TW202423349A - 簾幕控制系統及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本發明係有關於一種簾幕控制系統及其控制方法，當控制器接收到簾幕釋放信號時，制動模組釋放簾幕讓其下降，而即時位置檢知模組檢知簾幕之即時絕對位置，且控制器根據即時絕對位置之每單位時間的變動量來計算簾幕的即時速度及即時加速度。當即時速度等於零或即時加速度小於零時，控制器控制馬達以上升簾幕或控制制動模組制動簾幕於即時位置。據此，本發明利用即時絕對位置算出簾幕即時速度及即時加速度，以判斷簾幕遭遇障礙物與否；而即時位置檢知模組可設置鄰近馬達控制電路板以及簾幕捲軸處，無需在簾幕上佈設任何線路及感測器。

Description

簾幕控制系統及其控制方法

本發明係關於一種適用於控制升降式簾幕作動，例如防火防煙簾、捲簾門、遮陽簾、以及投影幕之簾幕控制系統及其控制方法。

舉凡垂直升降的簾幕系統，尤其是捲繞型的簾幕系統，例如在倉儲或賣場空間等商業空間常見的捲簾門、防火防煙簾幕、甚至是一般電動遮陽簾、投影布幕等，鮮少設有對障礙物的偵測功能，縱使有，也大多是在有可能出現障礙物的位置加設紅外線感應器；當出現障礙物時，即停止簾幕的下降。然而，此種方式容易發生誤判，例如無法偵測簍空物件；而且，在下降過程中若簾幕發生非預期性的晃動時，又或者紅外線感應器遭灰塵、及昆蟲等小型物件遮蔽時，系統也容易發生誤判。

另外，在現有技術中也有直接在簾幕上設置感測器，相關習知技術請參考美國專利US9,610,464「可展開摺疊之防火防煙簾幕組件(Deployable, foldable smoke/fire curtain assembly)」，此一先前技術係在簾幕的底板設有動作感測器(motion sensors)，例如加速度計(accelerometers)；其透過偵測底板的動作來判斷是否碰到障礙物。

惟，此一設計複雜且成本較高，因為整個防火防煙簾幕組件的電控組件是連同馬達而設置於上方，所以必須佈設很長的線路，如此才能使位在底板的動作感測器電性連接至電路板。然而，這些線路必須經得起長時間且又頻繁地彎折，還必須耐高溫；而且，此種方式同樣容易發生誤判，例如底板在下降過程中發生非預期性晃動，即便並非真的碰到障礙物，系統仍有可能判定為碰到障礙物。

本發明之主要目的係在提供一種簾幕控制系統及其控制方法，無須佈設用於偵測簾幕動作之感測器，即可精準判斷簾幕在下降的過程中，是否遭遇人員或障礙物，並即時作出適當反應。

為達成上述目的，本發明提供一種簾幕控制系統，其主要包括馬達、制動模組、即時位置檢知模組以及控制器；馬達適於驅動簾幕上升或下降，而制動模組適於釋放或制動簾幕，又即時位置檢知模組適於檢知簾幕之即時絕對位置，控制器則電性連接馬達、制動模組及即時位置檢知模組。其中，當控制器接收到簾幕釋放信號時，控制器控制該制動模組以釋放簾幕，並控制即時位置檢知模組檢知簾幕之即時絕對位置，且控制器根據即時絕對位置之每單位時間的變動量來計算簾幕的即時速度及即時加速度中至少一者；當即時速度等於零或即時加速度小於零時，控制器控制馬達以上升簾幕或控制制動模組制動簾幕於即時位置。

換言之，由於當簾幕在釋放過程中碰到障礙物時，簾幕的下降速度會降低甚至為零；據此，本發明之系統利用即時位置檢知模組來檢知簾幕之即時絕對位置，並藉此算出簾幕即時速度及即時加速度中至少一者，以作為判斷遭遇障礙物與否之條件。而且，系統一旦判斷出簾幕有遭遇障礙物之情形時，將立即停止釋放簾幕，或甚至立即回升簾幕，以確保人員安全。此外，由於即時位置檢知模組可設置鄰近馬達控制電路板以及簾幕捲軸處，故無需對簾幕佈設任何線路及感測器，本發明更為安全、穩定、可靠且成本相對低廉。

