达位置，从而验证马达何时移动至与脱开相关联的位置)，机动化组件100可以包括马达编码器106以追踪马达105的移动。
尽管图1的示例中的离合器110是因为马达105的旋转而接合的机械离合器，但可以使用任何其它类型的离合器或机构以选择性地使马达105接合或脱开。例如，离合器110可以是电子离合器、气动离合器、液压离合器、机电离合器或任何其它类型的离合器。
在图1所示的示例中，建筑覆盖物控制器108监测覆盖物的位置并控制马达105的操作。建筑覆盖物控制器108与马达105和覆盖物位置编码器120通信。建筑覆盖物控制器108从覆盖物位置编码器120接收覆盖物的位置以允许建筑覆盖物控制器108控制马达105以将覆盖物定位于期望的位置。覆盖物位置编码器120通过监测旋转杆115的旋转来追踪覆盖物的位置。在一些示例中，覆盖物位置编码器120追踪覆盖物位置并且马达编码器106在马达105经由离合器110脱开期间追踪马达位置。在一些示例中，来自覆盖物位置编码器120的数据用以校准马达编码器106且反之亦然。在一些示例中，覆盖物位置编码器120和马达编码器106相互合作地使用以确定使马达105旋转以将覆盖物移动至期望的位置的总转数。
根据所示示例，建筑覆盖物控制器108与中央控制器(未示出)通信，中央控制器关于机动化组件100的操作向建筑覆盖物控制器108做出指示。例如，中央控制器可以命令建筑覆盖物控制器108(和例如建筑物中的其它建筑覆盖物组件的控制器)将覆盖物驱动至覆盖相关联的建筑结构的位置。响应于命令，建筑覆盖物控制器108基于从覆盖物位置编码器120接收的位置信息确定覆盖物的当前位置并操作马达105以将覆盖物移动至关闭位置。例如，建筑覆盖物控制器108可以在经由覆盖物位置编码器120和/或通过监测马达105的转数来监测覆盖物的位置的同时操作马达105。根据所示实施方案，建筑覆盖物控制器108通过控制发送至马达105的控制信号来监测马达105的旋转(例如，建筑覆盖物控制器108确定控制信号将用以驱动马达105的与转数相关联的脉冲数目)。替代地，在一些实施方案中，建筑覆盖物控制器108包括检测马达105的旋转的传感器(例如，编码器、旋转传感器等)和/或通信地与所述感测器耦合。
一旦覆盖物到达操作者期望的位置(例如，基于建筑覆盖物控制器108确定马达105已操作足够转数以将覆盖物移动至期望的位置)，建筑覆盖物控制器108便使马达105从旋转杆115脱开。在实施方案中，诸如在建筑覆盖物控制器108使马达105在反转方向上短暂地操作(例如，持续马达105的部分转)以使马达105从旋转杆115脱开后，离合器110使马达105从旋转杆115解耦。在一些示例中，制动元件(例如，马达弹簧或制动器)可用以在马达105从旋转杆115脱开时抵制旋转杆115的移动(例如，旋转)。在这类示例中，制动元件抵制旋转杆115诸如因为覆盖物的重量和/或重力而旋转。可以利用少量所施加力(例如，在手动操作期间)而克服制动元件。结合图11至图17进一步详细描述建筑覆盖物控制器108的示例实施方式。
在图1的实施方案中，覆盖物位置编码器120包括通过旋转杆115的旋转而移动的滑件122。例如，覆盖物位置编码器120可以包括齿轮箱、蜗杆齿轮等以将旋转杆115的旋转转化为滑件122的横向移动。滑件122在覆盖物位置编码器120中的位置和因此覆盖物相对于全开位置和/或全闭位置的相对位置可以由沿着滑件122的操作路径设置的电阻式接触件124确定。滑件122的位置影响可以被测量并转化为位置(例如，通过模数转换)的电阻。尽管图1的覆盖物位置编码器120是包括电阻式接触件124的基于滑件的编码器，但可以使用任何其它类型的编码器以用于追踪旋转杆115的旋转和/或覆盖物的位置。例如，结合图13描述了可用以追踪旋转杆115的旋转和/或覆盖物的位置的模拟旋转编码器。替代地，覆盖物位置编码器120可以使用如在例如美国专利公开No.2012/0200247、美国专利公开No.2013/0199735、美国专利公开No.2014/0224437、美国专利公开No.2014/0290870、美国专利公开No.2014/0090787和美国专利公开No.2014/0262078中所描述的重力传感器，所述美国专利公开中的每一者特此以引用的方式全文并入本文中。
尽管图1的建筑覆盖物控制器108在机动化组件100的外壳内部，但建筑覆盖物控制器108可以替代地定位成与机动化组件100分开。例如，建筑覆盖物控制器108可以由计算机、服务器或与机动化组件100通信的其它计算装置实施。如本文中所使用，短语“与……通信”(包括其变型)涵盖直接通信和/或通过一个或多个中间部件的间接通信且不要求直接的物理(例如，有线)通信和/或不断的通信，而是另外包括无线通信、按周期性或非周期性间隔进行的选择性通信以及一次性事件。
机动化组件100可以由电池组经由电缆(例如，电线)供电。例如，电池组可以包括十二个AA电池。替代地，电池组可以包括任何数目和/或任何类型的电池。机动化组件100可以由多个电池组供电。例如，机动化组件100可以由12伏(V)容量的电池组和18V容量的电池组供电。在这种示例中，电缆可以将电池组电耦合至机动化组件100。具有较高电位(例如，18V)的电池组最初向机动化组件100提供电流。当18V电池提供电流时，电池组的电压将降低(例如，放电)。当18V电池组放电至与12V电池组相同的电压时，12V电池组将另外开始提供电流。可以使用一个或多个二极管(例如，在将电池组电耦合至机动化组件100的电缆中)以防止将电流从一个电池组反向地驱动至另一电池组(例如，由于电池组之间的电压差)。另外或替代地，机动化组件100可以由交流(AC)和/或直流(DC)电源供电。
在操作中，当建筑覆盖物控制器108接收移动机动化组件100的覆盖物的指令时，建筑覆盖物控制器108指示马达105旋转。当存在时，扭矩传递设备将马达105的输出转化为较高扭矩以用于使离合器110可旋转地接合。一旦离合器110使旋转杆115与马达105接合，马达105的操作便使旋转杆115旋转。当旋转杆115旋转时，通过覆盖物位置编码器120来追踪覆盖物的位置。覆盖物位置编码器120将覆盖物位置信息发送至建筑覆盖物控制器108。另外或替代地，另一传感器，诸如(例如)马达编码器106(其可以附接至马达105)可以追踪马达105的旋转和/或机动化组件100的另一部件的移动以便于通过建筑覆盖物控制器108追踪覆盖物的位置。旋转杆115的旋转驱动覆盖物。
当机动化组件100的机动化操作终止时(例如，当覆盖物到达期望的/所命令的位置时，当命令机动化组件100停止时，当机动化组件100已到达期望的位置时等)，建筑覆盖物控制器108指示马达105经由离合器110脱开，诸如通过在与先前操作方向相反的方向上操作马达105。根据所示示例，建筑覆盖物控制器108驱动马达105持续足以经由离合器110使马达105从旋转杆115脱开的持续时间(例如，持续足以使离合器110在与马达105曾旋转的方向相反的方向上旋转部分转，诸如四分之一转的持续时间)。另外，马达编码器106追踪马达105的旋转以允许建筑覆盖物控制器108确定用以经由离合器110使马达105脱开的适当旋转量。一旦通过离合器110从马达105脱开，便可以手动地旋转旋转杆115而无来自马达105的阻力和/或无扭矩施加至马达105。例如，用户可以使用所附接的细棒(wand)、其它工具或通过手来使覆盖物移动。使覆盖物移动会驱动旋转杆115。覆盖物位置编码器120追踪旋转杆115的旋转并且将覆盖物位置信息发送至建筑覆盖物控制器108。因此，覆盖物位置编码器120可以在覆盖物被手动地移动时追踪覆盖物位置。在一些实施方案中，覆盖物位置编码器120不需要电来追踪覆盖物位置(例如，在机械地操作覆盖物位置编码器120(诸如滑件编码器)并且在每当供应电时报告位置的情况下)。在这类实施方案中，即使当在不供应电力时(例如，在停电期间)手动地操作覆盖物时，建筑覆盖物控制器108可以在供应电力后(例如，在停电结束之后)基于覆盖物位置编码器120确定覆盖物位置而不必执行校准程序(例如，将覆盖物移动至预定位置以校准编码器，请求用户校准机动化组件100等)。
图2和图3分别图示了图1的离合器110的实施方式的示例的前视图和后视图。参考图1的机动化组件100描述图2的离合器110。替代地，图2的离合器110可以与任何类型的机动化组件一起使用和/或可以用于其中接合/脱开式离合器可以是有用的任何组件中。图2的离合器110包括离合器外壳单元200、细长构件210、凸轮随动件220和驱动齿轮230。
图2和图3的离合器外壳单元200包括环形槽302(图3)，环形槽302被配置成接收细长构件210的环形表面212以允许细长构件210在离合器外壳单元200内旋转。当细长构件210旋转(例如，由于耦合至细长构件210的马达105的操作)时，离合器外壳单元200优选地保持固定(例如，固定地附接至建筑结构)。细长构件210包括用于接收马达105的输出轴以将马达105的输出与细长构件210耦合的通道308(图3)。替代地，马达105的输出可以耦合至扭矩传递设备，因此，在这类示例中，细长构件210接收扭矩传递设备的输出轴。因此，马达105的运动(例如，马达轴的旋转)转化至细长构件210，从而使细长构件210旋转。
所示实施方案的细长构件210包括夹持部218以可释放地耦合细长构件210与驱动齿轮230，从而将凸轮随动件220耦合在细长构件210与驱动齿轮230之间。夹持部218允许驱动齿轮230和细长构件210经受细长构件210的其它部件与驱动齿轮230的相互作用而独立地旋转。替代地，可以使用允许细长构件210旋转的任何其它类型的紧固件(例如，细长构件210可以具有螺纹以接收螺母)。
凸轮随动件220包括突起321，突起321包括凸轮随动件旋钮322(图3)。细长构件210通过夹持部218耦合至凸轮随动件220，凸轮随动件220的凸轮随动件旋钮322与细长构件210的凸轮表面214配合。细长构件210可以包括两个凸轮表面214，其各自优选地包括细长构件210的圆周的大约一半且各自接收两个凸轮随动件旋钮322中的一个。替代地，可以使用任何期望的数目的凸轮表面214和凸轮随动件旋钮322(例如，1、2、3等)。凸轮表面214的每一圆周末端终止于止挡件216。
