CN111335766A - 一种物联网可自动控制门开关的地弹簧 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物联网可自动控制门开关的地弹簧，包括壳体，所述壳体的底部内壁上固定安装有电机、电池、电路板，电机的输出轴端固定安装有第一齿轮，壳体的底部内壁上固定安装有第一轴承座，第一轴承座内转动安装有蜗杆，蜗杆的两端均延伸至第一轴承座外，蜗杆的一端固定安装有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮相啮合，壳体内转动安装有蜗轮，蜗杆位于蜗轮和电机之间，蜗杆与蜗轮相啮合，蜗轮的顶部固定安装有门轴安装位。本发明设计合理，实用性好，自动化和智能化程度高，安全性能高，使用安全可靠，能够实现门的自动开关，而且便于对故障进行检测和维修，也可视情况进行手动开关门，适用范围广，适合推广使用。

Description

一种物联网可自动控制门开关的地弹簧

技术领域

本发明涉及地弹簧技术领域，具体为一种物联网可自动控制门开关的地弹簧。

背景技术

地弹簧是一种液压式闭门器，只不过其压紧弹簧的装置是蜗轮而不是齿轮齿条，因为蜗轮可以正反向旋转，所以地弹簧可以用于双向开启的门，而闭门器则只能用于单向开启的门，地弹簧的技术关键是主轴下部的承重座，它决定着地弹簧的承重等级，地弹簧可应用在家庭的防盗门、卧室门等场景使用，亦可使用在建筑物内的消防门和安全门上、以及办公室、机场、高铁站、酒店、学校等区域等钢化玻璃门使用的新式地弹簧闭门器，实现这些物品的智能自动化、远程和语音控制。

但是，现有技术中，传统的地弹簧无智能功能，不具备任何的自动控制和智能控制功能与作用，开关和关门需要依靠人力推或者拉才能使得门开，十分不便利，自动化程度低，地弹簧体积较大、驱动方式多为遥控或者钥匙等，不符合现代人对智能产品功能的要求，地弹簧的维护成本高，不便于对故障的检测和维修，为此，我们提出一种物联网可自动控制门开关的地弹簧用于解决上述问题。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种物联网可自动控制门开关的地弹簧，解决了的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种物联网可自动控制门开关的地弹簧，包括壳体，所述壳体的底部内壁上固定安装有电机、电池、电路板，电机的输出轴端固定安装有第一齿轮，壳体的底部内壁上固定安装有第一轴承座，第一轴承座内转动安装有蜗杆，蜗杆的两端均延伸至第一轴承座外，蜗杆的一端固定安装有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮相啮合，壳体内转动安装有蜗轮，蜗杆位于蜗轮和电机之间，蜗杆与蜗轮相啮合，蜗轮的顶部固定安装有门轴安装位，壳体的一侧内壁上固定安装有第二轴承座，蜗杆远离第二齿轮的一端转动安装在第二轴承座上，壳体的一侧内壁上固定安装有扬声器。

优选的，所述电路板的顶部依次固定安装有电机驱动模块、电源模块、主控模块和通信模块。

优选的，所述电机驱动模块分别与电机和主控模块电性连接，主控模块分别与电源模块和通信模块电性连接。

优选的，所述门轴安装位的顶部开设有六棱卡槽。

优选的，所述电机的型号为GA12-N20减速马达。

优选的，所述通信模块是由型号为CN18S的芯片和CC2640Ble的无线模块构成，通信模块采用小体积的E104-BT10蓝牙mesh自组网模块，遵循SIG mesh V1.0标准，空旷最大传输距离50米，嵌入地弹簧主控模块，实现与其它具备mesh自组网功能的家电设备实现本地组网，再通过mesh组网网关代理上网，实现数据远程交互，支持同样蓝牙mesh自组网的手机也可直接与本地mesh网络组网，直接与本地mesh组网设备通信，本地mesh自组网通过网关代理上网后，将数据传输到云数据中心，其他终端或移动终端也可以通过网络获取该数据中心的数据，并实现地弹簧的远程监控与控制连接手机终端APP，配套的网关也采用E104-BT10实现与本地mesh节点自组网，再由网关的DM9000网络适配器连接外网，支持TCP/UDP协议，或网关内嵌上行速率不低于30Mbps下行速率不低于100Mbps的4G移动通信模块E840-TTL-4G04代理上网，同样支持TCP/UDP实现远程数据交互。

优选的，所述通信模块连接有一具备网关密码开门功能的摄像头控制模块，摄像头控制模块包括有摄像头单元、麦克风单元、扩音器单元、人脸识别单元、无线通信单元，无线通信单元与通信模块、手机终端APP联接、远程通信型号相同，摄像头控制模块的型号为ov7670 OV7725摄像头模块模，连接AD828麦克风和扩音器一体化模块单元作为麦克风单元、扩音器单元使用，并通过一颗STM32芯片处理图像信息，通过人脸识别单元实行人脸识别对合法人员进行读取，发送到通讯模块，通讯模块发送至主控模块指令给电机，实行自动开启门，合法人员可自动进出。

