TWI793046B

TWI793046B - 智能捲簾

Info

Publication number: TWI793046B
Application number: TW111126827A
Authority: TW
Inventors: 周元昉; 林嘉偉; 程文晋
Original assignee: 務本智能科技有限公司
Priority date: 2022-07-18
Filing date: 2022-07-18
Publication date: 2023-02-11
Also published as: TW202405297A

Abstract

本發明之智能捲簾包含上、下轉軸；懸索捲軸；上、下電動捲簾；上齒輪組；離合器；控制器及光源感測器。光源感測器以其二感光單元實時感測戶外光線照射角度並傳送信號予控制器。控制器電性連接光源感測器、離合器及上、下電動捲簾。上齒輪組配合離合器的切換形成第一或第二齒輪組作動，第一齒輪組帶動上電動捲簾並捲動開啟至一長度，下轉軸及設於其上之下電動捲簾由第二齒輪組帶動上下移動，且下電動捲簾獨立捲動開啟至一長度。藉此，上、下電動捲簾可因應不同戶外光線之照射角度而實時自動調整捲動位置與開啟長度，實時自動調節室內採光。

Description

智能捲簾

本發明係關於一種智能捲簾，尤指一種可以各種不同變化方式實時自動地調節室內採光之智能捲簾。

窗簾、例如捲簾，係為一種用於遮蔽戶外光線之裝置，例如住宅、辦公大樓等建築物皆會設置窗簾以用於調節陽光照射，以使室內獲得舒適的照度。

傳統之窗簾主要是以手動控制，亦即以人力拉動繩索來控制窗簾開閉，目前則已有發展出利用馬達帶動窗簾開閉。

然而，傳統之窗簾不論是以何種方式作動，其通常僅為單純地設定窗簾之開合程度，對於實時調節光照的商品，目前市場上僅見全棟大樓同步控制遮蔽範圍之單捲簾的簡單系統。

為了解決上述傳統之窗簾所會具有之各種不足，本發明係提出一種智能捲簾，利用上齒輪組、使用於切換上齒輪組之第一齒輪組與第二齒輪組作動之離合器、上電動捲簾、可上下移動之下轉軸及設於其上之下電動捲簾、以及光源感測器等結構設計，可以不同變化方式實時自動地調節室內採光，舉例而言，可調節室內採光之明暗或採光位置之高低而使室內人員可具有舒適的光線照明環境，或者依需求使室內某特定範圍維持光照，又或者某段窗戶範圍維持遮蔽等等。

為了達成上述目的，本發明所提出之智能捲簾包含至少一組捲簾結構以及一光源感測器，且該至少一組捲簾結構包含一上轉軸、一懸索捲軸、一上電動捲簾、一上齒輪組、一離合器、一下轉軸、一下電動捲簾以及一控制器，該光源感測器係電性連接於該控制器並包含一伺服馬達、一載台、一信號調節器、一第一感光單元以及一第二感光單元。

於上述之該至少一組捲簾結構中，該懸索捲軸係與該上轉軸共軸；該上電動捲簾係設於該上轉軸；該上齒輪組包含一第一齒輪組及一第二齒輪組，該第一齒輪組係連動於該上電動捲簾，該第二齒輪組係連動於該懸索捲軸，且該第一齒輪組與該第二齒輪組係共軸驅動分別連動之該上電動捲簾及該懸索捲軸；該離合器係於該第一齒輪組與該第二齒輪組之間切換並使該第一齒輪組或該第二齒輪組作動；該下轉軸係藉由該懸索捲軸連動於該第二齒輪組並相對於該上轉軸上下移動；該下電動捲簾係設於該下轉軸；該控制器係電性連接於該離合器、該上電動捲簾及該下電動捲簾。

此外，於上述之該光源感測器中，該伺服馬達係電性連接於該控制器並包含一驅動軸；該載台係設於該驅動軸；該信號調節器係設於該載台並電性連接於該控制器；該第一感光單元係設於該載台並電性連接於該信號調節器；該第二感光單元係設於該載台並電性連接於該信號調節器。

