一种应用于摆动件的控制电路及旋转摆动机构的制作方法

1.本发明涉及一种旋转摆动机构的控制技术领域，具体涉及一种应用于摆动件的控制电路及旋转摆动机构。


背景技术：

2.摆动件是我们日常生活中及工业生产中常用的一种结构形式，传统的许多摆动件，需要人力手动控制，或者只有单一的旋转摆动功能，自动化程度低；没有智能控制，急需改善。


技术实现要素：

3.本发明涉提供一种应用于摆动件的控制电路，该控制电路，可使得旋转摆动件自动旋转，具有电路保护功能，且遇阻时可报警提醒，而且可以根据应用要求设定电机的工作时长；智能化程度高，实用性强。
4.本发明所采取的技术方案是：一种应用于摆动件的控制电路，其特征在于：所述控制电路包括主线路，所述主线路接入外部输入直流电源电压；所述控制电路包括电源滤波和保护电路、触摸开关电路、电机过流保护报警电路和直流小马达电路；
5.所述电源滤波和保护电路设有第一接地端；所述主线路设有依次连接的第一三节点、第一一节点和第一二节点；所述第一一节点与第一接地端之间设有第三电容；所述第一二节点与第一接地端之间设有电解电容，所述第一三节点与第一接地端之间设有稳压二极管；
6.所述触摸开关电路与第一一节点连接；所述主线路上还设有第二场效应管；所述触摸开关电路设有第二接地端和第三接地端，所述触摸开关电路设有第二一节点和第二二节点；所述第二二节点与第二一节点连接，所述第二一节点与所述第一一节点连接；所述触摸开关电路包括第一芯片；
7.所述电机过流保护报警电路与第一二节点连接，所述主线路设有依次连接的第四一节点、第四二节点、第四三节点、第四四节点和第四五节点；所述第四一节点与第一二节点连接，所述第四五节点与所述第二场效应管的s端连接；
8.所述主线路还设有第一场效应管和第四接地端，所述电机过流保护报警电路设有第三芯片；
9.所述直流小马达电路与所述第一场效应管的d端连接，且所述直流小马达电路与所述第一场效应管的d端之间设有第九电阻；所述直流小马达电路包括电机、第五电容和二极管；所述电机的正极连接第九电阻，其负极连接第四九六节点；所述第五电容和二极管均与电机并联连接。
10.本发明中，还提供了一种旋转摆动机构，应用上述控制电路，所述旋转摆动机构包括摆动固定座、齿圈、齿动轮、轴承固定板和电机；所述摆动固定座的上端面用于固定外部摆件；所述摆动固定座与齿圈固定连接；所述齿动轮和电机均固定安装在所述轴承固定板
上；所述齿动轮啮合在所述齿圈内；所述电机连接控制电路；所述电机驱动所述齿动轮转动；
11.所述齿动轮的外表面上设有锯齿，所述齿圈的内壁上设有齿槽；所述锯齿与齿槽啮合；所述齿动轮转动，带动所述齿圈旋转，所述齿圈带动所述固定座旋转。
12.本发明的应用于摆动件的控制电路，以通过触摸开关控制电机的运行和停止；可以根据应用要求设定电动机的工作时间长短；具有负载过电流保护、报警功能，当出现负载电流过大时，或旋转摆动遇到阻力时，电路会进行保护并且发出报警声音提醒用户，智能化程度高，实用性强。
附图说明
13.图1示出了本发明的一种应用于摆动件的控制电路的框架结构示意图；
14.图2示出了本发明的一种应用于摆动件的控制电路的电路结构示意图；
15.图3示出了本发明的旋转摆动机构的爆破结构示意图。
具体实施方式
16.如图1所示，为本发明的一种应用于摆动件的控制电路的框架结构示意图；如图2所示，为本发明的一种应用于摆动件的控制电路的电路结构示意图；本发明的控制电路包括主线路，所述主线路接入外部输入直流电源电压vcc；所述控制电路包括电源滤波和保护电路1、触摸开关电路2、电机过流保护报警电路4和直流小马达电路5；
17.所述电源滤波和保护电路1设有第一接地端gnd1；所述主线路设有依次连接的第一三节点13、第一一节点11和第一二节点12；所述第一一节点11与第一接地端gnd1之间设有第三电容c3；所述第一二节点12与第一接地端gnd1之间设有电解电容e2，所述第一三节点13与第一接地端之间设有稳压二极管dz1；
18.所述触摸开关电路2与第一一节点11连接；所述主线路上还设有第二场效应管q2；所述触摸开关电路2设有第二接地端gnd2和第三接地端gnd3，所述触摸开关电路2设有第二一节点21和第二二节点22；所述第二二节点22与第二一节点21连接，所述第二一节点21与所述第一一节点11连接；所述触摸开关电路2包括第一芯片u1。