优选的，所述结构开锁结构组件包括有磁感线圈模块和插销杆，磁感线圈模块为中空形状，插销杆通过磁感线圈的中空部位插入磁感线圈内部，手动控制开锁结构组件为插销式门锁机构，插销杆为磁化铸铁材质，通过主控模块对磁感线圈模块实现正负极供电的切换，实现插销杆在磁感线圈内实现前后的运动，在紧急情况下，室内的人可通过该模块机构的设立，实现地弹簧的手动操作，使地弹簧处于非电控状态，实现手动的推开门，通过主控模块对磁感线圈模块实现正负极供电的切换，实现插销杆插入传动齿轮齿槽内，实现锁门功能，手动控制开锁结构组件可将蜗杆和蜗轮脱离，室内人员可实现手动开门。

（三）有益效果

本发明提供了一种物联网可自动控制门开关的地弹簧。具备以下有益效果：

该一种物联网可自动控制门开关的地弹簧，通过主控模块实现对电机驱动模块的驱动、管理和转动控制，电机转动时，电机带动第一齿轮开始旋转，第一齿轮带动第二齿轮进行旋转，第二齿轮带动蜗杆进行转动，蜗杆带动蜗轮和门轴安装位进行转动，进一步带动门轴安装位上的六棱卡槽卡住的门转轴进行转动，同理，电机转动的方向决定了第一齿轮和第二齿轮的转动反向的正反，可实现自动开关门、地弹簧的远程控制、地弹簧也可以当门锁使用也可与其他智能门锁配合实现自动控制开门、实现用户语音远程控制打开门和关闭门，对地弹簧进行智能化的升级，通过同样的技术原理可以使用到多个不同的物品和场景下的门上进行使用，大大的提高了实用性能，本升级方式对地弹簧原本的结构和安装办法不会发生改变，同样的在不更换原来的门前提下即可实现安装更新改造，衍生性强，通过主控模块的升级可以实现更多的安全保护功能，进一步的通过地弹簧的加强控制，甚至可以取消门锁，直接由地弹簧实现门的自动开关，具有较高的自动化和智能化特性，而且维修维护方便。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为摄像头控制模块爆炸图；

图3为电路板模块构成图；

图4为手动控制开锁结构组件构成图；

图5为本发明系统运行框图；

图6为组网拓扑图示意。

图中：1、电机；2、电池；3、电路板；4、第一齿轮；5、第二齿轮；6、蜗杆；7、门轴安装位；8、蜗轮；9、第一轴承座；10、第二轴承座；11、电机驱动模块；12、电源模块；13、主控模块；14、通信模块；15、壳体；16、摄像头控制模块；17、摄像头单元；18、麦克风单元；19、扩音器单元；20、人脸识别单元；21、无线通信单元；22、磁感线圈模块；23、插销杆；30、手动控制开锁结构组件；33、扬声器。

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。

如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种物联网可自动控制门开关的地弹簧，包括壳体15，壳体15的底部内壁上固定安装有电机1、电池2、电路板3，电机1的输出轴端固定安装有第一齿轮4，壳体15的底部内壁上固定安装有第一轴承座9，第一轴承座9内转动安装有蜗杆6，蜗杆6的两端均延伸至第一轴承座9外，蜗杆6的一端固定安装有第二齿轮5，第二齿轮5与第一齿轮4相啮合，壳体15内转动安装有蜗轮8，蜗杆6位于蜗轮8和电机1之间，蜗杆6与蜗轮8相啮合，蜗轮8的顶部固定安装有门轴安装位7，壳体15的一侧内壁上固定安装有第二轴承座10，蜗杆6远离第二齿轮5的一端转动安装在第二轴承座10上，壳体15的一侧内壁上固定安装有扬声器33。

电路板3的顶部依次固定安装有电机驱动模块11、电源模块12、主控模块13和通信模块14，电机驱动模块11分别与电机1和主控模块13电性连接，主控模块13分别与电源模块12和通信模块14电性连接，门轴安装位7的顶部开设有六棱卡槽，电机1的型号为GA12-N20减速马达，通信模块14是由型号为CN18S的芯片和CC2640Ble的无线模块构成，通信模块14连接有一具备网关密码开门功能的摄像头控制模块16，摄像头控制模块16包括有摄像头单元17、麦克风单元18、扩音器单元19、人脸识别单元20、无线通信单元21，无线通信单元21与通信模块14型号相同，摄像头控制模块16的型号为ov7670 OV7725摄像头模块模，连接AD828麦克风和扩音器一体化模块单元作为麦克风单元18、扩音器单元19使用，并通过一颗STM32芯片处理图像信息，壳体15上连接有一组手动控制开锁结构组件30，手动控制开锁结构组件30包括有磁感线圈模块22和插销杆23，磁感线圈模块22为中空形状。