如上所述，該光源感測器係利用該第一感光單元與該第二感光單元實時感測戶外光線之照射角度以及光照射量，並傳送信號予該控制器，該控制器依據前述信號，使該上電動捲簾被經由該離合器切換之該第一齒輪組帶動而捲動開啟至某一長度，同時使該下轉軸及設於其上之該下電動捲簾被經由該離合器切換之該第二齒輪組帶動而相對於該上轉軸上下移動至一特定位置，同時該下電動捲簾在該處捲動開啟至某一長度。藉此，可使該上電動捲簾與該下電動捲簾因應不同之戶外光線之照射角度而實時自動地調整捲簾的位置以及捲動開啟之長度，相對地，室內採光可因為此種變化方式而獲得實時的調節，增加使用上之方便性，且可使室內人員具有舒適的光線照明環境。

於一實施態樣中，上述之該離合器包含一電磁線圈及一移動切換插銷，且該電磁線圈係帶動該移動切換插銷於該第一齒輪組與該第二齒輪組之間切換。

於一實施態樣中，上述之該上齒輪組於結構設計上係為一行星齒輪構造並包含彼此連動之一太陽齒輪、複數個行星齒輪以及一環齒輪，且該太陽齒輪、該複數個行星齒輪以及該環齒輪係配合該離合器位置的切換而致該第一齒輪組或該第二齒輪組其中之一者的作動。

於一實施態樣中，上述之該光源感測器進一步包含一圓柱形透明外殼，且該圓柱形透明外殼係罩覆該伺服馬達、該載台、該信號調節器、該第一感光單元及該第二感光單元。該圓柱形透明外殼係可使殼外光線穿透進入而被該第一感光單元與該第二感光單元感知，而圓形截面之設計可使接收光線穿透的性能不隨方向而變，可使利用經由該第一感光單元與該第二感光單元感知的信號而推求得到正確的光源方向。

於一實施態樣中，上述之該圓柱形透明外殼係與該伺服馬達之該驅動軸同心。

於一實施態樣中，上述之該圓柱形透明外殼於鄰近該第二感光單元處朝向一室內側設有一遮光件。該遮光件係用於阻擋室內光線照射到該第二感光單元，藉以避免誤判室外光源方向。

於一實施態樣中，上述之該下轉軸之二端係分別設於一支撐架兩側之二導軌，且該下轉軸之每一端分別包含頂抵於每一導軌之複數個滾輪。

1:智能捲簾

10:下轉軸

11:支撐架

111:導軌

121:上轉軸

13:上齒輪組

131:第一齒輪組

132:第二齒輪組

133:太陽齒輪

134:行星齒輪

135:環齒輪

136:外齒輪

14:離合器

141:電磁線圈

142:移動切換插銷

15:上電動捲簾

151:管狀馬達

16:控制器

17:懸索捲軸

171:懸索

18:下電動捲簾

181:管狀馬達

19:光源感測器

190:圓柱形透明外殼

191:信號調節器

192:第一感光單元

193:第二感光單元

194:伺服馬達

195:驅動軸

196:載台

197:遮光件

2:建築物

21:牆壁

22:窗戶

221:室內側

222:室外側

3:戶外光線

41:區域

44:區域

45:區域

圖1係為本發明較佳具體實施例之建築物的示意圖。

圖2係為本發明較佳具體實施例之智能捲簾的側視圖。

圖3係為本發明較佳具體實施例之智能捲簾的正視圖。

圖4係為本發明較佳具體實施例之支撐架一側之剖面圖。

圖5係為本發明較佳具體實施例之光源感測器的示意圖。

圖6係為本發明較佳具體實施例之光源感測器的作動示意圖。

圖7係為本發明較佳具體實施例之離合器之配置示意圖。

圖8係為本發明較佳具體實施例之離合器之作動示意圖之一。

圖9係為本發明較佳具體實施例之離合器之作動示意圖之二。

圖10係為本發明較佳具體實施例之智能捲簾變化的示意圖之一。

圖11係為本發明較佳具體實施例之智能捲簾變化的示意圖之二。

圖12係為本發明較佳具體實施例之智能捲簾變化的示意圖之三。

請參照圖1，其係為本發明較佳具體實施例之建築物的示意圖。於圖1中顯示有一建築物2，例如公寓住宅、大樓住宅、大樓辦公室等，且建築物2包含牆壁21，牆壁21設有一或多個窗戶22，如圖1所示，牆壁21設有同一面向之多個窗戶22。

