CN2731039Y - 智能型天窗传动控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种智能型天窗传动控制器，应用于建筑物屋顶的电动采光排烟天窗传动控制装置。在减速器二级传动轴上的大带轮两侧安装两片摩擦片，压力弹簧和转矩调整螺栓组成转矩调整机构，实现对传动输出轴的转矩大小的调整。在二级传动轴的另一端安装已镶嵌磁钢的塑料轮4做为霍耳传感器的检测磁场。电气部分包括电源电路1、主电路2、信息保存电路3、检测电路4、驱动控制电路5、换向电路6、驱动电路7、通信电路8。本实用新型功能多，使用寿命长，适合在灰尘大、湿度大的场合应用，避免了开路或短路现象的发生。可用于工厂厂房、大型商场、机场、车站等大型建筑物的屋顶电动天窗的控制。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种应用于建筑物屋顶的电动采光排烟天窗传动控制装置。
背景技术
目前在工厂厂房、大型商场、机场、车站等大型建筑物的屋顶通常具有天窗，多数天窗采用电动天窗。电动采光排烟天窗传动控制系统一般采用机械开关做天窗的开、关限位。其缺点是：1.功能单一，寿命短。2.不适合在灰尘大、湿度大的场合应用。3.极易发生开路或短路现象。当发生短路现象时，就会造成烧毁电动机或损坏机械部件的恶性事故发生。
发明内容
本实用新型提供一种智能型天窗传动控制器，以解决目前采用机械开关做天窗的开、关限位时产生的功能单一，寿命短，故障率高的问题。本实用新型采取的技术方案是：
a)机械部分：
电机a1输出轴与小带轮a12固定连接，该小带轮a12通过皮带a11与大带轮a7组成减速器，大带轮a7与该减速器二级传动轴a15固定连接，该传动轴a15与蜗轮a14啮合连接，蜗轮a14固定连接输出轴a13，在大带轮a7的两侧滑动连接摩擦片a8，转矩调整螺栓a10与二级传动轴a15螺纹连接，弹簧a9套接在转矩调整螺栓a10上，并与摩擦片压接，控制器线路板a5安装在控制器安装支架a6上，磁缸塑料轮a4与二级传动轴a15另一端固定连接，该磁缸塑料轮a4镶嵌磁缸a2，霍尔元件a3与控制器安装支架a6固定连接，并与磁缸a2相对应。
b)电路部分
包括：电源电路1、主电路2、信息保存电路3、检测电路4、驱动控制电路5、换向电路6、驱动电路7、通信电路8；
电源电路1为主电路2供电；
主电路2，用于检测来自通信电路8的指令信息，若需要换向，则向换向电路6发换向命令，待完成电路换向后向驱动控制电路5发启动命令，再由驱动控制电路5接通驱动电路7的电源，使驱动电路7中的电动机运行带动传动机构，在天窗运行过程中主电路2实时累加来自检测电路4的脉冲数并与设定值比较，当天窗运行结束后，将当前天窗的位置信息保存在信息保存电路3中；
信息保存电路3：其主要作用在于保存天窗的位置信息和故障信息等；
检测电路4：其主要作用在于将霍耳传感器输入的信号经限幅整型后，送入主电路2进行计数、鉴别处理；
驱动控制电路5：其主要作用在于将主电路2输出的开关窗控制指令转换为接通或关断驱动电路7的电源，从而控制电动机的启、停；
换向电路6：其主要作用在于将主电路2输出的换向控制指令转换为改变驱动电路7的电源极性，从而改变电机的转向；
驱动电路7：其主要作用在于将AC220V的交流电经桥式整流后，变成直流电向直流电动机供电；
通信电路8：其主要作用在于接收来自控制箱的各种控制信息送入主电路2进行处理；将信息保存电路3的天窗状态信息和故障信息等发送至控制箱。
工作过程：上电后，系统自检，确定天窗当前位置，等待操作命令，当接收到操作命令后，判断天窗开关方向和是否需要换向，若需要换向时则执行换向操作。判断天窗开启角度，计算所需电动机的转数，即霍耳传感器的脉冲数，启动电动机工作。在天窗运行过程中判断是否过载，若过载则停机报警，若正常则判断天窗运行是否到位，若到设定位置则停机并保存当前天窗的位置信息，准备接收下一个操作命令。
