[發明專利]一種用于控制家庭墻壁手動開關動作的外置式機械手裝置

有效

• 申請號: 201710503030.8
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107243904B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 包加桐;唐鴻儒;宋愛國;沈天鶴;姚小梅
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J9/10
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙)32222
• 代理人: 許必元

技術領域

本發明涉及一種外置式機械手裝置，尤其是一種應用于控制家庭墻壁手動開關動作的外置式機械手裝置。

背景技術

伴隨著我國經濟的迅速發展，民眾對于高品質生活的追求，使智能家居理念應運而生。人們希望通過使用一些終端設備（如手機）就能實現對家庭設備的無線控制，其中實現對照明開關的控制是一類廣泛的需求。然而，目前絕大部分家庭普遍采用的是傳統的安裝在墻壁上的機械式手動開關，如何實現對該類開關的無線控制是需要解決的難題。

目前已有方法是采用智能開關代替傳統機械式手動開關，主要存在以下幾個方面問題：

一、現有市場上的智能開關安裝需要砸墻穿洞、重新布線，不僅加大了安裝成本，也容易破壞家庭整體裝修風格。

二、智能開關由于固定安裝在墻體內，不具備便攜性。

發明內容

本發明目的是提供一種用于控制家庭墻壁手動開關動作的外置式機械手裝置，該裝置是非侵入式的，即無需破壞墻壁重新布線，也不用摒棄傳統開關，而是將可隨身攜帶的機械手裝置簡單覆蓋在傳統墻壁開關上，它通過無線通信接收遙控指令，執行機械手動作，完成手動開關的分與合。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的，一種用于控制家庭墻壁手動開關動作的外置式機械手裝置，包括步進電機、絲桿、螺母滑塊、線性導軌、支架、杠桿、彈力繩、單片機模塊、電機驅動模塊、無線通信模塊、電源模塊；

步進電機驅動連接絲桿；絲桿與螺母滑塊采用同軸心螺旋配合；螺母滑塊由線性導軌支撐，螺母滑塊在線性導軌上滑動；杠桿通過支架設置在線性導軌上；

螺母滑塊一端通過第一彈力繩連接杠桿對應端,螺母滑塊另一端通過第二彈力繩連接杠桿對應端；

單片機模塊的電機驅動信號輸出端與電機驅動模塊的電機驅動信號輸入端連接，電機驅動模塊的電機驅動電壓輸出端與步進電機的驅動電壓輸入端連接；

無線通信模塊的數據通信接口與單片機模塊的數據通信接口相連；

電源模塊用于給單片機模塊、電機驅動模塊、無線通信模塊提供工作電源。

優選的，設有第一限位開關、第二限位開關，分別安裝在線性導軌兩側，用于精確控制螺母滑塊前向與后向直線運動是否到達設定位置，從而確保杠桿的一端能夠按壓到墻壁開關對應端；第一、二限位開關的觸發信號輸出端與單片機模塊的螺母滑塊位置檢測信號輸入端相連。

優選的，所述單片機模塊、電機驅動模塊、無線通信模塊、電源模塊設置在控制箱內，控制箱設置在線性導軌上。

優選的，所述支架安裝在線性導軌背面，支架上安裝杠桿。

優選的，所述單片機模塊選用型號為STC89C52RC的單片機，電機驅動模塊選用型號為L293的恒壓恒流橋式1A驅動芯片。

優選的，所述無線通信模塊選用HC-05藍牙模塊， HC-05藍牙模塊串行通信接口的TxD口，RxD口分別與STC89C52RC單片機串行通信接口UART0的RxD口，TxD口相連。

優選的，所述絲桿直接作為步進電機的軸。

優選的，設有第一滑輪、第二滑輪，均設置在線性導軌上，第一彈力繩以第一滑輪為支點進行牽拉，第二彈力繩以第二滑輪為支點進行牽拉。

絲桿直接作為步進電機的軸，絲桿與螺母滑塊采用同軸心螺旋配合，螺母滑塊由線性導軌支撐，絲桿在順時針或逆時針旋轉時，螺母滑塊為限制其自身旋轉而進行前向或后向直線運動，在線性導軌上滑動。

支架的一端安裝在線性導軌板材背面，另一端與杠桿中心處相連接。杠桿在力的作用下可以圍繞其與支架的連接點轉動。

杠桿的一端通過彈力繩和滑輪與螺母滑塊的同側端相連接，另一端按同樣方式連接，螺母滑塊前向與后向滑動時分別牽拉杠桿的一端向上運動，同時杠桿的另一端則向下運動。向下運動的杠桿一端接觸到傳統墻壁開關的一端并在運動過程完成該端的按壓，從而實現傳統墻壁開關的分或合。

限位開關分別安裝在線性導軌兩側，用于精確控制螺母滑塊前向與后向直線運動是否到達設定位置，從而確保杠桿的一端能夠按壓到墻壁開關對應端。

單片機模塊的電機驅動信號輸出端與電機驅動模塊的電機驅動信號輸入端連接，電機驅動模塊的電機驅動電壓輸出端與步進電機的驅動電壓輸入端連接。單片機模塊按設定的時序輸出電機驅動信號，實現步進電機軸的正向或反向轉動。限位開關的觸發信號輸出端與單片機模塊的螺母滑塊位置檢測信號輸入端相連，當螺母滑塊到達設定位置時，單片機模塊停止輸出電機驅動信號。