CN109113557A - 一种太阳能自动窗帘 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种太阳能自动窗帘，包括窗帘主体、挂杆和支撑架，所述支撑架为两个且均被固定在墙上，所述两个支撑架共同连接有挂杆，所述挂杆与窗帘主体的顶部连接，还包括第一电机、第二电机、太阳能电池板、两个减速器、风速传感器、温度传感器、多个齿轮、皮带和控制器，所述温度传感器为一种热敏电阻温度传感器，包括热敏电阻基片，该热敏电阻基片为一种核壳结构的、基于Ca‑Cu‑Sn‑Ti‑W‑O的NTC热敏陶瓷材料，具体的，核结构为CaWO4‑0.2CuWO4‑0.5SnTi2O6，壳结构为TiO2。

Description

一种太阳能自动窗帘
技术领域
本申请涉及窗帘领域，尤其涉及一种太阳能自动窗帘。
背景技术
窗帘是家庭和办公场所必备的一种用品，现有常见的窗帘普通需要人工去开关。这样的话存在的问题时，人不能随时感知窗户外环境情况，就导致不能更合理的利用窗帘，且人们使用起来也不够方便。
发明内容
本发明旨在提供一种太阳能自动窗帘，以解决上述提出问题。
本发明的实施例中提供了一种太阳能自动窗帘，包括窗帘主体、挂杆和支撑架，所述支撑架为两个且均被固定在墙上，所述两个支撑架共同连接有挂杆，所述挂杆与窗帘主体的顶部连接，还包括第一电机、第二电机、太阳能电池板、两个减速器、风速传感器、温度传感器、多个齿轮、皮带和控制器，两个支撑架一端固定在墙上，另一端为环形，所述挂杆为圆杆且圆杆两端皆设有圆柱的结构；所述圆杆的直径小于圆环的直径，所述圆环的直径小于圆柱的直径，所述窗帘主体顶部被固定在圆杆底部；所述第一电机和第二电机的输出端分别与减速器的输入端连接，两个减速器的输出端分别连接有齿轮，所述圆杆两端的圆柱上也分别套有齿轮，所述套住圆柱的齿轮和减速器输出端连接的齿轮通过皮带一一对用连接，所述第一电机的转轴旋转方向与第二电机的转轴旋转方向相反，所述挂杆外侧下方设有太阳能电池板，所述太阳能电池板为风速传感器、温度传感器、第一电机和第二电机供电，所述第一电机和第二电机皆由控制器控制，风速传感器和温度传感器的开闭也由控制器控制，所述风速传感器设在窗帘主体外侧，所述温度传感器设置在挂杆外侧；
所述温度传感器为一种热敏电阻温度传感器，包括热敏电阻基片，该热敏电阻基片为一种核壳结构的、基于Ca-Cu-Sn-Ti-W-O的NTC热敏陶瓷材料，具体的，核结构为CaWO4-0.2CuWO4-0.5SnTi2O6，壳结构为TiO2。
本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
(1)本发明设有第一电机和第二电机，第一电机的转轴运动方向和第二电机转轴的运动方向相反；通过控制器控制第一电机和第二电机工作，进而控制窗帘的闭合，使得控制器可以方便的控制窗帘的闭合。
(2)由于人体很难完全感知准确温度，当窗帘拉上时，外面如果有合适的风速，人也很难感知到，因此本发明中设有温度传感器和风速传感器，使得本发明可随风速和温度自动调节窗帘的开闭，十分方便，而且更高效的利用了窗帘。
(3)本发明中太阳能电池板为第一电机、第二电机、温度传感器和风速传感器提供电能，节约了能源。
(4)本发明中控制器可控制风速传感器和温度传感器的开闭，使得本发明可只采取风速或温度任一指标来控制窗帘的开闭，也可实现完全人手工操控窗帘开闭，这样本发明的适用性更高。
