ES2351410A1 - Abano con motor paso a paso y sistema de control. - Google Patents

Abstract

Abano con motor paso a paso y sistema de control. Abano que comprende un sistema electromecánico, integrado por un motor (53) paso a paso, accionado con la técnica de microstepping (micropasos). Comprende una unidad electrónica, constituida por una fuente de alimentación (21), una placa de potencia (16) y una placa de control (18). La placa de control (18) consta de unas memorias y microprocesadores que son los encargados de gestionar el movimiento del abano, de manera dicha placa de control (18) envía las correspondientes instrucciones a la placa de potencia (16) que, a su vez, transmite dichas instrucciones al motor (53). Un conjunto mecanismo (8), accionado por el motor (53), hace que la vela del abano gire a la velocidad angular predeterminada entre las posiciones angulares previamente establecidas por la placa de control (18).

Description

Abano con motor paso a paso y sistema de control.

Sector técnico de la invención

La presente invención se refiere a un abano, del tipo de los que comprenden un sistema electromecánico ubicado en una carcasa, que se puede anclaren techos y similares, y es capaz de suministrar un movimiento oscilante o de vaivén a un eje de giro del cual pende una vela, o abano propiamente dicho, generando una corriente de aire que proporciona una mayor sensación de confort a las personas que se encuentran en las proximidades del abano. Esta invención presenta notables ventajas e innovaciones frente a los existentes en el mercado con igual o similar función.

Estado de la técnica

Los ventiladores de techo tienen su origen en Oriente Medio y en sus estadios iniciales se accionaban por impulsión manual, al transmitirles la energía necesaria para su movimiento por medio de un cordón, varilla o similar.

En los últimos años se han realizado diversas invenciones relacionadas con sistemas mecánicos y eléctricos para la impulsión de estos dispositivos. El estado de la técnica conocido más destacable y próximo al respecto es la solicitud de patente internacional WO 03/072950 A1; también se conoce la patente española ES 2014368 A6. Ambos documentos describen sendos abanos accionados por motores eléctricos; no obstante, la invención aquí descrita presenta notables mejoras sobre el estado de la técnica preconizado en el documento WO 03/072950 A1 y otros similares.

Problema a resolver

Se ha comprobado que los motores que accionan los abanos descritos en el estado de la técnica anterior deben soportar grandes esfuerzos, debido al elevado momento de inercia que presentan los elementos móviles del conjunto a la hora de impulsar el movimiento de la vela. Esto hace que dichos motores estén sometidos a altas cargas, por lo que resultan poco silenciosos por las elevadas solicitaciones de par del sistema y, por tanto, incómodos para los usuarios.

Con la invención aquí propuesta se consigue un accionamiento suave del dispositivo, con bajo volumen de ruido del mecanismo de impulsión del abano, necesario por sus condiciones de uso como pueden ser zonas de relax o de descanso. Además, la cadena cinemática también favorece un bajo nivel de sonoridad, lo que contribuye a generar una atmósfera de confort en las estancias donde se dispongan estos abanos.

Explicación de la invención

La invención que se describe es un abano, con un sistema electromecánico, que se puede anclar en techos y similares, capaz de suministrar un movimiento oscilante o de vaivén a un eje de giro, del que cuelga una vela, generando una corriente de aire. Dicho sistema electromecánico comprende:

- un motor paso a paso, accionado con la técnica de microstepping (micropasos), que permite mejorar la regulación de la posición de la vela y de su velocidad de giro,

- una unidad electrónica, integrada por una fuente de alimentación, una placa de potencia ó circuito driver motor, y una placa de control, donde:

-

la placa de control consta de unas memorias y microprocesadores que son los encargados de gestionar el movimiento del abano, de manera que en las distintas memorias están almacenadas los modos de funcionamiento determinados por una combinación de velocidad angular de la vela y su posición angular, entre las que se mueve la vela del abano,

-

la placa de control envía las correspondientes instrucciones a la placa de potencia (circuito driver motor) que, a su vez, transmite dichas instrucciones al motor mediante las correspondientes intensidades eléctricas que recorren sus bobinas, lo que genera el movimiento discontinuo de dicho motor, que se transmite al eje de giro que mueve la vela del abano,

y,

- un conjunto mecanismo, accionado por el motor, que permite el accionamiento mecánico del abano, y hace que la vela del abano gire a la velocidad angular predeterminada entre las posiciones angulares previamente establecidas por la placa de control.

