百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制方法与装置.pdf

本发明公开了一种百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制方法与装置，所述方法包含以下步骤：当接受到激活指令时，先使叶片组复归于一原点位置，再以此原点进行转动至特定目的角，及当运转中，若再接受到特定摆转角度指令时计算剩余角度差以继续转动至特定目的角，另外，本发明并包含一种百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，具有一输入接口供输入指令；一用以感测叶片组至少一原点位置的传感器、一用以驱动叶片组摆转的驱动器，及一控制器依据原点位置及目的角计算与控制驱动器的运转，借以控制叶片组快速且精确地转动至所需角度，增进使用操作方便性。

1.  一种百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制方法，其特征在于，在接受一开启的指令后，依据一叶片组位置传感器的状态，执行以下步骤：
检查记录目前该传感器状态，为接通或断路；
控制叶片组一第一方向转动一摆转角度；
判断传感器变化情形，若是传感器维持断路状态或由断路状态改变为接通状态，则执行控制叶片组一第一方向转动一摆转角度步骤；若是传感器维持接通状态，确认现在角为上原点；若是传感器由接通状态改变为断路状态，确认现在角为下原点减去该摆转角度；以及
循环检视目的角与现在角的差异，若目的角大于现在角，则向与第一方向相反的第二方向转动一摆转角度且现在角加上该摆转角度；若目的角小于现在角，则向第一方向转动一摆转角度且现在角减去该摆转角度；重复上述检视直到目的角等于现在角时停止。

2.  根据权利要求1所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制方法，其特征在于，该摆转角度为5度。

3.  一种百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，该百叶窗板叶片组的每一叶片连接一拉杆以连动控制，且该百叶窗板叶片组的该每一叶片，分别与一输出轴通过一端盖套接传动且枢接于一框架的对应轴孔，其特征在于，此装置包含：
一传感器，用以感测叶片组的至少一原点位置，且包含一动作件及一开关，该动作件连结于该输出轴；
一驱动器，包含一马达及一减速齿轮组，且该齿轮组连结于该输出轴，借以驱动输出轴使该百叶窗板叶片组进行转动；以及
一控制器，接受外部目的角指令信号，用以控制驱动器并经由传感器确认叶片组的原点位置，再驱动叶片组转至该目的角度。

4.  根据权利要求3所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，其特征在于，含有一本体以容纳该传感器、驱动器及控制器；以及一输入接口用以传输该指令信号至该控制器。

5.  根据权利要求3所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，其特征在于，该装置还包含一电池组，设置于该本体中以提供所需电力。

6.  根据权利要求3所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，其特征在于，该马达为一步进马达。

7.  根据权利要求3所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，其特征在于，该减速齿轮组包含一马达齿轮、一同轴齿轮组及一输出齿轮，该马达齿轮固连于该马达的输出轴，该同轴齿轮组由一小齿轮及一大齿轮组成且该大齿轮啮合于该马达齿轮，该输出齿轮固设于该输出轴。

8.  根据权利要求7所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，其特征在于，该大齿轮及该小齿轮滑配于一轴杆之上，并将一弹性件夹置于其间保持适当的传动扭矩。

9.  根据权利要求3所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，其特征在于，该输出轴设有至少一动作点，具有动作突起对应该叶片组的一至少一原点角度，用以推压该传感器开关动作。

10.  根据权利要求3或9所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，其特征在于，该输出轴形成一轴孔以与叶片端盖对应形成的突起相结合传递旋转力。

11.  根据权利要求9所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，其特征在于，该输出轴的该轴孔为十字状。

12.  根据权利要求4所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，其特征在于，该输入接口，用以输出角度指令至该本体的方式为有线或无线通信方式。

13.  根据权利要求12所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，其特征在于，该输入接口为一遥控器，以射频或红外线方式通信。

14.  根据权利要求4所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，其特征在于，该输入接口设有多个特定目的角按键。

15.  根据权利要求14所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，其特征在于，该特定目的角按键包含上原点键、第一目的角键、第二目的角键、第三目的角键、下原点键及停止键的至少一部份。

16.  根据权利要求14所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，其特征在于，该第一目的角键为45度。

17.  根据权利要求14所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，其特征在于，该第二目的角为90度。

