操作卷帘百叶窗的致动器的运行方法

摘要

一种用于操作可卷绕的封闭用遮光或遮阳的活动元件的致动器的运行方法，活动元件包括可堆叠的和通过钻孔部分彼此相连接的帘叶，致动器配有测量与活动元件的运动相关联的参数的测量部件，所述方法包括以下步骤：分析活动元件的移动过程中参数的变化；基于该分析确定基准位置；所述方法还包括在执行校准动作中和/或在执行限定动作中使用基准位置的使用步骤，所述校准动作用于校准确定封闭用遮光或遮阳的活动元件的位置的确定部件，所述限定动作用于限定引起致动器的速度变化的活动元件的位置。

权利要求

1.一种用于操作可卷绕的封闭用遮光或遮阳的活动元件(101)的致动器(10)的运行方法，活动元件包括可堆叠的和通过钻孔部分(4)彼此相连接的帘叶(2，3，3')，致动器配有测量与活动元件的运动相关联的参数的测量部件(12)，所述运行方法包括以下步骤：－分析活动元件的移动过程中参数的变化；

－基于该分析确定基准位置；

其特征在于，所述运行方法包括在执行校准动作中和/或在执行限定动作中使用基准位置的使用步骤，所述校准动作用于校准确定封闭用遮光或遮阳的活动元件的位置的确定部件，校准在移动过程中以对于使用者而言显而易见的方式进行，所述限定动作用于限定引起致动器的速度变化的活动元件的位置。

2.根据权利要求1所述的运行方法，其特征在于，所述运行方法包括限定活动元件在端部位置中停止的停止位置的限定步骤。

3.根据权利要求1所述的运行方法，其特征在于，所述运行方法包括根据将活动元件与卷绕管体连结的连结绳带类型，调整在端部位置停止的停止位置的调整步骤。

4.根据权利要求1到3中任一项所述的运行方法，其特征在于，基准位置是活动元件的两端部停止位置之间的中间位置。

5.根据权利要求1到3中任一项所述的运行方法，其特征在于，基准位置是活动元件的帘叶的完全堆叠的位置。

6.根据权利要求1到3中任一项所述的运行方法，其特征在于，基准位置在致动器的配置模式中被使用。

7.根据权利要求1到3中任一项所述的运行方法，其特征在于，基准位置在致动器的使用模式中被使用。

8.根据权利要求1到3中任一项所述的运行方法，其特征在于，活动元件的达到止挡的区域通过使用基准位置来限定。

9.根据权利要求1到3中任一项所述的运行方法，其特征在于，用于校准确定封闭用遮光或遮阳的活动元件的位置的确定部件的校准动作是在基准位置的校准动作。

10.一种致动器(10)，致动器包括实施根据前述权利要求中任一项所述的运行方法的硬件(11，12，13，14，15)和/或软件。

11.根据权利要求10所述的致动器，其特征在于，硬件包括力矩测量部件(12)、力矩分析部件和计算部件。

12.根据权利要求11所述的致动器，其特征在于，硬件包括确定活动元件的位置的确定部件(14)。

13.根据权利要求12所述的致动器，其特征在于，所述确定活动元件的位置的确定部件是无位置传感器的确定部件。

说明书

操作卷帘百叶窗的致动器的运行方法

技术领域

[0001] 本发明涉及操作房屋或建筑物的窗叶的机电致动器的领域，特别地用于操作其幕帘由可堆叠帘叶组成的卷帘百叶窗的领域，帘叶通过可收起的钻孔部分彼此相连接。

背景技术

[0002] 从专利申请WO03/081357已知自动地确定这样的位置，在该位置中，卷帘百叶窗的尾帘叶与卷帘百叶窗设备的下止挡件——称为尾帘叶位置——有限接触。尾帘叶位置通过对在致动器上施加的力矩进行分析来确定，这是由于在该幕帘卷绕或展开时的幕帘的重量变化，特别是这由于在管体上未卷绕的悬挂帘叶的数量。

