CN218938808U - 一种智能升降控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及升降设备技术领域，具体为一种智能升降控制器,用于与驱动升降装置升降的驱动机构连接；控制器包括用于与外界控制终端进行信息交换的控制模块、无线通讯模块以及手势识别模块；手势识别模块包括手势传感器，控制模块包括主控芯片和手势操作器芯片，手势操作器芯片通过串口通讯连接线接入主控芯片；无线通讯模块通过串口通讯连接线接入主控芯片，手势传感器通过IC总线与手势操作器芯片通讯连接。其可以远程接收外界控制终端的用户操作指令并执行，从而方便、灵活地远程完成对升降装置的高度设置和调整；同时，用户可以无接触式控制调整升降装置的高度，有效减少细菌交叉感染，便捷实现智能控制。

Description

一种智能升降控制器

技术领域

本实用新型涉及升降设备技术领域，具体为一种智能升降控制器。

背景技术

电动升降装置，是一种用途广泛的升降设备，传统的电动升降装置主要依靠对推举装置的驱动机构(例如电机)进行控制，根据需要对台面高度进行调节，实现自由升降。

现有的电动升降装置常采用按键输入或者电子屏触摸输入等接触式输入方式，来完成升降高度设置，并通过按钮或者开关模块实现升降快速调整。

但是，上述方式存在以下主要缺点：

1、采用的是现场接触式输入指令方式，升降高度设置必须用户在升降装置旁才能够进行设置，难以实现远程操作；

2、指令输入形式单一，无法灵活提供定制化的输入方式来满足不同需求；

3、当输入设备(按键控制面板或电子屏等设备)发生硬件损坏时无法继续使用升降装置；

4、采用接触式输入指令(按键输入、电子屏触屏输入等)方式实现升降调整，不仅方式单调，而且增加了细菌交叉传播风险，控制方式也不够智能化。

实用新型内容

为解决上述背景技术提到的现有方案中的不足，本实用新型提供一种智能升降控制器，其技术方案如下：

该智能升降控制器，用于与驱动升降装置升降的驱动机构连接；所述控制器包括用于与外界控制终端进行信息交换的控制模块、无线通讯模块、手势识别模块以及电源模块；所述手势识别模块包括手势传感器，所述控制模块包括主控芯片和手势操作器芯片，所述手势操作器芯片通过串口通讯连接线接入所述主控芯片；所述无线通讯模块通过串口通讯连接线接入主控芯片，所述手势传感器通过I C总线与所述手势操作器芯片通讯连接；其中，所述无线通讯模块用于接收外界控制终端的操作指令，所述主控芯片通过无线通讯模块与外界控制终端进行数据交换，其接收外界控制终端的操作指令，并下发运行指令以控制所述升降装置驱动机构执行操作；所述手势操作器芯片接收、识别、处理手势传感器传输而来的信号，并将处理信息传输至主控芯片，以使所述主控芯片下发指令控制所述驱动机构执行操作；所述电源模块用于为所述驱动机构、控制模块、无线通讯模块、手势识别模块供能；所述电源模块包括输入电源以及降压电路组；所述降压电路组将输入电源的电压降压到预定电压，以供应所述主控芯片和手势操作器芯片使用；所述降压电路组包括第一降压电路、第二降压电路以及第三降压电路；所述输入电源输出端与第一降压电路输入端相连，所述第一降压电路输出端与所述第二降压电路输入端相连，所述第二降压电路输出端与所述第三降压电路输入端相连，且所述第三降压电路的输出端与主控芯片和手势操作器芯片的电源输入端相连。

在一些实施例中，所述无线通讯模块包括Wi Fi模组和/或蓝牙模组。

在一些实施例中，所述第一降压电路、第二降压电路以及第三降压电路均为BUCK型DC-DC降压电路。

在一些实施例中，所述第一降压电路、第二降压电路以及第三降压电路均由降压转换器、周围阻容以及电感组成。所述第一降压电路的降压转换器采用芯片JW5026，所述第二降压电路和所述第三降压电路的降压转换器采用芯片JW5033。