19.示例性的，本发明中，所述第三电容c3为陶瓷电容；所述u1为采用电容式触摸检测电路设计的模块。所述电机过流保护报警电路4与第一二节点12连接，所述主线路设有依次连接的第四一节点41、第四二节点42、第四三节点43、第四四节点44和第四五节点45；所述第四一节点41与第一二节点12连接，所述第四五节点45与所述第二场效应管q2的s端连接；
20.所述主线路还设有第一场效应管q1和第四接地端gnd4，所述电机过流保护报警电路4设有第三芯片u3；
21.所述直流小马达电路5与所述第一场效应管q1的d端连接，且所述直流小马达电路5与所述第一场效应管q1的d端之间设有第九电阻r9；所述直流小马达电路5包括电机m、第五电容c5和二极管d2；所述电机m的正极连接第九电阻r9，其负极连接第四九六节点496；所述第五电容c5和二极管d2均与电机m并联连接。
22.作为本发明的优选方案，所述控制电路还包括延时断开电路3，所述主线路还设有第三一节点31和第三场效应管q3；所述延时断开电路3包括第二芯片u2。
23.所述第一芯片u1包括6个管脚，分别为第一一管脚g11、第一二管脚g12、第一三管脚g13、第一四管脚g14、第一五管脚g15和第一六管脚g16；所述第二场效应管q2的g端与第二二节点连接，且所述所述q2的g端与第二二节点之间设有第四电阻r4；
24.所述第一一管脚g11与第四电阻连接，且所述第一一管脚g11与第四电阻之间还设有第二电阻r2；所述第一二管脚g12与第二接地端gnd2连接；所述第一三管脚g13连接第三接地端gnd3，且所述第一三管脚g13与第三接地端gnd3之间设有第二电容c2，且所述第一三管脚g13还接有感应电极；所述第二一节点21与第二接地端gnd2连接，且所述第二一节点21与第二接地端gnd2之间设有第一电容c1，所述第二一节点21与第一电容c1之间设有第二三节点23；所述第一五管脚g15连接所述第二三节点23；所述第一六管脚与第二一节点21连接。
25.所述第三芯片u3包括八个管脚，分别为第三一管脚g31、第三二管脚g32、第三三管脚g33、第三四管脚g34、第三五管脚g35、第三六管脚g36、第三七管脚g37和第三八管脚g38；
26.所述第三一管脚g31与第四接地端gnd 4连接，且所述第三一管脚g31与第四接地端gnd 4之间设有第四六节点46；所述第四一节点41与第四接地端gnd4之间串联有第六电阻r6、蜂鸣器ls1和第五场效应管q5；所述第五场效应管q5的d端与所述蜂鸣器ls1连接，所述蜂鸣器ls1的两端还并联有第一二极管d1；所述第五场效应管q5的s端与第四接地端gnd4连接，所述第五场效应管q5的g端与第四六节点46连接，且所述第五场效应管q5的g端与第四六节点46之间设有第一四电阻r14，所述第五场效应管q5的g端与第一四电阻r14之间设有第四七节点；所述第四五节点与第四接地端gnd4之间串联有第七电阻r7和第七电容c7，所述第7电阻r7与第四接地端gnd4之间设有第四八节点48、第四九节点49、第四九一节点491和第四九二节点492；
27.所述第三二管脚g32与所述第四九二节点492连接；所述第三三管脚g33与第四七节点47连接，且所述第三三管脚g33与第四七节点47之间设有第一二电阻r12；所述第三四管脚g34与第四三节点43连接；所述第三五管脚g35与第四八节点48连接，且所述第三五管脚g35与第四八节点48之间设有第六电容c6；所述第三六管脚g36与第四九一节点491连接；所述第三八管脚g38与第四四节点44连接。
28.所述主线路还设有第四九三节点493；所述第一场效应管q1的g端与第三七管脚g37连接，且所述第一场效应管q1的g端与第三七管脚g37之间设有第十电阻r10和第四九四节点494，所述第四九三节点493与第四九四节点494之间设有第八电阻r8；
29.所述电机过流保护报警电路4还设有第四九五节点495和第四九六节点496，所述第四九五节点495与第四九节点49连接；所述电机过流保护报警电路4还设有三极管q4，所述三极管q4的c端与第四九一节点连接，且所述三极管q4的c端与第四九一节点之间设有第一一电阻r11，所述所述三极管q4的e端与第四九五节点连接，所述三极管q4的b端与第四九六节点连接，且所述三极管q4的b端与第四九六节点之间设有第一三电阻r13；所述第四九五节点与第四九六节点之间设有第一五电阻r15。
