CN111207518A - 一种用于智能家居的多功能太阳能热水器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于智能家居的多功能太阳能热水器，包括驱动箱、支架、平板、横板、水箱、转动装置、挡板、处理器和若干真空管，驱动装置包括调节机构、转轴和两个转动机构，调节机构包括调节组件和两个平衡组件，转动机构包括伸缩组件、转动箱、转动组件和侧杆，该用于智能家居的多功能太阳能热水器通过调节机构可带动挡板绕着转轴轴线转动，利用转动机构带动挡板移动和绕自身中心轴线转动，从而改变挡板的角度位置，便于在雨雪天气使得挡板覆盖在真空管上，避免积雪影响吸收太阳光，而在夏季可进行挡光，避免受到暴晒，在光照不足的情况下，可在太阳位于靠近水箱一侧时发射太阳光，改善对水的加热效果，提高了设备的实用性。

Description

一种用于智能家居的多功能太阳能热水器

技术领域

本发明涉及新能源设备领域，特别涉及一种用于智能家居的多功能太阳能热水器。

背景技术

太阳能热水器是利用太阳光将水温加热的装置。太阳能热水器分为真空管式太阳能热水器和平板式太阳能热水器，真空管式太阳能热水器占据国内95%的市场份额。真空管式家用太阳能热水器是由集热管、储水箱及支架等相关零配件组成，把太阳能转换成热能主要依靠真空集热管，利用热水上浮冷水下沉的原理，使水产生微循环而达到所需热水。

现有的太阳能热水器大都结构固定，功能单一，无法根据当前天气状况进行适当的调整，在降雪天气，积雪容易覆盖在真空管上，影响真空管吸收太阳光，而在太阳转动至设备的背面后，太阳光无法照射在真空管上，影响对水的加热效果，另外，在夏季等炎热的天气下，真空管容易受到暴晒，真空管和水箱内部水温容易过高，加速设备老化，导致现有的太阳能热水器实用性降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于智能家居的多功能太阳能热水器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于智能家居的多功能太阳能热水器，包括驱动箱、支架、平板、横板、水箱、转动装置、挡板、处理器和若干真空管，所述横板通过支架固定在驱动箱的上方，所述平板的两端分别与驱动箱和横板固定连接，所述水箱固定在横板的上方，所述真空管均匀分布在平板上，所述真空管与水箱连通，所述处理器固定在驱动箱的上方，所述处理器内设有PLC，所述挡板通过转动装置与驱动箱连接，所述挡板的靠近驱动箱的一侧涂有反光材料；

所述驱动装置包括调节机构、转轴和两个转动机构，所述转轴的两端分别穿过驱动箱的两侧的内壁，所述调节机构设置在驱动箱内，所述调节机构与转轴传动连接，所述转轴的两端分别通过两个转动机构与挡板的两侧连接；

所述调节机构包括调节组件和两个平衡组件，所述调节组件位于两个平衡组件之间，两个平衡组件分别与驱动箱的两侧的内壁连接，所述调节组件包括第一齿轮、齿条、平移单元、滑杆和两个平移板，所述平移单元设置在驱动箱内的顶部，所述平移单元与平移板的顶端传动连接，所述平移板的底端套设在滑杆上，所述滑杆的两端分别固定在驱动箱的两侧的内壁上，所述齿条固定在两个平移板之间，所述第一齿轮与齿条啮合，所述第一齿轮同轴固定在转轴上；

所述转动机构包括伸缩组件、转动箱、转动组件和侧杆，所述转动箱通过伸缩组件与转轴连接，所述侧杆的一端固定在挡板上，所述侧杆的另一端设置在转动箱内，所述转动组件设置在转动箱内，所述转动组件包括第一电机、第二齿轮、第三齿轮和紧固单元，所述第一电机固定在转动箱内，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与第二齿轮传动连接，所述第二齿轮与第三齿轮啮合，所述第三齿轮同轴固定在侧杆上，所述紧固单元设置在转动箱内的顶部。

作为优选，为了驱动平移板移动，所述平移单元包括第二电机、丝杆和轴承，所述第二电机和轴承均固定在驱动箱内的顶部，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在轴承内，所述平移板套设在丝杆上，所述平移板的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹。

作为优选，为了避免转轴滑动，所述平衡组件包括若干平衡块，所述平衡块周向均匀分布在转轴的外周。

作为优选，为了减小转轴转动时受到的阻力，所述平衡块的远离调节组件的一侧设有凹口，所述凹口内设有滚珠，所述滚珠与凹口相匹配，所述滚珠的球心位于凹口内，所述滚珠抵靠在驱动箱的内壁上。