凸轮表面214有凹槽以保持凸轮随动件旋钮322与凸轮表面214接合。当细长构件210在第一方向上旋转时，凸轮表面214将凸轮随动件旋钮322朝止挡件216驱动，且因此使凸轮随动件220朝驱动齿轮230移动。相反，当凸轮随动件旋钮322移动远离止挡件216时(例如，通过将马达105的操作反转为在与第一方向相反的第二方向上)，凸轮随动件旋钮322沿着细长构件210的凸轮表面214在远离止挡件216的方向上移动，从而驱动凸轮随动件220远离驱动齿轮230。
一旦凸轮随动件旋钮322与细长构件210的止挡件216相遇(例如，当凸轮随动件220朝驱动齿轮230完全延伸时)，细长构件210的止挡件216便于凸轮随动件220与细长构件210一致地旋转。相反，当反转旋转方向时，止挡件216和凸轮随动件旋钮322将不再接触，因此凸轮随动件220将停止旋转并且凸轮随动件220将移动远离驱动齿轮230，因为凸轮随动件旋钮322移动至细长构件210的凸轮表面214中的较深处。另外，马达105可以继续使细长构件210在相反方向上旋转，直到凸轮随动件旋钮322使凸轮表面214向上移动以将凸轮随动件220朝驱动齿轮230推动为止。一旦凸轮随动件旋钮322到达止挡件(例如，止挡件216或细长构件210的相对侧上的止挡件)，凸轮随动件220将完全延伸，且因此再次与驱动齿轮230接合。一旦凸轮随动件220与驱动齿轮230接合，马达105(图1)便经由驱动齿轮230驱动旋转杆115在相反的旋转方向上旋转。例如，马达105的输出轴使细长构件210旋转，从而使凸轮随动件220旋转。凸轮随动件220的旋转使驱动齿轮230旋转，这使旋转杆115(图1)旋转。因此，为了在第一方向上旋转之后经由图2和图3的离合器110使马达105脱开，细长构件210应在第二相反的方向上旋转，直到凸轮随动件220缩回为止并且在凸轮随动件220延伸之前。
凸轮随动件220包括选择性地与驱动齿轮230的配合的带键表面332接合的带键表面224。当细长构件210旋转且凸轮随动件旋钮322行进跨越凸轮表面214时，凸轮随动件220的带键表面224移动至与驱动齿轮230的配合的带键表面332接合。
一旦凸轮随动件旋钮322到达止挡件216并与止挡件216接合，细长构件210的旋转便驱动凸轮随动件220的旋转。当带键表面224与配合的带键表面332接合时，凸轮随动件220的旋转使驱动齿轮230旋转。因此，当细长构件210旋转得足够远(1)以使凸轮随动件220与驱动齿轮230轴向接合和/或(2)以使止挡件216驱动凸轮随动件220的旋转时，离合器110接合。相反，当细长构件210在与接合旋转方向相反的方向上旋转以使凸轮表面214旋转至一位置时，马达105(图1)脱开，在所述位置(1)凸轮随动件旋钮322远离止挡件216并且(2)凸轮随动件220轴向地移动远离驱动齿轮230，从而使带键表面224从配合的带键表面332脱开。
图2的驱动齿轮230具有用以接收旋转杆115并将旋转杆115耦合至离合器110的带键轮毂233。驱动齿轮230优选地包括孔234，孔234包含用以将驱动齿轮230紧固至旋转杆115的固定螺钉。因为驱动齿轮230优选地固定地耦合至旋转杆115，所以驱动齿轮230随旋转杆115的旋转而旋转。替代地，离合器110可以包含在带键表面224上的一个或多个键、配合的带键表面332上的键、驱动齿轮上的额外孔234等以将旋转杆115与驱动齿轮230，和更一般地说离合器110耦合，使得旋转杆115和驱动齿轮230中的一者的旋转导致旋转杆115和驱动齿轮230中的另一者旋转。
在本公开的一个方面，图2的离合器110的示例实施方式可用以实施图1的机动化组件100中的离合器110。在本公开的这方面，在机动化组件100的操作中，当图1的马达105接收使旋转杆115旋转的信号时，马达105开始使所附接的细长构件210旋转。当细长构件210旋转时，凸轮随动件旋钮322移动跨越凸轮表面214，直到凸轮随动件旋钮322由止挡件216阻止为止，同时凸轮随动件220朝驱动齿轮230延伸。一旦处于这个延伸位置，凸轮随动件220便随马达105的旋转(例如，细长构件210的旋转，其可以由扭矩传递设备驱动)而旋转。在这个延伸位置，旋转的凸轮随动件220的带键表面224与驱动齿轮230的配合的带键表面332接合。一旦接合，驱动齿轮230和旋转杆115(耦合至驱动齿轮230)随凸轮随动件220的旋转而旋转。因此，在图4的建筑开口覆盖物组件400中，旋转杆115通过驱动齿轮230的旋转使覆盖物移动以打开或关闭建筑开口覆盖物组件400的覆盖物440。
在操作马达105以将覆盖物移动至期望的/所命令的位置之后，建筑覆盖物控制器108导致离合器110使旋转杆115从马达105脱开以便于在需要时进行手动操作(例如，旋转杆115由除了马达105之外的力驱动的旋转)，直到下一机动化操作。建筑覆盖物控制器108使马达105的输出反转持续细长构件210的部分(例如，四分之一)转以允许凸轮随动件220从驱动齿轮230脱开。当凸轮随动件220移动远离驱动齿轮230时，带键表面224从配合的带键表面332解耦。一旦凸轮随动件220从驱动齿轮230脱开，旋转杆115便可以独立于细长构件且因此独立于马达105旋转。
本公开的方面可以用于任何类型的建筑结构覆盖物中。例如，离合器、制动元件、位置追踪装置、从睡眠状态醒来的控制器中的一者或多者可以与任何类型的建筑覆盖物(诸如垂直堆叠建筑覆盖物、水平堆叠建筑覆盖物、线式(corded)建筑覆盖物、辊轴式建筑覆盖物等)一起使用。例如，图4和图10图示了包括本公开的一个或多个方面的建筑覆盖物组件的示例实施方案。图4和图10图示了垂直堆叠(或层叠)建筑覆盖物的示例实施方式，图5图示了水平堆叠建筑覆盖物的示例实施方式，并且图6图示描述了辊轴式建筑覆盖物的示例实施方式。
图4图示了根据本公开的方面构造的垂直堆叠建筑覆盖物组件400的一个示例实施方式。图4的垂直堆叠建筑覆盖物组件400包括耦合至扭矩传递设备407的马达105、马达编码器106、建筑覆盖物控制器108、离合器110、旋转杆115、覆盖物位置编码器120、转化齿轮箱425、移动轨组件430、遮蔽驱动机构435和覆盖物440。覆盖物440附接至移动轨组件430以选择性地覆盖建筑结构以提供遮蔽、私密性等。当遮蔽驱动机构435移动时，附接至遮蔽驱动机构435的移动轨组件430滑动跨越建筑结构以使覆盖物440移动以覆盖或露出建筑结构。移动轨组件430可以手动地移动或可以通过利用马达105驱动遮蔽驱动机构435而移动。操作马达105使旋转杆115旋转，从而使移动轨组件430经由转化齿轮箱425移动。
移动轨组件430可以包括用户触碰点，诸如附接至移动轨组件430的细棒或其它工具(例如，线、链条等)以用于垂直堆叠建筑覆盖物组件400的手动非机动化操作。诸如通过手移动细棒且因此使移动轨组件430和覆盖物440移动导致遮蔽驱动机构435连同移动轨组件430一起移动。遮蔽驱动机构435的移动可以诸如通过转化齿轮箱425(在图1的实施方案中为90度齿轮箱)转化为旋转杆115的旋转且反之亦然。当旋转杆115旋转时，覆盖物位置编码器120通过追踪旋转杆115的旋转来追踪移动轨组件430的位置。移动轨组件430经由旋转杆115机械地连接至覆盖物位置编码器120。移动轨组件430的移动转化为旋转杆115的旋转，且因此由覆盖物位置编码器120追踪。
在图4的示例中，马达编码器106可以是检测扭矩传递设备407的输出的旋转的霍尔效应传感器(例如，在马达105已操作以使移动轨组件430移动之后，马达编码器106追踪马达105的反转操作以确定马达105何时已使扭矩传递设备407的输出充分旋转以使离合器110脱开(例如，四分之一转))。替代地，马达编码器106可以位于任何其它位置以检测马达105的输出轴的旋转、扭矩传递设备407的部件的旋转等。
在图4的示例中，扭矩传递设备407包括用以转化马达105的旋转输出的齿轮比。扭矩传递设备407的输出是用以使旋转杆115旋转的在较慢旋转下的较高扭矩。替代地，可以使用另一设备以调整马达105的扭矩和/或旋转速度，或者，如果马达105具有足以使移动轨组件430移动的扭矩和/或旋转速度，那么不需要使用扭矩传递设备407。扭矩传递设备407可以是行星式齿轮组件、螺旋式齿轮组件和/或任何其它齿轮组件。
在图4的示例中，提供建筑覆盖物组件400的离合器110以使马达105(诸如经由扭矩传递设备407)与旋转杆115选择性地耦合。在图4的示例中，当接合时，马达105驱动旋转杆115的旋转。旋转杆115的旋转通过转化齿轮箱425转化为移动轨组件430的移动。当马达105不在使用中时，离合器110使马达105从旋转杆115脱开以准许旋转杆115独立于马达105旋转(例如，使马达105的输出从旋转杆115解耦)。
在图4的示例中，离合器110通过反转马达105的方向来使旋转杆115从马达105脱开(例如，在与操作马达105以使移动轨组件430移动的方向相反的方向上操作马达105优选地持续马达105和/或扭矩传递设备407的输出的部分转，例如四分之一转)。例如，如果马达105先前在顺时针方向上操作，那么当马达105在逆时针方向上操作(例如，持续部分转)时，离合器110使旋转杆115从马达105脱开。马达105的反转操作导致耦合至离合器110的输入的扭矩传递设备407(当存在时)的输出的反转操作，从而导致离合器110的反转操作以使旋转杆115从马达105和扭矩传递设备407脱开。
在图4所示的示例中，建筑覆盖物控制器108监测移动轨组件430的位置并控制马达105的操作。建筑覆盖物控制器108与马达105和覆盖物位置编码器120通信。建筑覆盖物控制器108从覆盖物位置编码器120接收移动轨组件430和因此覆盖物440的位置以允许建筑覆盖物控制器108控制马达105将移动轨组件430定位于期望的位置处。覆盖物位置编码器120通过监测旋转杆115的旋转来追踪移动轨组件430的位置。
