一种智能滤波控制门.pdf

本发明涉及一种智能滤波控制门，包括门本体（1）、门框（2）、转动轴（3）、角度传感器（6）、加速度传感器（7）、控制模块（4），以及分别与控制模块（4）连接的电源模块（5）、转动电机（8）和两组滤波电路（9），角度传感器（6）和加速度传感器（7）分别通过各组滤波电路（9）与控制模块（4）连接；门本体（1）经转动轴（3）与门框（2）活动连接；转动电机（8）的驱动端与转动轴（3）的一端连接；角度传感器（6）设置在转动轴（3）上；加速度传感器（7）设置在门本体（1）上；本发明设计的智能控制们，在实现自动闭合功能的同时，能够有效实现操作者个性化关门动作。

权利要求书
1.   一种智能滤波控制门，包括门本体（1）和与之对应的门框（2）；其特征在于：还包括转动轴（3）、角度传感器（6）、加速度传感器（7）、控制模块（4），以及分别与控制模块（4）相连接的电源模块（5）、转动电机（8）和两组滤波电路（9）；角度传感器（6）和加速度传感器（7）分别经过各组滤波电路（9）与控制模块（4）相连接；电源模块（5）经过控制模块（4）为转动电机（8）进行供电，同时，电源模块（5）经过控制模块（4）后，分别经过各组滤波电路（9）为角度传感器（6）和加速度传感器（7）进行供电；其中，门本体（1）的一条侧边经转动轴（3）与门框（2）上对应的一边活动连接，门本体（1）以转动轴（3）为轴进行转动，实现门本体（1）与门框（2）之间的闭合与开启；转动电机（8）的驱动端与转动轴（3）的一端相连接，且转动电机（8）的驱动端与转动轴（3）共线；角度传感器（6）设置在转动轴（3）上，用于检测门本体（1）与门框（2）之间的角度；加速度传感器（7）设置在门本体（1）上；各组滤波电路（9）分别包括运放器A1、运放器A2和运放器A3，运放器A1的同相输入端接地，运放器A1的反相输入端依次串联电阻R3、电阻R2和电阻R1，电阻R1上相对连接电阻R2的另一端为滤波电路（9）输入端，连接对应传感器，并且电阻R3串联在运放器A1输出端与运放器A1的反相输入端之间；运放器A2的反相输入端和运放器A1的反相输入端相连，同时运放器A2的反相输入端依次与电容C1、电阻R4串联，并接地，电容C1串联在运放器A2的反相输入端与运放器A2的输出端之间，运放器A2的同相输入端与电阻R1串联；运放器A3的同相输入端与电容C2串联，并接地，且电阻R5串联在运放器A3的同相输入端与运放器A2的同相输入端之间，运放器A3的反相输入端与输出端相连，且运放器A3的输出端为滤波电路（9）输出端，连接控制模块（4）。

2.   根据权利要求1所述一种智能滤波控制门，其特征在于：所述加速度传感器（7）设置在所述门本体（1）上，与连接所述转动轴（3）的侧边相对应的另一条侧边上。

3.   根据权利要求1所述一种智能滤波控制门，其特征在于：所述转动电机（8）为无刷转动电机。

4.   根据权利要求1所述一种智能滤波控制门，其特征在于：所述门本体（1）中设置夹层，所述控制模块（4）和所述各组滤波电路（9）设置在夹层中。

5.   根据权利要求1所述一种智能滤波控制门，其特征在于：所述控制模块（4）为单片机。

6.   根据权利要求1所述一种智能滤波控制门，其特征在于：所述电源模块（5）为外接电源。

说明书一种智能滤波控制门
技术领域
本发明涉及一种智能滤波控制门。
背景技术
门是用于阻挡或封闭一区域的装置，它主要由门本体和门框架组成，任何建筑物的建设都需要采用门，并且随着社会的发展，人们生活水平的不断提高，门的生产厂家和设计者也在不断针对门进行着改进与创新，诸如专利号：201110099065.2，公开了一种门,包括门框、门页和开闭机构,所述门页铰接在门框上,门页和门框间采用二次密封结构,所述门页包括基体和隔热层,所述开闭机构包括转轴、连接法兰、连杆和导向套,所述转轴穿过贯穿门页的光孔并可在所述光孔内转动,在门页的内侧,所述转轴与连接法兰螺纹连接,所述连接法兰上铰接有连杆,连杆穿过设置在门页上的导向套。上述技术方案设计的门，主要用作矿用救生舱的舱门,以解决现有矿用救生舱的舱门开闭机构结构复杂、密封及隔热效果差的问题,还可用作船舱、冷库等的门,具有开闭机构结构简单、密封及隔热效果好的优点。
