CN112482939A - 一种基于plc的家居智能窗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种基于PLC的家居智能窗装置，包括：窗体，窗体底部设有滚动轮；导轨部和传动组件，通过设置滚动轮、导轨部和传动组件，实现传动组件在滚动轮的带动下沿导轨部的移动，从而对智能窗的打开和关闭，并且，传动组件中包括PLC控制器和环境传感器，环境传感器可感知室内外的环境信息，PLC可接受环境传感器触发的控制信号，通过环境传感器实时感测环境信息控制智能窗的打开和关闭，有效的解放了人力，实现了对智能窗的自动打开和关闭，且定位精确，误差累积较小。
Description
技术领域
本发明涉及家居智能化技术领域，尤其是涉及一种基于PLC的家居智能窗装置。
背景技术
传统的门窗装置主要通过人力进行打开和关闭，因此，只能在用户在场时亲自将窗户打开和关闭。
但是，由于用户工作日在家的时间有限，而且很难对当前环境例如下雨、刮风、晴天等天气情况提前预测，当用户想要获取当前环境全面的空气信息时，通常采用提前参考天气预报的方式。若天气预报预测天气晴天，则用户会选择提前打开窗户，已对室内通风换气。但是，天气预报的天气情况不能百分之百准确，例如，用户根据天气预报为晴天时，用户选择打开窗户，但是用户不在家时天气突变引起下雨刮风等天气，此时用户需要紧急回家关窗，或者由于工作较忙无法回家关窗，造成很大的不便利。
近年来随着各种方便生活的自动控制系统逐渐渗透人们的生活，未来家居的智能化必然是一种发展趋势。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于PLC的家居智能窗装置，可以实现对室内外环境的实时监测，并自动控制门窗的打开和关闭，提高了用户的便利性。
为了达到上述目的，本发明的第一方面实施例提出了一种基于PLC的家居智能窗装置，包括：
窗体，所述窗体底部设有滚动轮；
导轨部，所述导轨部位于所述窗体底部，并形成供所述滚动轮滚动移动的导轨槽；
传动组件，固定于所述窗体的一侧，用于驱动所述窗体沿所述导轨部移动；
所述传动组件包括：
驱动电机，包括传递动力的驱动轴；
滚珠丝杠，所述滚珠丝杠一端传动连接于所述驱动轴；
转接件，包括与所述滚珠丝杠32螺纹配合的内螺纹孔，所述内螺纹孔由所述滚珠丝杠32穿过，且所述滚珠丝杠可在所述内螺纹孔内旋转移动；
环境传感器，安装于室内和/或室外，用于感知室内外环境参数，并输出第一信号；
PLC控制器，连接于所述环境传感器，用于接收所述第一信号；
所PLC控制连接于所述驱动电机，用于控制所述驱动电机的工作和停止
优选地，所述环境传感器为所述环境传感器为光传感器、湿度传感器、温度传感器或风力传感器中的至少一种。
优选地，还包括第一光电传感器，所述第一光电传感器设于所述窗体的第一位置并连接于所述PLC，所述第一光电传感器用于感测到所述滚珠丝杠32运动到所述第一位置时，发出第二控制信号至所述PLC。
优选地，还包括第二光电传感器，所述第二光电传感器设于所述窗体的第二位置并连接于所述PLC，所述第二光电传感器用于感测到所述滚珠丝杠32运动到第二位置时，发出第三控制信号至所述PLC。
本发明实施例的基于PLC的家居智能窗装置，通过设置滚动轮、导轨部和传动组件，实现传动组件在滚动轮的带动下沿导轨部的移动，从而对智能窗的打开和关闭，并且，该智能窗还设有环境传感器，环境传感器可感知室内外的环境信息，并通过此环境信息控制智能窗的打开和关闭，有效的解放了人力，实现了对智能窗的自动打开和关闭，且定位精确，误差累积较小。
本发明的附加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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的基于PLC的家居智能窗装置的整体结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的基于PLC的家居智能窗装置中驱动组件的结构示意图；
图3是根据本发明一个实施例的基于PLC的家居智能窗装置中沿第一方向打开的结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的基于PLC的家居智能窗装置中沿第二方向关闭的结构示意图。
附图标记：