作为优选，为了便于控制转动箱移动，所述伸缩组件包括气缸，所述气缸与PLC电连接，所述气缸的缸体与转轴固定连接，所述气缸的气杆与转动箱固定连接。

作为优选，为了固定第三齿轮的转动角度，所述紧固单元包括铁板、电磁铁、齿块和两个滑动单元，所述电磁铁固定在转动箱内的顶部，所述电磁铁与PLC电连接，所述铁板的两端分别与两个滑动单元连接，所述齿块固定在铁板的靠近第三齿轮的一侧，所述齿块与第三齿轮匹配。

作为优选，为了保证铁板的稳定移动，所述滑动单元包括竖杆和弹簧，所述竖杆固定在转动箱内的顶部，所述铁板通过弹簧与转动箱内的顶部连接，所述弹簧处于压缩状态。

作为优选，为了支撑侧杆稳定转动，所述竖杆的底端设有支撑环，所述支撑环套设在侧杆上，所述支撑环抵靠在第三齿轮上。

作为优选，为了保证第一电机的驱动力，所述第一电机为直流伺服电机。

作为优选，为了便于检测天气状况，所述水箱的上方设有气象传感器，所述气象传感器与PLC电连接。

本发明的有益效果是，该用于智能家居的多功能太阳能热水器通过调节机构可带动挡板绕着转轴轴线转动，利用转动机构带动挡板移动和绕自身中心轴线转动，从而改变挡板的角度位置，便于在雨雪天气使得挡板覆盖在真空管上，避免积雪影响吸收太阳光，而在夏季可进行挡光，避免受到暴晒，在光照不足的情况下，可在太阳位于靠近水箱一侧时发射太阳光，改善对水的加热效果，提高了设备的实用性。

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是本发明的用于智能家居的多功能太阳能热水器的结构示意图；

图2是本发明的用于智能家居的多功能太阳能热水器的转动装置的结构示意图；

图3是本发明的用于智能家居的多功能太阳能热水器的驱动箱的剖视图；

图4是本发明的用于智能家居的多功能太阳能热水器的转动机构的结构示意图；

图中：1.驱动箱，2.支架，3.平板，4.横板，5.水箱，6.挡板，7.处理器，8.真空管，9.转轴，10.第一齿轮，11.齿条，12.滑杆，13.平移板，14.转动箱，15.侧杆，16.第一电机，17.第二齿轮，18.第三齿轮，19.第二电机，20.丝杆，21.轴承，22.平衡块，23.滚珠，24.气缸，25.铁板，26.电磁铁，27.齿块，28.竖杆，29.弹簧，30.支撑环，31.气象传感器。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种用于智能家居的多功能太阳能热水器，包括驱动箱1、支架2、平板3、横板4、水箱5、转动装置、挡板6、处理器7和若干真空管8，所述横板4通过支架2固定在驱动箱1的上方，所述平板3的两端分别与驱动箱1和横板4固定连接，所述水箱5固定在横板4的上方，所述真空管8均匀分布在平板3上，所述真空管8与水箱5连通，所述处理器7固定在驱动箱1的上方，所述处理器7内设有PLC，所述挡板6通过转动装置与驱动箱1连接，所述挡板6的靠近驱动箱1的一侧涂有反光材料；

PLC，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制。

该太阳能热水器中，通过支架2固定支撑横板4，利用横板4便于固定水箱5和平板3的位置，平板3上设置若干真空管8，便于吸收太阳光，对内部的水流加热，再通过与水箱5内的水流交换，便于对人们的生活用水进行加热。通过转动装置和带动挡板6进行转动，调节挡板6的位置，在雨雪天气，通过挡板6可对真空管8进行挡雨防雪保护，在光照量充足的天气，通过挡板6也可阻挡太阳光对真空管8暴晒，避免加速设备老化，而当太阳光从水箱5一侧的方向照射过来时，通过调节挡板6的角度，使得挡板6上的反光材料可将太阳光反射在真空管8上，便于在光照量低的天气下，持续对水加热，保证加热效果，从而提高了设备的实用性。

如图2所示，所述驱动装置包括调节机构、转轴9和两个转动机构，所述转轴9的两端分别穿过驱动箱1的两侧的内壁，所述调节机构设置在驱动箱1内，所述调节机构与转轴9传动连接，所述转轴9的两端分别通过两个转动机构与挡板6的两侧连接；