还有专利申请号：201310719569.9，公开了一种门，包括：门体、门把手、第一同步轮、第二同步轮、同步带、磁块及铁块。门把手安装在门体上，并相对门体可转动。第一同步轮固定套设于门把手上，第二同步相对第一同步轮设置。第一同步轮及第二同步轮通过同步带传动。磁块与同步带固定连接，铁块面向磁块设置，同步带传动以带动磁块向远离或靠近铁块移动。上述技术方案设计的门，只需使用者用手转动门把手，第一同步轮、第二同步轮及同步带配合传动，进而带动与同步带相固定的磁块向远离铁块移动，当磁块吸持铁块的磁吸力弱至使得铁块与底座可以相互脱离时，门体也将从底座上脱离。相对于传统门，使用者需要用手握紧门把手，再用力将门从底座的吸持下在极短时间内拉出，将极大地省力。
不仅如此，专利号：201420389784.7，公开了一种门，包括门框及铰接在门框上的门体，所述门框上设置有限制门移动的凹槽，所述凹槽上设置有橡胶层，所述凹槽上设置有三个第一磁铁，所述门体上对应三个第一磁铁位置对应磁性相反的三个磁铁，所述门框前端设置有第二磁铁，第二磁铁与设置在门体上的磁铁磁性相反，所述门体内设置有一钢板，上述技术方案设计的门的结构，门体与门框的撞击动能通过橡胶层吸收，有效的避免的门与门框的刚性碰撞，同时也降低了噪音污染，另外，两个磁性相反的磁铁的相互作用，能使门被吸附在门框上，整体结构简单，操作方便，生产成本低。
从上述现有技术可以看出，现有的门，从结构入手进行改进与创新，针对各部件的连接、设置进行改进与创新，使之具有更流畅的转动机构，以达到更好的使用效果，但是现有的门在实际应用过程中，依然能发现一些不尽如人意的地方，诸如大多数的门无法实现自动关闭操作，而能实现自动关闭操作的门，通常是通过加装门闭合器去实现的，通过设置在门顶部的门闭合器带动门本体的闭合操作，但是门闭合器具有一定的体积，外置于门上的体积不仅会影响到门整体的美观性，而且门在加装门闭合器之后，会按照门闭合器所设定的速度进行工作，无法真正做到按照操作者的需求进行工作，比如操作者需要以很快的速度去关门，则现有加装闭合器的门则做不到这点。
发明内容
针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种针对现有设计门进行改进，引入智能滤波检测电控结构，设计采用高效滤波检测方案，基于高精度数据检测，在实现自动闭合功能的同时，能够有效实现操作者个性化关门动作的智能滤波控制门。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种智能滤波控制门，包括门本体和与之对应的门框；还包括转动轴、角度传感器、加速度传感器、控制模块，以及分别与控制模块相连接的电源模块、转动电机和两组滤波电路；角度传感器和加速度传感器分别经过各组滤波电路与控制模块相连接；电源模块经过控制模块为转动电机进行供电，同时，电源模块经过控制模块后，分别经过各组滤波电路为角度传感器和加速度传感器进行供电；其中，门本体的一条侧边经转动轴与门框上对应的一边活动连接，门本体以转动轴为轴进行转动，实现门本体与门框之间的闭合与开启；转动电机的驱动端与转动轴的一端相连接，且转动电机的驱动端与转动轴共线；角度传感器设置在转动轴上，用于检测门本体与门框之间的角度；加速度传感器设置在门本体上；各组滤波电路分别包括运放器A1、运放器A2和运放器A3，运放器A1的同相输入端接地，运放器A1的反相输入端依次串联电阻R3、电阻R2和电阻