CN115680425A - 一种可物联网自控门地弹簧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可物联网自控门的地弹簧装置，所述的地弹簧装置包括外层壳体结构，壳体的底部内壁上安装有第一轴承座、电机、电池、电路板等部件，电机的输出轴端安装有第一齿轮，第一轴承座内安装有蜗杆，蜗杆的两端延伸至第一轴承座外，蜗杆的另一端安装有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮相互啮合，壳体内转动安装有蜗轮，蜗杆位于蜗轮和电机之间，蜗杆与蜗轮相互啮合，蜗轮的上顶部设计有门轴安装位置。本发明设计具有新颖性、自动智能化程度高、实用性强等专利技术特征，能够实现门的自动开关功能，本发明适用范围广，适合推广使用。

Description

一种可物联网自控门地弹簧装置

技术领域

本发明涉及地弹簧技术领域，具体为一种可物联网自控门地弹簧。

背景技术

地弹簧是一种液压式闭门器，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，而传统的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；所述的地弹簧可应用在家庭的防盗门、卧室门等场景，也可应用在建筑物内的消防门和安全门上，以及办公室、机场、铁路站、酒店、学校等区域的钢化玻璃门上，使用上这种可物联网自控门地弹簧可以实现门的智能自动化，可以对门进行远程和语音控制。

但是传统地弹簧存在技术不足、无智能功能的缺陷，实现不了对门的自动和智能控制，开门和关门都需要依靠人力推或者拉才能完成，十分不便利；传统地弹簧体积较大，维护成本也高。为此，我们提出一种可物联网自控门地弹簧可以解决上述问题。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可物联网自控门地弹簧装置，包括外部壳体结构，所述壳体的底部内壁上固定安装有第一轴承座、电机、电池、电路板等组件，电机的输出轴端固定有第一齿轮，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，蜗杆的一端固定有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮相互啮合，壳体内转动安装有蜗轮，蜗杆位于蜗轮和电机之间，蜗杆与蜗轮相互啮合，蜗轮的顶部设计有门轴安装位置，壳体的一侧内壁上固定有第二轴承座，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；手机通过蓝牙方式也可直接与本地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，手机终端连接APP就可以实现地弹簧的远程监控与控制；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、无线通信单元等；无线通信单元与通信模块、手机终端APP联接；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，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读取，将获得的人脸信息发送到通讯模块，通讯模块将信息发送至主控模块后再发送指令给电机单元，从而地弹簧装置实行自动开启门，合法人员核准自动进出。

优选的，所述地弹簧装置要实现开锁功能的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，插销杆为磁化铸铁材质，接通电以后主控模块对磁感线圈模块可实现正负极供电的切换，使插销杆在磁感线圈内实现前后的运动，插销杆插入传动齿轮齿槽内，从而完成门锁的开启与关闭功能；在紧急情况下，室内的人可通过该模块机构的设置，实现地弹簧门的手动操作，手动控制开锁结构组件为插销式门锁机构，当地弹簧处于非电控状态时，手动控制可将蜗杆脱离蜗轮结构，这样就可实现手动开门。

所述的一种可物联网自控门地弹簧装置，技术基本原理如下：

所述可物联网自控门地弹簧装置，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，同样道理，电机转动的方向决定了门是做开启动作还是关闭动作；地弹簧装置也可以当作门锁使用，也可与其他智能门锁配合使用实现自动控制开门，也可实现用户语音远程控制打开门和关闭门功能。

所述地弹簧装置的有益效果还在于进行智能化的升级后，可以应用到不同场景下的门上，而且升级方式对地弹簧原本的结构和安装办法不会发生任何改变，也就是说，在不更换原来的门前提下即可完成更新改造，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，其实地弹簧装置完全可以普及使用，甚至取代一般门锁。

