[发明专利]检测直流风扇起始摇头方向及摇头对称中心的位置传感器

说明书

本发明所述检测直流风扇起始摇头方向及摇头对称中心的位置传感器，由信号开关和信号触发器组成，信号开关安装在绕摇头转轴转动的机头支撑座上，信号触发器相对摇头转轴处于固定位置，或者信号触发器安装在绕摇头转轴转动的机头支撑座上，信号开关相对于摇头转轴处于固定位置，使信号开关与信号触发器的相对位置随机头的转动而变化，信号触发器在‑α_max/2区域内控制信号开关导通或关断，在α_max/2区域内控制信号开关关断或导通；上电时，通过检测信号开关的状态来判定机头所处的区域，以确定直流风扇的摇头方向；启动后、在摇头过程中，通过信号开关出现由高到低或由低到高的跳变时的机头位置来检测风扇的摇头对称中心。

技术领域

本发明属于直流风扇起始摇头方向及摇头对称中心检测技术领域，涉及检测直流风扇起始摇头方向及摇头对称中心的位置传感器。

背景技术

用无刷直流电机驱动扇叶旋转的摇头电风扇(以下简称“直流风扇”)运行平稳、噪声低、可方便地模拟自然风、可在极宽的范围内调节风量及摇头角度，具有传统交流电机风扇无法比拟的性能优势，因此得到了快速发展。风扇的摇头角度是风扇活动参考面相对风扇固定参考面的正摆角和负摆角之和、且正负摆角相等，摇头角度的大小可以任意设定是直流风扇有别于传统交流风扇的优点之一。由于风扇是轻便的可移动设备，其活动参考面易受移动时外力的干预而改变位置，因此，在上电开机时活动参考面的位置具有不确定性。为了准确地基于风扇摇头角度的定义按设置的摇头参数来控制风扇的摇头角度，在风扇上电开机时必须先检测风扇活动参考面相对于风扇固定参考面的位置，才能在正摆角和负摆角相等的前提下按设置参数实现摇头。

直流风扇摇头传动机构如图1所示。为了控制直流风扇机头的摇摆，在风扇立柱1-1的上端安装有一个固定的从动齿轮1-2；安装并支撑风扇机头的底座(下称机头支撑座)1-3上装有一个与从动齿轮啮合的、受步进电机驱动的主动齿轮1-4；机头支撑座1-3上有一个与立柱作滑动配合的孔，整个机头通过这个带孔的机头支撑座配合安装到立柱上，在步进电机1-5驱动主动齿轮1-4旋转时，机头支撑座1-3绕立柱1-1的轴心转动；通过控制步进电机1-5的正传与反转的运行步数来控制风扇机头的摇摆角度。

直流风扇机头的摆角与步进电机运行步数的关系是已知的，设机头每度转角对应步进电机的运行步数为n，设期望的摇头角度为α，则步进电机驱动机头摆动α角的总步数N＝n×α，据此即可方便地通过控制步进电机的正传与反转的运行步数来控制风扇的摇头角度；然而仅能控制风扇机头的绝对摆角的大小是不够的，在摇头过程中还必须保证风扇活动参考面相对于风扇固定参考面的正负摆角相等。由于目前尚无一种能在风扇上电时检测出风扇活动参考面与风扇固定参考面相对位置关系的位置传感器，因而目前的直流风扇在上电时均采用以下方法来确定风扇的摇头参考零点：

设风扇机头的最大摇头角度为α_max，上电开机时，先让步进电机沿一个固定的方向运行n×α_max步，以确保机头能向这个固定方向摆动到极限位置并被堵转，从这个位置算起，机头再反向运行n×α_max/2步即为风扇摇头的参考零点，找到参考零点后，即可控制风扇摇头的对称性。这种控制方法的缺陷如下：

1.开机后不能立即进入正常摇头状态，寻找参考零点的过程较长，堵转时机头会产生较大的抖动，这些缺陷将降低客户体验；

2.在完成上电检测并进入正常摇头状态后，如果受外力干预导致机头的活动参考面被强制改变位置，因在正常工作过程中系统无法监测到这种改变而将进入到错误的摇头状态，经上电检测而得到的摇头对称性被破坏，摇头角度将减小，在极端情况下，风扇只能从一个极限堵转位置以α/2的角度摇头，在另外α/2的区间内，驱动摇头系统的步进电机将处于堵转状态；

3.堵转会导致步进电机驱动环节过载，对驱动环节的寿命及可靠性不利。

发明内容