电动卷帘驱动控制器的卷帘位置检测方法及传感装置

摘要

电动卷帘驱动控制器的卷帘位置检测方法及传感装置，本发明设置可随卷帘转轴一起转动的光耦反射盘；在光耦反射盘的环形区里设置若干圆周向等距离分布的反光区；固定在光耦反射盘侧部的光耦器件接收环形区反光区发出的光反射信号，根据接收信号的个数计算光耦反射盘的转动圈数；控制器通过测定光耦反射盘的转动圈数计算卷帘的位置；本发明可以灵活地通过反光区在光耦反射盘上的布局，用光耦器件获取反射盘转动圈数和转动方向的信息，进而计算出卷帘所在的位置，结构简单、使用的元器件少，占用空间小，传感精度高。

说明书

技术领域

本发明属一种可开闭遮光物的驱动控制装置，具体涉及一种电动卷帘驱动控制器的卷帘位置检测方法及传感装置。

背景技术

电动卷绕式百叶窗、卷帘或薄片窗帘等遮光帘面通常是卷在卷帘转轴上，由驱动控制器控制电机驱动卷在卷带机上的皮带带动卷轴转动，实现遮光帘面的打开或放下。在电动驱动控制卷帘开闭的过程中，现在多是只将全开、全闭状态作为控制目标，但在实际使用中，常需要控制卷帘有不同的开闭程度以控制不同的通风量和光照，这就需要对卷帘的实时位置行测量，以达到能精确控制卷帘的全开、全闭，以及能开闭到不同程度的目的。而由于电动卷帘驱动器通常要安装在隐蔽处，根据设计要求，占用的空间受到很大限制，所以不能增加更多的检测部件，要求检测装置的体积要尽量小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、占用空间小、并能够精确测定卷帘位置的电动卷绕式遮光帘的卷帘位置检测方法及传感装置。

本发明方法包含下述内容：

1、设置可随卷帘转轴一起转动的光耦反射盘；

2、在光耦反射盘上至少设置一个第一环形区，在该环形区里设置若干圆周向等距离分布的反光区；

3、用固定在与光耦反射盘相对部位的光耦器件接收第一环形区反光区发出的光反射信号，根据接收信号的个数计算光耦反射盘的转动圈数；

4、通过测定光耦反射盘的转动圈数计算卷帘的位置。

本发明方法的进一步方案是：以卷帘某一固定位置为参照位，将光耦反射盘相对该参照位转动过程中所对应的卷帘位置数据事先存在控制器里，当控制器得到光耦反射盘相对该参照位的转动圈数后，计算出卷帘当前的位置。

本发明方法的再进一步方案是：

在光耦反射盘上设置一个与第一环形区半径不同的第二环形区，在该环形区里设置若干反光区，通过固定在与光耦反射盘相对部位的光耦器件接收第二环形区反光区发出的光反射信号，根据光耦器件从光耦反射盘上接收的光反射信号之间的相位差判断光耦反射盘的转动方向。

本发明方法的又一方案是：

在光耦反射盘上设置一个第三环形区，在该环形区里设置一个反光区，通过固定在与光耦反射盘相对部位的光耦器件接收第三环形区反光区发出的光反射信号，将该反光区发出的信号作为整圈计数信号，并用其对其它环形区获取的信号数量进行校正，即在两个整圈计数信号之间控制器接收到其它环形区发出的反射光脉冲信号数量与该环形区设置的反光区的数量不相等时，对该环形区发出的信号进行数据校正。

本发明传感装置结构是：设有与卷帘转轴传动连接、可随其一起转动的光耦反射盘(6)，光耦反射盘上至少设有一个第一环形区(61)，在该环形区内设有若干圆周向均匀分布的反光区(6a)，在与光耦反射盘相对的部位固定有对着反射盘第一环形区的第一光耦器件(IR1)，第一光耦器件与具有计数功能的控制器输入端连接，控制器输出端通过驱动控制电路接电机。