窗体10；滚动轮11；导轨部20；导轨槽21；传动组件30；驱动电机31；滚珠丝杠32；转接件33；环境传感器34；PLC35；第一光电传感器41；第二光电传感器42。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。
下面参考图1-图4描述根据本发明第一方面实施例的一种基于PLC35的家居智能窗装置。
如图1所示，本发明实施例的家居智能窗装置包括窗体10、导轨部20、和传动组件30。
其中，窗体10底部设有滚动轮11，窗体10包括玻璃和周边框架，该周边框架中的底部框架下表面安装有滚动滑轮，滚动滑轮的数量可为一个或至少两个，当滚动滑轮的数量为一个时，滚动滑轮安装在底部框架的中间；当滚动滑轮的数量为两个时，两个滚动滑轮固定安装在底部框架的两端，从而保证窗体10运动时的动态平衡性，保证窗体10在滚动滑轮移动时产生的噪声较小，且移动流畅。
具体而言，滚动滑轮的底部设有导轨部20，因而，导轨部20位于窗体10底部，并形成供滚动轮11滚动移动的导轨槽21，即滚动滑轮在导轨槽21中滚动移动，从而带动窗体10沿导轨槽21的方向移动，其中导轨槽21的方向为窗体10打开和关闭的方向，实际应用时，在一些实施例中，导轨槽21的方向为窗体10在窗台的左右方向，实现窗体10左右方向的打开或关闭；在一些实施例中，导轨槽21的方向为窗体10在窗体10的上下方向，实现窗体10上下方向的打开和关闭。
其中，传动组件30，固定于窗体10的一侧，用于驱动窗体10沿导轨部20移动。
如图2所示，具体地传动组件30包括：
驱动电机31，用于提供驱动力，包括传递动力的驱动轴，其中的驱动电机31可为单轴直驱电机或内置齿轮驱动力方向转换电机(通过电机输出轴连接一第一齿轮，第一齿轮内插入第一输出轴实现)，本发明提供的一些实施例中，驱动电机31采用上述的单轴直驱电机，采用该电机可将电机与滚珠丝杠32设为同一轴线，节省了该驱动电机31的安装控件，使动力传输能量损失较小。
滚珠丝杠32，滚珠丝杠32一端传动连接于驱动轴，滚珠丝杠32为带有等距螺纹的杆状，通过滚珠丝杠32与其配合的螺纹旋转咬合实现滚珠丝杠32的移动，滚珠丝杠32具有加工精密，运动误差小的优点，在本家居智能窗装置中，通过滚珠丝杠32实现对窗体10的关闭和打开，可实现对窗户的精确驻停，从而可根据实际开窗大小的需要，精确控制该智能窗打开开口的大小，并且在关闭和打开过程中，减小因多次关闭和打开带来的累积误差，实现该智能窗的关闭密封性和打开后的位置精确度。
其中，为实现滚珠丝杠32带动窗体10的打开和关闭，还设有转接件33，转接件33固定于窗体10的一侧，转接件33包括与滚珠丝杠32螺纹配合的内螺纹孔，内螺纹孔由滚珠丝杠32穿过，且滚珠丝杠32可在内螺纹孔内旋转移动，从而当滚珠丝杠32在内螺纹孔内移动时，借助滚珠丝杠32与内螺纹孔的旋转配合，驱动转接件33带动窗体10运动。
具体地，如图3和图4所示，定义为窗体10的第一方向为打开方向，定义窗体10的第二方向为关闭方向，当滚珠丝杠32沿第一方向在内螺纹孔内旋转时，滚珠丝杠32向第一方向伸进，此时，转接件33带动窗体10沿第一方向的反方向运动(即第二方向)，滚动轮11带动窗体10在导轨槽21内移动，从而实现对窗体10的打开功能。
当滚珠丝杠32沿第二方向在内螺纹孔内旋转时，滚珠丝杠32向第二方向缩回，此时，转接件33带动窗体10沿第二方向的反方向运动(即第一方向)，滚动轮11带动窗体10在导轨槽21内移动，从而实现对窗体10的关闭功能。
环境传感器34，安装于室内和/或室外，用于感知室内外环境参数，并输出第一信号。PLC35控制器，连接于环境传感器34，用于接收第一信号；所PLC35控制连接于驱动电机31，用于控制驱动电机31的工作和停止。
具体而言，环境传感器34可感测建筑物内外的环境信息，环境信息包括天气、湿度、温度、风量或每天的时刻信息。
具体地，环境传感器34为光传感器、湿度传感器、温度传感器或风力传感器中的至少一种。当需要感测天气、湿度、温度或风量信息时，可选地将光传感器、湿度传感器、温度传感器或风力传感器设于窗体10上，其中光传感器用于感知室外的天气情况，例如是晴天、阴天；湿度传感器用于感知室外的湿度情况，进而判定室外是否下雨，该湿度传感器还可以为雨水传感器，直接用于感知室外是否是雨水天气；温度传感器用于感知室外的温度，并且当室外温度较高时，温度传感器输出第一信号，由PLC35接收该第一信号，并控制驱动电机31工作将窗户关闭；风量传感器用于感知室外风力的大小，并且当判断室外的风力大于预设阈值时，该风量传感器输出第一信号，由PLC35接收该第一信号，并控制驱动电机3151工作将窗户关闭；对于每天的时刻信息，PLC35具有内部时钟，当内部时钟时间在晚上区间(22:00-6:00)时，PLC35控制驱动电机3151工作将窗户关闭。
