CN108518152A - 一种自动门窗的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动门窗的控制系统，包括传动装置、行走机构、传感器模块、控制盒、遥控器和移动终端，所述控制盒通过无线信号分别连接所述伺服机构、到位检测器、传感器模块、移动终端和遥控器，所述控制盒内置无线通信模块和主控制器，所述无线通信模块包括射频接收器、蓝牙接收器、wifi接收器和GSM通信模块。可通过移动终端实现远程控制门窗的开关，也可以遥控操作，使用方便。

Description

一种自动门窗的控制系统

技术领域

本发明属于自动门窗技术领域，具体涉及一种自动门窗的控制系统。

背景技术

随着生活质量的提高，人们对家居的环境质量要求越来越高，但是随着生活节奏的加快，生活的压力也越来越大，白天大部分时间家中常常无人。而且由于节奏的加快，人们很容易忽视家中的门窗是否打开，这给家庭的环境质量带来了隐患。同时因为天气突然变化，家中门窗打开可能给家中带来经济损失。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动门窗的控制系统，可实现远程控制门窗的开关。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种自动门窗的控制系统，包括传动装置、行走机构、传感器模块、控制盒、遥控器和移动终端，所述的传动装置包括设于门窗上方门框内的伺服机构、驱动轮、从动轮、设于驱动轮和从动轮上的皮带，所述的行走机构安装在所述的皮带上；所述门框上设置有供所述行走机构来回行走的条形开口，所述条状开口的两端分别设有到位检测器；所述控制盒通过无线信号分别连接所述伺服机构、到位检测器、传感器模块、移动终端和遥控器，所述控制盒内置无线通信模块和主控制器，所述无线通信模块包括射频接收器、蓝牙接收器、wifi接收器和GSM通信模块。

本发明所述的传感器模块设置于门窗外，包括盒体、太阳能板、雨量传感器、风速传感器、光线传感器和中央处理器，所述太阳能板设置在所述盒体的表面中央，所述雨量传感器包括两块电阻板，所述两块电阻板分别设置于太阳能板的两端，所述雨量传感器和风速传感器安装于盒体的一侧，所述光线传感器含光电二极管且安装于盒体的另一侧，所述风速传感器含霍尔感应装置，所述中央处理器位于盒体内，所述雨量传感器、风速传感器和光线传感器分别电连接所述中央处理器，中央处理器与所述主控制器通过无线信号连接。

传感器模块检测到天气和空气信号后，无线传输给主控制器，主控制器下达关门窗或开门窗的命令给伺服机构，实现远程开关门窗。传感器模块上含风光雨感应装置，且设置有太阳能板，具有风光雨的测量功能，同时太阳能充电。将太阳能板设置在盒体表面的正中间，能充分接收日照，同时在两端各设置一块电阻板，通过电阻变化来感应雨量，测量准确，将光线传感器与显示屏设于同侧，方便接收光线和查看检测数据，采用霍尔感应原理来感知风速，计量准确。

优选地，控制盒上设置有电连接所述主控制器的报警器，所述的传感器模块设置于门窗外侧，所述盒体安装光线传感器的同侧还安装有电连接所述中央处理器的人体红外传感器。可检测到窗户外的人体信息，如有人攀爬窗户，可及时报警防盗。

优选地，所述盒体在安装风速传感器的同侧还安装有电连接所述中央处理器的温度传感器、湿度传感器、雾霾传感器和分贝传感器。

本发明所述的行走机构包括行走支架，所述行走支架包括行走部和位于行走部下方的连接部，所述行走部的上端与所述皮带连接且位于所述门框的内部，所述连接部的下端伸出所述门框并连接门窗的顶部，所述行走部的两侧面均设置有上滚轮，所述上滚轮的顶端突出于行走部的上表面，所述行走部靠近门窗的下表面上设置有下滚轮；所述上滚轮垂直于门框设置，所述下滚轮平行于门框设置，且下滚轮的转轴伸出所述条形开口使滚轮刚好卡在所述条形开口处，所述下滚轮突出于行走部的两侧。

优选地，所述门框内设置有容纳行走部端部的条形槽，条形槽的两侧设有沿长度方向的上隔板和相对设置的下隔板，所述上滚轮刚好卡在上隔板、下隔板和门框侧壁形成的空腔中；条形开口的外部两侧分别设置有沿长度方向的挡板，所述下滚轮在左右两个所述挡板上滚动。