[0003] 在该文献中，涉及确定一中间停止位置，该中间停止位置可根据设备(特别是帘叶的尺寸、重量等)自动地进行配置。透光的该中间位置通过一数学定律从尾帘叶的位置推出并与尾帘叶的位置相邻。

[0004] 相同地，从专利文献EP967360已知一种致动器装置，其允许通过对电动机扭矩的分析来识别在百叶窗和卷绕管体之间的连结绳带类型，和使对停止的控制适于所确定的连结绳带类型。该文献未与可定位的一基准位置——随时间可再现的——的使用发生任何联系。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于改进现有技术已知的运行方法，以及解决将在下文描述的问题。实际上，本发明提出卷帘百叶窗的致动器的一种运行方法，其允许许多自动化功能。

[0006] 根据本发明，所述方法管理操作可卷绕的封闭用遮光或遮阳的活动元件的致动器的运行，活动元件包括可堆叠的和通过钻孔部分彼此相连接的帘叶，致动器配有测量与活动元件的运动相关联的参数的测量部件。所述方法包括以下步骤：

[0007] －分析活动元件的移动过程中参数的变化；

[0008] －基于该分析确定基准位置；

[0009] －使用该基准位置；和

[0010] －执行校准动作和/或执行限定动作，所述校准动作用于校准确定封闭用遮光或遮阳的活动元件的位置的确定部件，所述限定动作用于限定引起致动器的速度变化的活动元件的位置。

[0011] 优选地，至少后两个步骤，甚至后三个步骤，自动地执行，即没有使用者的干预。

[0012] 可在执行校准动作和/或执行限定速度变化位置中使用基准位置。

[0013] 所述方法可以包括限定活动元件在端部位置中停止的停止位置的限定步骤。

[0014] 所述方法可以包括根据将活动元件与卷绕管体连结的连结绳带类型，调整在端部位置停止的停止位置的调整步骤。

[0015] 基准位置可以是活动元件的两端部停止位置之间的一中间位置。

[0016] 基准位置可以是活动元件的帘叶的完全堆叠的位置。

[0017] 基准位置可以在致动器的配置模式中被使用。

[0018] 基准位置可以在致动器的使用模式中被使用。

[0019] 对接区域可以通过使用基准位置来限定。

[0020] 用于校准确定封闭用遮光或遮阳的活动元件的位置的确定部件的校准动作可以是在基准位置的校准动作。

[0021] 根据本发明，致动器包括实施前文所限定的运行方法的硬件和/或软件工具。

[0022] 硬件可以包括力矩测量部件、力矩分析部件和计算部件。

[0023] 硬件可以包括确定活动元件的位置的确定部件，例如无位置传感器的确定部件。

附图说明

[0024] 通过阅读以下仅作为示例给出和参照附图进行的说明，将更好地理解本发明，附图中：

[0025] 图1示出包括根据本发明的方法运行的致动器的封闭装置。

[0026] 图2a示出封闭装置的一组可堆叠帘叶，这些帘叶在装置的打开阶段以连续的不同构型示出。

[0027] 图2b是一线图，给出根据封闭装置的尾帘叶在这种打开阶段中的位置由致动器要提供的力矩。

[0028] 图3a示出封闭装置的一组可堆叠帘叶，这些帘叶在装置的封闭阶段以连续的不同构型示出。

[0029] 图3b是一线图，给出根据封闭装置的尾帘叶在这种封闭阶段中的位置由致动器要提供的力矩。

[0030] 图4是根据本发明的运行方法的一实施方式的流程图。

[0031] 图5是根据本发明的运行方法的一实施方式的流程图。

具体实施方式

[0032] 图1示意性地示出根据本发明的一电动化卷帘百叶窗装置100的一实施方式。更为一般性地，其可涉及一种电动化遮光或遮阳封闭装置。电动化遮光或遮阳封闭装置100包括可卷绕的活动元件101，如百叶窗，活动元件包括幕帘1，幕帘由帘叶2组成，帘叶围绕卷绕管体或管筒5卷绕。组成幕帘的自由端部的尾帘叶3和最接近管体的幕帘的第一帘叶3'是特定的帘叶。帘叶2通过可收起的和钻孔部分4彼此相连接。幕帘通过连结绳带6保持在卷绕管体上。百叶窗通过机电致动器10，特别是管形机电致动器——布置在卷绕管筒中——在运动方面被控制。致动器包括与电子控制单元13相连接的机电部分(电动机、减速器、制动器)。控制单元通过传输由双箭头15表示的信息来控制致动器的机电部分的操作。致动器通过固定点16，称为致动器的头部，保持挨靠一固定结构。

