CN111622657A - 一种遮阳百叶自动渐变控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及遮阳百叶技术领域，具体公开了一种遮阳百叶自动渐变控制系统，包括处理器以及分别与处理器连接的第一测距传感器、第二测距传感器以及舵机，舵机通过传动结构与百叶连接，第一测距传感器测定人员的身体与百叶底部之间的距离；第二测距传感器测定人员的头部与百叶顶端之间的距离；处理器依据距离信息计算人员头部的高度，以及根据人员头部的高度信息计算舵机所要旋转的角度值；舵机根据角度值进行旋转以带动传动结构运动；传动结构将舵机的水平旋转运动转化成为百叶的垂直偏转运动；通过两个测距传感器计算人体距百叶的距离及头部的高度，由处理器计算后控制舵机带动传动结构，进而调整百叶的偏转角度，从而实现百叶的局部打开和闭合。

Description

一种遮阳百叶自动渐变控制系统
技术领域
本发明涉及遮阳百叶技术领域，更具体地，涉及一种遮阳百叶自动渐变控制系统。
背景技术
目前的建筑百叶开合控制系统只能实现百叶的整体开合，不能实现局部的，有针对性的打开或者闭合，在遮阳和视线控制方面的限制比较多，无法根据室内人员的实时动向进行变化。
发明内容
针对现有技术中存在的上述弊端，本发明的目的是提供一种遮阳百叶自动渐变控制系统，可以根据人员头部的位置实时调节百叶的偏转角度，从而实现百叶的局部打开和闭合。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
一种遮阳百叶自动渐变控制系统，包括处理器以及分别与所述处理器连接的第一测距传感器、第二测距传感器以及舵机，所述舵机通过传动结构与百叶连接，其中，所述第一测距传感器，设置在所述百叶的底部，用于测定人员的身体与所述百叶底部之间的距离；所述第二测距传感器，设置在所述百叶的顶端，用于测定人员的头部与所述百叶顶端之间的距离；所述处理器，用于获取所述第一测距传感器和所述第二测距传感器测定到的距离信息，并依据所述距离信息计算人员头部的高度，以及根据所述人员头部的高度信息计算所述舵机所要旋转的角度值；所述舵机，用于接收所述处理器提供的所述角度值，并根据所述角度值进行旋转以带动所述传动结构运动；以及所述传动结构，用于将所述舵机的水平旋转运动转化成为所述百叶的垂直偏转运动。
优选的，所述舵机包括第一舵机和第二舵机，所述传动结构包括驱动杆、转换盘、牵引线以及抬升器，其中，所述驱动杆的一端固定在所述第一舵机的摇臂上，所述第二舵机的摇臂在所述驱动杆上滑动，所述驱动杆的另一端连接多个所述牵引线，通过所述第一舵机和所述第二舵机的组合运动，控制所述驱动杆的另一端在所述转换盘的范围内运动。
优选的，所述转换盘的边缘设置有多个穿孔，所述牵引线通过所述穿孔，经过所述抬升器连接到所述百叶的边缘，每一所述百叶对应一条所述牵引线。
优选的，每一所述百叶的一侧由两根拉索固定，另一侧的中部连接一条所述牵引线，所述牵引线上下拉动所述百叶改变其角度。
优选的，所述处理器，具体用于获取所述第一测距传感器和所述第二测距传感器测定到的距离信息，并依据所述距离信息计算人员头部的高度H，高度H的计算公式如下：
Figure BDA0002535246990000021
其中，Y为所述百叶的底部到顶端的距离，Z为所述百叶底部的高度，d1为人员的身体与所述百叶底部之间的距离，d2为人员的头部与所述百叶顶端之间的距离。
优选的，所述处理器还用于根据所述人员头部的高度H计算所述人员头部在窗体范围内的高度比例S，计算公式为S＝(H-Z)/Y，其中，0<S<1；所述处理器还用于根据高度比例S计算所述驱动杆的B端与所述转换盘中心点的连线的角度值a，计算公式为a＝360°*S，其中，0°<a<360°；所述处理器还用于根据所述角度值a及所述驱动杆长度L依次计算出所述第一舵机的摇臂的旋转角度a1和所述第二舵机的摇臂的旋转角度a2；
其中，设第一舵机轴心O1点的坐标为(x1,y1),第一舵机的摇臂长度为r1，所述驱动杆的B端的坐标为(xb,yb)，所述第二舵机的摇臂长度为r2，转换盘中心点O的坐标为(x3,y3)，转换盘半径为r3，A点的坐标为(xa,ya)，则：
Figure BDA0002535246990000022
其中，
Figure BDA0002535246990000023
Figure BDA0002535246990000024
Figure BDA0002535246990000025
Figure BDA0002535246990000026
Figure BDA0002535246990000027
Figure BDA0002535246990000031
因此，第一舵机的摇臂旋转角度的计算公式如下：
Figure BDA0002535246990000032