請參照圖2，其係為本發明較佳具體實施例之智能捲簾的側視圖，於圖2中顯示圖1之建築物2之窗戶22安裝智能捲簾1後的剖面圖，此窗戶22區隔出一室內側221及一室外側222。

如圖2所示，窗戶22設置有一智能捲簾1，此智能捲簾1可利用以下詳述之結構設計來實時感測如日照等戶外光線3之照射角度與光照射量，並藉此實時自動地調節室內側221之採光，亦即藉由智能捲簾1之設計，可實時自動地變化遮蔽戶外光線3及通透戶外光線3之區域而使整體室內空間維持適當的照度，亦可設定室內某個區域得到戶外光線3直射，或者調節某個高度範圍的透光度等等，亦即智能捲簾1的多樣性功能可實時滿足多種採光需求。

請參照圖3，其係為本發明較佳具體實施例之智能捲簾的正視圖，並請同時一併參照圖2。如圖2及圖3所示，智能捲簾1可設於窗戶22所設之支撐架11，且此支撐架11包含兩側平行設置之二導軌111。

又如圖2及圖3所示，智能捲簾1於本實施例中包含一組捲簾結構，此組捲簾結構包含一上轉軸121、一懸索捲軸17、一上電動捲簾15、一上齒輪組13、一離合器14、一下轉軸10、一下電動捲簾18以及一控制器16。

懸索捲軸17係與上轉軸121共軸；上電動捲簾15係設於上轉軸121；上齒輪組13包含一第一齒輪組131及一第二齒輪組132。第一齒輪組131包含太陽齒輪133、行星齒輪134以及環齒輪135；第二齒輪組132包含太陽齒輪133、行星齒輪134以及外齒輪136(請參照圖7)。第一齒輪組131係連動於上電動捲簾15，第二齒輪組132係連動於懸索捲軸17，且第一齒輪組131與第二齒輪組132係共軸驅動分別連動之上電動捲簾15及懸索捲軸17。

離合器14係於第一齒輪組131與第二齒輪組132之間切換並使第一齒輪組131或第二齒輪組132作動；下轉軸10係藉由懸索171與懸索捲軸17連動於第二齒輪組132，並可相對於上轉軸121進行如圖3之箭號所示之上下移動，連動方式之懸索171例如為鋼索、尼龍繩索等；下電動捲簾18係設於下轉軸10；控制器16係電性連接於光源感測器19(於下面詳述)、離合器14、上電動捲簾15及下電動捲簾18，而控制器16之設置位置並不加以限制，於圖2所示之實施例中係設於窗戶22上方之支撐架11上。

於上述上齒輪組13包含第一齒輪組131及第二齒輪組132之設計中，當離合器14如圖8所示鎖定第二齒輪組132時，其餘的齒輪組成可以運動的第一齒輪組131；當離合器14如圖9所示鎖定第一齒輪組131時，其餘的齒輪組成可以運動的第二齒輪組132，且第一齒輪組131與第二齒輪組132係共軸設於上轉軸121。

請參照圖4，其係為本發明較佳具體實施例之支撐架一側之剖面圖，並請同時一併參照圖3。如圖3及圖4所示，下轉軸10之二端係分別設於支撐架11兩側之二導軌111，且下轉軸10之每一端分別包含頂抵於每一導軌111之複數個滾輪101，例如圖式所示之二個滾輪101。藉此，下轉軸10可很順暢地於導軌111上下移動。