(5)本发明结构简单，值得大规模推广使用。
(6)本发明中温度传感器创造性的采用核壳结构的Ca-Cu-Sn-Ti-W-O系NTC热敏陶瓷材料，壳结构具体为TiO2，其具有较高的导电系数和阻温特性，能够与内部的核结构结合发挥作用，提高了热敏电阻基片在高温下的阻温特性，得到了意料不到的技术效果。
本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1为本发明的结构示意图。
其中，附图标记名称如下：1-窗帘主体，2-挂杆，3-支撑架，4-第一电机，5-第二电机，6-减速器，7-皮带，8-太阳能电池板，9-风速传感器，10-温度传感器，11-齿轮。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
本申请的实施例涉及一种太阳能自动窗帘，如图1所示，一种太阳能自动窗帘包括窗帘主体1、挂杆2、太阳能电池板、支撑架3、第一电机4和第二电机5，所述支撑架为两个，两个支撑架的一端均被固定在墙上，另一端为圆环设计；所述挂杆为圆杆且圆杆两端皆设有圆柱，所述圆柱的直径大于圆环的直径，所述圆杆的直径小于圆环的直径；所述两个支撑架之间的距离与挂杆圆杆形部分的长度契合；所述挂杆的圆杆形部分与窗帘主体上部固定连接，所述第一电机的输出端与一个减速器的输入端连接，所述第一减速器的输出端连接有第一齿轮，第一齿轮通过皮带连接有第二齿轮，第二齿轮套在一个圆柱上；所述第二电机的输出端连接有第二减速器的输入端，所述第二减速器的输出端连接有第三齿轮，所述第三齿轮通过皮带7连接有第四齿轮，所述第四齿轮套在另一个圆柱上；所述第一电机4和第二电机5由太阳能电池板8供电，且第一电机的转轴的旋转方向与第二电机的转轴的旋转方向相反；所述窗帘主体面向窗户的一面设有风速传感器，所述风速传感器9和电机皆由控制器控制。所述窗帘挂杆面向窗户的一面还设有温度传感器，所述温度传感器10也由控制器控制。所述控制器配有遥控装置，所述控制器还可控制温度传感器和风速传感器的开闭。所述两个支撑架距离地面的高度相同。
平常不使用时，窗帘主体卷在挂杆上；使用时，当温度传感器感受到外界温度达到设定值，将信号反给控制器，控制器控制第一电机运行旋转，第一电机带动挂杆一起旋转，使得窗帘由卷在一起舒展开来；窗帘完全舒展后，第一电机停止运行。当风速传感器感受到外界风速传给控制器，当风速达到一定值时，控制器控制第二电机旋转，所述第二电机带动挂杆旋转使得窗帘又卷起来。所述控制器还可控制温度传感器和风速传感器的开闭，当控制器关闭温度传感器和风速传感器时，就实现人工遥控操作窗帘的打开和关闭，控制器也可关闭二者之一，这样既由风速指标或温度指标来控制窗帘的开闭。
为了实现对温度的良好测量，所述温度传感器为一种热敏电阻温度传感器，包括热敏电阻基片，该热敏电阻基片为一种核壳结构的、基于Ca-Cu-Sn-Ti-W-O的NTC热敏陶瓷材料，具体的，核结构为CaWO4-0.2CuWO4-0.5SnTi2O6，壳结构为TiO2。
