專利名稱：一種具有自動跟蹤能力的智能立式搖頭電扇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及搖頭電扇，尤其是涉及一種具有自動跟蹤能力的智能立式搖頭電扇。
背景技術(shù)：
電風(fēng)扇自發(fā)明以來經(jīng)過近一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展和改進(jìn)，已日益普及，得到了廣泛的 應(yīng)用，成為普通家庭改善生活質(zhì)量一種廉價(jià)及不缺少的家用電器。然而，在人類越來越注重 可持續(xù)發(fā)展的今天，電扇正面臨著一系列的挑戰(zhàn)，比如電扇的節(jié)能、能源(資源)的綜合利 用、室內(nèi)空氣的品質(zhì)和舒適性、綠色工質(zhì)的應(yīng)用和環(huán)境保護(hù)、風(fēng)扇的成本與性能等等?，F(xiàn)在 的市場上的電扇基本上只有0到180度內(nèi)的搖頭，并且搖頭范圍有限，不能根據(jù)人的位置自 動調(diào)節(jié)搖頭范圍。使得傳統(tǒng)的電扇在人性化和節(jié)能環(huán)保方面都存在一些不足。因此，對電 風(fēng)扇的進(jìn)一步研究和改造是很有必要的。新型的電扇有很大的市場前景。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有自動跟蹤能力的智能立式搖頭電扇，利用控 制裝置的控制來達(dá)到電扇頭360度范圍的旋轉(zhuǎn)，達(dá)到能根據(jù)人體位置的分布來確定電扇最 優(yōu)搖頭范圍的目的。 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是 本實(shí)用新型包括底座、立桿、與立桿相連的電扇頭。它將立桿分為兩段，兩段立桿 間用控制裝置相連，所述的控制裝置的殼體由左半殼體和右半殼體組合而成，殼體上半部 設(shè)有軸槽，軸槽與第一段立桿的下端固連；殼體上部圓周等間距分布六個(gè)人體紅外傳感器， 每個(gè)人體紅外傳感器的輸出端分別與殼體內(nèi)的控制電路板的I/O 口連接；控制電路板的輸 出信號與殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的接線端連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)前設(shè)有減速器，減速器的外殼與旋轉(zhuǎn) 平臺固連，電機(jī)軸插入固定平臺的軸孔中；電機(jī)軸與軸孔固接；殼體與旋轉(zhuǎn)臺固接，固定平 臺上端與旋轉(zhuǎn)平臺下端面通過滾珠滾動連接；裝在殼體下半部內(nèi)的固定平臺伸出端與第二 段立桿上端固連。 所述的控制電路板由電源模塊、兩片RAM、數(shù)字信號處理器DSP、傳感器信號輸入 接口、旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動電路、晶振、JTAG調(diào)試口組成；人體紅外傳感器經(jīng)過傳感器信號處理電 路之后，與數(shù)字信號處理器DSP的I/O 口的10PA3、 10PA4、 10PA5、 10PC6、 IOPFl、 I0PE2連 接，數(shù)字信號處理器DSP通過I/O 口 10PB4和10PB5輸出高低電平，通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動電路 驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，電源模塊采用AME1117把輸入電壓5V轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號處理器DSP的 工作電壓3. 3V。 本實(shí)用新型具有的有益效果是 目前普遍采用的電扇搖頭范圍是0到180度范圍，且旋轉(zhuǎn)范圍固定。本實(shí)用新型 通過機(jī)械本體及控制電路板的設(shè)計(jì)，可以使電扇在0到360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)，解決了普通電 扇搖頭范圍受限的問題；而且可以通過人體紅外傳感器感知到電扇四周人體分布的大致情況，通過數(shù)字信號處理器DSP的相關(guān)處理，可以調(diào)整電扇搖頭的范圍，智能選擇最優(yōu)的旋轉(zhuǎn) 角度，從而節(jié)省了不必要的搖頭范圍以及搖頭所帶來的時(shí)間延時(shí)，既節(jié)能又使人們感到更 舒適。

