CN215212907U

CN215212907U - 智能门

Info

Publication number: CN215212907U
Application number: CN202120685998.9U
Authority: CN
Inventors: 崔伟
Original assignee: Shanghai Chuangmi Technology Co ltd
Current assignee: Shanghai Imilab Technology Co Ltd
Priority date: 2021-04-02
Filing date: 2021-04-02
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2031-04-02

Abstract

本申请方案提供智能门。所述智能门包括门板；还包括铰链，所述铰链包括转动轴、连接所述转动轴的合页以及安装于所述合页的测距组件，所述测距组件包括相对设置的传感器和目标物体，所述传感器和目标物体之间的距离随所述合页转动而改变，其中，所述门板与所述合页连接。本申请方案对铰链加入电学特性后使得需要用到铰链开合的场景更符合实际应用发展，所有的开合动作变得可感、可知，从而实现可控。

Description

智能门

技术领域

本申请涉及安装配件领域，特别涉及一种智能门。

背景技术

传统铰链为纯机械结构，只能作为门或窗等需要开合的家具或者仪器设备的传动结构。在智能家居和万物互联的浪潮下，由于传统铰链没有电学特性，传统的传动结构已经不能满足对不同设备不同状态的感知。

在使用传统铰链的系统中，如门、窗等需要开合的产品，由于无法感知门和窗的实际开合状态，就无法对门、窗等设备进行针对性控制。例如，在门或者窗户受到大风等强外力作用时，会加速关闭或者打开，这时候很容易把门、窗等设备摔坏，如果人不小心刚好手放再门框位置，很容易夹到手，从而导致人身和财产安全损失等隐患。

实用新型内容

本申请方案要解决的技术问题是用于智能门的传统铰链为纯机械结构，无法感知开合状态，导致人身和财产安全损失等隐患。

为解决上述技术问题，本申请方案公开了一种智能门，包括门板；还包括铰链，所述铰链包括转动轴、连接所述转动轴的合页以及安装于所述合页的测距组件，所述测距组件包括相对设置的传感器和目标物体，所述传感器和目标物体之间的距离随所述合页转动而改变，其中，所述门板与所述合页连接。

可选的，所述合页包括相接的合页本体和转动管体，所述测距组件安装于所述转动管体内部。

可选的，所述铰链还包括印刷电路板和传动机构，所述传感器贴附于所述印刷电路板上。

可选的，所述转动管体的内壁设有台阶部，所述印刷电路板固定于所述台阶部，所述传动机构与目标物体连接以在所述合页本体转动时带动所述目标物体沿所述转动管体的轴向移动。

可选的，所述传感器为霍尔传感器芯片，所述目标物体为顶部带磁铁的螺栓。

可选的，所述印刷电路板通过固定螺丝固定于所述台阶部。

可选的，所述铰链还包括：置于所述印刷电路板和台阶部之间的减震胶圈。

可选的，所述传感器与微控制器连接。

可选的，所述传感器为红外传感器、激光传感器或超声传感器。

与现有技术相比，本申请技术方案至少具有如下有益效果：

在铰链中安装测距组件，所述测距组件包括相对设置的传感器和目标物体，所述传感器和目标物体之间的距离(或者说相对位置)随所述合页转动而改变，由此传感器的感应特性可随铰链的开合而改变，由此解决了传统铰链没有电学特性的问题。在用于安装门、窗等开合设备的铰链中装入测距组件，就有了位置、速度和加速度的感知。有了位置感知，就可以获知门或者窗等设备的开合状态；有了速度和加速度感知，就可以通过装入其它主动干预设备，减缓门或者窗的开关速度，从而减少直接或者间接地由此造成的人身和财产安全损失。

铰链在开合过程中，所述传感器和目标物体的相对位置变化会带动传感器感应的电性特性变化，有了电性特性的变化就可以实现铰链开合角度、速度和加速度检测。并且，可以通过电性特性判断铰链的使用次数，从而实现铰链寿命检测。