[0033] 力矩测量部件12，如力矩传感器或力矩变化传感器，测量由致动器经受的力矩(通过致动器或通过带动致动器的卷帘百叶窗的幕帘来施加)。力矩传感器例如对应在致动器的输出轴处或在电动机的输出轴处的力矩测量部件(例如在转子处的直接测量部件)。此外力矩传感器可对应作用力测量部件，例如测力计、压电传感器，在此情形下其布置在致动器的头部处。对活动元件的卷绕半径的知晓允许在作用力测量和力矩测量之间进行关联。

[0034] 致动器还可包括其它传感器。致动器例如包括确定活动元件的位置的确定部件，如位置传感器14或使用致动器的激活时间数据的确定部件，以及存储器和允许根据本发明的目的方法决定其运行的硬件和/或软件。软件可特别是包括计算机程序代码，适于当程序在计算机上运行时，实施根据本发明的方法的步骤。致动器也包括力矩研究和/或分析部件和计算部件，用以确定一基准位置和用以使用该基准位置。计算部件特别是允许：

[0035] －校准确定封闭用遮光或遮阳的活动元件的位置的确定部件，和/或[0036] －限定引起致动器的速度变化的活动元件的位置，和/或

[0037] －限定活动元件在端部位置中停止的停止位置，和/或

[0038] －根据将活动元件与卷绕管体连结的连结绳带类型，调整在端部位置停止的停止位置。

[0039] 装置还包括控制点30，控制点通过有线或无线通信网络40连接。控制点例如包括三个按键31、32、33，其允许使用者控制百叶窗的打开、封闭或停止。在中心按键31上的特定按压还允许控制向一中间位置进行移动，例如如在专利申请WO03/081357中所限定的。发光二极管34(或各种其它图形界面，例如一屏幕)允许在控制点处显示信息。

[0040] 图2a示出在打开运动时的百叶窗。通过可收起的和钻孔部分4彼此相连接的不同帘叶2、3、3'中一个在另一个之后卷起，而尾帘叶3仍置位在装置的下止挡件上(窗台或相似的部件)。当所有钻孔部分展开时，尾帘叶也卷起。

[0041] 在该打开运行期间所观察到的力矩变化根据在幕帘卷绕运动(打开)时卷绕管体的角位置在图2b上示出。力矩变化对应在卷绕管筒上悬挂的卷帘百叶窗的重量变化，以及对应与卷绕直径相关联的变化，由于帘叶在卷绕管体上卷绕叠置，卷绕直径随着打开而增大。数据被修均化以更为简易地示出在下文所限定的可定位的位置。

[0042] 尾帘叶的脱离位置M1可通过局部的力矩最大值可靠地进行定位，该局部的力矩最大值在一配置模式中的学习运动中或在一使用模式中的施用运动中被观察到。透光位置近似相当于卷帘百叶窗从上部位置开始的总行程的80％。将该位置M1标记为“中间基准位置”。

[0043] 对应力矩在总行程上的最大值的位置M2也可被确定。将其标记为“最大基准位置”。通常当从下部位置开始经历总行程的大约1/3时，观察到力矩在总行程上的最大值。

[0044] 图3a示出在封闭运动时的百叶窗。当尾帘叶达到下止挡件时，帘叶2堆叠在尾帘叶上，从而遮挡在部分4中布置的孔洞和完全封闭百叶窗。

[0045] 与在封闭运动时相同地，可观察到运动的特征变化，特别是尤其基于透光的封闭位置的力矩变化或加速，以及定位帘叶的最大堆叠位置，而无论将第一帘叶3'(最接近卷绕管筒)连接到卷绕管筒的绳带属性(刚性的或柔性的)如何。这些变化(绝对值)在图3b上示出。

