专利名称：具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电风扇，具体涉及一种具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇。
背景技术：
现有技术的摇头角度可控式电风扇的摇头摆动结构与专利申请号为87215527的技术方案中公开的电风扇的摇头摆动结构类似，都是通过改变机械结构来手动地控制摇头角度。但是，上述现有技术的摇头角度可控式电风扇不能实现自动定位人体位置，无法实现根据人体控制摇头角度，因此存在运行效率低、多余转动较多的缺陷
实用新型内容
·本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够根据人体位置控制风扇头在工作时的摇头角度、运行效率高、多余转动少、适用范围广、使用简单方便的具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇。为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为一种具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇，包括固定座和设于固定座上可转动的风扇头，所述固定座内设有摇头角度控制机构，所述摇头角度控制机构包括依次相连的人体感应单元、控制单元、驱动电机和摇头驱动单元，所述人体感应单元包括多个红外人体传感器，所述多个红外人体传感器检测人体位置信息并发送给控制单元，所述控制单元根据所述人体位置信息控制驱动电机的工作状态，所述驱动电机通过摇头驱动单元驱动控制风扇头工作时的摇头角度。作为上述技术方案的进一步改进所述固定座上设有定位轴承，所述风扇头上设有转动轴，所述转动轴插设定位于所述定位轴承内。所述摇头驱动单元包括相互啮合的驱动齿轮和摇头齿轮，所述驱动齿轮套设于驱动电机的驱动输出轴上，所述摇头齿轮套设于所述风扇头的转动轴上。所述固定座的前侧设有半圆形的支撑台，所述多个红外人体传感器均匀布置于所述支撑台上。所述支撑台上位于相邻的红外人体传感器之间设有挡光板。所述支撑台呈水平布置。所述摇头角度控制机构还包括位置检测单元，所述位置检测单元包括红外发射器和用于分别与红外发射器配对检测风扇头的当前摇头角度的第一红外接收器和第二红外接收器，所述红外发射器固定于风扇头上，所述第一红外接收器和第二红外接收器固定于固定座上。所述转动轴上套设有跟随转动轴转动的支架，所述红外发射器固定于支架上，所述固定座上还设有支撑板，所述支撑板设于支架的下侧，所述第一红外接收器和第二红外接收器分别设于支撑板上。所述摇头角度控制机构还包括用于切换风扇头的摇头工作模式的模式切换开关和用于当风扇头的摇头工作模式为手动模式时控制风扇头的摇头角度的手动档位开关，所述模式切换开关、手动档位开关分别与控制单元的输入端相连，所述模式切换开关、手动档位开关分别装设于所述固定座的表面上。所述固定座的底部设有支承杆和底座，所述固定座通过支承杆支承于底座上。本实用新型具有下述优点本实用新型的固定座内设有摇头角度控制机构，摇头角度控制机构包括依次相连的人体感应单元、控制单元、驱动电机和摇头驱动单元，人体感应单元包括多个红外人体传感器，多个红外人体传感器检测人体位置信息并发送给控制单元，控制单元根据人体位置信息控制驱动电机的工作状态，驱动电机通过摇头驱动单元驱动控制风扇头工作时的摇头角度，将人体位置检测运用到电风扇的风扇摇头角度的控制中，控制单元根据红外人体传感器输出的人体感应信息并通过步进电机控制风扇头的摇头工作状态，具有运行效率高、多余转动少、适用范围广、使用简单方便的优点。·
图I为本实用新型实施例的立体结构示意图。图2为本实用新型实施例的基本框架结构示意图。图3为本实用新型实施例的局部剖视结构示意图。图4为本实用新型实施例中固定座沿图3中A-A的剖视结构示意图。图5为本实用新型实施例中固定座沿图3中B-B的剖视结构示意图。图6为本实用新型实施例的电路原理示意图。图例说明1、固定座；11、支撑台；12、定位轴承；13、支撑板；14、支承杆；15、底座；2、风扇头；21、转动轴；22、支架；3、摇头角度控制机构；31、人体感应单元；311、红外人体传感器；312、挡光板；32、控制单元；33、驱动电机；34、摇头驱动单元；341、驱动齿轮；342、摇头齿轮；35、位置检测单元；351、红外发射器；352、第一红外接收器；353、第二红外接收器；36、模式切换开关；37、手动档位开关。
具体实施方式
