CN114991615A - 自动门窗智能驱动系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动门窗智能驱动系统及其工作方法，智能驱动系统及包括电机、驱动器、传动组件和上位机，驱动器驱动电机转动，电机转动通过传动组件带动门窗运动，上位机与驱动器电连接。自动门窗智能驱动系统通过将电机、驱动器、传动组件和上位机集成为一体结构，使得整个智能驱动系统集成度很高、体积更小，使用时可靠性高，安装质量控制方便，维护效率高。自动门窗智能驱动系统的工作方法，采用上述智能驱动系统，上位机通过无线集线器以无线方式与所有外部设备电性连接，实现外部设备的全无线控制，而且减少接线的复杂性和使用时连接线之间的故障率，从而提高工作时的可靠性。

Description

自动门窗智能驱动系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种自动门窗智能驱动系统。

背景技术

自动门窗是现代家居生活及办公场地的必备用品，自动门窗智能驱动系统常用在控制自动门窗的开合上，是门窗自动开合的动力源。

传统的自动门窗驱动系统，其主要包括机械传动组件、动力源和电控等主要组成部件组成，由于其在自动门窗中占据较大空间，使得其安装调试工作复杂，可靠性不高。尤其是当自动门窗驱动系统需要维护、维修更换时，需要重新装配调试各组成部件、操作繁琐。

另外，传统的自动门窗驱动系统与外部设备(例如门禁、门锁、人体感应器等)的连接，普遍采用有线方式电连接或者部分有线部分无线的方式电连接。当外部设备较多时，接线较为复杂，且使用时连接线之间的故障率较高。

发明内容

为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，本发明的目的之一在于提供一种集成度高、体积小、便于安装维护，使用时可靠性较高的自动门窗智能驱动系统。

本发明的目的之二在于提供一种自动门窗智能驱动系统的工作方法，该工作方法能够实现自动门窗外部设备的全无线控制连接，装配时减少接线工作量，进而提高连接线的故障风险，确保工作时可靠性高。

本发明为达到上述目的之一所采用的技术方案是：

提供一种自动门窗智能驱动系统，包括电机、驱动器、传动组件和上位机，驱动器驱动电机转动，电机转动通过传动组件带动门窗运动，上位机与驱动器集成为一个电控组件，电控组件与电机电连接，所述电机、电控组件和传动组件集成为一体结构。

优选的，包括与上位机电连接的无线集线器，所述电机、电控组件、传动组件与所述无线集线器集成为一体结构。

优选的，所述无线集线器集成到所述电控组件上，所述无线集线器位于电机的底部或侧部。

优选的，包括电机座，所述电机位于所述电机座内，所述驱动器、所述上位机和所述无线集线器位于所述电机座的底部或侧部。

优选的，所述电机座的底部设有可拆卸的装饰板。

优选的，所述电机为外转子电机，所述电机包括转子组件和定子组件，转子组件活动固定于定子组件且能够相对定子组件旋转。

优选的，所述转子组件的外端面连接有所述传动组件，所述传动组件与所述转子组件传动连接，所述转子组件通过所述传动组件带动门窗运动。

优选的，还包括自动门窗导轨和皮带，所述电机、驱动器、传动组件、上位机、无线集线器集成的一体结构置于所述自动门窗导轨的一端；且所述传动组件与皮带传动连接；皮带带动门窗进行开闭运动。

优选的，还包括自动门窗的外部设备，所述外部设备包括门禁、门锁或人体感应器，所述外部设备通过所述无线集线器以无线方式与所述上位机进行信号连接。

本发明为达到上述目的之二所采用的技术方案是：

提供一种自动门窗智能驱动系统的工作方法，采用所述的自动门窗智能驱动系统，自动门窗的所有外部设备通过无线集线器以无线方式与所述上位机信号连接；当自动门窗使用者通过任何一种或多种外部设备触发自动门窗的开闭指令，该开闭指令以无线方式传递给上位机，上位机判断该开闭指令是否合法，并判断各外部设备的优先级，上位机判断合法且确定最优先处理的外部部件后，驱动器驱动电机转动，电机通过传动组件拉动皮带运动，皮带带动自动门窗的门扇或窗扇执行开闭动作。