在一些实施例中，所述手势操作器芯片采用聚元微MC51A003T20。

在一些实施例中，所述主控芯片采用华芯微特SWM19SCBT6。

在一些实施例中，所述控制器还包括与控制模块相连接的信息反馈模块；其中，所述控制模块下发运行指令控制所述驱动机构执行操作，所述控制模块控制所述信息反馈模块显示操作信息。

在一些实施例中，所述信息反馈模块包括显示面板和/或语音播报器。

基于上述，与现有技术相比，本实用新型提供的智能升降控制器，具有以下有益效果：

该升降控制器可以在一定区域范围内通过物联网技术接入外界控制终端，远程接收外界控制终端的用户操作指令并执行，从而方便、灵活地远程完成对升降装置的高度设置和调整；同时，其可以采用无接触式方式采集现场用户的操作指令并执行，从而用户可以无接触式控制调整升降装置的高度，有效减少细菌交叉感染，便捷实现升降装置的智能控制，用户更容易掌握和应用，用户的体验感能得到很大提升。

本控制设置有独立供应电源，能够直接集成在现有升降设备中，降低设备改造成本。

本实用新型的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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他的附图；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。

图1为本实用新型一实施例提供的升降控制器的无线通讯模块结构示意图；

图2为本实用新型提供的一实施例中手势识别模块的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一实施例中控制器的连接关系和控制原理框图；

图4为本实用新型提供的一实施例中电源模块的第一降压电路的电路图；

图5为本实用新型提供的一实施例中电源模块的第二降压电路的电路图；

图6为本实用新型提供的一实施例中电源模块的第三降压电路的电路图；

图7为本实用新型提供的一实施例中主控芯片MCU1控制部分电路图；

图8为本实用新型提供的一实施例中Wi Fi模组的控制部分电路图；

图9为本实用新型提供的一实施例中蓝牙模组的控制部分电路图；

图10是本实用新型提供的一实施例中手势操作器芯片MCU2控制部分电路图；

图11本实用新型提供的一实施例中手势传感器控制部分电路图。

附图标记：

100控制模块           200无线通讯模块       300手势识别模块

400电源模块

110主控芯片           120手势操作器芯片     130PCB板

210Wi Fi模组          220蓝牙模组

310手势传感器         410输入电源           420第一降压电路

430第二降压电路       440第三降压电路

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本实用新型不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，本实用新型所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本实用新型的限制；应进一步理解，本实用新型所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本实用新型中明确如此定义之外。

本实用新型提供如图1-11实施例所示的一种智能升降控制器，其技术方案如下：

该升降控制器用于与驱动升降装置升降的驱动机构连接；包括用于与外界控制终端进行信息交换的控制模块100、无线通讯模块200、手势识别模块300、以及电源模块400；所述手势识别模块300包括手势传感器310，所述控制模块100包括主控芯片110即主控单片机芯片(MCU1)和手势操作器芯片120即手势操作器单片机芯片(MCU2)，所述手势操作器芯片120通过串口通讯连接线接入所述主控芯片110；所述无线通讯模块200通过串口通讯连接线接入主控芯片110，所述手势传感器310通过I 2C总线与所述手势操作器芯片120通讯连接；其中，两个主控单片机芯片(MCU1)和手势操作器单片机芯片(MCU2)彼此独立，完成不同功能。

其中，所述无线通讯模块200用于接收外界控制终端的操作指令，所述主控芯片110通过无线通讯模块200与外界控制终端进行数据交换，其接收外界控制终端的操作指令，并下发运行指令以控制所述升降装置驱动机构执行操作；所述手势操作器芯片120接收、识别、处理手势传感器310传输而来的信号，并将处理信息传输至主控芯片110，以使所述主控芯片110下发指令控制所述驱动机构执行操作。

优选地，所述无线通讯模块200采用Wi Fi模组210和/或蓝牙模组220。本实施例采用Wi Fi模组210和蓝牙模组220，以此为例说明无线通讯模块200在该升降控制器中的连接关系与工作流程，具体如下：

