CN205450829U - 自发电智能玻璃 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自发电智能玻璃，包括：外框、玻璃本体、调光部件、发电部件、光照传感器和/或温度传感器、储能模块以及数据处理模块；其中，调光部件用于调节自发电智能玻璃的透光量；发电部件用于输出电能给储能模块；光照传感器用于感应光照强度，得到并输出光照强度信号；温度传感器用于感应室内温度，得到并输出温度信号；数据处理模块用于根据光照传感器输出的光照强度信号和/或温度传感器输出的温度信号，输出用于控制调光部件调节自发电智能玻璃的透光量的控制信号；储能模块用于存储发电部件输出的电能并对数据处理模块供电。本方案提供的自发电智能玻璃，具有根据室外光照强度和室内温度自动调节玻璃透明度，实现采光和隔热的功能。

Description

自发电智能玻璃

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，尤其涉及一种自发电智能玻璃。

背景技术

玻璃在应用时不仅很好的将室内环境与室外环境分隔开，同时保证了良好的采光效果，但普通玻璃无法调整使室内获得适当的光照强度。

目前，普通玻璃为降低采光量大多采用附加窗帘、遮光板等来实现，而可调光的玻璃则大多需要外部电源供电且无法实现自动监测光照从而自动控制调整玻璃透光量的功能。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种自发电智能玻璃，用于解决现有技术中的玻璃无法自动监测光照进而自动调整玻璃透光量等问题。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种自发电智能玻璃，包括：外框、玻璃本体、调光部件、发电部件、光照传感器和/或温度传感器、储能模块以及数据处理模块；其中，外框内侧边缘设置有凹槽，用于固定玻璃本体；调光部件设置在玻璃本体内部或外框上部，用于调节自发电智能玻璃的透光量；发电部件设置在玻璃本体内部或外部，用于输出电能给储能模块；光照传感器设置在外框的一侧，用于感应光照强度，得到并输出光照强度信号；和/或，温度传感器设置在外框靠近室内的一侧，用于感应室内温度，得到并输出温度信号；数据处理模块设置在外框内部，与光照传感器和/或温度传感器相连，用于根据光照传感器输出的光照强度信号和/或温度传感器输出的温度信号，输出用于控制调光部件调节自发电智能玻璃的透光量的控制信号；储能模块设置在外框内部，与发电部件连接，用于存储发电部件输出的电能并对数据处理模块供电。

可选地，玻璃本体包括内层玻璃和外层玻璃。

可选地，发电部件进一步包括第一发电层，设置在外层玻璃的外侧，不与内层玻璃相接触；第一发电层包括至少一个透明的第一发电器件，用于将风力所具有的动能转换为交流的脉冲电输出。

可选地，第一发电器件为三层结构、四层结构、五层居间薄膜结构或五层居间电极结构的摩擦发电机，和/或压电发电机。

可选地，发电部件进一步包括第二发电层，设置在内层玻璃和外层玻璃之间；第二发电层包括至少一个透明的第二发电器件，用于将太阳能转换为直流电输出。

可选地，第二发电器件为太阳能发电板或薄膜太阳能电池。

可选地，调光部件包括液晶膜，液晶膜的透明度受到数据处理模块输出的控制信号的控制；液晶膜设置在内层玻璃和外层玻璃之间。

可选地，调光部件包括液晶膜，液晶膜的透明度受到数据处理模块输出的控制信号的控制；液晶膜设置在内层玻璃和第二发电层之间。

可选地，调光部件还包括两层保护膜，两层保护膜分别设置于液晶膜的两侧。

可选地，调光部件包括第一卷帘和/或第二卷帘，第一卷帘和/或第二卷帘设置在外框上部靠近室内一侧，并由电机驱动。

可选地，数据处理模块包括无线通讯电路，用于输出控制信号给无线控制器；第一卷帘和/或第二卷帘进一步包括无线接收模块，用于接收无线控制器输出的控制信号，控制第一卷帘和/或第二卷帘的升降。