一旦移动轨组件430到达操作者期望的的位置(例如，基于建筑覆盖物控制器108确定马达105已操作足够转数以将移动轨组件430移动至期望的位置)，建筑覆盖物控制器108便使马达105从旋转杆115脱开。如上文所描述，马达105、建筑覆盖物控制器108、马达编码器106和/或覆盖物位置编码器120可以由电池、电池组、AC电源、DC电源和/或电源的组合供电。
尽管图4的建筑覆盖物控制器108在垂直堆叠建筑覆盖物组件400的外壳内部，但建筑覆盖物控制器108可以替代地定位成与垂直堆叠建筑覆盖物组件400分开。例如，建筑覆盖物控制器108可以由计算机、服务器或与垂直堆叠建筑覆盖物组件400通信的其它计算装置实施。
在操作中，当建筑覆盖物控制器108接收移动建筑覆盖物组件400的覆盖物440的指令时，建筑覆盖物控制器108指示马达105旋转。当存在时，扭矩传递设备407将马达105的输出转化为较高扭矩以用于使离合器110可旋转地接合。一旦离合器110使旋转杆115与马达105接合(诸如经由扭矩传递设备407)，马达105的操作便使旋转杆115旋转。当旋转杆115旋转时，通过覆盖物位置编码器120来追踪覆盖物440的位置。覆盖物位置编码器120将覆盖物位置信息发送至建筑覆盖物控制器108。另外或替代地，另一传感器，诸如(例如)马达编码器106(其可以附接至马达105)可以追踪马达105的旋转和/或垂直堆叠建筑覆盖物组件400的另一部件的移动以便于通过建筑覆盖物控制器108追踪覆盖物440的位置。旋转杆115的旋转诸如通过驱动遮蔽驱动机构435来驱动移动轨组件430。在图4的实施方案中，齿轮箱425将旋转杆115的旋转转化为遮蔽驱动机构435的移动，并且当遮蔽驱动机构435移动时，移动轨组件430和因此所附接的覆盖物移动。
当垂直堆叠建筑覆盖物组件400的机动化操作终止时(例如，当覆盖物440到达期望的/所命令的位置时，当命令垂直堆叠建筑覆盖物组件400停止时，当垂直建筑覆盖物组件400已到达期望的位置时等)，建筑覆盖物控制器108指示马达105使离合器110脱开，诸如通过在与先前操作方向相反的方向上操作马达105。根据所示示例，建筑覆盖物控制器108驱动马达105持续足以使离合器110脱开的持续时间(例如，持续足以使离合器110在与马达105曾旋转的方向相反的方向上旋转部分转，诸如四分之一转的持续时间)。另外，马达编码器106追踪马达105的旋转以允许建筑覆盖物控制器108确定用以使离合器110脱开的适当旋转量。一旦通过离合器110从马达105脱开，便可以手动地旋转旋转杆115而无来自马达105和/或扭矩传递设备407的阻力和/或无扭矩施加至马达105和/或扭矩传递设备407。例如，用户可以使用用户触碰点，诸如所附接的细棒、其它工具或通过手来使移动轨组件430移动。使移动轨组件430移动诸如通过使遮蔽驱动机构435移动而驱动旋转杆115，使遮蔽驱动机构435移动导致旋转杆115诸如经由转化齿轮箱425(其将遮蔽驱动机构435的移动转化为旋转杆115的旋转)而旋转。覆盖物位置编码器120追踪旋转杆115的旋转并将覆盖物位置信息发送至建筑覆盖物控制器108。因此，覆盖物位置编码器120可以在手动地移动覆盖物440时追踪覆盖物位置。在一些实施方案中，覆盖物位置编码器120不需要电来追踪覆盖物位置(例如，在机械地操作覆盖物位置编码器120(诸如滑件编码器)且在每当供应电时报告位置的情况下)。在这类实施方案中，即使当在不供应电力时(例如，在停电期间)手动地操作覆盖物440时，建筑覆盖物控制器108可以在供应电力后(例如，在停电结束之后)基于覆盖物位置编码器120确定覆盖物位置而不必执行校准程序(例如，将覆盖物440移动至预定位置以校准编码器，请求用户校准垂直建筑覆盖物组件400等)。
根据本公开的一个方面，制动元件可以包括在建筑覆盖物中以在马达从覆盖物脱开时抵制驱动元件的移动(例如，旋转、线性移动等)。制动元件可以是弹簧马达、制动器和/或用以抵制驱动元件的移动的任何其它装置。制动元件耦合(例如，直接或间接地)至驱动元件以抵制移动。制动元件提供足够固持以在不施加额外力的情况下抵制驱动元件移动(例如，制动元件使系统保持平衡或静止)。以这种方式，当用户将某一力施加至覆盖物以使覆盖物移动时(例如，当用户施加足够的力以克服制动元件的阻力时)，制动元件不会阻止覆盖物因手动操作而移动。因此，当离合器使马达从驱动元件脱开时和/或当马达脱开时，制动元件将驱动元件固持为基本上稳定的。制动元件可以包括在任何类型的建筑覆盖物组件中。例如，制动元件可以包括在其中存在除了由于手动操作或机动化操作的力之外的力的建筑覆盖物中。例如，制动元件可以包括在其中重力影响覆盖物位置(例如，起作用以使覆盖物朝解开或关闭位置偏置)的覆盖物中。这种建筑覆盖物组件可以包括制动元件以抵消重力，使得覆盖物保持于通过覆盖物的手动和/或机动化移动而确定的位置处。根据本公开的一些方面，当马达与驱动元件接合时，马达即使在不在操作时也施加抵制覆盖物的移动的固持力(例如，可以将覆盖物固持在选定位置处)。在一些这种方面，为了允许手动操作(如先前所描述)，可以包括离合器以在马达不在操作时使马达从驱动元件脱开。在一些这种方面，建筑覆盖物组件可以包括制动元件以抵制覆盖物的移动并取代当马达从驱动元件脱开时移除的固持力。
图5图示了根据本公开的方面构造的水平堆叠建筑覆盖物组件500的一个示例实施方式。图5图示了能够进行机动化操作和手动操作的水平堆叠建筑覆盖物组件500。水平堆叠建筑覆盖物组件500包括覆盖物502、耦合至齿轮箱506的马达105、离合器110、线轴515和530、覆盖物位置编码器120、旋转杆115和弹簧马达540。可以通过将覆盖物502向下拉或以其它方式导致向下运动来手动地使水平堆叠建筑覆盖物组件500下降以使覆盖物502下降。例如，覆盖物502可以经由机械或化学紧固件耦合至线轴515和530，线轴515和530可旋转地耦合至旋转杆115。以这种方式，覆盖物502的移动使旋转杆115旋转，从而解开线轴515和530。在一些实施方案中，线轴515和530可以是带键的以便与旋转杆115的轮廓匹配。替代地，线轴515和530可以是任何类型的线缠绕机构。另外或替代地，水平堆叠建筑覆盖物组件500可以包括手动触碰点或控件(例如，舌片、链条等)以使覆盖物502移动。如上文所描述，马达105和/或覆盖物位置编码器120可以由电池、电池组、AC电源、DC电源和/或电源的组合供电。
可以通过提升覆盖物502或以其它方式导致覆盖物502的向上运动来手动地使图5的水平堆叠建筑覆盖物组件500升高。在一些实施方案中，当覆盖物502升高时，弹簧马达540使线轴515和530卷绕。弹簧马达540包含可旋转地耦合至旋转杆115的一个或多个弹簧(例如，恒定扭矩弹簧)。当旋转杆115移动(例如，旋转)时，弹簧马达540卷绕和/或解开。卷绕弹簧马达540产生向上的力以有助于覆盖物502的移动。向上的力抵制在对应于使覆盖物502下降的方向上的展开，从而提供在不施加额外力(例如，机动化力或手动力)的情况下防止旋转杆115移动的静态状态。另外，弹簧马达540在对应于使旋转杆115旋转以使线轴515和530卷绕的第二方向上提供提升，从而使覆盖物502在向上方向上移动。弹簧马达540可以用作制动元件(例如，平衡物)，其平衡覆盖物502的重量以抵制覆盖物在沿着覆盖物502的延伸长度的基本上任何选定位置处的移动(例如，旋转)，从而允许操作者将覆盖物502下降或提升至期望的位置。每当旋转杆115不经由马达105和/或手动操作旋转时，弹簧马达540抵制旋转杆115的旋转。例如，当马达105已从旋转杆115脱开或正从旋转杆115脱开时，弹簧马达540抵制旋转杆115的旋转。对覆盖物502的手动操作(例如，推动和/或拉动)和/或对旋转杆115的机动化操作可以克服弹簧马达540施加于旋转杆115上的限制(例如，固持)。替代地，弹簧马达540可以是能够对旋转杆115提供静态效应(例如，防止旋转杆115的移动)的任何装置。
结合图1至图3的离合器110描述离合器110。当马达105操作时(其可以驱动齿轮箱506的输出)，离合器110变成接合的(例如，在已操作离合器的输入持续部分转，例如，大约四分之一转之后)。当离合器110接合时，马达105使旋转杆115旋转以使覆盖物502升高或下降。例如，马达105使旋转杆115旋转，这使线轴515、530卷绕或解开，从而使覆盖物502升高或下降。当机动化操作停止时，在反转方向上操作马达105以经由离合器110(例如，通过控制器，诸如结合图1描述的建筑覆盖物控制器108)使马达105脱开。马达编码器106追踪马达105的位置以确定马达105何时完全脱开。当马达105通过离合器110脱开时，弹簧马达540通过抵制旋转杆115移动(例如，由于由覆盖物502的重量产生的重力的旋转)来维持覆盖物502的位置。抵制旋转杆115的旋转允许离合器110恰当地使马达105从旋转杆115脱开并将覆盖物502维持在其当前设定点。当马达105脱开时，操作者可以通过克服弹簧马达540施加的力来使覆盖物502下降或升高。当使覆盖物502下降或升高时，旋转杆115旋转以将线卷绕至线轴515和530或将线从线轴515和530解开。
不管旋转杆115是通过手动操作旋转还是由马达105的操作驱动，覆盖物位置编码器120监测覆盖物的位置并将位置数据传输至控制器。另外，覆盖物502的位置可以由马达编码器(例如，诸如图1的马达编码器106)在机动化操作期间监测，如图14中进一步描述。因此，在水平堆叠建筑覆盖物组件500中，针对手动和机动化操作两者追踪覆盖物502的位置。
图6图示了根据本公开的方面构造的辊轴式建筑覆盖物组件600的一个示例实施方式。图6图示了辊轴式建筑覆盖物组件600。辊轴式建筑覆盖物组件600包括外壳单元605(例如，外壳板)、耦合至齿轮箱607的马达105、控制器108、管子620、离合器110和管子界面630。辊轴式建筑覆盖物组件600包括缠绕在管子620周围的覆盖物602。管子620在一个方向上旋转以解开覆盖物602(例如，从而覆盖建筑结构)并在另一方向上旋转以卷绕覆盖物602(例如，从而露出建筑结构)。如上文所描述，马达105和/或建筑覆盖物控制器108可以由电池、电池组、AC电源、DC电源和/或电源的组合供电。
