CN111441686A - 一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于智能家居领域，尤其是一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置，针对现有不能远程控制门窗的开关，开关门窗的受力不均匀，影响门窗的使用寿命的问题，现提出如下方案，其包括外壳体，所述外壳体的一侧转动安装有门板安装板，门板安装板的一侧固定安装有两个开闭齿圈，外壳体的一侧开设有两个通孔，开闭齿圈活动安装在对应的通孔内。该装置可以实现无线传输和远程自动化控制门窗，分层级的差异化维修方式，具备物联网智能产品的特征，远程可控化、语音控制缩小并应用到较小的家庭设备上，控制方式多样，可以和手机端、门窗锁、语音等多种方式实现自动控制、本地控制和远程控制，减少传统家具损耗，起到提高使用寿命的作用。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置。
背景技术
通常情况下，传统的各类门窗需要人工进行手动开启和关闭，首先与之接触的便是人的双手，如果在人们腾不出手进行开门窗时，开门窗这个过程将会占据人们一定的时间，因而传统的开关门窗方式具有耗时性，面对传统的门窗把手装置，在经历过数年的使用之后也会发生老化和磨损现象，往往伴随着出现开关门窗困难、开关门窗摩擦声音过大、开关门窗容易使得门窗把手造成进一步的损伤，当雨雪大风等天气，若家里面没有人，而门窗处于打开状态很可能造成家庭内的财产损失，传统门窗只能手动控制开关，若能实现远程控制关窗，将会减少和避免这类情况的发生，小孩爬窗等情况时有发生，传统的门窗关闭方式在这类情况下家长难以反映，若能实现语音控制或自动控制关闭，则可避免这类情况的发生，传统的钥匙门窗可能遇到被恶意破坏门窗锁的现象，不得不加装防盗门窗，同时，室内发生火灾或燃气泄漏时需要通风换气时，传统的门窗控制方式不具备与报警设备联动的功能，故而容易造成更大的财产损失甚至人员伤亡，面对丧失行为能力的人群，以往的关窗方式对这类人群有很大的困扰，会对他们的生产生活造成一定的麻烦。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在不能远程控制门窗的开关，开关门窗的受力不均匀，影响门窗的使用寿命的缺点，而提出的一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置，包括外壳体，所述外壳体的一侧转动安装有门板安装板，门板安装板的一侧固定安装有两个开闭齿圈，外壳体的一侧开设有两个通孔，开闭齿圈活动安装在对应的通孔内，所述外壳体内转动安装有转动杆，转动杆的两端均固定安装有齿圈啮合齿轮，齿圈啮合齿轮与对应的开闭齿圈啮合，所述转动杆上固定套设有终极传递齿轮，外壳体的底部内壁上固定安装有减速刹车电机，减速刹车电机的输出轴上固定连接有初级齿轮，所述外壳体的一侧内壁上固定安装有安装板，安装板上转动安装有次级复合齿轮，初级齿轮和终极传递齿轮均与次级复合齿轮啮合，外壳体的一侧内壁上固定安装有电路板和电池，电路板和电池均与减速刹车电机相适配。
优选的，所述电路板包括电机驱动模块、电源模块、主控模块和通信模块。
优选的，通信模块采用小体积的E104-BT10蓝牙mesh自组网模块，遵循SIG meshV1.0标准，空旷最大传输距离50米，嵌入主控模块，实现与本地mesh设备节点自组网，再通过mesh网关设备代理上网，实现智能门窗的数据远程交互。支持同样蓝牙mesh自组网的手机端也可直接与本地mesh网络组网，直接获得本地mesh网络节点设备数据。本地mesh自组网通过网关代理上网后，将数据传输到云数据中心，其他终端或移动终端也可以通过网络获取该数据中心的数据，并实现智能门窗的远程监控与控制。配套的网关也采用E104-BT10实现与本地mesh网络组网，再由网关的DM9000网络适配器连接外网，支持TCP/UDP协议；或网关内嵌上行速率不低于30Mbps下行速率不低于100Mbps的4G移动通信模块E840-TTL-4G04代理上网，同样支持TCP/UDP实现远程数据交互。
