专利名称：直流直线电机式汽车及室内电动窗帘的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动窗帘领域，尤其是采用直流直线电机作动力源的电动窗帘领域。
背景技术：
电动窗帘在各类汽车中，以及家居、办公室、楼、堂、馆、所得到日益广泛的应用。一般都采用安装一个旋转电机，让电机带动齿轮或滑轮，再带动窗帘拉绳的方法和技术。这种方法既影响美观，又有电机噪声问题和不可靠问题。也有无拉绳的电动窗帘专利申请，例如93208319.6和94106858.7号专利，又如专为汽车设计的车用型电动窗帘专利，例如01217842.X和01271318.X号专利，还有德国BOS公司的申请号为01125886.1的涉及汽车电动窗帘的专利申请。但它们都仍然包含有旋转电机和机械装置。一些采用直线电机的电动窗帘设计省去了旋转电机和机械装置，特别是采用圆管或圆筒式直线电机的电动窗帘，例如专利号为01234861.9的专利，以及专利号为02224403.4的专利。但是这种直线电机式的设计仍然存在着不足之处，那就是窗帘的驱动体都需要使用交流电，因此必须使用电刷或者拖带随行电缆来解决供电问题，况且上述设计尤其不适用于只有直流供电的汽车窗帘。查阅我国从一九八五年四月一日起至二00四年一月十日期间的专利申请，均未见有窗帘驱动体本身无须电缆的、且同时采用直线电机的电动窗帘设计公开。
本发明正是基于解决以上问题、填补设计空白而公开一种既抛弃故障较多的旋转电机和机械装置，又不需要拖带电刷或电缆的、交直流电都可以通用的电动窗帘。
发明内容
本发明是这样实现的在电动窗帘中引入一种特殊结构的、其运动体动子不需要电源的动铁型直流直线电机系统。该直线电机的永磁动子与窗帘的驱动拉耳同体或相联，当直线电机的动子运动时，就同时带动窗帘，从而完成窗帘的开闭动作。
本发明主要包括了一种能够与窗帘机构融合的、特殊结构的直流直线电机系统来作为电动窗帘的驱动系统，这种特殊的直线电机的基本结构是这样在软磁材料芯(3)上绕有至少一个分段绕组(4)，一般情况是绕有若干组线圈分段绕组(4)，这些绕组紧密地顺序排列，构成直线电机的绕线定子(6)。直线电机的永磁动子(2)与窗帘的一个拉耳同体或相联，构成窗帘的驱动拉耳(1)。窗帘的驱动拉耳(1)与窗帘体(9)联在一起。当永磁动子(2)运动时，就同时带动窗帘的驱动拉耳(1)运动，也就驱动了窗帘体(9)跟着运动。窗帘控制器(20)中的窗帘直流直线电机驱动执行电路(25)用来对直线电机的永磁动子(2)实施驱动控制，窗帘控制器(20)中的窗帘开、闭方向控制电路(24)用来对直线电机的永磁动子(2)实施运动方向控制。由于有窗帘的驱动拉耳(1)的作用，所以对直线电机的永磁动子(2)所实施的控制就成了对窗帘体(9)本身的控制。
本发明的有益效果是1、窗帘的驱动拉耳本身就与直线电机的动子同体或相联，它不需要供电，因此无电刷、无电缆。2、电机部件和窗帘部件融为一体，甚至直线电机的绕线定子就可以作为窗帘驱动拉耳和一般拉耳的轨道，这就使得整个窗帘的构成显得简单、明了、可靠。3、由于窗帘的可视部件都可以很容易地与帘布及周围环境搭配，因而容易做到美观大方。4、没有一般电机的运转噪声和电流噪声。5、采用直流供电，特别适合用于汽车。因直流电很容易由交流电整流获得，所以在室内也都照样很适用。
下面结合附图就本发明的结构要点进行说明。
图1是本发明实施例一的结构及局部剖视图。
图2是本发明实施例二的结构及局部剖视图。
图3是窗帘直流直线电机控制器(20)中的窗帘开、闭方向控制电路(24)及窗帘直线电机的驱动执行电路(25)的工作原理图。本图所示仅为一例，且属于继电器控制型一例。
图4为窗帘的动铁型直流直线电机的结构断面示意图。
图5是圆管状窗帘动子拉耳结构示意图。
图6是一种变形结构的窗帘动铁型直流直线电机断面示意图。
图7是另一种变形结构的窗帘动铁型直流直线电机断面示意图。