其中，设第二舵机轴心O2点的坐标为(x2,y2)，第二舵机的摇臂终点C的坐标为(xc,yc)，则：
Figure BDA0002535246990000033
其中，A＝1+k2，B＝2×k×(b-y2)-2×x2，C＝x2 2+(b-y2)2-r2 2，
Figure BDA0002535246990000034
Figure BDA0002535246990000035
因此，第二舵机的摇臂(42)旋转角度的计算公式如下：
Figure BDA0002535246990000036
优选的，所述处理器还用于依据计算出的所述第一舵机的摇臂的旋转角度a1和所述第二舵机的摇臂的旋转角度a2，发送信号控制所述舵机旋转，推动所述驱动杆的B端移动到指定位置；所述驱动杆的B端移动时带动所述牵引线运动，每一所述牵引线的垂直部分长度发生变化，导致百叶的偏移角度发生变化。
本发明实施例的遮阳百叶自动渐变控制系统具有以下优点：本发明设计了一种可以根据室内人员位置实时调整百叶开合位置及大小的控制系统，该系统通过两个测距传感器计算人体距百叶的距离及头部的高度，由处理器计算后控制舵机带动传动结构，进而调整百叶的偏转角度，从而实现百叶的局部打开和闭合；而且，传动结构仅仅使用两个舵机就可以控制整列百叶叶片的角度，大大减少电机的数量。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种遮阳百叶自动渐变控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的人员与百叶之间的距离测定示意图；
图3为本发明实施例提供的舵机摇臂、驱动杆、转换盘连接方式及角度计算示意图；
图4为本发明实施例提供的驱动杆处于不同位置时牵引线的牵引状态示意图；
图5为本发明实施例提供的单片百叶牵引结构示意图；
图6为本发明实施例提供的抬升器处于不同状态时的轴侧图；
图中：1、处理器；2、第一测距传感器；3、第二测距传感器；4、舵机；41、第一舵机的摇臂；42、第二舵机的摇臂；5、传动结构；51、驱动杆；52、转换盘；53、牵引线；54、穿孔；6、百叶；7、拉索。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的遮阳百叶自动渐变控制系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。显然，所描述的实施例为本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1-6所示，一种遮阳百叶自动渐变控制系统，包括处理器1以及分别与所述处理器1连接的第一测距传感器2、第二测距传感器3以及舵机4，所述舵机4通过传动结构5与百叶6连接，其中，所述第一测距传感器2，设置在所述百叶6的底部，用于测定人员的身体与所述百叶6底部之间的距离；所述第二测距传感器3，设置在所述百叶6的顶端，用于测定人员的头部与所述百叶6顶端之间的距离；所述处理器1，用于获取所述第一测距传感器2和所述第二测距传感器3测定到的距离信息，并依据所述距离信息计算人员头部的高度，以及根据所述人员头部的高度信息计算所述舵机4所要旋转的角度值；所述舵机4，用于接收所述处理器1提供的所述角度值，并根据所述角度值进行旋转以带动所述传动结构5运动；以及所述传动结构5，用于将所述舵机4的水平旋转运动转化成为所述百叶6的垂直偏转运动。
在本实施例中，参照图3和图4，所述舵机4包括第一舵机和第二舵机，所述传动结构5包括驱动杆51、转换盘52、牵引线53以及抬升器，其中，所述驱动杆51的一端固定在所述第一舵机的摇臂41上，所述第二舵机的摇臂42在所述驱动杆51上滑动，所述驱动杆51的另一端连接多个所述牵引线53，通过所述第一舵机和所述第二舵机的组合运动，控制所述驱动杆51的另一端在所述转换盘52的范围内运动。
在本实施例中，参照图4，所述转换盘52的边缘设置有多个穿孔54，所述牵引线53通过所述穿孔54，经过所述抬升器连接到所述百叶6的边缘，每一所述百叶6对应一条所述牵引线53。
在本实施例中，参照图5，每一所述百叶6的一侧由两根拉索7固定，另一侧的中部连接一条所述牵引线53，所述牵引线53上下拉动所述百叶6改变其角度。
在本实施例中，参照图6，圆A中的抬升器为抬升状态，圆B中的抬升器为放下状态，抬升器通过调整抬起的幅度来控制牵引线53横向被顶起的程度，从而控制牵引线53纵向的长度。
在本实施例中，参照图2，所述处理器1，具体用于获取所述第一测距传感器2和所述第二测距传感器3测定到的距离信息，并依据所述距离信息计算人员头部的高度H，高度H的计算公式如下：
Figure BDA0002535246990000051
