CN113802965A - 一种具有实时监测环境变化功能的智能窗户 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有实时监测环境变化功能的智能窗户，涉及智能家居领域。该发明主要包括百叶窗机构、窗户联动机构两部分，并且利用雨滴传感器、温湿度传感器等检测室内外的环境变化，以达到窗户的自动开关、开启窗户的防护的功能，以及使用语音模块和串口屏实现人机交互，便于人们能够自行设置时间等，实现合理遮采光、隔音等功能。该发明可有效解决当发生大暴雨或者台风等恶劣天气且无人在家时，不能及时关闭窗户带来的安全问题，实用性较强。
Description
技术领域
该发明涉及智能家居领域，尤其涉及一种智能窗户。
背景技术
雨水滋润大地，让大地展现勃勃生机。但是，有时候总会给我们带来些烦恼，比如说下雨了，窗户没有关上，无人在家。这时候，如果雨势不大，基本上是没有什么影响的。但是当雨势大到一定程度时，并由风力相助，那么雨滴将会顺利地进入室内，室内的物品或许就要被雨淋湿，造成不好的影响。而这仅仅是下雨而已，如果是刮台风伴随着大暴雨又或者是沙尘暴，能够冲击窗户玻璃，使其破碎的情况下，室内的人身安全和财产无法得到保障等。
而现在市面上较为广泛的窗户，一般是非自动化的，需要人为的操作窗户的开关。人为的操作的局限性很大。并且窗户的防护在市面上很少，对于窗户防护的最主要的问题是台风、沙尘暴，（这里是除去高层楼使用钢化玻璃的问题，这比较适用于自起楼房，层数比较低的家居楼）目前，许多的楼房对于窗户的防护方面的措施基本上没有。
发明内容
面对以上的不足，该发明提供一种具有实时监测环境变化功能的智能窗户，能够实现检测环境变化，实现自动开关窗，对窗户的防护，以及遮采光的功能。
为达到上述的目的，该发明采用的技术方案如下：
1.一种具有实时监测环境变化功能的智能窗户，包括窗户结构和百叶窗结构，其特征在于：
所述窗户结构包括窗户框架结构，辅助窗户联动结构和驱动窗户结构；
所述窗户框架结构包括由侧框架8和19、底框架6、和顶部的固定支架16组成的窗户外框架，以及窗户框架内部的扇窗3、扇窗4；
所述辅助窗户联动结构包括连接在扇窗底部的凹滑轮5，连接在底框架6上的凸滑轨7，以及扇窗顶部的将扇窗3、扇窗4分别和同步带9相连接的连接零件13、12；
所述驱动窗户结构包括扭矩1.2N.M的57步进电机15，安装在57步进电机15转轴上的同步带轮10，固定在另一端的同步带轮11，将两个同步带轮10、11相连接的同步带9；
所述百叶窗结构包括百叶窗框架结构，驱动百叶窗窗叶结构；
所述百叶窗框架包括左侧固定杆1、右侧固定杆25，百叶窗窗叶24，将百叶窗窗叶24与左侧固定杆1连接的短轴7，以及将百叶窗窗叶24与右侧固定杆连接的传动轴42，并且使用联动杆23将全部传动轴连接在一起；
所述驱动百叶窗窗叶结构包括扭矩2.3N.M的57步进电机21，安装在57步进电机21转轴上的同步带轮20，另一个安装在短轴7上的同步带轮8，以及将两个同步带轮20、8连接在一起的同步带22。
2.根据权利要求1所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，安装有测量风速的风杯29，以及支撑风杯29的固定支架38。
3.根据权利要求1所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，安装有雨滴传感器36，温湿度传感器35，语音模块34，串口屏32和STM32主板37。
4.根据权利要求1所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，将扇窗3、扇窗4和同步带9连接的连接零件13和连接零件12分别安装在两扇扇窗顶部的中间位置。
5.根据权利要求1所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，固定同步带轮11的固定端在挡板14右端上。
6.根据权利要求1所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，扇窗3、扇窗4底部的凹滑轮5有均匀各有两个，以扇窗的中心线对称安装，共有四个。
7.根据权利要求1所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，扭矩1.2N.M的57步进电机15安装在顶部的固定支架16左端，TB6600步进电机驱动器18和TB6600步进电机驱动器17分别安装在57步进电机15两侧。
8.根据权利要求2所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，百叶窗窗叶24和短轴7、传动轴42通过螺母和螺钉连接，且百叶窗窗叶和短轴、传动轴数量一致，各有17个。
9.根据权利要求1所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，左侧固定杆1安装在固定外壳33内，且将左侧固定杆1露出5mm的厚度在外，右侧固定杆25安装在另一个固定外壳41内。