可选地，第一卷帘和/或第二卷帘均由透明材料制作，第一卷帘表面具有透明防紫外线涂层，第二卷帘表面具有透明隔热涂层。

可选地，第一卷帘和/或第二卷帘由储能模块供电或由外部电源供电。

可选地，数据处理模块包括：信号处理电路和控制电路；其中，信号处理电路与光照传感器和/或温度传感器相连，用于将光照传感器输出的光照强度信号和/或温度传感器输出的温度信号进行处理，得到光照强度和/或室内温度数据；控制电路与信号处理电路相连，用于根据光照强度和/或室内温度数据输出控制信号，控制调光部件调节自发电智能玻璃的透光量。

可选地，储能模块包括：整流电路、滤波电路、稳压电路、变压电路和储能元件；其中，整流电路与发电部件相连，用于将发电部件产生的交流的脉冲电转换为单相脉动的直流电；滤波电路与整流电路相连，用于将整流电路输出的单相脉动的直流电进行滤波处理；稳压电路与滤波电路相连，用于将滤波电路输出的滤除杂波干扰后的直流电进行稳压；变压电路与稳压电路相连，用于将稳压电路输出的直流电进行变压；储能元件与变压电路相连，用于将变压电路输出的直流电进行存储并向数据处理模块供电。

可选地，自发电智能玻璃进一步包括红外传感器，设置在外框靠近室外的一侧，用于房屋周围的监控和报警。

根据本实用新型提供的自发电智能玻璃，通过发电部件输出电能给储能模块，以提供电能供数据处理模块使用。光照传感器感应光照强度，温度传感器感应室内温度，得到相应的光照强度信号和温度信号。数据处理模块根据光照强度信号和温度信号，控制调光部件以调节自发电智能玻璃的透光量。本实用新型提供的自发电智能玻璃结构简单，智能化程度高，能够通过发电部件利用外力自发电，有效利用能源，节能环保。通过改变调光部件来调节透光量，同时也使得自发电智能玻璃兼顾了采光与隔热的功能。进一步，也可以通过具有防紫外线涂层和透明隔热涂层的卷帘实现调光的功能。

附图说明

图1为本实用新型提供的自发电智能玻璃实施例一的结构示意图；

图2为玻璃本体、调光部件和发电部件的截面示意图；

图3为玻璃本体、调光部件和发电部件的另一截面示意图；

图4为玻璃本体、调光部件和发电部件的又一截面示意图；

图5为本实用新型提供的自发电智能玻璃实施例一的功能模块示意图；

图6为储能模块的功能模块示意图；

图7为数据处理模块的功能模块示意图；

图8为本实用新型提供的自发电智能玻璃实施例二的结构示意图；

图9为本实用新型提供的自发电智能玻璃实施例二的功能模块示意图。

具体实施方式

为充分了解本实用新型之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本实用新型做详细说明，但本实用新型并不仅仅限于此。

图1为本实用新型提供的自发电智能玻璃实施例一的结构示意图，该实施例中，如图1所示，自发电智能玻璃，包括：外框100、玻璃本体200、调光部件(图中未示出)、发电部件(图中未示出)、光照传感器300和/或温度传感器400、储能模块500以及数据处理模块600。

其中，外框100内侧边缘设置有凹槽，用于固定玻璃本体200。调光部件设置在玻璃本体200内部或外框100上部，用于调节自发电智能玻璃的透光量。发电部件设置在玻璃本体200内部或外部，用于输出电能给储能模块500。光照传感器300设置在外框100的一侧，用于感应光照强度，得到并输出光照强度信号。温度传感器400设置在外框100靠近室内的一侧，用于感应室内温度，得到并输出温度信号。数据处理模块600设置在外框100内部，与光照传感器300和/或温度传感器400相连，用于根据光照传感器300输出的光照强度信号和/或温度传感器400输出的温度信号，输出用于控制调光部件调节自发电智能玻璃的透光量的控制信号。储能模块500设置在外框100内部，与发电部件连接，用于存储发电部件输出的电能并对数据处理模块600供电。

具体玻璃本体200、调光部件、发电部件的位置设置可参照图2，图2为玻璃本体、调光部件和发电部件的截面示意图。如图2所示，玻璃本体200包括内层玻璃210和外层玻璃220。内层玻璃210和外层玻璃220均为现有技术的玻璃，此处不做限定。

发电部件进一步包括第一发电层810，设置在外层玻璃220的外侧，不与内层玻璃210相接触。第一发电层810包括至少一个透明的第一发电器件，第一发电器件可以为三层结构、四层结构、五层居间薄膜结构或五层居间电极结构的摩擦发电机，或者采用压电发电机。当摩擦发电机或压电发电机在风力的作用下发生形变，可将风力所具有的动能转换为交流的脉冲电输出。

