CN205936350U - 一种卷闸门控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种卷闸门控制装置，包括控制模块、驱动模块、对射传感器模块、用于带动卷闸门进行上下活动的无刷电机和用于接收用户输入的卷闸门活动控制命令的通信模块；通信模块连接控制模块的通信端；控制模块的检测控制端和检测数据输入端分别连接对射传感器模块的第一受控端和检测数据输出端，驱动控制端和反馈数据输入端分别连接驱动模块的控制信号输入端和电机状态反馈端；驱动模块的电机驱动端、位置信息输入端和转速信息输入端分别连接无刷电机的第二受控端、位置信息反馈端和转速信息反馈端。本实用新型能够准确地判断在卷闸门活动区域中是否存在其他物体，并在出现阻碍物体时，及时停止电机工作，有效地避免卷闸门和物体被损坏。

Description

一种卷闸门控制装置

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种卷闸门控制装置。

背景技术

电动卷闸门是由多关节活动的门片串联在一起，在固定的滑道内，用电机带动卷帘中心轴转动而向上开启或向下关合的门，在商业门面、车库、商场和仓库等场所，尤其是门洞较大的地方，有着较为广泛的应用。

目前，电动卷闸门的控制装置由控制模块、驱动模块和电机组成，具体地，控制模块、驱动模块和电机依次电连接，由控制模块发送卷闸门状态控制指令给驱动模块，驱动模块驱动电机工作，进而实现卷闸门的开启和关合。

然而，本发明人在实施本实用新型的过程中，发现现有技术存在不足，在卷闸门活动的过程中，当有其他物体进入了卷闸门的活动区域内时，现有技术无法检测到存在其他物体，并及时停止电机工作，这样容易导致卷闸门或物体损坏。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种卷闸门控制装置，能够准确地判断在卷闸门活动过程中是否存在阻碍物体，并在出现阻碍物时，及时停止电机工作，有效地避免卷闸门和物体被损坏。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种卷闸门控制装置，包括控制模块、对射传感器模块、驱动模块、用于带动卷闸门进行上下活动的无刷电机和用于接收用户输入的卷闸门活动控制命令的通信模块；其中，所述对射传感器模块包括分别设置在用于安装所述卷闸门的门洞的两侧的发射检测单元和接收检测单元；

所述控制模块具有通信端、检测控制端、检测数据输入端、驱动控制端和反馈数据输入端；所述对射传感器模块具有第一受控端和检测数据输出端；所述驱动模块具有控制信号输入端、电机驱动端、位置信息输入端、转速信息输入端和电机状态反馈端；所述无刷电机具有第二受控端、位置信息反馈端和转速信息反馈端；

所述通信模块的输出端连接所述控制模块的通信端；所述控制模块的检测控制端连接所述对射传感器模块的第一受控端，所述检测数据输入端连接所述对射传感器模块的检测数据输出端，所述驱动控制端连接所述驱动模块的控制信号输入端，所述反馈数据输入端连接所述驱动模块的电机状态反馈端；所述驱动模块的电机驱动端连接所述无刷电机的第二受控端，所述位置信息输入端连接所述无刷电机的位置信息反馈端，所述转速信息输入端连接所述无刷电机的转速信息反馈端。

进一步地，所述通信模块为红外遥控模块、WIFI模块、蓝牙模块或GPRS模块中的任意一种。

进一步地，所述对射传感器模块还包括用于接地的第一接地端、用于接地的第二接地端和用于接入直流电源的第一电源端；

所述发射检测单元包括发射管和第一电阻；所述第一电阻的第一端为所述对射传感器模块的第一受控端，所述第一电阻的第二端连接所述发射管的阳极，所述发射管的阴极为所述对射传感器模块的第一接地端；

所述接收检测单元包括接收管和第二电阻；所述接收管包括电源输入端、信号输出端和接地端；

所述第二电阻的第一端连接所述接收管的电源输入端，所述第二电阻的第二端连接所述接收管的信号输出端；所述接收管的电源输入端为所述传感器模块的第一电源端，所述接收管的信号输出端为所述传感器模块的检测数据输出端，所述接收管的接地端为所述对射传感器模块的第二接地端。