综上所述，对铰链加入电学特性后使得需要用到铰链开合的场景更符合实际应用发展，所有的开合动作变得可感、可知，从而实现可控。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例的铰链的结构示意图；

图2为图1所示铰链的圈A部分的局部放大结构示意图；

图3为本申请实施例的测距组件应用在铰链中的电路原理示意图。

以下对附图作补充说明：

1-转动轴；2、3-合页；41-传感器芯片；4-印刷电路板；

21、31-合页本体；22-转动管体的内壁；23-台阶部；

51-螺栓；52-磁铁；61-固定螺丝；62-减震胶圈；

9-门板。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

发明人分析，目前市面上的铰链为纯机械铰链，只能作为普通传动、开合使用。因此传统的铰链只能作为一个机械配件，不能提供电学特性，其不能动态提供铰链在作用力下的开合角度和开合速度，更不能提供铰链的开合使用次数。

基于上述现有技术的问题，本申请方案提出了在传统铰链中加入测距组件的方案，使得传统铰链引入电学特性，让铰链不再只是生硬机械的传动，而是能够让传动变得可感、可知，从而实现传动的可控。下面结合附图和实施例对本申请方案进行详细说明。

请结合参考图1和图2，本申请实施例的铰链包括转动轴1和连接所述转动轴1的合页2、3，以及安装于所述合页2(或3)的测距组件。所述测距组件包括相对设置的传感器41和目标物体51、52，所述传感器41和目标物体51、52之间的距离随所述合页2(或3)转动而改变。

本实施例中，合页2可带动所述转动轴1转动，合页3也可带动所述转动轴1转动。合页2与转动轴1连接，例如可以套接转动轴1，合页2可以包括相接的合页本体21和转动管体(图中未标示)，合页本体21可以为自合页2的转动管体延伸的片状结构，合页2的转动管体转动可带动转动轴1转动；同样地，合页3也与转动轴1连接，例如可以套接转动轴1，合页3包括相接的合页本体31和转动管体(图中未标示)，合页本体31可以为自合页3的转动管体延伸的片状结构，合页3的转动管体转动可带动转动轴1转动。所述测距组件安装于所述转动管体内部，既可以安装在合页2的转动管体内部，也可以安装在合页3的转动管体内部。

本实施例中，所述目标物体51、52可由转动轴1和转动管体带动，实现目标物体51、52随所述合页2(或3)转动而沿所述转动管体的轴向移动，使所述传感器41和目标物体51、52的相对位置或者传感器41和目标物体51、52之间的距离发生改变。

具体地，请结合参考图1和图2，所述铰链还包括印刷电路板(PCB)4和传动机构(图中未示出)，传感器41贴附于印刷电路板4上，并与印刷电路板4上的线路电性连接，用以实现利用传感器41感应目标物体51、52的位置变化以检测铰链开合状态。以安装在合页2的转动管体内部为例，所述转动管体的内壁22设有台阶部23，印刷电路板4固定于所述台阶部23，台阶部23可以稳定承载印刷电路板4。台阶部23的中心为圆孔，圆孔直径略大于传感器41的尺寸，也就是能够使传感器41容纳于圆孔内。台阶部23可以通过焊接方式与转动管体的内壁22，或者台阶部23也可以与转动管体一体成型。所述传动机构与目标物体51、52连接以在所述合页本体21转动时带动所述目标物体51、52沿所述转动管体的轴向移动，例如在图1中为上下移动。所述传动机构连接目标物体51和转动轴1，可以采用现有的联动结构，使得合页转动带动目标物体相对于传感器41的位置改变即可。

本实施例中，所述测距组件的测距方式为磁感应测距，所述传感器为霍尔(HALL)传感器芯片41，所述目标物体为顶部带磁铁52的螺栓51。如图2所示，线性霍尔传感器芯片41贴于印刷电路板4上，印刷电路板4贴附有霍尔传感器芯片41的面朝下，霍尔传感器芯片41下方设置有与传动机构连接的螺栓51，随着铰链的开合，螺栓51转动而带动磁铁52相对于传感器芯片41的上下移动，起到改变磁铁51和HALL传感器芯片41之间相对位置的作用，霍尔传感器芯片41用于感应铰链内部可转动螺栓51顶端的磁铁52的磁场强度。

