CN112576176A - 一种智能双层可调式百叶窗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能双层可调式百叶窗装置，包括窗架，窗架内设有若个叶片，相邻两个叶片组成反向双层叶片组，窗架上设有用于调节相邻两个叶片之间距离的叶片调距机构，窗架的两侧设有收拢叶片的全收拢机构，全收拢机构与位于最下侧的叶片相连接，窗架的外侧壁上设有叶片旋转机构，叶片旋转机构、叶片调距机构和全收拢机构均与控制器相连接。本发明通过叶片旋转机构实现叶片的旋转；通过叶片调距机构实现叶片的调距；通过全收拢机构实现奇数、偶数层叶片的收拢，且配合双层偏心式叶片有效解决了现有技术中百叶窗不能多级调节、调节范围小、接受日光量上限低、不够智能的问题并实现更加合理、精准、自由的采光控制。

Description

一种智能双层可调式百叶窗装置

技术领域

本发明涉及百叶窗技术领域，特别是指一种智能双层可调式百叶窗装置。

背景技术

随着社会的发展及人们生活质量的提高，人们对居家舒适度的要求越来越高，房间采光状况已然成为多数人最重要的房屋评价指标之一，因此，采光对人的生活质量而言有着举足轻重的影响。市场上的百叶窗分为固定式和活动式两种：活动式百叶窗主要以前后双侧上下提拉的方式进行光线调整其采光稳定性和抵抗外界影响的能力较弱；固定式百叶窗主要通过连杆或曲轴结构实现调节采光其对采光的控制精确度较低并且不能整体收拢，严重影响美感。市场上的这些百叶窗都有其不可避免的缺陷。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种智能双层可调式百叶窗装置，解决了现有技术中百叶窗使用不方便、智能化程度低的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种智能双层可调式百叶窗装置，包括窗架，窗架内设有若个叶片，相邻两个叶片组成反向双层叶片组，窗架上设有用于调节相邻两个叶片之间距离的叶片调距机构，窗架的两侧设有收拢叶片的全收拢机构，全收拢机构与位于最下侧的叶片相连接，窗架的外侧壁上设有叶片旋转机构，叶片旋转机构、叶片调距机构和全收拢机构均与控制器相连接；控制器根据外界环境光强变化控制叶片旋转机构、叶片调距机构和全收拢机构做出相应动作，使屋内光强保持在预设值范围。

所述叶片从上向下依次分为奇数层叶片和偶数层叶片，相邻两个奇数层叶片和偶数层叶片反向设置，处于完全闭合状态时，相邻的奇数层叶片和偶数层叶片能密封贴合；奇数层叶片和偶数层叶片均包括轴杆和叶片板，叶片板固定在轴杆上且偏心设置，轴杆的一端设有曲轴且轴杆的两端均穿过设置在窗架上的竖向滑槽，轴杆的曲轴端与叶片旋转机构相连接。

所述叶片旋转机构包括滑动设置在窗架外壁上的推板和固定设置在在窗架外壁上的伸缩驱动件，推板上设有竖向限位槽，叶片的曲轴滑动设置在竖向限位槽内，伸缩驱动件通过转向推动机构带动推板平移滑动。

所述转向推动机构包括固定在窗架上的第一竖向轨，第一竖向轨上滑动设有L型顶块，L型顶块与伸缩驱动件相连接，L型顶块上活动设有顶杆，顶杆上滑动插接有限位块，限位块与推板相配合；所述窗架上设有固定轨槽，推板的上下两端分别位于固定轨槽内且与固定轨槽滑动连接。

所述叶片调距机构包括设置在窗架上部的驱动装置和设置在窗架两侧用于与叶片相连接的伸缩链装置，驱动装置与伸缩链装置相连接。

所述驱动装置包括设置窗架上部的混合式步进电机和传动轴，传动轴通过齿轮副与混合式步进电机相连接，传动轴的两端通过摆杆组件与伸缩链装置相连接；所述伸缩链装置包括用于连接奇数层叶片的主动X型链和用于连接偶数层叶片的从动X型链，主动X型链和从动X型链分别设置在叶片的两端。

所述摆杆组件包括固定连接在传动轴上的拨杆和固定在窗架侧壁上的定位框座，定位框座内滑动设有连接板，连接板的上部铰接有拨叉，拨杆的拨动端位于拨叉内，位于最上部的奇数层叶片的轴杆通过轴承与连接板相连接。