如图I、图2和图3所示，本实施例具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇包括固定座I和设于固定座I上可转动的风扇头2，固定座I内设有摇头角度控制机构3，摇头角度控制机构3包括依次相连的人体感应单元31、控制单元32、驱动电机33和摇头驱动单元34，人体感应单元31包括多个红外人体传感器311，多个红外人体传感器311检测人体位置信息并发送给控制单元32，控制单元32根据人体位置信息控制驱动电机33的工作状态，驱动电机33通过摇头驱动单元34驱动控制风扇头2工作时的摇头角度。如图3所示，固定座I上设有定位轴承12，风扇头2上设有转动轴21，转动轴21插设定位于定位轴承12内，风扇头2通过定位轴承12来实现转动,具有转动灵活、牢固可靠、结构简单的优点。本实施例中的摇头角度可控式电风扇为落地扇，固定座I的底部设有支承杆14和底座15，固定座I通过支承杆14支承于底座15上，此外也可以采用其他形式的风扇，例如台扇、壁扇等，其结构与本实施例相似，在此不再赘述。[0026]如图3、图4和图5所示，固定座I的前侧设有半圆形的支撑台11，多个红外人体传感器311均匀布置于支撑台11上。本实施例中，人体感应单元31包括6个红外人体传感器311,6个红外人体传感器311均勻布置于支撑台11上,并将6个红外人体传感器311沿着逆时针方向分别编号为1#到6# (下文中分别简称为1#传感器 6#传感器)，这样可以近似的认为每个红外人体传感器311的感应角度为30度。本实施例中，以风扇头2转动到3#传感器和4#传感器之间的位置为基准零度，则各个红外人体传感器311的检测范围如下1#传感器的检测范围为+60° +90° ;2#传感器的检测范围为+30° +60° ；3#传感器的检测范围为0° +30° ;4#传感器的检测范围为-30° 0° ;5#传感器的检测范围为-60° -30° ;6#传感器的检测范围为-90° -60°。如图3、图4和图5所示，支撑台11上位于相邻的红外人体传感器311之间设有挡光板312，挡光板312能够防止相邻的红外人体传感器311之间发生检测干扰，能够提高对人体位置检测的准确性；本实施例的支撑台11呈水平布置，此外也可以将支撑台11沿着一定的斜向角度布置以控制红外人体传感器311的检测高度。本实施例中，摇头驱动单元34包括相互啮合的驱动齿轮341和摇头齿轮342，驱动齿轮341套设于驱动电机33的驱动输 出轴上，摇头齿轮342套设于风扇头2的转动轴21上。每当用完电风扇以后关掉电源或者系统突然断电之后重新启动时，风扇头2的具体停止位置是不确定的，控制单元32无法确认风扇头2的具体停止位置，这样风扇头2便无法按照指定程序运转。如图2、图3和图5所示，本实施例的摇头角度控制机构3还包括位置检测单元35，位置检测单元35包括红外发射器351和用于分别与红外发射器351配对检测风扇头2的当前摇头角度的第一红外接收器352和第二红外接收器353，红外发射器351固定于风扇头2上,第一红外接收器352和第二红外接收器353固定于固定座I上。本实施例中，转动轴21上套设有跟随转动轴21转动的支架22，红外发射器351固定于支架22上，固定座I上还设有支撑板13，支撑板13设于支架22的下侧，第一红外接收器352和第二红外接收器353分别设于支撑板13上。本实施例中位置检测单元35的作用就是每次开机启动时，控制单元32通过初始转动风扇头2，结合第一红外接收器352、第二红外接收器353接收红外发射器351的发射信号，首先初始化风扇头2的转动位置到基准零度(即将风扇头2转动到3#传感器和4#传感器之间的位置)，然后以初始位置为转动的起点转动相应的角度，从而使得控制更加精确可靠。本实施例中，第一红外接收器352安装在对应风扇头2转动角度为基准零度的位置，第二红外接收器353安装在对应风扇头2对应基准零度顺时针转动角度为+90度的位置。在寻找初始位置时，无论风扇头2初始停止在哪个位置，控制单元32都让风扇头2顺时针转动，然后检测第一红外接收器352和第二红外接收器353的信号如果第一红外接收器352接收到信号，控制单元32让风扇头2立即停止转动；如果是第二红外接收器353接收到信号，控制单元32让风扇头2停止继续转动并反向转动90度，这样也能够回到基准零度的位置，从而实现风扇头2的初始化定位。此外，也可以根据需要调整第一红外接收器352和第二红外接收器353的位置，同样也能够实现风扇头2的初始化定位。如图I和图2所示，本实施例的摇头角度控制机构3还包括用于切换风扇头2的摇头工作模式的模式切换开关36和用于当风扇头2的摇头工作模式为手动模式时控制风扇头2的摇头角度的手动档位开关37，模式切换开关36、手动档位开关37分别与控制单元32的输入端相连，模式切换开关36、手动档位开关37分别装设于固定座I的表面上。如图I所示，本实施例的模式切换开关36、手动档位开关37以及停止档通过一个设于固定座I上部外壳上的多档开关来实现，该多档开关上一共设有7个档位前五个档位为手动档位开关37，每一个档位对应一个摇头角度范围，可以手动地选择手动模式的摇头角度。