請參照圖5，其係為本發明較佳具體實施例之光源感測器的示意圖，並請同時一併參照圖2及圖3。如上所示，智能捲簾1尚包含一光源感測器19，此光源感測器19係電性連接於控制器16並包含一伺服馬達194、一載台196、一信號調節器191、一第一感光單元192以及一第二感光單元193。其中，伺服馬達194係電性連接於控制器16並包含一驅動軸195；載台196係設於驅動軸195；信號調節器191係設於載台196並電性連接於控制器16；第一感光單元192係設於載台196並電性連接於信號調節器191；第二感光單元193係設於載台196並電性連接於信號調節器191，於本實施例中，第二感光單元193與第一感光單元192係彼此夾設一特定角度。

再如圖2至圖5所示，戶外光線3之照射角度可能會隨時不同，例如以太陽光為例，太陽的位置在一天之中會隨著時間不同而不斷地變化，因此，經由窗戶22照射至室內側221的太陽光線之角度也會不斷變化，相對地對室內人員(圖未示)也會產生不同程度的影響，例如過亮或過暗而產生不舒適感。此時，利用上述智能捲簾1之結構設計即可實時自動地調節室內側221的採光。

詳言之，光源感測器19之第一感光單元192及第二感光單元193會感測戶外光線3，例如光照射量，由於第一感光單元192與第二感光單元193彼此夾設一特定角度，請同時參照圖6，其係為本發明較佳具體實施例之光源感測器的作動示意圖，當第一感光單元192與第二感光單元193兩者法線夾角的角平分線與戶外光線3的方向不平行時，第一感光單元192與第二感光單元193所感測到的光照射量不會相同，此時，信號調節器191可得知第一感光單元192與第二感光單元193之感應信號並電傳至控制器16，控制器16將此二信號處理後計算得到載台196應該轉動的方向，並將轉動方向的信號電傳至伺服馬達194藉以轉動載台196，第一感光單元192與第二感光單元193會因此隨著載台196轉動引致接受的光照射量變化，當第一感光單元192與第二感光單元193在戶外光線3之照射角度所感測到的光照射量變為相同時，第一感光單元192與第二感光單元193兩者法線夾角的角平分線方向即為戶外光線3入射的方向。

請同時參照圖7至圖9，其中之圖7係為本發明較佳具體實施例之離合器之配置示意圖，圖8係為本發明較佳具體實施例之離合器之作動示意圖之一，圖9係為本發明較佳具體實施例之離合器之作動示意圖之二，並請同時一併參照圖2及圖3。其中，上電動捲簾15內部之管狀馬達151帶動第一齒輪組131而捲動上電動捲簾15，並使上電動捲簾15開啟至某一長度；第二齒輪組132將可由管狀馬達151帶動懸索捲軸17並藉由懸索171連動將下轉軸10移動至特定位置，以及其上所設置之下電動捲簾18利用內部之管狀馬達181開啟至某一長度。

請參照圖10，其係為本發明較佳具體實施例之智能捲簾變化的示意圖之一，由圖10可知，智能捲簾1的上電動捲簾15及下電動捲簾18皆位於上方頂部，上電動捲簾15及下電動捲簾18可為不同布料，二電動捲簾之一或者同時完全放下，使得窗戶22可被全面遮檔，但可選擇不同的光線通透度。

請參照圖11，其係為本發明較佳具體實施例之智能捲簾變化的示意圖之二，由圖11可知，智能捲簾1的上電動捲簾15開啟至某一長度，即上電動捲簾15僅開啟部分，同時下電動捲簾18下降至期望處，並捲動放下窗簾布遮蔽窗戶22其餘部分，此時上電動捲簾15與下電動捲簾18之間會形成戶外光線3可通透之區域41。

請參照圖12，其係為本發明較佳具體實施例之智能捲簾變化的示意圖之三，圖12顯示上電動捲簾15完全收起，同時下電動捲簾18部分開啟遮蔽窗戶22中央部分區域，此時上電動捲簾15之下面會形成戶外光線3可通透之區域44，且下電動捲簾18之下面亦會形成戶外光線3可通透之區域45。