所述主动X型链和从动X型链均包括若干个首尾相连的X型架，叶片的轴杆铰接在X型架的交叉点处。

所述全收拢机构包括用于连接奇数层叶片的奇数层全收拢机构和用于连接偶数层叶片的偶数层全收拢机构，奇数层全收拢机构与偶数层全收拢机构分别设置在相应叶片的两端。

奇数层全收拢机构和偶数层全收拢机构均包括驱动电机，驱动电机的输出端设有主动带轮，窗架下部的内壁上设有从动带轮，主动带轮与从动带轮之间连接有同步带，位于最下层的奇数层叶片的轴杆与奇数层全收拢机构的同步带固定连接，位于最下层的偶数层叶片的轴杆与偶数层全收拢机构的同步带固定连接。

本发明通过叶片旋转机构实现叶片的旋转；通过叶片调距机构实现叶片的调距；通过全收拢机构实现奇数、偶数层叶片的收拢，且配合双层偏心式叶片有效解决了现有技术中百叶窗不能多级调节、调节范围小、接受日光量上限低、不够智能的问题并实现更加合理、精准、自由的采光控制。此外本发明完美的结合固定式和活动式优点并实现了更加精确灵活的双变量控制采光的新型采光模式，大大提高室内光亮度的峰值，扩大了采光范围，增强了百叶窗结构的稳定性且智能控制系统能够分别根据人为设定和智能自控两种方式对室内光进行合理精确的干预与利用，其采光精确、灵活、智能的控制方式可以很好的契合人们对采光的需求，具有广阔的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明叶片旋转机构结构示意图。

图3为L型顶块与顶杆配合状态局部放大图。

图4为叶片调距机构与全收拢机构示意图。

图5为摆杆组件结构局部放大图。

图6为叶片结构示意图。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，实施例1，一种智能双层可调式百叶窗装置，包括窗架1，窗架优选采用U型框架，也可根据窗的形状设计为其他形状。窗架1内设有若个叶片5，相邻两个叶片5组成反向双层叶片组，即叶片采用的是双层偏心式叶片安装，其叶片旋转需要考虑两层叶片转轴的偏置距离，借助ROBOPRO、STM32等智能控制器完成智能控制，将通过外接光强传感器得到的室内外环境光强值进行比较分析，并根据比较分析结果检测和调节叶片旋转角度以及叶片间距大小，使室内光强达到预设值，满足用户合理采光的需求。窗架1上设有用于调节相邻两个叶片之间距离的叶片调距机构3，窗架1的两侧设有收拢叶片的全收拢机构4，全收拢机构4与位于最下侧的叶片相连接，用于将叶片全部收拢起来，窗架1的外侧壁上设有叶片旋转机构2，用于调节叶片的倾斜角度，进而实现透光量的调节。叶片旋转机构2、叶片调距机构3和全收拢机构4均与控制器相连接。通过叶片旋转机构实现叶片的旋转；通过叶片调距机构实现叶片的调距；通过全收拢机构实现奇数层和偶数层叶片的收拢；控制器通过光照传感器自动调节叶片旋转角度，根据外界环境光强变化控制叶片旋转机构2、叶片调距机构3和全收拢机构4做出相应动作，使屋内光强保持在预设值范围，达到屋内光强基本稳定的效果。本发明有效解决了现有技术中百叶窗不能多级调节、调节范围小、接受日光量上限低、不够智能的问题并实现更加合理、精准、自由的采光控制。

上述设计的运行模式有手动控制、智能自控-普通运行、智能自控-调节运行、智能自控-全封闭、智能自控-全收拢/展开。手动控制模式以控制面板为媒介，手动控制模式下用户可根据主观感受合理主动地调节叶片转角、叶片间距、收拢情况等。智能自控-普通运行模式下智能双层可调式百叶窗运行效果模拟传统百叶窗。智能自控-调节运行模式下智能双层可调式百叶窗调节模式目的在于当室外环境光源较弱（如阴雨天气）时，运行调节模式可显著提高室内自然光照强度的峰值，此外，在有较大通风需求时运行调节模式可以获得较好的室内环境通风效果。智能自控-全封闭模式下如果需要百叶窗处于完全封闭状态，可运行全封闭模式，在全封闭模式下双层叶片相向旋转，直至完全封闭；智能自控-全收拢/展开运行全收拢模式时，百叶窗奇数层叶片、偶数层叶片能够自动向上收拢（奇数层首片叶片固定不动），收拢完毕后，此时百叶窗窗体不再对自然入射光造成影响，方便进行窗玻璃清洁等窗外作业。

