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CN101090853A - 用于控制线形材料的缠绕的系统和方法 - Google Patents

用于控制线形材料的缠绕的系统和方法 Download PDF

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CN101090853A CN200580021640.XA CN200580021640A CN101090853A CN 101090853 A CN101090853 A CN 101090853A CN 200580021640 A CN200580021640 A CN 200580021640A CN 101090853 A CN101090853 A CN 101090853A
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Abstract

本发明的优选实施例包括当用户试图退绕诸如水管之类的线形材料时能够帮助用户的一种自动卷轴。所述自动卷轴包括具有电动机控制器(224)的控制系统(200)，所述电动机控制器能够感测线形材料的拉动或增加的拉力，并且能够促使电动机(222)旋转以退绕线形材料。在特定的实施例中，当收回线形材料的末端部分时，电动机控制器(224)跟踪线形材料的未缠绕通口的长度，并且/或者减小电动机(222)的缠绕速度。

Description

用于控制线形材料的缠绕的系统和方法
技术领域
本公开一般涉及一种用于缠绕(spool)线形材料的系统和方法，具体地，涉及一种具有用于控制线形材料的缠绕的电动机控制器的机动化的卷轴。
背景技术
诸如水龙带之类的线形材料可能是麻烦且难以管理。已经设计了一些机械卷轴以帮助将此种线形材料缠绕到鼓状装置上。一些传统的卷轴手动地运行，要求用户物理地旋转卷轴、或鼓以缠绕线形材料。这对于用户可能是费力且耗时的，尤其当软管具有相当大的长度时。其他卷轴是电动机控制的，并且可以自动地卷起线形材料。这些自动的卷轴经常具有齿轮传动装置，其中电动机的多次旋转促使转轴的单次旋转。例如，一些传统的自动卷轴具有30∶1的齿轮减速，其中电动机的30次旋转导致卷轴的一次旋转。
然而，当用户试图从自动卷轴中拉出线形材料时，用户必须反方向地通过齿轮减速促使的增加的阻抗，因为电动机针对卷轴的每一个完整的旋转30次。不仅使用户负有外部物理负担，而且线形材料经受额外的应力。一些自动卷轴包括诸如空挡离合器之类的离合器(clutch)系统，所述离合器系统使电动机无效(或脱离合)以使用户能够自由地拉出线形材料。这通常要求用户处于卷轴的位置处以激活离合器。另外，离合器组件可能是昂贵的并且相当大地增加了自动卷轴的成本。
传统的自动卷轴电动机还倾向于以恒定的速率旋转卷轴。因此，当卷轴到达线形材料的末端时，此种旋转可能促使线形材料的无法控制地摇摆，甚至与卷轴单元强有力地对撞。这不稳定的移动可能导致财产损坏或通过线形材料击中附近的人对其严重的伤害。时常地，用户还必须按下按钮或激活控制器以停止自动卷轴旋转。为了解决此类问题，一些自动卷轴整合了昂贵的编码器，所述编码器跟踪记载剩下的要缠绕的线形材料的数量。
发明内容
因此，存在对自动卷轴的需要，当用户试图拉出或展开线形材料(例如园艺软管)时所述自动卷轴帮助用户。另外，存在针对自动卷轴的需要，所述自动卷轴便宜地记载留待收回的软管部分的长度的轨迹。还需要具有电动机控制器的自动卷轴，所述电动机控制器当收回软管的末端部分时减小电动机的缠绕速度。
在特定的实施例中，自动卷轴积极地帮助试图从卷轴收回软管的用户。例如，当用户从卷轴拉软管时，自动卷轴可以感测倒退(back)，或使通过电动机的反向旋转而创建的电磁力(EMF)信号变得相反。根据感测反相的EMF信号，电动机控制器促使电动机旋转，使得从卷轴延迟了已卷绕的园艺软管。
在特定的实施例中，电动机控制器监测已卷绕在卷轴的软管的量。当卷轴收回软管的末端部分时，电动机控制器促使电动机以较低的速度运行，从而降低了收回的速度。这种速度的降低防止当将软管收回到卷轴中时促使对软管的末端的损害或损伤。
在一个实施例中，公开了一种用于促进线形材料的缠绕的自动卷轴。自动卷轴包括：具有缠绕表面的可旋转的鼓，当所述鼓以第一方向旋转时，所述鼓能够将线形材料卷绕到缠绕表面周围，当所述鼓以第二方向旋转时，所述鼓还能够将线形材料从缠绕表面周围展开。所述卷轴还包括电动机，所述电动机能够与鼓相互作用以选择性地在第一方向或第二方向中旋转鼓；以及包括控制电路，当所述控制电路检测到线形材料的拉力在预定量以上时，所述控制电路能够输出控制信号来促使电动机以第二方向旋转鼓以展开线形材料。
在一个实施例中，公开了一种用于提供用于缠绕线形材料的电动化卷轴的方法。所述方法包括：提供可旋转部件，所述可旋转部件能够旋转以将线形材料卷绕到可旋转部件周围；以及提供电动机，所述电动机能够与可旋转部件相互作用以控制可旋转部件的旋转速率。所述方法还包括提供电动机控制器，所述电动机控制器能够向电动机输出至少一个信号，以当卷绕线形材料的末端部分时降低可旋转部件的旋转速率。
在一个实施例中，共来了一种用于促进线形材料的缠绕的电动化的卷轴。所述电动化的卷轴包括：可旋转部件，所述可旋转部件能够旋转以将线形材料卷绕到可旋转部件周围；电动机，所述电动机能够在至少第一方向中与可旋转鼓相互作用；以及控制电路，所述控制电路能够通过监测至少一个电动机信号来监测可旋转鼓的旋转，至少当线形材料的末端接近可旋转鼓时确定所述电动机信号。
在一个实施例中，公开了一种用于自动地缠绕软管的卷轴。所述卷轴包括：用于旋转以缠绕软管的装置；与用于旋转的装置相互作用以控制用于旋转的装置的旋转速率的装置；以及当卷绕软管的末端部分时，向用于相互作用装置输出至少一个信号以降低用于旋转的装置的旋转速率的装置。
为了概括公开的目的，这里已经公开了本发明的确定的方面、优点和新颖性特征。应该理解的是，没必要将所有的这些优点根据本发明的任意具体的实施例来实现。因此，可以将本发明用以下方式具体实现或执行：可以实现或最优化如这里所教导的一个优点或一组优点，而不必实现如这里所教导的或建议的其他优点。
附图说明
图1说明了自动卷轴的典型实施例的正视图。
图2说明了通过图1的自动卷轴可用的典型控制系统的方框图。
图3说明了通过图2的控制系统可用的可变收回速度过程的实施例的流程图。
图4说明了和以图1的自动卷轴一起使用的遥控装置的典型实施例。
图5说明了通过图2的控制系统可用的反向辅助过程的典型实施例的流程图。
图6至图9说明了图1的自动卷轴的电动机控制器的典型电路的示意图。