為達成前述目的，本發明提供一種簾幕控制方法，主要包括以下步驟：首先，控制器接收到一簾幕釋放信號；接著，控制器控制該制動模組以釋放簾幕，且控制器控制即時位置檢知模組去檢知簾幕之即時絕對位置；而控制器根據即時絕對位置之每單位時間的變動量來計算簾幕的即時速度及即時加速度中至少一者；再者，控制器根據即時速度及即時加速度中至少一者以控制制動模組或馬達；其中，當即時速度等於零或即時加速度小於零時，控制器啟動該制動模組以維持簾幕於一即時位置或控制馬達以上升簾幕。

據此，本發明所提供之控制方法係先利用即時位置檢知模組檢知到簾幕的即時絕對位置，而控制器即時運算以求出簾幕的即時速度及即時加速度，藉此判斷簾幕在釋放的過程中有無遇到障礙物；一旦即時速度等於零或即時加速度小於零時，將會使簾幕維持於一即時位置(當前位置)或者直接上升回到起點位置，以輔助人員逃生。

本發明簾幕控制系統及其控制方法在本實施例中被詳細描述之前，要特別注意的是，以下的說明中，類似的元件將以相同的元件符號來表示。再者，本發明之圖式僅作為示意說明，其未必按比例繪製，且所有細節也未必全部呈現於圖式中。以下將以防火防煙簾幕作為實施例進行說明，惟本發明並不局限於此，其他各式升降式簾幕或篷布均可適用本發明。

請同時參閱圖1及圖2，圖1係本發明簾幕控制系統一較佳實施例之示意圖，圖2係本發明簾幕控制系統一較佳實施例之系統架構圖。本實施例之防火防煙簾幕系統1係佈署於一電梯口E，當發生火災、或其他有毒氣體瀰漫之緊急情況時，簾幕C將自動釋放而封閉該電梯口E，以防止煙霧、有毒氣體(noxious gases)或受污染之空氣(contaminated air)透過該電梯口E而散佈至他處。

本實施例之防火防煙簾幕系統1主要包括即時位置檢知模組2、控制器3、制動模組4、馬達5、記憶單元6以及偵測器7；其中，馬達5可驅動簾幕C上升或下降；制動模組4可釋放或制動簾幕C；即時位置檢知模組2則適於檢知簾幕C之即時絕對位置；記憶單元6可以是任意型式的固定式或可移動式隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)、唯讀記憶體(Read-Only Memory，ROM)、快閃記憶體(Flash memory)、硬碟或其他類似裝置或這些裝置的組合；偵測器7可為高溫偵測器、煙霧偵測器、或其他特殊氣體偵測器；控制器3可為一般微處理器(MCU)或包含微處理器之控制電路。

再者，本實施例採捲簾型式，即簾幕C捲繞於一捲軸R上，而捲軸R之一端動力連接馬達5及制動模組4，並受該馬達5之驅動而捲繞該簾幕C使其上升；該制動模組4適於釋放捲軸R而使該簾幕C隨重力下降，或制動捲軸R使簾幕C停留於一即時位置。需要特別說明的是，在本實施例中，簾幕C是隨重力下降，故下降的速度將會隨釋放行程而逐漸加快，不過本發明並不以此為限，亦可由制動模組4或由馬達5控制捲軸R使簾幕C等速下降。

另外，關於即時位置檢知模組2，其係耦接於捲軸R，並適於檢知捲軸R即時的轉動圈數及旋轉角度，以供求出簾幕C之即時絕對位置；即時位置檢知模組2詳細的作動原理可參考本案申請人之前期專利美國專利公告第US 9,562,385號。又，本實施例之記憶單元6儲存有一上極限位置Pu、一下極限位置Pl以及一停止反應位置Pn；該等位置的設定方式，可以在本系統安裝完成時，先讓制動模組4釋放簾幕C，並控制即時位置檢知模組2檢知簾幕C移動行程的起點和終點，而將之分別記錄為該上極限位置Pu及該下極限位置Pl。此外，也可預先設定停止反應位置Pn，例如將距下極限位置Pl上方50公分處設定為停止反應位置Pn。