进一步，如图6所示，所述叶片5从上向下依次分为奇数层叶片51和偶数层叶片52，相邻两个奇数层叶片51和偶数层叶片52反向设置组成反向双层叶片组，即奇数层叶片的轴杆位于一列，偶数层叶片的轴杆位于一列，且交错设置，奇数层叶片的曲轴设置在窗架的一侧、偶数层叶片的曲轴设置在窗架的另一侧。处于完全闭合状态时，相邻的奇数层叶片51和偶数层叶片52相向转动能密封贴合。具体地，奇数层叶片51和偶数层叶片52均包括轴杆501和叶片板502，叶片板502固定在轴杆501上且偏心设置，优选地，轴杆固定在叶片板的底部五分之一或六分之一处。轴杆501的一端设有曲轴503且轴杆501的两端均穿过设置在窗架1上的竖向滑槽504，便于与相应的叶片调距机构、全收拢机构相连接，轴杆501的曲轴端与叶片旋转机构2相连接。叶片旋转机构2可通过内挡板6与叶片调距机构、全收拢机构分隔开，避免发生干涉。内挡板可与窗架一体成型连接或螺栓固定连接。

进一步，如图2所示，所述叶片旋转机构2包括滑动设置在窗架1外壁上的推板201和固定设置在在窗架1外壁上的伸缩驱动件202，伸缩驱动件可采用电动推杆，能进行上下方向上的伸缩推动。推板201上设有竖向限位槽203，叶片的曲轴503滑动设置在竖向限位槽203内，伸缩驱动件202通过转向推动机构带动推板201平移滑动，进而带动曲轴转动，实现叶片摆动角度的调节。

优选地，如图3所示，所述转向推动机构包括固定在窗架1上的第一竖向轨204，第一竖向轨204上滑动设有L型顶块205，L型顶块的数量根据需要可设置多个且依次首尾相连均能沿第一竖向轨上下滑动。L型顶块205与伸缩驱动件202相连接。一个L型顶块205上活动设有一个顶杆206，即顶杆的一端顶在L型顶块上为顶杆提供支撑，顶杆206的另一端滑动插接有限位块207，即限位块内设有倾斜设置的插槽，顶杆与插槽滑动连接。限位块207与推板201相配合，即限位块的前端设有插口，推板的侧边位于插口内。所述窗架1上设有固定轨槽208，固定轨槽水平设置且上下对称设置，推板201的上下两端分别位于固定轨槽208内且与固定轨槽208滑动连接。在伸缩驱动件（电动推杆）的作用下，L型顶块上下运动，然后通过顶杆推动限位块和推板前后平移运动，进而带动曲轴转动，实现叶片摆动角度的调节。

如图4所示，实施例2，一种智能双层可调式百叶窗装置，所述叶片调距机构3包括设置在窗架1上部的驱动装置和设置在窗架1两侧用于与叶片5相连接的伸缩链装置，驱动装置与伸缩链装置相连接，在驱动装置的作用下伸缩链装置带动叶片向上运动，进而实现相邻两个叶片之间距离的调节。优选地，所述驱动装置包括设置窗架1上部的混合式步进电机301和传动轴302，传动轴302通过齿轮副303与混合式步进电机301相连接，传动轴302的两端通过摆杆组件与伸缩链装置相连接；所述伸缩链装置包括用于连接奇数层叶片的主动X型链304和用于连接偶数层叶片的从动X型链305，主动X型链304设置在奇数层叶片的两端，从动X型链305设置在偶数层叶片的两端。在混合式步进电机的作用下，摆杆组件对主动X型链进行提拉，进而带动叶片和从动X型链上下运动，实现相邻两个叶片之间距离的稳定调节。

优选地，如图5所示，所述摆杆组件包括固定连接在传动轴302上的拨杆306和固定在窗架1侧壁上的定位框座307，拨杆与传动轴同步转动，实现其拨动端上下摆动。定位框座307内滑动设有连接板308，连接板308的上部铰接有拨叉309，拨杆306的拨动端位于拨叉309内，位于最上部的奇数层叶片的轴杆501通过轴承与连接板308相连接。所述主动X型链304和从动X型链305均包括若干个首尾相连的X型架，叶片5的轴杆501铰接在X型架的交叉点处。设相邻两个奇数层叶片之间的距离为L1，相邻两个偶数层叶片之间的距离为L2，所述智能自控-普通运行模式下初始状态叶片间距为L1=L2=30mm，转轴同向偏转一定角度，叶片偏转相应角度后，有如下关系：L1≠L2 (逆时针L1>L2；顺时针L1<L2)。为了使偏转后的叶片间距相等，进而获得均匀分布的光线效果，普通运行模式下的百叶窗将偶数层叶片上/下缓慢移动调匀叶片间距，使得L1=L2。在运行过程中，由于其特殊的首片叶片固定式结构，在竖直方向上始终保持不动。