其中，Y为所述百叶6的底部到顶端的距离，Z为所述百叶6底部的高度，d1为人员的身体与所述百叶6底部之间的距离，d2为人员的头部与所述百叶6顶端之间的距离。
在本实施例中，参照图2-3，所述处理器1还用于根据所述人员头部的高度H计算所述人员头部在窗体范围内的高度比例S，计算公式为S＝(H-Z)/Y，其中，0<S<1；所述处理器1还用于根据高度比例S计算所述驱动杆51的B端与所述转换盘52中心点的连线的角度值a，计算公式为a＝360°*S，其中，0°<a<360°；所述处理器1还用于根据所述角度值a及所述驱动杆51长度L依次计算出所述第一舵机的摇臂41的旋转角度a1和所述第二舵机的摇臂42的旋转角度a2；
其中，设第一舵机轴心O1点的坐标为(x1,y1),第一舵机的摇臂41长度为r1，所述驱动杆51的B端的坐标为(xb,yb)，所述第二舵机的摇臂42长度为r2，转换盘52中心点O的坐标为(x3,y3)，转换盘52半径为r3，A点的坐标为(xa,ya)，则：
Figure BDA0002535246990000052
其中，
Figure BDA0002535246990000061
Figure BDA0002535246990000062
Figure BDA0002535246990000063
Figure BDA0002535246990000064
Figure BDA0002535246990000065
Figure BDA0002535246990000066
因此，第一舵机的摇臂41旋转角度的计算公式如下：
Figure BDA0002535246990000067
其中，设第二舵机轴心O2点的坐标为(x2,y2)，第二舵机的摇臂42终点C的坐标为(xc,yc)，则：
Figure BDA0002535246990000068
其中，A＝1+k2，B＝2×k×(b-y2)-2×x2，C＝x2 2+(b-y2)2-r2 2，
Figure BDA0002535246990000069
Figure BDA00025352469900000610
因此，第二舵机的摇臂42旋转角度的计算公式如下：
Figure BDA00025352469900000611
在本实施例中，参照图4，所述处理器1还用于依据计算出的所述第一舵机的摇臂41的旋转角度a1和所述第二舵机的摇臂42的旋转角度a2，发送信号控制所述舵机4旋转，推动所述驱动杆51的B端移动到指定位置；所述驱动杆51的B端移动时带动所述牵引线53运动，每一所述牵引线53的垂直部分长度发生变化，导致百叶6的偏移角度发生变化。
在本实施例中，还包括以下步骤：
步骤1，人员进入测距传感器的测距范围，触发系统开始工作；
步骤2，设置于百叶底部的第一测距传感器测定人员的身体与所述百叶底部之间的距离d1；
步骤3，设置于百叶顶端的第二测距传感器测定人员的头部与所述百叶顶端之间的距离d2；
步骤4，处理器获得两个测距传感器的距离信息，通过三角函数关系计算人体头部的高度H，
Figure BDA0002535246990000071
其中，Y为所述百叶的底部到顶端的距离，Z为所述百叶底部的高度，d1为人员的身体与所述百叶底部之间的距离，d2为人员的头部与所述百叶顶端之间的距离；
步骤5，计算头部在窗体范围内的高度比例S，计算公式为S＝(H-Z)/Y，其中，0<S<1；
步骤6，根据高度比例S计算驱动杆B端与转换盘中心点的连线的角度值a，计算公式为a＝360°*S，其中，0°<a<360°；
步骤7，根据角度值a及驱动杆长度L依次计算出所述第一舵机的摇臂的旋转角度a1和所述第二舵机的摇臂的旋转角度a2；
步骤8，所述处理器还用于依据计算出的所述第一舵机的摇臂的旋转角度a1和所述第二舵机的摇臂的旋转角度a2，发送信号控制所述舵机旋转，推动所述驱动杆的B端移动到指定位置；
步骤9，驱动杆B端移动时带动牵引线，各牵引线垂直部分长度发生变化(图3)，导致百叶偏移角度变化。
本发明设计了一种可以根据室内人员位置实时调整开合位置及大小的百叶控制系统，该系统通过两个测距传感器计算人体距百叶的距离及头部的高度，由处理器计算后控制舵机带动传动结构，进而调整百叶的偏转角度，从而实现百叶的局部打开和闭合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种遮阳百叶自动渐变控制系统，其特征在于，包括处理器(1)以及分别与所述处理器(1)连接的第一测距传感器(2)、第二测距传感器(3)以及舵机(4)，所述舵机(4)通过传动结构(5)与百叶(6)连接，其中，
所述第一测距传感器(2)，设置在所述百叶(6)的底部，用于测定人员的身体与所述百叶(6)底部之间的距离；
所述第二测距传感器(3)，设置在所述百叶(6)的顶端，用于测定人员的头部与所述百叶(6)顶端之间的距离；
