用于促进线形材料的缠绕的自动卷轴制造技术

本发明专利技术的优选实施例包括当用户试图退绕诸如水管之类的线形材料时能够帮助用户的一种自动卷轴。所述自动卷轴包括具有电动机控制器（２２４）的控制系统（２００），所述电动机控制器能够感测线形材料的拉动或增加的拉力，并且能够促使电动机（２２２）旋转以退绕线形材料。在特定的实施例中，当收回线形材料的末端部分时，电动机控制器（２２４）跟踪线形材料的未缠绕通口的长度，并且／或者减小电动机（２２２）的缠绕速度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及一种用于缠绕(spool)线形材料的系统和方法，具体地，涉及一种具有用于控制线形材料的缠绕的电动机控制器的机动化的卷轴。
技术介绍
诸如水龙带之类的线形材料可能是麻烦且难以管理。已经设计了一些机械卷轴以帮助将此种线形材料缠绕到鼓状装置上。一些传统的卷轴手动地运行，要求用户物理地旋转卷轴、或鼓以缠绕线形材料。这对于用户可能是费力且耗时的，尤其当软管具有相当大的长度时。其他卷轴是电动机控制的，并且可以自动地卷起线形材料。这些自动的卷轴经常具有齿轮传动装置，其中电动机的多次旋转促使转轴的单次旋转。例如，一些传统的自动卷轴具有30∶1的齿轮减速，其中电动机的30次旋转导致卷轴的一次旋转。然而，当用户试图从自动卷轴中拉出线形材料时，用户必须反方向地通过齿轮减速促使的增加的阻抗，因为电动机针对卷轴的每一个完整的旋转30次。不仅使用户负有外部物理负担，而且线形材料经受额外的应力。一些自动卷轴包括诸如空挡离合器之类的离合器(clutch)系统，所述离合器系统使电动机无效(或脱离合)以使用户能够自由地拉出线形材料。这通常要求用户处于卷轴的位置处以激活离合器。另外，离合器组件可能是昂贵的并且相当大地增加了自动卷轴的成本。传统的自动卷轴电动机还倾向于以恒定的速率旋转卷轴。因此，当卷轴到达线形材料的末端时，此种旋转可能促使线形材料的无法控制地摇摆，甚至与卷轴单元强有力地对撞。这不稳定的移动可能导致财产损坏或通过线形材料击中附近的人对其严重的伤害。时常地，用户还必须按下按钮或激活控制器以停止自动卷轴旋转。为了解决此类问题，一些自动卷轴整合了昂贵的编码器，所述编码器跟踪记载剩下的要缠绕的线形材料的数量。
技术实现思路
因此，存在对自动卷轴的需要，当用户试图拉出或展开线形材料(例如园艺软管)时所述自动卷轴帮助用户。另外，存在针对自动卷轴的需要，所述自动卷轴便宜地记载留待收回的软管部分的长度的轨迹。还需要具有电动机控制器的自动卷轴，所述电动机控制器当收回软管的末端部分时减小电动机的缠绕速度。在特定的实施例中，自动卷轴积极地帮助试图从卷轴收回软管的用户。例如，当用户从卷轴拉软管时，自动卷轴可以感测倒退(back)，或使通过电动机的反向旋转而创建的电磁力(EMF)信号变得相反。根据感测反相的EMF信号，电动机控制器促使电动机旋转，使得从卷轴延迟了已卷绕的园艺软管。在特定的实施例中，电动机控制器监测已卷绕在卷轴的软管的量。当卷轴收回软管的末端部分时，电动机控制器促使电动机以较低的速度运行，从而降低了收回的速度。这种速度的降低防止当将软管收回到卷轴中时促使对软管的末端的损害或损伤。在一个实施例中，公开了一种用于促进线形材料的缠绕的自动卷轴。自动卷轴包括具有缠绕表面的可旋转的鼓，当所述鼓以第一方向旋转时，所述鼓能够将线形材料卷绕到缠绕表面周围，当所述鼓以第二方向旋转时，所述鼓还能够将线形材料从缠绕表面周围展开。所述卷轴还包括电动机，所述电动机能够与鼓相互作用以选择性地在第一方向或第二方向中旋转鼓；以及包括控制电路，当所述控制电路检测到线形材料的拉力在预定量以上时，所述控制电路能够输出控制信号来促使电动机以第二方向旋转鼓以展开线形材料。在一个实施例中，公开了一种用于提供用于缠绕线形材料的电动化卷轴的方法。所述方法包括提供可旋转部件，所述可旋转部件能够旋转以将线形材料卷绕到可旋转部件周围；以及提供电动机，所述电动机能够与可旋转部件相互作用以控制可旋转部件的旋转速率。所述方法还包括提供电动机控制器，所述电动机控制器能够向电动机输出至少一个信号，以当卷绕线形材料的末端部分时降低可旋转部件的旋转速率。在一个实施例中，共来了一种用于促进线形材料的缠绕的电动化的卷轴。