[0046] 图3b与图3a相似(运动相反)，不过假定载重杆的质量非常大和/或探测力矩的灵敏度非常高，使每个帘叶的运动突出。在图3b上所示的测量属于粗测，而无如图3a的过滤。测量更为主要地从测力计或加速计——允许获得独立于致动器的力学(mécanique)的力矩值——获得。

[0047] 该下基准位置的确定方法例如在于：确定由百叶窗施加在电动机上的力矩递减序列的末尾(由于其重量，载荷在路径末是驱动性的)。

[0048] 实际上，在幕帘展开时，致动器所经受的力矩逐渐增大，所展开的幕帘部分的重量恒定累进。在接近尾帘叶到达止挡的位置时，该力矩达到最大值(在组成对幕帘移动进行止挡的止挡件的窗台或地面上)。该位置是称为透光的位置。

[0049] 尾帘叶继而突然平直地置于止挡件上，对应一展开位置D1。在尾帘叶被压载的情形中，这通过致动器所经受的力矩的突然减小来表现。

[0050] 由于在帘叶之间的钻孔部分，在帘叶在前一帘叶上的每次堆叠时，在致动器处，在力矩曲线上观察到一基本上周期性的递减序列。该递减序列通过递减档位进行标记。

[0051] 如果帘叶具有类似的重量，这些档位基本上都具有相同的高度，从而仅仅是卷绕半径在力矩上有影响。

[0052] 递减序列的特征也可在于，在电动机以连续转速转动的情形下，在不同档位之间的时隙基本上相同，从而仅仅是卷绕半径在时隙上有影响。

[0053] 最后，在电动机处于受控速度的情形下和如果在第一帘叶堆叠时电动机以连续转速转动或如果受控速度是已知的，力矩曲线的特征可在于可预测的时隙。

[0054] 规则的递减进度允许设置每个新的递减步骤。在第一帘叶(最接近卷绕管体的帘叶)堆叠后，不再观察到突然和显著的减少，这是展开位置D2所期望的。

[0055] 在期望的力矩和测量的力矩之间的比较允许观察第一帘叶的堆叠，即当所有帘叶中一个在另一个上堆叠时。这种比较从期望的递减时刻开始在一给定的和有限的时隙内发生。致动器从而可估算帘叶在一有限位置范围上的堆叠结束位置和从之推断活动元件的一基准位置。

[0056] 因此，存在装置所本有的多个基准位置，这不对应止挡位置且可以可靠地和可再现地进行定位。将这样的位置称为“中间基准位置”，如：尾帘叶与装置的下止挡件有限接触(或“透光帘叶”的位置)，将对应帘叶中一个在另一个上堆叠的最大值的位置称为“下基准位置”。

[0057] 中间基准位置的已知的第一种使用情形是如透光的中间位置的使用，如在专利文献WO03/081357中所描述的。

[0058] 根据本发明的致动器的运行方法的一执行模式，存在其它的使用情形，这些使用情形在下文进行详述和在图4上示出。

[0059] 在步骤C1的过程中，所测量的力矩(和/或力矩变化)被研究或分析。对这些变化的研究或分析允许在步骤C2的过程中确定一基准位置。该基准位置在步骤C3的过程中被使用以达到装置的最优运行，可能变化为多个自动动作，即不需要由安装人员手动记录这些基准位置：