如图1和图3所示，该升降控制器的无线通讯模块200(Wi Fi模组210和蓝牙模组220)分布在PCB板130一侧，Wi Fi模组210和蓝牙模组220的输出端与控制模块100的主控芯片110通讯连接，以使控制模块100可通过无线通讯方式与外界控制终端进行远程数据交换；如图2和图3所示，手势识别模块300布设在PCB板130一侧，手势识别模块300的手势传感器310的输出端与控制模块100的手势操作器芯片120通讯连接，以使控制模块100可接收并处理手势传感器310传输而来的信号。

具体地，各模块的连接关系如图3所示，其工作过程为：

蓝牙模块和Wi Fi模块接收在无线状态下的外界控制终端的用户操作指令并传输至控制模块100的主控芯片110，蓝牙模块和Wi Fi模块分别通过串口通讯连接线与主控芯片110连接。主控芯片110通过无线通讯模块200与外界控制终端进行远程数据交换，且主控芯片110用于发送当前的运行参数，接收和运算处理外界控制终端的操作指令信息，并将处理后的指令输出至驱动机构以控制驱动机构执行操作，以使升降控制器进行升降操作。

手势识别模块300的手势传感器310实时感应和采集用户的手势操作指令，并将采集到的用户手势操作指令信息发送给控制模块100的手势操作器芯片120，手势操作器芯片120对接收到的用户手势操作指令信息进行处理分析，处理分析流程依次包括：(1)检测读取数据是否为有效数据、数据是否完整；(2)成功加载数据后计算各方向增量值是否超过阈值，以判定是否为有效手势信号；(3)忽略无效的干扰手势信号，输出处理后的有效手势信号。而后手势操作器芯片120将处理信息传输至主控芯片110，以使所述主控芯片110下发指令控制所述驱动机构执行操作，以使升降控制器进行升降操作，调整升降装置高度。

由上述升降控制器的作用过程，可知本申请实施例具有以下效果：

该升降控制器可以在一定区域范围内通过物联网接入外界控制终端，远程接收外界控制终端的用户操作指令并执行，从而方便、灵活地远程完成对升降装置的高度设置和调整。

同时，其可以采用无接触式方式采集现场用户的操作指令并执行，从而用户可以无接触式控制调整升降装置的高度，有效减少细菌交叉感染，便捷实现升降装置的智能控制，用户更容易掌握和应用，用户的体验感能得到很大提升。

另外，采用主控芯片110和手势操作器芯片120独立运行完成不同功能的设计，在装置装配过程中，主控芯片110和无线通讯模块200这些部件可安装在一个PCB板上，并可将其安装在升降装置的任意隐藏位置，提升控制装置外观设计的美观性；由于手势操作器芯片120必须安装在便于用户进行手势操作和识别的显要位置，可将其安装在另一个PCB板上，根据安装位置要求另行安装；通过将控制模块100分为两个可独立运行且安装位置可分隔的主控芯片110和手势操作器芯片120，升降控制器的部件装配灵活性更强。

需要说明的是：

外界控制终端可以采用手机、平板、云端或其他具有蓝牙和Wi Fi通信功能的设备，在这些设备上采用小程序或APP等内置运行程序进行操作指令输入(例如升降装置的高度设置，升降速度设置等操作指令)；根据上述设计构思，本领域技术领域可以适应性选择现有的具有无线通信功能的设备，包括但不限于上述设备。

蓝牙技术和Wi Fi技术是一种无线数据通信开放的全球规范，它是基于低成本、为固定和移动设备建立通信环境的一种特殊的近距离无线技术连接。目前，蓝牙和Wi Fi技术已应用到各个领域中，并已成为接入物联网(I OT)的主要技术；因此，本申请所使用的WiFi模组210和蓝牙模组220为现有技术，控制模块100与Wi Fi模组210和蓝牙模组220通讯连接，以进行数据交换和指令下发的工作原理也为现有技术，此处不再累述；

伴随着人机交互技术的发展，除了常见的物理按键控制、触摸按键控制、触屏控制等方式外，手势控制也是一个很便捷的智能控制方式。因此，本文所使用的手势识别模块300为现有技术，其基本原理是通过手势传感器310(例如红外感应类手势传感器310、摄像类手势传感器310)采集和接收手势操作信息，并将信息传输至控制模块100处理，其工作原理不再累述。

