CN102828668A - 一种适合多种窗型零功耗待机安装简便的风雨自动关窗器 - Google Patents

Abstract

一种适合多种窗型零功耗待机安装简便的风雨自动关窗器。它采用一体化设计，无需布线，能够在各种尺寸的推开、平开窗（门）上快速安装。具有牵引过载保护，窗扇触动报警，防雪水、防垂直降雨关窗，雨天开窗定时换气功能。控制电路简单可靠，特别是零功耗待机设计，增强了本发明的实用价值。它是在外壳中，由牵引绳、测力臂、自动卷绕器、自动离合器、控制电路、传感开关、直流减速马达顺序安装和电连接构成，牵引绳由外壳一侧开口处测力臂的轮子上引出，遇有风雨时，使用单根牵引绳通过牵引窗扇，完成双扇平开窗或单扇推开窗的关闭。本发明安装简便、适用范围广、功能全，是当前商用、住宅建筑窗户、门防风雨侵入的最佳解决方案，适合量产和普及。

Description

一种适合多种窗型零功耗待机安装简便的风雨自动关窗器

技术领域

本发明涉及一种能在特定条件下，如遇风雨实现自动关闭窗户（门）的装置，尤其是能够适合在各种尺寸的推开、平开窗（门）型上快速安装。具有零功耗待机，牵引过载保护，窗扇触动报警，防雪水、防垂直降雨关窗和雨天开窗定时换气功能的一体化关窗器。 

背景技术

目前，公知的成品自动关窗装置，多为窗户生产企业以齿轮、齿杆、蜗杆加控制部分，集成在成品窗内。大多用在防火、高档商住等特殊场合，造价昂贵，无法在窗型各异、尺寸不一的居民住宅和写字楼上安装使用，限制了其使用范围。 

通过检索得知，在目前已公布的几十种同技术领域获实用新型专利，十几种获发明专利的自动关窗装置中，除纯机械式实现自动关窗的以外，存在着适用窗型单一，安装复杂，没电甚至是正常状态下，无法自由移动窗扇，不符合用户用窗习惯，操作极不方便等问题。均未能考虑强风或其它因素使窗扇卡住时，装置的过载损坏问题。有的虽然结构简单，但实用价值有限。 

下面以其中具有代表性的，三款以绳索牵引实现关窗的发明专利为例，具体分析它们各自存在的缺陷。 

其中一款的两个窗扇只能对称关或开，不符合用户平时的用窗要求和习惯。其动力部分、牵引支架和限位开关，须分散安装在室外窗框上，电源和控制连接线需穿墙引出室外，安装复杂，施工难度大。在正常状态下由于电机减速部分的反向阻力，窗扇无法用手任意移动，当停电或电池电力不足时，窗扇便彻底无法移动，缺陷明显。 

另一款，动力部分需装在墙体内，要在窗边的墙上钻两个孔，其中一个直径至少需要5cm以上，对已入住的用户来说必然造成环境污染。而且每次开窗时，必须先用一只手拉住一个操纵杆才能移动窗扇，很不方便。而当窗户尺寸较大，或者是飘窗、转角飘窗时，一只手拉操纵杆另一只手可能就够不到远处的窗扇。而且当窗户侧面是玻璃飘窗、转角窗时则无法安装，缺陷更加明显。 

再一款，用同轴收放牵引绳索的关窗装置，用动力轮和牵引绳之间的摩擦力传递牵引动能，当绳索松弛或遇强风窗扇阻力增大时，会出现打滑现象。同样存在正常状态下无法用手直接移动窗扇，没电时无法移动窗扇的缺陷。而且必须安装在窗户的下沿，影响美观。而在已经安装隐形纱窗的窗户上无法安装使用。 