具体到核结构，该CaWO4-0.2CuWO4-SnTi2O6是由CaCO3、CuCO3、SnO2、TiO2、WO3粉末经球磨混合、预烧、再球磨后形成的，其粒径优选5-25μm。具体到壳结构，该TiO2采用水热法制备。本申请的技术方案创造性的采用核壳结构的Ca-Cu-Sn-Ti-W-O系NTC热敏陶瓷材料，壳结构具体为TiO2，其具有较高的导电系数和阻温特性，能够与内部的核结构结合发挥作用，提高了热敏电阻基片在高温下的阻温特性，得到了意料不到的技术效果。此外，通过采用核壳结构热敏陶瓷材料，有效降低了热敏电阻基片的厚度，使得温度传感器具有超薄效果，扩大了应用范围。本申请技术方案中，该核结构创造性的基于Ca-Cu-Sn-Ti-W-O系陶瓷材料，通过掺杂，提高了材料的NTC效应，取得了意料不到的技术效果。TiO2是一种重要的半导体材料，其化学性质较稳定，TiO2一般表现为光催化性能，用于光催化自清洁材料，或者用于造纸、橡胶等制品中，作为填充剂、着色剂使用，本申请中将其与CaWO4-0.2CuWO4-SnTi2O6结合，由于TiO2的介电常数较大，明显提高材料的NTC效应，取得了意料不到的技术效果。
下面结合实施例对本发明做出进一步说明。
实施例1
热敏电阻基片为一种核壳结构的、基于Ca-Cu-Sn-Ti-W-O的NTC热敏陶瓷材料，具体的，核结构为CaWO4-0.2CuWO4-0.5SnTi2O6，壳结构为TiO2。该CaWO4-0.2CuWO4-SnTi2O6是由CaCO3、CuCO3、SnO2、TiO2、WO3粉末经球磨混合、预烧、再球磨后形成的，其粒径优选5μm。
如下为本申请所述热敏电阻基片的制备步骤：
步骤1、按照化学计量比称取CaCO3、CuCO3、SnO2、TiO2、WO3粉末，经球磨、干燥、煅烧得到粉体A；
上述过程具体为：
首先，按照化学计量比称取CaCO3、CuCO3、SnO2、TiO2、WO3粉末，用湿式球磨是粉体混合均匀并使粉体细化，控制粉体与锆球的质量比为1:3，与去离子水的质量比为1:2，球磨时间为10h，转速为350转/分钟，将球磨所得浆料放入干燥箱中，在90℃烘干10h，烘干后的粉体在1158℃预烧3h；然后再进行第二次球磨和烘干，方法与第一次相同；第二次球磨后，筛选粒径为5μm，
得到粉体A；
步骤2、将去离子水、乳化剂十二烷基苯磺酸铵、聚氧乙烯辛基酚醚加入装有机械搅拌、回流冷凝管、氮气保护及温度计的反应容器中，水浴加热至70℃，
搅拌使其溶解得到备用的乳化体系；将硅烷偶联剂KH-570和上步的粉体A加入到苯乙烯中，超声20min后加入乳化体系，乳化半小时后再加入引发剂过硫酸铵和缓冲剂NaHCO3，升温至87℃并保温5h，再升至92℃保温1h后停止反应，破乳，用热水反复洗涤，干燥得到PS/粉体A；在烧瓶中加入去离子水，然后加入适量十二烷基苯磺酸钠和聚乙烯吡咯烷酮，用盐酸调节其pH值为2.7，
然后边搅拌边将钛酸四丁酯和无水乙醇的混合溶液加入，然后加入五水硝酸钴和硝酸铈的无水乙醇溶液，继续搅拌1h，然后加入上述的PS/粉体A，用氨水调节pH值，在60℃下静置24h，用蒸馏水和无水乙醇洗涤，干燥后得到TiO2/PS/粉体A，去除PS，在600℃煅烧5h得到TiO2/粉体A；
步骤3、将上述制备好的TiO2/粉体A中加入为7wt.％的PVA作粘结剂，
在180Mpa压力下压制成矩形；
步骤4、烧结，得到热敏电阻基片。
其中，上述烧结过程具体为：以2℃/min的速率升温到540℃，在540℃保温1h，以3℃/min的速率升温到630℃，在630℃保温3h，以5℃/min的速率升温到1340℃，在1340℃保温4h，然后冷却至室温，得到所述热敏电阻基片。
经测定，本申请得到的热敏电阻基片在25℃的电阻率为2.84×107Ω·m，800℃的电阻率为174Ω·m；在高温下具有较好的NTC性能；高温稳定性：测试了热敏电阻基片在500℃保温老化200h前后的电阻率的变化，发现其由4.52×106Ω·m变化到4.69×106Ω·m，变化率为3.7％，高温稳定性较好。
