CN1619092B - 用于驱动封闭屏障或遮阳屏障的装置及包括该装置的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种驱动装置。该装置包括：一用于卷绕或松卷屏障的管体，其受一齿轮马达的控制而转动，且被一固定的头部支撑着；一部件，其代表了管体的位置和/或位移，并与管体保持运动学连接；以及用于对代表部件进行检测的装置，该装置与一电子处理单元相连接。装置中还设置了一密闭隔板，其与头部固定到一起，隔板的一侧形成了一个第一隔间，其至少用于容纳代表部件，隔板的另一侧形成了一第二隔间，其至少用于容纳电子处理单元。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于驱动封闭屏障或遮阳屏障的装置，并公开带有该驱动装置的封闭设备或遮阳设备。
其中的封闭设备是指门、门架、窗帘、百叶窗、以及其它的同类设备。
背景技术
在这种设备中，一屏障可被移位到与一开口相对置的状态，以便于选择性地遮挡所述开口，其中的屏障可以是柔顺性的屏挡体、或者是刚性或半刚性的板件。为了使设备能自动地进行工作，现有技术中已提出了这样的方案：在设备上装备用于自动检测屏障位置和/或位移的装置，因而可为预先确定的位置设立标记，以便于对屏障驱动马达的供电执行控制，具体来讲，可标出屏障行程的上死点和下死点，还可以标出一些中间位置，在上、下死点和所述中间位置上，马达的电力供应被切断或改变，以便于停止屏障的运动，或改变驱动马达的速度和/或驱动扭矩。
专利文件FR-A-2654229公开了该自动化驱动装置的一种实例。
尽管上述的装置在对屏障的驱动执行自动控制方面具有令人满意的效果，但在密闭性方面却存在一些缺点-尤其是对于装置所包含的电子处理单元而言。事实上，这种类型的装置可能要被安装到外界，因而会受恶劣天气的影响。这将带来相当大的风险：水渗入到管体的内部，进而流入到电子处理单元和电动机中，尤其是，水可经过某一开口而进入，而该开口是为了在传动装置与环圈之间实现运动连接而必须要设置的。由于环圈是可动的，所以，很难使该开口成为密不透水的，此外，还必须要留出足够的轴向和径向间隙，以便于在一方面可与各式各样的卷绕管相配接，另一方面可补偿膨胀间隙，其中，所述卷绕管的尺寸由于制造方式的原因并不精确，而卷绕管的膨胀则与电动机的工作以及气候状况相关。
为了克服上述问题，可在环圈与固定头之间夹置一个或多个O型圈，且尽最大努力地对环绕着固定头的环圈进行调整。另外，如专利文件EP-A-0965724所描述的那样，可环绕着一圆形的支撑件安装一磁极交替布置的磁体环。由于需要使用体积更大的部件-尤其是对于那些处于所接触元件的高度处的几何结构，和/或需要采用更为复杂的装配过程，所以这些解决方案并不经济。在EP-A-0965724所公开的装置中，该磁体环的价格是很昂贵的，且测量精度取决于外周磁体之间的转角偏差。该转角偏差由支撑体的直径所决定，而支撑体的直径取决于所采用马达的类型，因而无法容易地调整该转角偏差。
在有关电动机自动控制的领域内，专利文件US-A-4952830提供了这样的方案：将各个电子传感器嵌入到一种合适的树脂，其中的传感器用于检测马达转子的位移，这些传感器与马达定子保持运动学方面的连接关系。这样就能确保传感器的密闭性，但这一方案并不能保证连接着传感器和电子单元的导线的密闭性，其中的电子单元用于对传感器输出的信号进行处理。换言之，按照这样的方案，事关密闭性的潜在问题不会影响到传感器，但却会涉及到处理单元中更远处的其它器件。
本发明的目的是提出一种属于上述类型的装置，在该装置中，那些对水敏感的部件获得了有效的保护，其中的部件特别是指该装置中的电子器件。
发明内容
为此目的，本发明涉及一种用于驱动封闭屏障或遮阳屏障的装置，其包括：一齿轮马达单元；一用于移动所述屏障的卷绕/松卷管，其受齿轮马达单元的控制而绕一轴线转动；一头部，其被固定地安装到一支承结构上，并支承着卷绕/松卷管；一部件，其代表所述卷绕/松卷管的位置和/或位移，并利用机械传动装置与该管体保持运动学连接；以及用于检测所述代表部件的位置和/或位移的装置，该装置与一适于确定管体位置和/或位移的电子处理单元相连接，其特征在于：驱动装置还包括一密闭隔板，其与所述头部固定到一起，至少在部分上，该隔板的一侧形成了一个第一隔间，其至少用于容纳所述代表部件，而且，该隔板的另一侧形成了一第二隔间，其至少用于容纳电子处理单元。