总之，由于不能适应多样的安装环境和自身设计缺陷，上述发明的实用性均非常有限。 

发明内容

为了克服现有风雨自动关窗装置的不足，本发明提供一种关窗器，该关窗器采用一体化设计，无需布线，安装简便，使用单根牵引绳即可完成双扇平开窗或单扇推开窗的关闭。由于牵引长度调整方便，因而能够适合在各种尺寸的推开、平开窗（门）型上快速安装。具有牵引过载保护，窗扇触动报警，防雪水、防垂直降雨关窗和雨天开窗定时换气功能。控制电路结构简单、工作可靠，尤其是零功耗待机设计极大增强了关窗器的实用性。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在外壳中，牵引绳、测力臂、自动卷绕器、自动离合器、直流减速马达顺序安装,构成本发明的动力和机械传动部分。牵引绳卷绕在以发条为动力的卷绕盘上，由外壳一侧开口处测力臂的轮子上引出，用于牵引双扇平开窗或单扇推开窗的窗扇，实现窗户关闭。在双扇平开窗上安装时，关窗器安装在窗户外扇的边框上，牵引绳经固定在窗户外扇上的导向滑轮，从窗户外扇与窗户內扇间的缝隙穿过，用螺栓固定在窗户内扇的边框上。牵引绳被拉动时,通过导向滑轮在窗户内、外扇间形成反向作用力, 拉动窗扇关闭。当窗扇上设有密封条时，用锉刀锉出5mm左右开槽，使牵引绳能够通过。对于单扇推开窗,关窗器安装在室内的窗框上，牵引绳则直接用固定螺栓固定在窗扇内侧的边框上，拉动窗扇实现关窗。除防雪风雨传感器外其它部件集成在关窗器外壳中。 

本发明的控制电路部分，由雨水探头、风力磁敏传感开关、窗扇位置磁敏传感开关、拉力传感开关、离合位置传感开关、延时电路、电压检测电路、报警电路、马达驱动集成电路、直流减速马达、电池、充电插座、电路板、晶体二极管、三极管、稳压二极管、单向可控硅、电阻、电容顺序安装和电连接构成，除雨水探头和风力磁敏传感开关外，其它部件安装在外壳中。本发明的控制电路采用零功耗待机设计，无风雨待机时电流为零，在选用自放电较小的锂离子或阀控式铅酸免维护蓄电池情况下，充满电后，按我国南方多雨地区的工作频次估算，即使考虑电池的自放电因素，每年甚至更长时间充一次电即可。如果在朝南的窗户上安装本关窗器，还可以配装10V太阳能电池板，配合电池实现长久供电。本发明还设置了手动电压检测电路，以避免采用自动电压检测电路平时的待机功耗，按下测试开关，如电池电压低于额定值，则红色LED指示灯亮，提示给电池充电。绿色LED指示灯亮说明电池电压正常。 

本发明的防雪风雨传感器，由防雪板、雨水探头、风力传感磁敏开关、磁铁、测风板支架、测风板、风力调节块、固定支架顺序安装和电连接构成。雨水探头和风力磁敏传感开关发出的风雨信号并联后用导线连接到关窗器的控制电路中。测风板为中间纵向开槽的薄板，通过两侧的支点悬挂在测风板支架上，在风力影响下，可往复摆动，测风板正面的下端设有三角翼，内装磁铁，当测风板摆动到一定幅度时，磁铁可触动风力传感磁敏开关，发出风力信号。风力调节块用螺栓固定在测风板背面，调整风力调节块的上下位置，可改变测风板受风力影响时摆动的幅度，配合调整测风板支架在固定支架上与风力传感磁敏开关的距离，可调节关窗器被风力触动的阈值。本发明的雨水探头由相互平行的导线制成，如可以采用奇偶脚并接RJ45插头或插座制成。防雪板水平设置在测风板支架上端，用于防止冬季降雪及其融水使雨水探头持续凝水造成无必要的关窗，防止在无风天气雨水垂直降落未侵入室内情况下窗户被过早或频繁关闭，同时避免关窗器长时间处于微功耗待机状态而消耗电池电力。调整雨水探头被防雪板垂直遮蔽的面积大小，可以调节雨水探头受雨水淋到的角度，从而设定雨水启动关窗器的倾斜角度，既可保证关窗器的正常功能，又可防止不必要的关窗。 

本发明的窗扇位置磁敏传感开关设置控制盒上端，对于双扇平开窗，磁铁固定在窗户内扇的玻璃上，其安装位置是：在两扇窗片完全关闭时，窗扇位置磁敏传感开关正好受磁铁磁力的影响闭合。由于磁铁的安装高度小于玻璃与窗框的高度差，所以不妨碍窗扇的正常移动。对于单扇推开窗，磁铁则安装在窗扇的边框上，位置与窗扇磁敏传感开关相对应。 