本申请的有益效果：

本申请的自动门窗智能驱动系统通过将电机、驱动器、传动组件和上位机集成为一体结构，使得整个智能驱动系统集成度很高、体积更小、便于高效快速安装和维修，而且由于将多个部件集成为一体，减少中间连接部件，能够显著提高使用时的可靠性，且在安装现场不再依赖很有经验的安装人员，确保安装效率提高、安装质量可控。

本申请的自动门窗智能驱动系统的工作方法，其采用上述自动门窗智能驱动系统，上位机通过无线集线器以无线方式与所有外部设备电性连接，实现外部设备的全无线控制，而且减少接线的复杂性，也减少使用时连接线之间的故障率，从而提高工作时的可靠性。

附图说明

图1为本发明的智能驱动系统的结构示意图。

图2为本发明的智能驱动系统的部分分解示意图。

图3为本发明的智能驱动系统的剖视结构图。

图4为本发明的智能驱动系统的分解示意图。

其中，附图标记含义如下：

1-自动门窗导轨；

2-电机、21-定子座、22-定子、23-第一轴承，24-电机壳、25-磁铁组、26-电机轴、27-编码器、28-电机端盖；

3-驱动器；

41-连接件、411-第一啮合齿，42-皮带轮、421-第二啮合齿、422-挡边、43-皮带轮轴座、44-皮带轮轴、45-第二轴承；

5-无线集线器；

6-皮带、61-第三啮合齿；

7-电机座；

8-电机罩；

9-装饰板；

10-上位机。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。

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，不是旨在限制本发明。

本实施例的一种自动门窗智能驱动系统，如图1所示，其安装固定于于自动门窗导轨1内，如图2所示，自动门窗智能驱动系统包括电机2、驱动器3、传动组件、上位机10和无线集线器5，驱动器3驱动电机2转动，电机2转动通过传动组件带动皮带6运动，皮带6再带动门窗运动，从而实现门窗的自动开合。上位机10与驱动器3电连接，上位机10与驱动器3集成一个电控组件，电控组件与电机2电连接。通过上位机10来操作和设置驱动器3内的参数，进而控制电机2的运行参数，例如启动、暂停、快速或满速等，从而满足不同门窗的控制要求。无线集线器5也集成到上述电控组件，也即是上位机10、驱动器3和无线集线器5都集成到一个电控组件。上位机10与无线集线器5电连接，上位机10通过无线集线器5以无线方式来与智能驱动系统的外部设备进行信号连接，外部设备包括门禁开关、人体感应器或门锁等设备，从而上位机10与外部设备就能够进行无线通信，这就可避免有线数据线的接线，减少接线的复杂性和工作量，进而减少使用时连接线之间的故障率，从而有效提高工作时的可靠性。

如图1-图3所示，自动门窗智能驱动系统包括电机座7，电机2位于电机座7内，驱动器3、上位机10和无线集线器5集成的电控组件位于电机座7的底部或内部，也即是，驱动器3、上位机10和无线集线器5位于电机2的底部或侧部，当然该电控组件也可以位于电机座7的侧部。传动组件的部分位于电机座7内，也即是，传动组件位于电机2的上部。电机座7的上部盖有电机罩8，传动组件的上部穿出电机罩8与皮带6传动连接。

电机座7和电机罩8都安装固定于自动门窗导轨1的一端，本发明以电机座7作为物理支撑座，从而将电机2、驱动器3、传动组件、上位机10和无线集线器5多个部件集成为一体结构，使得整个智能驱动系统高度集成，不仅体积更小，方便高效快速安装和维修，而且由于将上述多个部件集成为一体结构，减少中间连接部件，能够显著提高工作可靠性，另外在安装现场也无需再依赖很有经验的安装人员也能够确保安装准确高效，确保安装质量可控。