图10A至图10C说明了图1的自动卷轴的电动机控制器的典型现场可编程门阵列(FPGA)的方框图。
具体实施方式
图1说明了根据本发明的一个实施例的自动卷轴100。构造说明的自动卷轴100以缠绕水管，例如用在花园或院子区域。可以构造自动卷轴100的其他实施例以缠绕空气软管、压力软管、或用在家庭设置、商业或工业设置等的其他类型的线形材料。
说明的自动卷轴100包括通过多个腿104形成的底座(例如，其两个腿在图1中示出的四个腿)支撑的轴体102。有利地，轴体102容纳几个部件，例如电动机、电动机控制器、卷轴机构(包括旋转鼓)、卷绕到鼓上的线形材料部分(例如，软管)等。优选地，轴体102用耐用材料构造，例如硬塑料。在其他的实施例中，轴体102可以用金属或其他合适的材料构造。在特定的实施例中，轴体102具有足够的轴体积以容纳拥有约100英尺长的标准园艺软管的卷轴。在其他的实施例中，轴体102能够容纳用于拥有比100英尺长更长的标准园艺软管的卷轴。
描述的腿104将轴体102支撑于诸如土地(例如，草地)或地板之类的表面以上。腿104也可以有利地包括轮子、滚筒等设备，以实现自动卷轴100在地面或其他支撑表面上的移动。在本发明的确定实施例中，腿104能够锁到或粘附到确定的位置以防止自动卷轴100的侧向移动。
在特定的实施例中，可以将轴体102的部分可移动地粘附到底座，以允许当将软管卷绕到内部卷轴上时自动卷轴100的往复运动。在Mead，Jr.的美国专利No.6,279,848中更加详细地描述了往复运动机制的一个示例，将其内容全部合并在此作为参考。在这里描述的以及在图中没有示出的确定的结构和机制已在美国专利No.6,279,848中说明。
已描述的自动卷轴100还包括界面面板106，所述界面面板106包括电源按钮108、选择按钮110、和指示灯112。电源按钮108控制电动机的运行，从而控制自动卷轴100。例如，当电动机处于断开或停止状态时，按下电源按钮108开动电动机。在特定的实施例中，为了解决过早的命令或电失灵，可以要求按下电源按钮108预定的时间或次数，例如，在接通电动机之前至少约0.1秒。另外，如果按下电源按钮108并且保持长于约3秒，自动卷轴100可以断开电动机，并且产生错误信号(例如，开动指示灯112)。
如果当电动机运转时按下电源按钮108，则断开电动机。优选地，通过电源按钮108产生的命令优先于从遥控设备(以下讨论)接收的任何命令。在特定的实施例中，可以要求按下电源按钮108超过约0.1秒以断开电动机。
已说明的界面面板106还包括选择按钮110。选择按钮110可以用于选择自动卷轴100的用户可用的不同选项。例如，用户可以压下选择按钮110以指示自动卷轴100使用的线形材料的尺寸的类型。在其他实施例中，选择按钮110可以用于选择针对自动卷轴100的卷绕速度。
已说明的指示灯112向用户提供关于自动卷轴100的功能的信息。在一个实施例中，指示灯112包光纤指示器，所述指示器包括半透明按钮。在特定的实施例中，将指示灯112构造为发出不同的颜色或发出不同的光图案以表示不同的事件或条件。例如，指示灯112可以闪现闪烁的红色信号以指示错误条件。
在本发明的其他实施例中，自动卷轴100可以包括处理指示灯112之外的指示器类型。例如，自动卷轴100可以包括发出可听声音或音调的指示器。
尽管参考具体的实施例描述了界面面板106，界面面板106可以包括可用于控制自动卷轴100的运行的更多或更少的按钮。例如，在特定的实施例中，有利地，自动卷轴100包括“接通”按钮和“断开”按钮。
另外，界面面板106可以包括共与用户通信用的其他类型的显示器或设备。例如，界面面板106可以包括液晶显示器(LCD)、触摸屏、一个或多个旋钮或刻度盘、小键盘、及其组合。有利地，界面面板106还可以包括从遥控设备接收信号的RF接收机(以下讨论)。
优选地，选择按钮110通过电池电源供电。例如，电池电源可以包括可再充电的电池。在一个实施例中，将指示灯112配置用于向用户显示电池电压电平。例如，指示灯112当电池电平为高时显示绿光，当电池寿命在被用完时显示黄光，以及当电池电平为低时显示红光。在特定的实施例中，将选择按钮110配置用于当软管处于全部收回的状态或电池电压骤降到确定的电平以下(例如，约11V)时，关闭电动机。这可以防止当将软管从自动卷轴100中缠绕出来时电池被完全地放电。
除了使用电池电源之外或代替使用电池电源，其他电源能量可以用于向自动卷轴100供电。例如，自动卷轴100可以包括与AC电源插座电连接的电线。在其他实施例中，自动卷轴100可以包括太阳能电池技术或其他类型的供电技术。
如图1中进一步所说明的，自动卷轴100包括缠绕通口114。缠绕通口114提供可以通过或在其上缠绕线形材料的轴体102上的位置。在一个实施例中，缠绕通口114包括具有约1至2英寸直径的环形，以便容纳标准的愿意软管。在本发明的其他实施例中，缠绕通口114可以位于轴体102的可移动部分上以促进缠绕。在特定的实施例中，将缠绕通口114定制大小，使得在缠绕期间仅有软管通过其中。在该实施例中，缠绕通口114的直径可以足够地小以阻碍软管(hose)末端处的配件和/或喷嘴的通过。
技术人员根据这里的公开将认识到可用于自动卷轴100的、多种可选的实施例、结构、和/或设备。例如，卷轴100可以包括可用于这里描述的本发明的实施例的任意支撑结构、任意底座、和/或控制台。
图2说明了可用于控制线形材料的缠绕和/或退绕的典型控制系统200的方框图。在特定的实施例中，有利地，自动卷轴100将控制系统200容纳在壳体102内部。
如图2的方框图中所示，控制系统200包括可旋转部件220、电动机222、电动机控制器224、和接口226。通常，可旋转部件220通过电动机222供以动力以缠绕和/或退绕线形材料，例如软管。在特定的实施例中，电动机控制器224基于已存储的指令和/或通过接口226接收的指令来控制电动机222的运行。
在特定的实施例中，可旋转部件220包括能够在至少一个轴上旋转从而缠绕线性材料的大体圆柱型鼓。在其他实施例中，可旋转部件220可以包括适用于卷绕线性材料的其他装置。
在一个实施例中，自动卷轴100的电动机222包括电刷DC电动机(例如，具有电刷且具有换向器的传统DC电动机，所述换向器当电动机旋转时将已施加的电流切换到多个电磁柱上)。有利地，电动机222提供动力以旋转自动卷轴100内部的鼓220，以将软管缠绕到鼓220上，从而促使软管收回到轴体102中。