本发明的自动卷绕器，由发条、卷绕盘、磁铁、被动拨杆或被动拨齿顺序安装构成，发条的一端固定在卷绕盘的外沿上，另一端固定卷绕盘中心的轴套架上，发条的动力使卷绕盘能够自动卷绕收纳牵引绳，使牵引绳在卷绕盘上往复收放时不出现松弛，发条为按阿基米德螺线或等间距螺线形成的平弹簧。 

本发明的测力臂部分，由测力臂固定支架、测力臂活动支架、拉力传感开关触动杆、拉力传感开关、张力弹簧、小轮顺序安装构成。安装在关窗器外壳内的底板上。当窗扇牵引过载，牵引绳逐渐绷紧，测力臂活动支架受力致张力弹簧屈服时，测力臂活动支架上的拉力传感开关触动杆触动拉力传感开关闭合，发出过载信号。测力臂不受力时，在张力弹簧的作用下复位到原来位置。 

本发明的自动离合器，采用十字轴自动离合器和蜗杆自动离合器两种设计，以满足不同牵引力的需要。由于蜗杆自动离合器增加一组变速齿轮，其扭矩大于十字轴自动离合器，适合在需要较大牵引力的场合，如门或阻力较大的窗户及带有阻尼装置单扇窗上使用。 

本发明的十字轴自动离合器，由十字轴、双坡面主动轮、阻尼钢片、主动拨杆、被动拨杆、离合拨叉、离合器固定支架、离合位置传感开关、窗扇触动报警磁敏传感开关、磁铁顺序安装构成，双坡面主动轮与阻尼钢片为压紧配合，两者的摩擦阻力使双坡面主动轮在十字轴上正反向旋转时，产生轴向移动，从而使离合器随旋转方向自动完成结合或分离，当十字轴旋转触及主动拨杆时则带动主动轮克服与阻尼钢片间的摩擦阻力一起旋转，正向旋转时使离合器自动结合带动卷绕盘旋转，反向旋转使离合器分离，主动拨杆顶端的小金属轮用于防止主、被动拨杆顶住时离合器无法结合。主动拨杆也可采用顶端为尖锐锥形的柱形金属棒。 

本发明的蜗杆自动离合器，由蜗杆、阻尼轮、阻尼钢片、合齿主动轮、主动拨齿、被动拨齿、离合拨叉、离合位置传感开关、离合器固定支架、传动齿轮顺序安装构成，合齿主动轮与主动拨齿为一整体，被动拨齿与卷绕盘为一个整体，阻尼钢片固定在底座上，与蜗杆一端的阻尼轮为压紧配合，两者的摩擦阻力使合齿主动轮在蜗杆上空载旋转产生轴向移动时蜗杆不旋转，以使合齿主动轮随正、反旋转产生轴向位移而自动完成离合器的结合或分离，空载旋转指的是，离合器主动拨齿尚未与被动拨齿接触时，主动轮在蜗杆上的正、反向旋转，当离合器主动拨齿与被动齿结合后，蜗杆在主动轮带动下克服阻尼轮与阻尼钢片间的摩擦阻力，随主动轮一起旋转，正向旋转时通过被动拨齿带动卷绕盘卷绕牵引绳，反向旋转时使离合器分离。 

本发明所用的牵引绳，根据所需牵引力的大小，如窗户（门）的大小不同和窗扇阻力的不同，选用细不锈钢绳或尼龙绳。本发明的导向滑轮，由金属架、牵引绳挡板、小轮构成，牵引绳挡板用于防止牵引绳松弛时掉出滑轮导槽。 

当遇有风雨，信号强度超过设定值时，控制电路动作，通过驱动电路驱动直流减速马达带动离合器正向旋转，离合器随正转自动结合，进而带动卷绕盘卷绕牵引绳，拉动窗扇关窗。 

窗扇关闭到位时，窗户位置磁敏传感开关受磁铁磁力影响闭合，向控制电路发出马达反转信号，直流减速马达反向旋转，离合器自动分离。离合器分离到位时，与离合器主动轮同步的离合拨叉触动离合位置传感开关闭合，控制电路动作，使马达驱动集成电路输入端均为低电平而停止输出，同时控制电路将风雨信号对地旁路，关窗器进入微功耗休眠状态，关窗完成。在窗扇关闭的情况下，如风雨信号消失则关窗器自动进入零功耗待机状态。 