所述电源模块400用于为所述驱动机构、手势识别模块300、控制模块100、无线通讯模块200供能。

优选地，所述电源模块400包括输入电源410以及降压电路组；所述降压电路组将输入电源410的电压降压到预定电压，以供应所述主控芯片110和手势操作器芯片120使用。进一步优选地，如图3所示，所述降压电路组包括第一降压电路420、第二降压电路430以及第三降压电路440；所述输入电源410输出端与第一降压电路420输入端相连，所述第一降压电路420输出端与所述第二降压电路430输入端相连，所述第二降压电路430输出端与所述第三降压电路440输入端相连，且所述第三降压电路440的输出端与主控芯片110和手势操作器芯片120的电源输入端相连；所述第一降压电路420、第二降压电路430以及第三降压电路440均为BUCK型DC-DC降压电路。

以本实施例为例，具体降压电路组的工作流程为，如图3-6所示，输入电源410经过如图4-6所示的降压电路组，即依次经过第一降压电路420、第二降压电路430、第三降压电路440，依次从24V降压至12V、5.2V，最后降压至3.3V以供两个单片机芯片使用，其具体过程为：输入电源410的电压24V通过芯片JW5026和周围阻容、电感组成Buck第一降压电路420(即第一BUCK型DC-DC电路)转换为12V，再通过芯片JW5033和周围阻容、电感组成Buck第二降压电路430(即第二BUCK型DC-DC电路)转换为5.2V；最后通过芯片JW5033和周围阻容、电感组成Buck第三降压电路440(即第三BUCK型DC-DC电路)转换为3.3V。

如此设计，输入电源410进行降压转换后为主控芯片110和手势操作器芯片120运行进行稳定可靠供电，两个单片机芯片彼此独立，完成不同功能。降压电路分为多级降压，可以降低电路损耗，提高转换效率，达到节能效果。

需要说明的是：本实施例的输入电源410的电压为24V，其采用三次降压将至所述主控芯片110和手势操作器芯片120的运行电压3.3V，根据上述设计构思，对于降压电路组中降压电路组中降压电路的数量和组成、每一降压电路的降压值参数，均可根据输入电源410以及所需的最终预定电压值进行调整，包括但不限于上述实施例方案。

优选地，所述控制器还包括与控制模块100相连接的信息反馈模块(图中未显示)；其中，所述控制模块100下发运行指令控制所述驱动机构执行操作，所述控制模块100控制所述信息反馈模块显示操作信息。进一步优选地，所述信息反馈模块包括显示面板和/或语音播报器。

使用时，控制模块100根据接收到的有效手势指令控制驱动机构执行相应操作，调整升降装置高度，并调用和控制反馈显示模块通过显示面板文字显示或图像显示、语音播报器语音播报等形式显示操作反馈信息，以便于人们直观便捷地获取操作信息。

对于各部件的选型：

优选地，本实施例中所述主控芯片110选用型号HXW19SCBT6(即华芯微特SWM19SCBT6)的主控单片机芯片(MCU1)，其控制部分电路图如图7所示，其内部具有三路串口，分别用于与手势操作器芯片120、Wi F i模组210、蓝牙模组220进行通讯连接。

优选地，本实施例中所述Wi Fi模组210选用使用核心处理器ESP8266，其控制部分电路图如图8所示，本领域技术人员可以使用该Wi Fi模组210为现有的设备添加联网功能，也可以构建独立的网络控制器。优选地，本实施例中所述蓝牙模组220使用低功耗模式的蓝牙5.0芯片，其控制部分电路图如图9所示，其有效工作距离可达300米，满足使用需求。使用该Wi F i模组210和蓝牙模组220，采用通讯的方式与外界无线设备(即外界控制终端)进行连接就可以控制升降装置的升降，另外还有常用高度记忆模式为客户带来更便捷的操作体验感。

优选地，本实施例中手势操作器芯片120使用MC51A003(即聚元微MC51A003T20)，其控制部分电路图如图10所示，其内部含有一路串口和两路I 2C通信接口，串口用于与主控芯片110通信，一路I 2C用于与手势传感器310通信。