在本发明的一个实施例中，电动机222经由齿轮传动装置与鼓相连。例如，有利地，自动卷轴100可以包括具有约30∶1的齿轮减速的齿轮传动装置，其中电动机222的约30次旋转产生鼓220的约1次的旋转。在其他的实施例中，有利地，可以将其他的齿轮减速用于促进软管的缠绕。仍然在其他实施例中，电动机可以包括电刷DC电动机222、步进电动机等。
在本发明的确定实施例中，电动机222在约10V和约15V之间的电压范围之内运行，并且消耗最高约250瓦。在正常负载情况下，电动机222可以运用约120盎司-英寸(或约0.85牛顿-米)的扭矩，并且以约2500rps(每分钟转速)运行。优选地，电动机222还能够在约约0℃至约40℃的环境温度范围内运行，允许用于卷轴100在各种类型的气候条件下的广泛使用。
在特定的实施例中，有利地，电动机222以选择的转速运行，以促使鼓220在约30秒的时间段之内收回100英尺的园艺软管。然而，根据这里的公开技术人员将认识到，收回时间可以根据使用的电动机的类型以及通过自动卷轴100缠绕的线形材料的类型和长度而变化。
在特定的实施例中，将电动机222配置用于以最大的速度收回软管，例如，在每秒钟约3英尺或约4英尺之间。在确定的优选实施例中，将电动机222配置用于以约每秒钟3.6英尺的最大速度收回软管。为将软管收回速率维持在选定的最大速率以下，有利地，电动机222可以在软管的全部收回期间以不同的速度运行。例如，软管的收回速度可以与卷绕到鼓220上的软管的层的直径成比例。因此，为了最初收回软管时实现相对较高的速度，然而当卷轴100上的软管的直径的增加时保持在最大速率以下，当将更多的软管缠绕到卷轴100上时，鼓220的旋转速度(即，RPM)降低。
本领域的技术人员根据择合理的公开将认识到，自动卷轴100不需要以恒定的速度收回软管。例如，卷轴电动机222可以在整个收回过程中以恒定的RPM运行。在该实施例中，当将更多的软管缠绕到卷轴100中时收回的速度可以增加。
在一个具体地有利实施例中，当相对较短的软管长度仍需缠绕到鼓220上时，电动机222的旋转速度降低以减小软管的线形收回速度。此种电动机速度的减小可以通过防止将软管的末端太强有力地收回到自动卷轴100中，使其免于损伤或物质损害。
通过在图3中的流程图所代表的各种收回速度过程300所说明的一种用于减小软管的末端的收回速度的方法的一个示例。在一个实施例中，电动机控制器224执行图3的各种收回速度过程300以改变自动卷轴100的收回的速度，所述电动机控制器224控制电动机222的运行。例如，当电动机控制器224可以执行各种收回速度过程300，以当将软管几乎全部地收回到自动卷轴100中时改变，例如当剩余有15英寸的软管要收回时。
出于示例的目的，这里将参考在图2中说明的控制系统部件描述各种收回速度过程300。
过程300开始于块332，其中电动机控制器224接收命令以收回于卷轴100相联系的线形材料，例如软管。例如，可以通过接口226接收此命令。在块334，卷轴100以第一或正常速度收回软管。例如，卷轴100的电动机222可以旋转鼓220以约每秒钟3.3英尺的速度收回软管。
在确定的优选实施例中，通过根据众所周知的技术的脉冲宽度调制(PWM)来控制电动机222的速度。具体地，电动机控制器224可以通过改变施加到电动机222上的DC电流的占空比控制电动机222的速度。
在块336，电动机控制器224确定电动机222是由已经停止旋转预定的时间段，例如，超过两秒钟。如果电动机222已经停止旋转长于具体的持续时间，过程300继续进行块338，其中电动机控制器224断开电动机222。
如果电动机222还没有停止旋转预定长度的时间，过程300继续进行块340，其中电动机控制器224确定软管的收回位置(例如，在通口114处软管进入卷轴100的部分)是否比距离“初始”位置约15英尺小。例如，“初始”位置可以与软管的末端相关联，并且在块340，电动机控制器224可以确定什么时候软管还剩下约15英尺要收回。在特定的实施例中，电动机控制器224在之前的卷绕周期期间确定“初始”位置，例如当基本上已经收回了所有的软管时。在其他的实施例中，电动机控制器224可以通过编码器的使用计算初始位置，或者用户可以输入关于初始位置的数据(例如，通过输入线形材料的总长度)。
优选地，电动机控制器224有利地跟踪记载已经收回的软管长度。在特定的实施例中，电动机控制器224有利地便宜地跟踪软管的长度，例如，通过监测现有的电子装置。在一些实施例中，此种监测发生在缺乏可以在其他传统自动卷轴中找到的昂贵的编码器。
在特定的实施例中，自动卷轴100监测施加到诸如电刷DC电动机之类的电动机222的电流，并且基于已测量的电流确定电动机222的速度。通过确定电动机222的速度，并且通过跟踪记载电动机222以特定的速度运行期间的时间，自动卷轴100中的电动机控制器224能够计算电动机222的旋转次数，并且因此，能够计算自动卷轴100的鼓220的旋转次数。
根据鼓220的旋转次数和鼓220上的软管的层的直径确定收回到鼓220上的软管的长度。因此，当卷轴100收回软管时，电动机控制器224能够确定收回足够长度的软管使得软管的末端部分(即，最后15英尺)进入软管部分114的时候。当电动机控制器224做出此确定时，电动机控制器224减小PWM脉冲的占空比以减小电动机220的旋转速度，并且从而在最后15英尺(或其他选定的长度)期间收回软管时减小软管的线速度。
在其他的实施例中，当执行过程300以控制线形材料的收回速度时可以使用除了约15英尺之外的长度。例如，可以由用户通过界面面板106设定和/或调节特定的长度。
继续参考图3的过程300，如果收回位置是距离“初始”位置的15英尺或更多，过程300返回块334，其中卷轴100继续以正常速度收回软管。
如果收回位置距离“初始”位置小于15英尺，过程300继续块342，其中电动机控制器224减小电动机222的速度，以便以较低的速度收回软管。例如，电动机控制器224可以减小收回速度到第一或正常速度的一半，约每秒钟1.67英尺。
在块344，电动机控制器224确定电动机222是否已经停止旋转预定的时间段，例如，超过两秒钟。如果电动机222已经停止旋转长于固定的持续时间，过程300继续进行块338，其中电动机控制器224断开电动机222。例如，如果软管的末端咬合通口114使得软管末端不能穿过其中，电动机222不能继续旋转并且随后由电动机控制器224断开。
如果电动机222还没有停止旋转预定的时间长度，过程300返回块342，其中电动机222继续以已减小的速度收回软管。