固定外壳单元或支架605将辊轴式建筑覆盖物组件600附接至墙壁或用于安装辊轴式建筑覆盖物组件600的另一结构。固定外壳单元605包括管子界面606，当固定外壳单元605保持固定时，管子界面606连同管子620一起旋转。管子界面606是带键的以附接至管子620，但可以替代地通过螺钉、夹持部、粘合剂和/或通过将若干件附接在一起的任何其它方法附接。
管子界面630是带键的或以其它方式接合至管子620，使得管子界面630的旋转驱动管子620的旋转并且管子620的旋转驱动管子界面630的旋转(例如，将旋转扭矩从驱动轴和/或马达105传递至管子620)。
根据结合图2和图3描述的离合器110实施图6的离合器110。因此，离合器110接合以允许马达105和齿轮箱607使管子界面630且从而使管子620旋转。为了便于辊轴式建筑覆盖物组件600的手动操作，离合器110通过在机动化操作已终止之后短暂地反转马达105来使马达105从旋转杆115脱开。
在一些实施方案中，辊轴式建筑覆盖物组件600包括覆盖物位置编码器(例如，诸如图1的覆盖物位置编码器120)，其附接至管子界面630的一端(或附接至沿着管子界面630的另一位置)以追踪覆盖物的位置并将覆盖物的位置传输至控制器108。例如，重力传感器可用以追踪管子620的转数且因此追踪覆盖物602的位置。
可以通过拉动附接至外壳单元605的线来手动地操作辊轴式建筑覆盖物组件600。替代地，可以通过另一手动操作，诸如(例如)转动附接至使管子620旋转的蜗杆的细棒，通过用户拉动或提升覆盖物602，通过手摇曲柄等来操作辊轴式建筑覆盖物组件600。另外，辊轴式建筑覆盖物组件600可以包括马达编码器106(例如，诸如马达编码器106)以在机动化操作期间确定覆盖物602的位置并在离合器110使马达105从管子界面630脱开时追踪马达105的位置。例如，当马达105将从管子界面630脱开时，在与其先前操作方向相反的方向上操作马达105。当这种反转操作开始时，马达105的旋转不会导致离合器110的凸轮随动件220(图2)的旋转，并且因此管子620不旋转/移动。因此，马达编码器，诸如(例如)马达编码器(例如，诸如马达编码器106)用以追踪马达105的操作以确定马达105何时已使细长构件210(图2)旋转足够距离以使凸轮随动件220(图2)从驱动齿轮230(图2)脱开(例如，四分之一转)。
辊轴式建筑覆盖物组件600可以另外包括弹簧马达(例如，诸如图5的弹簧马达515、530)或其它类型的制动或固持装置以抑制或抵制管子620在马达105脱开期间和/或之后因为(例如，覆盖物602上的)重力而旋转。
图7图示了用于操作建筑覆盖物组件的马达组件700的一个示例实施方式，马达组件700包括由模拟编码器720实施的示例位置追踪装置。马达组件700包括模拟编码器720。模拟编码器720包括保持固定并固持棘轮721的外壳单元722，棘轮721经由带键轮毂附接至旋转杆115。棘轮721随旋转杆115的旋转而旋转。可以通过对缺口723旋转经过传感器的次数进行计数来监测旋转杆115的转数。替代地，可以监测任何其它特性，诸如例如附接至轮721的磁体、轮721中的孔等。可以将旋转数据例如传输至控制器108以追踪和/或确定通过旋转杆115的操作而移动的覆盖物的位置。例如，模拟编码器720可用以实施图1的机动化组件100的覆盖物位置编码器120(图1)，可用以实施图5的水平堆叠建筑覆盖物组件500的覆盖物位置编码器120，可用以实施图6的辊轴式建筑覆盖物组件600中的覆盖物位置编码器，或任何其它类型的建筑覆盖物组件。为了节省电力，覆盖物位置编码器120可以断电并在手动操作期间醒来，如参考图16和图17进一步描述。
根据本公开的一个方面，诸如为了节省电力，第一位置追踪装置、第二位置追踪装置和/或处理装置可以在逾时之后或在建筑覆盖物组件的非使用期间断电和/或在睡眠模式下操作。根据这个方面，为了终止睡眠模式(例如，为了给控制器通电或以其它方式使其退出睡眠模式)，建筑覆盖物组件可以包括处理装置，处理装置基于来自第一位置追踪装置和/或第二位置追踪装置的数据的改变更新位置信息。以这种方式，可以在不向第一位置追踪装置、第二位置追踪装置和/或处理装置提供恒定功率的情况下在各时间点从第一和/或第二位置追踪装置轮询位置数据以追踪位置。根据本公开的一个方面，处理装置被结构化以在各时间点(例如，根据时间表、周期性地、非周期性地等)醒来和/或通电以基于来自第一和/或第二位置追踪装置的处理数据确定覆盖物位置是否已改变。例如，处理装置可以周期性地醒来，检索位置数据，确定从先前收集位置数据以来位置数据是否已改变，如果位置数据未改变那么返回至睡眠或如果位置数据已改变那么醒来并继续追踪位置数据。根据本公开的额外或替代方面，处理装置被结构化以基于覆盖物的手动移动(例如，基于来自传感器的触发)而醒来和/或通电。例如，传感器可以由通过除了马达之外的部件实现的覆盖物的移动(例如，手动移动、通过另一马达的移动等)触发。传感器可以触发处理装置醒来。例如，传感器可以将中断发送至处理装置并且处理装置可以响应于中断而醒来并开始追踪位置数据。
图8图示了用于建筑覆盖物组件的机动化组件800的示例实施方式。示例机动化组件800被结构化以从睡眠模式醒来。机动化组件800以类似于图1的机动化组件100的方式操作，不同之处在于离合器110和覆盖物位置编码器120由离合器810取代，离合器810包括磁体815和用于监测操作位置的霍尔效应传感器822。
机动化组件800包括马达105、扭矩传递设备407、马达编码器106和建筑覆盖物控制器108，其示例结合图1进行了描述。另外，机动化组件800包括离合器810、磁体815、印刷电路板(PCB)820、簧片开关821、霍尔效应传感器822、组件外壳单元830和旋转杆支撑件835。类似于图1的离合器110，离合器810是接合/脱开式离合器。
PCB 820包括霍尔效应传感器822以通过监测磁体815的旋转来监测耦合至离合器810的物体(例如，杆)的旋转。磁体815是在磁体815的外圆周周围包括若干磁极(n个磁极)的多极磁体。n个磁极通过交替的北极和南极将磁体815划分为360°/n个部分。当磁体815不在旋转时，PCB 820的簧片开关821的状态不改变(例如，处于“切断”状态，处于“接通”状态等)。当磁体815旋转时(例如，由于覆盖物的手动移动或由于驱动离合器810的马达105的操作)，该旋转使磁体815的交替的磁极经过簧片开关821和霍尔效应传感器822的感测区域。磁极改变中断/修改簧片开关821的状态(例如，从“接通”至“切断”或从“切断”至“接通”)。检测(例如，通过控制器108)簧片开关821的中断/状态改变以触发霍尔效应传感器822醒来(例如，从较低功率睡眠状态移动至操作状态，在该操作状态下霍尔效应传感器822被激励以检测磁体815的旋转)。当操作时，霍尔效应传感器822追踪若干磁极改变以确定磁体815的旋转(例如，由于所附接的杆115的旋转)，并且从而确定所附接的覆盖物的位置，如结合图17进一步描述。在一些实施方式中，当操作马达105以驱动离合器810的旋转时，霍尔效应传感器822可以另外或替代地从睡眠状态移动至操作状态(例如，通过控制器108)以作为激励马达105的操作的一部分。
霍尔效应传感器822是输出对应于磁极改变的正弦波的模拟霍尔效应传感器。可以使用多个霍尔效应传感器822。例如，可以使用两个霍尔效应传感器822以追踪磁体815的旋转方向。在一些示例中，两个霍尔效应传感器822间隔90°。两个霍尔效应传感器822之间的间隔在磁体815的旋转期间在与所间隔的霍尔效应传感器822相关联的所输出正弦波中产生相位超前/滞后。基于哪个霍尔效应传感器822的输出相位角超前/滞后来确定磁体815的旋转方向，并且因此确定耦合至离合器810的物体的旋转方向。例如，第一霍尔效应传感器822的超前相位可以对应于顺时针旋转并且第二霍尔效应传感器822的超前相位可以对应于逆时针旋转。另外或替代地，可以使用具有多个霍尔元件(例如，两个霍尔元件)的单一霍尔效应传感器。
在一些示例中，霍尔效应传感器822是用以计算精确的旋转角度(例如，在1度内或更好的分辨率)的模拟霍尔效应传感器。模拟霍尔效应传感器822在磁场不存在的情况下始终如一地输出稳定信号以避免在由簧片开关821触发之后报告假的位置改变。当使用模拟霍尔效应传感器822时，模数转换器可以基于模拟霍尔效应传感器822的输出来确定旋转角度。例如，第一霍尔效应传感器的输出可以表示为A＝KAsin(θ)+E偏移A，其中KA是某一乘数(例如，最大电压除以二)，θ是旋转角度，并且E偏移A是与第一霍尔效应传感器相关联的误差。另外，第二霍尔效应传感器的输出可以表示为B＝KBcos(θ-Eω)+E偏移B，其中KB是某一乘数(例如，最大电压除以二)，θ是旋转角度，E偏移B是与第一霍尔效应传感器相关联的误差，并且Eω是两个霍尔效应传感器之间的角度。使用三角恒等式，可以基于
Figure GDA0002836518840000281
Figure GDA0002836518840000282
来确定旋转角度。可以消除霍尔效应传感器822之间的误差角以简化计算。按两个自变量形式，可以根据方程式1计算磁体815的角度：
Figure GDA0002836518840000283
使用方程式1，使用整数运算而非浮点运算来确定旋转角度(例如，通过控制器108确定旋转角度)。因此，
Figure GDA0002836518840000284
(例如，商)可以以定义为
Figure GDA0002836518840000285
的定点格式计算，其中a和b为二进制补码整数。将定点格式实施为至少m+1位的二进制补码整数，表示-1≤q<1的范围。另外，arctan函数可以使用具有2m+1个项的查找表来计算并且可以通过将2m与商相加而指数化。