本实用新型的优点在于：1.由摩擦片、压力弹簧、调整螺栓组成可调整输出轴转矩的结构，实现过载保护功能。2.利用霍耳元件实现对传动系统的动态检测并通过控制电路实现无触点限位、过载停车、关窗拉紧和开窗角度设置功能。具体来说就是：在机械设计方面：在减速器二级传动轴上的大带轮a7两侧安装两片摩擦片a8，压力弹簧a9和转矩调整螺栓a10组成转矩调整机构，实现对传动输出轴的转矩大小的调整。在二级传动轴的另一端安装已镶嵌磁钢的塑料轮a4做为霍耳传感器的检测磁场。在电气设计方面：通过霍耳传感器检测传动系统的运行状态。即当传动系统运行时霍耳传感器检测到脉冲信号，当传动系统停转时霍耳传感器输出不变的高电位或低电位。本实用新型功能多，使用寿命长，适合在灰尘大、湿度大的场合应用，避免了开路或短路现象的发生。可用于工厂厂房、大型商场、机场、车站等大型建筑物的屋顶电动天窗的控制。
附图说明
图1、本实用新型传动机构的机械部分的结构示意图；
图2、本实用新型电路框图；
图3、本实用新型电源电路1电路原理图；
图4、本实用新型主电路2、信息保存电路3、换向电路6和驱动控制电路5电路原理图；
图5、本实用新型驱动电路7电路原理图；
图6、本实用新型检测电路4、通信电路8电路原理图。
具体实施方式
a)机械部分：参见图1，
电机a1输出轴与小带轮a12固定连接，该小带轮a12通过皮带a11与大带轮a7组成减速器，大带轮a7与该减速器二级传动轴a15固定连接，该传动轴a15与蜗轮a14啮合连接，蜗轮a14固定连接输出轴a13，在大带轮a7的两侧滑动连接摩擦片a8，转矩调整螺栓a10与二级传动轴a15螺纹连接，弹簧a9套接在转矩调整螺栓a10上，并与摩擦片压接，控制器线路板a5安装在控制器安装支架a6上，磁缸塑料轮a4与二级传动轴a15另一端固定连接，该磁缸塑料轮a4镶嵌磁缸a2，霍尔元件a3与控制器安装支架a6固定连接，并与磁缸a2相对应。
b)电路部分
包括：电源电路1、主电路2、信息保存电路3、检测电路4、驱动控制电路5、换向电路6、驱动电路7、通信电路8；
电源电路1为主电路2供电；
主电路2，用于检测来自通信电路8的指令信息，若需要换向，则向换向电路6发换向命令，待完成电路换向后向驱动控制电路5发启动命令，再由驱动控制电路5接通驱动电路7的电源，使驱动电路7中的电动机运行带动传动机构，在天窗运行过程中主电路2实时累加来自检测电路4的脉冲数并与设定值比较，当天窗运行结束后，将当前天窗的位置信息保存在信息保存电路3中；
信息保存电路3：其主要作用在于保存天窗的位置信息和故障信息等；
检测电路4：其主要作用在于将霍耳传感器输入的信号经限幅整型后，送入主电路2进行计数、鉴别处理；
驱动控制电路5：其主要作用在于将主电路2输出的开关窗控制指令转换为接通或关断驱动电路7的电源，从而控制电动机的启、停；
换向电路6：其主要作用在于将主电路2输出的换向控制指令转换为改变驱动电路7的电源极性，从而改变电动机的转向；
驱动电路7：其主要作用在于将AC220V的交流电经桥式整流后，变成直流电向直流电动机供电；
通信电路8：其主要作用在于接收来自控制箱的各种控制信息送入主电路2进行处理；将信息保存电路3的天窗状态信息和故障信息等发送至控制箱。
具体电路工作原理如下：
参见图3电源电路1：由电源输入端子CZ1、CZ2；桥式整流电路D7-D10；滤波电容C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8；滤波电感L；三端集成稳压器U1、U2组成。其中接线端子CZ1分别与二极管D7的阳极、D9的阴极连接。接线端子CZ2分别与二极管D8的阳极、D10的阴极连接。滤波电容C1、C2并联后分别与二极管D7、D8的阳极，滤波电感L的一端连接。滤波电容C3、C4并联后分别与滤波电感L的另一端、三端集成稳压器U1的一脚连接。U1的二脚接地。滤波电容C5、C6并联后分别与三端集成稳压器U1的三脚、三端集成稳压器U2的三脚连接。U2的二脚接地。滤波电容C7、C8并联后与三端集成稳压器U2的三脚连接。