圖1是本實(shí)用新型具有跟蹤能力的智能搖頭電扇的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實(shí)用新型專利具有跟蹤能力的智能搖頭電扇局部放大示意圖。 圖3是本實(shí)用新型專利具有跟蹤能力的智能搖頭電扇控制流程圖。 圖4是數(shù)字信號處理DSP的結(jié)構(gòu)框圖。 圖5是控制電路板的電路原理圖。 圖中，l.底座，2.立桿3、控制裝置，4.扇葉電機(jī)，40.扇葉電機(jī)支撐架，5.扇葉， 50.扇葉防護(hù)罩，30.左半殼體，31.右半殼體，300、301、302、310、311、312.人體紅外傳感 器，32.軸槽，33.旋轉(zhuǎn)平臺，34.控制電路板，35.旋轉(zhuǎn)電機(jī)，350.減速器，351.電機(jī)軸， 36.固定平臺，360.軸孔，352、361.滾珠槽，37.滾珠，330. 331、340、341、342、343、362.螺釘。
具體實(shí)施方式從圖l可以看出，本實(shí)用新型包括底座1、立桿2、與立桿2相連的電扇頭；它將立 桿2分為兩段，兩段立桿2間用控制裝置3相連。電扇頭由扇葉電機(jī)4、扇葉5及其防護(hù)罩 50組成。扇葉電機(jī)4通過扇葉電機(jī)支撐架40、上部立桿固定在控制裝置3上。扇葉5由扇 葉電機(jī)4驅(qū)動旋轉(zhuǎn)；扇葉防護(hù)罩50包圍扇葉5以防危險(xiǎn)。 從圖1、圖2可以看出，所述的控制裝置3的殼體由左半殼體30和右半殼體31組 合而成，殼體上半部設(shè)有軸槽32，軸槽32與第一段立桿的下端固連；殼體上部圓周等間距 分布六個(gè)人體紅外傳感器300、301、302、310、311、312，每個(gè)人體紅外傳感器的輸出端分別 與殼體內(nèi)的控制電路板34的I/O 口連接；控制電路板34通過螺釘340、341、342、343與殼 體30固連?？刂齐娐钒?4的輸出信號與殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)35的接線端連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)35 前設(shè)有減速器350，減速器350的外殼與旋轉(zhuǎn)平臺33固連，電機(jī)軸351插入固定平臺36的 軸孔360中；電機(jī)軸351與軸孔360固接；殼體通過螺釘330、331與旋轉(zhuǎn)平臺33固接，固定 平臺36上端與旋轉(zhuǎn)平臺35下端面均設(shè)滾珠槽361、352，滾珠槽361、352間設(shè)若干滾珠37 通過滾珠37滾動連接；旋轉(zhuǎn)平臺35與固定平臺36通過滾珠37減少摩擦力并作相對旋轉(zhuǎn) 運(yùn)動；裝在殼體下半部內(nèi)的固定平臺36伸出端通過螺釘362與第二段立桿上端固連。 從圖3、圖4、圖5中可以看出，所述的控制電路板34由電源模塊、兩片RAM、數(shù)字 信號處理器DSP、傳感器信號輸入接口 、旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動電路、晶振、JTAG調(diào)試口組成；人體紅 外傳感器經(jīng)過傳感器信號處理電路之后，與數(shù)字信號處理器DSP的I/O 口的10PA3、I0PA4、 10PA5、 10PC6、 IOPFl、 I0PE2連接，數(shù)字信號處理器DSP通過I/O 口 I0PB4禾P 10PB5輸出高 低電平，通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)；數(shù)字信號處理器DSP可以采用TI公 司生產(chǎn)的TMS320F2407芯片，電源模塊采用AME1117把輸入電壓5V轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號處理器 DSP的工作電壓3. 3V ;旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動電路主要由繼電器、電阻、二極管、三極管等組成，繼電 器采用SRD-12VDC-SL-C， I0PB4和I0PB5的輸入電壓為高低電平，通過上拉電阻以及電阻分
4別連接到三極管Q1和Q2的基極上，三極管的發(fā)射級接地，集電極分別街上繼電器的線圈的 低端，其中二極管D1、D2起到保護(hù)作用；繼電器線圈的另一端與12V工作電壓連接，旋轉(zhuǎn)電 機(jī)兩端分別與兩個(gè)繼電器的同一常閉引腳連接，常開引腳接12V電源。當(dāng)J0PB4為高電平， J0PB5為低電平，則直流電機(jī)接Kl觸點(diǎn)的一端將接在12V上，而接K2觸點(diǎn)端還是接在地端， 產(chǎn)生12V的工作壓降，電機(jī)將正轉(zhuǎn)。反之電機(jī)將反轉(zhuǎn)。這樣就可以通過改變J0PB4與J0PB5 的輸出電壓來改變電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，也就改變了電扇的正反轉(zhuǎn)。 