在特定的实施例中，电动机控制器224在从约10V至约14.5V的电压范围中运行，并且最高消耗约450瓦。在一个实施例中，优选地，电动机控制器224消耗不超过约42安培的电流。为了使免于电流尖脉冲，其中所述电流尖脉冲损坏电动机控制器224和/或电动机222，并且造成电视安全风险，有利地，电动机控制器224的特定的实施例包括电流检测断开电路。在该实施例中，当电流阈值超过确定的时间段时，电动机控制器224自动地停止运转电动机222。例如，电动机控制器224可以检测通过单个MOSFET或通过其他的电流检测设备或部件两端的电流。如果已检测的电流超过42安培以上约2秒钟，有利地，电动机控制器224断开电动机222直到用户清除障碍并且重新启动电动机控制器224为止。在其他的实施例中，可以选择电流阈值和时间段以实现安全和性能之间的平衡。
例如，并且根据针对图3的块336、338和344的具体应用，当自动卷轴100在收回软管的同时软管遇到障碍时，可能发生电流尖脉冲。例如，软管可能勾在石头上、勾在躺椅上、或其他类型的障碍，所述障碍能够阻止由自动卷轴100再收回软管。此时，电动机222(以及鼓220)可以停止旋转并且从而在检测的电流提取中引起尖脉冲。作为安全措施，有利地，电动机控制器224停止运行电动机220，直到电动机控制器224从用户接收另一个收回命令，优选地，在已经除去了任何障碍之后。同样优选地，设定最大电流限制，使得较小的电流尖脉冲不会停止运行电动机222，例如，当软管遇到较小的障碍时，所述较小的障碍不会完全地阻止软管收回，但是促使软管的收回的暂时的减速，随之而来电流中相称的暂时增加。
在特定的实施例中，电动机控制器224还可以使用电流传感器以确定什么时候将软管完全收回到自动卷轴100中并且将软管卷绕到内部鼓220上。具体地，由软管通口(port)114阻碍了软管的末端处的装置进一步地移动时，不能进一步地收回软管并且鼓220不能再转动。当电动机222不成功地试图转动鼓220时，施加到电动机222上的电流增加。电动机控制器224读出电流尖脉冲并且停止运行电动机222。在特定的实施例中，电动机控制器224假设由收回过程的完成引起电流尖脉冲，并且电动机控制器224将软管的电流位置建立为“初始”位置。直到建立新的“初始”位置，如上所述，通过相反方向的转动次数来确定从自动卷轴100拔出的软管的长度，并且如上所述，通过在正向中的转动次数来确定已经回到鼓220-的软管的长度。
另一个方面，如果由电流尖脉冲是由外部障碍促使的，用户可以从障碍中解开软管，并且按下遥控装置中的初始按钮或使用自动卷轴100上的界面面板106截获初始功能。当以此种方式激活电动机控制器224时，电动机控制器224再次正向运行电动机222以进一步地收回软管。当电动机控制器224检测另一个电流尖脉冲时，建立新的“初始”位置。通过使用电流尖脉冲的检测来建立初始位置，这里描述的自动卷轴100的实施例不要求复杂的机制或电学机制以确定何时全部收回软管。技术人员将根据这里的公开认识到，用于跟踪收回的线形材料的数量和/或线形材料的收回速度的多种可选方法和/或设备。例如，卷轴100可以使用诸如最佳编码器之类的编码器，或使用诸如簧片开关之类的磁性设备等。
本领域的普通技术人员根据这里的公开将认识到，可以将最大电流设定在42安培以上或设定在42安培以下，这取决于控制器224和自动卷轴100的设计。
在特定的实施例中，有利地，电动机控制器224具有两种模式：休眠模式和激活模式。电动机控制器224在任何活动发生时运行于激活模式，例如，通过用户的软管的伸展，或响应于来自用户的命令的软管的收回。电动机控制器224还当经由界面面板106或经由遥控装置从用户接收命令时运行于激活模式。在激活模式期间由电动机控制板所要求的电流可以是约30毫安以下。
为了保存能量，在特定的实施例中，有利地配置电动机控制器224以当预定的时间段内(例如60秒)没有发生活动时进入休眠模式。在休眠模式期间，有利地减小了电动机控制器224所要求的电流。例如，电动机控制器224可能在休眠模式中要求约300微安以下。
图4说明了能够使用户手动地控制自动卷轴100而不必使用界面面板106的遥控装置400。在特定的实施例中，遥控器400运行自动卷轴100的流体控制器并且还控制电动机222，以将软管卷绕到鼓220上或从鼓220上解开。例如，遥控装置400可以与如上所述的电动机控制器224通信。
优选地，遥控装置400对诸如标准碱性电池之类的DC电池起作用。在其他实施例中，遥控装置400可以通过其他电源供电，例如锂电池、太阳能技术等。
已说明的遥控装置400包括用于控制软管卷轴运行的一个或多个按钮。在已说明的实施例中，遥控装置400包括阀控按钮450、“初始”按钮452、“停止”按钮454、和“慢进”按钮456。注意，关于这些按钮的符号的使用可以模仿有关磁带、光盘、和视频重放设备的符号。
按下阀控按钮450向自动卷轴100的电子装置发送信号，以将流体控制器连接出于打开和关闭状态之间的电子制动阀，从而通过软管控制流体(例如，水)的流动或者其他(例如，空气)。
按下阀控按钮452以使电动机控制器224将软管卷绕到自动卷轴100内部的鼓220上。在特定的实施例中，在已经按下初始按钮452之后将软管以较快的速度收回且卷绕到卷轴100上。例如，有利地，在约30秒钟将100英尺的软管卷绕到卷轴鼓220上。
按下停止按钮454促使电动机控制器224暂停自动卷轴100中的电动机222的运行，使得软管的收回停止。在特定的实施例中，停止按钮454提供安全特性，使得由停止按钮发出的命令优先于根据初始按钮452发布的命令。
慢进按钮456允许用户控制已由软管卷轴100卷入的软管的数量。例如，在一个实施例中，按下慢进按钮456促使软管卷轴100只要按下慢进按钮456就卷入软管。当用户释放慢进按钮456时，自动卷轴100停止收回软管。在特定的实施例中，当按下慢进按钮456使卷轴100收回软管的速度小于按下初始按钮452之后卷轴100收回软管的速度。因为在按下慢进按钮456期间仅收回软管，优选地，当响应于按下慢进按钮456而收回软管时的电动机速度基本恒定。
在其他的实施例中，有利地，按下慢进按钮456促使卷轴100收回软管设定的长度或持续设定的时间段。例如，在一个实施例中，有利地，慢进按钮456的每一次激活促使卷轴100收回软管约10英尺。在该实施例中，通过按下初始按钮452或停止按钮454促使的命令优先于慢进按钮命令。通过使用自动卷轴100上的界面面板106发起的命令优先于来自遥控装置400的命令。
在特定的实施例中，遥控装置400有利地经由无线技术与自动卷轴100通信。例如在优选的实施例中，遥控装置400经由无线电频率(RF)信道与卷轴100通信，并且不要求与卷轴10的站点线路通信信道。此外，遥控收发机有利地能够在超过软管长度的范围通信。例如，针对配置用于100英尺的软管的自动卷轴100，将通信距离有利地设定为至少约110英尺。在其他的实施例中，将遥控装置400配置用于经由其他无线或优先技术通信，例如，红外、超声、蜂窝技术等。
