百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制方法與裝置的製作方法
2023-06-04 08:58:31 2
專利名稱：百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制方法與裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種百葉窗板(shutter)葉片組擺轉角度的電動控制方法及裝置，尤其涉及一種能在使用上快速使百葉窗板的葉片組轉動至所需角度，且能提供更佳的操作便利性的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制方法及裝置。
背景技術：
由於科技不斷的進步，使得人們不斷追求生活質量提升的願望得以實現，許多日常生活中的用品也開始走上自動化。現今的百葉窗板，如圖9所示，大致具有樞設於窗戶(未圖標)邊緣的框架20以及呈水平平行樞設在框架20兩側的多個葉片21a組成；各葉片21a兩端以可旋轉而有適當阻尼(防止葉片組因自重自行旋轉)的樞軸件210插設在框架20內側未圖標的樞孔上；各葉片21a朝室內的一邊的中段部位通過一支拉杆22以鉤環組相連動，使百葉窗板可用手推拉拉杆22調節整個葉片組21的角度。
然而，以手動方式操作調整葉片角度，必須靠近百葉窗板才能操作；當有許多扇百葉窗板要調整時，必須逐一操作，而且很難將每一扇百葉窗板準確、美觀地轉動至所需的特定角度，因而造成操作使用上的不方便。
基本上，運用馬達裝置可將操作電動化。此種電動機構必須可正、反轉操作，一般而言，可使用直流小馬達及以電池為動力。對於角度控制，基本上，運用遙控信號有可能使多扇百葉窗板同時操作，但如果只是依賴操作者目視控制激活正、逆轉和停止，仍然會發生類似手動操作時無法使多扇百葉窗板同時調整至共同特定角度的窘況。進一步，對於電動操作的裝置，使用者仍可能以手動操作，故電動控制設計必須能滿足此種需求而不致衝突或使裝置損壞。因此為達到使用操作上的便利性，以簡單可靠的裝置與方法達成百葉窗板葉片組角度的電動控制，成為本發明的主要標的。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制方法及裝置，用以解決現有百葉窗板在使用上無法快速使葉片轉動至所需角度的缺失，同時也滿足百葉窗板的電動裝置也能容許使用者手動調整葉片組的需求。
為實現上述目的，本發明提供一種百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制方法，容許使用者以特定目的角為指令操作，包含以下步驟當接受到激活目的角指令時，先使百葉窗板葉片組復歸於一原點位置；之後以該原點進行百葉窗板葉片組轉動至特定目的角；以及當運轉中，若再接受到特定擺轉角度指令時計算剩餘角度差以繼續轉動至該特定目的角。本發明的較佳實施例為提供上原點、45度、90度、135度及下原點等五種指令選擇，使百葉窗板葉片組只需依據使用者一個指令即自動執行至所需擺轉角度。
而且，為實現上述目的，本發明並提供一種百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，具有一輸入接口供輸入指令；一傳感器用以感測葉片組至少一原點位置、一驅動器用以驅動葉片組擺轉，以及一控制器依據原點位置及目的角計算與控制驅動器的運轉，藉此達到快速且精確地使百葉窗板葉片組轉動至所需角度，增進使用操作的方便性。本發明的實施例中並提供一力矩限制器使驅動器與葉片組之間僅傳遞適當的連結力矩，在力矩超過預設範圍時滑脫，藉以保護傳動構造免受損壞，並容許使用者手動調整葉片組。
本發明百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制方法及裝置至少可達下列的功效1.本發明能使百葉窗板的葉片組在一個指令下自動轉至指定角度，且可以遙控操作，同時控制多個百葉窗板的葉片組轉至目的角；2.本發明能使百葉窗板的葉片組智能地尋找原點，據以控制旋轉至目的角，並允許過程中更新目的角需求，以節省時間與電力消耗及可以兼顧電動與手動的操作需求。
以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