参见图4，主电路2：由U6单片机89C2051；U3六非门74LS14；电阻R1、R6、R7；晶体振荡器Y1；电容C9、C10；拨码开关S组成。其中，U6的1脚RST分别与信息保存电路3中U5的7脚和电阻R1相连接，而R1的另一端与电源VCC相连接。U6的2脚RXD与U4的1脚连接。U6的3脚TXD与U4的4脚。U6的4脚XTAL2分别与晶体振荡器Y1的一端和电容C9的一端连接，而电容C9另一端与电源VCC相接。U6的5脚XTAL1分别与晶体振荡器Y1的另一端和电容C10的一端连接，而电容C10另一端与电源VCC相接。U6的6脚P3.2(工NTO)与六非门U3E的11脚相接。U6的7脚P3.3(INT1)与六非门U3F的1 2脚相接。U6的8脚P3.4(TO)与六非门U3B的3脚相接。U6的9脚P3.5(T1)与六非门U3C的5脚相接。U6的10脚VSS与地相接。U6的11脚P3.7与六非门U3D的9脚相接。U6的12脚P1.0(AINO)分别与地址码设置开关S的1脚和电阻R7的一端连接，而R7的另一端接电源VCC。U6的13脚P1.1(AIN1)分别与地址码设置开关S的2脚和电阻R6的一端连接，而R6的另一端接电源VCC。U6的14脚P1.2与地址码设置开关S的3脚连接。U6的15脚P1.3与地址码设置开关S的4脚连接。地址码设置开关S的5、6、7、8脚并联后接地。U6的16脚P1.4与信息保存电路3中U5的1脚CS连接。U6的17脚P1.5与信息保存电路3中U5的6脚SCK连接。U6的18脚P1.6与信息保存电路3中U5的5脚SI连接。U6的19脚P1.7与信息保存电路3中U5的2脚SO连接。U6的20脚接电源VCC。
参见图4，信息保存电路3：信息保存电路U5主要由看门狗集成电路组成，其中，U5的1脚接单片机U6的16脚。U5的2脚接单片机U6的19脚。U5的3脚六非门U3的6脚。U5的4脚接地。U5的5脚接单片机U6的18脚。U5的6脚接单片机U6的17脚。U5的7脚接单片机U6的1脚。U5的8脚接电源VCC。
参见图6，检测电路4：由六非门U3F；电阻R3、R4；电容C12；稳压二极管DZ和霍耳传感器组成。其中，六非门U3F的12脚接单片机U6的7脚。六非门U3F的13脚分别与电容C12、电阻R3的一端相连接。电容C12的另一端接地。电阻R3的另一端分别与电阻R4的一端和稳压二极管DZ的阴极相连接。稳压二极管DZ的阳极接地。霍耳传感器的1脚接电源+12V，2脚接电阻R4的另一端，3脚接地。
参见图4，驱动控制电路5：由六非门U3C；电阻R5；三极管Q2；二极管D5；继电器2K组成。其中，U3C的5脚与单片机U6的9脚P3.5连接，U3C的6脚P3.5/与电阻R5连接。电阻R5的另一端与三极管Q2基极连接。三极管Q2的发射极接地，集电极分别与二极管D5的阳极和继电器2K的4脚相连接。二极管D5的阴极和继电器2K的5脚并联后与电源VCC连接。
参见图4，换向电路6：由六非门U3E；电阻R2；三极管Q1；二极管D6；继电器1K组成。其中，U3E的11脚与单片机U6的6脚P3.2连接，U3E的10脚与电阻R2连接。电阻R2的另一端与三极管Q1的基极连接。三极管Q1的发射极接地，集电极分别与二极管D6的阳极和继电器1K的7脚相连接。二极管D6的阴极和继电器1K的8脚并联后与电源VCC连接。
参见图5，驱动电路7：由接线端子CZ2-1、CZ2-2；熔断器FU；继电器2K的常开触点，整流二极管D1-D4；电容C；电阻R；继电器1K的两组触点和电动机MD组成。其中，熔断器FU串联于接线端子CZ2-1和继电器2K的1脚之间。继电器2K的2脚分别与整流二极管D1的阴极和D3的阳极相连接。接线端子CZ2-2分别与整流二极管D2的阴极和D4的阳极相连接。电容C与电阻R串联后并联于整流桥的正、负极之间。继电器1K的4脚接到整流桥的正极，3脚接到整流桥的负极，2脚与5脚短接后接到电动机的负极，1脚与6脚短接后接到电动机的正极。
参见图6，通信电路8：由六非门U3B；串行通信专用集成电路SN75176 U4；电阻R8、R9；电容C11；双向过压保护二极管VD1、VD2；组成。其中，六非门U3B的3脚接到单片机U6的8脚，六非门U3B的4脚与U4的2、3脚连接。U4的1脚与U6的2脚连接。U4的4脚与U6的3脚连接。U4的5脚接地。U4的6脚A分别与双向过压保护二极管VD1和电阻R9的一端及接线端子CZ4相连接。U4的7脚B分别与双向过压保护二极管VD2和电阻R8的一端及接线端子CZ3相连接。电容C11并联于电源与地之间。U4的7脚接电源VCC。