所述处理器(1)，用于获取所述第一测距传感器(2)和所述第二测距传感器(3)测定到的距离信息，并依据所述距离信息计算人员头部的高度，以及根据所述人员头部的高度信息计算所述舵机(4)所要旋转的角度值；
所述舵机(4)，用于接收所述处理器(1)提供的所述角度值，并根据所述角度值进行旋转以带动所述传动结构(5)运动；以及
所述传动结构(5)，用于将所述舵机(4)的水平旋转运动转化成为所述百叶(6)的垂直偏转运动。
2.根据权利要求1所述的遮阳百叶自动渐变控制系统，其特征在于，所述舵机(4)包括第一舵机和第二舵机，所述传动结构(5)包括驱动杆(51)、转换盘(52)、牵引线(53)以及抬升器，其中，所述驱动杆(51)的一端固定在所述第一舵机的摇臂(41)上，所述第二舵机的摇臂(42)在所述驱动杆(51)上滑动，所述驱动杆(51)的另一端连接多个所述牵引线(53)，通过所述第一舵机和所述第二舵机的组合运动，控制所述驱动杆(51)的另一端在所述转换盘(52)的范围内运动。
3.根据权利要求2所述的遮阳百叶自动渐变控制系统，其特征在于，所述转换盘(52)的边缘设置有多个穿孔(54)，所述牵引线(53)通过所述穿孔(54)，经过所述抬升器连接到所述百叶(6)的边缘，每一所述百叶(6)对应一条所述牵引线(53)。
4.根据权利要求3所述的遮阳百叶自动渐变控制系统，其特征在于，每一所述百叶(6)的一侧由两根拉索(7)固定，另一侧的中部连接一条所述牵引线(53)，所述牵引线(53)上下拉动所述百叶(6)改变其角度。
5.根据权利要求2所述的遮阳百叶自动渐变控制系统，其特征在于，所述处理器(1)，具体用于获取所述第一测距传感器(2)和所述第二测距传感器(3)测定到的距离信息，并依据所述距离信息计算人员头部的高度H，高度H的计算公式如下：
Figure FDA0002535246980000021
其中，Y为所述百叶(6)的底部到顶端的距离，Z为所述百叶(6)底部的高度，d1为人员的身体与所述百叶(6)底部之间的距离，d2为人员的头部与所述百叶(6)顶端之间的距离。
6.根据权利要求5所述的遮阳百叶自动渐变控制系统，其特征在于，所述处理器(1)还用于根据所述人员头部的高度H计算所述人员头部在窗体范围内的高度比例S，计算公式为S＝(H-Z)/Y，其中，0<S<1；
所述处理器(1)还用于根据高度比例S计算所述驱动杆(51)的B端与所述转换盘(52)中心点的连线的角度值a，计算公式为a＝360°*S，其中，0°<a<360°；
所述处理器(1)还用于根据所述角度值a及所述驱动杆(51)长度L依次计算出所述第一舵机的摇臂(41)的旋转角度a1和所述第二舵机的摇臂(42)的旋转角度a2；
其中，设第一舵机轴心O1点的坐标为(x1,y1),第一舵机的摇臂(41)长度为r1，所述驱动杆(51)的B端的坐标为(xb,yb)，所述第二舵机的摇臂(42)长度为r2，转换盘(52)中心点O的坐标为(x3,y3)，转换盘(52)半径为r3，A点的坐标为(xa,ya)，则：
Figure FDA0002535246980000022
其中，
Figure FDA0002535246980000023
Figure FDA0002535246980000024
Figure FDA0002535246980000025
Figure FDA0002535246980000026
Figure FDA0002535246980000027
Figure FDA0002535246980000031
因此，第一舵机的摇臂(41)旋转角度的计算公式如下：
Figure FDA0002535246980000032
其中，设第二舵机轴心O2点的坐标为(x2,y2)，第二舵机的摇臂(42)终点C的坐标为(xc,yc)，则：
Figure FDA0002535246980000033
其中，A＝1+k2，B＝2×k×(b-y2)-2×x2，C＝x2 2+(b-y2)2-r2 2，
Figure FDA0002535246980000034
Figure FDA0002535246980000035
因此，第二舵机的摇臂(42)旋转角度的计算公式如下：
Figure FDA0002535246980000036
7.根据权利要求6所述的遮阳百叶自动渐变控制系统，其特征在于，所述处理器(1)还用于依据计算出的所述第一舵机的摇臂(41)的旋转角度a1和所述第二舵机的摇臂(42)的旋转角度a2，发送信号控制所述舵机(4)旋转，推动所述驱动杆(51)的B端移动到指定位置；所述驱动杆(51)的B端移动时带动所述牵引线(53)运动，每一所述牵引线(53)的垂直部分长度发生变化，导致百叶(6)的偏移角度发生变化。
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