在特定的实施例中，配置遥控装置400，使得在遥控装置400向自动卷轴100传输有效命令之前，必须将遥控装置400上的按钮按下足够的持续时间(例如，至少约0.1秒)。该性质排除了如果用户无意触摸按钮较短的时间的不必要地传输。
在特定的实施例中，配置遥控装置400，使得如果将任意按钮按下3秒以上(除了慢进按钮456之外)，遥控装置400有利地停止向自动卷轴100传输信号。从而节约电池能量并且禁止向自动卷轴100发送混合的信号，例如当放置在遥控装置400上的物轴体促使按下按钮而用户不知道。
优选地，在使用前将遥控装置400的发射机和自动卷轴100中的接收机进行同步。另外或可选地，可以在电池已经在任一个设备中改变之后对两个设备进行同步。在特定的实施例中，有利地，当自动卷轴100开启的同时，通过遥控装置400上的初始按钮452和停止按钮454超过3秒钟来对设备进行同步。在特定的实施例中，用户有利地通过观察自动卷轴100上闪烁的LED或通过听到由自动卷轴100产生的音频信号来接收完成同步的确认。
在确定的优选实施例中，有利地，当在确定的时间持续期间没有按下遥控装置400的按钮时，将遥控装置400配置用于降低电压到“休眠”模式。例如，如果自最后一次按下遥控装置400上的按钮以来已经过去了60秒的时间段，遥控装置400进入“休眠”模式，其中在将电流从“激活”状态期间消耗的电流减小。当将遥控装置400上的任意按钮按下0.1秒钟以上，遥控装置400进入“激活”状态并且开始传输。
在本发明的实施例中，有利地，将遥控装置400附加到软管的延伸末端处或附近的软管上。在其他的实施例中，没有将遥控装置400附加到软管上。在后一种情况中，用户可以操作遥控装置400以停止水流并且收回软管，而不用进入使用软管的区域。遥控装置的实施例还可以呈现为具有类似和/或组合功能的任意形状。
在特定的实施例中，优选地，自动卷轴100包括反向辅助功能以减小用户从自动卷轴100内的鼓220拉出或退绕软管所需的力气。反向辅助功能抵消了至少一部分反向于自动卷轴100的较大的齿轮减速的拉动的效力。例如，当用户拉软管时，内部鼓转动并且促使电动机222反向转动。
图5说明可用于促进诸如软管之类的线形材料从自动卷轴退绕的反向辅助过程500的典型实施例的流程图。为了典型目的，将参考图2的控制系统200部件描述过程500。
反向辅助过程500开始于块560处，其中电动机222处于激活状态。在块562，电动机控制器224确定是否正在拉软管，例如通过用户设法从自动卷轴100中退绕软管。例如，在特定的实施例中，自动卷轴100检测预定量以上的软管的拉力，例如，促使电动机222反向旋转的拉力。如果电动机控制器224没有感测到软管的拉力或拉力的增加，过程500回到块560。如果电动机控制器224感测到正在拉软管，过程500继续进行块564。
在特定的实施例中，其中电动机222包括电刷DC电动机，电动机控制器224感测反向的EMF以确定什么时候在拉软管。当电动机222是非激活时，电动机控制器224没有向电动机222供电。当用于继续拉软管时，电刷DC电动机的旋转产生可检测的反向EMF，通过电动机控制器224感测该反向EMF。在特定的实施例中，如果电动机控制器224最初处于休眠模式，所述电动机控制器224进入激活模式。
一旦电动机控制器224感测到软管的拉动，电动机控制器224促使电动机222反向转动(即，与用于缠绕软管的旋转方向相反的方向)。电动机222的该反向旋转促使鼓220的反向旋转，以退绕卷绕到其上的软管部分，通过块564对此进行说明。
在特定的实施例中，电动机控制器224操作继电器或其他适合的开关设备以对施加到电动机222上的电流的方向进行反向。反向电流促使电动机222转动自动卷轴100的鼓220，使得将软管退绕(例如，经由软管通口114从自动卷轴100中退出)。在特定的实施例中，控制电动机222以比当自动卷轴100收回软管时的旋转速度低的旋转速度转动。例如，在优选的实施例中，这可以通过控制施加到电动机222的电流的PWM信号的占空比来完成。
在特定的实施例中，鼓220的较低的旋转速度抑制了过度缠绕，并且因此抑制了的自动卷轴100内部的鼓220周围的软管产生不希望的松开。较低的旋转速度还允许用户以与将软管从软管通口114抽出的相同的速度继续拉软管，使得已抽出的软管不会产生贴近自动卷轴100的结。
在特定的实施例中，电动机控制器224促使电动机222和鼓220反向旋转预定的时间段。例如，当电动机控制器224感测软管的拉力时，电动机控制器224可以促使鼓220旋转以退绕软管5秒钟。在其他实施例中，电动机控制器224可以促使鼓220退绕预定长度的软管(例如，约10英尺)，或可以促使鼓220执行确定圈数的旋转(例如，10圈)。
此外，在特定的实施例中，在反向辅助过程500的块564期间，电动机控制器224通过检测施加到电动机222的电流来确定鼓220的反向旋转的圈数，使得知道从自动卷轴100抽出的软管的长度。
在块566，电动机控制器224确定用户是否已经停止拉软管，或是否已经将软管完全地展开，假如这样的话，电动机控制器224停止促使电动机222停止旋转。如果用户还没有停止拉软管或如果没有将软管完全地展开，过程500回到块564，其中鼓220继续旋转以退绕软管。
尽管已经参考具体的实施例描述，技术人员根据这里的公开认识到针对反向辅助过程500的多种可供选择的方法。例如，在特定的实施例中，有利地，遥控装置400包括“前进”按钮(未示出)以激活自动卷轴100反向地操作电动机222，以从自动卷轴100内部的鼓220上展开软管。
技术人员根据这里的公开还应该易于理解，可以对操作流程控制器和软管卷轴设备的电子设备做出各种修改。例如，可以将以上过程300和/或500在软件、硬件、固件、及其组合中实现。另外，在本发明的其他实施例中，可以通过多个部件执行诸如电动机控制器224之类的单个部件的功能。
图6至图9说明了电动机控制器的典型实施例的示意图，例如图2的电动机控制器，执行至少一些上述功能。针对图6至图10C的以下描述和参考仅用于示范性目的，并且没有限制公开的范围。技术人员工根据此后的公开应该认识到可用于代替或组合此后描述的本发明的实施例的多种可选结构、设备、和/或过程。
具体地，图6说明了第一、第二、和第三调节器，所述电压调节器分别从12V的电压源获得已调节的5V、3.3V、和1.5V。响应于REMOTE_POWER输入信号对去往调节器的输入进行转换，当电动机控制器处于激活模式时，将所述REMOTE_POWER输入信号选择性地激活，并且当电动机控制器处于休眠模式时，将所述REMOTE_POWER输入信号选择性地不激活，如上所述。因此，当电动机控制器224处于激活模式时，来自第一、第二、和第三的调节器的电压是可用的。