优选的，所述外壳体的一侧内壁上固定连接有两个固定座，两个固定座的顶部均开设有转动孔，转动杆转动安装在转动孔内，转动杆在转动孔内转动可以稳定转动杆的转动位置。
优选的，所述安装板的顶部开设有转动槽，次级复合齿轮的底部固定安装有转动块，转动块转动安装在转动槽内，次级复合齿轮转动时带动转动块在转动槽内转动，可以稳定次级复合齿轮转动时的位置。
优选的，所述次级复合齿轮包括大齿轮和小齿轮，大齿轮与初级齿轮啮合，小齿轮与终极传递齿轮啮合。
优选的，所述摄像头控制模块的型号为ov7670 OV7725摄像头模块模，连接AD828麦克风和扩音器一体化模块单元作为麦克风单元、扩音器单元使用，并通过一颗STM32芯片处理图像信息。
优选的，所述手动控制开锁结构组件为插销式门锁机构。所述结构开锁结构组件包括有磁感线圈模块、所述磁感线圈为中空形状、插销杆，插销杆通过磁感线圈的中空部位插入磁感线圈内部，进一步所述插销杆为磁化铸铁材质，通过主控模块对磁感线圈模块实现正负极供电的切换，实现所述插销杆在磁感线圈内实现前后的运动。在紧急情况下，室内的人可通过该模块机构的设立，实现地弹簧的手动操作，使地弹簧处于非电控状态，实现手动的推开门。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本方案可解放双手，实现自动开关门窗、关门窗的远程控制、与门窗锁或者柜子配合实现自动控制开门窗、实现用户语音控制打开门窗和关闭门窗，利用精密控制可以实现紧密咬合式的关门窗效果，不会留有其他空隙，能够使得开门窗、关门窗的力度均匀，速度合理，角度到位，减少人为情况下的开关门窗受力不均匀的情况，提高门窗轴装置的寿命，本装置可以实现针对家庭内的所有门窗和柜子的物品进行编号管理，通过一个移动终端或在家内进行语音即可分段分物品进行控制，实现家居IOT物联网化，在遇到危机紧要的时间段内，可以进行自动开启，节省宝贵时间，同样本装置也可以衍生到消防系统中作为新式防火门、防火窗当中，通过系统编号与绑定实现统一的控制，避免火灾蔓延，对于肢体移动不方便的特殊群体可以通过语音进行控制，免去身体上的限制因素；
本发明结构合理，操作方便，该装置可以实现无线传输和远程自动化控制门窗，分层级的差异化维修方式，具备物联网智能产品的特征，远程可控化、语音控制缩小并应用到较小的家庭设备上，控制方式多样，可以和手机端、门窗锁、语音等多种方式实现自动控制、本地控制和远程控制，减少传统家具损耗，起到提高使用寿命的作用。
附图说明
图1为本发明提出的一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置的主视结构示意图；
图2为本发明提出的一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置的摄像头单元的结构示意图；
图3为本发明提出的一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置的电路板的结构示意图；
图4为本发明提出的一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置的路板原理框图；
图5为本发明提出的一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置的组网拓扑示意图。