圖1為本發明百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置組成示意圖；圖2為本發明百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置作用示意圖；圖3為本發明百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置的本體剖面示意圖；圖4為本發明百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置葉片擺轉角度的驅動器、傳感器及葉片組局部構造示意圖；圖5為本發明百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置葉片擺轉角度的輸入接口示意圖；圖6為本發明百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制方法的葉片擺轉角度示意圖；圖7為本發明百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制方法流程示意圖；圖8為本發明百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置的齒輪組及彈性阻尼構件示意圖；以及圖9為現有百葉窗板葉片組示意圖。
其中，附圖標記(現有技術)20框架 21a葉片210樞軸件22拉杆(本發明)1百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置10本體 109輸出軸109a軸孔101電池蓋20框架 21葉片組212端蓋 212a突起40傳感器41動作件411、412動作突起413簧片42開關 50驅動器51馬達 52馬達齒輪53大齒輪54小齒輪
55輸出齒輪 56軸杆561扣環562螺牙580墊圈581、582螺帽59橡膠圈 61輸入接口610上原點鍵611第一目的角鍵612第二目的角鍵613第三目的角鍵614下原點鍵615停止鍵62電路板 U上原點A第一目的角B第二目的角C第三目的角S2、D下原點S1起始點 T1、T2、T3目的角M1、M2、M3中間點具體實施方式
圖1及圖2為本發明的組成及作用示意圖。本發明百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置1包括一本體10埋設於百葉窗板框架20的一側，一輸出軸109與葉片組21其中一葉片的一端通過一端蓋212相套接傳動。本體10可由一輸入接口61通過有線或無線方式傳輸信號而遙控；無線通信方式可以為射頻或紅外線信號方式。在此，葉片組21的各葉片以可滑順旋轉的方式樞接於框架20的對應軸孔上，以利控制裝置1的輸出足以驅動葉片組21旋轉。此百葉窗板包含一拉杆22連接葉片組21的各葉片以連動控制，並容許使用者手動操作。在電動操作時，輸入接口61上的多個特定目的角按鍵，例如上原點鍵610、第一目的角(45度)鍵611、第二目的角(90度)鍵612、第三目的角(135度)鍵613等，用以輸出角度指令至本體10，使百葉窗板葉片組21自動擺轉至所需上原點U、第一目的角A、第二目的角B、第三目的角C等。
圖3為本發明一實施例的本體10外觀及局部剖示圖。本體10大體為一盒體供埋設固裝於未圖標的百葉窗板框架中，一輸出軸109與葉片組21的一葉片一端套接的一端蓋212相銜接以傳遞旋轉力。動力來自於本體10中未圖標的電池組經控制驅動一馬達51。一電池蓋101可被取下以更換電池組。大體而言，本實施例的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置本體10，具有一未圖標的接收器(例如紅外線信號接收電路)供接收控制指令；一傳感器40用以感測葉片組21至少一原點位置、一驅動器50用以驅動葉片組21擺轉，以及一控制器(含微處理器及電路)依據原點位置及目的角計算與控制驅動器50的運轉。在此，傳感器40包含一連設於輸出軸109的動作件41及一開關42；驅動器50包含一馬達51及減速齒輪組(如後述的齒輪52，53，54，55等)，藉以驅動輸出軸109。當控制器接受來自輸入接口的指令信號時，控制驅動器50並運用傳感器40確認葉片組21的原點位置，再進一步驅動葉片組21至目的角度。
圖4顯示驅動器50、傳感器40及葉片組21(以端蓋212表示)一實施例的局部構造。馬達51的輸出軸固連一馬達齒輪52；一大齒輪53與馬達齒輪52嚙合；一小齒輪54與大齒輪53同軸設置，兩者固連或具有力矩限制器(容後敘述)；一輸出齒輪55固設於輸出軸109；上述馬達51、馬達齒輪52與同軸齒輪組(包含大齒輪53、小齒輪54)以及輸出軸109構成驅動器50，設置於本體10中，使同軸齒輪組(包含大齒輪53、小齒輪54)及輸出軸109可定位樞轉，將馬達51的旋轉力減速增力傳動至輸出軸109。輸出軸109形成十字(或其它適當形狀)軸孔109a以與葉片端蓋212對應的突起212a相結合傳遞旋轉力。馬達51最好為一步進馬達，以借其驅動脈衝精確控制旋轉角度。輸出軸109上至少設有一動作點，在此為兩動作突起411，412分別對應葉片組21的上原點U及下原點D；動作突起411，412通過一簧片413推壓一開關42動作，使輸出軸109及葉片組21旋轉抵達葉片可旋轉範圍的上、下極限位置附近(即上、下原點)時，開關42產生接通(ON)信號，而在其它中間角度時產生斷路(OFF)信號，以供未圖標的控制器據以控制葉片組21旋轉定位，當控制器確認葉片組21抵達上、下原點U或D時即可據以控制葉片轉至其它定位角A，B，C等。上述簧片413及開關42(固設於電路板62上)均固設於本體10內，而與動作突起411，412組成傳感器40。