18.  根据权利要求14所述的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，其特征在于，该第三目的角为135度。

百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制方法与装置
技术领域
本发明涉及一种百叶窗板(shutter)叶片组摆转角度的电动控制方法及装置，尤其涉及一种能在使用上快速使百叶窗板的叶片组转动至所需角度，且能提供更佳的操作便利性的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制方法及装置。
背景技术
由于科技不断的进步，使得人们不断追求生活质量提升的愿望得以实现，许多日常生活中的用品也开始走上自动化。现今的百叶窗板，如图9所示，大致具有枢设于窗户(未图标)边缘的框架20以及呈水平平行枢设在框架20两侧的多个叶片21a组成；各叶片21a两端以可旋转而有适当阻尼(防止叶片组因自重自行旋转)的枢轴件210插设在框架20内侧未图标的枢孔上；各叶片21a朝室内的一边的中段部位通过一支拉杆22以钩环组相连动，使百叶窗板可用手推拉拉杆22调节整个叶片组21的角度。
然而，以手动方式操作调整叶片角度，必须靠近百叶窗板才能操作；当有许多扇百叶窗板要调整时，必须逐一操作，而且很难将每一扇百叶窗板准确、美观地转动至所需的特定角度，因而造成操作使用上的不方便。
基本上，运用马达装置可将操作电动化。此种电动机构必须可正、反转操作，一般而言，可使用直流小马达及以电池为动力。对于角度控制，基本上，运用遥控信号有可能使多扇百叶窗板同时操作，但如果只是依赖操作者目视控制激活正、逆转和停止，仍然会发生类似手动操作时无法使多扇百叶窗板同时调整至共同特定角度的窘况。进一步，对于电动操作的装置，使用者仍可能以手动操作，故电动控制设计必须能满足此种需求而不致冲突或使装置损坏。因此为达到使用操作上的便利性，以简单可靠的装置与方法达成百叶窗板叶片组角度的电动控制，成为本发明的主要标的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制方法及装置，用以解决现有百叶窗板在使用上无法快速使叶片转动至所需角度的缺失，同时也满足百叶窗板的电动装置也能容许使用者手动调整叶片组的需求。
为实现上述目的，本发明提供一种百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制方法，容许使用者以特定目的角为指令操作，包含以下步骤：当接受到激活目的角指令时，先使百叶窗板叶片组复归于一原点位置；之后以该原点进行百叶窗板叶片组转动至特定目的角；以及当运转中，若再接受到特定摆转角度指令时计算剩余角度差以继续转动至该特定目的角。本发明的较佳实施例为提供上原点、45度、90度、135度及下原点等五种指令选择，使百叶窗板叶片组只需依据使用者一个指令即自动执行至所需摆转角度。
而且，为实现上述目的，本发明并提供一种百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置，具有一输入接口供输入指令；一传感器用以感测叶片组至少一原点位置、一驱动器用以驱动叶片组摆转，以及一控制器依据原点位置及目的角计算与控制驱动器的运转，借此达到快速且精确地使百叶窗板叶片组转动至所需角度，增进使用操作的方便性。本发明的实施例中并提供一力矩限制器使驱动器与叶片组之间仅传递适当的连结力矩，在力矩超过预设范围时滑脱，借以保护传动构造免受损坏，并容许使用者手动调整叶片组。
本发明百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制方法及装置至少可达下列的功效：
1.本发明能使百叶窗板的叶片组在一个指令下自动转至指定角度，且可以遥控操作，同时控制多个百叶窗板的叶片组转至目的角；
2.本发明能使百叶窗板的叶片组智能地寻找原点，据以控制旋转至目的角，并允许过程中更新目的角需求，以节省时间与电力消耗及可以兼顾电动与手动的操作需求。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为本发明百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置组成示意图；
图2为本发明百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置作用示意图；
图3为本发明百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置的本体剖面示意图；
图4为本发明百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置叶片摆转角度的驱动器、传感器及叶片组局部构造示意图；