30.所述第二芯片u2设有八个管脚，分别为第二一管脚g21、第二二管脚g22、第二三管脚g23、第二四管脚g24、第二五管脚g25、第二六管脚g26、第二七管脚g27和第二八管脚g28；
31.所述第二一管脚g21与第三一节点31连接，且所述二一管脚g21与第三一节点31之间设有第三二节点32、第三三节点33和第三四节点34；所述第二二管脚g22与所述第三场效
应管q3的g端连接，且所述第二二管脚g22与所述第三场效应管q3的g端之间设有第三电阻r3，所述第三电阻r3与第三场效应管q3的g端之间设有第三五节点35；所述第二三管脚g23与第三四节点之间设有第一开关s1，所述第二四管脚g24与第三三节点33之间设有第二开关s2；所述延时断开电路3还包括第五接地端gnd5，所述第二五管脚g25和第二八管脚g28均与第五接地端gnd5连接；所述第二六管脚g26和第二七管脚g27连接，且所述第二六管脚g26和第二七管脚g27连接之间设有第一电阻r1。
32.本发明的控制电路中：
33.1.电源滤波和保护电路1：
34.外部输入直流电源电压vcc(其电压范围为2.5v至5v之间)，电解电容e2的作用是抑制或消除电源的纹波和储能作用；陶瓷电容c3的作用是抑制或消除电源的高频噪声信号；在电源电路上如果出现正向电压过高或者有反向电压，可能造成某些元件的损坏和设备无法使用，稳压二极管dz1(稳压二极管的稳压值可根据电源端电压选取，本实施例选取为5.1v)可以起到一定程度的保护作用。
35.2.触摸开关电路2：
36.u1中，采用电容式触摸检测电路设计的模块(可选用ttp223、rh6030、jl223b等)设计的开关控制电路，触摸检测ic是一个基于电容感应的原理制作的触摸感应模块，人体或金属触碰传感器的感应电极会被模块感应到，除了与感应电极的直接触摸，隔着一定厚度的塑料、玻璃等材料的接触也可以被感应到，感应灵敏度随接触面的大小和覆盖材料的厚度和图2的电容器c1容量的大小有关，其他条件不变，c1不接时灵敏度最高，增加c1的值会降低灵敏度，c1的值域为0～50pf。电路2的触摸开关电路接法是自锁开关模式，上电后u1第1脚(g11)内部下拉电压为低电平“l”，通过限流电阻r2把q2(p沟道增强型mos场效应管)栅极g的电压下拉为低电平“l”，场效应管q2处于导通状态，此时场效应管q2相当于一个处于闭合状态的开关，为后面电路提供工作电压，这时马达处于工作状态。当u1检测到感应电极被触摸时，u1第1脚(g11)输出电压为高电平“h”，通过限流电阻r2和上拉电阻r4把q2栅极g的电压上拉为高电平“h”，场效应管q2处于截止状态，此时场效应管q2相当于一个处于断开状态的开关，后面电路得不到电压，所以就不能工作，此时马达处于停止工作状态。当u1再次检测到感应电极再次被触摸时，u1第1脚(g11)内部下拉电压为低电平“l
”……
。终上所述，通过触摸感应电极，可以控制场效应管q2的截止与导通状态来控制电机的运行和停止，从而达到了触摸开关控制电机的运行和停止作用。
37.3.延时断开电路3：
38.采用振荡电路模块(u2)设计的延时电路，电路接法是上电即开始计时，电阻r1阻值的大小和改变u2的第3脚(g23)与第4脚(g24)是否接高电平来组合决定延时时间长短，延时时间可设置为最小30秒到最高300小时。上电即被触发u2第2脚(g22)内部下拉电压为低电平“l”，通过限流电阻r3把q3(p沟道增强型mos场效应管)栅极g的电压下拉为低电平“l”，场效应管q3处于导通状态，此时场效应管q3相当于一个处于闭合状态的开关，为后面电路提供工作电压，此时马达处于运行状态。设定的计时时间到后u2第2脚(g22)输出电压为高电平“h”，通过限流电阻r3和上拉电阻r5把q3栅极g的电压上拉为高电平“h”，场效应管q3处于截止状态，此时场效应管q3相当于一个处于断开状态的开关，后面电路得不到电压，所以就不能工作，此时马达处于停止工作状态。断电后再上电又开始计时
……
，从而达到了可以
根据应用要求设定电动机的工作时间长短。
39.4.电机过流保护报警电路4：