PCB 820经由容纳在组件外壳单元830中的电线和/或电缆将簧片开关821和霍尔效应传感器822通信地耦合至控制器(例如，图11的建筑覆盖物控制器108)。PCB 820从电池、电池组、AC电源、DC电源等接收电力。另外或替代地，PCB 820可以经由容纳在组件外壳单元830中的电线从建筑覆盖物控制器108接收电力。
组件外壳单元830容纳机动化组件800的部件(例如，以形成机动化模块单元)。在一些示例中，组件外壳单元830也包括有线连接以通信地耦合PCB 820、建筑覆盖物控制器108、马达105等。组件外壳单元830可以另外容纳将机动化组件800与电源耦合的电线、电缆等。如先前所描述，电源可以是电池、电池组、AC电源或DC电源。替代地，电源可以包括在组件外壳单元830中(例如，位于外壳单元830中的电池)。组件外壳单元830另外包括旋转杆支撑件835以支撑与离合器810耦合的杆或其它驱动器(例如，旋转杆115)。
图9图示了图8的离合器810的示例实施方式。参考图8的机动化组件800描述图9的离合器810。替代地，图9的离合器810可以与任何其它机动化组件或其它类型的组件一起使用，所述组件将与杆115或其它驱动元件选择性地接合(例如，图4的垂直建筑覆盖物组件400、图5的水平堆叠建筑覆盖物组件500、图6的辊轴式建筑覆盖物组件600、或任何类型的覆盖物组件)。
图9的离合器810包括离合器外壳单元200、细长构件210、凸轮随动件220和驱动齿轮900。结合图2详细描述了离合器外壳单元200、细长构件210和凸轮随动件220。
图9的驱动齿轮900包括用以接收旋转杆115且将旋转杆115耦合至离合器810的带键轮毂233。驱动齿轮900包括孔234，固定螺钉穿过孔234以将驱动齿轮900与旋转杆115耦合。驱动齿轮900包括磁体外壳905以携载磁体815。磁体815耦合在磁体外壳905中以随驱动齿轮900的旋转而旋转(例如，磁体815可以通过粘合剂、摩擦配合附着在磁体外壳905内等)。因为驱动齿轮900优选地固定地耦合至旋转杆115，所以驱动齿轮900和磁体815随旋转杆115的旋转而旋转。因此，如结合图8所描述，霍尔效应传感器822可以基于与磁体815相关联的磁场追踪旋转杆115的旋转。当旋转杆115通过手动移动(例如，当未激励马达时由用户进行的覆盖物的手动移动)旋转或通过马达旋转时，追踪旋转。
如先前结合图2和图3的离合器110所描述，细长构件210的旋转将凸轮随动件220朝驱动齿轮900推动以接合离合器810(例如，从而使马达105与旋转杆115接合)。为了使离合器810脱开(例如，为了使马达105从旋转杆115脱开)，细长构件210在与先前旋转相反的方向上旋转部分圈(例如，四分之一转)，这使凸轮随动件220移动远离驱动齿轮900。
图10图示了包括机动化组件800的垂直堆叠建筑覆盖物组件1000。垂直堆叠建筑覆盖物组件1000包括耦合至扭矩传递设备407的马达105、马达编码器106、建筑覆盖物控制器108、旋转杆115、转化齿轮箱425、移动轨组件430、遮蔽驱动机构435和覆盖物440。垂直堆叠建筑覆盖物组件1000还包括离合器810、PCB 820和组件外壳单元830。覆盖物440附接至移动轨组件430以选择性地覆盖建筑结构以提供遮蔽、私密性等。如结合图8所描述，组件外壳单元830容纳马达105、马达编码器106、建筑覆盖物控制器108、扭矩传递设备407、离合器810和PCB 820。
当遮蔽驱动机构435移动时，附接至遮蔽驱动机构435的移动轨组件430垂直地滑动跨越建筑结构以使覆盖物440移动以覆盖或露出建筑结构。移动轨组件430在无马达的情况下手动地(例如，通过用户拉动覆盖物440，通过用户拉动附接至覆盖物440和/或移动轨组件430的线、杆等，等)和/或通过利用马达105驱动遮蔽驱动机构435来移动。操作马达105使离合器810接合和旋转杆115旋转，从而使移动轨组件430经由转化齿轮箱425移动。在机动化操作完成之后，马达105脱开，诸如通过使马达105反转(例如，持续离合器810的四分之一转)以使离合器810脱开并允许不对马达105施加扭矩的手动操作。
如结合图8所描述，通过PCB 820的霍尔效应传感器822(图8)追踪旋转杆115的旋转(例如，由于手动移动或通过马达105的机动化移动)。霍尔效应传感器822追踪与离合器810中所包括的磁体815(图8)的旋转相关联的磁极改变。PCB 820还包括簧片开关821(图8)以在旋转杆115因为移动轨组件430的手动移动而旋转时激活霍尔效应传感器822(例如，当马达105不操作时且当簧片开关821未由磁体815的旋转触发时，霍尔效应传感器822可以移动至低功率状态)。马达105、建筑覆盖物控制器108、马达编码器106和/或PCB 820可以由电池、电池组、AC电源或DC电源供电。
根据本公开的方面，为了控制马达的操作和/或追踪覆盖物的位置，建筑覆盖物组件包括控制器。在一些方面，控制器从建筑覆盖物组件中所包括的位置追踪装置收集位置信息。在一些方面，控制器基于位置信息指示马达的移动以将覆盖物移动至期望的位置(例如，上限、下限、中间位置等)。在一些方面，控制器在不使用建筑覆盖物组件一时段之后转变为睡眠模式以节省电力。在本公开的一些方面，控制器周期性地或非周期性地从睡眠中醒来以检查来自位置追踪装置的位置数据是否已改变。在这个方面，当位置数据已改变时，控制器保持醒着并继续基于位置数据追踪覆盖物的位置。当位置数据尚未改变时，控制器返回至睡眠模式。根据本公开的一个方面，可以包括传感器以检测覆盖物的移动(例如，手动地驱动的移动)并触发控制器醒来以继续追踪覆盖物的位置。
图11是图1的机动化组件100的建筑覆盖物控制器108的实施方式的示例的框图。尽管结合图1的机动化组件100描述图11的建筑覆盖物控制器108，但图11的建筑覆盖物控制器108可用以控制任何其它建筑覆盖物组件(诸如例如结合图12至图17描述的建筑覆盖物组件)的操作。
在图11的所示实施方案中，建筑覆盖物控制器108包括覆盖物位置确定器1105、马达位置确定器1115、移动控制器1120、存储器1125和马达控制器1130。
覆盖物位置确定器1105从图1的覆盖物位置编码器120接收信息并确定覆盖物的位置。参考图1的实施方案，覆盖物位置确定器1105通过解译关于电阻式接触件124中的哪一个与图1的覆盖物位置编码器120的滑件122接触的信息来确定覆盖物的位置。然而，将理解，也可以如本文中所描述的其它方式和本领域技术人员知道的方式确定覆盖物的位置。将覆盖物的位置确定为覆盖物的操作极限和/或覆盖物位置编码器120的操作极限之间的位置。例如，可以将位置确定为先前所存储的位置、全开位置、全闭位置、下限位置、上限位置和/或任何其它参考位置。覆盖物位置确定器1105将位置信息传输至移动控制器1120以用于处理和/或存储于本地存储器1125中。
图11的马达位置确定器1115确定马达位置信息(例如，对应于图1的马达105的位置的电压)。例如，所示实施方案的马达位置确定器1115包括旋转编码器，所述旋转编码器追踪马达105的输出的旋转以确定马达105已操作的转数(或一转的一部分)。替代地，马达位置确定器1115可以监测马达105的操作时间以监测马达105的输出的位置和/或转数(例如，使用操作时间和操作速度(每分钟转数))。另外或替代地，可以使用任何类型的编码器，诸如例如可以附接至马达105的输出以监测马达105的输出的位置和/或转数的重力传感器。
图11的所示实施方案的移动控制器1120从操作者接收将覆盖物移动至打开位置和/或关闭位置的指令。移动控制器1120可以从中央控制器(例如，建筑物控制器)接收指令。另外或替代地，移动控制器1120可以从与机动化组件100相关联的输入(例如，遥控、输入按钮等)接收指令。
当被命令以操作机动化组件100时，移动控制器1120指示马达控制器1130驱动马达105。移动控制器1120经由从覆盖物位置确定器1105和/或马达位置确定器1115接收的信息监测覆盖物的移动以确定覆盖物何时已到达由移动控制器1120的输入所命令的位置(例如，预设极限位置、全开位置、全闭位置)。替代地，移动控制器1120可以命令马达控制器1130继续驱动马达105直到输入停止为止(例如，直到所固持推动按钮输入不再被固持为止)。一旦到达覆盖物的期望的位置(或移动控制器1120以其它方式确定机动化操作将终止)，移动控制器1120便指示马达控制器1130在与先前操作方向相反的方向上短暂地操作马达105(例如，如果先前操作是顺时针，那么移动控制器1120指示马达控制器1130在逆时针方向上操作马达105)。根据所示实施方案，在马达105的这个短暂的反转操作期间，移动控制器1120使用从马达位置确定器1115接收的信息监测马达105的旋转以精确地控制马达105，从而使离合器110的细长构件210旋转部分转(例如，四分之一转)以经由离合器110使马达105脱开。移动控制器1120使马达105脱开以允许手动地操作机动化组件100而不迫使马达105移动。
图11的存储器1125存储用于操作建筑覆盖物控制器108的信息。存储器1125存储由移动控制器1120基于从覆盖物位置确定器1105接收的信息确定的覆盖物的当前位置、基于从马达位置确定器1115接收的信息的马达105的位置、基于从马达位置确定器1115接收的信息的马达105的先前和/或当前操作方向、和/或覆盖物的预设极限位置。存储器1125还存储用于机动化组件100的操作参数，诸如(例如)使覆盖物打开的马达105的方向、使覆盖物关闭的马达105的方向、导致离合器110使马达105从旋转杆115脱开的马达105的一转的一部分和/或转数的指示；和将覆盖物位置编码器120的滑件的位置解译为覆盖物的位置或与覆盖物的位置相关的表。存储器1125可以另外或替代地存储用于建筑覆盖物控制器108的任何其它操作信息和/或参数。存储器1125可以是任何类型的存储器，诸如随机存取存储器、只读存储器、快闪存储器、盘存储装置等。替代地，本地存储器1125可以是由机动化组件100的多个共享的中央存储器(例如，由通信地耦合至机动化组件100的建筑物控制器提供的存储器)。