图中的编号说明窗帘驱动拉耳(1)；永磁动子(2)；绕线定子的软磁材料芯(3)；定子线圈分段绕组(4)；定子护层(5)；绕线定子(6)；副定子(7)；挂帘普通拉耳(8)；窗帘体(9)；窗帘管状卷帘器(10)；定子端部限位器(11)；定子端部电缆头(12)；电缆(13)；窗帘拉杆(14)；窗帘控制器(20)。
附图3中的编号说明各分段绕组公共线端(22)；继电器触点阵列公共端(23)；窗帘开、闭方向控制电路(24)；窗帘直流直线电机的驱动执行电路(25)；直线电机定子绕组各线圈分段绕组(4)的相应引出线编号n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7(注这些编号仅具有代表性，实际上有多少段绕组就有多少个引出线编号)；直流电源正极V+；直流电源负极V-；窗帘关闭继电器常开触点(JG)；窗帘开启继电器常开触点(JK)；各线圈段的相应段控继电器常开触点(J1)、(J2)、(J3)、(J4)、(J5)、(J6)(J7)(注这些继电器触点代号也仅具有代表性，实际上有多少段绕组就有多少个段控继电器常开触点代号)。
具体实施例方式
实施例一本实施例是将本发明用于横向驱动型窗帘的设计一例。
图1是本例中窗帘的外观及局部剖视图。
图4是本例中采用棒状定子、管状动子的窗帘动铁型直流直线电机的剖面示意图。
图5是本例中这种圆管状的窗帘直线电机的动子拉耳结构示意图。该图所示的是由三块瓦状磁体组成的闭合管状结构的窗帘驱动拉耳，其充磁方式为径向充磁。
窗帘的打开或关闭是靠直线电机动子的两个互为反向的运动来完成，必须依靠能够颠倒直线电机绕组电流方向的电路才能够得以实现。图3所示的继电器型窗帘开、闭方向控制电路(24)就是一例，它由关窗继电器JG和开窗继电器JK的各两对常开触点接成桥式电路构成。直流电源V+和V-接在桥式电路的输入端，桥式电路的输出端一端接各分段绕组的公共端(22)，另一端接控制分段绕组的继电器常开触点阵列的公共端(23)。在这个接成桥式电路的方向控制电路(24)中，JG吸合JK释放，或者JK吸合JG释放，刚好颠倒了线圈各分段绕组的电流方向，从而颠倒了驱动拉耳的运动方向，即可实现窗帘的开启和关闭。
直接控制窗帘开、闭运动的是窗帘直流直线电机的驱动执行电路(25)，图3所示的继电控制型就是一例。它由若干分段绕组的段控继电器的常开触点阵列(图中所示仅为从J1到J7)组成，该阵列的公共端(23)接窗帘开、闭方向控制电路(24)的一个输出臂，而线圈分段绕组的公共接线端(22)接窗帘开、闭方向控制电路(24)的另一个输出臂。当各段控继电器(如图所示的从J1到J7)执行开帘或关帘命令时，就依照控制器(20)内部的有关控制程序顺序让有关继电器的常开触点吸合，相应线圈的分段绕组就通过其端子(本例为从n1到n7端)，再通过公共线端(22)形成回路而获得电流。在窗帘直流直线电机的驱动执行电路(25)中，除了图3所示的继电有触点控制型外，还可以把驱动执行电路(25)中的所有继电控制常开输出触点(图中J1到J7为代表)都用无触点继电器代替。例如可以用具有直流双向可控的固态继电器输出端替换所有线圈的各段控继电控制常开触点(如图中J1到J7为代表的继电器触点)。
窗帘直流直线电机控制器(20)中的程序控制电路(包括上述各继电器、固态继电器的驱动电路)可以采用集成电路或单片机，甚至可采用微机控制。窗帘直线电机的控制电源，如果是汽车内使用，就可以直接取自汽车直流供电系统。如果是室内应用，则只需利用单相交流电，经控制器内的变压器降压、整流即可。本发明因每次开、关窗帘的时间很短，控制器(20)内部又设有自动断电的措施，所以耗电很小。