电动机控制器还包括第四调节器，从12V的电源提供已稳压的3.3V。与去往其他三个调节器的输入不同，不对去往第四调节器的输入进行转换，只要12V的电源是激活的(例如，12V的电源与电动机控制器相连，并且具有足够的电荷)，通过第四调节器提供的未转换的3.3V一般是可用的。
如图7A和图7B中所说明的，电动机控制器包括现场可编程门阵列(FPGA)700，例如，从Altera公司的可获得的CycloneTM。对FPGA 700编制程序以执行在这里描述的功能，并且例如，FPGA 700包括在图10A至图10C中说明的功能块。例如，FPGA 700执行在图10A中的RF命令功能块1002，所述RF命令功能块1002对经由RF接收机(未示出)从诸如遥控装置400之类的遥控装置接收到的RF数据进行解码。RF命令功能块1002产生内部信号(例如，促使收回过程的卷绕(“初始”)信号；促使收回10英尺软管并且然后停止的卷绕10英尺信号(“慢进”)；以及停止所有移动的停止信号)。将RF命令功能块1002的输出提供给其他功能块。
图10B说明了接口功能块1004，所述接口功能块1004从RF命令功能块1002接收内部信号，并且从界面面板106开关转换信号。接口功能块1004处理输入信号，并且产生控制电动机222和水控制阀门的信号。
在图10B中说明的电动机控制功能块1006对来自接口功能块1004的信号进行响应，并且还对通过电动机222的操作促使的信号进行响应。电动机控制功能块1006产生PWM信号、方向信号、和软管位置信号。
图10C说明了：“使继续着”功能块1008，根据开关的操作的定时来控制施加到电动机控制器224的功率，如上所述；电池控制功能块1010，监测电池的状态，并且确定足够的功率(power)是否可用于操作电动机控制器224；“软管在里边”(或“初始”)功能块1012，根据以上讨论的电流感测来确定软管是否在初始位置中；“抗拖”功能块1014，所述“抗拖”功能块1014对当用户从鼓220拉软管时感测的反向EMF进行响应，并且“抗拖”功能块1014产生使能抗拖信号，以促使电动机控制器224反方向地操作电动机222来帮助用户；以及“ee-存储器”功能块1016，响应于来自RF命令功能块1002的命令信号，并且响应于来自“使继续着”功能块1008的信号，向电可擦除存储器(下面描述)提供控制信号。
如图7A中进一步地说明的，电动机控制器包括电可擦可编程序只读存储器(EEPROM)770，在一个优选实施例中，所述电可擦可编程序只读存储器770是来自微芯片技术(Microchip Technology)的可用24LC01B。EEPROM 770从FPGA 700的ee-存储器功能块1016接收串行数据(SDA)和串行时钟，并且选择性地擦除和检索数据。例如，当在休眠模式期间使电动机控制器224功率下降时，EEPROM 770存储当前软管位置。因此EEPROM 770可以当电动机控制器224功率上升并且回到激活模式时，EEPROM 770可以检索在前存储的软管位置。当对自动卷轴100和远程控制器400进行同步时，EEPROM 770还存储RF链接的地址，如上所述。
在已说明的实施例中，Cyclone FPGA 700是一种基于SRAM的器件，当向设备施加功率时所述SRAM-基器件重新加载配置数据。如图7A中所进一步地所说明的，电动机控制器包括串行配置设备772，与FPGA 700相连，以当电动机控制器在处于休眠模式之后回到激活模式时，每次对FPGA700加电时向FPGA 700提供配置信息。在已说明的实施例中，串行配置设备772是来自Altera公司的EPCS1闪速存储器件(例如，EPROM)。提供给FPGA 700的配置信息执行在图10A至图10C中示出的功能块。
在可选的实施例中，有利地，可以将FPGA 700用微处理器代替，所述微处理器是可编程的以执行通过FPGA 700执行的功能。
如图8中所说明的，电动机控制器包括：功率MOSFET驱动器800，例如，从International Rectifier(国际整流器公司)可获得的IR4427双低侧驱动器。MOSFET驱动器800用作为FPGA 700和功率MOSFET驱动器882之间的缓冲器，例如，来自International Rectifier的IRF1010功率MOSFET。具体地，MOSFET驱动器800从图7的FPGA 700接收PWM_FET信号，并且产生去往功率MOSFET驱动器882的栅极驱动器信号。在已说明的实施例中，功率MOSFET驱动器882连接在电动机低电平电源线和低之间，以选择性地将电动机低电平电源线与地相连。电动机高电平电源线与12V电源相连。当激活功率MOSFET 882时，功率MOSFET 882提供电动机低电平电源线和地之间的低阻抗连接，使得电流从12V电源通过电动机并且流回地，以促使电动机转动。
如图8中所进一步地所说明的，电动机高电平电源线和电动机低电平电源线与双刀双掷继电器884的各对触点相连。继电器884具有与motor_1端子相连的第一(上)公共触点，并且具有与motor_2端子相连的第二(下)公共触点。第一公共触点把第一(上)常闭触点和第一(上)常开触点相联系起来。类似地，第二公共触点把第二(下)常闭触点和第二(下)常开触点相关联。电动机高电平电源线与第一常闭触点和第二常开触点相连。电动机低电平电源线与第二常闭触点和第二常开触点相连。
作为上述方式中的触点的配线的结果，当继电器是非激活(即，没有施加到继电器线圈上的功率)时，电动机高电平电源线经由第一常闭触点和第一公共触点与motor_1端子相连，并且电动机低电平电源线经由第二常闭触点和第二公共触点与motor_2端子相连。因此，只要功率MOSFET 882是激活的(例如，只要将PWM脉冲施加到MOSFET驱动器880)，电流从motor_1端子经过电动机的线圈流到motor_2端子，以促使电动机正向旋转(例如，将软管收回到自动卷轴100中)。
当将功率经由通过FPGA 700产生的FWD_REV信号施加到继电器线圈时，使常闭触点从继电器884的各个公共触点中脱离，并且常开触点与各个公共触点接合。因此，电动机高电平电源线经由第二常开触点和第二公共触点与motor_2端子相连，并且电动机低电平电源线经由第二常开触点和第一公共触点与motor_1端子相连。因此，当将MOSFET 882激活而继电器线圈是激活的时，电流从motor_2端子经过电动机线圈以相反方向流到motor_1端子，以促使电动机反方向地转动(例如，帮助用户从激动卷轴100中抽出软管)。