根据本发明的装置中的密闭隔板能气密地形成两个中空的壳腔，两壳腔分别是用于容纳代表管体位置和/或位移的活动部件的壳腔、以及至少用于容纳电子处理单元的壳腔，其中的电子处理单元易于受到来自于装置外界的湿气和水的影响。该隔板与头部固定到一起，而头部相对于支承结构是固定的，因而并不需要任何庞大的机械机构。另外，该装置的组装和安装也不复杂。
下面列举了该装置的其它特征，这些特征可单独应用、或者按照技术上可行的任何方式组合应用：
-所述密闭隔板与所述头部是一体的。
-沿所述装置的横截面，所述第一隔间与所述第二隔间在径向上至少部分地重叠，所述密闭隔板插在所述两隔间之间。
-所述第一隔间在一端被所述头部的一部分轴向封闭，并且，在相对端则被所述隔板的一径向壁板封闭。
-所述机械传动装置包括一环圈，其与所述管固定到一起，且至少有一传动构件被间置在所述环圈与所述代表部件之间，所述传动构件基本上位于第一隔间内。
-所述机械传动装置包括一环圈，其与所述管固定到一起，且至少有一传动构件被间置在所述环圈与所述代表部件之间，所述传动构件基本上位于第一隔间内，所述代表构件靠近所述头部的所述部分，并且所述传动构件靠近所述隔板的所述径向壁。
-在所述第一隔间一侧，所述隔板具有至少一表面，所述表面用于引导所述代表部件移动，并且可能引导所述传动构件移动。
-所述检测装置被设置在所述第二隔间中。
-所述代表部件包括至少一反射面，且所述检测装置包括至少一光线发射器以及至少一光线接收器。
本发明还涉及一种封闭设备或遮阳设备，其包括一屏障物，该屏障物适于由上述内容限定的装置驱动。
这样的设备具有很好的经济性、可靠性，并具有很长的工作寿命。
附图说明
在阅读了下文参照附图所作的描述之后，可更加清楚地理解本发明，但下文的描述只是作为举例，在附图中：
图1是一个局部纵向剖视图，示意性地表示了根据本发明的设备；
图2和图3是沿图1中的II-II线和III-III线所作的剖面图；
图4是对图1所示设备中的一个部件所作的轴测图；以及
图5和图6表示了根据本发明的驱动装置的一种改型，其中，图6是沿图5中的VI-VI线所作的局部剖面图。
具体实施方式
下面参见附图，图1中的设备包括一封闭屏障或遮阳屏障E，其将被选择性地缠绕到一基本水平的管体T上，该管体的轴线X-X相对于一固定建筑物S的砖墙是固定的，在该砖墙上开有一个孔口O，其能被屏障E遮挡住。卷绕管T构成了一个用于移动屏障E的构件，其被安装在装置1上，用于可反转地驱动所述屏障E。
装置1包括一头部2，其被刚性地安装到建筑物S的砖墙上。如图1到图4所示，该头部2包括一实体的基座4，其为盘体的形式，且其中心位于轴线X-X上，该基座被安装到砖墙上，并且在相对着所述建筑物S的一侧，头部2还包括一环形的裙部6，其中心也位于轴线X-X上。
为便于描述，下文中的“前方”将意味着“指向砖墙的方向”，即指向图1中左侧的方向，而“后方”则对应于相反的方向。另外，由于可见性的缘故，裙部6在图4中用实线表示，而在该附图中，该裙部的主要部分应当被基座4遮挡住，而基座4在图中却只用点划线表示。
裙部6是由一个前部6A和一个圆筒形的后部6B构成的，下文将对前部6A作详细的介绍，圆筒形后部6B的轴线为X-X。在后部6B的前端处，其外表面上设置了一条凸肋6B1，该凸肋环绕着裙部的整个圆周延伸。因而，凸肋6B1与后部6B外表面上的其余部分形成了一个轴肩6B2。
与后部6B不同，裙部6的前部6A在横截面上并未沿着基座4的整个环周面延伸，而是在上部间断开-即在图1到图3中的上部处断开，从而形成一隔板或肋板8，其将裙部上两个被间隔开的、且相互对置的部分连接起来。
一方面，隔板8包括一轴向壁板8A，其基本上沿着X-X方向突伸向基座4的后方，其横截面大体上为U形(见图2和图3)，在另一方面，隔板8还包括一与基座4平行的径向壁板8B，轴向壁板8A从该壁板8B向前突伸，此外，径向壁板8B在径向上向上延伸，直至到达裙部6的后部6B处，从而形成了肋板6B1的前端。