10.根据权利要求1所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，安装在短轴7上的同步带轮8与固定外壳33距离不少于0.5mm，不能大于1mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.该发明设置由电机驱动的同步带轮和同步带，带动窗户扇窗联动的结构，将窗户的开关通过电机驱动，结构简单，很好地解决了人为开关窗的局限，并且窗户的开关更加方便，为下一步的智能控制打下基础。
2.该发明设置的百叶窗结构，设置一定厚度的百叶窗窗叶，不仅能够紧密地将窗户防护起来，解决了台风等恶劣天气的防护问题，还能够利用电机的转动，使全部的百叶窗窗叶转动相同的角度，达到遮采光的功能，实现了室内的合理采光，运用更加的灵活。
3.该发明设置的电路控制系统，利用风杯测量风速，以达到台风来临时的防护；安装雨滴传感器，更加快速地检测到下雨天气，及时关闭窗户；安装温湿度传感器，能更加准确地获得室内外的温湿度的信息；安装串口屏和语音模块，实现人为控制功能的实现和语音控制。
4.该发明的整体结构，自动检测环境当中的变化，并能够及时运行相应的功能以应对环境变化而可能出现的对室内，或者是窗户本体的伤害的情况。一体化、智能化程度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为该发明附加墙壁的结构示意图；
图2雨滴传感器的结构示意图；
图3为该发明附加墙壁的另一个视角的结构示意图；
图4为该发明附加墙壁的局部视角的结构示意图；
图5为该发明的整体的结构示意图
图6为窗户结构的结构示意图；
图7为百叶窗结构的结构示意图；
图8为百叶窗结构的另一个视角的结构示意图。
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作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。
请参考图5，窗户结构由侧框架8和19、底框架6、和顶部的固定支架16组成的窗户外框架，以及窗户框架内部的扇窗3、扇窗4组成最基本的框架。并由连接在扇窗底部的凹滑轮5，连接在底框架6上的凸滑轨7，以及扇窗顶部的将两扇相同的扇窗3分别和同步带9相连接的连接零件13、12实现辅助扇窗移动，此处的连接零件13、12应分别连接在扇窗3、扇窗4的顶部中间。该结构采用扭矩1.2N.M的57步进电机15，57步进电机15安装在顶部的固定支架16左端，并且在57步进电机两侧分别安装TB6600步进电机驱动器18和TB6600步进电机驱动器17。而安装在57步进电机15转轴上的同步带轮10，与固定在挡板14另一端的同步带轮11，利用同步带9相互连接在一起，实现57步进电机驱动窗户的开关；
请参考图6至图7，百叶窗结构包括有左侧固定杆1、右侧固定杆25，百叶窗窗叶24，将百叶窗窗叶24与左侧固定杆1连接的短轴7，以及将百叶窗窗叶24与右侧固定杆连接的传动轴42，并且使用联动杆23将传动轴连接在一起。并且采用扭矩2.3N.M的57步进电机21，57步进电机21安装百叶窗的左侧，安装方向向内。安装在57步进电机21转轴上的同步带轮20，与另一个安装在短轴7上的同步带轮8，通过同步带22相连接。
请参考图1至图7，测量风速的风杯29由固定支架38支撑，并连接到STM32主板37；将墙壁40外的雨滴传感器36连接到STM32主板37上；将STM32主板37旁边安装着温湿度传感器35和语音模块34连接到STM主板37上；将57步进电机15和57步进电机21分别与两个TB6600步进电机驱动器17、18相连接之后，再连接到STM32主板37上，利用STM32主板37实现数据信息的整合和控制的发出，再进一步的使串口屏32连接到STM主板37上，实现人机交互。
当风杯29检测的风速达到一定的程度时，STM32主板37发出信号到用于驱动57步进电机21的TB6600步进电机驱动器上，使57步进电机21持续转动转轴，转轴带动同步带轮20，通过同步带22，带动另一个同步带轮8，再由同步带轮8带动短轴7，将动力通过百叶窗窗叶24和传动轴42传递到联动杆23，联动杆23带动全部的百叶窗窗叶转动，直至百叶窗窗叶与地面呈现垂直关系，实现防强风功能。
当雨滴传感器36被雨水淋滴后，将信息传递到STM32主板37上，并由STM32主板37发出信号到驱动57步进电机15的TB6600步进电机驱动器17上，使57步进电机15持续逆时针转动，通过安装在57步进电机15上的同步带轮10、固定在挡板14右端上的同步带轮11，以及同步带9，带动连接零件13和连接零件12，使得扇窗3、扇窗4相对向外平开，实现下雨时的自动关窗功能。
串口屏32具有两种模式，一种是手动调节模式，可以手动调节扇窗开关的程度和百叶窗窗叶转动的角度，即串口屏32采集到的数据传递给STM32主板37之后再传递到两个57步进电机；另一种是语音模式，由语音模块采集数据，再传递到STM32主板37当中，并由STM32主板37传递到两个57步进电机。语音模式内又分为采光模式、遮光模式、通风模式、隔音模式；采光模式：百叶窗窗叶在57步进电机21的驱动下，转动到与水平面呈现150°，便于光线顺着百叶窗窗叶的间隙照射入室内；遮光模式：百叶窗窗叶在57步进电机21的驱动下，转动到与水平面呈现45°，使光线照射到百叶窗窗叶上，无法照射到室内；通风模式：两扇扇窗在57步进电机15的驱动下，打开到扇窗能打开到的极限位置；隔音模式：两扇扇窗在57步进电机15的驱动下，使窗户关闭。