En la memoria de la placa de control hay grabadas señales de paso y dirección en forma de grupos o mapas, que son las que generan las temporizaciones que caracterizan el movimiento del motor. Estos mapas caracterizan la cinemática de cada uno de los movimientos que el aparato puede realizar, pudiendo así establecerse mapas de distintas configuraciones como arranque (etapa transitoria) y mapas para diferentes velocidades, aceleraciones o aperturas.

El conjunto mecanismo, que es el encargado de generar el impulso de la vela, comprende:

- un motor paso a paso cuyo movimiento se transmite a través de una transmisión a,

- un eje de salida motor, que está sujeto mediante unos rodamientos,

- un eje secundario, apoyado en los rodamientos, que recibe el movimiento del eje de salida motor a través de la correa, y transmite su movimiento a un engranaje, ayudado de la correa,

donde un engranaje está solidariamente unido al eje principal y transmite el movimiento de dicho eje secundario al eje principal. De esta manera queda asegurada la posición del eje principal dentro del conjunto mediante unos rodamientos, a la vez que un tope impide que el eje secundario y los órganos adyacentes a él se desplacen durante el giro del eje principal.

Un posicionador del eje principal determina el ángulo de giro de dicho eje principal, siendo detectada dicha posición por el circuito de final de carrera. Así se dan instrucciones a la placa de control y la placa de potencia para cambiar de ciclo y, por tanto, mandar al motor a girar en sentido contrario al que venía haciéndolo para generar así el movimiento de vaivén del abano.

El usuario da las instrucciones a la unidad electrónica (integrada por una fuente de alimentación, una placa de potencia, y una placa de control), a través de un circuito de detección de las señales de infrarrojos, provenientes de un mando a distancia, y que está protegido por una tapa o visor.

Además, la placa de control dispone de un programa de seguridad de manera que si durante el movimiento de la vela se produce un choque, se produce la desconexión del motor, haciendo que la vela adopte la configuración de energía potencial mínima.

La vela del abano está fijada a un soporte que, a su vez, está unida al eje principal del conjunto mecanismo por unos brazos, de manera que el movimiento de giro del eje principal se transmite mediante los brazos y el soporte a la vela.

En una configuración alternativa, los brazos son telescópicos, pudiendo extenderse o acortarse su longitud en función de las necesidades de la estancia en la que el abano se ubica.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se hace una descripción de las formas de realización preferidas, aunque no exclusivas, del abano objeto de la presente invención, para cuya mejor comprensión se acompañan unos dibujos, dados meramente a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, en los cuales:

La figura 1 representa una vista en explosión de la unidad motora del abano descrito en la presente invención.

La figura 2 corresponde a una vista en explosión del conjunto mecanismo de accionamiento del abano, referenciado como elemento 8 en la figura 1.

La figura 3 es una vista genérica en perspectiva de un abano, con la correspondiente vela colgada del dispositivo, para airear la estancia donde se ubica el abano.

Seguidamente se hace un listado de las diferentes referencias numéricas que aparecen en las figuras:

1.

Tapa embellecedor.

2.

Visor de infrarrojos.

3.

Tapa de la unidad.

4.

Circuito de infrarrojos.

5.

Tornillo.

6.

Tornillo (4 unidades).

7.

Arandela (4 unidades).

8.

Conjunto mecanismo.

9.

Silent Block (4 unidades).

10.

Tornillo (2 unidades).

11.

Arandela (2 unidades).

12.

Brida del soporte del eje principal 32.

13.

Rodamiento.

14.

Tornillo (2 unidades).

15.

Tapa.

16.