轴向壁板8A是由一前部8A1和一后部8A2构成的，其中，相对于裙部6前部6A被隔板8分隔开处的高度，后部8A2的深度小于前部8A1的深度。一横断部分8A3将轴向壁板8A的前部8A1与后部8A2连接起来。
在该实施方式中，隔板8和裙部6形成了一个整体件，该整体件与基座4制为一体。换言之，头部2是由基座4、裙部6、以及隔板8构成的，它们是一个单体部件，优选地是用合成材料制成的。例如可利用模塑法制出该部件。
例如利用过盈配合将一轴线处于X-X线的套筒10套装在裙部6的后部6B上，其在轴向上顶挤着轴肩6B2，可能的话，还可在轴肩与套筒10之间夹置一O型圈等部件(图中未示出)。该套筒的内部安装着一电动机12及其相关的减速齿轮机构14，一输出轴16从该机构14中延伸出，并与卷绕管T的一个定距块或一横向盘18相接合。在建筑物S一侧，卷绕管T被裙部6的前部6A支撑着，且隔着一个环形圈20，环圈20的轴线位于X-X线上，且与卷绕管保持运动学连接。
环圈20的内部设置有齿牙20A，在一圆柱形双齿齿轮22上直径较大的后轮齿22A的高度处，内齿牙20A与齿轮22相啮合。所述齿轮22被安装成可绕一轴杆24自由地转动，轴杆24平行于轴线X-X，且被隔板8的径向壁8B支撑着。齿轮22上直径较小的前轮齿22B与一个带有齿牙的磁轮26相啮合，磁轮26被安装成可绕一轴杆28自由地转动，轴杆28被头部2的基座4支撑着。轮齿22B的直径小于轮齿22A的直径，因而，相对于环圈20的转动-即卷绕管T的转动，磁轮26的转动被减慢了。
为了使由齿轮22和磁轮26构成的机械部件具有尽可能高的紧凑性，最好是将壁板8的尺寸设计成符合如下两方面：轴向壁板8A后部8A2的深度基本上等于齿轮22后轮齿22A的外径；且基座4与轴向壁板8A横断部分8A3之间的分隔距离基本上等于磁轮26的轴向尺寸，这样就确保了能在轴向上顶挤住磁轮26，且使基座4与径向壁板8B之间的轴向间隔距离基本上等于磁轮26和齿轮22轴向尺寸的总和，这样就能保持对齿轮的轴向夹挤作用。在一种改型(图中未示出)，通过如上述那样对各个具体的尺寸进行设计，就可取消轴杆24和26，隔板8就能确保对转动着的齿轮22和磁轮26进行引导。因而，由壁板8A前部8A1和后部8A2横截面结构所形成的U形构造的两分叉之间的间距、以及U形构造的底部曲率就与磁轮26与齿轮22上齿牙22A的直径、以及各自的曲率半径相对应。
按照预定的几何形状对磁轮26进行极化，即沿其圆周设置了一系列磁极。该磁轮26例如是用软性铁氧材料制成的，该材料在经过铸型之后进行了磁化。通过对这些磁化区环绕着轴杆28的位置和位移进行检测，就能确定出卷绕管T的位置和对应位移。
为此目的，装置1包括两个霍耳效应传感器30，它们与一电子处理单元32相连接。更确切来讲，装置1中设置有一印刷电路板34，其被连接到头部2上，且从基座4沿轴线X-X的方向突伸出，该电路板的一部分位于隔板8的下方。如图2和图3所示，该电路板例如滑插到裙部6内表面上制出的合适凹槽6A1中。一方面，该电路板上安装有传感器30，当电路板被连接到头部2上时，两传感器30基本上处于磁轮26的中间横断面上，从而可对磁轮磁化区域产生的磁场作出反应；另一方面，单元32的电子器件也安装在电路板上，传感器30例如通过制在电路板34上的导线与所述单元连接起来。
处理单元32适于对霍耳效应传感器30发出的信号进行分析，以此来确定出磁轮26的位置和移动，进而确定出卷绕管T的位置和运动，且在必要的情况下能通过控制连线36对电动机12的供电执行控制。
为了确保装置1中电子器件-即传感器30和单元32的密闭性，可将这些器件布置在隔板8的某一侧，这一侧靠近电动机12，而磁轮26和齿轮22则被布置在隔板8的另一侧。按照这种方式，从卷绕管T与环圈20之间渗入的任何水液或湿气都会被局限在齿轮22和磁轮26的程度上，而无法透过密闭隔板8到达传感器30和/或单元32处。为了不对霍耳效应传感器30的工作造成干扰，构成隔板8的材料不会产生任何明显的电磁干扰。