当窗扇被再次打开时有两种情况：一是风雨信号已消失，此时开窗，窗扇位置磁敏传感开关断开，关窗器继续维持零功耗待机状态。二是风雨信号仍然存在，窗扇位置磁敏传感开关断开后，控制电路停止对风雨信号的旁路，此时，在打开窗扇后，会出现关窗器立即执行关窗的情况。而实际使用中，即使是在下雨时，仍会有开窗换气的需求。为了满足这种需求，同时解决牵引过程中的过载保护问题，本发明设置了有风雨信号状态下开窗换气，延时再关窗电路和窗扇牵引过载保护电路。 

当关窗过程中窗扇被卡住时，绕过测力臂小轮上的牵引绳会被逐渐绷紧，直到测力臂活动支架上的张力弹簧屈服，触动杆触动拉力传感开关，向驱动电路发出超载信号，直流减速马达停止正向转动，达到防止过载目的。同时，5秒延时电路开始充电，如5秒内窗扇阻力消失，拉力传感开关复位，则5秒延时电路不动作，关窗器继续关窗。超过5秒，延时电路动作，向驱动电路发出马达反转信号，关窗器执行在正常关窗过程中，离合器开始反转以后的步骤，直至离合位置传感开关被触动，关窗器进入待机状态。可见，在雨天开窗换气，只需将窗扇打开停在想停的位置超过5秒即可。 

为防止开窗换气后忘记关窗，同时设定换气时间，本发明还设置了一个长时间延时电路，延时时间在10到90分钟内可调。其工作过程是：在5秒延时电路发出马达反转信号的同时，使长时间延时电路同时启动，在设定的时间内，将由风雨传感器输入的信号对地旁路，使整个关窗器等效于无风雨的待机状态，窗扇停在换气打开的位置。5秒延时电路的设置，除防止过载外，另一个作用是，用户可以通过操作窗扇，方便地启动换气延时电路。 

换气延时结束后，控制电路中止对风雨信号的旁路，如此时风雨信号仍然存在，则关窗器自动完成再关窗。如风雨信号已消失，则窗扇停在换气打开的位置，关窗器再次进入零功耗待机状态。详细工作原理，在后面的实例中结合附图做进一步说明。 

由于每次关窗动作完成后，离合器最终处于分离状态，所以在待机状态下，用户可以像平时一样使用窗户，可以使任一窗扇停在任意位置。牵引绳的收放由自动卷绕器完成，由于卷绕阻力很小，用户平时开关窗户时感觉不到关窗器的存在。 

离合器的最终分离，也使离合位置传感开关最终处于闭合状态，也即使关窗器处于有风雨的微功耗休眠或无风雨的零功耗待机状态。鉴于雨天和晴天实际比例，加上防雪板设置，绝大多数时间关窗器处于零功耗待机状态。因此，零功耗待机具有重要意义。 

本发明的有益效果是：一体化设计，无需布线，安装简便。能够在各种尺寸的推开、平开窗（门）上使用，适用范围广。具有过载保护、窗扇触动报警、防雪水、防垂直降雨关窗和雨天开窗定时换气功能，功能全。控制电路结构简单、工作可靠，特别是零功耗待机设计，增强了发明的实用价值。本发明是当前商用、住宅建筑窗户、门防风雨侵入的最佳解决方案，适合批量生产和普及。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 

图1是本发明外观构造的室外透视图。图中：1.关窗器。2.防雪风雨传感器。3.控制盒。4.磁铁。5.滑轮护罩。6.窗户内扇。7.窗户外扇。XS.充电接口。HR.人体热释红外感应器。 

图2是本发明外观构造的室内透视图。图中：1.关窗器。2.防雪风雨传感器。3.控制盒。5.滑轮护罩。6.窗户内扇。7.窗户外扇。8.窗扇密封条开槽。9.牵引绳。PT.电池电压检测按钮。XS.充电接口。FS.窗户位置磁敏传感开关。LED.LED指示灯。HT.测试按钮。PO.电源开关。 

图3是本发明使用十字轴自动离合器时的内部构造透视图。图中：9.牵引绳。10.十字轴自动离合器。11.自动卷绕器。12.测力臂。13.导向滑轮。14.底板。15.电路板。GB.锂离子电池。XS.充电接口。HR.人体热释红外感应器。M.直流减速马达。 

图4是十字轴自动离合器的分解透视图。图中：4.磁铁。16.十字轴。17.双坡面主动轮。18.阻尼钢片。19.主动拨杆。20.被动拨杆。21.卷绕盘。22.发条。23.轴套架。24.离合器固定支架。25.离合拨叉。LS.离合位置传感开关。JS.窗扇触动报警磁敏传感开关。 