进一步地，所述控制模块为微控制器。

进一步地，所述驱动模块包括控制单元、位置检测单元、转速检测单元和逆变单元；

所述控制单元具有工作参数输入端、调节控制端、位置信息采集端、转速信息采集端和电机状态输出端；所述逆变单元具有第三受控端和驱动信号输出端；所述位置检测模块具有位置信息检测端和位置信息输出端；所述转速检测模块具有转速信息检测端和转速信息输出端；

所述控制单元的工作参数输入端为所述驱动模块的控制信号输入端，所述调节控制端连接所述逆变单元的第三受控端，所述位置信息采集端连接所述位置检测模块的位置信息输出端，所述转速信息采集端连接所述转速检测模块的转速信息输出端，所述电机状态输出端为所述驱动模块的电机状态反馈端；所述逆变单元的驱动信号输出端为所述驱动模块的电机驱动端；所述位置检测模块的位置信息检测端为所述驱动模块的位置信息输入端；所述转速检测模块的转速信息检测端为所述驱动模块的转速信息输入端。

优选地，所述驱动模块还包括PWM调制单元；所述PWM调制单元具有第四受控端和调制信号输出端；

所述控制单元的调节控制端连接所述逆变单元的第三受控端，具体为：

所述控制模块的调节控制端连接所述PWM调节单元的第四受控端，所述PWM调制单元的调制信号输出端连接所述逆变单元的第三受控端。

进一步地，所述控制单元为微控制器。

优选地，所述卷闸门控制装置还包括备用电源模块，所述备用电源模块具有控制部供电端和电机部供电端；所述控制模块还具有第二电源端，所述无刷电机还具有第三电源端；

所述备用电源模块的控制部供电端连接所述控制模块的第二电源端，所述电机供电端连接所述无刷电机的第三电源端。

进一步地，所述备用电源模块为电子储能电池或太阳能储能电池中的任意一种。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

本实用新型提供的卷闸门控制装置，通过配置对射传感器模块，即分别设置在用于安装所述卷闸门的门洞的两侧的发射检测单元和接收检测单元，以检测在卷闸门的活动区域内是否存在其他物体，控制模块能够在检测到存在其他物体时，控制驱动模块停止电机工作，有效地避免了卷闸门和物体被损坏；此外，通过在控制模块和驱动模块之间增加电机状态反馈路径，由驱动模块及时向控制模块反馈电机的活动状态，例如电机正处于上升状态或下降状态等，控制模块能够结合驱动模块反馈的电机活动状态以及发射检测单元和接收检测单元采集的阻碍物体检测信息，更准确的判断其他物体是否是阻碍物体，进而判断是否需要控制驱动模块停止电机工作，能够更加灵活的实现卷闸门的活动状态控制，例如卷闸门处于上升状态时，即使检测到卷闸门的活动区域内存在其他物体，也不必要停止电机工作。

附图说明

图1是本实用新型提供的卷闸门控制装置的一个实施例的结构示意图；

图2是本实用新型提供的卷闸门控制装置中对射传感器模块的一个实施例的结构示意图；

图3是本实用新型提供的卷闸门控制装置中驱动模块的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1，是本实用新型提供的卷闸门控制装置的一个实施例的结构示意图。

本实施例中的卷闸门控制装置，包括控制模块20、对射传感器模块50、驱动模块30、用于带动卷闸门进行上下活动的无刷电机40和用于接收用户输入的卷闸门活动控制命令的通信模块10；其中，所述对射传感器模块50包括分别设置在用于安装所述卷闸门的门洞的两侧的发射检测单元51和接收检测单元52；