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：6电机；7电池；8电路板；9第一齿轮；10第二齿轮；11蜗杆；12门轴安装位；13蜗轮；14第一轴承座；15第二轴承座；16电机驱动模块；17电源模块；18主控模块；19通信模块；20壳体；21摄像头控制模块；22摄像头单元；23麦克风单元；24扩音器单元；25人脸识别单元；26无线通信单元；27磁感线圈模块；28插销杆；35手动控制开锁结构组件；38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。

如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种可物联网自控门地弹簧装置，包括壳体20，壳体20的底部内壁上固定安装有第一轴承座14、电机6、电池7、电路板8等部件；电机6的输出轴端固定安装有第一齿轮9，第一轴承座14内转动安装有蜗杆11，蜗杆11的两端均延伸至第一轴承座14外，蜗杆11的一端固定安装有第二齿轮10，第二齿轮10与第一齿轮9相互啮合，壳体20内转动安装有蜗轮13，蜗杆11位于蜗轮13和电机6之间，蜗杆11与蜗轮13相互啮合，蜗轮13的上顶部固定安装有门轴安装位12，壳体20的一侧内壁上固定安装有第二轴承座15，蜗杆11远离第二齿轮10的一端转动安装在第二轴承座15上，壳体20的一侧内壁上还安装有扬声器38。

电路板8的顶部依次安装有电机驱动模块16、电源模块17、主控模块18和通信模块19，电机驱动模块16分别与电机6和主控模块18电性连接，主控模块18分别与电源模块17和通信模块19电性连接，门轴安装位12的顶部开设有六棱卡槽，电机6的型号为GA12-N20减速马达，通信模块19是由型号为CN18S的芯片和CC2640Ble的无线模块构成，通信模块19连接有具备网关密码开门功能的摄像头控制模块21，摄像头控制模块21包括有摄像头单元22、麦克风单元23、扩音器单元24、人脸识别单元25以及无线通信单元26，无线通信单元26与通信模块19型号相同，摄像头控制模块21的型号为OV7670 OV7725摄像头模块模，连接AD828麦克风和扩音器的一体化模块单元，并通过一颗STM32芯片处理图像信息，壳体20上连接有手动控制开锁结构组件35，手动控制开锁结构组件35包括有磁感线圈模块27和插销杆28，磁感线圈模块27为中空形状。

本实施例中，所述电机6为可正反转转换电机，所述电机6、电池7、电路板8、电机驱动模块16、电源模块17、主控模块18、和通信模块19组成地弹簧的核心电子电路控制部件，还有电路板8中的电机驱动模块16、电源模块17、主控模块18、通信模块19等组成部件均实现电性连接，主控模块18通过电信号实现对电机驱动模块16的驱动和管理，进一步实现对电机6的转动控制；电机6转动时，电机6的输出轴端带动第一齿轮9开始旋转，第一齿轮9带动第二齿轮10进行旋转，第二齿轮10带动蜗杆11进行转动，蜗杆11带动蜗轮13和门轴安装位12进行转动，进一步带动门轴安装位12上的六棱卡槽卡住的门转轴进行转动，门轴安装位12至少为三角形结构以及三角以上的多角结构，同样道理，电机6转动的方向决定了第一齿轮9和第二齿轮10的转动反向的正反。

在本实施案例中，主控模块18与通信模块19通过电路连接后，通信模块19可以将主控模块18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19也可接收来自于外部的指令实现通信模块19传输外部指令至主控模块18后，主控模块18实现对下一级单元的驱动和管理，通信模块19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19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18与电源模块17的连接，主控模块18可以实现探测电池7的剩余电量，当电量较低时主控模块18还能通过通信模块19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18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16、通信模块19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18会将故障情况通过通信模块19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11通过第一轴承座14和第二轴承座15进行固定，通过固定后的蜗杆11，除了通过电机6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11进行联动可使得第一齿轮9和第二齿轮10的啮合装配连接带动电机6自动回复到最开始的状态，且电机6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6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。