第六个档位为模式切换开关36，用于切换风扇头2的摇头工作模式，即手动模式或者自动模式在手动模式下控制单元32根据手动档位开关37设置的档位控制风扇头2的摇头角度；在自动模式下控制单元32根据多个红外人体传感器311检测人体位置信息控制风扇头2的摇头角度，本实施例通过自动模式和手动模式结合，能够自动地根据用户的选择以及人体的位置来选择风扇头2的摇头角度，让多个用户在最少的时间间隔内被风扇吹到，减少了风扇头2的多余转动，能够满足用户多方面的需求。第七个档是停止档，用于使风扇头2停止摇头转动。本实施例中，多档开关上对应手动档位开关37的前五个档位的摇头角度分别如下(以风扇头2的正前侧中心为基准O度)-18度到+18度、-36度到+36度、-54度到+54度、-72度到+72度、-90度到+90度。每当手动调到某个档位时，控制单元32就会扫描检测到档位信号，经过处理后转换为驱动信号，这个驱动信号输出给驱动电机33，使驱动电机33在设定的角度范围内左右摆动，从而控制风扇头2在一个设定的角度范围内摆动。 如图6所示，本实施例中红外人体传感器311采用型号为HC-SR501的红外人体传感器，控制单元32基于AT89C51单片机实现，红外人体传感器311通过74LS14芯片与AT89C51单片机的I 6号引脚相连；红外发射器351采用型号为IR204C-A的红外发射器，第一红外接收器352和第二红外接收器353均采用型号为PT334-6C的红外接收器，AT89C51单片机的27号引脚通过电阻R11、晶体管Q1、电阻RlO驱动红外发射器351，AT89C51单片机的26号引脚(isz)与第一红外接收器352的输出端相连，AT89C51单片机的26号引脚(isy)与第二红外接收器353的输出端相连。本实施例中驱动电机33为步进电机，步进电机的控制信号输入端(del dc4)通过L298芯片与AT89C51单片机的21 24号引脚(dsl ds4)相连，此外驱动电机33也可以根据需要采用其他类型的驱动电机。本实施例中，风扇头2的摇工作头模式为自动模式时，如果有人进入人体感应单元31的检测区域，无论他走到哪个红外人体传感器311对应的检测区域，都能被对应的红外人体传感器311检测到，这时控制单元32首先控制风扇头2进行初始化后回到初始位，然后根据红外人体传感器311的输出信号进行辨别处理，进入红外感应区域的有几种情况(I) 一个人进入感应区域一个人进入人体感应单元31的感应区域后，总会被某个红外人体传感器311感应到，控制单元32控制风扇头2就以基准零度为中心，旋转到感应到人体信息的红外人体传感器311对应检测区域的远离基准零度一侧的临界位置。例如3#传感器感能够感应的范围是O +30°，当3#传感器感感应到O +30°的感应区域内有人的存在时，控制单元32控制风扇头2就以基准零度为中心，旋转到感应到人体信息的红外人体传感器311对应检测区域的远离基准零度一侧的临界位置(即+30° )，此时风扇头2在人所在的小范围(O +30° )内转动，通过将风扇控制在更加有效的小范围内摇头转动，更加节约能源。(2)两个人进入感应区域当两个人分别进入人体感应单元31的感应区域时，两个人同时被两个红外人体传感器311感应到，本实施例中以基准零度划分左右侧区域1#传感器、2#传感器、3#传感器位于左侧区域-A#传感器、5#传感器、6#传感器位于右侧区域。如果两个人位于同一侧区域，风扇头2就以基准零度为中心，旋转到两个红外人体传感器311中最远离零度的那个红外人体传感器311对应的临界位置，例如一个人被2#传感器感应到、另一个人被3#传感器感应到，3#传感器、2#传感器均位于左侧区域，则控制单元32控制风扇头2在人所在的小范围(O +60° )内转动。如果两个人位于不同侧区域，这时控制单元32会对这两个红外人体传感器311的进行计算，取这两个红外人体传感器311对应位置之间的夹角，并控制风扇头2在该夹角位置之间来回摇头转动。例如一个人被1#传感器感应到、另一个人被4#传感器感应到，1#传感器、4#传感器位于不同侧区域，则控制单元32控制风扇头2在人所在的小范围(-30° +90° )内转动。(3)三个人进入感应区域当三个人进入人体感应单元31的感应区域时，例如三个人处于2#、4#与6#传感器能够感应的位置之间，取最左和最右两个人的位置信号，进行角度计算，处理跟两个人的类似，使电风扇以这个角度转动就能使三个人都能被吹到，最终控制单元32控制风扇头2在人所在的小范围(-90° +60° )内转动。(4)三个以上和三个人的情况一样，在此不再赘述。(5)当人体移动时，红外人体传感器311重新感应人体位置，控制单元32重新计算风扇头2的控制角度，并通过驱动电机33控制风扇头2作出同步调整。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇，包括固定座(I)和设于固定座(I)上可转动的风扇头(2)，其特征在于所述固定座(I)内设有摇头角度控制机构(3)，所述摇头角度控制机构(3)包括依次相连的人体感应单元(31)、控制单元(32)、驱动电机(33)和摇头驱动单元(34)，所述人体感应单元(31)包括多个红外人体传感器(311)，所述多个红外人体传感器(311)检测人体位置信息并发送给控制单元(32)，所述控制单元(32)根据所述人体位置信息控制驱动电机(33)的工作状态，所述驱动电机(33)通过摇头驱动单元(34)驱动控制风扇头(2)工作时的摇头角度。