驱动装置中，驱动箱1的位置固定，通过调节机构可带动转轴9转动，使得挡板6以转轴9的轴线进行转动，利用转动机构可带动挡板6绕着自身的中心轴线转动，也可带动挡板6进行移动，便于根据当前需要灵活调节挡板6的角度，实现对真空管8的加热或者保护等操作。

如图2-3所示，所述调节机构包括调节组件和两个平衡组件，所述调节组件位于两个平衡组件之间，两个平衡组件分别与驱动箱1的两侧的内壁连接，所述调节组件包括第一齿轮10、齿条11、平移单元、滑杆12和两个平移板13，所述平移单元设置在驱动箱1内的顶部，所述平移单元与平移板13的顶端传动连接，所述平移板13的底端套设在滑杆12上，所述滑杆12的两端分别固定在驱动箱1的两侧的内壁上，所述齿条11固定在两个平移板13之间，所述第一齿轮10与齿条11啮合，所述第一齿轮10同轴固定在转轴9上；

调节机构运行时，由两个平衡组件对转轴9限制，防止转轴9滑动，通过调节组件中的平移单元可带动两个平移板13沿着滑杆12的轴线进行移动，进而带动齿条11移动，齿条11作用在与之啮合的第一齿轮10上，使得第一齿轮10发生转动，进而带动转轴9转动，使得挡板6可绕着转轴9的轴线转动，调整挡板6的角度和位置。

如图4所示，所述转动机构包括伸缩组件、转动箱14、转动组件和侧杆15，所述转动箱14通过伸缩组件与转轴9连接，所述侧杆15的一端固定在挡板6上，所述侧杆15的另一端设置在转动箱14内，所述转动组件设置在转动箱14内，所述转动组件包括第一电机16、第二齿轮17、第三齿轮18和紧固单元，所述第一电机16固定在转动箱14内，所述第一电机16与PLC电连接，所述第一电机16与第二齿轮17传动连接，所述第二齿轮17与第三齿轮18啮合，所述第三齿轮18同轴固定在侧杆15上，所述紧固单元设置在转动箱14内的顶部。

转动机构中，由伸缩组件可带动转动箱14进行移动，转动箱14内的转动组件带动侧杆15移动，使得侧杆15带动挡板6移动，便于调节挡板6的位置，转动组件内，第一电机16启动，可带动第二齿轮17转动，第二齿轮17作用在与之啮合的第二齿轮17上，使得第二齿轮17发生转动，通过侧杆15带动挡板6转动，如此，方便根据当前的天气状况，在雨雪天气，利用挡板6覆盖在真空管8上，对真空管8进行保护，在晴天，控制挡板6的角度位置，在阳光充足的时候阻挡太阳光，避免暴晒引起设备的老化，在阳光较弱并从靠近水箱5的一侧传播而来时，可将太阳光反射在真空管8上，保证对水的加热效果。

如图3所示，所述平移单元包括第二电机19、丝杆20和轴承21，所述第二电机19和轴承21均固定在驱动箱1内的顶部，所述第二电机19与PLC电连接，所述第二电机19与丝杆20的一端传动连接，所述丝杆20的另一端设置在轴承21内，所述平移板13套设在丝杆20上，所述平移板13的与丝杆20的连接处设有与丝杆20匹配的螺纹。

PLC控制第二电机19启动，带动丝杆20在轴承21的支撑作用下旋转，丝杆20通过螺纹作用在平移板13上，使得平移板13沿着丝杆20的轴线进行移动。

作为优选，为了避免转轴9滑动，所述平衡组件包括若干平衡块22，所述平衡块22周向均匀分布在转轴9的外周。利用固定在转轴9上的限位块，可防止转轴9沿着自身轴线滑动，保证转轴9转动的稳定性。

作为优选，为了减小转轴9转动时受到的阻力，所述平衡块22的远离调节组件的一侧设有凹口，所述凹口内设有滚珠23，所述滚珠23与凹口相匹配，所述滚珠23的球心位于凹口内，所述滚珠23抵靠在驱动箱1的内壁上。

转轴9转动时，带动平衡块22转动，平衡块22凹口内的滚珠23紧贴驱动箱1内壁进行滚动，减小了转轴9转动时受到的阻力。

作为优选，为了便于控制转动箱14移动，所述伸缩组件包括气缸24，所述气缸24与PLC电连接，所述气缸24的缸体与转轴9固定连接，所述气缸24的气杆与转动箱14固定连接。