[0060] －C3a：校准到一基准位置，

[0061] －C3b：基于基准位置的驱动速度变化，

[0062] －C3c：确定下行程结束位置。

[0063] 其它的使用，例如根据连结绳带类型或帘叶的计数调整停止位置，也将可如在下文所描述的进行设计。

[0064] 校准

[0065] 中间基准位置、最大基准位置或下基准位置可被使用作为用于装置的校准位置。

[0066] 存在不同的应用情形，其中，需要定期地或按时地以自动的和对于使用者而言显而易见的方式对装置进行校准。特别地，校准在以下情形中可能是必需的：

[0067] －幕帘随时间伸长；

[0068] －使用应急手动控制；

[0069] －无位置传感器的致动器；

[0070] －无物理止挡件的安装。

[0071] 在下文参照图5描述一校准工序示例。

[0072] 在步骤E1，致动器观察到，校准是必需的。例如当遇到止挡件而位置确定部件不对应该止挡位置时实施该步骤。作为选择，在电网供应中断和运动中断时，对电网供应中断和运动中断的探测也限定一必需的校准情形。超出从最后一次校准预定的操作数也可被解译为一必需的校准指示。在无位置传感器的致动器的情形中，在运动时经过基准位置本身构成一必需的校准情形。

[0073] 在步骤E2，如果需要，致动器在校准位置(或校准位置之一)的方向上控制百叶窗。如果需要，控制包括在不同方向上的移动，直到定位基准位置。在该校准位置——其是可探测的，不需要位置传感器的信息——中，从而在步骤E3的过程中实施一位置计数器的更新，特别是重置到一预定值或置零。

[0074] 当前位置，或从当前位置推出的一位置从而是已知的，而无模糊性。装置的其它运行位置，例如行程结束位置或预先记录的中间位置从而在步骤E4的过程中从该校准位置推出。

[0075] 已知的装置实施在止挡位置上的校准(固定止挡件或在幕帘和卷绕管体之间在最大延伸方面产生止挡的刚性绳带)。不过，在某些装置中，这类位置不是可用的，在行程结束位置的停止仅仅根据一时间或位置计数器的信息进行。

[0076] 在其它情形中，有利地是，不寻求止挡件来实施校准。装置较不促动，校准可在移动过程中以例如对于使用者而言显而易见的方式进行。

[0077] 在下文中阐述无位置传感器的致动器的具体情形。已知地使用无位置传感器的致动器：对致动器向特定运行位置的控制从而要么通过时间管理(在一方向上和另一方向上的移动时间的管理)，要么通过电动机参数——如电压、电流——的管理来实施。从而可以注意到，致动器包括位置“计数器”。

[0078] 对于无位置传感器的致动器的这些已知的情形，在装置上施加其它限制，特别是存在标记端部运行位置的两止挡件。

[0079] 在止挡件外使用一基准位置允许摆脱这些限制。

[0080] 在经过该基准位置(中间基准位置或下基准位置)——在移动和观察到运行中的致动器的一参数时定位——时，致动器从之推断其实际位置和对于达到不同的运行位置要执行的移动(在行程结束位置或中间位置停止)。特别是对位置计数器进行更新。

[0081] 因此，与引述的现有技术相反，对基准位置的监测可系统地进行实施而不仅是在一配置模式中的一学习循环时实施。

[0082] 作为补充，中间基准位置和下基准位置这两个基准位置可被使用于无传感器的致动器的位置管理，特别是在一个在上升时更可易于探测而另一个在下降时更可易于探测的范围内。

[0083] 速度变化

[0084] 已知地，在卷帘百叶窗的在两行程结束位置之间的一路径上限定称为对接区域的区域，在其中，致动器的运行被修改。特别地，致动器的力矩或速度对于避免在额定工况下达到止挡是受限的，在百叶窗上引起较大的应力。

[0085] 借助于视觉，还有利的是，相对于额定的打开或封闭速度显著地修改达到止挡的速度(对接速度)。这种运行(慢开始，慢抵达)——沿着行程具有一最优移动速度和在行程结束慢慢抵达——改善由使用者所感觉的装置质量。

[0086] 端部位置一旦是已知的，对接区域通常通过相对于端部位置的一固定比例来限定。

[0087] 本发明提出取用在前文所限定的中间基准位置，来限定进入下对接区域中的进入点(或出离点)。因此，速度变化与装置的物理特性相关联(在打开时尾帘叶脱离和速度增大，在封闭时该尾帘叶在下止挡件上定位和速度减小)，并因此，速度变化是完全可理解的和可预料的。