因此，由以上各圖式可知，對於不同照射角度之戶外光線3，光源感測器19可感知此照射角度的變化，並使上電動捲簾15及下電動捲簾18依據光源感測器19感知到之戶外光線入射角度實時自動地調整開啟長度，藉此可實時自動地調節室內側221的採光。

另需注意到，上述圖10至圖12所示之各種變化示意圖僅為範例，藉由上述智能捲簾1之結構設計，尚可使上電動捲簾15及下電動捲簾18產生各種不同開啟長度之變化。

又由圖5可知，為了保護光源感測器19之各個組件並同時可讓戶外光線3穿透，光源感測器19可進一步包含一圓柱形透明外殼190，此圓柱形透明外殼190係與伺服馬達194驅動軸195同心，且此圓柱形透明外殼190係罩覆伺服馬達194、載台196、信號調節器191、第一感光單元192及第二感光單元193。前述圓柱形透明外殼190之圓柱形截面設計具有軸對稱的特性，當戶外光線3的入射方向平行於第一感光單元192及第二感光單元193二者法線夾角的角平分線，此二感光單元所接受之戶外光源的照度相同。

此外，當光源的仰角很大時，第二感光單元193的法線方向會指向室內側221(圖2)，此時為了避免室內的光源(圖未示)之光照影響，圓柱形透明外殼190於鄰近第二感光單元193處朝向室內側221設有一遮光件197，其位置與尺寸的設計係配合遮擋室內光源照射到第二感光單元193。

請再參照圖7，其係為本實施例上齒輪組的側視圖，於本實施例中，上述之上齒輪組13在機構設計上為一行星齒輪，藉此可達成一緊湊的共軸驅動構造，配合離合器14位置分別可驅動上電動捲簾15或下轉軸10。如上所述，上齒輪組13之行星齒輪構造包含彼此連動之太陽齒輪133、行星齒輪134(於本實施例中係為四個行星齒輪134)、環齒輪135以及外齒輪136，且太陽齒輪133、行星齒輪134、環齒輪135以及外齒輪136係配合離合器14的切換位置而變換第一齒輪組131或第二齒輪組132之其中一者的作動。詳言之，離合器14切換位置而帶動第一齒輪組131或第二齒輪組132時，會造成複數個行星齒輪134相對於太陽齒輪133產生公轉同時自轉、或沒有公轉僅有自轉之作動方式，並因此使上齒輪組13例如藉由連接件(圖未示)分別連動於上電動捲簾15及下轉軸10(及設於其上之下電動捲簾18)。

再由圖7至圖9可知，於本實施例中，上述之離合器14在結構設計上可包含一電磁線圈141及一移動切換插銷142，且電磁線圈141係帶動移動切換插銷142於鎖定第一齒輪組131(亦可稱為外齒輪)與鎖定第二齒輪組132(亦可稱為外齒輪)之間切換。

請注意，於上述實施例中，係以一個光源感測器19連接一組捲簾結構(一上轉軸121、一懸索捲軸17、一上電動捲簾15、一上齒輪組13、一離合器14、一下轉軸10、一下電動捲簾18以及一控制器16)為例說明(一對一)，例如於圖1中同一面向之多個窗戶22之每一者皆可設計為一個光源感測器19連接一組捲簾結構。然而並不以此為限，捲簾結構亦可為多組設計並配合一個光源感測器19(一對多)，且多組之捲簾結構可分別設於位於同一面向之多個窗戶22，換言之，多個窗戶22之其中之一的捲簾結構係電性連接於光源感測器19而成為主控捲簾，其它未具有光源感測器19之捲簾結構成為從動捲簾，如此同一面向之多組從動的捲簾結構可以與主控捲簾同步作動。

以上所述僅為本發明的較佳具體實施例，其並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同拆換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。此外，上述之智能捲簾並不僅限於上、下二個電動捲簾，在本發明的精神和原則之內，亦可包含複數個電動捲簾。