所述电动化的卷轴包括可旋转部件，所述可旋转部件能够旋转以将线形材料卷绕到可旋转部件周围；电动机，所述电动机能够在至少第一方向中与可旋转鼓相互作用；以及控制电路，所述控制电路能够通过监测至少一个电动机信号来监测可旋转鼓的旋转，至少当线形材料的末端接近可旋转鼓时确定所述电动机信号。在一个实施例中，公开了一种用于自动地缠绕软管的卷轴。所述卷轴包括用于旋转以缠绕软管的装置；与用于旋转的装置相互作用以控制用于旋转的装置的旋转速率的装置；以及当卷绕软管的末端部分时，向用于相互作用装置输出至少一个信号以降低用于旋转的装置的旋转速率的装置。为了概括公开的目的，这里已经公开了本专利技术的确定的方面、优点和新颖性特征。应该理解的是，没必要将所有的这些优点根据本专利技术的任意具体的实施例来实现。因此，可以将本专利技术用以下方式具体实现或执行可以实现或最优化如这里所教导的一个优点或一组优点，而不必实现如这里所教导的或建议的其他优点。附图说明图1说明了自动卷轴的典型实施例的正视图。图2说明了通过图1的自动卷轴可用的典型控制系统的方框图。图3说明了通过图2的控制系统可用的可变收回速度过程的实施例的流程图。图4说明了和以图1的自动卷轴一起使用的遥控装置的典型实施例。图5说明了通过图2的控制系统可用的反向辅助过程的典型实施例的流程图。图6至图9说明了图1的自动卷轴的电动机控制器的典型电路的示意图。图10A至图10C说明了图1的自动卷轴的电动机控制器的典型现场可编程门阵列(FPGA)的方框图。具体实施例方式图1说明了根据本专利技术的一个实施例的自动卷轴100。构造说明的自动卷轴100以缠绕水管，例如用在花园或院子区域。可以构造自动卷轴100的其他实施例以缠绕空气软管、压力软管、或用在家庭设置、商业或工业设置等的其他类型的线形材料。说明的自动卷轴100包括通过多个腿104形成的底座(例如，其两个腿在图1中示出的四个腿)支撑的轴体102。有利地，轴体102容纳几个部件，例如电动机、电动机控制器、卷轴机构(包括旋转鼓)、卷绕到鼓上的线形材料部分(例如，软管)等。优选地，轴体102用耐用材料构造，例如硬塑料。在其他的实施例中，轴体102可以用金属或其他合适的材料构造。在特定的实施例中，轴体102具有足够的轴体积以容纳拥有约100英尺长的标准园艺软管的卷轴。在其他的实施例中，轴体102能够容纳用于拥有比100英尺长更长的标准园艺软管的卷轴。描述的腿104将轴体102支撑于诸如土地(例如，草地)或地板之类的表面以上。腿104也可以有利地包括轮子、滚筒等设备，以实现自动卷轴100在地面或其他支撑表面上的移动。在本专利技术的确定实施例中，腿104能够锁到或粘附到确定的位置以防止自动卷轴100的侧向移动。在特定的实施例中，可以将轴体102的部分可移动地粘附到底座，以允许当将软管卷绕到内部卷轴上时自动卷轴100的往复运动。在Mead，Jr.的美国专利No.6,279,848中更加详细地描述了往复运动机制的一个示例，将其内容全部合并在此作为参考。在这里描述的以及在图中没有示出的确定的结构和机制已在美国专利No.6,279,848中说明。已描述的自动卷轴100还包括界面面板106，所述界面面板106包括电源按钮108、选择按钮110、和指示灯112。电源按钮108控制电动机的运行，从而控制自动卷轴100。例如，当电动机处于断开或停止状态时，按下电源按钮108开动电动机。在特定的实施例中，为了解决过早的命令或电失灵，可以要求按下电源按钮108预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于促进线形材料的缠绕的自动卷轴，所述自动卷轴包括：具有缠绕表面的可旋转的鼓，当所述鼓以第一方向旋转时，所述鼓能够将线形材料卷绕到缠绕表面周围，当所述鼓以第二方向旋转时，所述鼓还能够将线形材料从缠绕表面周围展开；电动机，能够与鼓相互作用，以选择性地以第一方向或第二方向旋转鼓；以及控制电路，当所述控制电路检测到线形材料的拉力在预定量以上时，所述控制电路能够输出控制信号来使电动机以第二方向旋转鼓来展开线形材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔J李，詹姆斯BA特雷西，马丁克布勒，雷蒙安东尼卡马尼奥，
申请(专利权)人：巨杰公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]