图5为本发明百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置叶片摆转角度的输入接口示意图；
图6为本发明百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制方法的叶片摆转角度示意图；
图7为本发明百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制方法流程示意图；
图8为本发明百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置的齿轮组及弹性阻尼构件示意图；以及
图9为现有百叶窗板叶片组示意图。
其中，附图标记：
(现有技术)
20：框架       21a：叶片
210：枢轴件    22：拉杆
(本发明)
1：百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置
10：本体              109：输出轴
109a：轴孔            101：电池盖
20：框架              21：叶片组
212：端盖             212a：突起
40：传感器            41：动作件
411、412：动作突起    413：簧片
42：开关              50：驱动器
51：马达              52：马达齿轮
53：大齿轮            54：小齿轮
55：输出齿轮             56：轴杆
561：扣环                562：螺牙
580：垫圈                581、582：螺帽
59：橡胶圈               61：输入接口
610：上原点键            611：第一目的角键
612：第二目的角键        613：第三目的角键
614：下原点键            615：停止键
62：电路板               U：上原点
A：第一目的角            B：第二目的角
C：第三目的角            S2、D：下原点
S1：起始点               T1、T2、T3：目的角
M1、M2、M3：中间点
具体实施方式
图1及图2为本发明的组成及作用示意图。本发明百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置1包括一本体10埋设于百叶窗板框架20的一侧，一输出轴109与叶片组21其中一叶片的一端通过一端盖212相套接传动。本体10可由一输入接口61通过有线或无线方式传输信号而遥控；无线通信方式可以为射频或红外线信号方式。在此，叶片组21的各叶片以可滑顺旋转的方式枢接于框架20的对应轴孔上，以利控制装置1的输出足以驱动叶片组21旋转。此百叶窗板包含一拉杆22连接叶片组21的各叶片以连动控制，并容许使用者手动操作。在电动操作时，输入接口61上的多个特定目的角按键，例如：上原点键610、第一目的角(45度)键611、第二目的角(90度)键612、第三目的角(135度)键613等，用以输出角度指令至本体10，使百叶窗板叶片组21自动摆转至所需上原点U、第一目的角A、第二目的角B、第三目的角C等。
图3为本发明一实施例的本体10外观及局部剖示图。本体10大体为一盒体供埋设固装于未图标的百叶窗板框架中，一输出轴109与叶片组21的一叶片一端套接的一端盖212相衔接以传递旋转力。动力来自于本体10中未图标的电池组经控制驱动一马达51。一电池盖101可被取下以更换电池组。大体而言，本实施例的百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制装置本体10，具有一未图标的接收器(例如红外线信号接收电路)供接收控制指令；一传感器40用以感测叶片组21至少一原点位置、一驱动器50用以驱动叶片组21摆转，以及一控制器(含微处理器及电路)依据原点位置及目的角计算与控制驱动器50的运转。在此，传感器40包含一连设于输出轴109的动作件41及一开关42；驱动器50包含一马达51及减速齿轮组(如后述的齿轮52，53，54，55等)，借以驱动输出轴109。当控制器接受来自输入接口的指令信号时，控制驱动器50并运用传感器40确认叶片组21的原点位置，再进一步驱动叶片组21至目的角度。