PLC控制气缸24启动，调节气缸24的缸体内的空气量，使得气缸24的气杆发生移动，进而带动转动箱14移动，调节挡板6的位置。

如图4所示，所述紧固单元包括铁板25、电磁铁26、齿块27和两个滑动单元，所述电磁铁26固定在转动箱14内的顶部，所述电磁铁26与PLC电连接，所述铁板25的两端分别与两个滑动单元连接，所述齿块27固定在铁板25的靠近第三齿轮18的一侧，所述齿块27与第三齿轮18匹配。

PLC控制电磁铁26通电，产生磁性，吸引铁板25靠近电磁铁26移动，使得齿块27脱离第三齿轮18，便于第一电机16带动第二齿轮17转动，实现第三齿轮18的转动，当转动完毕后，PLC控制电磁铁26断电，使得滑动单元作用在铁板25上，铁板25带动齿块27贴近第三齿轮18，防止第三齿轮18转动，便于固定侧杆15和挡板6的转动角度。

作为优选，为了保证铁板25的稳定移动，所述滑动单元包括竖杆28和弹簧29，所述竖杆28固定在转动箱14内的顶部，所述铁板25通过弹簧29与转动箱14内的顶部连接，所述弹簧29处于压缩状态。利用压缩状态的弹簧29可推动铁板25进行移动，利用竖杆28穿过铁板25，固定了铁板25的移动方向。

作为优选，为了支撑侧杆15稳定转动，所述竖杆28的底端设有支撑环30，所述支撑环30套设在侧杆15上，所述支撑环30抵靠在第三齿轮18上。用过支撑环30对侧杆15进行辅助支撑，便于侧杆15绕着支撑环30的轴线转动，同时两个支撑环30对第三齿轮18的位置进行限制，避免第三齿轮18和侧杆15发生滑动。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一电机16的驱动力，所述第一电机16为直流伺服电机。

作为优选，为了便于检测天气状况，所述水箱5的上方设有气象传感器31，所述气象传感器31与PLC电连接。通过气象传感器31可检测天气状况，并将信号传递给PLC，PLC根据气象信号控制转动装置运行，调节挡板6的角度位置。

该太阳能热水器在使用过程中，通过调节组件可带动转轴9转动，使得挡板6绕着转轴9的轴线转动，利用伸缩组件带动挡板6移动，调整挡板6与真空管8的距离，并且利用转动组件可带动挡板6绕着自身的轴线转动，如此，方便调节挡板6的角度位置，便于根据当前的需要进行调节控制，在发生降雨降雪时，利用挡板6覆盖在真空管8上进行保护，还可通过挡板6防止夏天真空管8受到暴晒而缩短设备的使用寿命，不仅如此，在太阳光从靠近水箱5的一侧传播而来时，利用挡板6发射太阳光照射在真空管8上，保证对水的加热效果，从而提高了设备的实用性。

与现有技术相比，该用于智能家居的多功能太阳能热水器通过调节机构可带动挡板6绕着转轴9轴线转动，利用转动机构带动挡板6移动和绕自身中心轴线转动，从而改变挡板6的角度位置，便于在雨雪天气使得挡板6覆盖在真空管8上，避免积雪影响吸收太阳光，而在夏季可进行挡光，避免受到暴晒，在光照不足的情况下，可在太阳位于靠近水箱5一侧时发射太阳光，改善对水的加热效果，提高了设备的实用性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于智能家居的多功能太阳能热水器，其特征在于，包括驱动箱（1）、支架（2）、平板（3）、横板（4）、水箱（5）、转动装置、挡板（6）、处理器（7）和若干真空管（8），所述横板（4）通过支架（2）固定在驱动箱（1）的上方，所述平板（3）的两端分别与驱动箱（1）和横板（4）固定连接，所述水箱（5）固定在横板（4）的上方，所述真空管（8）均匀分布在平板（3）上，所述真空管（8）与水箱（5）连通，所述处理器（7）固定在驱动箱（1）的上方，所述处理器（7）内设有PLC，所述挡板（6）通过转动装置与驱动箱（1）连接，所述挡板（6）的靠近驱动箱（1）的一侧涂有反光材料；

所述驱动装置包括调节机构、转轴（9）和两个转动机构，所述转轴（9）的两端分别穿过驱动箱（1）的两侧的内壁，所述调节机构设置在驱动箱（1）内，所述调节机构与转轴（9）传动连接，所述转轴（9）的两端分别通过两个转动机构与挡板（6）的两侧连接；