本實(shí)用新型的工作原理如下 人體紅外傳感器300、301、302、310、311、312感受到電扇圓周范圍內(nèi)人體信號，有 信號則產(chǎn)生高電平信號，沒有則保持為低電平信號，信號經(jīng)過傳感器信號處理電路由數(shù)字 信號處理器DSP的I/O 口的10PA3、 10PA4、 10PA5、 10PC6、 IOPFl、 I0PE2輸入到控制電路板 34，經(jīng)過相關(guān)算法處理，數(shù)字信號處理器DSP由I/O 口 10PB4和10PB5輸出高低電平，經(jīng)由 旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動旋轉(zhuǎn)電機(jī)35正反轉(zhuǎn)，通過控制高低電平的持續(xù)時(shí)間來控制旋轉(zhuǎn)電 機(jī)35 —個(gè)方向旋轉(zhuǎn)的時(shí)間，即確定電扇旋轉(zhuǎn)的角度。旋轉(zhuǎn)電機(jī)35的旋轉(zhuǎn)軸351插入固定 平臺36的軸孔360中；電機(jī)軸351與軸孔360固接；殼體與旋轉(zhuǎn)平臺33固接，固定平臺36 上端與旋轉(zhuǎn)平臺35下端面通過滾珠37滾動連接；裝在殼體下半部內(nèi)的固定平臺36伸出端 與第二段立桿上端固連。這樣就實(shí)現(xiàn)了電扇的智能搖頭。
權(quán)利要求一種具有自動跟蹤能力的智能立式搖頭電扇，包括底座(1)、立桿(2)、與立桿(2)相連的電扇頭；其特征在于將立桿(2)分為兩段，兩段立桿(2)間用控制裝置(3)相連，所述的控制裝置(3)的殼體由左半殼體(30)和右半殼體(31)組合而成，殼體上半部設(shè)有軸槽(32)，軸槽(32)與第一段立桿的下端固連；殼體上部圓周等間距分布六個(gè)人體紅外傳感器(300、301、302、310、311、312)，每個(gè)人體紅外傳感器的輸出端分別與殼體內(nèi)的控制電路板(34)的I/O口連接；控制電路板(34)的輸出信號與殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)(35)的接線端連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(35)前設(shè)有減速器(350)，減速器(350)的外殼與旋轉(zhuǎn)平臺(33)固連，電機(jī)軸(351)插入固定平臺(36)的軸孔(360)中；電機(jī)軸(351)與軸孔(360)固接；殼體與旋轉(zhuǎn)臺(33)固接，固定平臺(36)上端與旋轉(zhuǎn)平臺(35)下端面通過滾珠(37)滾動連接；裝在殼體下半部內(nèi)的固定平臺(36)伸出端與第二段立桿上端固連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自動跟蹤能力的智能立式搖頭電扇，其特征在于 所述的控制電路板(34)由電源模塊、兩片RAM、數(shù)字信號處理器DSP、傳感器信號輸入接口、 旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動電路、晶振、JTAG調(diào)試口組成；人體紅外傳感器經(jīng)過傳感器信號處理電路之 后，與數(shù)字信號處理器DSP的I/O 口的10PA3、 10PA4、 10PA5、 10PC6、 IOPFl、 I0PE2連接，數(shù) 字信號處理器DSP通過I/O 口 I0PB4和I0PB5輸出高低電平，通過旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動電路驅(qū)動 旋轉(zhuǎn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)，電源模塊采用AME1117把輸入電壓5V轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號處理器DSP的工作 電壓3. 3V。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種具有自動跟蹤能力的智能立式搖頭電扇。包括底座、立桿、與立桿相連的電扇頭。它將立桿分為兩段用控制裝置相連，控制裝置的殼體上半部的軸槽與第一段立桿的下端固連；殼體上部圓周等間距分布六個(gè)人體紅外傳感器，其輸出端分別與控制電路板的I/O口連接；電路板的輸出信號與旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)前的減速器與旋轉(zhuǎn)平臺固連，電機(jī)軸插入固定平臺的軸孔中固接；固定平臺上端與旋轉(zhuǎn)平臺下端面滾動連接；殼體下半部內(nèi)的固定平臺與第二段立桿上端固連。本實(shí)用新型通過電路板使電扇在0到360度范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)；而且通過人體紅外傳感器感知到電扇四周人體分布的情況，通過數(shù)字信號處理器DSP的處理，智能選擇最優(yōu)的旋轉(zhuǎn)角度。
文檔編號F04D25/10GK201521468SQ200920198389
公開日2010年7月7日 申請日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月15日
發(fā)明者夏軍建, 楊克已, 鄭山, 錢飛立, 陳浩 申請人:浙江大學(xué)