CN202970403U - 一种定位电路与蜗轮蜗杆减速电机复合分级自控窗帘 - Google Patents

Abstract

一种定位电路与蜗轮蜗杆减速电机复合分级自控窗帘，只用一个蜗轮蜗杆减速电机实现窗帘多方位的收放和窗帘叶片的角度变换。通过光强传感器、红外线发射接收器、码盘、单片机控制器、定位电路、LCD显示器和遥控器等组成的一个光强检测装置并与蜗轮蜗杆减速电机复合运动，能够根据室内光线的强度通过模糊控制分级调节窗帘叶片的开合角度。通过调整终点坐标值，窗帘叶片可以在任意位置停留并进行调光。该窗帘还可以根据用户设定的时间或光照度自动打开或闭合窗帘。此外，通过添加导向装置及定位环，实现了非铅锤方向布置窗帘。本实用新型特别适用于高档住宅、宾馆、酒店、仓库、厂房、温室、机场车站等场所，具有较广泛的应用领域。

Description

一种定位电路与蜗轮蜗杆减速电机复合分级自控窗帘

01.技术领域

本设计属于机械电子领域，涉及一种光控式智能窗帘。 

02.背景技术

随着微电子技术的广泛应用，智能家居类产品逐渐从科幻变成现实。传统窗帘只能人工调整，不能根据环境的光度进行自动调节。现代的窗帘，可以智能地进行调整。专利201020696702.5用步进电机和光强传感器、单片机控制器等实现了竖挂式百叶窗的自动打开和关闭。专利201010171051.2用两个步进电机和光敏传感器、单片机控制器等实现了竖挂式百叶窗的自动开闭和百叶窗窗叶的角度变换。上述专利改变了传统百叶窗的工作方式，使室内的光照能够自动合理调整，使用方便快捷。 

然而，现有的智能窗帘用一个步进电机只能实现窗帘的开闭或只能实现窗帘的窗叶角度变化，同时实现两个功能，都用两个步进电机，结构复杂，成本较高。 

市面上已有的自动窗帘，不能按照用户临时对窗帘下放距离的要求进行定位，只能在窗帘完全打开的情况下进行自动调光。 

由于没有对光强进行分级，当光照强度连续变化时，会频繁地调整窗帘百叶片的开合角度，这大大缩短了窗帘的使用寿命。 

另外，专利中提到的智能窗帘为竖挂式百叶窗，对于非铅锤方向布置的窗帘，比如斜屋顶窗帘、汽车后窗窗帘的使用有局限性。 

03.发明内容

针对现有智能窗帘存在的问题，本发明给出了解决办法如下： 

一种定位电路与蜗轮蜗杆减速电机复合分级自控窗帘，其特征是由蜗轮蜗杆减速电机1、码盘2、主阶梯轴3、卷筒4、副阶梯轴5、支架6、百叶窗帘叶片7、拉绳8、红外线发射接收器9、按键10、LCD显示器11、光强传感器12、遥控信号接收器13、单片机控制器14、导轨15、定位环16、遥控器、定位电路组成，光强传感器12检测到光强，通过单片机控制器14控制涡轮蜗杆减速电机1转动，蜗轮蜗杆减速电机1与主阶梯轴3通过螺栓固定，主阶梯轴3与卷筒4通过螺栓固定，卷筒4和窗帘叶片7通过拉绳8连接，码盘2固定在主阶梯轴3上，红外线发射器9发出的红外线穿过转动的码盘2，红外线接收器9接收脉冲信号，红外线接收器9接收到的脉冲个数与蜗轮蜗杆减速电机1转动的角度呈比例关系。 

在单片机控制器14上人为设定窗帘叶片7打开和关闭的时间和光强等级，当到达设定时间或光照强度到达设定的光强等级的时候，单片机控制器14发出指令，控制蜗轮蜗杆减速电机1转动，实现窗帘叶片7的打开和关闭。 

光强传感器12检测光强度的变化，转换的电压信号由单片机P1.7口AD采集，然后由数字平均值滤波处理，通过模糊控制对光强进行分级，从而使连续变化的光强分为9个级别，与程序中人为选定的光强度值进行比较，由单片机的P1.3(PWM0输出口)，P1.4(PWM1输出口)输出的PWM信号决定窗帘叶片7 的开合角度。定位电路由附在主阶梯轴3上的码盘2及红外线发射接收器9组成。控制蜗轮蜗杆减速电机1转动，进而带动码盘2转动，红外线发射器9发出的红外线穿过转动的码盘2，使红外线接收器9不停地接收到脉冲信号，定位电路输出的脉冲个数与蜗轮蜗杆减速电机1转动的角度呈比例关系，定位电路发出的脉冲信号由单片机的INT0外部中断输入口采集和记录，累加计算进而换算出蜗轮蜗杆减速电机1转动的实际角度，并结合蜗轮蜗杆减速电机1当前转向得到窗帘叶片7的当前位置坐标。从而实现窗帘叶片7摆动角度的控制。 