图中：1、门板安装板；2、开闭齿圈；3、外壳体；4、齿圈啮合齿轮；5、初级齿轮；6、次级复合齿轮；7、终级传递齿轮；8、减速刹车电机；9、电路板；10、电池；11、电机驱动模块；12、电源模块；13、主控模块；14、通信模块；15、摄像头控制模块；16、摄像头单元；17、麦克风单元；18、扩音器单元；19、图像处理芯片；20、无线通信单元；21、结构开锁结构组件；22、磁感线圈模块；23、插销杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-5，一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置，包括外壳体3，外壳体3的一侧转动安装有门板安装板1，门板安装板1的一侧固定安装有两个开闭齿圈2，外壳体3的一侧开设有两个通孔，开闭齿圈2活动安装在对应的通孔内，外壳体3内转动安装有转动杆，转动杆的两端均固定安装有齿圈啮合齿轮4，齿圈啮合齿轮4与对应的开闭齿圈2啮合，转动杆上固定套设有终极传递齿轮7，外壳体3的底部内壁上固定安装有减速刹车电机8，减速刹车电机8的输出轴上固定连接有初级齿轮5，外壳体3的一侧内壁上固定安装有安装板，安装板上转动安装有次级复合齿轮6，初级齿轮5和终极传递齿轮7均与次级复合齿轮6啮合，外壳体3的一侧内壁上固定安装有电路板9和电池10，电路板9和电池10均与减速刹车电机8相适配。
本实施例中，电路板9包括电机驱动模块11、电源模块12、主控模块13和通信模块14。
本实施例中，外壳体3的一侧内壁上固定连接有两个固定座，两个固定座的顶部均开设有转动孔，转动杆转动安装在转动孔内，转动杆在转动孔内转动可以稳定转动杆的转动位置。
本实施例中，安装板的顶部开设有转动槽，次级复合齿轮6的底部固定安装有转动块，转动块转动安装在转动槽内，次级复合齿轮6转动时带动转动块在转动槽内转动，可以稳定次级复合齿轮6转动时的位置。
本实施例中，通信模块连接有一具备网关密码开门功能的摄像头控制模块15，摄像头控制模块15包括有摄像头单元16、人脸识别单元16、麦克风单元17、扩音器单元18、图像处理芯片19和无线通信单元20。
本实施例中，无线通信单元20是由型号为CN18S的芯片和CC2640Ble的无线模块构成。
本实施例中，壳体3上连接有一组手动控制开锁结z构组件21，手动控制开锁结构组件21可将减速刹车电机8和初级齿轮5脱离。
本实施例中，次级复合齿轮6包括大齿轮和小齿轮，大齿轮与初级齿轮5啮合，小齿轮与终极传递齿轮7啮合。
本实施例中，在建筑上的活动玻璃外框与墙体固定框的转轴处，门板安装板1固定安装在活动玻璃外框上，外壳体3安装在墙体固定框处，本专利的装置通过电池10连接至电源模块12，由电源模块向主控模块13、通信模块14进行供电后，电路板9及减速刹车电机8通电；进一步的主控模块与通信模块连接后，主控模块13通过写入减速刹车电机8控制算法后，通过电信号实现对电机驱动模块11的驱动和管理，进一步的实现减速刹车电机8的转动，使得安装板1和外壳体3形成一个转轴实现杠杆转动，基于以上的结构和安装基础，当整个装置通电后，减速刹车电,8的转动将会带动初级齿轮5旋转，通过齿轮结构的联动功能次级复合齿轮6和终级传递齿轮7同时旋转，最终引导位于装置上下部分的两个齿圈啮合齿轮4进行旋转，通过啮合齿轮的收力和张力，通过减速刹车电机旋转方向和角度的变化，最终带动开闭齿圈2的外推或内拉，实现门窗的开关。
本实施例中，主控模块13进行数字信号处理并发出指令，让传动齿轮组带动传动轴上面的开合齿轮进行运作，从而使得开合齿轮所连接的动板实现开门窗、关门窗的功能，减速刹车电机8能够调控动板旋转的速度和时间，确保流程稳定高效的运行。
本实施例中，主控模块13与通信模块14连接后，主控模块13通过写入减速刹车电机8的控制算法后，通过电信号实现对电机驱动模块11的驱动和管理，进一步的实现减速刹车电机8的转动，主控模块13与通信模块14通过电路连接后，通信模块14可以将主控模块13内的信息对外进行发送，对外发送的技术手段包括无线和有线两种，无线手段包括使用蓝牙连接、sub1g和WLAN等所有具备无线信息传输功能的技术，同理的通信模块14也可接收来自于外部的指令实现通信模块14传输外部指令至主控模块后，主控模块13实现对下一级单元的驱动和管理。