实施例2
热敏电阻基片为一种核壳结构的、基于Ca-Cu-Sn-Ti-W-O的NTC热敏陶瓷材料，具体的，核结构为CaWO4-0.2CuWO4-0.5SnTi2O6，壳结构为TiO2。该CaWO4-0.2CuWO4-SnTi2O6是由CaCO3、CuCO3、SnO2、TiO2、WO3粉末经球磨混合、预烧、再球磨后形成的，其粒径优选15μm。
如下为本申请所述热敏电阻基片的制备步骤：
步骤1、按照化学计量比称取CaCO3、CuCO3、SnO2、TiO2、WO3粉末，经球磨、干燥、煅烧得到粉体A；
上述过程具体为：
首先，按照化学计量比称取CaCO3、CuCO3、SnO2、TiO2、WO3粉末，用湿式球磨是粉体混合均匀并使粉体细化，控制粉体与锆球的质量比为1:3，与去离子水的质量比为1:2，球磨时间为10h，转速为350转/分钟，将球磨所得浆料放入干燥箱中，在90℃烘干10h，烘干后的粉体在1158℃预烧3h；然后再进行第二次球磨和烘干，方法与第一次相同；第二次球磨后，筛选粒径为15μm，得到粉体A；
步骤2、将去离子水、乳化剂十二烷基苯磺酸铵、聚氧乙烯辛基酚醚加入装有机械搅拌、回流冷凝管、氮气保护及温度计的反应容器中，水浴加热至70℃，搅拌使其溶解得到备用的乳化体系；将硅烷偶联剂KH-570和上步的粉体A加入到苯乙烯中，超声20min后加入乳化体系，乳化半小时后再加入引发剂过硫酸铵和缓冲剂NaHCO3，升温至87℃并保温5h，再升至92℃保温1h后停止反应，破乳，用热水反复洗涤，干燥得到PS/粉体A；在烧瓶中加入去离子水，然后加入适量十二烷基苯磺酸钠和聚乙烯吡咯烷酮，用盐酸调节其pH值为2.7，然后边搅拌边将钛酸四丁酯和无水乙醇的混合溶液加入，然后加入五水硝酸钴和硝酸铈的无水乙醇溶液，继续搅拌1h，然后加入上述的PS/粉体A，用氨水调节pH值，在60℃下静置24h，用蒸馏水和无水乙醇洗涤，干燥后得到TiO2/PS/粉体A，去除PS，在600℃煅烧5h得到TiO2/粉体A；
步骤3、将上述制备好的TiO2/粉体A中加入为7wt.％的PVA作粘结剂，在180Mpa压力下压制成矩形；
步骤4、烧结，得到热敏电阻基片。
其中，上述烧结过程具体为：以2℃/min的速率升温到540℃，在540℃保温1h，以3℃/min的速率升温到630℃，在630℃保温3h，以5℃/min的速率升温到1340℃，在1340℃保温4h，然后冷却至室温，得到所述热敏电阻基片。
经测定，本申请得到的热敏电阻基片在25℃的电阻率为2.84×107Ω·m，800℃的电阻率为174Ω·m；在高温下具有较好的NTC性能；高温稳定性：测试了热敏电阻基片在500℃保温老化200h前后的电阻率的变化，发现其变化率为3.3％，高温稳定性较好。
实施例3
热敏电阻基片为一种核壳结构的、基于Ca-Cu-Sn-Ti-W-O的NTC热敏陶瓷材料，具体的，核结构为CaWO4-0.2CuWO4-0.5SnTi2O6，壳结构为TiO2。该CaWO4-0.2CuWO4-SnTi2O6是由CaCO3、CuCO3、SnO2、TiO2、WO3粉末经球磨混合、预烧、再球磨后形成的，其粒径优选25μm。
如下为本申请所述热敏电阻基片的制备步骤：
