CN108533116A - 一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置，包括设置在窗扇转轴处外侧的弧型齿条，设置在窗扇转轴处墙体上的启闭机构，设置在所述墙体上且与所述启闭机构相配合的锁紧机构，设置在历史建筑地面上的供电机构，以及设置在所述墙体上且用于控制启闭机构、锁紧机构和供电机构的控制机构；本发明不仅能够实现自动定时开闭历史建筑木质窗户与锁定开启状态，而且能够利用参观人员在建筑内的走动自动进行发电以满足自供电需要，大大节约了能源。

Description

一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置
技术领域
本发明属于历史建筑保护技术领域，尤其是涉及一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置。
背景技术
历史建筑，是指经城市、县人民政府确定公布的具有一定保护价值，能够反映历史风貌和地方特色，它和文物保护单位及不可移动文物的建筑物、构筑物有一定区别，文物建筑是具有一定文物价值的建筑，历史建筑是具有一定建筑价值的建筑。
由于历史建筑中大部分采用的是木质结构，出于保护角度，其中木质窗户不能让参观人员来进行开合操作，而对于大型的历史建筑来说，大量的窗户打和关闭，由相关管理人员来操作耗时耗力，同时木质窗户若长时间处于关闭状态时，容易受到蛀虫的侵害。而采用普通的自动开合机构需要耗费大量的电能，不符合节能环保需要。
因此，需要设计一种新的能够定时开合历史建筑窗户的保护装置。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置，不仅能够实现自动定时启闭历史建筑木质窗户与锁定启闭状态，而且能够利用参观人员在建筑内的走动自动进行发电以满足自供电需要，大大节约了能源。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置，包括设置在窗扇转轴处外侧的弧型齿条，设置在窗扇转轴处墙体上的启闭机构，设置在所述墙体上且与所述启闭机构相配合的锁紧机构，设置在历史建筑地面上的供电机构，以及设置在所述墙体上且用于控制启闭机构、锁紧机构和供电机构的控制机构；
所述启闭机构包括设置在墙体上的电机支座，设置在所述电机支座上的驱动电机，设置在所述驱动电机输出轴上且与所述弧型齿条相配合的驱动齿轮，以及与所述驱动齿轮相配合进行压紧的压紧模块；
所述锁紧机构包括设置在弧型齿条侧面的弧型锁紧板，设置在所述墙体上的L型锁紧杆，设置在所述L型锁紧杆端部的锁紧电机，设置在所述锁紧电机输出轴上的第一齿轮，设置在所述锁紧电机外壳上的锁紧支撑杆设置在所述锁紧支撑杆上的轴承，与所述轴承内圈相固定且与所述第一齿轮相配合的第二齿轮，设置在所述第二齿轮前端的正向螺纹杆，设置在所述第二齿轮后端的反向螺纹杆，设置在所述L型锁紧杆上的滑杆，设置在所述滑杆上且与所述正向螺纹杆相配合的第一锁紧模块，以及设置在所述滑杆上且与所述反向螺纹杆相配合的第二锁紧模块。
所述第一锁紧模块包括设置在所述滑杆上且位于第一端的第一锁紧块，设置在所述第一锁紧块上且与所述正向螺纹杆相配合的正向螺母，设置在所述第一锁紧块下端的第一摩擦块，设置在所述第一摩擦块上的摩擦面；
所述第二锁紧模块包括设置在所述滑杆上且位于第二端的第二锁紧块，设置在所述第二锁紧块上且与所述反向螺纹杆相配合的反向螺母，设置在所述第二锁紧块下端的第二摩擦块，设置在所述第二摩擦块上的摩擦面。
所述压紧模块包括设置在电机支座前侧面设置L型支架，所述弧型齿条中部外表面设置弧型导轨，所述弧型导轨上滚动设置压紧轮，所述压紧轮转动设置在所述L型支架上，所述驱动齿轮的圆心和所述压紧轮的圆心形成的直线与所述窗扇的转轴轴线相垂直。
所述供电机构包括设置在历史建筑地面上的多个发电地砖，所述发电地砖内部设置用于存储电能的蓄电池，所述蓄电池通过控制机构与锁紧电机和驱动电机相连接。