所述控制模块20具有通信端、检测控制端、检测数据输入端、驱动控制端和反馈数据输入端；所述对射传感器模块50具有第一受控端A1和检测数据输出端A4；所述驱动模块30具有控制信号输入端B1、电机驱动端B5、位置信息输入端B3、转速信息输入端B4和电机状态反馈端B2；所述无刷电机40具有第二受控端、位置信息反馈端和转速信息反馈端；

所述通信模块10的输出端连接所述控制模块20的通信端；所述控制模块20的检测控制端连接所述对射传感器模块50的第一受控端A1，所述检测数据输入端连接所述对射传感器模块50的检测数据输出端A4，所述驱动控制端连接所述驱动模块30的控制信号输入端B1，所述反馈数据输入端连接所述驱动模块30的电机状态反馈端B2；所述驱动模块30的电机驱动端B5连接所述无刷电机40的第二受控端，所述位置信息输入端B3连接所述无刷电机40的位置信息反馈端，所述转速信息输入端B4连接所述无刷电机40的转速信息反馈端。

需要说明的是，所述分别设置在用于安装所述卷闸门的门洞的两侧的发射检测单元51和接收检测单元52，在本实施例中具体为，卷闸门安装在门洞内，且卷闸门的门页可以在门洞内上下活动，该可供卷闸门的门页上下活动的区域即为卷闸门的活动区域，发射检测单元和接收端检测单元可分别安装在该活动区域的两侧，优选地，发射检测单元和接收端检测单元可在不妨碍卷闸门活动的前提下分别安装在卷闸门两侧的滑轨内。

需要说明的是，在本实施例中，直流无刷电机40使用永磁转子，在定子的适当位置放置所需数量的霍尔元件，它们的输出和相应的定子绕组的供电电路相连，通常，根据三个霍尔的信号，驱动器中的控制单元31就能知道此时应该如何给电机的线圈供电(不同的霍耳信号，控制单元31应该给电机线圈提供相对应方向的电流)；具体地，当转子经过霍尔元件附近时，永磁转子的磁场令已通电的霍尔元件输出一个电压使定子绕组供电电路导通，给相应的定子绕组供电，产生和转子磁场极性相同的磁场，推斥转子继续转动；到下一位置，前一位置的霍尔元件停止工作，下位的霍尔元件导通，使下一绕组通电，产生推斥场使转子继续转动；如此循环，以维持电机的工作；其中，霍尔元件起位置传感器的作用，检测转子磁极的位置，它的输出使定子绕组供电电路通断，又起开关作用，当转子磁极离去时，令上一个霍尔元件停止工作，下一个器件开始工作，使转子磁极总是面对推斥磁场，霍尔元件又起定子电流的换向作用。

需要说明的是，通信模块10用于与用户控制终端进行无线通信，接收用户输入的卷闸门活动控制命令，例如使卷闸门上升或者下降，并将该控制命令发送给控制模块20；控制模块20用于接收来自用户的卷闸门活动控制命令，并采集接收检测单元52的检测输出数据，以生成驱动控制指令并将其发送给驱动模块30，以及，根据驱动模块30反馈回的电机运行状态调整驱动控制指令；驱动模块30用于接收来自控制模块20的驱动控制指令，并根据该控制指令给无刷电机40的线圈提供相应的电流，以推动转子转动，并且，驱动模块30还用于通过电机状态反馈端B2将电机的当前运行状态反馈给控制模块20，进而，使得控制模块20能够获取卷闸门的当前活动状态；对射传感器模块50用于检测在卷闸门的活动区域内是否存在其他物体，具体地，发射检测单元51和接收检测单元52分别安装在卷闸门的门洞的两侧，发射检测单元51发出红外检测信号，若在活动区域内存在其他物体，则该红外检测信号会被阻挡，导致接收检测单元52接收不到该红外检测信号，则接收模块输出相应的检测结果，以知会控制模块20活动区域内存在其他物体，反之类推，此处不加赘述。