图5是本发明使用蜗杆自动离合器时的内部构造透视图。图中：9.牵引绳。11.自动卷绕器。12.测力臂。13.导向滑轮。14.底板。15.电路板。26.蜗杆自动离合器。M.直流减速马达。XS.充电接口。GB2.阀控式铅酸免维护蓄电池。 

图6是蜗杆自动离合器的构造分解透视图。图中：4.磁铁。18.阻尼钢片。21.卷绕盘。22.发条。23.轴套架。24.离合器固定支架。25.离合拨叉。27.阻尼轮。28.蜗杆。29.合齿主动轮。30.主动拨齿。31.被动拨齿。LS.离合位置传感开关。JS.窗扇触动报警磁敏传感开关。 

图7是测力臂构造及其分解透视图。图中：32.测力臂固定支架。33. 测力臂活动支架。34.拉力传感开关触动杆。35.小轮。36.张力弹簧。DS.拉力传感开关。 

图8是导向滑轮构造示意图。图中：35.小轮。37.固定孔。38.固定架。39.牵引绳防脱板。 

图9是防雪风雨传感器构造示意图。图中：A1.为防雪风雨传感器侧视图。A2.为防雪风雨传感器顶视图。B1.为测风板正面示意图。B2.为测风板背面示意图。4.磁铁。40.防雪板。41.测风板。42.测风板支架。43.风力调节块。44.风力调节块固定螺丝。45.测风板位置调整螺丝。46.防雪风雨传感器固定支架。RS.雨水探头。PS.风力磁敏传感开关。 

图10是本发明在双扇平开窗上安装的俯视及局部放大示意图。图中：1.关窗器。2.防雪风雨传感器。4.磁铁。5.滑轮护罩。6.窗户内扇。7.窗户外扇。C.为图中对应圆形区域的放大示意图。8.窗扇密封条开槽。9.牵引绳。13.导向滑轮。35.小轮。47墙壁。48.玻璃。49.牵引绳固定螺栓。FS.窗扇位置磁敏传感开关。 

图11是本发明在单扇推开窗上安装的俯视及插销放大示意图。图中：1.关窗器。2.防雪风雨传感器。4.磁铁。5.滑轮护罩。9.牵引绳。47.墙壁。49.牵引绳固定螺栓。50.单扇窗窗框。51.单扇窗窗扇。52.插销杆。53.插销孔。FS.窗扇位置磁敏传感开关。 

图12是本发明的电原理图。图中：Q1、Q5.单向可控硅。Q2、Q3、Q4、Q6、Q7、Q8. NPN型晶体三极管。D1-D6.晶体二极管。DW.稳压二极管1N4729A。U1.集成电路LG9110。RP1、RP2.可调电阻。M.直流减速马达。RS.雨水探头。PS.风力磁敏传感开关。FS.窗扇位置磁敏传感开关。DS.拉力传感开关。LS.离合位置传感开关。FU.保险丝。LED G.绿色发光二极管。LED R.红色发光二极管。GB.电池。XS.充电接口。HT.测试按钮。PO.电源开关。PT.电池电压检测按钮。EX.所指虚线框内为报警电路示意图。图中：JS.窗扇触动报警磁敏传感开关。POW.蜂鸣器驱动电路。HA.蜂鸣器。TDC.定时供电电路。HR.人体热释红外感应器。APW.无线报警发射电路。 

具体实施方式

图10所示在双扇平开窗上安装的实例中：关窗器（1）固定在窗户外扇（7）的边框上。防雪风雨传感器（2）固定在关窗器（1）上。牵引绳（9）从关窗器（1）的一侧开口处的测力臂的小轮（35）上引出，经导向滑轮（13），从窗户外扇（7）与窗户内扇（6）间的缝隙穿入室内，用固定螺栓（49）固定在内窗户内扇（6）上。当窗扇上设有密封条时，在密封条上锉出窗扇密封条开槽（8），使牵引绳（9）能够穿过。当防雪风雨传感器（2）接收到雨水或连续的强风信号时，关窗器（1）工作开始卷绕牵引绳（9），牵引绳（9）通过导向滑轮（13）在窗户外扇（7）与窗户內扇（6）之间形成反向作用力，拉动两片窗扇关闭窗户。当两片窗扇均达到关闭位置时，窗扇位置磁敏传感开关（FS）受玻璃（48）上的磁铁（4）磁力的影响闭合，向控制电路发出窗扇到位信号，控制电路控制直流减速马达反转并带动离合器自动分离，离合拨叉触动离合位置传感开关闭合，直至关窗器进入微功耗休眠状态，完成关窗。 