如图8中所进一步地所说明的，电动机控制器包括限流传感器，所述限流传感器包括从国家半导体公司可获得的第一LM311电压比较器。第一比较器具有反相(-)输入端、非反相(+)输入端、和输出端。当施加到非反相输入端的电压比施加到反相输入端的电压高时，第一比较器的输出端为高电平。当施加到反相输入端的电压比施加到非反相输入端的电压高时，第一比较器的输出端为低电平。
连接第一比较器的非反相输入端，以当功率MOSFET 882从电动机将电流传导到地时检测在功率MOSFET 882相对于地的低阻抗的两端产生的电压。
第一比较器的反相输入端接收响应于由FPGA 700产生的PWM_IN信号的输入电压。将来自FPGA 700的信号施加到低通滤波器，所述低通滤波器包括33000欧姆的输入电阻、0.1微法的电容、以及33000欧姆的输出电阻。PWM_IN信号具有通过FPGA 700选择的占空比，以与按照通过施加到MOSFET驱动器880上的PWM_FET信号确定的速度来操作电动机所需的预期电流相对应。低通滤波器操作以产生响应于PWM_IN信号的占空比的滤波器输出电压。将滤波器输出电压施加到第一电压比较器的反相输入端，使得将滤波器输出电压与非反相输入端上的功率MOSFET驱动器882两端的电压相比较。
第一比较器的输出端产生I_LIM信号，所述I_LIM信号当读出的电压比滤波器输出电压高时为高电平，并且当读出的电压比滤波器输出电压低是为低电平。FPGA 700可以通过调节PWM_IN信号的占空比来确定流过电动机的电流，促使I_LIM信号以转换电平。通过FPGA 700相关当I_LIM信号转换电平时的PWM_IN信号的占空比的值，以产生测量的电流值。
FPGA 700将通过前述技术确定的测量电流值与预期的电流值相比较，其中该预期的电流值用于通过如施加到MOSFET驱动器880的PWM_FET信号的占空比所确定的所希望的电动机速度。具体地，电动机所需的电流的量相应于电动机的反向EMF，并且电动机的反向EMF相应于电动机的速度。因此，测量的电流值表示电动机的速度。
如果FPGA 700确定测量的电流不与针对所希望的电动机速度相对应，FPGA 700有利地调节施加到MOSFET驱动器80的PWM_FET信号的占空比，以在根据前述方式继续测量电流的同时，选择性地增加或降低电动机速度。因此，FPGA 700使用通过电流测量技术提供的反馈信息，来控制电动机的速度到所希望的电动机速度。
通过以前述方式控制电动机速度，FPGA 700能够基于电动机速度和电动机以特定的电动机速度运转期间的时间的量来计算软管位置。
电动机控制器包括第二LM311电压比较器。连接第二比较器的非反相输入端，以读出功率MOSFET 882两端的电压，并且因此以读出流过电动机的电流。第二比较器的反向输入端与偏置网络相连。偏置网络提供反向输入端上的电压，将所述电压设定为如此选择的值，使得所述值和与约42安培的电动机电流相对应的功率MOSFET驱动器882两端的已读出的电压对应。第二比较器的输出端产生I_MAX信号。当电动机电流超过约42安培时，第二比较器将I_MAX转换到激活电平。
当FPGA 700读出激活的I_MAX信号时，FPGA 700选择性地调节PWM_FET信号以减小施加到电动机的占空比，以减小经过电动机的电流。如果导致I_MAX信号转换到非激活电平，FPGA 700将PWM_FET信号选择性地维持在新的占空比，并且可以连续地增加占空比，以使电动机回到原始速度。因此，例如，FPGA 700将电流维持在最大电平以下以提供用于软管从临时阻碍中脱离的可能。另一方面，如果电流保持在最大电平以上，FPGA 700选择性地进一步地减小PWM_FET信号的占空比以进一步地减小电流。占空比的减小和促使的电流的减小继续，直到将电流减小到最大电平以下或将电动机断开。
根据已描述的技术，最大电流电平以上的电流电平不会导致电动机的立刻停机，这可以导致较大的电流峰值。相反地，将去往电动机的电流逐渐地减小，从而消除了较大的电流峰值。渐进的电流减小还提供用于通过由电动机施加到软管的持续的力来解决阻碍的可能。
如图8中所进一步地说明的，电动机控制器包括与第二比较器的反向输入端相连的可选择MAX_command输入信号线路。施加到MAX_command输入信号线路的电压有利地增加施加到反向输入端的电压，以增加最大电流阈值。例如，可以将电压有利地施加到MAX_command输入线路以增加最大电流阈值，以便使用自动卷轴100在应用中，在所述应用中，卷绕线形材料所需的力较大，并且需要更大的电动机电流。例如，当自动卷轴100用于卷绕僵硬的软管，例如耐压软管，并且因此要求大的电流。
如图9中所说明的，电动机控制器包括反向EMF传感器990，所述反向EMF传感器990包括PNP晶体管，所述PNP晶体管具有与12V的电源相连的射极，并且具有连接以从电动机的低电平电源线接收MTR_SW输入信号。PNP晶体管的集电极提供LOGIC_REV_SENSE输出信号，当PNP晶体管截止时通过拉低电阻将所述LOGIC_REV_SENSE输出信号拉低。当没有电压施加到PNP晶体管的基极时，PNP晶体管正常地截止，例如没有激活电动机时。当通过激活功率MOSFET 882将晶电动机接通时，将电动机的低电平电源线拉低，并且将PNP晶体管的基极拉低以导通PNP晶体管。当PNP晶体管导通时，将PNP晶体管的集电极上的电压拉高到12V的电源电压，所述电压导致激活的高电平LOGIC_REV_SENSE信号。然而，将正产生PWM信号时，FPGA 700忽略激活的LOGIC_REV_SENSE信号。
如果PWM信号是截止的，并且功率MOSFET因此是截止的，电动机的低电平电源线是正常的高电平。如果通过用户继续拉软管并且旋转鼓来促使电动机反方向地转动，电动机用作发生器以产生已生成的EMF信号，以使去向电动机的低电平电源线上的电压变成相对于去往电动机的高电平电源线上的电压为低电平。将低电平电压施加到PNP晶轴体管的基极，以促使PNP晶轴体管导通以激活LOGIC_REV_SENSE信号。
因为在此期间FPGA 700没有产生PWM信号，FPGA 700通过用户从鼓中拉软管的动作来确定正在转动电动机。因此，FPGA 700激活继电器884，并且产生PWM信号以促使电动机以反方向转动来帮助用户。
如上所讨论的，在辅助拖拽功能期间，FPGA 700产生具有较低的占空比的PWM信号，使得电动机仅提供足够的功率以帮助用户，而不是以较高的速率从自动卷轴100中弹出软管。当拖拽辅助功被激活，而PWM信号非激活时(例如，在当MOSFET截止时的部分PWM占空比期间)，FPGA 700周期性地确定用户是否继续拉动软管，以确定是否继续提供反向功率来帮助用户。