本实施例的工作原理为：

通信模块10接收用户输入的卷闸门活动控制命令，控制模块20读取该控制命令并根据该控制命令生成驱动控制指令，并将该驱动控制指令发送给驱动模块30，控制驱动模块30驱动电机进行相应的工作，如控制电机转子以相应的速度朝相应的方向转动，并且，驱动模块30反馈回电机的当前运行状态数据给控制模块20，与此同时，控制模块20控制对射传感器模块50工作，具体地，发射检测单元51不断发出红外检测信号，接收检测单元52不断接收该红外检测信号，并且，控制模块20采集接收检测单元52的检测输出数据，当控制模块20检测到卷闸门的活动区域内存在其他物体，并且检测到卷闸门的当前活动状态为下降状态时，调整驱动控制指令，控制驱动模块30停止电机工作，以避免卷闸门或者其他物体被损坏。

优选地，所述通信模块10为红外遥控模块、WIFI模块、蓝牙模块或GPRS模块中的任意一种。

需要说明的是，用户可以选用多种通信方式给卷闸门控制装置发送卷闸门活动控制命令，当需要实现短距离控制时，可以选用红外遥控、WIFI或者蓝牙的方式，当需要实现远程控制时，可以选用GPRS的方式。

优选地，请参阅图2，是本实用新型提供的卷闸门控制装置中对射传感器模块50的一个实施例的结构示意图。

所述对射传感器模块50还包括用于接地的第一接地端A2、用于接地的第二接地端A3和用于接入直流电源的第一电源端A5；

所述发射检测单元51包括发射管D1和第一电阻R1；所述第一电阻R1的第一端为所述对射传感器模块50的第一受控端A1，所述第一电阻R1的第二端连接所述发射管D1的阳极，所述发射管D1的阴极为所述对射传感器模块50的第一接地端A2；

所述接收检测单元52包括接收管D2和第二电阻R2；所述接收管D2包括电源输入端、信号输出端和接地端；

所述第二电阻R2的第一端连接所述接收管D2的电源输入端，所述第二电阻R2的第二端连接所述接收管D2的信号输出端；所述接收管D2的电源输入端为所述传感器模块的第一电源端A5，所述接收管D2的信号输出端为所述传感器模块的检测数据输出端A4，所述接收管D2的接地端为所述对射传感器模块50的第二接地端A3。

其中，直流电源可以选用+5V直流电源。

需要说明的是，本实施例中，发射管D1和接收管D2可以选用型号为G310的对射传感器模块50中的发射管D1和接收管D2，该对射传感器的工作原理为，接上电源，当发射管D1的阳极的电压达到导通电压时，发射管D1发光；当发射管D1与接收管D2之间没有遮挡物时，接收管D2的光敏二极管形成光电流，逻辑单元输出低电平，由逻辑单元驱动的三极管不导通，接收管D2的信号输出端在上拉电阻(即第二电阻R2)的作用下输出高电平；当发射管D1与接收管D2之间存在遮挡物时，发射管D1发出的光线被遮挡，接收管D2无法接收到光，光敏二极管不能形成光电流，逻辑单元输出高电平，驱动接收管D2内部的三极管导通，接收管D2的信号输出端被拉低，因此，信号输出端输出低电平。

优选地，所述控制模块20为微控制器。

优选地，请参阅图3，是本实用新型提供的卷闸门控制装置中驱动模块30的一个实施例的结构示意图。

所述驱动模块30包括控制单元31、位置检测单元34、转速检测单元32和逆变单元33；

所述控制单元31具有工作参数输入端、调节控制端、位置信息采集端、转速信息采集端和电机状态输出端；所述逆变单元33具有第三受控端和驱动信号输出端；所述位置检测模块具有位置信息检测端和位置信息输出端；所述转速检测模块具有转速信息检测端和转速信息输出端；