马达控制器1130将信号发送至马达105以使马达105根据来自移动控制器1120的命令/指令操作。马达控制器1130是按期望的速度且在期望的持续时间内操作马达105的马达控制系统。马达控制器1130可以另外或替代地包括速度控制器(例如，脉冲宽度调制速度控制器)、制动器和/或用于操作马达105的任何其它部件。在一些实施方案中，马达控制器1130控制马达105的电压供应以调节马达105的速度。
尽管图11中图示了实施图1的建筑覆盖物控制器108的方式，但图11中所示的元件、过程和/或装置中的一者或多者可以组合、分割、重新布置、省略、消除和/或以任何其它方式实施。另外，图11的覆盖物位置确定器1105、马达位置确定器1115、移动控制器1120、马达控制器1130、存储器1125和/或更一般地说建筑覆盖物控制器108可以由硬件、软件、固件和/或硬件、软件和/或固件的任何组合实施。因此，例如，图11的覆盖物位置确定器1105、马达位置确定器1115、覆盖物位置确定器1105、移动控制器1120、马达控制器1130、存储器1125和/或更一般地说建筑覆盖物控制器108中的任一者可以由一个或多个模拟或数字电路、逻辑电路、可编程处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置(PLD)和/或现场可编程逻辑装置(FPLD)实施。当阅读本专利的设备或系统权利要求中的任一者时，为了涵盖纯软件和/或固件实施方式，图11的覆盖物位置确定器1105、马达位置确定器1115、移动控制器1120、马达控制器1130、存储器1125和/或更一般地说建筑覆盖物控制器108中的至少一者特此被明确地定义以包括存储软件和/或固件的有形计算机可读存储装置或存储盘，诸如存储器、数字多功能光盘(DVD)、高密度磁盘(CD)、蓝光光盘等。又另外，除了或替代于图11所示的那些之外，图11的建筑覆盖物控制器108可以包括一个或多个元件、过程和/或装置，和/或可以包括所示元件、过程和装置中的任一者或全部的一个以上。
图12至图17中示出了表示用于实施图1、图4、图6、图7、图8、图10和/或图11的建筑覆盖物控制器108的机器可读指令的流程图。在这些实施方案中，机器可读指令包括用于由处理器(诸如在下文结合图18讨论的处理器平台1800中所示的处理器1812)执行的一个或多个程序。程序可以以存储在有形计算机可读存储介质(诸如CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字多功能光盘(DVD)、蓝光光盘或与处理器1812相关联的存储器)上的软件实施，但整个程序或其部分可以替代地由除了处理器1812之外的装置执行和/或以固件和/或专用硬件实施。另外，尽管参考图12至图17中所示的流程图描述了程序，但可以替代地使用实施图1、图4、图6、图7、图8、图10和/或图11的建筑覆盖物控制器108的许多其它方法。例如，可以改变方框的执行次序，和/或可以改变、消除或组合所描述的方框中的一些。
如上文所提及，图12至图17的过程可以使用存储在有形计算机可读存储介质(诸如硬盘驱动器、快闪存储器、只读存储器(ROM)、高密度磁盘(CD)、数字多功能光盘(DVD)、高速缓冲存储器、随机存取存储器(RAM)和/或存储信息达任何持续时间(例如，达较长时间段、永久地、短暂时刻、用于暂时缓冲和/或用于信息的缓存)的任何其它存储装置或存储盘)上的编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)实施。如本文中所使用，术语有形计算机可读存储介质被明确地定义以包括任何类型的计算机可读存储装置和/或存储盘并排除传播信号且排除传输媒体。如本文中所使用，“有形计算机可读存储介质”和“有形机器可读存储介质”可互换地使用。另外或替代地，图12至图17的过程可以使用存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质(诸如硬盘驱动器、快闪存储器、只读存储器、高密度磁盘、数字多功能光盘、高速缓冲存储器、随机存取存储器和/或存储信息达任何持续时间(例如，达较长时间段、永久地、短暂时刻、用于暂时缓冲和/或用于信息的缓存)的任何其它存储装置或存储盘)上的编码指令(例如，计算机和/或机器可读指令)实施。如本文中所使用，术语非暂时性计算机可读介质被明确地定义以包括任何类型的计算机可读存储装置和/或存储盘并排除传播信号且排除传输媒体。如本文中所使用，当短语“至少”用作权利要求的前序中的过渡术语时，其为开放式的，其开放方式与术语“包括”为开放式的相同。
结合图1的机动化组件100的元件描述图12至图17。替代地，由图12至图17所示的流程图表示的机器可读指令可用以控制任何其它类型的建筑覆盖物组件或其中使用具有接合/脱开式离合器的机动化操作的其它组件(例如，结合图4至图6和图10描述的建筑覆盖物组件)的操作。
图12是表示可以被执行以打开或关闭图1的机动化组件100的机器可读指令的流程图。
在方框1200处，建筑覆盖物控制器108的移动控制器1120接收移动机动化组件100的覆盖物的指令。例如，移动控制器1120可以经由建筑覆盖物控制器108中所包括的无线接收器从无线遥控、从有线遥控、从控制面板上的按钮、从中央控制器等接收指令。在方框1205处，响应于指令，移动控制器1120从覆盖物位置编码器120确定覆盖物的位置。例如，移动控制器1120可以基于由覆盖物位置编码器120当前传输的信息和/或通过从本地存储器1125检索先前存储的位置信息来确定位置。替代地，移动控制器1120可以基于从马达位置确定器1115接收的旋转信息和/或通过从本地存储器1125检索先前存储的旋转信息来确定覆盖物的位置。
在方框1210处，移动控制器1120然后确定覆盖物是否处于极限阈值处。例如，移动控制器1120在移动控制器1120被指示以移动至关闭位置时确定覆盖物是否在全闭位置处和/或在移动控制器1120被指示以移动至打开位置时确定覆盖物是否在全开位置处。如果覆盖物在极限阈值处，那么图12的过程终止，因为基于通过移动控制器1120接收的信息，不能在可能不损坏机动化组件100的情况下执行指令。在一些实施方案中，覆盖物可能实际上不在极限阈值处(例如，在覆盖物位置编码器120已损坏或失去校准的情况下)。在此类情况下，可以在进一步操作之前修理和/或重新校准机动化组件100和/或覆盖物位置编码器120。
如果在方框1210处，移动控制器1120确定覆盖物不在极限阈值处，那么图11的移动控制器1120在方框1215处指示马达控制器1130基于所命令的操作(例如，关闭机动化组件100的覆盖物，打开机动化组件100的覆盖物，移动至预设位置等)在一方向上驱动马达105。根据所示实施方案，当马达105的输出操作时，离合器110的细长构件210旋转，从而使凸轮随动件220接合驱动齿轮230，这使旋转杆115旋转以移动覆盖物。
在方框1220处，移动控制器1120使用来自覆盖物位置确定器1105和/或马达位置确定器1115的信息基于来自覆盖物位置编码器120和/或马达编码器106的信息监测覆盖物的位置以确定覆盖物是否在期望的位置(例如，通过移动控制器1120的输入所命令的位置)处。如果覆盖物在期望的位置处，那么过程进行至方框1225以经由离合器110使马达105脱开。
在方框1230处，如果移动控制器1120确定覆盖物不在期望的位置处(或移动控制器1120继续指示覆盖物的移动)，那么移动控制器1120确定覆盖物是否在极限阈值处。如果覆盖物不在极限阈值处，那么控制返回至方框1215以继续使旋转杆115旋转以继续移动覆盖物。
在方框1235处，在确定覆盖物在期望的位置处，覆盖物在极限阈值处，或覆盖物的移动将出于任何其它理由终止之后，移动控制器1120指示马达控制器1130使马达105暂时在反转方向(例如，与用以移动覆盖物的方向的反转方向)上旋转以经由离合器110使马达105从旋转杆115脱开。然后图12的过程终止。图13中图示了用于实施方框1235以经由离合器110使马达105从旋转杆115脱开的过程。
图13的过程在移动控制器1120确定机动化组件100的机动化操作将终止时(例如，在方框1235处和/或在图12的方框1235处)开始。替代地，移动控制器1120可以经由控制器中所包括的无线接收器从无线遥控、从有线遥控、从控制面板上的按钮、从中央控制器、从安全传感器等接收终止机动化操作的指令。
在方框1300处，响应于机动化操作将终止的指令和/或确定，移动控制器1120指示马达控制器1130停止驱动马达105。这时，马达105仍经由离合器110接合至旋转杆115。当马达105接合时，对机动化组件100的手动操作将对马达105的输出轴施加扭矩。
在方框1305处，移动控制器1120从马达位置确定器1115确定马达105的当前旋转位置。例如，马达位置确定器1115可以基于从马达编码器106接收的信息指示马达105相对于零位置的以度为单位的当前位置。在方框1310处，一旦确定马达105的位置，移动控制器1120指示马达控制器1130在反转方向上(例如，与先前用以移动覆盖物的方向的反转方向)驱动马达105。当马达105在相反方向上旋转时，制动元件(例如，制动器、弹簧马达等)可用以抵制旋转杆115移动(例如，由于重力而旋转)和/或抵制马达105的脱开。