本发明所述的行走部上开有四个贯穿行走部的安装槽，所述皮带在安装槽的两侧分别设有对应的4个卡件，所述的行走部通过将卡件卡接在安装槽上与皮带连接。

本发明所述的伺服机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮和电机，所述第一锥齿轮和所述驱动轮同轴连接，且远离驱动轮的第一锥齿轮的一侧设置有所述第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮相啮合，第二锥齿轮的传动轴连接所述电机的输出轴。

本发明还包括调整机构，所述的调整机构包括U型件、螺杆和中心设有螺孔的调整旋钮，所述U型件的两端分别相对设有一个穿过孔，所述的从动轮位于U型件中，从动轮的转动轴的两端分别穿过所述的穿过孔；所述U型件远离所述穿过孔的一端设有螺孔，所述螺杆穿过该螺孔和门框的一端连接所述的调整旋钮，螺杆的另一端设有紧固螺母。

本发明还包括与所述控制盒无线连接的电磁锁，所述门窗的顶部设置有下连接块，所述门框上设置有对应所述下连接块的上连接块，所述的电磁锁与所述下连接块电连接，所述上连接块与供电装置电连接；当门窗关闭时，所述上连接块和下连接块刚好接触，且二者的接触面上均设有导电机构；所述的导电机构为弹簧针或者导电金属片。

本发明所述的伺服机构电连接电流采样模块，所述电流采样模块与所述主控制器通过无线信号连接。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的自动门窗控制系统，可通过移动终端实现远程控制门窗的自动开关，也可以遥控操作，使用方便，操作简单。

2、传感器模块检测到天气和空气信号后，无线传输给主控制器，主控制器下达关门窗或开门窗的命令给伺服机构，实现远程开关门窗。同时设置人体红感应器可检测到窗户外的人体信息，如有人攀爬门窗，可及时报警防盗。

3、本发明将驱动装置直接设置在门框上，安装是不占据空间，通过皮带传动，由行走机构带动门窗来回移动，并在行走机构上设置滚轮，设置滚轮的目的是减小行走机构和门框之间的摩擦，减小阻力，使门窗移动得更加顺畅，并且对电机动力要求不高，同时装置的使用时间更长。

4、上滚轮沿门框侧壁滚动，水平设置的下滚轮沿左右两个挡板滚动，进一步减小行走机构和门框两侧壁之间的摩擦。

5、通过行走机构上的安装槽和皮带上的卡件实现连接，方便拆卸。

6、本发明的伺服机构采用三齿轮配合的电机，两个锥齿轮实现两相交轴之间的动力传递，由电机带动锥齿轮，再由锥齿轮带动垂直方向的驱动轮转动，驱动轮带动皮带运动。当停电时，可以直接手动推开门窗，实现手自动切换。

7、本发明还设置了调整机构，通过旋转调整旋钮就可拉动U型件，带动从动轮向远离驱动轮的方向移动，从而拉紧皮带，避免松驰。

8、本发明的推拉门窗带有电磁锁，当门窗关闭时，两个连接块上的导电机构接触导电，门窗在电磁锁的作用下关闭；门窗打开时，两个连接块分离，电磁锁断电，不需持续提供电流，节约能源；将弹簧针设置在连接块的接触面上，避免了两个连接块的碰撞磨损，同时也不会因为关闭不到位两个连接块不接触而不能导电。

9、所述的伺服机构电连接电流采样模块，当门窗在关闭过程中遇阻时，电流采样模块检测到电机的电流变化，信号转输给主控制器，主控制器下达电机转向的指令，有效避免在关门过程中夹到人或物。

附图说明

图1为本发明自动门窗控制系统的控制原理图。

图2为传感器模块的结构示意图。

图3为本发明门窗自动控制系统的结构示意图。

图4为行走机构的结构示意图。

图5为门框的剖面图。

图6为伺服机构的结构示意图。

图7为调整机构的结构示意图。

图8为电磁锁系统的结构示意图。

图中标记为： 1、门窗，2、门框，3、行走机构，4、伺服机构，5、调整机构，6、人体红外传感器，7、盒体，8、太阳能板，9、移动终端，10、门窗滑轨，11、到位检测器，12、遥控器，13、无线通信模块，14、主控制器，15、显示屏，21、条形开口，22、上隔板，23、挡板，24、条形槽，25、下隔板，31、行走部，32、连接部，33、上滚轮，34、安装槽，35、安装孔，36、下滚轮，41、驱动轮，42、皮带，43、第一锥齿轮，44、第二锥齿轮，45、电机，46、转轴，51、U型件，52、调整旋钮，53、穿过孔，54、螺孔，60、控制盒，61、传感器模块，62、电阻板，63、电流采样模块，64、光线传感器、70、下连接部，80、上连接部。