本发明未尽事宜为公知技术。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种具有实时监测环境变化功能的智能窗户，包括窗户结构和百叶窗结构，其特征在于：
所述窗户结构包括窗户框架结构，辅助窗户联动结构和驱动窗户结构；
所述窗户框架结构包括由侧框架8和19、底框架6、和顶部的固定支架16组成的窗户外框架，以及窗户框架内部的扇窗3、扇窗4；
所述辅助窗户联动结构包括连接在扇窗底部的凹滑轮5，连接在底框架6上的凸滑轨7，以及扇窗顶部的将扇窗3、扇窗4分别和同步带9相连接的连接零件13、12；
所述驱动窗户结构包括扭矩1.2N.M的57步进电机15，安装在57步进电机15转轴上的同步带轮10，固定在另一端的同步带轮11，将两个同步带轮10、11相连接的同步带9；
所述百叶窗结构包括百叶窗框架结构，驱动百叶窗窗叶结构；
所述百叶窗框架包括左侧固定杆1、右侧固定杆25，百叶窗窗叶24，将百叶窗窗叶24与左侧固定杆1连接的短轴7，以及将百叶窗窗叶24与右侧固定杆连接的传动轴42，并且使用联动杆23将全部传动轴连接在一起；
所述驱动百叶窗窗叶结构包括扭矩2.3N.M的57步进电机21，安装在57步进电机21转轴上的同步带轮20，另一个安装在短轴7上的同步带轮8，以及将两个同步带轮20、8连接在一起的同步带22。
2.根据权利要求1所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，安装有测量风速的风杯29，以及支撑风杯29的固
定支架38。
3.根据权利要求1所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，安装有雨滴传感器36，温湿度传感器35，语音模块34，串口屏32和STM32主板37。
4.根据权利要求1所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，将扇窗3、扇窗4和同步带9连接的连接零件13和连接零件12分别安装在两扇扇窗顶部的中间位置。
5.根据权利要求1所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，固定同步带轮11的固定端在挡板14右端上。
6.根据权利要求1所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，扇窗3、扇窗4底部的凹滑轮5有均匀各有两个，以扇窗的中心线对称安装，共有四个。
7.根据权利要求1所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，扭矩1.2N.M的57步进电机15安装在顶部的固定支架16左端，TB6600步进电机驱动器18和TB6600步进电机驱动器17分别安装在57步进电机15两侧。
8.根据权利要求2所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，百叶窗窗叶24和短轴7、传动轴42通过螺母和螺钉连接，且百叶窗窗叶和短轴、传动轴数量一致，各有17个。
9.根据权利要求1所述的具有实时监测环境变化功能的智能窗户，其特征在于，左侧固定杆1安装在固定外壳33内，且将左侧固定杆1露出5mm的厚度在外，右侧固定杆25安装在另一个固定外壳41内。
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| CN202010539568.6A CN113802965A (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 一种具有实时监测环境变化功能的智能窗户 |
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| CN202010539568.6A CN113802965A (zh) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | 一种具有实时监测环境变化功能的智能窗户 |
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| CN113802965A true CN113802965A (zh) | 2021-12-17 |
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| CN (1) | CN113802965A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115788954A (zh) * | 2023-01-30 | 2023-03-14 | 江苏永胜海洋工程有限公司 | 风量调节门装置 |
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2020
- 2020-06-12 CN CN202010539568.6A patent/CN113802965A/zh active Pending
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