实施例二本实施例是本发明用于汽车后窗帘的设计一例，图2是其示意图。本例与上例的不同之处，一是同时采用了两套完全相同的(棒状定子、管状动子)动铁型直流直线电机，二是用同一个窗帘直流直线电机控制器(20)，甚至还可以用同一个窗帘开、闭方向控制电路(24)、同一个窗帘直线电机的驱动执行电路(25)来对这两套直线电机进行同时控制。三是考虑到汽车后窗的特点，采用了上、下驱动式。关窗帘时，两边的驱动拉耳同时、同步地向上驱动窗帘，把帘布从窗帘卷绕器(10)内拉出。开窗帘时让两边的驱动拉耳同时、同步地向下运动，让帘布收入窗帘卷绕器(10)内。本例所配电源直接取自汽车直流电源，其控制器的控制原理同上例所述的图3。需要说明的是还可以把控制器设计成与遥控锁车电路同步，当锁车时，窗帘可自动关闭，并延时断电。
实施例三图6是另一种结构的窗帘用动铁型直流直线电机横断面示意图。该直线电机的驱动拉耳(1)横断面呈“U”形，绕线定子在内，永磁动子(2)在外。其绕组同样由若干分段绕组(4)绕制，窗帘的驱动拉耳(1)内有两块永磁体组成的动子(2)，磁体靠近绕线定子(6)的那一个面同为一个磁极。驱动拉耳(1)内的永磁动子(2)可沿绕线定子的长轴方向作开、闭窗帘的运动。本例直线电机的控制原理和控制方式完全同实施例一。本例中，形状象外罩的副定子(7)是由铁磁材料制成，它固定安装在靠近永磁动子(2)的外部，但又不影响永磁动子(2)的沿轴向运动。它对窗帘直线电机的动子运行效率可有一定贡献，同时也兼作窗帘直线电机的防护罩。事实上，凡是本窗帘直线电机属于“外动子、内定子”型，则在可能的情况下，都可以在永磁动子(2)的外部加装一个象护罩一样的副定子(7)。
实施例四图7是本发明采用的另一种窗帘用动铁型直流直线电机的结构横断面示意图。其要点是窗帘的直线电机采用“外定子、内动子”型，本例采用一个块状矩形立方永磁体动子(2)，它处于直线电机绕线定子(6)的“U”形腔内，且它面向绕线定子(6)极面的两个对面充上不同的两个磁极。定子铁芯(3)采用硅钢片冲压成型后叠制而成。将分段绕组(4)绕制在一段叠起的硅钢片铁芯上，再把绕有线圈段绕组的小段绕线定子按顺序排列成一长列，就构成了整个的绕线定子(6)。其电气控制原理和控制方式完全同实施例一。当直线电机的动子(2)在绕线定子(6)的内腔中沿绕线定子的长轴方向作正、反运动时，就使得驱动拉耳(1)完成开、闭窗帘的动作。
从上述几例可看出，本发明中的窗帘动铁型直流直线电机的定子和动子结构型式可以归纳为两种类型，即“外动子、内定子”型和“外定子、内动子”型，但它们的共同点都是利用直线电机的永磁动子来驱动窗帘。其实窗帘的驱动形式也可有多种，例如可有中分式、旁开式、单边式、双边式、横向式、纵向式等多种形式，但它们都采用动铁型直流直线电机系统作为窗帘的驱动系统。而上述这两个要点，也正是本发明的实质性特征。
权利要求
1.一种直流直线电机式汽车及室内电动窗帘，包括窗帘体、窗帘辅件和窗帘的驱动装置，其特征在于窗帘的驱动装置是一种动铁型直流直线电机，其至少包括一个与窗帘的驱动拉耳(1)同体或相联的永磁动子(2)、一个绕有线圈分段绕组(4)的绕线定子(6)和一个窗帘直流直线电机控制器(20)。
2.如权利要求1所述的电动窗帘，其特征在于所述窗帘的驱动拉耳(1)与窗帘体(9)相联。
3.如权利要求1所述的电动窗帘，其特征在于所述窗帘直流直线电机控制器(20)内部至少包括一个窗帘直流直线电机的驱动执行电路(25)和一个窗帘开、闭方向控制电路(24)。
全文摘要
直流直线电机式汽车及室内电动窗帘，其驱动装置采用一种动铁型直流直线电机，使得驱动窗帘的电机动子部分不需要电源，因而不带电刷、不带随行电缆，而且直线电机动子的轨道可以兼作窗帘的挂帘拉耳轨道。耗电低、噪音低、外形美观。由于使用直流电驱动，所以非常适用于汽车窗帘。如果增加一个简单的降压整流器，这种窗帘就可以方便地用于交流电供电的楼、堂、馆、所及家庭居室。
文档编号A47H1/13GK1689490SQ20041003459
公开日2005年11月2日 申请日期2004年4月19日 优先权日2004年4月19日
发明者王灿, 戴开煌 申请人:王灿, 戴开煌