该基于PLC35的家居智能窗装置还具有防止盗窃的功能，其中环境传感器34为红外传感器，红外传感器安装在室外，当红外传感器感测出有外来人员接近时，红外传感器发出第一信号，则由PLC35接收该第一信号控制驱动电机31工作，将窗户关闭，并且锁死。
为了防止由于软件控制失控导致的该智能窗打开或关闭不受控制，保护智能窗的安全性，还包括第一光电传感器41，第一光电传感器41设于窗体10的第一位置并连接于PLC35，第一光电传感器41用于感测到滚珠丝杠32运动到第一位置时，发出第二控制信号至PLC35。
在一些实施例中，第一光电传感器41设于滚珠丝杠32的沿第一方向运动的极限位置处，当滚珠丝杠32运动到第一光电传感器41位置处时，第一光电传感器41发出信号至PLC35，PLC35控制电机为断电或停止，实现对滚珠丝杠32的急停功能，有效的防止了滚珠丝杠32不受控制导致的智能窗的损坏，保护了该家居智能窗装置。
同样，为了防止由于软件控制失控导致的该智能窗打开或关闭不受限制，保护智能窗的安全性，还包括第二光电传感器42，第二光电传感器42设于窗体10的第二位置并连接于PLC35，第二光电传感器42用于感测到滚珠丝杠32运动到第二位置时，发出第三控制信号至PLC35。
在一些实施例中，第二光电传感器42设于滚珠丝杠32的沿第二方向运动的极限位置处，当滚珠丝杠32运动到第二光电传感器42位置处时，第二光电传感器42发出信号至PLC35，PLC35控制电机为断电或停止，实现对滚珠丝杠32的急停功能，有效的防止了滚珠丝杠32不受控制导致的智能窗的损坏，保护了该家居智能窗装置。
总的来说，对于本发明实施例的基于PLC35的家居智能窗装置，通过设置滚动轮11、导轨部20和传动组件30，实现传动组件30在滚动轮11的带动下沿导轨部20的移动，从而对智能窗的打开和关闭，并且，该智能窗还设有环境传感器34，环境传感器34可感知室内外的环境信息，并通过此环境信息控制智能窗的打开和关闭，有效的解放了人力，实现了对智能窗的自动打开和关闭，且定位精确，误差累积较小。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种基于PLC的家居智能窗装置，其特征在于，包括：
窗体，所述窗体底部设有滚动轮；
导轨部，所述导轨部位于所述窗体底部，并形成供所述滚动轮滚动移动的导轨槽；
传动组件，固定于所述窗体的一侧，用于驱动所述窗体沿所述导轨部移动；
所述传动组件包括：
驱动电机，包括传递动力的驱动轴；
滚珠丝杠，所述滚珠丝杠一端传动连接于所述驱动轴；
转接件，包括与所述滚珠丝杠32螺纹配合的内螺纹孔，所述内螺纹孔由所述滚珠丝杠32穿过，且所述滚珠丝杠可在所述内螺纹孔内旋转移动；
环境传感器，安装于室内和/或室外，用于感知室内外环境参数，并输出第一信号；
PLC控制器，连接于所述环境传感器，用于接收所述第一信号；
所PLC控制连接于所述驱动电机，用于控制所述驱动电机的工作和停止。
2.根据权利要求1所述的一种基于PLC的家居智能窗装置，其特征在于，所述环境传感器为所述环境传感器为光传感器、湿度传感器、温度传感器或风力传感器中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种基于PLC的家居智能窗装置，其特征在于，还包括第一光电传感器，所述第一光电传感器设于所述窗体的第一位置并连接于所述PLC，所述第一光电传感器用于感测到所述滚珠丝杠32运动到所述第一位置时，发出第二控制信号至所述PLC。
4.根据权利要求2所述的一种基于PLC的家居智能窗装置，其特征在于，还包括第二光电传感器，所述第二光电传感器设于所述窗体的第二位置并连接于所述PLC，所述第二光电传感器用于感测到所述滚珠丝杠32运动到第二位置时，发出第三控制信号至所述PLC。
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