本实施例中，使用时，电机1为可正反转电机，电机1、电池2、电路板3、电机驱动模块11、电源模块12、主控模块13、和通信模块14组成地弹簧的核心电子电路控制部件，电路板3中的电机驱动模块11、电源模块12、主控模块13、通信模块14实现电性连接，主控模块13通过电信号实现对电机驱动模块11的驱动和管理，进一步实现对电机1的转动控制，电机1转动时，电机1的输出轴端带动第一齿轮4开始旋转，第一齿轮4带动第二齿轮5进行旋转，第二齿轮5带动蜗杆6进行转动，蜗杆6带动蜗轮8和门轴安装位7进行转动，进一步带动门轴安装位7上的六棱卡槽卡住的门转轴进行转动，门轴安装位7至少为三角形结构以及三角以上的多角结构，同理，电机1转动的方向决定了第一齿轮4和第二齿轮5的转动反向的正反；

主控模块13与通信模块14通过电路连接后，通信模块14可以将主控模块13内的信息对外进行发送，对外发送的技术手段包括无线和有线两种，无线手段包括使用蓝牙、ZigBee、iot等所有具备无线信息传输功能的技术，通信模块14也可接收来自于外部的指令实现通信模块14传输外部指令至主控模块13后，主控模块13实现对下一级单元的驱动和管理，通信模块14与具备同类型的通信协议的其他设备可以实现数据交互，进一步的通信模块14的外发信息将通过大数据和云服务技术无线发送到云服务中心进行储存，在通过云服务中心内对该地弹簧进行编号和储存，并与对应的用户账户进行编号和对应管理，即可实现地弹簧与用户之间的绑定，若云服务中心接收到地弹簧的各类信息，云服务中心可通过互联网向用户的手机端或电脑上发送对应的提升信息给用户知晓，通过主控模块13与电源模块12的连接，主控模块13可以实现探测电池2的剩余电量，当电量较低时主控模块13还能通过通信模块14向外发送电量较低的信息，同理的其他单元和模块都与主控模块13实现了连接，日常状态下可以定时或不定时的读取到如电机驱动模块11、通信模块14的功能是否正常，是否存在故障情况，进而实现设备的功能和故障的自我检测，当出现故障情况时，主控模块13会将故障情况通过通信模块14发送到云服务中心，进而由云服务中心下发到用户手机端或电脑上提示维修或更换，以方便工作人员对故障进行查询和检修，蜗杆6通过第一轴承座9和第二轴承座10进行固定，通过固定后的蜗杆6，除了通过电机1转动带动门进行旋转外，也可实现螺杆联动式的人为推门或关门，并使用蜗杆6进行联动可使得第一齿轮4和第二齿轮5的啮合装配连接带动电机1自动回复到最开始的状态，且电机1处于通电状态，可以识别当前回转的角度，便于自动识别电机1下一次是控制门打开还是控制门关闭，具备门状态自动监测探测功能；

手动控制开锁结构组件30为插销式门锁机构，插销杆23通过磁感线圈的中空部位插入磁感线圈内部，进一步23插销杆为磁化铸铁材质，通过主控模块13对磁感线圈模块22实现正负极供电的切换，实现插销杆23插入传动齿轮齿槽内，实现锁门功能，在紧急情况下拉动手动控制开锁结构组件30，可将蜗杆6和蜗轮8脱离，室内人员可实现手动开门。

主控模块13中可实现主控模块13中内置一个语音单元，包括麦克风、扩音等，主控模块13中的芯片可以对用户语音指令进行识别和解析，包括使用当前的百度语音、科大讯飞等第三方提供的，也可以自主开发的可以实现语音识别的单元和模块，通过这样的功能设计，主控模块13可以接收用户的语音信息，实现语音控制开门、关门，进一步的也可由语音控制开关和关门的时间长短，通过无线模块，可以实现由用户的手机进行控制，包括用户通过手机输入密码、指纹、语音等实现直接开关地弹簧，同样的地弹簧可以和智能门锁进行通信，只要智能门锁可以实现与地弹簧之间的无线通信或有线通信即可，主控模块13还可以继续升级，同样的地弹簧可以通过材料的调整和构成模块及单元等调整使得体积增大或减小，实现对不同大小和重量的门进行适应，进而可以应用到消防门、安全门、防盗门及室内普通门上使用，