图11所示在单扇推开窗上安装的实例中：防雪风雨传感器（2）安装在单扇窗窗框（50）的室外一侧，关窗器（1）安装在单扇窗窗框（50）室内一侧，牵引绳（9）从关窗器（1）一侧的开口处的测力臂的小轮上引出，用固定螺栓（49）直接固定在单扇窗窗扇（51）的边框上。当防雪风雨传感器（2）接收到雨水或连续强风信号时，关窗器（1）工作开始卷绕牵引绳（9），牵引绳（9）拉动单扇窗窗扇（51）实现窗户关闭。当窗扇关闭到位时，窗扇位置磁敏传感开关（FS）受单扇窗窗扇（51）上磁铁（4）磁力的影响闭合，向控制电路发出窗扇到位信号，控制电路控制直流减速马达反转并带动离合器自动分离，离合拨叉触动离合位置传感开关闭合，直至关窗器进入微功耗休眠状态，完成关窗。窗扇关闭到位时，插销杆（52）依靠自身重量自动落入到插销槽（53）内，防止窗扇关闭后再被风吹开。 

图12所示的电原理图中，在无风雨信号输入情况下接通电源开关（PO）给电路加电，单向可控硅Q1、Q5均处于关断状态，集成电路（U1）静态功耗为零，电路处于零功耗待机状态。 

当遇有雨水和连续强风时，电流经防雪风雨传感器中的雨水探头（RS）和风力磁敏传感开关（PS），通过电阻R1向电容C1充电，持续的雨水和风力信号使C1正极上的电压不断上升，直至单向可控硅Q1导通，集成电路（U1）7脚置高电平，驱动直流减速马达（M）带动离合器正向转动，离合器随正转自动结合带动卷绕盘卷绕牵引绳拉动窗扇关窗。窗扇关闭到位时，窗扇位置磁敏传感开关（FS）闭合，集成电路（U1）6脚被置高电平，7脚由于Q3导通变为低电平，直流减速马达（M）反向旋转，带动离合器反转并自动分离，离合分离到位时，离合位置传感开关（LS）闭合，Q4导通，Q1截止，集成电路（U1）的6、7脚均为低电平停止无输出，关窗器进入微功耗休眠状态，关窗完成。微功耗休眠状态的电流由R2、RS、R1、D3、Q4构成的回路产生，如RS上无雨水，则该回路中断，电路自动进入零功耗待机状态。 

当窗扇被再次打开时，窗扇位置磁敏传感开关（FS）断开，Q4截止，停止对Q1控制极信号电压的旁路，如此时仍有风雨信号输入，则Q1恢复导通，关窗器恢复到关窗工作状态，继续关窗。如果此时风雨信号已经消失，则关窗器进入到零功耗的待机状态。 

当关窗过程中窗扇被卡住使牵引过载时，测力臂上的拉力传感开关触动杆触动拉力传感开关（DS）闭合，Q2导通，集成电路（U1）7脚的高电平被Q2旁路变为低电平，直流减速马达（M）停转，防止牵引过载。在拉力传感开关（DS）闭合同时，电流经二极管D1、可调电阻RP1向电容C2充电，调整可调电阻RP1阻值或电容C3的容量，使电容C3正极上的电压上升到能使Q5导通所需时间在5秒钟，也即过载保护延时时间设置在5秒钟。如5秒内窗扇阻力消失，则拉力传感开关（DS）断开，Q2截止，集成电路（U1）7脚恢复高电平，直流减速马达（M）恢复正向转动，继续关窗。超过5秒控制电路则中止关窗并启动长时间延时电路。 