在方框1315处，移动控制器1120然后经由马达位置确定器1115确定马达105的位置。移动控制器1120确定马达105是否已旋转得足够远到经由离合器110使马达105脱开。在方框1320处，移动控制器1120确定马达105的位置是否处于倒转后解松位置(例如，脱开位置)。例如，移动控制器1120可以在马达105已旋转得足够远到使图2、图3和图9的离合器110的细长构件210旋转至凸轮表面214允许凸轮随动件220移动远离驱动齿轮230以使凸轮随动件220从驱动齿轮230的带键表面224脱开的位置时确定马达105的位置是否处于倒转后解松位置。例如，根据图2、图3和图9的所示实施方案，在离合器110已接合之后(例如，已驱动凸轮随动件旋钮322抵靠止挡件216)，凸轮随动件220通过使细长构件旋转部分转(例如，四分之一转)而从驱动齿轮230脱开。如果移动控制器1120确定马达105尚未旋转足够量以经由离合器110使马达105脱开，那么控制返回至方框1310以继续驱动马达。如果移动控制器1120确定马达105已使细长构件210旋转至经由离合器110使马达105脱开的位置，那么图13的过程终止且马达105从旋转杆115脱开。
图14是表示可以被执行以实施图1、图4、图6、图7、图8、图10和/或图11的建筑覆盖物控制器108以校准和/或重新校准图1的覆盖物位置编码器120和马达编码器106的示例机器可读指令的流程图。例如，可以连续地、周期性地和/或非周期性地执行图14的过程以校准两个编码器120、106报告的读数/使所述读数相关。
在方框1400处，图11的移动控制器1120指示马达控制器1130驱动马达105以将覆盖物移动至第一参考位置。在这个示例中，移动控制器1120指示马达控制器1130将马达105驱动至如由覆盖物位置编码器120指示的全闭位置(当例如电力丢失时，覆盖物位置编码器120不丢失位置)。替代地，可以将马达105驱动至全开位置或任何其它参考位置。
在方框1405处，覆盖物位置确定器1105将如由覆盖物位置编码器120指示的覆盖物的位置作为第一参考位置(例如，零点)存储在本地存储器1125中。例如，覆盖物位置编码器120将位置报告为来自覆盖物位置编码器120的电位计的电压值。在方框1410处，马达位置确定器1115将如由马达编码器106指示的覆盖物的位置作为第一参考位置(例如，零点)存储在本地存储器1125中。例如，马达位置确定器1115将覆盖物位置确定为相对于参考位置的转数(例如，可以将全闭位置确立为零参考位置)。
在方框1415处，移动控制器1120确定是否存在另外的位置待评估。如果存在另外的位置待评估，那么在方框1420处，移动控制器1120指示马达控制器1130驱动马达105以将覆盖物移动至如由示例覆盖物位置确定器1105指示的下一位置且控制返回至方框1405以将位置信息存储在本地存储器1125中的查找表中。
如果不存在另外的位置待评估，那么图14的过程终止，其中查找表存储在本地存储器1125中。
因此，通过图14的过程，移动控制器1120可以关联和/或创建使编码器120、106报告的任何数目的位置值相关的查找表。例如，可以生成以下查找表：
Figure GDA0002836518840000401
来自关联和/或查找数据的数据可用以校准两个编码器，基于任一编码器报告的值来确定覆盖物所定位之处，和/或确定覆盖物到达期望的位置需要移动多远。
图15是表示可以被执行以实施图1、图4、图6、图7、图8、图10和/或图11的建筑覆盖物控制器108以使用图11的覆盖物位置确定器1105和马达位置确定器1115移动建筑覆盖物组件的覆盖物的机器可读指令的流程图。
在方框1500处，移动控制器1120接收将覆盖物移动至期望的位置的指令。指令可以从用户发送或可以是自动指令(例如，在设定时间、设定光量下等自动移动覆盖物的指令)。在方框1505处，移动控制器1120从覆盖物位置确定器1105接收示例覆盖物的位置。即使先前手动地改变了覆盖物(例如，当马达105脱开时)，由覆盖物位置确定器1105报告的位置仍然是准确的，因为覆盖物位置编码器120在手动和/或机动化移动期间继续追踪覆盖物的移动。
在方框1510处，一旦已确定覆盖物的位置，移动控制器1120便基于覆盖物的当前位置确定将覆盖物移动至期望的位置所需的转数。例如，移动控制器1120通过访问存储在本地存储器1125中的查找表来确定转数。在方框1515处，移动控制器1120指示马达控制器1130将马达105驱动所确定的转数以将覆盖物移动至期望的位置。替代地，覆盖物位置确定器1105可以在马达105被驱动时轮询覆盖物位置编码器120直到已到达期望的位置为止。以这种方式，移动控制器1120不需要使用马达位置确定器1115来将覆盖物驱动至期望的位置。
另外，一旦覆盖物已移动至期望的位置，移动控制器1120可以从覆盖物位置确定器1105获得覆盖物位置信息。以这种方式，移动控制器1120可以执行错误分析。例如，如果来自覆盖物位置确定器1105的位置与期望的位置不匹配，那么移动控制器1120可以确定错误已发生。如果马达105的旋转不再使覆盖物移动，覆盖物位置编码器120卡住，覆盖物位置编码器120不再准确地追踪覆盖物位置，与覆盖物位置编码器120位置相关联的电压改变(例如，由于时间、温度、操作电压等的改变)，马达编码器106不再准确地追踪马达105的移动，和/或发生任何其它电气、机械和/或软件错误，那么错误可能发生。移动控制器1120可以对错误标旗标，向用户识别错误(例如，输出通知，诸如发声警报)，和/或重新校准覆盖物位置编码器120和马达编码器106，如图14所描述。
在方框1520处，在将覆盖物驱动至期望的位置之后，移动控制器1120指示马达控制器1130使马达105从驱动元件115脱开。在一些实施方案中，移动控制器1120指示马达控制器1130通过在反转方向上(例如，与先前操作方向相反的方向)驱动马达105来使马达105脱开。在方框1525处，移动控制器1120从马达位置确定器1115接收旋转位置信息以确定马达105是否已操作足够距离和/或足够时间量和/或旋转量从而经由离合器110使马达105脱开。例如，当反转马达105以经由离合器110使马达105脱开时，覆盖物位置编码器120可能不移动，但马达编码器106将继续检测马达105的旋转(例如，通过监测扭矩传递设备的输出)。当移动控制器1120从马达位置确定器1115确定马达105尚未移动足够距离以经由离合器110使马达105脱开时，控制返回至方框1520以继续操作马达105。
当移动控制器1120从马达位置确定器1115确定马达105已移动足够距离以使离合器110脱开时，图15的过程终止。换句话说，离合器110脱开，其使马达105脱开，使得可以手动地移动覆盖物而不迫使马达105旋转。
图16是表示可以被执行以实施图1、图4、图6、图7、图8、图10和/或图11的建筑覆盖物控制器108以监测图1的机动化组件100的覆盖物由于手动和/或机动化操作(例如，在覆盖物位置编码器120是模拟编码器(例如，图7的模拟编码器720)的实施方式中)的位置改变的机器可读指令的流程图。可以连续地、周期性地和/或非周期性地执行图16的过程以追踪覆盖物位置。
在方框1600处，建筑覆盖物控制器108的移动控制器1120将机动化组件100的编码器(例如，覆盖物位置编码器120、马达编码器106等)断电。编码器可以断电以便节省电力。如果机动化组件100由电池和/或电池组供电，那么电力节省可能特别重要。在方框1605处，移动控制器1120启动计时器。
在方框1610处，一旦启动计时器，移动控制器1120便进入睡眠模式直到计时器到期为止。如果计时器已到期，那么在方框1615处通过计时器将中断信号发送至移动控制器1120。如果计时器尚未到期，那么移动控制器1120继续睡眠直到计时器到期为止。如果移动控制器1120接收到中断信号，那么移动控制器1120在方框1620处退出睡眠模式。可以将计时器的到期率设定为任何时间量(例如，10毫秒、1秒等)。
在方框1625处，一旦建筑覆盖物控制器108退出睡眠模式，移动控制器1120便对编码器(例如，覆盖物位置编码器120、马达编码器106等)通电。在方框1630处，移动控制器1120对来自编码器的信号取样。移动控制器1120基于从覆盖物位置编码器120发送的覆盖物位置信息确定覆盖物的位置。另外或替代地，马达编码器106可用以基于从马达位置编码器发送的马达位置信息确定覆盖物的位置。
在方框1635处，移动控制器1120确定从编码器发送的信号是否改变(例如，由于覆盖物的手动或机动化移动)。例如，将当前接收的信号与针对覆盖物的上一已知位置的存储在本地存储器1125中的信号进行比较。如果当前信号与存储在本地存储器1125中的信号相同(例如，覆盖物尚未移动)，那么控制返回至方框1600以将编码器断电且使建筑覆盖物控制器108返回至睡眠模式直到新的计时器到期为止。如果当前信号与存储在本地存储器1125中的信号不同(例如，覆盖物正在移动和/或已移动)，那么移动控制器1120在方框1640处将信号转换为覆盖物位置信息且将覆盖物位置存储在本地存储器1125中。控制返回至方框1612以继续对来自编码器的信号取样直到信号停止改变(例如，覆盖物的移动停止)为止。
图17是表示可以被执行以实施图1、图4、图6、图7、图8、图10和/或图11的建筑覆盖物控制器108以监测图1的机动化组件100的覆盖物由于手动或机动化操作的位置改变的机器可读指令的流程图。例如，图17的过程可以用作图16的过程的替代方案。
在方框1700处，建筑覆盖物控制器108的移动控制器1120将机动化组件100的编码器(例如，覆盖物位置编码器120、马达编码器106等)断电。
在方框1705处，建筑覆盖物控制器108进入睡眠模式。在方框1710处，检查传感器中断。传感器可以是簧片开关、磁阻传感器、霍尔效应传感器，或可以确定移动的任何其它装置。传感器可以附接至旋转杆115和/或可以由机动化组件100的操作移动的另一部件以确定机动化组件100何时操作(例如，旋转杆115何时移动)。旋转杆115的旋转(例如，移动覆盖物)触发传感器以使中断信号发送至建筑覆盖物控制器108。如果传感器不触发中断(例如，覆盖物尚未移动)，那么建筑覆盖物控制器108保持处于睡眠模式。如果传感器已触发中断(例如，覆盖物已移动)，那么建筑覆盖物控制器108在方框1715处退出睡眠模式。
在方框1720处，一旦建筑覆盖物控制器108退出睡眠模式，移动控制器1120便对编码器(例如，覆盖物位置编码器120、马达编码器106等)通电。在方框1725处，移动控制器1120对来自编码器的信号取样。移动控制器1120基于从覆盖物位置编码器120发送的覆盖物位置信息确定覆盖物的位置。另外或替代地，马达编码器106可用以基于从马达位置编码器发送的马达位置信息确定覆盖物的位置。
