专利名称：电动铁卷门安全控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种特殊用途的门，更确切地说是涉及一种电动铁卷门的控制装置。
设置铁卷门的目的在于安全防盗，为图使用方便又加装电动马达来控制铁卷门的启闭动作，虽然在正常状态下确为使用提供了方便，但也相对地造成了非正常状态下的使用不便甚至危险性。例如，当停电时，一般的电动铁卷门即无法从室外操作开启，虽可从室内操作开启，但必须登高取下隐蔽在接近天花板处机箱内的铁链，拉动铁链才可开启卷门，由于开启卷门的速度极慢，若是发生因火灾地震等因素而造成的停电，显然没有足够的时间供逃生；又，该种电动铁卷门在下降关门时并不能判断卷门是否压到障碍物，因此因操作不当或儿童戏闹造成电动铁卷门压死人的事故亦有发生；再，电动铁卷门因其马达短路故障或过载造成电流激增超出电线的负荷量，以致电线走火酿成火灾。
本实用新型的目的在于对上述电动铁卷门的不足作出改进，而设计一种电动铁卷门的安全控制器，当因火灾或其他任何原因停电时，仍可向马达供应交流电以驱动铁卷门动作，以利安全逃生；当电动铁卷门下降压到人或物时可予以侦侧、停止铁卷门继续下降，并令马达反转带动铁卷门上升一段距离，使人或物脱险；当马达过载或短路时，可切断马达的电源，以防电线走火成灾。
本实用新型的安全控制器，对电动铁卷门除执行正常工作状态下的无线遥控启闭操作外，在发生停电时可由控制电路输出交流电，向铁卷门马达提供工作维持电源；在铁卷门下降压到人或物时，控制电路通过检测驱动马达的电流突增现象而输出停止电动铁卷门继续下降的控制信号并控制马达反转；控制电路在马达过载或短路时，控制切断马达的驱动电源。
本实用新型的电动铁卷门安全控制器，包括无线发射电路、无线接收电路、其特征在于还包括电源供应电路、变流电路、马达电流测量转换电路、马达启动开关检测电路和微电脑控制电路，所述的电源供应电路包括一组直流供电电路和在停电时维持直流供电电路工作的低压蓄电池电路、维持变流器工作的高压蓄电池电路；
所述的无线接收电路通过VT、D0、D1、D2、D3输出控制电动铁卷门停止、上升、下降的编码信号至微电脑控制电路；所述的变流器将所述电源供应电路的蓄电池直流电压逆变为驱动马达工作的交流电压，并通过LINE和LOAD端向所述微电脑控制电路送停电信号和马达负载信号；所述的马达电流测量转换电路，将变流器马达电流检测器的1LOAD信号转换为振荡频率送微电脑的TIMER端计数；所述的马达启动开关检测电路将操作电动铁卷门上升、下降的电磁开关的开、闭状态转换为电位信号通过START端送微电脑控制电路；所述的微电脑控制电路通过INV端向变流器送停电信号、启动变流器工作，通过RY3、RY4、RY5端向马达启动开关检测电路送驱动停、上升、下降继电器RY3、RY4、RY5动作的控制信号，继电器RY3、RY4、RY5接点与相应的停、上升、下降电磁开关控制线并联。
下面结合实施例及其附图详细说明本实用新型的技术。
本实施例选择110V交流市电工作及选择154V直流蓄电池向变流器供电，对采用220V交流市电的用户，只需改变各元件参数，而其工作原理是相同的。
附
图1为电动铁卷门安全控制器方框原理图；附图2为
图1所示无线发射电路电原理图；附图3为
图1所示无线接收电路电原理图；图4为
图1所示电源供应电路、变流电路的电原理图；图5为
图1所示马达电流测量转换电路、马达启动开关检测电路与微电脑控制电路的电原理图。
参见附
图1，电动铁卷门安全控制器由无线电发射电路1、无线电接收电路2、电源供应电路3、变流电路4、马达电流测量转换电路5、马达启动开关检测电路6和微电脑控制电路7组成。
无线电接收电路2、马达电流测量转换电路5、马达启动开关检测电路6分别与微电脑控制电路7连接，微电脑控制电路7输出控制变流电路4，电源供应电路3将交流市电转换成控制器的直流工作电源，并在停电时输出由变流电路逆变的交流供电。
参见附图2、3，图2所示的无线发射电路1和图3所示的无线接收电路2供在正常工作状态下遥控操作电动铁卷门的上升开启或下降关闭，为一般的无线电发射与无线电接收技术，而且也不是本实用新型的设计重点所在，仅提供实施电路，不再赘述其工作过程，图中集成芯片IC1、IC2为专用的解调接收和调制发射器件。
参见附图4，虚线框3为电源供应电路，虚线框4为变流电路。