在本实施案例中，所述手动控制开锁结构组件35为插销式门锁机构，插销杆28通过磁感线圈的中空部位插入磁感线圈内部，插销杆28为磁化铸铁材质，通过主控模块18对磁感线圈模块27实现正负极供电的切换，实现插销杆28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35，可将蜗杆11和蜗轮13脱离，室内人员可实现手动开门。

所述主控模块18中内置有一个语音单元，包括麦克风、扩音等，主控模块18中的芯片可以对用户语音指令进行识别和解析，包括百度语音、科大讯飞等第三方提供的语音，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18可以接收用户的语音信息，实现语音控制开门、关门，也可由语音控制开关和关门的时间设置，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装置；同样的地弹簧装置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18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。

在本实施案例中，主控模块18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19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。

综上可得，所述一种可物联网自控门地弹簧装置，通过所有组件的配合运行，可实现自动开关门功能，包括可实现地弹簧的远程控制，可实现与门锁配合实现自动控制开门，可实现用户语音控制打开门和关闭门等；对地弹簧进行智能化的升级后，可以使用到不同的场景下的门，大大地提高了实用性能，况且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，在不更换原来的门前提下即可实现更新改造，衍生性强，通过主控模块18的升级可以实现更多的安全保护功能，甚至可以取消门锁，直接由地弹簧实现门的自动开关和安全管制；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。

上述的描述对本发明的实施例进行了详尽展示，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对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种可物联网自控门地弹簧装置，其特征在于：包括外壳体结构（20），所述壳体的底部内壁上安装有第一轴承座（14）、电机（6）、电池（7）、电路板（8）等组成部件；所述电机（6）的输出轴端安装有第一齿轮（9），第一轴承座（14）内安装有蜗杆（11），蜗杆（11）的两端均延伸至第一轴承座（14）外，蜗杆（11）的一端安装有第二齿轮（10），第二齿轮（10）与第一齿轮（9）相互啮合，壳体（20）内转动安装有蜗轮（13），蜗杆（11）位于蜗轮（13）和电机（6）之间，蜗杆（11）与蜗轮（13）相互啮合，蜗轮（13）的上顶部预留安装有门轴的安装位置（12），壳体（20）的一侧内壁上固定安装有第二轴承座（15），蜗杆（11）远离第二齿轮（10）的一端转动安装在第二轴承座（15）上，壳体（20）的一侧内壁上还安装有扬声器（38）。

2.根据权利要求1所述的一种可物联网自控门地弹簧装置，其特征在于：所述电路板（8）的顶部依次固定安装有电机驱动模块（16）、电源模块（17）、主控模块（18）和通信模块（19）。

3.根据权利要求2所述的一种可物联网自控门地弹簧装置，其特征在于：所述电机驱动模块（16）分别与电机（6）和主控模块（18）电性连接，主控模块（18）分别与电源模块（17）和通信模块（19）电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种可物联网自控门地弹簧装置，其特征在于：所述门轴安装位（12）的顶部开设有六棱卡槽。

5.根据权利要求1所述的一种可物联网自控门地弹簧装置，其特征在于：所述电机（6）安装后连接第一齿轮（9），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所述的一种可物联网自控门地弹簧装置，其特征在于：所述通信模块（19）通过无线通信的方式实现数据交互，通信模块还连接具有网关密码开门功能的摄像头控制模块（21），摄像头控制模块（21）包括有摄像头单元（22）、麦克风单元（23）、扩音器单元（24）、人脸识别单元（25）及无线通信单元等（26），无线通信单元（26）与通信模块（21）型号相同，摄像头控制模块（21）通过电路结构连接麦克风和扩音器的一体化模块单元，并通过处理器芯片处理图像信息。

7.根据权利要求书1所述的一种可物联网自控门地弹簧装置，其特征在于：所述壳体（20）上连接有手动控制开锁结构组件（35），手动控制开锁结构组件（35）包括有磁感线圈模块（27）和插销杆（28），磁感线圈模块（27）为中空形状。

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