换言之，隔板8利用其轴向壁板8A和径向壁板8B在两侧形成了两个截然分开的隔间-即上部开口的第一隔间40和一第二隔间42，其中的第一隔间40主要用于容纳齿轮22和磁轮26，其轴向前端被基座4所封闭，而后端则被径向壁板8B所封口，在径向上，第二隔间42被裙部6封包着，该隔间主要容纳着传感器30、电子单元32、以及电路板34，隔间42的前端被基座4封闭，而后端则是开口的。
应当指出的是：“隔间”这一术语基本上涵盖了所有的中空壳腔，在横向剖面上，该壳腔至少在部分上是由一大体上凹陷的壁板围成的。
在对装置1所作的横剖面视图-例如图2和图3中，这两个隔间40、42最好是相互重叠的，隔板8的轴向壁板8A被间置在两隔间之间。按照这种方式，可减小装置1在长度方向上的空间占用量。另外，由于磁轮26在轴向上位于基座4和齿轮22之间，所以能降低隔间40对轴向空间的要求，且使位于隔间42中的传感器30尽可能地靠近壳腔4，以便于对磁轮产生的磁场进行检测，因而，该结构释放了隔间42中相当大的自由空间，从而可布置电路板34和单元32的电子器件。另外，通过将基座4、裙部6、以及隔板模制为一个整体构件，就能获得一个既能确定磁轮26的位置、又能确定传感器30位置的部件，这样就可在最大的程度上控制误差容限，而其中的误差则决定了磁轮与传感器之间的相对位置。
对于壳腔40而言，壁板8A的部分8A1是凹陷的，而对于壳腔42而言则是外凸的。按照这种方式，磁轮26被隔板8部分地包围着。事实上，隔板8对磁轮26的环包角度超过180°。
壳腔40凹陷地环绕着磁轮26，其结构是紧凑的，且相对于裙部6的周长而言，其只延伸了相对较小的一个转角扇区。
隔板8的几何结构允许将由元件22和26构成的传动机构容纳在壳腔40中，这一效果特别要归功于设置了部分8A1和8A2，元件22和26组成了一个运动倍增组件，该组件能高精度地检测卷绕管T的转动，同时，该组件的结构也是很紧凑的。
采用磁极距相对较大的运动倍增组件22、26能将传感器30与磁轮26分隔开，且不会出现这样的问题：磁轮26上的各个磁极之间产生干扰。按照这种方式，传感器30并非紧邻着磁轮26，这样就可以将壁板8设计为足够的厚度，从而保证了组件具有良好的坚固性。
隔板8的几何构造还意味着传感器30、电路板34、以及电子单元32可被设置在卷绕管T的中央部分。因而，并不需要为了将这些元件30、32和34布置在卷绕管非平面内壁的附近而对它们作特别的结构设计。
该装置1的工作过程如下：
当需要将屏障E卷绕到管体T或从管体T上松卷下来时，卷绕管驱动环圈20而使其产生相应的转动，环圈20的运动通过齿轮22传递给磁轮26。该磁轮的位置和位移代表了卷绕管T的位置和位移，利用传感器30可对磁轮的位置和位移进行检测，传感器30的信号被传输给处理单元32，而后，处理单元32通过运算而确定出卷绕管的位置和位移。作为一项预先设定的功能，随后，如果必要的话，处理单元执行控制而停止或减慢电动机12的转动-例如当处理单元判断出屏障E已经到达行程的终点时。
通过如装置1那样采用两个霍耳效应传感器30，可识别出磁轮26的转动方向，进而可判断出卷绕管T的转动方向。作为一种改型，也可只采用一个霍耳效应传感器30，尤其是在不需要判断转动方向或转动方向由其它装置进行判断的情况下。
图5和图6表示了图1到图3所示驱动装置1的一种改型。在该改型中，磁轮26被一盘形的光学转轮50取代，该转轮50的整个圆周上设置了八个斜切反射面52。为了能对该转轮50的位置和运动进行检测，利用一个或多个其它的组件取代图1到图3所示装置中的传感器30，该组件是由一光线发射器54和一对应的接收器56组成的，接收器56与一个类似于单元32的处理单元相连接，处理单元能对所述接收器发出的电信号执行处理。该接收器适于对发射器54所发出的光线在其中一个反射表面52上的反射状况进行检测。
在该改型中，如图5所示，密闭隔板8被间置在光学转轮50与一个或多个发射器54/接收器56组件之间。
隔板8或至少该隔板的一部分位于光线的传播路线上-即面对着发射器54和接收器56，该隔板是由对所使用光线而言透明的材料制成的。在此情况下，隔板8例如是通过模制工艺、用两种材料制成的，或者是通过焊接增设一个透明的元件而形成的。
还可为上述的驱动装置设想出多种其它的设计形式和改型。举例来讲：