本实施例中，印刷电路板4可以通过固定螺丝61固定于台阶部23。可以根据印刷电路板4与台阶部23的贴合面积等实际设计，采用若干固定螺丝61将印刷电路板4锁紧在台阶部23的台面上。在其它实施例中，印刷电路板4也可以通过其它方式固定置于台阶部23上，例如，印刷电路板4上安装若干定位柱，通过点胶等方式固定于台阶部23上。

进一步，本实施例的铰链还可以包括：置于所述印刷电路板4和台阶部23之间的减震胶圈62。可以在印刷电路板4和台阶部23之间均匀放置若干减震胶圈62，贴有传感器41的印刷电路板4，通过减震胶圈62压在转动管体的内壁22的台阶部23上，再用固定螺丝61固定。

本实施例中，所述传感器芯片41可以与微控制器(MCU)连接，即由MCU读取传感器芯片41的输出信号，所述输出信号与目标物体51、52的位置变化存在对应关系。可以在印刷电路板4上贴附MCU，也可以仅在印刷电路板4引出MCU的信号读取线或端口。

以霍尔传感器芯片为例，电路原理可以如图3所示，图3为本系统推荐应用电路，主要用于阐述其工作原理，实际应用中根据实际情况进行设计。其中，J1为连接端子，U1为HALL传感器芯片，通过连接J1可以给芯片供电和将芯片的输出信号连接到MCU，并通过MCU对芯片的输出进行实时监控。MCU_ADC为芯片的模拟电压输出脚，当芯片检测到磁场强度增大时，芯片输出的电压值变大；当芯片检测到的磁场强度变小时，芯片输出的电压值变小。I2C_DAT和I2C_CLK为芯片和MCU的数字通讯口，通过I2C通讯协议，MCU可以实时读取到当前芯片所感应到的磁场强度。

当组装完成后，随铰链开合而上下移动的螺栓51、磁铁52和HALL传感器之间就存在一个对应关系，螺栓51越靠近HALL传感器，即螺帽上的磁铁52越靠近传感器，HALL传感器的模拟输出电压值就越高，能够感应到的磁场强度值也会越大；同样，螺栓51越远离HALL传感器，即螺帽上的磁铁52越远离传感器，HALL传感器的模拟输出电压就会越低，能够感应到的磁场强度也会越低。这样就可以通过MCU读取HALL传感器的模拟输出电压MCU_ADC或者通过I2C通讯接口读取HALL传感器感应到的磁场强度，通过不同电压和磁场强度，就可以判断出铰链的当前位置，通过电压和磁场强度的变化率就可以判断出铰链的开合速度和加速度。

需要说明的是，测距组件在铰链中的安装并不限于上述的结构，其安装位置可以变化，对应安装位置的变化设计不同的安装结构，只要满足铰链开合过程中能够带动传感器和目标物件之间相对位置变化即可。例如，目标物件也可以位于转动管体内部的上方或者中部，对应地，需要改变印刷电路板的安装位置，保持在目标物体和印刷电路板上的传感器之间有一定的间距，并且可以通过开合铰链带动目标物体或传感器移动，由此改变目标物体和传感器的相对位置。

另外，测距组件的测距方式也不限于本实施例所述的磁感应测距，还可以采用飞行时间法(TOF)、红外测距、超声测距、激光测距等，对应地传感器可以为红外传感器、超声传感器、激光传感器等，只要能够达到检测传感器和目标物体之间的相对位置(距离)的目的即可。

本申请实施例提供的应用上述铰链的智能门，如图1和图2所示，所述智能门包括门板9和本申请实施例所述的铰链，所述门板9与所述合页2连接。门板9的位置及开合状态与铰链的开合状态对应，由此实现利用带测距组件的铰链感知门的开合状态，进而对门进行控制。