所述控制机构为定时开关或微控制器。
所述弧型齿条的圆心位于所述窗扇的转轴的轴线上。
所述墙体外侧且位于所述电机支座上方设置遮雨棚。
所述遮雨棚底部边缘设置用于包围所述驱动电机的围挡。
所述驱动电机为无刷直流电动机或有刷直流电动机。
所述弧型齿条为铝制件。
所述蓄电池为锂电池。
所述弧型齿条末端设置与所述窗扇相配合的弹性绳。
本发明针对由于历史建筑中大部分采用的是木质结构，出于保护角度，其中木质窗户不能让参观人员来进行开合操作，而大量的窗户由相关管理人员来操作耗时耗力，另外，在需要使得窗户维持一个状态时，往往需要对应的支撑结构进行支撑，若采用启闭机构进行锁定，则容易造成启闭电机的损坏，同时木质窗户在长时间出于关闭状态时容易受到蛀虫的侵害，而采用普通的自动开合机构需要耗费大量的电能，不符合节能环保需要的问题，提供一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置，不仅能够实现自动定时开闭历史建筑木质窗户与锁定启闭状态，而且能够利用参观人员在建筑内的走动自动进行发电以满足自供电需要，大大节约了能源。
另外，其采用在窗扇转轴处外侧设置弧型齿轮作为启闭的基体，然后在对应墙体上设置启闭机构来对该弧型齿轮进行驱动，进而带动窗扇的启闭，而为了使得开启或闭合的窗扇保持对应的状态，在墙体上设置对应的锁紧机构，而为了保证给启闭机构与锁紧机构提供电能，在历史建筑的地面上设置发电地砖，通过游客的踩踏产生电能，继而对本装置提供稳定的电能，且采用的发电地砖为成熟技术确保了发电的稳定性，而采用的控制机构能够定时控制启闭机构的启闭，能够控制状态的锁定，且可以连接计算机，实现强对流天气下的临时关闭。
另外，采用的启闭机构包括设置在墙体上的电机支座，设置在所述电机支座上的驱动电机，设置在所述驱动电机输出轴上且与所述弧型齿条相配合的驱动齿轮，而驱动齿轮与弧型齿条的内表面相配合实现窗扇的启闭，而为了保证启闭的效果在弧型齿条上设置压紧模块，而采用的压紧模块包括设置在电机支座前侧面设置L型支架，并在其上设置与弧型齿条相配合的压紧轮，为了确保压紧的效果，在弧型齿条外表面设置弧形轨道，来确保启闭时不会发生偏移的现象发生。
另外，采用的弧型齿条的圆心位于窗扇的转轴的轴线上，以便于通过弧型齿条绕转轴转动时带动窗扇的自动旋转开合，而在历史建筑的地面上铺设有发电地砖，并在发电地砖内部设置用于存储电能的蓄电池，而蓄电池为驱动电机供电，驱动电机与锁紧电机通过控制机构进行控制，另外，为了避免雨天将驱动电机打湿影响使用，在墙体外侧且位于电机支座上方设置有遮雨棚，同时，为了进一步提高遮雨效果，在遮雨棚底部边缘设置用于包围驱动电机的围挡。
另外，采用的锁紧机构包括设置在弧型齿条侧面的弧型锁紧板，不仅能够增加弧型齿条的稳定性，而且能够为锁紧提供稳定的锁紧结构，在墙体上设置L型锁紧杆，并在L型锁紧杆端部设置锁紧电机，为了实现动力的传动，在锁紧电机的输出轴上设置第一齿轮，并在锁紧电机的外壳上设置与第一齿轮相配合的第二齿轮，实现动力的传递，且为了保证锁紧的效果，采用的锁紧电机设置在L型锁紧杆的侧面，而为了实现锁紧与脱离的效果，在第二齿轮的前端设置正向螺纹杆，在第二齿轮的后端设置反向螺纹杆，并在L型锁紧杆上设置滑杆，采用的滑杆两端通过固定件与L型锁紧杆相连接，还可采用重点固定的方式，然后在其两端部分别设置第一锁紧模块与第二锁紧模块，而设置的第一锁紧模块与第二锁紧模块相互对称，且均包括与滑杆相配合的锁紧块，与对应螺纹杆相配合的螺母，从而实现正反转动实现两锁紧块的靠拢与分离，而为了确保锁紧的效果，在锁紧块的下端设置摩擦块，并在摩擦块上设置与弧型锁紧板相配合的摩擦面。
另外，采用的控制机构为定时开关或微控制器，当采用定时开关时，其能够实现固定时间的启闭与锁定，而当采用微控制器时，其可与远程电脑相配合，实现强对流天气以及定时启闭，当然还可采用集成电路进行控制的方式。
附图说明
图1为本发明第一种实施方式的结构主视示意图；