也就是說，當本系統安裝完成之後，可以先讓簾幕C跑過一次移動行程，並將行程起點和終點直接記錄為上極限位置Pu和下極限位置Pl，不用透過人工手動設定，準確又方便。另外，停止反應位置Pn通常表示該位置以下已經對人員逃生不會產生阻撓，故無需再因遭遇障礙物而作反饋動作，而此一位置之設定值係可因應現場條件隨意設定。此外，在其他的實施態樣中，停止反應位置Pn並非絕對必要，也有可能整個移動行程都需要進行障礙物偵測以及適時的反饋動作。

以下說明本實施例之作動步驟，請一併參閱圖3，其係本發明簾幕控制系統一較佳實施例之控制流程圖。首先，如圖所示步驟S100，控制器3接收到簾幕釋放信號Se，其係來自偵測器7，即偵測器7偵測到煙霧後發送簾幕釋放信號Se至控制器3。在其他的實施例中，簾幕釋放信號Se也可以來自於外部的控制系統，例如火災警報系統。

接著，執行步驟S110，控制器3啟動即時位置檢知模組2以檢知簾幕C之一即時絕對位置Rp，即判斷此時簾幕C位置是否位於上極限位置Pu；如果此時簾幕C並非位於上極限位置Pu亦無妨，即以該位置進行後續控制流程。

接著，控制器3控制制動模組4去釋放簾幕C，讓簾幕C自由落下，即步驟S120；此時控制器3同步控制即時位置檢知模組2持續地檢知該簾幕C的即時絕對位置Rp。然而，簾幕C的即時絕對位置Rp便可作為以下步驟的判斷條件：步驟S130，控制器3根據簾幕C的即時絕對位置Rp即可判斷簾幕C有無落下；如果沒有落下時，控制器3將中止釋放程序並發送故障信號，例如警示聲響或警示燈光以提醒現場人員，即步驟S131。

如果經由控制器3判斷簾幕C已開始落下，控制器3便根據即時絕對位置Rp之每單位時間的變動量來計算該簾幕C的即時速度及即時加速度，即步驟S140；其中，當即時速度大於0時，即表示簾幕C正進行下降；而當即時加速度大於0時，即簾幕C下降過程中有進行加速；而當即時加速度等於0時，即簾幕C等速下降。據此，步驟S140便以前述即時速度及即時加速度判斷簾幕C是否正常釋放中，其中等速下降或增速下降皆屬正常釋放狀態。

在本實施例中，控制器3將持續監控簾幕C的即時速度及即時加速度，直到簾幕C抵達停止反應位置Pn，即步驟S150。然而，在簾幕C抵達停止反應位置Pn前，如果即時速度及即時加速度出現異常數值，例如即時速度為0時，就表示簾幕C停止下降；又例如即時加速度小於0時，即表示簾幕C減速下降，此時控制器3判斷遭遇障礙物，並隨即控制馬達5啟動運轉以上升簾幕C，即步驟S141。

需要特別說明的是，在本發明的其他實施例中，也可以由控制器3啟動該制動模組4以制動該簾幕C，使之維持於當前的即時位置；亦即，制動模組4煞住簾幕C，讓簾幕C暫時停止下降，等待一特定時間讓人員順利逃生後，控制器3控制該制動模組4以再次釋放簾幕C，讓其接續下降。

再者，於步驟S142中，馬達5上升簾幕C的過程中，即時位置檢知模組2仍持續監測簾幕C的即時絕對位置Rp，而控制器3並藉此判斷簾幕C是否抵達上極限位置Pu。當簾幕C抵達上極限位置Pu後，控制器3控制馬達5停止運轉，並啟動制動模組4以維持簾幕C於上極限位置Pu於一特定時間，例如30秒，即步驟S143。接著，控制器3便控制制動模組4再次釋放簾幕C，即回到步驟S120。

另一方面，接續步驟S150，控制器3將透過即時位置檢知模組2所傳送的數據繼續判斷簾幕C是否抵達下極限位置Pl，即步驟S160。如果簾幕C順利抵達下極限位置Pl，便結束整個釋放程序，即步驟S170。

再補充說明，如果簾幕C直到通過停止反應位置Pn，而即時速度及即時加速度都沒有出現異常數值，此後即便遭遇障礙物，控制器3也不再作出反應。也就是說，停止反應位置Pn至下極限位置Pl之間，由於停止反應位置Pn以下已經不會影響人員逃生，故無需再因遭遇障礙物而作反饋動作。較佳的是，在本發明的其他實施例中，可在簾幕C上設置開啟按鈕(圖中未示)，即當簾幕C完全釋放後，人員仍有逃生需求時，可透過按壓開啟按鈕來開啟簾幕C。