优选地，本实施例中手势传感器310使用APDS-9960，其控制部分电路图如图11所示，该手势传感器310具备良好的手势识别稳定性，反应快，准确率高，识别距离达20cm，可以识别的手势多达13种，可方便使用者进行非接触操作。

优选地，本实施例中驱动机构为用于驱动升降装置升降的电机。对于该驱动机构的具体类型可根据需求进行适用性选型，包括但不限于实施例方案。

需要说明的是，实施例提出了上述主控芯片110、Wi Fi模组210、蓝牙模组220、手势操作器芯片120、手势传感器310的适用型号；对于上述部件，根据本申请设计构思，本领域技术人员可于现有装置中进行适应性选型，包括但不限于实施例所选用的型号。

另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本实用新型的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。

尽管本文中较多的使用了诸如无线通讯模块、手势识别模块等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的；本实用新型实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)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。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种智能升降控制器，其特征在于：用于与驱动升降装置升降的驱动机构连接；包括用于与外界控制终端进行信息交换的控制模块(100)、无线通讯模块(200)、手势识别模块(300)、以及电源模块(400)；

所述手势识别模块(300)包括手势传感器(310)，所述控制模块(100)包括主控芯片(110)和手势操作器芯片(120)，所述手势操作器芯片(120)通过串口通讯连接线接入所述主控芯片(110)；所述无线通讯模块(200)通过串口通讯连接线接入主控芯片(110)，所述手势传感器(310)通过I 2C总线与所述手势操作器芯片(120)通讯连接；

所述无线通讯模块(200)用于接收外界控制终端的操作指令，所述主控芯片(110)通过无线通讯模块(200)与外界控制终端进行数据交换；所述手势操作器芯片(120)接收、识别、处理手势传感器(310)传输而来的信号，并将处理信息传输至主控芯片(110)，以使所述主控芯片(110)下发指令控制所述驱动机构执行操作；

所述电源模块(400)用于为所述驱动机构、控制模块(100)、无线通讯模块(200)、手势识别模块(300)供能；

所述电源模块(400)包括输入电源(410)以及降压电路组；所述降压电路组包括第一降压电路(420)、第二降压电路(430)以及第三降压电路(440)；所述输入电源(410)输出端与第一降压电路(420)输入端相连，所述第一降压电路(420)输出端与所述第二降压电路(430)输入端相连，所述第二降压电路(430)输出端与所述第三降压电路(440)输入端相连，且所述第三降压电路(440)的输出端与主控芯片(110)和手势操作器芯片(120)的电源输入端相连。

2.根据权利要求1所述的智能升降控制器，其特征在于：所述无线通讯模块(200)包括WiFi模组(210)和/或蓝牙模组(220)。

3.根据权利要求2所述的智能升降控制器，其特征在于：所述第一降压电路(420)、第二降压电路(430)以及第三降压电路(440)均为BUCK型DC-DC降压电路。

4.根据权利要求3所述的智能升降控制器，其特征在于：所述第一降压电路(420)、第二降压电路(430)以及第三降压电路(440)均由降压转换器、周围阻容以及电感组成。

5.根据权利要求4所述的智能升降控制器，其特征在于：所述第一降压电路(420)的降压转换器采用芯片JW5026。

6.根据权利要求4所述的智能升降控制器，其特征在于：所述第二降压电路(430)和所述第三降压电路(440)的降压转换器采用芯片JW5033。

7.根据权利要求1所述的智能升降控制器，其特征在于：所述手势操作器芯片(120)采用聚元微MC51A003T20。

8.根据权利要求1所述的智能升降控制器，其特征在于：所述主控芯片(110)采用华芯微特SWM19SCBT6。

9.根据权利要求1所述的智能升降控制器，其特征在于：所述控制器还包括与控制模块(100)相连接的信息反馈模块；

所述控制模块(100)下发运行指令控制所述驱动机构执行操作，所述控制模块(100)控制所述信息反馈模块显示操作信息。

10.根据权利要求9所述的智能升降控制器，其特征在于：所述信息反馈模块包括显示面板和/或语音播报器。

Images