图4显示驱动器50、传感器40及叶片组21(以端盖212表示)一实施例的局部构造。马达51的输出轴固连一马达齿轮52；一大齿轮53与马达齿轮52啮合；一小齿轮54与大齿轮53同轴设置，两者固连或具有力矩限制器(容后叙述)；一输出齿轮55固设于输出轴109；上述马达51、马达齿轮52与同轴齿轮组(包含大齿轮53、小齿轮54)以及输出轴109构成驱动器50，设置于本体10中，使同轴齿轮组(包含大齿轮53、小齿轮54)及输出轴109可定位枢转，将马达51的旋转力减速增力传动至输出轴109。输出轴109形成十字(或其它适当形状)轴孔109a以与叶片端盖212对应的突起212a相结合传递旋转力。马达51最好为一步进马达，以借其驱动脉冲精确控制旋转角度。输出轴109上至少设有一动作点，在此为两动作突起411，412分别对应叶片组21的上原点U及下原点D；动作突起411，412通过一簧片413推压一开关42动作，使输出轴109及叶片组21旋转抵达叶片可旋转范围的上、下极限位置附近(即上、下原点)时，开关42产生接通(ON)信号，而在其它中间角度时产生断路(OFF)信号，以供未图标的控制器据以控制叶片组21旋转定位，当控制器确认叶片组21抵达上、下原点U或D时即可据以控制叶片转至其它定位角A，B，C等。上述簧片413及开关42(固设于电路板62上)均固设于本体10内，而与动作突起411，412组成传感器40。
图5显示本发明其中输入接口61的一实施例。此输入接口最好为一遥控器，使能以射频或红外线信号同时对多数个百叶窗板进行遥控。输入接口61设有多个特定目的角按键，例如上原点键610，第一目的角键611，第二目的角键612，第三目的角键613，下原点键614，以及停止键615等。借此，使用者只需选择按压任一目的角按键610，612，613或614以发出指令信号，本发明的装置即自动执行角度控制；在执行中，使用者可随时改变目的角度或按停止键615停止叶片组21转动。
如图6所示，叶片21转动角度的示意图，举例说明本发明的控制方法。例如：叶片从一起始点S1激活时，首先向上转，一直到抵达上原点U(传感器ON)后，控制器反向计数角度(以时间或脉冲数)以旋转叶片至目的角T1；在此其间，例如未达上原点U之前的中间点M1，即使改变目的角设定，控制器将继续执行上转以寻找上原点U后再往新目的角控制(若目的角是上原点U或下原点D，则随时上、下转到底)；若过了上原点U到达一中间点M2时接收到新目的角指令，则以现在位置推算后续行程，继续旋转至新目的角T2；又例如在未抵达T2之前的中间点M3时又接到新目的角指令，则因已超过位置，故控制反向旋转回新目的角T3。另一控制例为：叶片21原先停止在下原点D，传感器ON，当新激活时，控制器不能确定叶片21是在上原点U或下原点D(因为停止期间叶片有可能被使用者手动移位)，故仍控制叶片上转，但实时检查传感器40，发现信号由ON变成OFF，故获知原先在下原点D，即可据以控制叶片往目的角(即第二目的角B)转动。
本发明百叶窗板叶片组摆转角度的电动控制方法再以图7流程图加以说明。当接受到一开启指令使叶片从停止中激活时，首先检查记录目前位置传感器状态(步骤S10)，之后，向上转一摆转角度(步骤S20)，再判断传感器变化情形(步骤S30)，若传感器40由ON变OFF，表示原先在下原点，故现在角等于下原点减摆转角度(步骤S40)可由此继续控制旋转；若传感器维持OFF或刚由OFF转ON，表示仍未达(或刚进入)上原点U，可再继续上转一摆转角度再度确认一次；当确认传感器维持ON时，表示现在在上原点，现在角等于上原点(步骤S50)，可据以往下旋转到目的角。在运转过程中，循环检视最新目的角与现在角的差异(步骤S60)，若现在角大于目的角则上转，即向上转一摆转角度且现在角减去摆转角度(步骤S70)；若现在角小于目的角则继续下转，即向下转一摆转角度且现在角减去摆转角度(步骤S80)；若是差异为0时停止。在本实施例中，每次修正的摆转角度以5度代表，实际上当然可以用其它角度值运作。
本发明中，由于使用马达为动力并经减速齿轮组减速，使输出轴产生足够的力矩，但相对地，当人工操作拉杆或叶片转动，或叶片旋转中碰到障碍物或到达死点等情形时，外力从叶片方面输入，相对驱迫内部驱动器构件(例如马达内减速齿轮)瞬间快速转动，很容易损害驱动器构件。故本发明在传动轴与马达输出轴的传动路径上设计一力矩限制器，使外力或负荷超过一默认值时，传动力会滑脱，使外力不致伤害驱动器构件。在本发明如图4的实施例中，在同轴的减速齿轮上设计一弹性阻尼构造，如图8的透视及剖示图所示，大、小齿轮53，54滑配于轴杆56之上，其间夹置一弹性件，例如硅胶或橡胶圈59，利用轴杆56一端的肩部或扣环561与另一端的螺牙562、垫圈580及双螺帽581，582锁紧至一适当压力，而产生适当的摩擦传动力矩。此力矩设定为足以由内部输出驱动叶片转动，且能经由过载滑动，保护内部驱动器构件不受外部输入的过度力矩所伤害。此力矩限制器当然也可以设计在输出齿轮与输出轴之间，或设计在马达齿轮上。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。