电源供应电路3主要包括一组直流供电电路(＋12V、＋5V、－3V)，维持直流供电电路工作的低压蓄电池电路(＋12V)和维持变流器4工作的高压蓄电池电路(＋154V)。
变压器T1将交流110V电源降压成交流12V，经整流集成电路IC3、电容C14的整流滤波输出直流电压，该直流电压分别接电感L5、继电器线圈RY1和经二极管D3供三端稳压器件IC4、IC5，分别输出直流＋12V和直流＋5V电源，＋12V电压经限流电阻R20对12V蓄电池B1进行定压充电。＋5V电源供给整个控制器的工作电源。停电时，蓄电池B1经二极管D2向稳压集成电路IC5供电，，使保持＋5V供电，控制器系统电路可维持工作。
时基电路IC6(555)及电阻R21、R22、电容C17、C18构成振荡电路，其输出方波经由二极管D4、D5、电容C19、C20所构成的二极管泵电路后转换成－3V直流供电。
或非门IC7－1、IC7－2、IC7－3、充放电检测集成电路IC8、晶体管Q6及其外围元件构成154V蓄电池B2的充电电路。蓄电池B2电压经R25、R26分压向IC8提供电压，当该电压低于某一定值时，IC8输出低电位信号给或非门IC7－3一端；IC7－1，IC7－2等构成振荡器，输出振荡信号给或非门IC7－3另一端。在IC8输出为低电位信号时，IC7－3输出振荡信号经电阻R24使晶体管Q6随振荡信号而不断变化其导通、截止状态，Q6导通时，将能量储存于电感L5中，Q6截止时，L5储存的能量经二极管D6、电容C22向蓄电池B2充电。随着蓄电池B2电压的升高，电阻R25、R26的分压点电压也升高，达到一定值后，IC8输出高电位信号，或非门IC7－3关门维持低电位输出，Q6保持截止状态，不再对蓄电池B2充电。
交流电路4包括方波振荡器、低通滤波器、升压变压器、整流电路、波幅限制器、功率放大器、可控硅桥路开关、可控硅导通触发电路、振荡电路、除2计数器、AC充电及交流器输出切换开关、电压比较器、马达电流检测电路和市电停电检测电路。
集成电路IC9、电阻R27、R30、R46，电容C23、晶体管Q9构成方波振荡器，当来自微电脑控制电路7的INV信号为高电位(5V)时，Q9导通，IC9正常工作输出方波信号，经由电阻R31、R32、电容C24、C25组成的低通滤波器后成为正弦波振荡信号，再经升压变压器T2和整流集成电路IC10成为参考信号。该参考信号一路经由电阻R36、R37和二极管D8构成的波幅限制器，由电阻R35、R38、二极管D9送功率放大集成电路IC13，并经晶体管Q7放大电流。晶体管Q7的VDS输出电压为电阻R38压降VR38的－(R39／R40＋1)倍，而可控硅桥路开关两对角点间电阻R41上的电压降VR41即为一近似正弦波的全波整流后的波形。可控硅SCR1－SCR4接成桥路开关，当输入AC电压的正半周时，SCR1、SCR4导通，直至R41两端电压降至1V以下时截止；当输入AC电压的负半周时，SCR2、SCR3导通，直至R41两端电压降至1V以下时截止。IC10输出的参考信号另一路送除2计数器IC11的时钟CK端。
除2计数器IC11、与非门IC12－3、IC12－4、晶体管Q12、Q13、变压器T4、T5构成可控硅桥路开关SCR1－SCR4的导通触发电路。与非门IC12－1、IC12－2、电阻R49、电容C26构成振荡器，当来自微电脑控制电路7的INV为低电位(0V)时，晶体管Q11截止，IC12－1、IC12－2正常振荡输出方波至IC12－3、IC12－4的一个输入端，除2计数器IC11输出Q、
端的信号使振荡方波交替通过IC12－3、IC12－4，在AC波形正半周时，Q端为高电位，振荡信号经IC12－3、C27至Q12，Q12导通，变压器T4产生触发脉冲触发可控硅SCR1、SCR4导通；在AC波形负半周时，
端为高电位，振荡信号经IC12－4、C28至Q13，Q13导通，变压器T5产生触发脉冲触发可控硅SCR3、SCR2导通。
继电器接点RY1、RY2是市电与变流器4的输出切换开关。在市电正常供电时，由于RY1的线圈接在整流集成电路IC3的输出端，故RY1闭合，由其接点输出AC110V电源供马达使用。当停电时，接点RY1自动断路，此时微电脑控制电路INV输出0V，经或非门IC7－4反向使晶体管Q10导通，继电器RY2的线圈通电动作，令其接点RY2接通，AC110V端输出变流器4所产生的交流电，使马达在停电时亦可动作。