R1，电阻R1上相对连接电阻R2的另一端为滤波电路输入端，连接对应传感器，并且电阻R3串联在运放器A1输出端与运放器A1的反相输入端之间；运放器A2的反相输入端和运放器A1的反相输入端相连，同时运放器A2的反相输入端依次与电容C1、电阻R4串联，并接地，电容C1串联在运放器A2的反相输入端与运放器A2的输出端之间，运放器A2的同相输入端与电阻R1串联；运放器A3的同相输入端与电容C2串联，并接地，且电阻R5串联在运放器A3的同相输入端与运放器A2的同相输入端之间，运放器A3的反相输入端与输出端相连，且运放器A3的输出端为滤波电路输出端，连接控制模块。
作为本发明的一种优选技术方案：所述加速度传感器设置在所述门本体上，与连接所述转动轴的侧边相对应的另一条侧边上。
作为本发明的一种优选技术方案：所述转动电机为无刷转动电机。
作为本发明的一种优选技术方案：所述门本体中设置夹层，所述控制模块和所述各组滤波电路设置在夹层中。
作为本发明的一种优选技术方案：所述控制模块为单片机。
作为本发明的一种优选技术方案：所述电源模块为外接电源。
本发明所述一种智能滤波控制门采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本发明设计的智能滤波控制门，基于现有设计门结构基础之上进行改进，设计引入智能滤波检测电控结构，通过设计设置的加速度传感器进行实时检测，采集关门动作信号作为触发信号，获取设置在转动轴上角度传感器的实时检测结果，并在预设门本体与门框之间干预夹角的情况下，控制所设计转动电机进行工作，进而实现门本体的自动关闭操作，这其中，一方面在转动电机切入工作之后，实现了门本体的自动关闭操作，另一方面在转动电机切入工作之前，使得门本体能够伴随操作者的关门力量实现转动，满足了操作者关门力量的个性化要求；并且针对加速度传感器和角度传感器的检测信号，设计高效滤波检测方案，通过具体设计的滤波电路，能够提高所接收来自各传感器检测信号的精度，进而有效保证了所设计智能滤波控制门整体工作的稳定性；
（2）本发明设计的智能滤波控制门中，针对加速度传感器设置位置，进一步设计设置在所述门本体上，与连接所述转动轴的侧边相对应的另一条侧边上，使得加速度传感器伴随门本体最大转动路径，具有更加高效、灵敏的检测精度，能够更加快速捕捉到操作者的关门动作，进而使得所设计的智能滤波控制门，能够实现更加高效的工作过程；
（3）本发明设计的智能滤波控制门中，针对转动电机，进一步设计采用无刷转动电机，使得本发明所设计智能滤波控制门在实际工作过程中，能够实现静音工作，既保证了所设计智能滤波控制门所具有的个性化操作功能与自动关门功能，又能保证其工作过程不对周围环境造成影响，体现了设计过程中的人性化设计；
（4）本发明设计的智能滤波控制门中，针对控制模块和各组滤波电路的位置设置，进一步在门本体中设置夹层，将所述控制模块和各组滤波电路设置在夹层中，能够有效避免控制模块和各组滤波电路受到外部环境的破坏，并且针对控制模块，进一步设计采用单片机，一方面能够适用于后期针对智能滤波控制门的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护；不仅如此，针对电源模块，进一步设计采用外接电源，能够有效保证所设计智能滤波检测电控结构取电、用电的稳定性。
附图说明
图1是本发明设计智能滤波控制门的侧面结构示意图；
图2是本发明设计智能滤波控制门中滤波电路的示意图。
其中，1. 门本体，2. 门框，3. 转动轴，4. 控制模块，5. 电源模块，6. 角度传感器，7. 加速度传感器，8. 转动电机，9. 滤波电路。
具体实施方式