对应于上述的智能门铰链，本申请实施例还提供了测距组件在铰链中的安装方法，请结合参考图1和图2，所述铰链包括转动轴1和连接所述转动轴的合页2、3，所述测距组件包括传感器41和目标物体51、52；所述测距组件在铰链中的安装方法包括：将所述传感器41安装于所述合页2或3，使所述传感器41和目标物体51、52之间的距离随所述合页2或3转动而改变。

所述合页包括相接的合页本体和转动管体，所述传感器41安装于所述转动管体内部。具体地，所述转动管体的内壁22设有台阶部23；所述将所述传感器41安装于所述合页2包括：将所述传感器41贴附于印刷电路板4上；将所述印刷电路板4固定于所述台阶部23；将所述目标物体51、52与传动机构连接，以在所述合页本体21转动时所述传动机构带动所述目标物体51、52沿所述转动管体的轴向移动。可以采用固定螺丝61将所述印刷电路板4固定于所述台阶部23。

本实施例中，所述测距组件的测距方式为磁感应测距，所述传感器为霍尔传感器芯片41，所述目标物体为顶部带磁铁52的螺栓51。在其它实施例中，还可以采用红外测距、激光测距、超声测距或飞行时间法等测距方式，类似地，可以检测螺栓51与传感器之间的距离。

进一步地，所述将所述测距组件安装于所述合页2还包括：在所述印刷电路板4和台阶部23之间放置减震胶圈62；将所述传感器41与微控制器连接。

综上，在用于安装门、窗等开合设备的铰链中装入测距组件，有了位置和速度感知，就可以通过装入其它主动干预设备，减缓门或者窗的开关速度，从而减少直接或者间接地由此造成的人身和财产安全损失。

加入电学特性后也能用于判断有无人或者设备对铰链进行开合动作，从而做很多的扩展应用，如智能家居中的防盗联动，场景联动；工业中的测试联动，自动化流水线联动等。

另外，在一些可靠性应用中，由于无法感知状态，我们无法判断实际操作过程中有没有合规操作，也无法判断开合的铰链有没有达到寿命最大限度，有了开关位置感知，就能确保并记录下每次操作的实际情况，并统计实际开关次数，达到提示用户或者主动干预用户进行合规操作，同时当开合次数达到寿命最大限度时，提示用户更换铰链。

综上所述，在阅读本详细公开内容之后，本领域技术人员可以明白，前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改旨在由本公开提出，并且在本公开的示例性实施例的精神和范围内。

Claims

1.一种智能门，包括门板；其特征在于，还包括铰链，所述铰链包括转动轴、连接所述转动轴的合页以及安装于所述合页的测距组件，所述测距组件包括相对设置的传感器和目标物体，所述传感器和目标物体之间的距离随所述合页转动而改变，其中，所述门板与所述合页连接。

2.如权利要求1所述的智能门，其特征在于，所述合页包括相接的合页本体和转动管体，所述测距组件安装于所述转动管体内部。

3.如权利要求2所述的智能门，其特征在于，所述铰链还包括印刷电路板和传动机构，所述传感器贴附于所述印刷电路板上。

4.如权利要求3所述的智能门，其特征在于，所述转动管体内部设有台阶部，所述印刷电路板固定于所述台阶部，所述传动机构与目标物体连接以在所述合页本体转动时带动所述目标物体沿所述转动管体的轴向移动。

5.如权利要求4所述的智能门，其特征在于，所述传感器为霍尔传感器芯片，所述目标物体为顶部带磁铁的螺栓。

6.如权利要求4所述的智能门，其特征在于，所述印刷电路板通过固定螺丝固定于所述台阶部。

7.如权利要求4所述的智能门，其特征在于，所述铰链还包括：置于所述印刷电路板和台阶部之间的减震胶圈。

8.如权利要求1所述的智能门，其特征在于，所述传感器与微控制器连接。

9.如权利要求1所述的智能门，其特征在于，所述传感器为红外传感器、激光传感器或超声传感器。