图中集成电路IC14为电压比较器，当功率放大器IC13输出的电压超过5V时(即Q7的VDS＞5V，有大电流流过)，则表示AC110V输出已接上负载并流过大电流，IC14输出LOAD信号至微电脑控制电路7。
变压器T3、电阻R42构成马达电流检测器，利用电阻R42通过负载电流产生压降，该压降经变压器T3的输出1LOAD送至马达电流测量转换电路5，以量测负载电流大小。
晶体管Q8、电阻R43、R44、R45构成市电停电检测电路。
正常供电时，市电AC110V经变压器T1、整流集成电路IC3及R44、R45分压后使晶体管Q8导通，接微电脑控制电路的LINE端为0电位，通知微电脑电路有供电；当停电时，Q8截止，LINE输出＋5V，通知微电脑电路已停电。
参见附图5，马达电流测量转换电路5，包括放大器、峰值检波器、低通滤波器、缓冲器和由两级运放器、单稳态触发器构成的电压／频率(V／F)转换器。
集成电路IC16、电阻R52－R54构成放大器，来自变流器4马达电流检测器的1LOAD信号，经IC16放大后输出至由二极管D13、电阻R55、电容C29构成的峰值检波器，再经由电阻R56、电容C30构成的低通滤波器后得到欲量测的直流电压，然后再经IC17缓冲输出，集成电路IC18－IC20及其外围元件构成电压／频率(V／F)转换器，其中IC20是由时基电路接成的单稳态触发器，可产生一固定脉冲信号，一路经二极管D14、电阻R58反馈输入IC18，并向电容C31释放一固定电量，使IC18输出固定的负电压。IC17的输出电压信号经R57输入IC18，并向C31充电，当C31逐渐充电致使IC18的输出逐渐由负电压上升超过0V以上时，IC19输出将由5V转为－3V，使IC20产生固定脉冲反馈输入IC18，并再向C31固定放电，如此周而复始以产生一个随负载电流大小而改变的频率值；IC20输出的脉冲信号即振荡频率同时输入微电脑控制电路的TIMER端，由微电脑的内部计数器作固定时间的计数，以转换为负载电流值。
马达启动开关检测电路6包括方波振荡器、电压比较器、变压器及继电器电路。
集成电路IC21、电阻R65－R68、电容C34构成方波振荡器，输出的固定频率振荡信号经变压器T6的初级绕组至电压比较器IC22的＋端，当操作开关(操作铁卷门上升、下降的电磁开关)未被操作成闭合时，变压器T6的次级绕组空载，T6初级绕组的交流电阻很大，使IC21输出经T6初级绕组与R69分压所得到的电压值小于由R70、R71所组成的分压器的分压值；而当操作开关被操作成闭合时，T6次级绕组形成短路，其初级绕组的交流电阻变得很小，使IC22＋端电压大于其一端电压，IC22此时输出高电位信号至微电脑控制电路的START端。
继电器电路中的接点RY3－RY5分别连接操纵电动铁卷门停STOP、上升UP、下降DOWN的电磁开关，其中COM输出点与电磁开关的COM控制线并联，STOP输出点与电磁开关的STOP控制线并联，UP输出点与电磁开关的UP控制线并联，DOWN输出点与电磁开关的DOWN控制线并联。
微电脑控制电路7，由单片微处理器IC15构成，可执行(一)检测马达负载电流，当铁卷门下降压到人或物时，马达电流突增，微电脑RY3端输出信号使晶体管Q14导通，继电器RY3动作，其常闭接点RY3开路，以停止卷门下降，微电脑RY4端接着输出信号使晶体管Q15导通，继电器RY4动作，常开接点RY4闭合，铁卷门得以上升一段距离，再停止动作；另当铁卷门被卡死致使马达电流超过额定值甚多时，立即停止供应马达电源。(二)接收无线电接收电路2的解码信号，以控制电动铁卷门“上、停、下”动作，其动作特征是，当VT值于上升沿时，DO＝1，接点RY4动作成闭路状，1秒后恢复原开路状；当VT值于上升沿时，D1＝1，接点RY5动作成闭路状，1秒后恢复原开路状；当VT值于上升沿时，D3＝1，接点RY3动作成开路状，直至“上、停、下”三个操作键被按下时，开始恢复原来的闭路状。(三)当市电停止时，启动变流电路4，以供应马达所需要的工作电源。其动作特点是，当LINE＝1，STRAT＝1或LINE＝1，VT位于上升沿时，INV输出低电位，以启动变流电路4工作；当LOAD端输入低电位(即马达停止时)，INV输出变为高电位，以停止变流电路4的工作。