所述控制单元31的工作参数输入端为所述驱动模块30的控制信号输入端B1，所述调节控制端连接所述逆变单元33的第三受控端，所述位置信息采集端连接所述位置检测模块的位置信息输出端，所述转速信息采集端连接所述转速检测模块的转速信息输出端，所述电机状态输出端为所述驱动模块30的电机状态反馈端B2；所述逆变单元33的驱动信号输出端为所述驱动模块30的电机驱动端B5；所述位置检测模块的位置信息检测端为所述驱动模块30的位置信息输入端B3；所述转速检测模块的转速信息检测端为所述驱动模块30的转速信息输入端B4。

需要说明的是，驱动模块30的工作原理为，控制单元31接收控制模块20输入的工作参数，并输出PWM控制信号至逆变单元33，以控制逆变单元33中的开关管的导通和关断，进而控制无刷电机40的转动；无刷电机40中的霍尔元件反馈转子位置信息和转速信息给位置检测单元34，位置检测单元34和转速检测单元32分别将获取的电机转子位置信息和转速信息输出至控制单元31，控制单元31根据反馈回的位置信息和转速信息调整输出的PWM控制信号。

优选地，所述驱动模块30还包括PWM调制单元；所述PWM调制单元具有第四受控端和调制信号输出端；

所述控制单元31的调节控制端连接所述逆变单元33的第三受控端，具体为：

所述控制模块20的调节控制端连接所述PWM调节单元的第四受控端，所述PWM调制单元的调制信号输出端连接所述逆变单元33的第三受控端。

需要说明的是，在驱动模块30中，可以直接由控制单元31输出PWM控制信号来实现逆变单元33的控制，也可以选用专用的PWM调制单元来进行脉宽调制，即输出相应的PWM控制信号，来实现对逆变单元33的控制。

进一步地，所述控制单元31为微控制器。

优选地，所述卷闸门控制装置还包括备用电源模块，所述备用电源模块具有控制部供电端和电机部供电端；所述控制模块20还具有第二电源端，所述无刷电机40还具有第三电源端；

所述备用电源模块的控制部供电端连接所述控制模块20的第二电源端，所述电机供电端连接所述无刷电机40的第三电源端。

进一步地，所述备用电源模块为电子储能电池或太阳能储能电池中的任意一种。

需要说明的是，现有技术中，大部分的卷闸门控制装置都采用市电作为供电电源，当停电时就无法控制卷闸门活动了，因此，在控制装置中增设备用的储能电源可以解决停电时无法控制卷闸门活动的问题，大大提高了控制装置的可靠性。

本实用新型提供的卷闸门控制装置，通过配置对射传感器模块，即分别设置在用于安装所述卷闸门的门洞的两侧的发射检测单元和接收检测单元，以检测在卷闸门的活动区域内是否存在其他物体，控制模块能够在检测到存在其他物体时，控制驱动模块停止电机工作，有效地避免了卷闸门和物体被损坏；此外，通过在控制模块和驱动模块之间增加电机状态反馈路径，由驱动模块及时向控制模块反馈电机的活动状态，例如电机正处于上升状态或下降状态等，控制模块能够结合驱动模块反馈的电机活动状态以及发射检测单元和接收检测单元采集的阻碍物体检测信息，更准确的判断其他物体是否是阻碍物体，进而判断是否需要控制驱动模块停止电机工作，能够更加灵活的实现卷闸门的活动状态控制，例如卷闸门处于上升状态时，即使检测到卷闸门的活动区域内存在其他物体，也不必要停止电机工作。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种卷闸门控制装置，其特征在于，包括控制模块、对射传感器模块、驱动模块、用于带动卷闸门进行上下活动的无刷电机和用于接收用户输入的卷闸门活动控制命令的通信模块；其中，所述对射传感器模块包括分别设置在用于安装所述卷闸门的门洞的两侧的发射检测单元和接收检测单元；

所述控制模块具有通信端、检测控制端、检测数据输入端、驱动控制端和反馈数据输入端；所述对射传感器模块具有第一受控端和检测数据输出端；所述驱动模块具有控制信号输入端、电机驱动端、位置信息输入端、转速信息输入端和电机状态反馈端；所述无刷电机具有第二受控端、位置信息反馈端和转速信息反馈端；