除此之外，在本實施例中，當簾幕C釋放過程中遭遇障礙物，且障礙物始終位於簾幕C下方時；也就是步驟S143後進行步驟S120、S130、S140多次重覆執行後，例如重複執行三次，控制器3將不再控制簾幕C上升，也就是不再進入步驟141；控制器3將啟動該制動模組4以制動該簾幕C，使之維持於當前的即時位置，讓簾幕C至少起到部分遮蔽煙霧的效果。

請參閱圖4，其係圖1的局部放大立體圖，其主要顯示扭力施加模組；如圖中所示，本實施例之捲軸R連接有一扭力施加模組8，其可為一定扭力彈簧，可輸出一朝捲軸R捲繞簾幕C之方向的恆定扭矩負載。進一步說明，本實施例之扭力施加模組8包括一輸出捲筒81、一存儲捲筒82及一鋼帶83，捲軸R連接於輸出捲筒81，鋼帶83之兩端分別纏繞於輸出捲筒81和存儲捲筒82。

據此，當使用外力將鋼帶83由存儲捲筒82反捲至輸出捲筒81時，也就是當捲軸R解捲繞簾幕C而使之下降時，鋼帶83會產生一捲回存儲捲筒82之定扭力，並透過輸出捲筒81輸出，其可用於抵銷該簾幕C之部分重力，但不影響簾幕C的下降。

藉此，當簾幕C釋放過程中遭遇障礙物時，由於扭力施加模組8消除掉部分簾幕C的下降重力，可降低捲軸R的轉動慣性，故簾幕C可以更快地被停止或減速，而讓系統可以更靈敏地作出反應，就可以縮短反應時間，並可有效降低簾幕C重量對障礙物的撞擊影響。

請參閱圖5，其係本發明簾幕控制系統另一較佳實施例之示意圖；本實施例旨在說明本發明並不侷限於用捲軸R直接捲繞簾幕C之態樣，舉凡利用捲軸R直接驅動或間接驅動簾幕C上升或下降之態樣均可適用本發明。進一步說明，本實施例之簾幕C採用摺疊式簾幕，而簾幕C的底端連接吊繩W，且吊繩W又纏繞於捲軸R上。據此，當馬達5驅動捲軸R轉動時，捲軸R即可透過吊繩W以上升或下降簾幕C。

經上述說明可知，本發明之主要特色在於，在簾幕C的釋放過程中，透過即時位置檢知模組2偵測簾幕C的即時絕對位置，並將之運算成即時速度以及即時加速度，用以判斷簾幕C是否遭遇障礙物；故無須在簾幕C上或周遭環境設置額外的感測器，藉此徹底地簡化了裝置組件、電控線路以及安裝工序，可大幅降低成本，又可顯著地提升可靠度和使用壽命。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1:防火防煙簾幕系統 2:即時位置檢知模組 3:控制器 4:制動模組 5:馬達 6:記憶單元 7:偵測器 8:扭力施加模組 81:輸出捲筒 82:存儲捲筒 83:鋼帶 C:簾幕 E:電梯口 Pl:下極限位置 Pu:上極限位置 Pn:停止反應位置 R:捲軸 Rp:即時絕對位置 Se:簾幕釋放信號 W:吊繩

圖1係本發明簾幕控制系統一較佳實施例之示意圖。 圖2係本發明簾幕控制系統一較佳實施例之系統架構圖。 圖3係本發明簾幕控制系統一較佳實施例之控制流程圖。 圖4係圖1的局部放大立體圖。 圖5係本發明簾幕控制系統另一較佳實施例之示意圖。

2:即時位置檢知模組

3:控制器

4:制動模組

5:馬達

6:記憶單元

7:偵測器

P1:下極限位置

Pu:上極限位置

Pn:停止反應位置

Rp:即時絕對位置

Se:簾幕釋放信號

Claims (10)