所述智能自控-调节运行模式下初始状态叶片间距处处相等，为30mm，转轴同向偏转至叶片偏转至一定角度后，在调节运行模式下，奇数层叶片固定，偶数层叶片上下缓慢移动调节叶片间距使L2最小（偶数层叶片几乎与奇数层叶片贴合），此时，相比普通百叶窗，其叶片间距增大，均匀射入房间内的光通量提高、通过窗口的空气流量增加。

进一步，如图4所示，所述全收拢机构4包括用于连接奇数层叶片的奇数层全收拢机构和用于连接偶数层叶片的偶数层全收拢机构，奇数层全收拢机构与偶数层全收拢机构分别设置在相应叶片的两端。全收拢状态下，两层叶片首尾相接触，接触部分呈披肩形，此时整个百叶窗成全封闭状态，无通光通风。在全封闭状态下智能双层可调式百叶窗能有效起到加固窗体及保护隐私的作用。

进一步，奇数层全收拢机构和偶数层全收拢机构均包括驱动电机401，驱动电机401的输出端设有主动带轮402，窗架1下部的内壁上设有从动带轮403，主动带轮402与从动带轮403之间连接有同步带404，位于最下层的奇数层叶片的轴杆与奇数层全收拢机构的同步带404固定连接，位于最下层的偶数层叶片的轴杆与偶数层全收拢机构的同步带404固定连接。整个设计中包括两个奇数层全收拢机构和两个偶数层全收拢机构，也就是说包括4个设置在窗架拐角处的驱动电机，相应的4个同步带设置在叶片的两端，同步带内侧固定设有收拢块，收拢块固定在叶片轴杆的曲轴靠近端部处，X型链连接在叶片曲轴端部，确保不发生干涉。收拢时，奇数层全收拢机构和偶数层全收拢机构的驱动电机启动，带动同步带转动，将叶片从最下层的叶片向上逐个收拢。其他结构与实施例1相同。

在智能自控-全收拢/展开模式下运行全收拢模式时，百叶窗叶片能够自动向上收拢（首层叶片固定不动），收拢完毕后，L1、L2均近似为0，此时百叶窗窗体不再对自然入射光造成影响，方便进行窗玻璃清洁等窗外作业。全展开模式为全收拢模式的逆运行状态，处于收拢状态的百叶窗能够自动完全伸展至初始状态。

智能双层可调式百叶窗的控制系统主要是将四种工作状态协调起来，即普通运行模式和调节模式的自动切换、全封闭模式和收拢模式的紧急响应。

普通模式和调节模式的转换使用叶片角度作为标识，即普通模式下在叶片角度达到最大时切换至调节模式。在调节模式下叶片角度达到最小值再切换回普通模式。全封闭和收拢模式的紧急响应则主要是在执行封闭和收拢状态之前对叶片的状态进行设置，可以防止叶片在封闭和收拢的过程中互相干扰导致结构损坏。

叶片的旋转则使用PID动态调整速度，可以使叶片在最短的时间内响应流明度的变化，提高用户的使用体验。所述手动控制模式在控制面板示意图中，每一个按键都对应着一个动作，用户可根据自身情况随时“停止”当前动作。“旋转↑”与“旋转↓”对应，分别代表着叶片在室内一边的运动方向；“封闭”与“初始化”相对应，当发出“封闭”指令后，叶片按全封闭模式运行，任意时刻发出“停止”指令均可中断当前动作（“收拢”“展开”类似），当发出“初始化”指令后，叶片全部回归等间距的水平状态。本发明的智能双层可调式百叶窗可根据外界环境光强变化随时做出反应，使屋内光强始终保持在预设采光强度，并能够分别执行手动控制、智能自控两类命令，对室内光进行合理精确地干预与利用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (10)

1.一种智能双层可调式百叶窗装置，其特征在于：包括窗架（1），窗架（1）内设有若个叶片（5），相邻两个叶片（5）组成反向双层叶片组，窗架（1）上设有用于调节相邻两个叶片之间距离的叶片调距机构（3），窗架（1）的两侧设有收拢叶片的全收拢机构（4），全收拢机构（4）与位于最下侧的叶片相连接，窗架（1）的外侧壁上设有叶片旋转机构（2），叶片旋转机构（2）、叶片调距机构（3）和全收拢机构（4）均与控制器相连接；控制器根据外界环境光强变化控制叶片旋转机构（2）、叶片调距机构（3）和全收拢机构（4）做出相应动作。