步骤1、按照化学计量比称取CaCO3、CuCO3、SnO2、TiO2、WO3粉末，经球磨、干燥、煅烧得到粉体A；
上述过程具体为：
首先，按照化学计量比称取CaCO3、CuCO3、SnO2、TiO2、WO3粉末，用湿式球磨是粉体混合均匀并使粉体细化，控制粉体与锆球的质量比为1:3，与去离子水的质量比为1:2，球磨时间为10h，转速为350转/分钟，将球磨所得浆料放入干燥箱中，在90℃烘干10h，烘干后的粉体在1158℃预烧3h；然后再进行第二次球磨和烘干，方法与第一次相同；第二次球磨后，筛选粒径为25μm，得到粉体A；
步骤2、将去离子水、乳化剂十二烷基苯磺酸铵、聚氧乙烯辛基酚醚加入装有机械搅拌、回流冷凝管、氮气保护及温度计的反应容器中，水浴加热至70℃，
搅拌使其溶解得到备用的乳化体系；将硅烷偶联剂KH-570和上步的粉体A加入到苯乙烯中，超声20min后加入乳化体系，乳化半小时后再加入引发剂过硫酸铵和缓冲剂NaHCO3，升温至87℃并保温5h，再升至92℃保温1h后停止反应，破乳，用热水反复洗涤，干燥得到PS/粉体A；在烧瓶中加入去离子水，然后加入适量十二烷基苯磺酸钠和聚乙烯吡咯烷酮，用盐酸调节其pH值为2.7，
然后边搅拌边将钛酸四丁酯和无水乙醇的混合溶液加入，然后加入五水硝酸钴和硝酸铈的无水乙醇溶液，继续搅拌1h，然后加入上述的PS/粉体A，用氨水调节pH值，在60℃下静置24h，用蒸馏水和无水乙醇洗涤，干燥后得到TiO2/PS/粉体A，去除PS，在600℃煅烧5h得到TiO2/粉体A；
步骤3、将上述制备好的TiO2/粉体A中加入为7wt.％的PVA作粘结剂，
在180Mpa压力下压制成矩形；
步骤4、烧结，得到热敏电阻基片。
其中，上述烧结过程具体为：以2℃/min的速率升温到540℃，在540℃保温1h，以3℃/min的速率升温到630℃，在630℃保温3h，以5℃/min的速率升温到1340℃，在1340℃保温4h，然后冷却至室温，得到所述热敏电阻基片。
经测定，本申请得到的热敏电阻基片在25℃的电阻率为2.84×107Ω·m，800℃的电阻率为174Ω·m；在高温下具有较好的NTC性能；高温稳定性：测试了热敏电阻基片在500℃保温老化200h前后的电阻率的变化，发现其变化率为3.9％，高温稳定性较好。
以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种太阳能自动窗帘，包括窗帘主体、挂杆和支撑架，所述支撑架为两个且均被固定在墙上，所述两个支撑架共同连接有挂杆，所述挂杆与窗帘主体的顶部连接，其特征在于，还包括第一电机、第二电机、太阳能电池板、两个减速器、风速传感器、温度传感器、多个齿轮、皮带和控制器，两个支撑架一端固定在墙上，另一端为环形，所述挂杆为圆杆且圆杆两端皆设有圆柱的结构；所述圆杆的直径小于圆环的直径，所述圆环的直径小于圆柱的直径，所述窗帘主体顶部被固定在圆杆底部；所述第一电机和第二电机的输出端分别与减速器的输入端连接，两个减速器的输出端分别连接有齿轮，所述圆杆两端的圆柱上也分别套有齿轮，所述套住圆柱的齿轮和减速器输出端连接的齿轮通过皮带一一对用连接，所述第一电机的转轴旋转方向与第二电机的转轴旋转方向相反，所述挂杆外侧下方设有太阳能电池板，所述太阳能电池板为风速传感器、温度传感器、第一电机和第二电机供电，所述第一电机和第二电机皆由控制器控制，风速传感器和温度传感器的开闭也由控制器控制，所述风速传感器设在窗帘主体外侧，所述温度传感器设置在挂杆外侧；