工作过程：上电后，系统自检，确定天窗当前位置，等待操作命令，当接收到操作命令后，判断命令类型：判断天窗开关方向和是否需要换向，若需要换向时则执行换向操作。判断天窗开启角度，计算所需电动机的转数，即霍耳传感器的脉冲数，启动电动机工作。在天窗运行过程中判断是否过载，若过载则停机报警，若正常则判断天窗运行是否到位，若到设定位置则停机并保存当前天窗的位置信息，准备接收下一个操作命令。
Claims (1)
1、一种智能型天窗传动控制器，其特征在于：
a)机械部分：
电机(a1)输出轴与小带轮(a12)固定连接，该小带轮(a12)通过皮带(a11)与大带轮(a7)组成减速器，大带轮(a7)与该减速器二级传动轴(a15)固定连接，该传动轴(a15)与蜗轮(a14)啮合连接，蜗轮(a14)固定连接输出轴(a13)，在大带轮(a7)的两侧滑动连接摩擦片(a8)，转矩调整螺栓(a10)与二级传动轴(a15)螺纹连接，弹簧(a9)套接在转矩调整螺栓(a10)上，并与摩擦片压接，控制器线路板(a5)安装在控制器安装支架(a6)上，磁缸塑料轮(a4)与二级传动轴(a15)另一端固定连接，该磁缸塑料轮(a4)镶嵌磁缸(a2)，霍尔元件(a3)与控制器安装支架(a6)固定连接，并与磁缸(a2)相对应；
b)电路部分：
包括：电源电路(1)、主电路(2)、信息保存电路(3)、检测电路(4)、驱动控制电路(5)、换向电路(6)、驱动电路(7)、通信电路(8)；其中
电源电路(1)为主电路(2)供电；
主电路(2)，用于检测来自通信电路(8)的指令信息，若需要换向，则向换向电路(6)发换向命令，待完成电路换向后向驱动控制电路(5)发启动命令，再由驱动控制电路(5)接通驱动电路(7)的电源，使驱动电路(7)中的电动机运行带动传动机构，在天窗运行过程中主电路(2)实时累加来自检测电路(4)的脉冲数并与设定值比较，当天窗运行结束后，将当前天窗的位置信息保存在信息保存电路(3)中；
信息保存电路(3)：其作用在于保存天窗的位置信息和故障信息；
检测电路(4)：其作用在于将霍耳传感器输入的信号经限幅整型后，送入主电路(2)进行计数、鉴别处理；
驱动控制电路(5)：其作用在于将主电路(2)输出的开关窗控制指令转换为接通或关断驱动电路(7)的电源，从而控制电动机的启、停；
换向电路(6)：其作用在于将主电路(2)输出的换向控制指令转换为改变驱动电路(7)的电源极性，从而改变电动机的转向；
驱动电路(7)：其作用在于将AC220V的交流电经桥式整流后，变成直流电向直流电动机供电；
通信电路(8)：其作用在于接收来自控制箱的各种控制信息送入主电路(2)进行处理；将信息保存电路(3)的天窗状态信息和故障信息发送至控制箱。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101510077B (zh) * | 2009-03-16 | 2011-06-08 | 徐州西斯博朗智能科技有限公司 | 多驱动式电动开窗机控制系统 |
| CN102877731A (zh) * | 2012-09-30 | 2013-01-16 | 徐州大亚自动装备有限公司 | 齿轨式加轴减速器 |
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2004
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| CN101510077B (zh) * | 2009-03-16 | 2011-06-08 | 徐州西斯博朗智能科技有限公司 | 多驱动式电动开窗机控制系统 |
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