如图2和图3所示，电机2包括转子组件和位于其内的定子组件，转子组件活动固定于定子组件且能够相对定子组件旋转，电机2为外转子电机。转子组件带动电机的电机轴26转动。转子组件包括电机壳24，电机壳24的内壁周围设有由磁铁片组成的环形的磁铁组25，定子组件位于环形的磁铁组25内。转子组件还包括电机端盖28，电机轴26的上端与电机端盖28固定连接，电机端盖28扣在电机壳24的上端面，电机轴26的下端插入电机壳24内且位于其中心线上。定子组件包括定子座21和固定安装于定子座21外部的定子22，定子座21的中心部位安装有第一轴承23。由于转子组件嵌套在定子组件外，且定子组件位于环形的磁铁组25内，电机轴26的上端与电机端盖28固定连接，电机轴26的下端插入定子22内，且电机轴26的下端穿过第一轴承23的内孔，使得电机轴26与定子组件实现活动连接。通电后，转子组件转动，也即是电机壳24、磁铁组25、电机端盖28和电机轴26一起转动。电机轴26的下端部安装有随其同步转动的编码器27，编码器27与驱动器3电连接，编码器27能够及时反馈电机轴26的转速等参数给到驱动器3，以及时对电机2进行纠偏。

如图2-4所示，传动组件包括皮带轮42和连接件41，连接件41与电机端盖28固定连接，皮带轮42与连接件41可拆卸传动连接。本实施例中，电机端盖28的上端面内凹有安装槽，连接件41安装于安装槽内，连接件41内凹有连接槽，连接槽内设有第一啮合齿411，皮带轮42设有第二啮合齿421，皮带轮42的底部插入连接槽中，使得第二啮合齿421的下部分与第一啮合齿411啮合，从而即可实现皮带轮42与连接件41的传动连接，使得连接件41能够带动皮带轮42同步转动。第二啮合齿421的上部分与皮带6上的第三啮合齿61啮合，使得皮带轮42能够带动皮带6运动。皮带轮42的上端部设有环形的挡边422，挡边422和连接件41的上表面能够对皮带6的上下移动进行限位，确保皮带6运行的稳定可靠性。

皮带轮42与连接件41的通过啮合齿啮合传动连接，在需要更换、维修或调试电机2时，只需要将皮带轮42与连接件41上下移动分离即可，过程简单方便，而且在需要维修、调试电机2时，不需要像现有技术一样需要将电机连同皮带轮一起拆装，尤其是皮带轮需要与皮带分拆，本申请只需要将电机2下移，即可实现连接件41和皮带轮42的分离，待完成电机2的检修和调试后，再将连接件41上移与皮带轮42啮合后，即可实现电机2和皮带轮42的安装，方便快捷。

电机罩8的上面固定有皮带轮轴座43，皮带轮轴座43也位于自动门窗导轨1内，皮带轮轴座43与自动门窗导轨1通过螺钉进行固定。皮带轮轴座43安装有皮带轮轴44，皮带轮42套在皮带轮轴44上，皮带轮42与皮带轮轴44之间设有第二轴承45，该第二轴承45为滚珠轴承，也可以为其他轴承，皮带轮42通过第二轴承45能够绕皮带轮轴44旋转。

如图2-4所示，驱动器3、上位机10和无线集线器5集成在一个电控组件上，其中上位机10是由多块相互电连接的PCBA组成，驱动器3位于上位机10的侧部，无线集线器5也位于上位机10的侧部。上位机10安装于电机座7的底部，驱动器3和无线集线器5穿过电机座7底部的孔插入电机座7内，电机座7对他们起到保护作用。

上位机10的显示面板上盖有装饰板9，装饰板9可以是透明板或者不透明板，装饰板9通过磁性材料与电机座7的底部磁性吸附固定，例如磁铁。由于装饰板9很容易拆卸，便于对驱动器3、上位机10和无线集线器5集进行检修和操作。