本实施例中，装置的通信模块14与具备同类型的通信协议的其他设备可以实现数据交互，进一步的通信模块14的外发信息将通过大数据和云服务技术无线发送到云服务中心进行储存，在通过云服务中心内对该装置进行编号和储存，并与对应的用户账户进行编号和对应管理，即可实现装置与用户之间的绑定，若云服务中心接收到装置的各类信息，云服务中心可通过互联网向用户的手机端APP或电脑等移动终端上发送对应的提升信息给用户知晓。
本实施例中，通过主控模块13与电源模块12的连接，主控模块13可以实现探测电池10的剩余电量，当电量较低时主控模块13还能通过通信模块14向外发送电量较低的信息，同理的其他单元和模块都与主控模块13实现了连接，日常状态下可以定时或不定时的读取到如电机驱动模块11和通信模块14的功能是否正常，是否存在故障情况，进而实现设备的功能和故障的自我检测，当出现故障情况时，主控模块13会将故障情况通过通信模块14发送到云服务中心，进而由云服务中心下发到用户手机端APP或电脑上提示维修或更换。
本实施例中，电源模块12的电能供应方式有两种，分别是免拆充电模式和拆卸充电模式，免拆充电模式不用将装置内部的整块电池10拆卸，只需要在电池10上引入外部的电缆线插头，并将插头放置在插座上面即可实现源源不断地电能供应，同时，电池10本身也能够将多余的电源进行储备，当出现断电时也能够在一定时间段内起到应急电能供应作用，避免断电时装置或者门窗锁无法开启的现象发生，另外，本装置的电池10也支持拆卸充电的模式，可以将装置内部的电池10手动拆卸下来进行充电或者检修。
本实施例中，通过主控模块13和电机驱动模块11的连接，主控模块13作为整个装置的主要核心所在，可以进一步通过更深层次的技术性原理支持以及科学性理论依据进而对于数字逻辑信号展开处理、分析、汇总、计算等一系列流程，从而能够将最终采集得到的有效信息传输到电机驱动模块，进行下一步的机械自动化控制流程，能够将无形的数字信息转变成具体化的机械运转过程，本装置与后台联通时，通信模块14可以与室内具备同样通信协议的火灾或燃气报警装置实现数据交互，通过指令代码的写入，当上述的火灾或燃气报警装置发出报警信息时，装置将会自动完全打开门窗，实现室内的通风换气，避免火灾或燃气泄漏导致更大的财产损失及人员伤亡。
本实施例中，开闭齿圈2的数量为两个或两个以上，齿圈一侧通过螺丝、焊接、粘贴、铆钉等固定方式实现与静板门窗框或门窗的高面中心处完全贴合和固定，另一侧则固定在侧转动轴上,在开闭齿圈2、侧转动轴以及传动齿轮组的外侧裸露部分需要用其他具有柔性和光滑性能的材质进行包裹，可以延长装置的使用寿命同时也能够防止齿轮误伤到用户个体，,减速刹车电机8的减速功能可以通过人为实体操控，也可以从手机端端APP进行远程调控。
本实施例中，本装置在实现自动控制时，主控模块13中可实现主控模块13中内置一个语音单元或声音控制单元，包括麦克风、扩音器、声音信号转化器等，主控模块13中的芯片可以对用户语音指令进行识别和解析，主控模块13可以接收用户的语音信息，实现语音控制开门窗、关门窗的的过程以及开门窗、关门窗的幅度、角度大小，进一步的也可由语音控制开关和关门窗的时间长短，进一步让声音信号转化成机械实体动态化流程。
本实施例中，装置通过无线模块，可以实现由用户的移动终端进行控制，包括用户通过手机端输入密码、指纹、语音、面部识别等实现直接开关的自动化过程，本装置可以和智能门窗锁或者智能柜子等需要开合闭合的装置进行通信，只要智能门窗锁可以实现与装置之间的无线通信或有线通信即可。
本实施例中，本装置上的主控模块13还可以继续升级，同样的装置可以通过材料的调整和构成模块及单元等调整使得体积增大或减小，实现对不同大小和重量的门窗进行适应，进而可以应用到室内的各类建筑门窗上使用，主控模块13上还可以通过与密码键、视频图像识别、指纹识别、RFID感知、红外光敏识别、虹膜识别、面部识别等模块进行整合，实现装置控制方式的多样化及升级，同理通过这些安全防护技术手段的升级，本装置可以使用到保险柜、保险箱、办公柜、冰箱等物品上，实现自动控制开关的功能。