[0088] 此外，速度变化在已知的和与装置结构相关的位置中发生的事实允许在帘叶堆叠的过程中简单地保证一恒定移动速度。这在下文中特别有利。

[0089] 作为选择，下对接区域可从中间基准位置推出。从而对于例如高度较大的百叶窗，对于进入位于帘叶的堆叠或拆堆的半高度的对接区域，可设置一速度变化。

[0090] 在端部位置停止

[0091] 如在上文中所述及的，帘叶的最大堆叠位置也是可探测的(下基准位置)。致动器从而可至少在一有限位置范围上估算帘叶的该堆叠结束位置，和从之推断一行程结束位置。

[0092] 停止位置可被限定为与基准位置重合或为通过一数学函数从基准位置推出的一位置或甚至通过一学习操作来限定。

[0093] 特别地，限定停止位置的一数值可通过仿射类型的一数学函数，特别是一线性函数从限定基准位置的一数值推出。

[0094] 从而不需要任何止挡件来标明该行程结束位置。当然，帘叶堆叠所需的下止挡件是存在的，不过在第一帘叶和卷绕管筒之间的柔性绳带的情形中，该下止挡件对于停止致动器不是可使用的，幕帘可完全地展开，继而在相反的方向上卷绕——如果没有控制任何停止(从而具有损坏装置的风险)。

[0095] 根据连结绳带的类型选择停止位置

[0096] 如在上文已看见的，可使用下基准位置用于在行程结束的停止位置的自动学习。下基准位置还可用于根据将幕帘连结在卷绕管体上的连结绳带类型调整该停止位置。

[0097] 实际上，基于基准位置的限定，可在一有限轨迹上测试力矩的变化——表示存在或不存在刚性绳带。该测试可仅仅在一学习周期时或在一配置模式中发生。该工序在专利申请EP1451654中进行描述，不过在现有技术中这需要对第一行程结束位置的预先记录步骤。在本发明中相反地，根据绳带的类型选择停止位置的工序可完全自动地发生。

[0098] 一旦限定存在刚性绳带，下基准位置将不被使用于在行程结束的停止。停止将根据止挡件的探测系统地进行。

[0099] 如果相反地，测试表示存在柔性绳带，停止将会在下基准位置中或在基于下基准位置推出的一位置中发生。

[0100] 其它的推理可从绳带类型的该探测步骤进行推断，而不改变本发明的精神。

[0101] 有利地，如刚刚描述的在端部位置停止的工序与各种装置的全自动调节是相兼容的，而无论连结绳带的类型如何(即包括连结件或在幕帘和卷绕管体之间的刚性或柔性连结绳带)。刚性绳带原则上用作止挡件和从而不需要限定一行程结束位置。从而仅仅刚性绳带是可与市场的全自动调节式致动器使用的。然而，在学习周期时，控制单元可从达到下基准位置的时刻起监测力矩的变化，继而在一有限范围内超出(测试进程)。如果力矩增大，表示在刚性绳带上达到止挡，停止位置是通过止挡停止而限定的位置(探测超出一力矩阈值或速度不足)。在相反的情形中(不存在力矩的增大表示存在柔性绳带、拉带、箔片)，电动机停止并且行程结束位置是基于测试进程增大的或不增大的基准位置而限定的位置。

[0102] 帘叶的计数

[0103] 基于透光的位置对力矩递减序列的探测还可允许帘叶的计数。这种探测从而例如允许近似地确定百叶窗的大小或所启动的模型，并根据这些数据，改进运行条件的管理(速度、对接区域的限定等)，甚至从之推出一卷绕半径。

[0104] 探测中间基准位置和下基准位置服从由致动器所经受的力矩变化的灵敏探测能力。至少在由尾帘叶所经过的一部分行程上，存在制动器——具有一阻力力矩和/或致动器的其它力学分量(例如对幕帘重量的弹性补偿)——会干扰这种探测。在此情形下，数学推导方法可替代全部或部分的来自力矩传感器的可使用的测量。

[0105] 特别地，对于分析变化而言，关联方法的使用允许获得的结果比基于在最大值或最小值之间的简单比较所获得的结果更为可靠。