本实施例的一种自动门窗智能驱动系统的工作方法，其采用上述的自动门窗智能驱动系统，自动门窗的所有外部设备(例如门禁、门锁或人体感应器)都通过无线集线器5以无线方式与上位机10信号连接；当自动门窗使用者通过任何一种或多种外部设备触发自动门窗的开闭指令，该开闭指令以无线方式传递给上位机10，上位机10判断该开闭指令是否合法，且上位机10还会判断各外部设备被执行处理的优先级，当指令合法且优先被处理的外部设备得到确认时，上位机10控制驱动器3工作，驱动器3再驱动电机2的转子组件转动，电机2通过传动组件拉动皮带6运动，最终皮带6带动自动门窗的门扇或窗扇执行开闭动作。因上位机10通过无线集线器5以无线方式与所有外部设备电性连接，实现外部设备的全无线控制，而且能够减少接线的复杂性，也减少使用时连接线之间的故障率，从而提高工作时的可靠性。

本实施例中，上位机10、无线集线器5和驱动器3它们之间的通信协议都是现有技术，在此不做赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.自动门窗智能驱动系统，包括电机、驱动器、传动组件和上位机，驱动器驱动电机转动，电机转动通过传动组件带动门窗运动，其特征在于，上位机与驱动器集成为一个电控组件，电控组件与电机电连接，所述电机、电控组件和传动组件集成为一体结构。

2.根据权利要求1所述的自动门窗智能驱动系统，其特征在于，包括与上位机电连接的无线集线器，所述电机、电控组件、传动组件与所述无线集线器集成为一体结构。

3.根据权利要求2所述的自动门窗智能驱动系统，其特征在于，所述无线集线器集成到所述电控组件上，所述无线集线器位于电机的底部或侧部。

4.根据权利要求2或3任一项所述的自动门窗智能驱动系统，其特征在于，包括电机座，所述电机位于所述电机座内，所述驱动器、所述上位机和所述无线集线器位于所述电机座的底部或侧部。

5.根据权利要求4所述的自动门窗智能驱动系统，其特征在于，所述电机座的底部设有可拆卸的装饰板。

6.根据权利要求1-3任一项所述的自动门窗智能驱动系统，其特征在于，所述电机为外转子电机，所述电机包括转子组件和定子组件，转子组件活动固定于定子组件且能够相对定子组件旋转。

7.根据权利要求6所述的自动门窗智能驱动系统，其特征在于，所述转子组件的外端面连接有所述传动组件，所述传动组件与所述转子组件传动连接，所述转子组件通过所述传动组件带动门窗运动。

8.根据权利要求2或3所述的自动门窗智能驱动系统，其特征在于，还包括自动门窗导轨和皮带，所述电机、驱动器、传动组件、上位机、无线集线器集成的一体结构置于所述自动门窗导轨的一端；且所述传动组件与皮带传动连接；皮带带动门窗进行开闭运动。

9.根据权利要求2或3所述的自动门窗智能驱动系统，其特征在于，还包括自动门窗的外部设备，所述外部设备包括门禁、门锁或人体感应器，所述外部设备通过所述无线集线器以无线方式与所述上位机进行信号连接。

10.一种自动门窗智能驱动系统的工作方法，采用权利要求1-7所述的自动门窗智能驱动系统，自动门窗的所有外部设备通过无线集线器以无线方式与所述上位机信号连接；当自动门窗使用者通过任何一种或多种外部设备触发自动门窗的开闭指令，该开闭指令以无线方式传递给上位机，上位机判断该开闭指令是否合法，并判断各外部设备的优先级，上位机判断合法且确定最优先处理的外部部件后，驱动器驱动电机转动，电机通过传动组件拉动皮带运动，皮带带动自动门窗的门扇或窗扇执行开闭动作。

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