2.根据权利要求1所述的智能双层可调式百叶窗装置，其特征在于：所述叶片（5）为偏心叶片，且从上向下依次分为奇数层叶片（51）和偶数层叶片（52），相邻两个奇数层叶片（51）和偶数层叶片（52）反向设置组成反向双层叶片组，处于完全闭合状态时，相邻的奇数层叶片（51）和偶数层叶片（52）能密封贴合；奇数层叶片（51）和偶数层叶片（52）均包括轴杆（501）和叶片板（502），叶片板（502）固定在轴杆（501）上且偏心设置，轴杆（501）的一端设有曲轴（503）且轴杆（501）的两端均穿过设置在窗架（1）上的竖向滑槽（504），轴杆（501）的曲轴端与叶片旋转机构（2）相连接。

3.根据权利要求2所述的智能双层可调式百叶窗装置，其特征在于：所述叶片旋转机构（2）包括滑动设置在窗架（1）外壁上的推板（201）和固定设置在在窗架（1）外壁上的伸缩驱动件（202），推板（201）上设有竖向限位槽（203），叶片的曲轴（503）滑动设置在竖向限位槽（203）内，伸缩驱动件（202）通过转向推动机构带动推板（201）平移滑动。

4.根据权利要求3所述的智能双层可调式百叶窗装置，其特征在于：所述转向推动机构包括固定在窗架（1）上的第一竖向轨（204），第一竖向轨（204）上滑动设有L型顶块（205），L型顶块（205）与伸缩驱动件（202）相连接，L型顶块（205）上活动设有顶杆（206），顶杆（206）上滑动插接有限位块（207），限位块（207）与推板（201）相配合；所述窗架（1）上设有固定轨槽（208），推板（201）的上下两端分别位于固定轨槽（208）内且与固定轨槽（208）滑动连接。

5.根据权利要求1~4任一项所述的智能双层可调式百叶窗装置，其特征在于：所述叶片调距机构（3）包括设置在窗架（1）上部的驱动装置和设置在窗架（1）两侧用于与叶片（5）相连接的伸缩链装置，驱动装置与伸缩链装置相连接。

6.根据权利要求5项所述的智能双层可调式百叶窗装置，其特征在于：所述驱动装置包括设置窗架（1）上部的混合式步进电机（301）和传动轴（302），传动轴（302）通过齿轮副（303）与混合式步进电机（301）相连接，传动轴（302）的两端通过摆杆组件与伸缩链装置相连接；所述伸缩链装置包括用于连接奇数层叶片的主动X型链（304）和用于连接偶数层叶片的从动X型链（305），主动X型链（304）和从动X型链（305）分别设置在叶片的两端。

7.根据权利要求6项所述的智能双层可调式百叶窗装置，其特征在于：所述摆杆组件包括固定连接在传动轴（302）上的拨杆（306）和固定在窗架（1）侧壁上的定位框座（307），定位框座（307）内滑动设有连接板（308），连接板（308）的上部铰接有拨叉（309），拨杆（306）的拨动端位于拨叉（309）内，位于最上部的奇数层叶片的轴杆（501）通过轴承与连接板（308）相连接。

8.根据权利要求7项所述的智能双层可调式百叶窗装置，其特征在于：所述主动X型链（304）和从动X型链（305）均包括若干个首尾相连的X型架，叶片（5）的轴杆（501）铰接在X型架的交叉点处。

9.根据权利要求1~4、6~8任一项项所述的智能双层可调式百叶窗装置，其特征在于：所述全收拢机构（4）包括用于连接奇数层叶片的奇数层全收拢机构和用于连接偶数层叶片的偶数层全收拢机构，奇数层全收拢机构与偶数层全收拢机构分别设置在相应叶片的两端。

10.根据权利要求9所述的智能双层可调式百叶窗装置，其特征在于：奇数层全收拢机构和偶数层全收拢机构均包括驱动电机（401），驱动电机（401）的输出端设有主动带轮（402），窗架（1）下部的内壁上设有从动带轮（403），主动带轮（402）与从动带轮（403）之间连接有同步带（404），位于最下层的奇数层叶片的轴杆与奇数层全收拢机构的同步带（404）固定连接，位于最下层的偶数层叶片的轴杆与偶数层全收拢机构的同步带（404）固定连接。

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