具体实施方式

为了更加清楚、详细地说明本发明的目的技术方案，下面通过相关实施例对本发明进行进一步描述。以下实施例仅为具体说明本发明的实施方法，并不限定本发明的保护范围。

实施例1

如图1和图3-4所示，一种自动门窗的控制系统，包括传动装置、行走机构3、传感器模块61、控制盒60、遥控器12和移动终端9，所述的传动装置包括设于门窗上方门框2内的伺服机构4、驱动轮41、从动轮、设于驱动轮41和从动轮上的皮带42，所述的行走机构3安装在所述的皮带42上；所述门框2上设置有供所述行走机构3来回行走的条形开口21，所述条状开口21的两端分别设有到位检测器11；所述控制盒60通过无线信号分别连接所述伺服机构4、到位检测器11、传感器模块61、移动终端9和遥控器12，所述控制盒60内置无线通信模块64和主控制器14，所述无线通信模块64包括射频接收器、蓝牙接收器、wifi接收器和GSM通信模块。

本发明可用来控制门和窗的打开、关闭，原理相同。

两个到位检测器分别设于行走机构行程的起点和终点，向主控制器发送位置信号，由主控制器向伺服机构下达打开门窗或关闭门窗的指令。

传感器模块检测到天气和空气信号后发送给主控制器，主控制器发送给移动终端，可通过遥控器或者移动终端远程向主控制器发送相应指令，启动伺服机构，带动行走机构，驱动门窗从起点向终点移动，从而使门/窗逐渐关闭。在条形开口终点处的到位检测器后触发信号给控制器，表示门/窗已关闭，控制伺服机构停止工作。

可通过遥控器或者移动终端远程向主控制器发送相应指令，启动伺服机构，带动行走机构，驱动门窗从终点向起点移动，从而使门/窗逐渐打开。在条形开口中起点处的到位检测器后触发信号给控制器，表示门/窗已打开，控制伺服机构停止工作。

通过上述控制即可完成门/窗的自动关闭和打开，可实现远程控制，操作方便。

采用驱动轮、从动轮、皮带的简单组合即可达到控制定位板运动的目的，结构简单，降低了现有门/窗改造成本，且运行时噪声小，安装时，只需要将伺服机构安装在门框内即可，不占用空间。

通过驱动齿轮和从动齿轮与内齿皮带的啮合，可避免长期使用后皮带逐渐变光滑发生打滑的现象。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上：

如图2所示，所述的传感器模块61设置于门窗外，包括盒体7、太阳能板8、雨量传感器、风速传感器、光线传感器和中央处理器，所述太阳能板8设置在所述盒体7的表面中央，所述雨量传感器包括两块电阻板62，所述两块电阻板62分别设置于太阳能板8的两端，所述雨量传感器和风速传感器安装于盒体7的一侧，所述光线传感器64含光电二极管且安装于盒体7的另一侧，所述风速传感器含霍尔感应装置，所述中央处理器位于盒体7内，所述雨量传感器、风速传感器和光线传感器64分别电连接所述中央处理器，中央处理器与所述主控制器14通过无线信号连接。

传感器模块检测到天气和空气信号后，无线传输给主控制器，主控制器下达关窗或开窗的命令给伺服机构，实现远程开关窗。传感器模块上含风光雨感应装置，且设置有太阳能板，具有风光雨的测量功能，同时太阳能充电。将太阳能板设置在盒体表面的正中间，能充分接收日照，同时在两端各设置一块电阻板，通过电阻变化来感应雨量，测量准确，将光线传感器与显示屏设于同侧，方便接收光线和查看检测数据，采用霍尔感应原理来感知风速，计量准确。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上：

控制盒60上设置有电连接所述主控制器14的报警器，所述的传感器模块61设置于门窗外侧，所述盒体7安装光线传感器64的同侧还安装有电连接所述中央处理器的人体红外传感器6。