可见，在有雨水信号情况下实现开窗换气，只要将窗扇打开在想停位置超过5秒即可。其工作过程是：超过5秒延时Q5被导通后，一路电压经D2、集成电路（U1）控制直流减速马达（M）反转终止关窗，另一路电压经二极管D5，给电容C3充电，并启动由C3、RP2、Q6构成的长时间延时电路。C3的充电随离合位置传感开关（LS）闭合，Q4导通，Q5关断而结束。C3上的电压维持Q6在设定的延时时间内导通，将Q1控制极上的信号电压对地旁路，使关窗器等效工作于无风雨信号的待机状态，窗扇停在打开换气的位置。改变RP2的阻值或C3的容量，将开窗换气时间设置在10到90分钟之间。当C3上的电压随时间降低到无法维持Q6导通时，延时结束。延时结束后，Q6截止停止对Q1控制极的旁路，如此时仍有风雨信号，则C1被继续充电，至Q1被重新导通，窗户被再次关闭。如风雨信号已经消失，则关窗器已在风雨信号消失的同时自动进入零功耗待机状态。 

以Q7、Q8、DW为核心构成电池电压检测电路，设置为在电池电压低于6.4V提示充电。稳压二极管DW1N4729A的稳压值为3.6V，使电阻R13、R14分压得到2/3电源电压，按下电池电压检测按钮（PT），当电池（GB）电压高于6.4V时稳压二极管DW反向击穿，Q8导通，LED G点亮，说明电池（GB）的电压正常。当电池电压低于6.4V时，DW截止，Q8截止，Q7导通，LED R亮，说明电池需要充电。 

图中EX所指的虚线框内部分是报警电路简化示意图。平时报警电路不耗电，当窗扇被移动时，卷绕盘随牵引绳收放产生旋转，其上磁铁使窗扇触动报警磁敏开关（JS）产生触发信号，蜂鸣器（HA）即时鸣叫，作提示性报警。而定时供电电路（TDC）被触发后，则向人体热释红外感应器（HR）提供1-3小时供电，以启动它对窗外进行监视，如有人进入窗外的监视范围，则人体热释红外感应器（HR）发出持续报警信号，信号可由无线报警发射模块（APW）发射，实现远距离报警。也可直接驱动蜂鸣器（HA）鸣叫报警。 

采用定时供电电路（TDC）给人体热释红外感应器（HR）供电，是为了减少平时持续监视对电池电力的消耗。但其缺点是报警被触动前窗扇的开度应小于人体能够通过的宽度。实际上，对于待机耗电只有几十微安的人体热释红外感应模块，也可直接接入电源，实现对窗外的持续监视，或配合光敏探头只在夜间进行监视。 

为适应不同地区雨水、风力状况和用户需求的差异，本发明在雨水和风力信号回路，预留了较宽的可调范围。以有效调整雨水或风力触动关窗器工作的阈值，如改变电阻R1、R2阻值和电容C1的容量，雨水探头（RS）平行导线间的距离，防雪板垂直遮蔽雨水探头（RS）的位置，可调整关窗器启动的雨量阈值。调整风力调节块位置的高低，风力磁敏传感开关（PS）与磁铁间的距离，可改变一定时间内，风力磁敏传感开关（PS）被磁铁触动的频次，防止瞬间阵风误触发关窗。 

Claims (9)

1.一种适合多种窗型零功耗待机安装简便的风雨自动关窗器，在外壳中，牵引绳、测力臂、自动卷绕器、自动离合器、拉力传感开关、离合位置传感开关、窗扇触动报警磁敏传感开关、窗扇位置磁敏传感开关、控制电路、直流减速马达顺序安装和电连接，其特征是：关窗器安装在窗户外扇的边框上，牵引绳由关窗器外壳一侧开口处测力臂上的轮子引出，经固定在双扇平开窗窗户外扇上的导向滑轮，从窗户外扇与窗户內扇间的缝隙或密封条上的开槽穿过，用螺栓固定在窗户內扇的边框上，对于单扇推开窗，牵引绳直接用螺栓固定在窗扇内侧边框上，关窗器安装在室内的窗户边框上，除防雪风雨传感器外其它部件集成在外壳中。

2.根据权利要求1所述的自动关窗器，其特征是：防雪风雨传感器，由防雪板、雨水探头、测风板、测风板支架、风力调节块、风力调节块固定螺丝、风力传感磁敏开关、磁铁、固定支架顺序安装连接构成，测风板为中间纵向开槽的薄板，通过两侧的支点悬挂在测风板支架上，在风力影响下，可往复摆动，测风板下端装有磁铁，风力传感磁敏开关设置在固定支架内，测风板支架可在防雪风雨传感器固定支架上移动调整，防雪板水平设置在测风板支架上端，其垂直遮蔽雨水探头面积的大小，可以通过调整测风板支架或雨水探头在防雪风雨传感器固定支架上的位置来实现。