所述温度传感器为一种热敏电阻温度传感器，包括热敏电阻基片，该热敏电阻基片为一种核壳结构的、基于Ca-Cu-Sn-Ti-W-O的NTC热敏陶瓷材料，具体的，核结构为CaWO4-0.2CuWO4-0.5SnTi2O6，壳结构为TiO2。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能自动窗帘，其特征在于，所述控制器配有遥控装置。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能自动窗帘，其特征在于，温度传感器中，所述核结构CaWO4-0.2CuWO4-SnTi2O6是由CaCO3、CuCO3、SnO2、TiO2、WO3粉末经球磨混合、预烧、再球磨后形成的。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能自动窗帘，其特征在于，所述壳结构TiO2采用水热法制备。
5.根据权利要求3所述的一种太阳能自动窗帘，其特征在于，所述核结构粒径为5-25μm。
6.根据权利要求3所述的一种太阳能自动窗帘，其特征在于，所述热敏电阻基片的制备步骤：
步骤1、按照化学计量比称取CaCO3、CuCO3、SnO2、TiO2、WO3粉末，经球磨、干燥、煅烧得到粉体A；
步骤2、将去离子水、乳化剂十二烷基苯磺酸铵、聚氧乙烯辛基酚醚加入装有机械搅拌、回流冷凝管、氮气保护及温度计的反应容器中，水浴加热至70℃，搅拌使其溶解得到备用的乳化体系；将硅烷偶联剂KH-570和上步的粉体A加入到苯乙烯中，超声20min后加入乳化体系，乳化半小时后再加入引发剂过硫酸铵和缓冲剂NaHCO3，升温至87℃并保温5h，再升至92℃保温1h后停止反应，破乳，用热水反复洗涤，干燥得到PS/粉体A；在烧瓶中加入去离子水，然后加入适量十二烷基苯磺酸钠和聚乙烯吡咯烷酮，用盐酸调节其pH值为2.7，然后边搅拌边将钛酸四丁酯和无水乙醇的混合溶液加入，然后加入五水硝酸钴和硝酸铈的无水乙醇溶液，继续搅拌1h，然后加入上述的PS/粉体A，用氨水调节pH值，在60℃下静置24h，用蒸馏水和无水乙醇洗涤，干燥后得到TiO2/PS/粉体A，去除PS，在600℃煅烧5h得到TiO2/粉体A；
步骤3、将上述制备好的TiO2/粉体A中加入为7wt.％的PVA作粘结剂，在180Mpa压力下压制成矩形；
步骤4、烧结，得到热敏电阻基片。
7.根据权利要求6所述的一种太阳能自动窗帘，其特征在于，步骤1具体为：
首先，按照化学计量比称取CaCO3、CuCO3、SnO2、TiO2、WO3粉末，用湿式球磨是粉体混合均匀并使粉体细化，控制粉体与锆球的质量比为1:3，与去离子水的质量比为1:2，球磨时间为10h，转速为350转/分钟，将球磨所得浆料放入干燥箱中，在90℃烘干10h，烘干后的粉体在1158℃预烧3h；然后再进行第二次球磨和烘干，方法与第一次相同；第二次球磨后，筛选粒径为5μm，得到粉体A。
8.根据权利要求6所述的一种太阳能自动窗帘，其特征在于，步骤4烧结过程具体为：
以2℃/min的速率升温到540℃，在540℃保温1h，以3℃/min的速率升温到630℃，在630℃保温3h，以5℃/min的速率升温到1340℃，在1340℃保温4h，然后冷却至室温，得到所述热敏电阻基片。
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