可检测到窗户外的人体信息，如有人攀爬窗户，可及时报警防盗。

实施例4

本实施例在实施例2的基础上：

所述盒体7安装风速传感器的同侧还安装有连接所述中央处理器的温度传感器、湿度传感器、雾霾传感器和分贝传感器。

实施例5

本实施例在实施例1的基础上：

如图4所示，所述的行走机构3包括行走支架，所述行走支架包括行走部31和位于行走部下方的连接部32，所述行走部31的上端与所述皮带42连接且位于所述门框2的内部，所述连接部32的下端伸出所述门框2并连接门窗1的顶部，所述门框2上设置有供所述连接部32来回行走的条形开口21，所述行走部31的两侧面均设置有上滚轮33，所述上滚轮33的顶端突出于行走部31的上表面，所述行走部31靠近门窗1的下表面上设置有下滚轮36。

由驱动轮41带动从动轮，从动轮带动皮带42传动，行走机构在皮带42的作用下带动门窗1行走；并在行走机构上设置滚轮，设置滚轮的目的是减小行走机构和门框之间的摩擦，减小阻力，使门窗移动得更加顺畅，并且对电机动力要求不高，同时装置的使用时间更长。

实施例6

本实施例在实施例5的基础上：

如图5所示，所述门框2内设置有容纳行走部31端部的条形槽24，条形槽24的两侧设有沿长度方向的上隔板22和相对设置的下隔板25，所述上滚轮33刚好卡在上隔板22、下隔板25和门框2侧壁形成的空腔中。

所述条形开口24的外部两侧分别设置有沿长度方向的挡板23，所述下滚轮36在左右两个所述挡板24上滚动。

实施例7

本实施例在实施例5的基础上：

如图4所示，所述的行走部31上开有四个贯穿行走部31的安装槽34，所述皮带42在安装槽34的两侧分别设有对应的4个卡件，所述的行走部31通过将卡件卡接在安装槽34上与皮带42连接。

实施例8

本实施例在实施例1的基础上：

如图6所示，所述的伺服机构4包括第一锥齿轮43、第二锥齿轮44和电机45，所述第一锥齿轮43和所述驱动轮41同轴连接，且远离驱动轮41的第一锥齿轮的一侧设置有所述第二锥齿轮44，第二锥齿轮44与第一锥齿轮43相啮合，第二锥齿轮44的传动轴连接所述电机45的输出轴。

采用三齿轮配合的电机，两个锥齿轮实现两相交轴之间的动力传递，由电机带动锥齿轮，再由锥齿轮带动垂直方向的驱动轮转动，驱动轮带动皮带运动。当停电时，可以直接手动推开门窗，实现手自动切换。

实施例9

本实施例在实施例1的基础上：

如图7所示，还包括调整机构5，所述的调整机构包括U型件51、螺杆和中心设有螺孔的调整旋钮52，所述U型件51的两端分别相对设有一个穿过孔53，所述的从动轮位于U型件51中，从动轮的转动轴的两端分别穿过所述的穿过孔53；所述U型件51远离所述穿过孔53的一端设有螺孔54，所述螺杆穿过该螺孔54和门框的一端连接所述的调整旋钮52，螺杆的另一端设有紧固螺母。

皮带长期运行会变得松弛而与驱动轮无法良好的啮合，导致皮带无法与驱动轮同步运行，使得定位支架无法移动从而开、闭门/窗，通过旋转调整旋钮就可拉动U型件，带动从动轮向远离驱动轮的方向移动，从而拉紧皮带，避免松驰。

实施例10

本实施例在实施例1的基础上：

如图8所示，还包括电磁锁，所述门窗1的顶部设置有下连接块70，所述门框2上设置有对应所述下连接块70的上连接块80，所述的电磁锁与所述下连接块70电连接，所述上连接块80与供电装置电连接；当门窗关闭时，所述上连接块80和下连接块70刚好接触，且二者的接触面上均设有导电机构；所述下连接块70的导电机构为弹簧针，所述上连接块80的导电机构为导电金属片。

当门窗关闭时，上连接块4和下连接块3上的导电机构接触导电，门窗在电磁锁的作用下关闭；门窗打开时，上连接块4和下连接块3分离，电磁锁断电，不需持续提供电流，节约能源。