本实施例中，所述插销杆通过磁感线圈的中空部位插入磁感线圈内部，进一步所述插销杆为磁化铸铁材质，通过主控模块13对磁感线圈模块22实现正负极供电的切换，实现所述插销杆23在磁感线圈内实现前后的运动，在紧急情况下，室内的人可通过该模块机构的设立，实现地弹簧的手动操作，使地弹簧处于非电控状态，实现手动的推开门。
本实施例中，本装置采用分级化的系统运行模式，电源模块12、主控模块13、通信模块14、电机驱动模块11分别安置在不同的芯片电路板9的位置上，既能够最大限度上的提高各个模块的单独运行效率，节省模块的占用空间，避免整体装置的热量集中，分级化的装置则只需要单独检测某一部分的硬件运行情况，方便及时更换而避免对于另外正常工作的部分造成干扰，单独的分级化模块运行模式还可以在各自的硬件板块上面进行更深入的功能扩充，不会影响到其他模块单元的运行功效。
Claims (8)
1.一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置，包括外壳体（3），其特征在于，所述外壳体（3）的一侧转动安装有门板安装板（1），门板安装板（1）的一侧固定安装有两个开闭齿圈（2），外壳体（3）的一侧开设有两个通孔，开闭齿圈（2）活动安装在对应的通孔内，所述外壳体（3）内转动安装有转动杆，转动杆的两端均固定安装有齿圈啮合齿轮（4），齿圈啮合齿轮（4）与对应的开闭齿圈（2）啮合，所述转动杆上固定套设有终极传递齿轮（7），外壳体（3）的底部内壁上固定安装有减速刹车电机（8），减速刹车电机（8）的输出轴上固定连接有初级齿轮（5），所述外壳体（3）的一侧内壁上固定安装有安装板，安装板上转动安装有次级复合齿轮（6），初级齿轮（5）和终极传递齿轮（7）均与次级复合齿轮（6）啮合，外壳体（3）的一侧内壁上固定安装有电路板（9）和电池（10），电路板（9）和电池（10）均与减速刹车电机（8）相适配。
2.根据权利要求1所述的一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置，其特征在于，所述电路板（9）包括电机驱动模块（11）、电源模块（12）、主控模块（13）和通信模块（14）。
3.根据权利要求1所述的一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置，其特征在于，所述外壳体（3）的一侧内壁上固定连接有两个固定座，两个固定座的顶部均开设有转动孔，转动杆转动安装在转动孔内。
4.根据权利要求1所述的一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置，其特征在于，所述安装板的顶部开设有转动槽，次级复合齿轮（6）的底部固定安装有转动块，转动块转动安装在转动槽内。
5.根据权利要求1所述的一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置，其特征在于，所述次级复合齿轮（6）包括大齿轮和小齿轮，大齿轮与初级齿轮（5）啮合，小齿轮与终极传递齿轮（7）啮合。
6.根据权利要求书1所述的一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置，其特征在于，所述通信模块连接有一具备网关密码开门功能的摄像头控制模块（15），摄像头控制模块（15）包括有摄像头单元（16）、人脸识别单元（16）、麦克风单元（17）、扩音器单元（18）、图像处理芯片（19）和无线通信单元（20）。
7.根据权利要求书6所述的一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置，其特征在于，所述无线通信单元（20）进行数据的无线传输。
8.根据权利要求书1所述的一种智能新型自动化开关门窗闭门器装置，其特征在于：所述壳体（3）上连接有一组手动控制开锁结构组件（21），所述手动控制开锁结构组件（21）可将减速刹车电机（8）和初级齿轮（5）脱离。
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