本发明装置的进一步方案是：在光耦反射盘上设有与第一环形区半径不同的第二环形区(62)，第二环形区里设有若干反光区(6b)，在与光耦反射盘相对的部位固定有对着第二环形区的第二光耦器件(IR2)，第二光耦器件与具有计数功能的控制器输入端连接。

再进一步方案是：设有一个与第一环形区半径不同的第三环形区(63)，第三环形区里设有一个用于整圈计数的反光区(6C)，在与光耦反射盘相对的部位固定有对着反射盘第三环形区的第三光耦器件(IR3)。

所述的光耦器件是指具有光发射、光接收、光电转换功能的器件。

本发明的工作原理是：光耦反射盘以与卷帘卷轴相同的转速或相同比例的转速转动，反射盘上的每个反光区经过与其对应的光耦器件时，即会给其一个光反射信号，光耦器件将该信号变为脉冲电信号输入到具有计数功能的控制器，当接收到第一环形区的光反射脉冲信号数量达到该环形区设置的反光区个数N时，即判断光耦反射盘转动了一圈，多于N整数倍的余数n则可计为n/N圈，环形区设置的反光区数量越多，测量的精度越高，精度可达到1/N圈，根据光耦反射盘的转动圈数，即可计算出卷帘的位置。

例如可以以卷帘某一固定位置为参照位(全关闭或全打开等)，将光耦反射盘相对该参照位每转动一周所对应的卷帘位置数据事先存在控制器里，这样当控制器按上述方法得到光耦反射盘相对该参照位的转动圈数后，即可计算出卷帘的当前位置，并据此向电机发出驱动控制信号。

本发明进一步方案设置了第二环形区，这样可便于控制器利用从光耦反射盘上接收的光反射信号之间的相位差异判断光耦反射盘的转动方向，同时还可利用该圈发出的计数信号提高测量精度。

本发明再进一步方案在第三个环形区设置的反光区，可用于作整数圈计数，每获取一个第三环形区发出的反光信号，即可判断反射盘转动了一圈，控制器可利用该信号作为整圈计数信号。

本发明可以通过在光耦反光盘的一个或多个环形区里，根据需要从数量和相位上灵活设置反光区的布局，利用光耦器件获取反光区发出的信号数量和/或相位判断反射盘转动的圈数和转动方向，进而计算出卷帘所在的位置，本发明具有结构简单、使用的元器件少，占用空间小，传感精度高的优点。

附图说明

图1、本发明实施例1装在卷帘驱动装置上的结构示意图

图2、本发明实施例1光耦反射盘6结构与光耦器件相对位置示意图(为直观表达，本图装有光耦器件的电路板5左侧向外转了90度)

图3、图1实施例1光耦反射板6与光耦电路板5的A向结构示意图

图4、顺时针转动时IR1、IR2、IR3发出的脉冲信号示意图

图5、逆时针转动时IR1、IR2、IR3发出的脉冲信号示意图

图6、本发明实施例1电路图

图7、本发明实施例2光耦反射盘与光耦器件分布结构示意图

1-机壳  2-电机  3-变速箱  4-卷带轴  5-光耦电路板  6-光耦反射盘

7-齿环  8-皮带  9-导向轮  10-驱动控制器

具体实施方式

实施例1

图1是本例装在卷帘驱动装置上的结构示意图。

电机2通过变速箱3带动齿环7转动，卷绕皮带8的卷带轴4与齿环7同轴，齿环7与卷带轴4以相同的转速转动，通过皮带8带动卷帘转轴转动，驱动卷帘的开闭。电机2由驱动控制器10驱动，驱动控制器设有检测齿环7转动圈数的传感装置，其具体结构是：

在与卷帘转轴传动连接的齿环7上设有可与其同轴同步转动的光耦反射盘6，光耦反射盘上设有半径不同的三个环形区，从外向里依次是第一环形区61、第二环形区62、第三环形区63，第一、二环形区里分别设有圆周向等距离分布的6个反光区6a、6b，第三环形区设有一个反光区6c。