Placa de potencia (o circuito driver del motor 53).

17.

Base de la unidad.

18.

Placa de control.

19.

Tapa lateral (2 unidades).

20.

Regleta.

21.

Fuente alimentación.

22.

Tapa fuente alimentación.

23.

Tornillo (2 unidades).

24.

Silent Block de la chapa soporte.

25.

Arandela (4 unidades).

26.

Tuerca (4 unidades).

27.

Chapa soporte.

28.

Separador (4 unidades).

29.

Gancho de colgado (2 unidades).

30.

Aislamiento de la base.

31.

Aislamiento de la tapa.

32.

Eje principal.

33.

Tapa lateral.

34.

Tornillo (3 unidades).

35.

Rodamiento (2 unidades).

36.

Rodamiento (2 unidades).

37.

Correa.

38.

Eje secundario.

39.

Rodamiento (2 unidades).

40.

Polea.

41.

Eje de salida del motor 53.

42.

Correa.

43.

Engranaje.

44.

Lateral del soporte del motor.

45.

Silent block (4 unidades).

46.

Circuito de final carrera.

47.

Posicionador del eje principal.

48.

Separador (4 unidades).

49.

Silent block del tornillo motor (4 unidades).

50.

Tornillo (4 unidades).

51.

Transmisión.

52.

Prisionero (4 unidades).

53.

Motor.

54.

Tope.

55.

Brazos.

56.

Soporte de la vela.

57.

Vela.

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Descripción de una forma de realización preferente

El abano que esta invención propone consta de un nuevo sistema de generación del movimiento de vaivén de la vela. Por tanto, la disposición genérica del abano es similar a la descrita en el estado de la técnica conocido, por ejemplo, en el documento WO 03/072950 A1, estando las diferencias de esta invención en el conjunto del mecanismo de impulsión de la vela en sí, que se describen a continuación. La figura 3 muestra una configuración genérica de un abano.

El sistema de la presente invención permite conseguir un movimiento suave, incluso programado, de forma que la cinemática del mismo es configurable en el momento de la fabricación, pudiendo disponer igualmente de varios comportamientos seleccionables por el usuario, todo ello con un nivel sonoro inferior al de cualquier dispositivo similar y adecuado a sus condiciones de uso.

El sistema que acciona la vela del abano está compuesto por un motor y por un control electrónico que es capaz de accionar dicho motor de forma casi continua con la técnica de microstepping (micropasos). Cuando se requiere un control preciso de la velocidad de giro y de la posición angular, los motores paso a paso permiten una buena regulación de estas variables, por lo que resultan una herramienta óptima para regular el movimiento de la vela del abano. El empleo de la técnica de micropasos permite mejorar el control de la posición de la vela del abano, ya que es posible disminuir el ángulo de paso, lo que posibilita otras posiciones intermedias entre las dos posiciones de pasos completos. De esta manera, se puede hacer una mayor regulación de la posición de la vela y de su velocidad de giro.

Tal y como se aprecia en la figura 1, la unidad de impulsión del abano consta de una chapa soporte (27) que se fija, por ejemplo, al techo del local donde se va a ubicar el abano con objeto de mover su vela (57). El anclaje a través de la chapa soporte (27) se hace por medio de tornillos y, de forma elástica, gracias a los correspondiente topes o "silent block" (24) ayudados por unos separadores (28) a los que se acoplan las arandelas (25) y las tuercas (26). El resto del mecanismo es una unidad cerrada que el fabricante suministra así al usuario, de forma que este mecanismo se cuelga de los dos ganchos de colgado (29) de forma que puede hacerse la conexión eléctrica de la red eléctrica del edifico al mecanismo del abano por medio de la regleta (20). El último paso en la instalación sería colgar la vela (57) del eje principal (32) del accionamiento, que sale del conjunto mecanismo (8).