图2为本发明第一种实施方式的结构俯视示意图；
图3为本发明第二种实施方式的结构主视示意图；
图4为本发明第二种实施方式的结构俯视示意图；
图5为本发明压紧机构的结构示意图；
图6为本发明A处的结构放大示意图；
图7为本发明A处锁紧状态的结构放大示意图；
图8为本发明第一锁紧模块的结构示意图；
图9为本发明第二锁紧模块的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1、2和5-9所示：一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置，包括设置在窗扇1转轴处外侧的弧型齿条2，设置在窗扇1转轴3处墙体上的启闭机构，设置在所述墙体4上且与所述启闭机构相配合的锁紧机构16，设置在历史建筑地面9上的供电机构，以及设置在所述墙体上且用于控制启闭机构、锁紧机构16和供电机构的控制机构19；
所述启闭机构包括设置在墙体4外侧且位于窗框5上方的电机支座6，设置在所述电机支座6上的驱动电机7，设置在所述驱动电机7输出轴上且与所述弧型齿条2相配合的驱动齿轮8，以及与所述驱动齿轮8相配合进行压紧的压紧模块；
所述锁紧机构16包括设置在弧型齿条2侧面的弧型锁紧板18，设置在所述墙体4上的L型锁紧杆161，设置在所述L型锁紧杆161端部的锁紧电机162，设置在所述锁紧电机162输出轴上的第一齿轮173，设置在所述锁紧电机162外壳上的锁紧支撑杆174设置在所述锁紧支撑杆174上的轴承168，与所述轴承168内圈相固定且与所述第一齿轮173相配合的第二齿轮169，设置在所述第二齿轮169前端的正向螺纹杆165，设置在所述第二齿轮169后端的反向螺纹杆170，设置在所述L型锁紧杆161上的滑杆163，设置在所述滑杆163上且与所述正向螺纹杆165相配合的第一锁紧模块，以及设置在所述滑杆163上且与所述反向螺纹杆170相配合的第二锁紧模块。
所述第一锁紧模块包括设置在所述滑杆163上且位于第一端的第一锁紧块164，设置在所述第一锁紧块164上且与所述正向螺纹杆165相配合的正向螺母175，设置在所述第一锁紧块164下端的第一摩擦块166，设置在所述第一摩擦块166上的摩擦面167；
所述第二锁紧模块包括设置在所述滑杆163上且位于第二端的第二锁紧块172，设置在所述第二锁紧块172上且与所述反向螺纹杆170相配合的反向螺母176，设置在所述第二锁紧块172下端的第二摩擦块171，设置在所述第二摩擦块171上的摩擦面。
所述压紧模块包括设置在电机支座6前侧面设置L型支架12，所述弧型齿条2中部外表面设置弧型导轨13，所述弧型导轨13上滚动设置压紧轮14，所述压紧轮14转动设置在所述L型支架12上，所述驱动齿轮8的圆心和所述压紧轮14的圆心形成的直线与所述窗扇1的转轴3轴线相垂直。
所述供电机构包括设置在历史建筑地面9上的多个发电地砖10，所述发电地砖10内部设置用于存储电能的蓄电池11。
所述控制机构19为定时开关或微控制器。
所述弧型齿条2的圆心位于所述窗扇1的转轴3的轴线上。
该实施例中采用的压紧轮为橡胶轮，其能够保证压紧的效果，且其上设置有与弧型导轨相配合的凹槽，从而避免发生偏移的现象，而采用的正向螺纹杆与反向螺纹杆相配合的方式能够实现，当向一个方向转动时，则会使得第一锁紧块与第二锁紧块相互靠近，在向反向转动时，则会使得第一锁紧块与第二锁紧块相互分离。
实施例二
如图3-4所示：其与实施例一的区别在于：所述墙体4外侧且位于所述电机支座6上方设置遮雨棚15。
所述遮雨棚15底部边缘设置用于包围所述驱动电机7的围挡16。
所述驱动电机7为有刷直流电动机。
所述弧型齿条2为铝制件。
所述蓄电池11为锂电池。
所述弧型齿条2末端设置与所述窗扇相配合的弹性绳17。
该实施例中为了避免雨天将驱动电机打湿影响使用，在墙体外侧且位于电机支座上方设置有遮雨棚，同时，为了进一步提高遮雨效果，在遮雨棚底部边缘设置用于包围驱动电机的围挡；采用的驱动电机也可以采用步进电机，而采用的弹性绳，能够保证弧型齿条与驱动齿轮紧密贴合，确保本装置运行的稳定性。