40.本方案采用u3(可选用icm7555、icl7555、isl7555cba等)时基电路设计的过电流保护、报警电路，本电路是一个通过7555时基电路来实现对负载进行过电流的保护、报警功能。在负载正常工作时，q1前面进来的电源经过q1、r9、马达m1和电阻r15形成回路，电源对马达m1进行供电。当马达m1上出现过电流现象时，负载电流的增加使得电阻r15上的电位增加，增加到0.65—0.7v时，电阻r15上增加的电位经过r13加到了三极管q4的基极b使得q4导通，u3时基电路的第6脚(g36)、2脚(g32)的电位经过r11、q4直接对电源负极进行放电，当u3时基电路的第6脚(g36)、2脚(g32)电压低于2/3vcc时，u3时基电路立刻置位，u3第3脚(g33)输出高电平，电位经过限流电阻r12、下拉电阻r14加到了场效应管q5(n沟道增强型mos场效应管)栅极g，q5栅极g的电压上拉为高电平“h”使得q5导通，此时电源、限流电阻r6、蜂鸣器ls1形成回路，电源对蜂鸣器ls1进行供电，蜂鸣器ls1立即发出声音报警信号，同时，u3时基电路内的放电管截止，即u3第7脚(g37)悬空，电源经过上拉电阻r8把q1(p沟道增强型mos场效应管)栅极g的电压上拉为高电平“h”，场效应管q1处于截止状态，此时场效应管q1相当于一个处于断开状态的开关，后面电路得不到电压，所以就不能工作，此时马达m1处于停止工作状态，电源停止给马达m1供电后，三极管q4截止，电源通过电阻r7对电容c7进行充电，当电容器c7两端的电压升到2/3vcc时，u3时基电路再次复位，场效应管q1导通，电源重新给马达m1供电，如果还处于过载电流情况下，将重复上述过程，直到负载上电流下降到正常值为止。从而达到了电路对马达m1的过电流保护作用。
41.5.直流小马达电路5：
42.由于电动机是感性负载，所以在线圈断开电源的瞬间都会产生很强的反向电压，如果串回电源端的话，通常会损坏驱动管，二极管d2的作用是续流二极管，用于释放电动机的感应电动势，有了这个二极管，会将反向的感生电流形成环路吸收掉；电容c5的作用是对换向器不停的通断线圈时产生的电流起到平滑作用，结果是抑制或消除换向器电火花干扰，并减少了电动机工作时向外辐射的干扰电磁波；马达m1可以选用低电压小功率的直流小马达，比如3v的小功率直流马达。
43.本发明的工作原理及流程包括：
44.电路通电后开始工作，电源vcc、q2、q3、q1、m1、r9和r15形成回路，电源对马达m1进行供电，马达开始工作，如果马达运行正常(没有出现过电流现象)，继续运行到电路3设定的延时时间到(q3处于截止状态)就停止运行；如果出现马达过电流现象时，电路4即刻开始保护和报警，提示用户排除问题，如果用户没有排除问题，电路4继续保护和报警，直到电路3设定的延时时间到之后就停止运行；用户触摸开关(电路2的感应电极)，q2处于截止状态，后面的电路得不到电压，处于停止工作状态。用户再次触摸开关(电路2的感应电极)，将重复上述过程。
45.因此，本发明中，通过触摸开关控制电机的运行和停止；可以根据应用要求设定电动机的工作时间长短；具有负载过电流保护、报警功能，当出现负载电流过大时，或旋转摆动遇到阻力时，电路会进行保护并且发出报警声音提醒用户，智能化程度高，实用性强。
46.如图3所示，为本发明的旋转摆动机构的爆破结构示意图；本发明中，旋转摆动机构应用上述控制板，包括摆动固定座101、齿圈102、齿动轮103、轴承固定板104和电机105；
所述摆动固定座101的上端面用于固定外部摆件；所述摆动固定座101与齿圈102固定连接；所述齿动轮103和电机105均固定安装在所述轴承固定板104上；所述齿动轮103啮合在所述齿圈102内；所述电机105连接控制电路；所述电机105驱动所述齿动轮103转动；
47.作为优选的实施方式，所述齿动轮103的外表面上设有锯齿202，所述齿圈102的内壁上设有齿槽201；所述锯齿202与齿槽201啮合；所述齿动轮103转动，带动所述齿圈102旋转，所述齿圈102带动所述固定座101旋转，固定安装在固定座101上的物件就可以自动旋转。
48.优选地，所述摆动固定座101设有第一通孔301，所述轴承固定板104设有第二通孔302，所述第一通孔301的中心线与第二通孔302的中心线重叠。因此，可以通过外部连接杆或连接件，依次穿过第二通孔302、齿圈102和第一通孔301，将固定座101、齿圈102、齿动轮103和轴承固定板104与外部件固定连接安装。
49.本发明中，摆动固定座101的边缘设有多个缺口303，可以通过缺口303，手动拨动旋转摆动，方便实用。
50.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。