圖5顯示本發明其中輸入接口61的一實施例。此輸入接口最好為一遙控器，使能以射頻或紅外線信號同時對多數個百葉窗板進行遙控。輸入接口61設有多個特定目的角按鍵，例如上原點鍵610，第一目的角鍵611，第二目的角鍵612，第三目的角鍵613，下原點鍵614，以及停止鍵615等。藉此，使用者只需選擇按壓任一目的角按鍵610，612，613或614以發出指令信號，本發明的裝置即自動執行角度控制；在執行中，使用者可隨時改變目的角度或按停止鍵615停止葉片組21轉動。
如圖6所示，葉片21轉動角度的示意圖，舉例說明本發明的控制方法。例如葉片從一起始點S1激活時，首先向上轉，一直到抵達上原點U(傳感器ON)後，控制器反向計數角度(以時間或脈衝數)以旋轉葉片至目的角T1；在此其間，例如未達上原點U之前的中間點M1，即使改變目的角設定，控制器將繼續執行上轉以尋找上原點U後再往新目的角控制(若目的角是上原點U或下原點D，則隨時上、下轉到底)；若過了上原點U到達一中間點M2時接收到新目的角指令，則以現在位置推算後續行程，繼續旋轉至新目的角T2；又例如在未抵達T2之前的中間點M3時又接到新目的角指令，則因已超過位置，故控制反向旋轉回新目的角T3。另一控制例為葉片21原先停止在下原點D，傳感器ON，當新激活時，控制器不能確定葉片21是在上原點U或下原點D(因為停止期間葉片有可能被使用者手動移位)，故仍控制葉片上轉，但實時檢查傳感器40，發現信號由ON變成OFF，故獲知原先在下原點D，即可據以控制葉片往目的角(即第二目的角B)轉動。
本發明百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制方法再以圖7流程圖加以說明。當接受到一開啟指令使葉片從停止中激活時，首先檢查記錄目前位置傳感器狀態(步驟S10)，之後，向上轉一擺轉角度(步驟S20)，再判斷傳感器變化情形(步驟S30)，若傳感器40由ON變OFF，表示原先在下原點，故現在角等於下原點減擺轉角度(步驟S40)可由此繼續控制旋轉；若傳感器維持OFF或剛由OFF轉ON，表示仍未達(或剛進入)上原點U，可再繼續上轉一擺轉角度再度確認一次；當確認傳感器維持ON時，表示現在在上原點，現在角等於上原點(步驟S50)，可據以往下旋轉到目的角。在運轉過程中，循環檢視最新目的角與現在角的差異(步驟S60)，若現在角大於目的角則上轉，即向上轉一擺轉角度且現在角減去擺轉角度(步驟S70)；若現在角小於目的角則繼續下轉，即向下轉一擺轉角度且現在角減去擺轉角度(步驟S80)；若是差異為0時停止。在本實施例中，每次修正的擺轉角度以5度代表，實際上當然可以用其它角度值運作。
本發明中，由於使用馬達為動力並經減速齒輪組減速，使輸出軸產生足夠的力矩，但相對地，當人工操作拉杆或葉片轉動，或葉片旋轉中碰到障礙物或到達死點等情形時，外力從葉片方面輸入，相對驅迫內部驅動器構件(例如馬達內減速齒輪)瞬間快速轉動，很容易損害驅動器構件。故本發明在傳動軸與馬達輸出軸的傳動路徑上設計一力矩限制器，使外力或負荷超過一默認值時，傳動力會滑脫，使外力不致傷害驅動器構件。在本發明如圖4的實施例中，在同軸的減速齒輪上設計一彈性阻尼構造，如圖8的透視及剖示圖所示，大、小齒輪53，54滑配於軸杆56之上，其間夾置一彈性件，例如矽膠或橡膠圈59，利用軸杆56一端的肩部或扣環561與另一端的螺牙562、墊圈580及雙螺帽581，582鎖緊至一適當壓力，而產生適當的摩擦傳動力矩。此力矩設定為足以由內部輸出驅動葉片轉動，且能經由過載滑動，保護內部驅動器構件不受外部輸入的過度力矩所傷害。此力矩限制器當然也可以設計在輸出齒輪與輸出軸之間，或設計在馬達齒輪上。
當然，本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制方法，其特徵在於，在接受一開啟的指令後，依據一葉片組位置傳感器的狀態，執行以下步驟檢查記錄目前該傳感器狀態，為接通或斷路；控制葉片組一第一方向轉動一擺轉角度；判斷傳感器變化情形，若是傳感器維持斷路狀態或由斷路狀態改變為接通狀態，則執行控制葉片組一第一方向轉動一擺轉角度步驟；若是傳感器維持接通狀態，確認現在角為上原點；若是傳感器由接通狀態改變為斷路狀態，確認現在角為下原點減去該擺轉角度；以及循環檢視目的角與現在角的差異，若目的角大於現在角，則向與第一方向相反的第二方向轉動一擺轉角度且現在角加上該擺轉角度；若目的角小於現在角，則向第一方向轉動一擺轉角度且現在角減去該擺轉角度；重複上述檢視直到目的角等於現在角時停止。
2.根據權利要求1所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制方法，其特徵在於，該擺轉角度為5度。