1. 一種簾幕控制系統，其包括： 一馬達，其適於驅動一簾幕上升或下降； 一制動模組，其適於釋放或制動該簾幕； 一即時位置檢知模組，其適於檢知該簾幕之一即時絕對位置；以及 一控制器，其電性連接該馬達、該制動模組及該即時位置檢知模組； 其中，當該控制器接收到一簾幕釋放信號時，該控制器控制該制動模組以釋放該簾幕，並控制該即時位置檢知模組檢知該簾幕之該即時絕對位置，該控制器根據該即時絕對位置之每單位時間的變動量來計算該簾幕的一即時速度及一即時加速度中至少一者；當該即時速度等於零或該即時加速度小於零時，該控制器控制該馬達以上升該簾幕或控制該制動模組制動該簾幕於一即時位置。
2. 如請求項1之簾幕控制系統，其更包括一捲軸，其耦接於該馬達及該制動模組，並受該馬達之驅動而捲繞該簾幕使其上升；該制動模組適於釋放該捲軸而使該簾幕下降，或制動該捲軸使該簾幕停留於該即時位置。
3. 如請求項2之簾幕控制系統，其中，該即時位置檢知模組係耦接於該捲軸，並適於檢知該捲軸之一轉動圈數及一旋轉角度，以供求出該簾幕之該即時絕對位置。
4. 如請求項2之簾幕控制系統，其更包括一扭力施加模組，其係耦接於該捲軸；當該捲軸解捲繞該簾幕而使之下降時，該扭力施加模組適於對該捲軸施加一扭力以抵銷該簾幕之部分重力。
5. 如請求項1之簾幕控制系統，其更包括一記憶單元，其儲存有一上極限位置、一下極限位置以及一停止反應位置；當該控制器控制該馬達以驅動該簾幕上升至該上極限位置後，該控制器控制該馬達停止運轉，並啟動該制動模組以維持該簾幕於該上極限位置；當該控制器控制該制動模組釋放該簾幕，而該簾幕位於該下極限位置與該停止反應位置之間時，該控制器不再根據該即時速度及該即時加速度來控制該馬達以驅動該簾幕上升，以及啟動該制動模組以制動該簾幕於該即時位置中至少一者。
6. 一種簾幕控制方法，包括以下步驟： (A). 一控制器接收到一簾幕釋放信號； (B). 該控制器控制一制動模組以釋放一簾幕；該控制器控制一即時位置檢知模組檢知該簾幕之一即時絕對位置；該控制器根據該即時絕對位置之每單位時間的變動量來計算該簾幕的一即時速度及一即時加速度中至少一者；以及 (C). 該控制器根據該即時速度及該即時加速度中至少一者以控制該制動模組或一馬達； 其中，當該即時速度等於零或該即時加速度小於零時，該控制器啟動該制動模組以維持該簾幕於一即時位置或控制該馬達以上升該簾幕。
7. 如請求項6之簾幕控制方法，其中，該控制器包括一記憶單元，其儲存有一上極限位置、一下極限位置以及一停止反應位置；於該步驟(C)中，當該簾幕位於該下極限位置與該停止反應位置之間時，該控制器不再根據該即時速度及該即時加速度來控制該制動模組及該馬達中至少一者。
8. 如請求項7之簾幕控制方法，其中，於步驟(A)之前更包括一步驟(a1)，該控制器控制該制動模組以釋放該簾幕，該控制器控制該即時位置檢知模組檢知該簾幕移動行程的起點和終點，並將之分別記錄為該上極限位置及該下極限位置；該控制器並將距該下極限位置一特定距離處設定為該停止反應位置。
9. 如請求項6之簾幕控制方法，其中，於該步驟(B)中，該控制器控制該制動模組以釋放一捲軸，該簾幕係捲繞於該捲軸上，該即時位置檢知模組係耦接於該捲軸並適於檢知該捲軸之一轉動圈數及一旋轉角度，進而求出該簾幕之該即時絕對位置；於該步驟(C)中，當該即時速度等於零或該即時加速度小於零時，該控制器控制該制動模組以制動該捲軸使該簾幕停留於該即時位置或控制該馬達以驅動該捲軸而捲繞該簾幕使其上升。
10. 如請求項9之簾幕控制方法，其中，該捲軸耦接於一扭力施加模組；於該步驟(B)中，該扭力施加模組適於對該捲軸施加一扭力以抵銷該簾幕之部分重力。