反光区为银白色，其它部位为黑色，光耦反射盘转动过程中，光耦器件遇到银白色的反光区即会产生一高电平，遇到非反光区一即黑色的吸光区即会产生一低电平。

在与光耦反射盘6相对部位设有固定在光耦电路板5上、分别对着光耦反射盘上三个环形区的第一、二、三光耦器件IR1、IR2、IR3，三个光耦器件在光耦的射盘上的投影在同一半径线上。

第一环形区的反光区6a与第二环形区的反光区6b均为圆心角为30度的扇形区，它们在圆周向相差15角度，部分重合。

本例第二环形区内的反光区6b与第一环形区内的反光区6a在圆周向错开一角度，并部分重合，第一光耦器件IR1和第二光耦器件IR2在光耦的射盘上的投影在同一半径线上，这种布局设置的功能是：

1、控制器可根据从两个环形区接收到的信号的相位判断光耦反射盘是正转还是反转，参见图4、图5分别是反射盘正时针和逆时针方向旋转时三个光耦器件发出的脉冲信号图，从这两个图可看出，当第一、二环形区的反光区脉冲信号均处于高位时，若第二环形区脉冲先降低，就可判断为是顺时针旋转，若第一环形区脉冲先降低，即可判断为是逆时针方向转。

通过接收信号的相位判断光耦反射盘转动方向的方法可以有多种，上述方法的优点是可以作到每一步距都能检测到光耦反射盘的转动方向，提高检测精确度。

2、还可提高测定反射盘转动圈数的精度，如果单用第一环形区的6个反光区测定反光盘的转动圈数时，测量精度是1/6，当按本例第二环形区反光区的设置，可使精度提高到1/12。

通常情况下，当第一、二环形区分别设有在圆周向均匀分布、数量相同的反光区，且反光区与非反光区的圆心角相同、第、二环形区每组对应反光区的相位差是反光区圆心角的一半时，即可比设置一个环形区的检测精度提高。

第三环形区6c设有一个与第一、二环形区反光区重合、圆心角为15度的扇形反光区6c。

每获取一个第三环形区发出的反光信号，即可判断反射盘转动了一圈，控制器可利用该信号作为整圈计数信号，再配合用其它环形区发出的信号作为小于一圈的计量信号，同时控制器还可用整圈计数信号对其它环形区获取的信号数量进行校正，即在两个整圈计数信号之间控制器接收到其它环形区发出的反射光脉冲信号数量与该环形区设置的反光区的数量不相等时，对该环形区发出的信号进行数据校正：将丢失的信号补入，或将多出的(干扰)信号去除，以防止转动多圈后形成较大的误差积累。

本例光耦器件IR1、IR2、IR3采用理光ITR8307/718/F43红外光耦器件。

图6是本发明实施例电路图：三个光耦器件IR1、IR2、IR3(电路图中的U3、U4、U5)的光信号变成电信号后分别经Q4、Q5、Q6放大后输入到控制器W79E825W芯片的14、16、17脚，并通过1、19、20脚输出控制信号，1脚与串接在驱动电机M供电回路的接地一侧电路里的可控硅管Q1的控制极连接，控制电机的通断，19、20脚分别与开关控制管Q2、Q3基极连接，通过继电器J1、J2的双掷开关K1、K2控制电机的正反转。

实施例2

与实施例1不同的是：本例光耦反射盘上第一、二环形区的对应反光区在同一半径线上，即圆周向未错开角度，为了使不同光耦器件接收到的光反射信号错开角度，以判断反射盘的转动方向，本例分别与第一、二环形区对应的第一光耦器件IR1和第二光耦器件IR2在圆周向错开15度角，利用这个两光耦器件产生的脉冲信号相位差，同样可判断反射盘的正反旋转方向。

本发明的实质是在光耦反射盘上设置反光区和用光耦器件接收转动光耦反射盘发出的光反射信号，通过获取信号的数量、相位差异来获取反射盘的转动圈数和转动方向信息，进而得到与光耦反射盘传动连接的卷帘的位置，反光区的布局可以根据需要灵活变化。本例列举了设置一个、两个、三个环形区的实例，还可根据需要设置更多的环形区。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。