实施例11

本实施例在实施例10的基础上：

所述的上连接块70和下连接块80均包括安装部和接触部，所述的安装部与所述的接触部垂直连接，所述的安装部上设有安装螺孔，所述的接触部上设有所述的导电机构。

将连接块设计为带螺孔的安装部，便于安装在门窗和门框上，同时设计与安装部垂直的接触部，方便两个导电机构的接触。

所述的供电装置连接UＳB接口。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动门窗的控制系统，其特征在于：包括传动装置、行走机构、传感器模块、控制盒、遥控器和移动终端，所述的传动装置包括设于门窗上方门框内的伺服机构、驱动轮、从动轮、设于驱动轮和从动轮上的皮带，所述的行走机构安装在所述的皮带上；所述门框上设置有供所述行走机构来回行走的条形开口，所述条状开口的两端分别设有到位检测器；所述控制盒通过无线信号分别连接所述伺服机构、到位检测器、传感器模块、移动终端和遥控器，所述控制盒内置无线通信模块和主控制器，所述无线通信模块包括射频接收器、蓝牙接收器、wifi接收器和GSM通信模块。

2.根据权利要求1所述的自动门窗的控制系统，其特征在于：所述的传感器模块设置于门窗外，包括盒体、太阳能板、雨量传感器、风速传感器、光线传感器和中央处理器，所述太阳能板设置在所述盒体的表面中央，所述雨量传感器包括两块电阻板，所述两块电阻板分别设置于太阳能板的两端，所述雨量传感器和风速传感器安装于盒体的一侧，所述光线传感器含光电二极管且安装于盒体的另一侧，所述风速传感器含霍尔感应装置，所述中央处理器位于盒体内，所述雨量传感器、风速传感器和光线传感器分别电连接所述中央处理器，中央处理器与所述主控制器通过无线信号连接。

3.根据权利要求2所述的自动门窗的控制系统，其特征在于：控制盒上设置有电连接所述主控制器的报警器，所述的传感器模块设置于门窗外侧，所述盒体安装光线传感器的同侧还安装有电连接所述中央处理器的人体红外传感器。

4.根据权利要求1所述的自动门窗的控制系统，其特征在于：所述的行走机构包括行走支架，所述行走支架包括行走部和位于行走部下方的连接部，所述行走部的上端与所述皮带连接且位于所述门框的内部，所述连接部的下端伸出所述门框并连接门窗的顶部，所述行走部的两侧面均设置有上滚轮，所述上滚轮的顶端突出于行走部的上表面，所述行走部靠近门窗的下表面上设置有下滚轮；所述上滚轮垂直于门框设置，所述下滚轮平行于门框设置，且下滚轮的转轴伸出所述条形开口使滚轮刚好卡在所述条形开口处，所述下滚轮突出于行走部的两侧。

5.根据权利要求4所述推拉门窗的驱动装置，其特征在于：所述门框内设置有容纳行走部端部的条形槽，条形槽的两侧设有沿长度方向的上隔板和相对设置的下隔板，所述上滚轮刚好卡在上隔板、下隔板和门框侧壁形成的空腔中；条形开口的外部两侧分别设置有沿长度方向的挡板，所述下滚轮在左右两个所述挡板上滚动。

6.根据权利要求1所述推拉门窗的驱动装置，其特征在于：所述的行走部上开有四个贯穿行走部的安装槽，所述皮带在安装槽的两侧分别设有对应的4个卡件，所述的行走部通过将卡件卡接在安装槽上与皮带连接。

7.根据权利要求1所述推拉门窗的驱动装置，其特征在于：所述的伺服机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮和电机，所述第一锥齿轮和所述驱动轮同轴连接，且远离驱动轮的第一锥齿轮的一侧设置有所述第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮相啮合，第二锥齿轮的传动轴连接所述电机的输出轴。

8.根据权利要求1所述推拉门窗的驱动装置，其特征在于：还包括调整机构，所述的调整机构包括U型件、螺杆和中心设有螺孔的调整旋钮，所述U型件的两端分别相对设有一个穿过孔，所述的从动轮位于U型件中，从动轮的转动轴的两端分别穿过所述的穿过孔；所述U型件远离所述穿过孔的一端设有螺孔，所述螺杆穿过该螺孔和门框的一端连接所述的调整旋钮，螺杆的另一端设有紧固螺母。

9.根据权利要求1所述推拉门窗的驱动装置，其特征在于：还包括与所述控制盒无线连接的电磁锁，所述门窗的顶部设置有下连接块，所述门框上设置有对应所述下连接块的上连接块，所述的电磁锁与所述下连接块电连接，所述上连接块与供电装置电连接；当门窗关闭时，所述上连接块和下连接块刚好接触，且二者的接触面上均设有导电机构；所述的导电机构为弹簧针或者导电金属片。

10.根据权利要求1所述的自动门窗的控制系统，其特征在于：所述的伺服机构电连接电流采样模块，所述电流采样模块与所述主控制器通过无线信号连接。