在方框1730处，移动控制器1120确定从编码器发送的信号是否改变(例如，由于覆盖物的手动或机动化移动)。例如，将当前接收的信号与针对覆盖物的上一已知位置的存储在本地存储器1125中的信号进行比较。如果当前信号与存储在本地存储器1125中的信号相同(例如，覆盖物尚未移动)，那么控制返回至方框1700以将编码器断电且使建筑覆盖物控制器108返回至睡眠模式直到从编码器发送的信号改变为止。如果当前信号与存储在本地存储器1125中的信号不同(例如，覆盖物正在移动和/或已移动)，那么移动控制器1120在方框1735处将信号转换为覆盖物位置信息且将覆盖物位置存储在本地存储器1125中。控制返回至方框1725以继续对来自编码器的信号取样直到信号停止改变(例如，覆盖物的移动停止)为止。
图18是能够执行图12至图17的指令以实施图1、图4、图6、图7、图8、图10和/或图11的建筑覆盖物控制器108和/或与建筑覆盖物控制器108通信的控制器(例如，中央控制器)的处理器平台1800的框图。处理器平台1800可以是例如服务器、个人计算机、移动装置(例如，蜂窝电话、智能电话、平板诸如iPadTM)、个人数字助理(PDA)、因特网电器，或任何其它类型的计算装置。
所示实施方案的处理器平台1800包括处理器1812。所示实施方案的处理器1812是硬件。例如，处理器1812可以由来自任何期望的家庭或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器或控制器实施。
所示实施方案的处理器1812包括本地存储器1813(例如，高速缓冲存储器)。图18的处理器1812执行图12、图13、图14、图15、图16和/或图17的指令以实施图11的覆盖物位置确定器1105、马达位置确定器1115、移动控制器1120和马达控制器1130从而实施建筑覆盖物控制器108。所示实施方案的处理器1812经由总线1818与包括易失性存储器1814和非易失性存储器1816的主存储器通信。易失性存储器1814可以由同步动态随机存取存储器(SDRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、RAMBUS动态随机存取存储器(RDRAM)、和/或任何其它类型的随机存取存储器装置实施。非易失性存储器1816可以由快闪存储器和/或任何其它期望的类型的存储器装置实施。对主存储器1814、1816的访问由存储器控制器控制。非易失性存储器1816另外包括图11的本地存储器1125。
所示实施方案的处理器平台1800还包括接口电路1820。接口电路1820可以由任何类型的接口标准(诸如以太网接口、通用串行总线(USB)和/或PCI express接口)实施。
在所示实施方案中，一个或多个输入装置1822连接至接口电路1820。输入装置1822准许用户将数据和命令键入至处理器1812中。输入装置可以由例如传感器、麦克风、相机(静态或视频)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏、轨迹板、轨迹球、等位点鼠标(isopoint)和/或语音识别系统实施。
一个或多个输出装置1824也连接至所示实施方案的接口电路1820。输出装置1824可以例如由显示装置(例如，发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器、阴极射线管显示器(CRT)、触摸屏、触觉输出装置和/或扬声器)实施。因此，所示实施方案的接口电路1820通常包括图形驱动卡、图形驱动芯片或图形驱动处理器。
所示实施方案的接口电路1820还包括通信装置，诸如发射器、接收器、收发器、调制解调器和/或网络接口卡以便于经由网络1826(例如，以太网连接、数字用户线(DSL)、电话线、同轴电缆、蜂窝式电话系统等)与外部机器(例如，任何种类的计算装置)交换数据。
所示实施方案的处理器平台1800还包括一个或多个大容量存储装置1828以用于存储软件和/或数据。此类大容量存储装置1828的实施方案包括软盘驱动器、硬盘驱动器、高密度磁盘驱动器、蓝光光盘驱动器、RAID系统和数字多功能光盘(DVD)驱动器。
图12、图13、图14、图15、图16和图17的编码指令1832可以存储在大容量存储装置1828中、易失性存储器1814中、非易失性存储器1816中和/或可移动有形计算机可读存储介质(诸如CD或DVD)上。
尽管结合建筑覆盖物组件描述了图1至图3和图8至图9的离合器110，但离合器110可以替代地与其它设备一起使用。例如，离合器110可以与任何设备一起使用以选择性地将一个部件(例如，马达)的旋转输出与另一部件(例如，旋转杆)耦合。
尽管将本文中公开的建筑覆盖物组件的双重操作描述为(1)机动化操作和(2)手动操作，但双重操作可以包括操作模式的其它组合(例如，两种形式的机动化操作(例如，太阳能供电的马达和电池供电的马达)、两种形式的手动操作等)。另外，可以使用两种以上操作形式(例如，可以将两种形式的机动化操作与一种形式的手动操作组合)。本公开不限于一个、两个或更多控制机构的特定组合。
根据以上内容，将理解，上文公开的方法、设备和制品使得能够通过马达(例如，由本地和/或中央控制器控制)使建筑覆盖物升高或下降，同时使得本地用户也能够在无来自马达的阻力的情况下手动地使覆盖物下降和/或升高。所公开的接合/脱开式离合器解决了包括建筑覆盖物组件中的双重控制机制(例如，机动化和手动控制、两种机动化控制等)的技术问题并且控制器在机动化操作和手动操作期间继续追踪覆盖物的位置。通过在建筑覆盖物组件的机动化操作之后使离合器脱开，手动操作驱动位置可以被监测的旋转杆，因为由位置编码器监测的旋转杆旋转而不产生扭矩或以其它方式迫使马达旋转。所公开的接合/脱开式离合器提供双重操作的益处而无需复杂的机电离合器或其它电路来使马达与建筑覆盖物组件的旋转杆接合或脱开。
尽管本文中已公开某些方法、设备和制品，但本专利的涵盖范围不限于此。相反，本专利涵盖适当地落入本专利的权利要求书的范围内的所有方法、设备和制品。

Claims (15)

1.一种用于操作建筑覆盖物的覆盖物的设备，所述设备包括：
离合器，所述离合器用以在马达不在使用中时使所述马达脱开；
手动控制件，所述手动控制件用以在所述马达脱开时移动建筑覆盖物的覆盖物；
制动元件，所述制动元件用以在所述马达脱开时抵制所述覆盖物的驱动元件的移动；
覆盖物位置确定器，以在所述马达脱开时追踪所述覆盖物的位置；以及
马达位置确定器，以在所述离合器使所述马达脱开时追踪所述马达的位置。
2.如权利要求1所述的设备，所述设备还包括马达控制器以：
使所述离合器的凸轮随动件在第一方向上移动以使所述马达与所述驱动元件接合，从而移动所述覆盖物；并且
使所述凸轮随动件在与所述第一方向相反的第二方向上移动以使所述马达脱开。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述马达控制器被结构化以使所述离合器的所述凸轮随动件在所述第二方向上进一步移动，从而使所述马达接合而使所述驱动元件在所述第二方向上移动。
4.如权利要求2所述的设备，其中所述离合器包括耦合至所述驱动元件的驱动齿轮。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述手动控制件被配置成使得用户能够在所述马达脱开时移动所述覆盖物，其中由所述手动控制件或所述马达中的至少一者施加的力克服由所述制动元件提供的阻力。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述覆盖物位置确定器包括编码器。
7.如权利要求1所述的设备，其中所述制动元件被结构化以在所述离合器使所述马达脱开时抵制所述驱动元件的移动。
8.如权利要求1所述的设备，所述设备还包括：
马达位置确定器，所述马达位置确定器用以监测所述马达的移动；以及
马达控制器，所述马达控制器用以：
使所述离合器的细长构件在第一方向上移动以通过使凸轮随动件的带键表面耦合至被附接至所述驱动元件的驱动齿轮的配合的带键表面来使所述马达与所述驱动元件接合；
使所述细长构件在与所述第一方向相反的第二方向上移动以通过使所述凸轮随动件的所述带键表面从所述驱动齿轮的所述配合的带键表面解耦来使所述马达脱开；并且
在已满足阈值以使所述马达脱开之后使所述细长构件停止移动。
9.如权利要求8所述的设备，其中所述细长构件耦合至所述马达。
10.如权利要求8所述的设备，其中所述凸轮随动件移动跨越所述细长构件的凸轮表面。
11.如权利要求8所述的设备，所述设备还包括覆盖物位置确定器以：
在所述覆盖物通过所述马达进行的移动期间以及在所述覆盖物的手动移动期间监测所述覆盖物的位置；并且
确定所述覆盖物何时在极限处，其中当所述建筑覆盖物的所述覆盖物到达所述极限时，所述马达控制器将使所述马达反转移动以使所述驱动元件脱开。
12.如权利要求8所述的设备，其中所述马达控制器被结构化以使所述细长构件在所述第一方向上移动而使所述凸轮随动件到达止挡件，从而使所述凸轮随动件随所述细长构件的移动而移动。
13.如权利要求12所述的设备，其中所述马达控制器被结构化以使所述细长构件在所述第一方向上移动而使所述凸轮随动件朝所述驱动齿轮移动，从而使所述驱动齿轮的所述配合的带键表面与所述凸轮随动件的所述带键表面耦合。
14.如权利要求13所述的设备，其中所述马达控制器被结构化以使所述细长构件在所述第二方向上移动而允许所述凸轮随动件移动远离所述驱动齿轮，从而使所述凸轮随动件的所述带键表面从所述驱动齿轮的所述配合的带键表面解耦。
15.如权利要求8所述的设备，其中所述制动元件被结构化以在所述马达从所述驱动元件脱开时抵制所述驱动元件的移动。
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