-例如可利用螺钉连接、夹卡或粘接的方式将隔板8牢固地连接到头部2的基座4上。
-可将霍耳效应传感器30等检测装置嵌入到构成隔板8的材料中；和/或
-基座4上封闭了隔间40前侧的那一部分可制有一轴向穿孔，以允许将齿轮22和转轮26经此穿孔装入到该隔间内；在此情况下，轴向壁板8A1的横断面可以具有更大的闭合程度，例如可以为C形，而外周面区域上留着的开口则是为了保证轮齿20A与22A之间的啮合。
Claims (10)
1.用于驱动封闭屏障或遮阳屏障(E)的装置，其包括：一齿轮马达单元(12、14)；一用于移动所述屏障(E)的卷绕和松卷管(T)，其受所述齿轮马达单元的控制而绕一轴线(X-X)转动；一头部(2)，其被固定地安装到一支承结构(S)上，并支承着所述卷绕和松卷管(T)；一代表部件(26；50)，其位置和/或位移代表所述卷绕和松卷管(T)的位置和/或位移，并利用机械传动装置(20、22)与该卷绕和松卷管保持运动学连接；以及用于检测所述代表部件(26；50)位置和/或位移的检测装置(30；54、56)，所述检测装置与一适于确定所述卷绕和松卷管(T)位置和/或位移的电子处理单元(32)相连接，
其特征在于：所述用于驱动封闭屏障或遮阳屏障的装置还包括一密闭隔板(8)，其与所述头部(2)固定到一起，至少在部分上，所述隔板在一侧限定一第一隔间(40)，其用于容纳至少所述代表部件(26；50)，而且，所述隔板在另一侧形成一第二隔间(42)，其用于容纳至少所述电子处理单元(32)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述密闭隔板(8)与所述头部(2)是一体的。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：沿所述用于驱动封闭屏障或遮阳屏障的装置(1)的横截面，所述第一隔间(40)与所述第二隔间(42)在径向上至少部分地重叠，所述密闭隔板(8)插在所述两隔间之间。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述第一隔间(40)在一端被所述头部(2)的一部分(4)轴向封闭，并且，在相对端则被所述隔板(8)的一径向壁板(8B)封闭。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述机械传动装置(20；22)包括一环圈(20)，其与所述卷绕和松卷管(T)固定到一起，且至少有一传动构件(22)被间置在所述环圈(20)与所述代表部件(26；50)之间，所述传动构件位于第一隔间(40)内。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：所述机械传动装置(20；22)包括一环圈(20)，其与所述卷绕和松卷管(T)固定到一起，且至少有一传动构件(22)被间置在所述环圈(20)与所述代表部件(26；50)之间，所述传动构件位于第一隔间(40)内，所述代表部件(26；50)靠近所述头部(2)的所述部分(4)，并且所述传动构件(22)靠近所述隔板(8)的所述径向壁板(8B)。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：在所述第一隔间(40)一侧，所述隔板(8)具有至少一表面，所述表面用于引导所述代表部件(26；50)移动，并且引导所述传动构件(22)移动。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述检测装置(30)被设置在所述第二隔间(42)中。
9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述代表部件(50)包括至少一反射面(52)，且所述检测装置包括至少一光线发射器(54)以及至少一光线接收器(56)。
10.封闭或遮阳设备，其特征在于：所述设备包括一封闭屏障或遮阳屏障(E)和根据上述权利要求之一所述的用于驱动封闭屏障或遮阳屏障的装置(1)。
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