下面结合说明书附图针对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明设计的一种智能滤波控制门，包括门本体1和与之对应的门框2；还包括转动轴3、角度传感器6、加速度传感器7、控制模块4，以及分别与控制模块4相连接的电源模块5、转动电机8和两组滤波电路9；角度传感器6和加速度传感器7分别经过各组滤波电路9与控制模块4相连接；电源模块5经过控制模块4为转动电机8进行供电，同时，电源模块5经过控制模块4后，分别经过各组滤波电路9为角度传感器6和加速度传感器7进行供电；其中，门本体1的一条侧边经转动轴3与门框2上对应的一边活动连接，门本体1以转动轴3为轴进行转动，实现门本体1与门框2之间的闭合与开启；转动电机8的驱动端与转动轴3的一端相连接，且转动电机8的驱动端与转动轴3共线；角度传感器6设置在转动轴3上，用于检测门本体1与门框2之间的角度；加速度传感器7设置在门本体1上；如图2所示，各组滤波电路9分别包括运放器A1、运放器A2和运放器A3，运放器A1的同相输入端接地，运放器A1的反相输入端依次串联电阻R3、电阻R2和电阻R1，电阻R1上相对连接电阻R2的另一端为滤波电路9输入端，连接对应传感器，并且电阻R3串联在运放器A1输出端与运放器A1的反相输入端之间；运放器A2的反相输入端和运放器A1的反相输入端相连，同时运放器A2的反相输入端依次与电容C1、电阻R4串联，并接地，电容C1串联在运放器A2的反相输入端与运放器A2的输出端之间，运放器A2的同相输入端与电阻R1串联；运放器A3的同相输入端与电容C2串联，并接地，且电阻R5串联在运放器A3的同相输入端与运放器A2的同相输入端之间，运放器A3的反相输入端与输出端相连，且运放器A3的输出端为滤波电路9输出端，连接控制模块4。上述技术方案设计的智能滤波控制门，基于现有设计门结构基础之上进行改进，设计引入智能滤波检测电控结构，通过设计设置的加速度传感器7进行实时检测，采集关门动作信号作为触发信号，获取设置在转动轴3上角度传感器6的实时检测结果，并在预设门本体1与门框2之间干预夹角的情况下，控制所设计转动电机8进行工作，进而实现门本体1的自动关闭操作，这其中，一方面在转动电机8切入工作之后，实现了门本体1的自动关闭操作，另一方面在转动电机8切入工作之前，使得门本体1能够伴随操作者的关门力量实现转动，满足了操作者关门力量的个性化要求；并且针对加速度传感器7和角度传感器6的检测信号，设计高效滤波检测方案，通过具体设计的滤波电路9，能够提高所接收来自各传感器检测信号的精度，进而有效保证了所设计智能滤波控制门整体工作的稳定性。
基于上述设计智能滤波控制门技术方案的基础之上，本发明还进一步设计了如下优选技术方案：针对加速度传感器7设置位置，进一步设计设置在所述门本体1上，与连接所述转动轴3的侧边相对应的另一条侧边上，使得加速度传感器7伴随门本体1最大转动路径，具有更加高效、灵敏的检测精度，能够更加快速捕捉到操作者的关门动作，进而使得所设计的智能滤波控制门，能够实现更加高效的工作过程；而且针对转动电机8，进一步设计采用无刷转动电机，使得本发明所设计智能滤波控制门在实际工作过程中，能够实现静音工作，既保证了所设计智能滤波控制门所具有的个性化操作功能与自动关门功能，又能保证其工作过程不对周围环境造成影响，体现了设计过程中的人性化设计；还有针对控制模块4和各组滤波电路9的位置设置，进一步在门本体1中设置夹层，将所述控制模块4和各组滤波电路9设置在夹层中，能够有效避免控制模块4和各组滤波电路9受到外部环境的破坏，并且针对控制模块4，进一步设计采用单片机，一方面能够适用于后期针对智能滤波控制门的扩展需求，另一方面，简洁的控制架构模式能够便于后期的维护；不仅如此，针对电源模块5，进一步设计采用外接电源，能够有效保证所设计智能滤波检测电控结构取电、用电的稳定性。