所述调节机构包括调节组件和两个平衡组件，所述调节组件位于两个平衡组件之间，两个平衡组件分别与驱动箱（1）的两侧的内壁连接，所述调节组件包括第一齿轮（10）、齿条（11）、平移单元、滑杆（12）和两个平移板（13），所述平移单元设置在驱动箱（1）内的顶部，所述平移单元与平移板（13）的顶端传动连接，所述平移板（13）的底端套设在滑杆（12）上，所述滑杆（12）的两端分别固定在驱动箱（1）的两侧的内壁上，所述齿条（11）固定在两个平移板（13）之间，所述第一齿轮（10）与齿条（11）啮合，所述第一齿轮（10）同轴固定在转轴（9）上；

所述转动机构包括伸缩组件、转动箱（14）、转动组件和侧杆（15），所述转动箱（14）通过伸缩组件与转轴（9）连接，所述侧杆（15）的一端固定在挡板（6）上，所述侧杆（15）的另一端设置在转动箱（14）内，所述转动组件设置在转动箱（14）内，所述转动组件包括第一电机（16）、第二齿轮（17）、第三齿轮（18）和紧固单元，所述第一电机（16）固定在转动箱（14）内，所述第一电机（16）与PLC电连接，所述第一电机（16）与第二齿轮（17）传动连接，所述第二齿轮（17）与第三齿轮（18）啮合，所述第三齿轮（18）同轴固定在侧杆（15）上，所述紧固单元设置在转动箱（14）内的顶部。

2.如权利要求1所述的用于智能家居的多功能太阳能热水器，其特征在于，所述平移单元包括第二电机（19）、丝杆（20）和轴承（21），所述第二电机（19）和轴承（21）均固定在驱动箱（1）内的顶部，所述第二电机（19）与PLC电连接，所述第二电机（19）与丝杆（20）的一端传动连接，所述丝杆（20）的另一端设置在轴承（21）内，所述平移板（13）套设在丝杆（20）上，所述平移板（13）的与丝杆（20）的连接处设有与丝杆（20）匹配的螺纹。

3.如权利要求1所述的用于智能家居的多功能太阳能热水器，其特征在于，所述平衡组件包括若干平衡块（22），所述平衡块（22）周向均匀分布在转轴（9）的外周。

4.如权利要求3所述的用于智能家居的多功能太阳能热水器，其特征在于，所述平衡块（22）的远离调节组件的一侧设有凹口，所述凹口内设有滚珠（23），所述滚珠（23）与凹口相匹配，所述滚珠（23）的球心位于凹口内，所述滚珠（23）抵靠在驱动箱（1）的内壁上。

5.如权利要求1所述的用于智能家居的多功能太阳能热水器，其特征在于，所述伸缩组件包括气缸（24），所述气缸（24）与PLC电连接，所述气缸（24）的缸体与转轴（9）固定连接，所述气缸（24）的气杆与转动箱（14）固定连接。

6.如权利要求1所述的用于智能家居的多功能太阳能热水器，其特征在于，所述紧固单元包括铁板（25）、电磁铁（26）、齿块（27）和两个滑动单元，所述电磁铁（26）固定在转动箱（14）内的顶部，所述电磁铁（26）与PLC电连接，所述铁板（25）的两端分别与两个滑动单元连接，所述齿块（27）固定在铁板（25）的靠近第三齿轮（18）的一侧，所述齿块（27）与第三齿轮（18）匹配。

7.如权利要求6所述的用于智能家居的多功能太阳能热水器，其特征在于，所述滑动单元包括竖杆（28）和弹簧（29），所述竖杆（28）固定在转动箱（14）内的顶部，所述铁板（25）通过弹簧（29）与转动箱（14）内的顶部连接，所述弹簧（29）处于压缩状态。

8.如权利要求7所述的用于智能家居的多功能太阳能热水器，其特征在于，所述竖杆（28）的底端设有支撑环（30），所述支撑环（30）套设在侧杆（15）上，所述支撑环（30）抵靠在第三齿轮（18）上。

9.如权利要求1所述的用于智能家居的多功能太阳能热水器，其特征在于，所述第一电机（16）为直流伺服电机。

10.如权利要求1所述的用于智能家居的多功能太阳能热水器，其特征在于，所述水箱（5）的上方设有气象传感器（31），所述气象传感器（31）与PLC电连接。

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