3.根据权利要求1所述的自动关窗器，其特征是：自动卷绕器，由发条、卷绕盘、磁铁、被动拨杆或被动拨齿顺序安装构成，发条的一端固定在卷绕盘的外沿上，另一端固定卷绕盘中心的轴套架上，发条的动力使卷绕盘能够自动卷绕收纳牵引绳，使牵引绳在卷绕盘上往复收放时不出现松弛，发条为按阿基米德螺线或等间距螺线形成的平弹簧。

4.根据权利要求1所述的自动关窗器，其特征是：测力臂由测力臂固定支架、测力臂活动支架、拉力传感开关触动杆、拉力传感开关、张力弹簧、小轮顺序安装构成，压迫测力臂活动支架致张力弹簧屈服，测力臂活动支架上的拉力开关触动杆可触动拉力传感开关闭合，测力臂不受力时，测力臂活动支架在张力弹簧作用下复位到原来位置。

5.根据权利要求1所述的自动关窗器，其特征是：十字轴自动离合器，由十字轴、双坡面主动轮、主动拨杆、被动拨杆、卷绕盘、发条、阻尼钢片、离合拨叉、离合器固定支架、离合位置传感开关、窗扇触动报警磁敏传感开关、磁铁顺序安装构成，双坡面主动轮与阻尼钢片为压紧配合，两者的摩擦阻力使双坡面主动轮在十字轴上正反向旋转时，产生轴向移动，从而使离合器随旋转方向自动完成结合或分离，当十字轴旋转触及主动拨杆时则带动主动轮克服与阻尼钢片间的摩擦阻力一起旋转，正向旋转通过被动拨杆带动卷绕盘卷绕牵引绳，反向旋转使离合器自动分离，主动拨杆为顶端设有小金属轮的方形拨杆或顶端为尖锐锥形的柱形金属棒。

6.根据权利要求1所述的自动关窗器，其特征是：蜗杆自动离合器，由蜗杆、阻尼轮、阻尼钢片、合齿主动轮、主动拨齿、被动拨齿、卷绕盘、发条、离合拨叉、离合位置传感开关、离合器固定支架、传动齿轮顺序安装构造而成，合齿主动轮与主动拨齿为一整体，卷绕盘与被动拨齿为一个整体，阻尼钢片固定在底座上，与蜗杆一端的阻尼轮为压紧配合，两者的摩擦阻力使主动轮在蜗杆上空载旋转产生轴向移动时蜗杆不旋转，使主动轮随正、反旋转产生轴向位移而自动完成离合器的结合或分离，空载旋转指的是，离合器主动拨齿尚未与被动拨齿接触时，主动轮在蜗杆上的正、反向旋转，当离合器主动拨齿与被动齿结合后，蜗杆在主动轮的带动下克服阻尼轮与阻尼钢片间的摩擦阻力，随主动轮一起旋转，正向旋转时通过被动拨齿带动卷绕盘卷绕牵引绳，反向旋转时使离合器分离。

7.根据权利要求1所述的自动关窗器，其特征是：卷绕盘上的磁铁随卷绕盘旋转可触动窗扇触动报警磁敏传感开关，发出传感信号。

8.根据权利要求1所述的自动关窗器，其特征是：窗扇位置磁敏传感开关设置在窗户外扇上的控制盒内，对于双扇平开窗，磁铁固定在窗户内扇的玻璃上，在两扇窗片完全关闭时，窗扇位置磁敏传感开关正好受磁铁磁力的影响闭合，对于单扇推开窗，磁铁则安装在单扇窗扇的边框上，窗扇关闭到位时窗扇位置磁敏传感开关正好受磁铁磁力的影响闭合。

9.根据权利要求1所述的自动关窗器，其特征是：以Q1、Q4、Q5为核心构成的电路，运用单向可控硅的特性，使关窗器在无风雨信号时自动进入零功耗待机状态，以Q2、DS、U1、RP1、C2、Q5为核心构成的电路，通过DS闭合，Q2导通，旁路U1第7脚高电位，中止U1输出，防止过载，通过RP1、C2、Q5延时延时保护，由C3、RP2、Q6为核心构成的长时间延时电路，通过旁路Q1控制极上的信号电压，实现在有风雨信号时开窗和延时结束后再关窗。

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