本发明设计智能滤波控制门在实际应用过程当中，包括门本体1和与之对应的门框2；还包括转动轴3、角度传感器6、加速度传感器7、单片机，以及分别与单片机相连接的外接电源、无刷转动电机和两组滤波电路9；角度传感器6和加速度传感器7分别经过各组滤波电路9与单片机相连接；外接电源经过单片机为无刷转动电机进行供电，同时，外接电源经过单片机后，分别经过各组滤波电路9为角度传感器6和加速度传感器7进行供电；其中，门本体1中设置夹层，单片机和各组滤波电路9设置在夹层中；门本体1的一条侧边经转动轴3与门框2上对应的一边活动连接，门本体1以转动轴3为轴进行转动，实现门本体1与门框2之间的闭合与开启；无刷转动电机的驱动端与转动轴3的一端相连接，且无刷转动电机的驱动端与转动轴3共线；角度传感器6设置在转动轴3上，用于检测门本体1与门框2之间的角度；加速度传感器7设置在门本体1上，与连接转动轴3的侧边相对应的另一条侧边上；各组滤波电路9分别包括运放器A1、运放器A2和运放器A3，运放器A1的同相输入端接地，运放器A1的反相输入端依次串联电阻R3、电阻R2和电阻R1，电阻R1上相对连接电阻R2的另一端为滤波电路9输入端，连接对应传感器，并且电阻R3串联在运放器A1输出端与运放器A1的反相输入端之间；运放器A2的反相输入端和运放器A1的反相输入端相连，同时运放器A2的反相输入端依次与电容C1、电阻R4串联，并接地，电容C1串联在运放器A2的反相输入端与运放器A2的输出端之间，运放器A2的同相输入端与电阻R1串联；运放器A3的同相输入端与电容C2串联，并接地，且电阻R5串联在运放器A3的同相输入端与运放器A2的同相输入端之间，运放器A3的反相输入端与输出端相连，且运放器A3的输出端为滤波电路9输出端，连接单片机。实际应用过程当中，设计的加速度传感器7实时工作，实时采集信号，并经过对应滤波电路9上传至单片机当中，其中，滤波电路9针对实时接收到加速度传感器7的检测信号进行过滤，能够有效提高单片机所接收来自加速度传感器7的检测信号的准确性，接着，单片机实时接收经过对应滤波电路9的加速度传感器7检测信号进行判断，由于加速度传感器7设置在门本体1上，与连接转动轴3的侧边相对应的另一条侧边上，因此，加速度传感器7能够检测出门本体1的转动方向，当单片机根据加速度传感器7的采集信号，判断门本体1处于关门状态时，则单片机随即控制与之相连的角度传感器6开始工作，开始检测门本体1与门框2之间的角度，并经过对应滤波电路9上传至单片机当中，其中，滤波电路9针对实时接收到角度传感器6的检测信号进行过滤，能够有效提高单片机所接收来自角度传感器6的检测信号的准确性，接着，单片机实时接收经过对应滤波电路9的角度传感器6检测信号进行判断，当单片机判断门本体1与门框2之间的夹角达到预设干预夹角时，单片机随即控制与之相连的无刷转动电机开始工作，无刷转动电机工作带动转动轴3进行转动，此时门本体1随转动轴3的转动，向门框2方向转动，实现门本体1与门框2间的闭合，上述过程中，在操作者关门动作执行过程中，当门本体1与门框2之间的角度大于预设干预夹角时，单片机不会控制无刷转动电机参与工作，因此，在门本体1与门框2之间的角度大于预设干预夹角的情况下时，门本体1的转动会随操作者关门时的作用力成正比，不会像现有门闭合器那样，按照预设结构所规定的速率进行转动，即实现了门本体1实际操作的人性化，操作者用力大些，门本体1闭合速度快些，用力小些，门本体1闭合速度慢些；当门本体1与门框2之间的角度小于等于预设干预夹角的情况下时，此时，再引入无刷转动电机的控制，在规定的速率下，实现门本体1进一步的转动闭合操作，上述设计结构的应用过程中，将门本体1的关门过程分为两部分，在实现门本体1智能闭合的同时，满足了操作者个性化的关门动作要求；综上所述，本发明设计的智能滤波控制门仅仅作用在门本体1闭合操作，用于解决现有技术中的不足。
上面结合说明书附图针对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。