本发明的使用方法：通过发电地砖收集电能，并将其储存在蓄电池内，然后通过控制机构设定的时间，在到达设定时间时，先通过锁紧电机的转动解除对弧型锁紧板的锁定，然后通过驱动电机带动驱动齿轮，沿弧型齿条进行转动，并在行走至设定角度即，通过控制转动时间来进行保证，当然也可通过电流脉冲来获取转动的角度，在达到设定角度后，通过锁紧电机的转动对弧型锁紧板进行锁定，同时切断驱动电机与锁紧电机的电流即可保持稳定；在需要关闭时，则进行反向操作即可实现窗扇的闭锁。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置，其特征在于：包括设置在窗扇转轴处外侧的弧型齿条，设置在窗扇转轴处墙体上的启闭机构，设置在所述墙体上且与所述启闭机构相配合的锁紧机构，设置在历史建筑地面上的供电机构，以及设置在所述墙体上且用于控制启闭机构、锁紧机构和供电机构的控制机构；
所述启闭机构包括设置在墙体上的电机支座，设置在所述电机支座上的驱动电机，设置在所述驱动电机输出轴上且与所述弧型齿条相配合的驱动齿轮，以及与所述驱动齿轮相配合进行压紧的压紧模块。
2.根据权利要求1所述的一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置，其特征在于：所述锁紧机构包括设置在弧型齿条侧面的弧型锁紧板，设置在所述墙体上的L型锁紧杆，设置在所述L型锁紧杆端部的锁紧电机，设置在所述锁紧电机输出轴上的第一齿轮，设置在所述锁紧电机外壳上的锁紧支撑杆设置在所述锁紧支撑杆上的轴承，与所述轴承内圈相固定且与所述第一齿轮相配合的第二齿轮，设置在所述第二齿轮前端的正向螺纹杆，设置在所述第二齿轮后端的反向螺纹杆，设置在所述L型锁紧杆上的滑杆，设置在所述滑杆上且与所述正向螺纹杆相配合的第一锁紧模块，以及设置在所述滑杆上且与所述反向螺纹杆相配合的第二锁紧模块。
3.根据权利要求2所述的一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置，其特征在于：所述第一锁紧模块包括设置在所述滑杆上且位于第一端的第一锁紧块，设置在所述第一锁紧块上且与所述正向螺纹杆相配合的正向螺母，设置在所述第一锁紧块下端的第一摩擦块，设置在所述第一摩擦块上的摩擦面。
4.根据权利要求6所述的一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置，其特征在于：所述第二锁紧模块包括设置在所述滑杆上且位于第二端的第二锁紧块，设置在所述第二锁紧块上且与所述反向螺纹杆相配合的反向螺母，设置在所述第二锁紧块下端的第二摩擦块，设置在所述第二摩擦块上的摩擦面。
5.根据权利要求4所述的一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置，其特征在于：所述压紧模块包括设置在电机支座前侧面设置L型支架，所述弧型齿条中部外表面设置弧型导轨，所述弧型导轨上滚动设置压紧轮，所述压紧轮转动设置在所述L型支架上，所述驱动齿轮的圆心和所述压紧轮的圆心形成的直线与所述窗扇的转轴轴线相垂直。
6.根据权利要求5所述的一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置，其特征在于：所述供电机构包括设置在历史建筑地面上的多个发电地砖，所述发电地砖内部设置用于存储电能的蓄电池。
7.根据权利要求6所述的一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置，其特征在于：所述控制机构为定时开关或微控制器。
8.根据权利要求7所述的一种用于历史建筑窗户开合的节能保护装置，其特征在于：所述弧型齿条末端设置与所述窗扇相配合的弹性绳。
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