Sobre dicha base de la unidad (17) se ubican el resto de componentes, tanto de control electrónico como de movimiento de la vela. La parte electrónica está integrada por una fuente de alimentación (21), una placa de potencia (16) (o circuito driver del motor) y una placa de control (18); estas dos placas están protegidas por una tapa (15). Existe un circuito detector de final de carrera (46) (véase la figura 2) que realimenta el sistema de control. También existe un circuito (4) de detección de las señales de infrarrojos provenientes del mando a distancia y que está protegido por una tapa o visor (2). Por otra parte está el subconjunto mecánico de motor (53) y reductora que se anclan a la base (17). Como se verá posteriormente, todo el sistema mecánico de motor-reductora está envuelto por material aislante (30 y 31) que reduce el ruido interno. Este conjunto de base y motoreductora están cerrados por tapas embellecedoras (19 y 3) que permite personalizar el aparato con diferentes acabados.

La fuente de alimentación (21) suministra la energía eléctrica necesaria para el funcionamiento del dispositivo a través de unos cables (no representados en las figuras) utilizando la regleta (20); una tapa (22) de la fuente de alimentación (21) se atornilla a este elemento mediante los tornillos (23).

En el control electrónico del dispositivo están programadas las distintas modalidades de movimiento del eje principal (32) que, a su vez, genera el movimiento de la vela (57) del abano. Para ello se emplea la placa de control (18), que manda a la placa de potencia (16) el programa a efectuar según las necesidades que reciba de las instrucciones enviadas por el usuario, y que llegan a través del visor de infrarrojos (2), ubicado en la tapa embellecedor (1), hasta el circuito de infrarrojos (4).

La placa de control (18) consta de unas memorias y microprocesadores que son los encargadas de gestionar el movimiento del abano. En las distintas memorias están almacenadas los modos de funcionamiento del abano (básicamente elección de la velocidad angular y la posición angular de la vela (57) del abano) y, según las instrucciones que haya dado el usuario, se pondrá en marcha un programa u otro, es decir, una combinación de velocidad angular de la vela (57) y posición angular entre las que se mueve la vela (57) del abano.

Así, una vez seleccionado un programa por el usuario, la placa de control (18) envía las correspondientes instrucciones a la placa de potencia (16) (circuito driver motor); las instrucciones que esta placa de potencia (16) transmite al motor paso a paso (53) resultan ser básicamente intensidades eléctricas que recorren sus bobinas, lo que genera el movimiento de dicho motor paso a paso (53) que se transmite mediante el conjunto mecanismo (8) al eje de giro (32) de la vela (57) del abano, y hace que la vela (57) del abano gire a la velocidad angular predeterminada entre las posiciones angulares previamente establecidas. Con este método se consigue un alto control del movimiento con unos niveles de ruido muy bajos.

Las señales de paso y dirección están grabadas en la memoria de la placa de control (18) en forma de grupos (mapas) y son las que generan las temporizaciones que caracterizan el movimiento. Estos mapas caracterizan la cinemática de cada uno de los movimientos que el aparato puede realizar, de esta forma se pueden establecer mapas de arranque (etapa transitoria), mapas para diferentes velocidades, aceleraciones, aperturas, etc. Otra ventaja de utilizar este sistema de motor paso a paso es el alto valor del par en el momento del arranque y a bajas velocidades, que es necesario para iniciar el movimiento.

La placa de control (18) y la placa de potencia (16) (circuito driver motor) se encuentran protegidas por una tapa (15) que se fija mediante los tornillos (14). La base unidad (17) se cierra en sus extremidades por sendas tapas laterales (19), así como por la tapa (3) que hacen de embellecedores como ya se ha indicado. Un aislamiento de la base (30) así como un aislamiento de la tapa (31) hacen que se reduzca el sonido que se emite en el movimiento del conjunto del mecanismo (8), que se pasa a explicar a continuación.