由上述实施例附图及分析可知，本实用新型确可实现发明目的，提高了电动铁卷门的实用性与安全性。
权利要求1.一种电动铁卷门安全控制器，包括无线发射电路、无线接收电路、其特征在于还包括电源供应电路、变流电路、马达电流测量转换电路、马达启动开关检测电路和微电脑控制电路，所述的电源供应电路包括一组直流供电电路和在停电时维持直流供电电路工作的低压蓄电池电路、维持变流器工作的高压蓄电池电路；所述的无线接收电路通过VT、D0、D1、D2、D3输出控制电动铁卷门停止、上升、下降的编码信号至微电脑控制电路；所述的变流器将所述电源供应电路的蓄电池直流电压逆变为驱动马达工作的交流电压，并通过LINE和LOAD端向所述微电脑控制电路送停电信号和马达负载信号；所述的马达电流测量转换电路，将变流器马达电流检测器的1LOAD信号转换为振荡频率送微电脑的TIMER端计数；所述的马达启动开关检测电路将操作电动铁卷门上升、下降的电磁开关的开、闭状态转换为电位信号通过START端送微电脑控制电路；所述的微电脑控制电路通过INV端向变流器送停电信号、启动变流器工作，通过RY3、RY4、RY5端向马达启动开关检测电路送驱动停、上升、下降继电器RY3、RY4、RY5动作的控制信号，继电器RY3、RY4、RY5接点与相应的停、上升、下降电磁开关控制线并联。
2.根据权利要求1所述的电动铁卷门安全控制器，其特征在于所述的变流电路包括方波振荡器、低通滤波器、升压变压器、整流器、波幅限制器、功率放大器、可控硅桥路开关、可控硅导通触发电路、振荡电路、除2计数器、AC市电及变流器输出切换开关、电压比较器、马达电流检测器和市电停电检测电路，将振荡方波信号转换为参考信号的方波振荡器、低通滤波器、升压变压器、整流器顺序连接，整流器输出的参考信号一路经波幅限制器、功率放大器接可控硅桥路开关和电压比较器，可控硅桥路开关输出串接AC市电及变流器输出切换开关和马达电流检测器接马达，马达电流检测器输出1LOAD信号至马达电流测量转换电路；整流器输出的参考信号另一路接除2计数器时钟端，受微电脑控制电路INV信号控制的振荡电路输出与经除2计数器2分频的参考信号组合后接可控硅导通触发电路，微电脑控制电路INV信号还控制所述的方波振荡器和AC市电及变流器输出切换开关工作，所述的市电停电检测电路受所述电源供应电路整流器输出控制，输出停电信号LINE至微电脑控制电路，电压比较器输出表示马达转、停的LOAD信号至微电脑控制电路。
3.根据权利要求1所述的电动铁卷门安全控制器，其特征在于所述的马达电流测量转换电路由将变流器马达电流检测电路输出的1LOAD信号转换为振荡频率的放大器、峰值检波器、低通滤波器、缓冲器、由两级运放器和单稳态触发器构成的电压／频率转换器顺序连接构成，电压／频率转换器输出接微电脑控制电路TIMER端。
4.根据权利要求1所述的电动铁卷门安全控制器，其特征在于所述的马达启动开关检测电路包括方波振荡器、电压比较器、变压器及继电器RY3、RY4、RY5的驱动电路，方波振荡器输出串接变压器初级绕组和电压比较器，电压比较器输出接微电脑控制电路START端，变压器次级绕组两端分别与继电器RY4、RY5接点连接，继电器RY3、RY4、RY5驱动电路受微电脑控制电路控制。
5.根据权利要求1所述的电动铁卷门安全控制器，其特征在于所述的微电脑控制电路由单片微处理器构成。
6.根据权利要求1所述的电动铁卷门安全控制器，其特征在于所述的电源供应电路的高压蓄电池电路，包括高压蓄电池，与整流器输出连接的蓄电池充电电路，与蓄电池连接的电阻分压器，与电阻分压器分压点连接的充放电检测电路，充放电检测电路输出控制蓄电池充电电路。
专利摘要本实用新型涉及一种电动铁卷门的安全控制器，为安全的目的而设计，由无线发射、无线接收、电源供应、变流、马达电流测量转换、马达启动开关检测和微电脑控制七部分电路组成。停电时控制器提供交流电维持马达正常动作，使安全撤离；在铁卷门下降压到人、物时，先控制马达停止再控制其反方向转动使铁卷门上升，使人、物脱险；当马达过载或短路时，控制切断马达电源，以防电线走火，使无线遥控启闭的铁卷门使用更为方便安全。
文档编号E06B9/56GK2161710SQ93217248
公开日1994年4月13日 申请日期1993年7月6日 优先权日1993年7月6日
发明者赖思鸣 申请人:赖思鸣