3.一種百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，該百葉窗板葉片組的每一葉片連接一拉杆以連動控制，且該百葉窗板葉片組的該每一葉片，分別與一輸出軸通過一端蓋套接傳動且樞接於一框架的對應軸孔，其特徵在於，此裝置包含一傳感器，用以感測葉片組的至少一原點位置，且包含一動作件及一開關，該動作件連結於該輸出軸；一驅動器，包含一馬達及一減速齒輪組，且該齒輪組連結於該輸出軸，藉以驅動輸出軸使該百葉窗板葉片組進行轉動；以及一控制器，接受外部目的角指令信號，用以控制驅動器並經由傳感器確認葉片組的原點位置，再驅動葉片組轉至該目的角度。
4.根據權利要求3所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，其特徵在於，含有一本體以容納該傳感器、驅動器及控制器；以及一輸入接口用以傳輸該指令信號至該控制器。
5.根據權利要求3所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，其特徵在於，該裝置還包含一電池組，設置於該本體中以提供所需電力。
6.根據權利要求3所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，其特徵在於，該馬達為一步進馬達。
7.根據權利要求3所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，其特徵在於，該減速齒輪組包含一馬達齒輪、一同軸齒輪組及一輸出齒輪，該馬達齒輪固連於該馬達的輸出軸，該同軸齒輪組由一小齒輪及一大齒輪組成且該大齒輪嚙合於該馬達齒輪，該輸出齒輪固設於該輸出軸。
8.根據權利要求7所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，其特徵在於，該大齒輪及該小齒輪滑配於一軸杆之上，並將一彈性件夾置於其間保持適當的傳動扭矩。
9.根據權利要求3所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，其特徵在於，該輸出軸設有至少一動作點，具有動作突起對應該葉片組的一至少一原點角度，用以推壓該傳感器開關動作。
10.根據權利要求3或9所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，其特徵在於，該輸出軸形成一軸孔以與葉片端蓋對應形成的突起相結合傳遞旋轉力。
11.根據權利要求9所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，其特徵在於，該輸出軸的該軸孔為十字狀。
12.根據權利要求4所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，其特徵在於，該輸入接口，用以輸出角度指令至該本體的方式為有線或無線通信方式。
13.根據權利要求12所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，其特徵在於，該輸入接口為一遙控器，以射頻或紅外線方式通信。
14.根據權利要求4所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，其特徵在於，該輸入接口設有多個特定目的角按鍵。
15.根據權利要求14所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，其特徵在於，該特定目的角按鍵包含上原點鍵、第一目的角鍵、第二目的角鍵、第三目的角鍵、下原點鍵及停止鍵的至少一部份。
16.根據權利要求14所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，其特徵在於，該第一目的角鍵為45度。
17.根據權利要求14所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，其特徵在於，該第二目的角為90度。
18.根據權利要求14所述的百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，其特徵在於，該第三目的角為135度。
全文摘要
本發明公開了一種百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制方法與裝置，所述方法包含以下步驟當接受到激活指令時，先使葉片組復歸於一原點位置，再以此原點進行轉動至特定目的角，及當運轉中，若再接受到特定擺轉角度指令時計算剩餘角度差以繼續轉動至特定目的角，另外，本發明並包含一種百葉窗板葉片組擺轉角度的電動控制裝置，具有一輸入接口供輸入指令；一用以感測葉片組至少一原點位置的傳感器、一用以驅動葉片組擺轉的驅動器，及一控制器依據原點位置及目的角計算與控制驅動器的運轉，藉以控制葉片組快速且精確地轉動至所需角度，增進使用操作方便性。
文檔編號G05D3/00GK101082257SQ20061008329
公開日2007年12月5日 申請日期2006年5月31日 優先權日2006年5月31日
發明者粘耿豪, 黃仕賢, 許弘揚, 吳晉欉 申請人:億豐綜合工業股份有限公司