Dicho conjunto del mecanismo (8) es el encargado de realizar el movimiento de vaivén que se transmite al eje principal (32), y se encuentra alojado en el base unidad (17). El eje principal (32) atraviesa las tapas laterales (19) a través de los correspondientes agujeros que éstas poseen. A su vez, el conjunto del mecanismo (8) se fija a la carcasa de la base unidad (17) mediante los correspondiente topes o "silent block" (9), ayudados por unos tornillos (6) y sus correspondientes arandelas (7). El eje principal (32) queda sujeto mediante las bridas soporte (12) gracias a unos rodamientos (13), que se fijan a la carcasa de la base unidad (17) mediante unos tornillos (10) y sus correspondientes arandelas (11).

El ya mencionado circuito de infrarrojos (4) se une a la tapa (3) de la unidad mediante el tornillo (5), estando conectado este circuito de infrarrojos (4) con su correspondiente visor (2). La tapa embellecedor (1) cubre la tapa (3) de la unidad, dando un acabado estético acorde con el gusto del usuario.

La figura 2 muestra una vista en explosión del conjunto mecanismo (8) que permite el accionamiento mecánico del abano. El motor eléctrico paso a paso (53) es accionado según las instrucciones dadas por la placa de control (18) y la placa de potencia (o circuito driver motor) (16); el motor (53) está unido al lateral del soporte motor (44) mediante los correspondiente topes o "silent block" (45), empleando unos separadores (48). Unos tornillos (50), también con sus correspondiente topes o "silent block" (49), aseguran la fijación del motor (53) con el lateral del soporte motor (44). Los prisioneros (52) aseguran la fijación del motor (53).

Para resolver las necesidades totales de par, el sistema incorpora una reductora basada en poleas y correas síncronas, de forma que prácticamente no existen juegos en las inversiones del sistema, además de reproducir los movimientos con fidelidad. Además, este sistema genera un reducido nivel de ruido, especialmente si se compara con el producido por otros sistemas como engranajes, cadenas o biela-manivela.

El movimiento del motor (53) se transmite a través de la transmisión (51) al eje de salida motor (41). Este eje de salida motor (41), sujeto mediante unos rodamientos (39), transmite su movimiento a un eje secundario (38) a través de la correa (37). Una polea (40) garantiza este movimiento. El eje secundario (38), apoyado en los rodamientos (36), transmite su movimiento al engranaje (43), ayudado de la correa (42). Este engranaje (43), solidariamente unido al eje principal (32), transmite el movimiento de dicho eje secundario (38) al eje principal (32); los rodamientos (35) aseguran la posición del eje principal (32) dentro del conjunto. El tope (54) impide que el eje secundario y los órganos adyacentes a él se desplacen durante el giro del eje principal (32).

Este eje principal (32) está unido al soporte (56) del cual pende la vela (57) del abano mediante unos brazos (55), de manera que el giro del eje (32) supone un desplazamiento angular del soporte (56) de la vela (57), lo que genera el movimiento de la vela (57) en sí, generando una corriente de aire.

En una configuración alternativa, los brazos (55) son telescópicos, pudiendo extenderse o acortarse su longitud en función de las necesidades de la estancia en la que el abano se ubica.

Un posicionador (47) del eje principal (32) determina el ángulo de giro de dicho eje principal (32); esta posición es detectada por el circuito de final de carrera (46), que así da instrucciones a la placa de control (18) y la placa de potencia (16) a cambiar de ciclo y por tanto mandar al motor (53) a giraren sentido contrario al que venía haciéndolo para generar así el movimiento de vaivén del abano. Los laterales (33) cierran el conjunto del mecanismo (8), mediante los correspondientes tornillos (34).

El dispositivo dispone de un programa de seguridad almacenado en la placa de control (18) de manera que si durante el movimiento de la vela se produce un choque (por ejemplo, con algún objeto o persona), se produce la desconexión del motor, haciendo que la vela adopte la configuración de energía potencial mínima.