如图9中所进一步地说明的，电动机控制器包括多个二极管992，所述二极管992具有连接在一起的阴极，并且具有与功率控制信号的各个源极相连的阳极。当一个或多个功率控制信号是激活的高电平时，遥控功率信号是激活的高电平以激活图6中的第一至三个调节器。例如，来自界面面板接口106的配线经由管座(header)3与电动机控制器相连。因此，RF接收机的三个输出端与图9中的多个二极管992中的三个相连。因此，当RF接收机相应于来自遥控器的停止命令、初始命令(home command)、或慢进命令来激活各个输出端时，将遥控功率信号激活。
二极管992中的一个与界面面板106上的开关相连，可以通过用户选择性地激活所述开关以激活电动机控制器。二极管992中的一个与LOGIC_REV_SENSE信号相连以当电动机响应于用户拉动软管而反方向转动时激活电动机控制器软管。另一个二极管与逻辑使能功率信号相连，所述逻辑使能功率信号在其他信号之一将FPGA 700激活为激活模式之后，通过FPGA 700来产生。因此，FPGA 700保持电动机是激活的，直到完成所述功能并且没有接收到其他控制信号为止，如上所讨论的。
控制器224还包括霍尔效应传感器994，所述霍尔效应传感器994检测什么时候自动卷轴100的轴体102内部的往复软管机制处于特定的位置。
以上描述的自动卷轴100的好处提供了更廉价且更多产的管理线形材料的方式。因为自动卷轴100的主要部件包括鼓220、电动机控制器224、和电动机222，自动卷轴100是更可靠的。另外，避免了用于无效电动机222的复杂和昂贵的离合器系统，和用于跟踪已收回的软管的量的编码器。
已经因此描述的本发明的优选实施例，本领域普通技术人员根据这里的公开应当理解，在不脱离所附权利要求范围的情况下，可以做出和使用其他实施例，例如，自动卷轴可以利用除了水管之外的其他类型的线形材料，例如，空气软管或压力冲洗软管。由公开所覆盖的本发明的许多优点已经在前述描述中进行了阐述。然而，应该理解的是，在很多方面，此公开仅是说明性的。在不超出公开的范围的情况下，可以做出详细地改变。

Claims (24)

1.一种用于促进线形材料的缠绕的自动卷轴，所述自动卷轴包括：
具有缠绕表面的可旋转的鼓，当所述鼓以第一方向旋转时，所述鼓能够将线形材料卷绕到缠绕表面周围，当所述鼓以第二方向旋转时，所述鼓还能够将线形材料从缠绕表面周围展开；
电动机，能够与鼓相互作用，以选择性地以第一方向或第二方向旋转鼓；以及
控制电路，当所述控制电路检测到线形材料的拉力在预定量以上时，所述控制电路能够输出控制信号来使电动机以第二方向旋转鼓来展开线形材料。
2.如权利要求1所述的自动卷轴，其中，所述控制电路能够通过感测与电动机相关联的反向电磁力(EMF)来检测线形材料的拉力。
3.如权利要求1所述的自动卷轴，其中，所述控制电路还能够监测未卷绕到所述可旋转的鼓上的那部分线形材料的长度。
4.如权利要求3所述的自动卷轴，其中，当未卷绕的线形材料的长度比预定阈值长度小时，所述控制电路还能够使第一方向的鼓的旋转速度降低。
5.如权利要求1所述的自动卷轴，其中，所述控制电路还能够响应于检测到提供给电动机的电流的大体增加来中断鼓的旋转。
6.如权利要求1所述的自动卷轴，还包括：大体上在可旋转的鼓、电动机、和控制电路周围的外壳。
7.如权利要求6所述的自动卷轴，其中，所述外壳包括孔，通过所述孔来缠绕线形材料。
8.如权利要求1所述的自动卷轴，还包括用户接口。
9.如权利要求1所述的自动卷轴，其中，所述用户接口能够从遥控设备接收至少一个信号。
10.一种提供用于缠绕线形材料的电动化卷轴的方法，所述方法包括：
提供可旋转部件，所述可旋转部件能够旋转以将线形材料卷绕到可旋转部件周围；
提供电动机，所述电动机能够与可旋转部件相互作用，以控制可旋转部件的旋转速度；以及
提供电动机控制器，所述电动机控制器能够向电动机输出至少一个信号，以当卷绕线形材料的末端部分时降低可旋转部件的旋转速度。
11.如权利要求10所述的方法，其中，通过线形材料的预定长度来识别所述末端部分。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述电动机控制器还能够测量所述预定长度。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述测量包括监测电动机旋转的次数。
14.如权利要求10所述的方法，还包括：提供能够测量由电动机提取的电流的电流传感器，其中所述电动机控制器还能够响应于电流传感器检测由电动机提取的电流中的大体增加，来暂停可旋转部件的旋转。
15.如权利要求14所述的方法，其中，当电流中的大体增加的持续时间超过预定时间段时，所述电动机控制器还能够暂停可旋转部件的旋转。
16.如权利要求11所述的方法，其中，所述电动机控制器还能够响应于检测与电动机相关联的反向电磁力(EMF)，来输出反转可旋转部件的旋转的信号。
17.一种用于促进线形材料的缠绕的电动化的卷轴，所述电动化的卷轴包括：
可旋转部件，所述可旋转部件能够旋转以将线形材料卷绕到可旋转部件周围；
电动机，所述电动机能够以第一方向与可旋转鼓相互作用；以及
控制电路，所述控制电路能够通过监测至少一个电动机信号来监测可旋转鼓的旋转，从而确定至少何时线性材料的末端接近可旋转鼓。
18.如权利要求17所述的电动化卷轴，其中，所述电动机还能够以第二方向与鼓相互作用。
19.如权利要求17所述的电动化卷轴，其中，所述控制电路还能够通过感测与电动机相关联的反向电磁力(EMF)来检测线形材料的拉力。
20.如权利要求17所述的电动化卷轴，其中，所述控制电路还能够在检测到提供给电动机的电流的大体增加之后，中断可旋转的鼓的旋转。
21.如权利要求17所述的电动化卷轴，其中，所述控制电路还能够检测什么时候基本上将所有的线形材料卷绕到可旋转部件的周围。
22.如权利要求17所述的电动化卷轴，还包括大体球形的外壳。
23.如权利要求17所述的电动化卷轴，其中，所述可旋转部件还能够缠绕软管。
24.一种用于自动地缠绕软管的卷轴，所述卷轴包括：
用于旋转以缠绕软管的装置；
与用于旋转的装置相互作用以控制用于旋转的装置的旋转速度的装置；以及
当卷绕软管的末端部分时，向用于相互作用的装置输出至少一个信号以降低用于旋转的装置的旋转速度的装置。
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