所述通信模块的输出端连接所述控制模块的通信端；所述控制模块的检测控制端连接所述对射传感器模块的第一受控端，所述检测数据输入端连接所述对射传感器模块的检测数据输出端，所述驱动控制端连接所述驱动模块的控制信号输入端，所述反馈数据输入端连接所述驱动模块的电机状态反馈端；所述驱动模块的电机驱动端连接所述无刷电机的第二受控端，所述位置信息输入端连接所述无刷电机的位置信息反馈端，所述转速信息输入端连接所述无刷电机的转速信息反馈端。

2.如权利要求1所述的卷闸门控制装置，其特征在于，所述通信模块为红外遥控模块、WIFI模块、蓝牙模块或GPRS模块中的任意一种。

3.如权利要求1所述的卷闸门控制装置，其特征在于，所述对射传感器模块还包括用于接地的第一接地端、用于接地的第二接地端和用于接入直流电源的第一电源端；

所述发射检测单元包括发射管和第一电阻；所述第一电阻的第一端为所述对射传感器模块的第一受控端，所述第一电阻的第二端连接所述发射管的阳极，所述发射管的阴极为所述对射传感器模块的第一接地端；

所述接收检测单元包括接收管和第二电阻；所述接收管包括电源输入端、信号输出端和接地端；

所述第二电阻的第一端连接所述接收管的电源输入端，所述第二电阻的第二端连接所述接收管的信号输出端；所述接收管的电源输入端为所述传感器模块的第一电源端，所述接收管的信号输出端为所述传感器模块的检测数据输出端，所述接收管的接地端为所述对射传感器模块的第二接地端。

4.如权利要求1所述的卷闸门控制装置，其特征在于，所述控制模块为微控制器。

5.如权利要求1所述的卷闸门控制装置，其特征在于，所述驱动模块包括控制单元、位置检测单元、转速检测单元和逆变单元；

所述控制单元具有工作参数输入端、调节控制端、位置信息采集端、转速信息采集端和电机状态输出端；所述逆变单元具有第三受控端和驱动信号输出端；所述位置检测模块具有位置信息检测端和位置信息输出端；所述转速检测模块具有转速信息检测端和转速信息输出端；

所述控制单元的工作参数输入端为所述驱动模块的控制信号输入端，所述调节控制端连接所述逆变单元的第三受控端，所述位置信息采集端连接所述位置检测模块的位置信息输出端，所述转速信息采集端连接所述转速检测模块的转速信息输出端，所述电机状态输出端为所述驱动模块的电机状态反馈端；所述逆变单元的驱动信号输出端为所述驱动模块的电机驱动端；所述位置检测模块的位置信息检测端为所述驱动模块的位置信息输入端；所述转速检测模块的转速信息检测端为所述驱动模块的转速信息输入端。

6.如权利要求5所述的卷闸门控制装置，其特征在于，所述驱动模块还包括PWM调制单元；所述PWM调制单元具有第四受控端和调制信号输出端；

所述控制单元的调节控制端连接所述逆变单元的第三受控端，具体为：

所述控制模块的调节控制端连接所述PWM调节单元的第四受控端，所述PWM调制单元的调制信号输出端连接所述逆变单元的第三受控端。

7.如权利要求5或6任一项所述的卷闸门控制装置，其特征在于，所述控制单元为微控制器。

8.如权利要求1所述的卷闸门控制装置，其特征在于，所述卷闸门控制装置还包括备用电源模块，所述备用电源模块具有控制部供电端和电机部供电端；所述控制模块还具有第二电源端，所述无刷电机还具有第三电源端；

所述备用电源模块的控制部供电端连接所述控制模块的第二电源端，所述电机供电端连接所述无刷电机的第三电源端。

9.如权利要求8所述的卷闸门控制装置，其特征在于，所述备用电源模块为电子储能电池或太阳能储能电池中的任意一种。