Claims (8)

1. Abano que comprende un sistema electromecánico, que se puede anclar en techos y similares, capaz de suministrar un movimiento oscilante o de vaivén a un eje de giro (32) del que cuelga una vela (57), generando una corriente de aire, caracterizado por que el sistema electromecánico comprende:

- un motor (53) paso a paso, accionado con la técnica de microstepping (micropasos), que permite mejorar la regulación de la posición de la vela (57) y de su velocidad de giro,

- una unidad electrónica, integrada por una fuente de alimentación (21), una placa de potencia ó circuito driver motor (16), y una placa de control (18), donde:

-

la placa de control (18) consta de unas memorias y microprocesadores que son los encargados de gestionar el movimiento del abano, de manera que en las distintas memorias están almacenadas los modos de funcionamiento determinados por una combinación de velocidad angular de la vela (57) y su posición angular, entre las que se mueve la vela (57) del abano,

-

la placa de control (18) envía las correspondientes instrucciones a la placa de potencia (circuito driver motor) (16) que, a su vez, transmite dichas instrucciones al motor (53) mediante las correspondientes intensidades eléctricas que recorren sus bobinas, lo que genera el movimiento discontinuo de dicho motor (53), que se transmite al eje de giro (32) que mueve la vela (57) del abano,

y,

- un conjunto mecanismo (8), accionado por el motor (53), que permite el accionamiento mecánico del abano, y hace que la vela (57) del abano gire a la velocidad angular predeterminada entre las posiciones angulares previamente establecidas por la placa de control (18).

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2. Abano según lo descrito en la reivindicación 1, caracterizado por que en la memoria de la placa de control (18) hay grabadas señales de paso y dirección en forma de grupos o mapas, que son las que generan las temporizaciones que caracterizan el movimiento del motor (53), caracterizando estos mapas la cinemática de cada uno de los movimientos que el aparato puede realizar, pudiendo así establecerse mapas de distintas configuraciones como arranque (etapa transitoria) y mapas para diferentes velocidades, aceleraciones o aperturas.

3. Abano según lo descrito en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el conjunto mecanismo (8), comprende:

- un motor (53) paso a paso cuyo movimiento se transmite a través de la transmisión (51) a,

- un eje de salida motor (41), que está sujeto mediante unos rodamientos (39),

- un eje secundario (38), apoyado en los rodamientos (36), que recibe el movimiento del eje de salida motor (41) a través de la correa (37), y transmite su movimiento a un engranaje (43), ayudado de la correa (42),

donde el engranaje (43) está solidariamente unido al eje principal (32) y transmite el movimiento de dicho eje secundario (38) al eje principal (32), estando asegurada la posición del eje principal (32) dentro del conjunto mediante unos rodamientos (35), a la vez que un tope (54) impide que el eje secundario y los órganos adyacentes a él se desplacen durante el giro del eje principal (32).

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4. Abano según lo descrito en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que un posicionador (47) del eje principal (32) determina el ángulo de giro de dicho eje principal (32), y dicha posición es detectada por el circuito de final de carrera (46), que da así instrucciones a la placa de control (18) y la placa de potencia (16) para cambiar de ciclo y, por tanto, mandar al motor (53) a girar en sentido contrario al que venía haciéndolo para generar así el movimiento de vaivén de la vela (57) del abano.

5. Abano según lo descrito en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las instrucciones que el usuario da a la unidad electrónica, integrada por una fuente de alimentación (21), una placa de potencia (16), y una placa de control (18), se realizan a través de un circuito (4) de detección de las señales de infrarrojos, provenientes del mando a distancia, y que está protegido por una tapa o visor (2).

6. Abano según lo descrito en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la placa de control (18) dispone de un programa de seguridad de manera que si durante el movimiento de la vela (57) se produce un choque, se produce la desconexión del motor (53), haciendo que la vela (57) adopte la configuración de energía potencial mínima.

7. Abano según lo descrito en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la vela (57) está fijada a un soporte (56) que, a su vez, está unida al eje principal (32) del conjunto mecanismo (8) por unos brazos (55), de manera que el movimiento de giro del eje principal (32) se transmite mediante los brazos (55) y el soporte (56) a la vela (57).

8. Abano según la reivindicación 7, caracterizado porque los brazos (55) son telescópicos, pudiendo extenderse o acortarse su longitud en función de las necesidades de la estancia en la que el abano se ubica.