主控模块13上还可以通过与密码键、视频图像识别、指纹识别、RFID感知等模块进行整合，实现地弹簧控制方式的多样化及升级，同理通过这些安全防护技术手段的升级，地弹簧可以使用到保险柜、保险箱、办公柜等物品上，实现自动控制开关的功能，具有较高的智能化和自动化特性，增强了实用性，通信模块14可以与室内具备同样mesh组网的火灾或燃气报警装置实现数据交互，当本地网络中的火灾或燃气报警装置检测到火情或燃气泄漏时，通过本地mesh组网联动可在使用人授权条件自动完全打开门，实现室内的通风换气，避免火灾或燃气泄漏导致更大的财产损失及人员伤亡，具有安全保障。

综上可得，该一种物联网可自动控制门开关的地弹簧，电机1、电池2、电路板3、第一齿轮4、第二齿轮5、蜗杆6、门轴安装位7、蜗轮8、第一轴承座9、第二轴承座10、电机驱动模块11、电源模块12、主控模块13、通信模块14和壳体15的配合，可实现自动开关门、地弹簧的远程控制、与门锁配合实现自动控制开门、实现用户语音控制打开门和关闭门，对地弹簧进行智能化的升级，通过同样的技术原理可以使用到多个不同的物品和场景下的门上进行使用，大大的提高了实用性能，本升级方式对地弹簧原本的结构和安装办法不会发生改变，同样的在不更换原来的门前提下即可实现安装更新改造，衍生性强，通过主控模块13的升级可以实现更多的安全保护功能，进一步的通过地弹簧的加强控制，甚至可以取消门锁，直接由地弹簧实现门的自动开关，具有较高的自动化和智能化特性，本发明设计合理，实用性好，自动化和智能化程度高，安全性能高，使用安全可靠，能够实现门的自动开关，而且便于对故障进行检测和维修，也可视情况进行手动开关门，适用范围广，适合推广使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种物联网可自动控制门开关的地弹簧，包括壳体（15），其特征在于：所述壳体（15）的底部内壁上固定安装有电机（1）、电池（2）、电路板（3），电机（1）的输出轴端固定安装有第一齿轮（4），壳体（15）的底部内壁上固定安装有第一轴承座（9），第一轴承座（9）内转动安装有蜗杆（6），蜗杆（6）的两端均延伸至第一轴承座（9）外，蜗杆（6）的一端固定安装有第二齿轮（5），第二齿轮（5）与第一齿轮（4）相啮合，壳体（15）内转动安装有蜗轮（8），蜗杆（6）位于蜗轮（8）和电机（1）之间，蜗杆（6）与蜗轮（8）相啮合，蜗轮（8）的顶部固定安装有门轴安装位（7），壳体（15）的一侧内壁上固定安装有第二轴承座（10），蜗杆（6）远离第二齿轮（5）的一端转动安装在第二轴承座（10）上，壳体（15）的一侧内壁上固定安装有扬声器（33）。

2.根据权利要求1所述的一种物联网可自动控制门开关的地弹簧，其特征在于：所述电路板（3）的顶部依次固定安装有电机驱动模块（11）、电源模块（12）、主控模块（13）和通信模块（14）。

3.根据权利要求2所述的一种物联网可自动控制门开关的地弹簧，其特征在于：所述电机驱动模块（11）分别与电机（1）和主控模块（13）电性连接，主控模块（13）分别与电源模块（12）和通信模块（14）电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种物联网可自动控制门开关的地弹簧，其特征在于：所述门轴安装位（7）的顶部开设有六棱卡槽。

5.根据权利要求1所述的一种物联网可自动控制门开关的地弹簧，其特征在于：所述电机（1）安装后连接第一齿轮（4），进而电机转动时可以联动第一齿轮进行转动。

6.根据权利要求1所述的一种物联网可自动控制门开关的地弹簧，其特征在于：所述通信模块（14）通过无线通信的方式实现数据交互。

7.根据权利要求书1所述的一种物联网可自动控制门开关的地弹簧，其特征在于：所述通信模块（14）连接有一具备网关密码开门功能的摄像头控制模块（16），摄像头控制模块（16）包括有摄像头单元（17）、麦克风单元（18）、扩音器单元（19）、人脸识别单元（20）、无线通信单元（21），无线通信单元（21）与通信模块（14）型号相同，摄像头控制模块（16）通过电路结构连接麦克风和扩音器一体化模块单元作为麦克风单元（18）、扩音器单元（19）使用，并通过处理器芯片处理图像信息。

8.根据权利要求书1所述的一种物联网可自动控制门开关的地弹簧，其特征在于：所述壳体（15）上连接有一组手动控制开锁结构组件（30），手动控制开锁结构组件（30）包括有磁感线圈模块（22）和插销杆（23），磁感线圈模块（22）为中空形状。

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