为了实现窗帘任意位置的安装，在自动窗帘上添加导向装置15及定位环16，克服了现有智能窗帘只能用于铅锤布置的局限性，增大了智能窗帘的使用范围。 

本实用新型的优势是：将码盘2与蜗轮蜗杆减速电机1复合在一起，只用一个调速性能好、可靠性高、机械特性强、价格便宜的直流蜗轮蜗杆减速电机1，实现了窗帘的开闭和窗帘叶片7角度变化两种功能，大大简化了结构和生产成本。其次，窗帘通过微处理器芯片组成了一个光强检测装置，有自动感光功能，光强传感器12检测到光强的变化，经数字平均值滤波处理后，通过模糊控制对光强进行分级，从而使连续变化的光强分为9个级别，与程序中人为选定的光强度值进行比较，自动调节窗帘百叶7的开合角度，以达到最佳的采光效果，避免了频繁地调整窗帘叶片7的开合角度，大大提高了自动窗帘的使用寿命。另外，该窗帘还可以根据用户的设定，在指定的时间或光照强度到达设定值时打开和关闭窗帘。通过调整终点坐标值，窗帘叶片7可以在任意位置停留并进行调光。该窗帘还有遥控控制功能，能够根据用户自己对光强的要求来遥控控制窗帘的关闭拉起。遥控器上有快速转动和慢速转动按键和功能选择按键，进而控制窗帘叶片7转动的速度和方便进行自动功能和手动功能的切换。在一定程度上，该窗帘实现全自动化和智能化，利用光控制装置自动调节窗帘7的开启和关闭，省去了人工手动操作的麻烦，方便快捷。在自动窗帘上添加导向装置15及定位环16，可以在非铅锤方向布置窗帘，克服了现有智能窗帘只能用于铅锤布置的局限性，进一步扩大了智能窗帘的使用范围。 

本发明可应用于高档住宅、宾馆、酒店、仓库、厂房、温室、机场车站等场所，具有较广泛的应用领域。 

04.附图说明：

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1：为窗帘的主视图，表达出了作品的具体结构； 

图2：为定位电路与蜗轮蜗杆减速电机复合图； 

图3：为控制器简图； 

图4：为非铅锤布置窗帘简图； 

图5：为非铅锤布置结构图； 

图6：为控制装置的电路原理图； 

图7：为控制装置的PCB图。 

05.具体实施过程如下： 

光强传感器(12)检测光强度的变化，转换的电压信号由单片机P1.7口AD采集，然后由数字平均值滤波处理，通过模糊控制对光强进行分级，从而使连续变化的光强分为9个级别，与程序中人为选定的光强度值进行比较，由单片机的 P1.3(PWM0输出口)，P1.4(PWM1输出口)输出的PWM信号决定窗帘叶片(7)的开合角度。 

控制蜗轮蜗杆减速电机(1)转动并带动主阶梯轴(3)一起转动，同时带动卷筒(4)转动，由于卷筒(4)和窗帘叶片(7)是由拉绳(8)连接的，所以圆筒(4)的转动又会带动窗帘叶片(7)的拉开和闭合。码盘(2)固定在主阶梯轴(3)上，主阶梯轴(3)转动的同时带动码盘(2)转动，红外线发射器(9)发出的红外线穿过转动的码盘(2)，使红外线接收器(9)不停地接受到脉冲信号，定位电路输出的脉冲个数与蜗轮蜗杆减速电机(1)转动的角度呈比例关系，定位电路发出的脉冲信号由单片机的INT0外部中断输入口采集和记录，累加计算进而换算出蜗轮蜗杆减速电机(1)转动的实际角度，并结合蜗轮蜗杆减速电机(1)当前转向得到窗帘叶片(8)的当前位置坐标。从而实现窗帘叶片(8)开合角度的控制。 

通过蜗轮蜗杆减速电机(1)转动并带动卷筒(4)转动将窗帘百叶(7)下放到任意位置，按下控制器上的按键(10)，将该点设定为零点，则每次在自动模式下窗帘都自动下放到该位置进行调光。 

将窗帘自动开启和关闭的时间或光强值输入到单片机控制器(14)中，则只要满足开启或关闭的要求，窗帘就会自动开启或关闭。 

在自动窗帘上添加导向装置(15)及定位环(16)，可以在非铅锤方向布置窗帘，克服了现有智能窗帘只能用于铅锤布置的局限性。 

Claims (3)

1.一种定位电路与蜗轮蜗杆减速电机复合分级自控窗帘，其特征是由蜗轮蜗杆减速电机、码盘、主阶梯轴、卷筒、副阶梯轴、支架、百叶窗帘叶片、拉绳、红外线发射接收器、按键、LCD显示器、光强传感器、遥控信号接收器、单片机控制器、导轨、定位环、遥控器、定位电路组成，光强传感器检测到光强，通过单片机控制器控制蜗轮蜗杆减速电机转动，蜗轮蜗杆减速电机与主阶梯轴通过螺栓固定，主阶梯轴与卷筒通过螺栓固定，卷筒和窗帘叶片通过拉绳连接，码盘固定在主阶梯轴上，红外线发射器发出的红外线穿过转动的码盘，红外线接收器接收脉冲信号，红外线接收器接收到的脉冲个数与蜗轮蜗杆减速电机转动的角度呈比例关系。 

2.根据权利要求1所述的一种定位电路与蜗轮蜗杆减速电机复合分级自控窗帘，其特征是该窗帘有导向装置和定位环，能实现非铅锤方向安装。 

3.根据权利要求1所述的一种定位电路与蜗轮蜗杆减速电机复合分级自控窗帘，其特征是定位电路由附在主阶梯轴上的码盘及红外线发射接收器组成。 

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