2.根据权利要求I所述的具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇，其特征在于所述固定座(I)上设有定位轴承(12)，所述风扇头(2 )上设有转动轴(21)，所述转动轴(21)插设定位于所述定位轴承(12)内。
3.根据权利要求2所述的具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇，其特征在于所述摇头驱动单元(34)包括相互啮合的驱动齿轮(341)和摇头齿轮(342)，所述驱动齿轮(341)套设于驱动电机(33)的驱动输出轴上，所述摇头齿轮(342)套设于所述风扇头(2)的转动轴(21)上。
4.根据权利要求3所述的具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇，其特征在于所述固定座(I)的前侧设有半圆形的支撑台(11)，所述多个红外人体传感器(311)均勻布置于所述支撑台(11)上。
5.根据权利要求4所述的具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇，其特征在于所述支撑台(11)上位于相邻的红外人体传感器(311)之间设有挡光板(312)。
6.根据权利要求5所述的具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇，其特征在于所述支撑台(11)呈水平布置。
7.根据权利要求6所述的具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇，其特征在于所述摇头角度控制机构(3 )还包括位置检测单元(35 )，所述位置检测单元(35 )包括红外发射器(351)和用于分别与红外发射器(351)配对检测风扇头(2)的当前摇头角度的第一红外接收器(352)和第二红外接收器(353)，所述红外发射器(351)固定于风扇头(2)上，所述第一红外接收器(352)和第二红外接收器(353)固定于固定座(I)上。
8.根据权利要求7所述的具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇，其特征在于所述转动轴(21)上套设有跟随转动轴(21)转动的支架(22 )，所述红外发射器(351)固定于支架(22)上，所述固定座(I)上还设有支撑板(13)，所述支撑板(13)设于支架(22)的下侦牝所述第一红外接收器(352)和第二红外接收器(353)分别设于支撑板(13)上。
9.根据权利要求I 8中任意一项所述的具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇，其特征在于所述摇头角度控制机构(3)还包括用于切换风扇头(2)的摇头工作模式的模式切换开关(36)和用于当风扇头(2)的摇头工作模式为手动模式时控制风扇头(2)的摇头角度的手动档位开关(37)，所述模式切换开关(36)、手动档位开关(37)分别与控制单元(32)的输入端相连，所述模式切换开关(36)、手动档位开关(37)分别装设于所述固定座(I)的表面上。
10.根据权利要求9所述的具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇，其特征在于所述固定座(I)的底部设有支承杆(14)和底座(15)，所述固定座(I)通过支承杆(14)支承于底座(15)上。
专利摘要本实用新型公开了一种具有人体感应功能的摇头角度可控式电风扇，包括固定座(1)和设于固定座(1)上可转动的风扇头(2)，固定座(1)内设有摇头角度控制机构(3)，摇头角度控制机构(3)包括依次相连的人体感应单元(31)、控制单元(32)、驱动电机(33)和摇头驱动单元(34)，人体感应单元(31)包括多个红外人体传感器(311)，多个红外人体传感器(311)检测人体位置信息并发送给控制单元(32)，控制单元(32)根据人体位置信息控制驱动电机(33)的工作状态，驱动电机(33)通过摇头驱动单元(34)驱动控制风扇头(2)工作时的摇头角度。本实用新型能够根据人体位置控制风扇头在工作时的摇头角度，具有运行效率高、多余转动少、适用范围广、使用简单方便的优点。
文档编号F04D25/10GK202718897SQ20122038310
公开日2013年2月6日 申请日期2012年8月3日 优先权日2012年8月3日
发明者唐立军, 胡霞, 李智杰, 刘贤富, 司妞 申请人:长沙理工大学