调光部件包括液晶膜710，还包括两层保护膜(图中未示出)，两层保护膜分别设置于液晶膜的两侧。液晶膜的透明度受到数据处理模块600输出的控制信号的控制。液晶膜710设置在内层玻璃210和外层玻璃220之间。液晶膜710带有两电极，在自然不通电状态下，液晶膜710内的液晶分子无序排列，则液晶膜710呈透光不透明的状态；在通电情况下，液晶分子有序排列，呈透明状态。液晶膜710的透明度随电压的增大而增大。

内层玻璃210、外层玻璃220、第一发电层810及液晶膜710各层之间采用透明有机胶粘合。

设置在玻璃本体200外的发电部件如第一发电层810所包括的发电器件产生的电能储存在储能模块500内并由储能模块500为用电器件如数据处理模块600供电。数据处理模块600根据光照传感器300和温度传感器400输出的光照强度信号和温度信号，控制输出给液晶膜710的电压的大小以便调节其透明度。例如，若室内温度较低，室外光照较强，则调节液晶膜710的电压，使液晶膜710的透明度提高，从而自发电智能玻璃透明度较高，进行采光取暖。当室内温度达到设定温度后，数据处理模块600调整输出电压，使液晶膜710的透明度降低，从而自发电智能玻璃透明度降低。若室外光照强度低，则不论室内温度高低，液晶膜710的透明度均处于高的状态，即自发电智能玻璃均处于透明度高的状态，以保证室内采光效果较佳。

发电部件进一步包括第二发电层，如图3所示，与图2不同之处在于，发电部件包括的第二发电层820设置在内层玻璃210和外层玻璃220之间。液晶膜710设置在内层玻璃210和第二发电层820之间。内层玻璃210、外层玻璃220、第二发电层820及液晶膜710各层之间采用透明有机胶粘合。

第二发电层820包括至少一个透明的第二发电器件，用于将太阳能转换为直流电输出。第二发电器件为太阳能发电板或薄膜太阳能电池等太阳能发电器件。太阳能发电器件产生的直流电可由储能模块所包括的储能元件直接储存。

进一步，发电部件还可同时包括第一发电层和第二发电层。如图4所示，第一发电层810设置在外层玻璃220的外侧，第二发电层820设置在内层玻璃210和外层玻璃220之间，液晶膜710设置在内层玻璃210和第二发电层820之间。内层玻璃210、外层玻璃220、第一发电层810、第二发电层820及液晶膜710各层之间采用透明有机胶粘合。这样发电部件可同时利用风力和太阳能进行发电。

当采用风力和太阳能发电时，如遇到阴天或无风的天气状况时，可能会有产生的电量不足的情况，这时也可采用外部电源供电，以保障用电器件的正常使用。或风力和太阳能发电电量充足，足以保障自发电智能玻璃使用时，此时储能模块所存储的电能也可以输出以供小型的用电设备使用。

图5为本实用新型提供的自发电智能玻璃实施例一的功能模块示意图，如图5所示，发电部件800所包括的发电器件如摩擦发电机，在风力的作用下发生形变，将风力所具有的动能转换为交流的脉冲电输出给储能模块500。储能模块500将存储后的电能提供给数据处理模块600。同时，数据处理模块600将光照传感器300输出的光照强度信号和温度传感器400输出的温度信号进行处理，根据光照强度信号和温度信号控制输出给液晶膜710的电压，以便调整液晶膜710的透明度，实现自动采光、调节室内温度、隔热等功能。

图6为储能模块的功能模块示意图。如图6所示，储能模块500包括：整流电路510、滤波电路520、稳压电路530、变压电路540和储能元件550。

整流电路510与发电部件800相连，用于将发电部件800产生的交流的脉冲电转换为单相脉动的直流电。

滤波电路520与整流电路510相连，用于将整流电路510输出的单相脉动的直流电进行滤波处理。

稳压电路530与滤波电路520相连，用于将滤波电路520输出的滤除杂波干扰后的直流电进行稳压。

变压电路540与稳压电路530相连，用于将稳压电路530输出的直流电进行变压。

储能元件550与变压电路540相连，用于将变压电路540输出的直流电进行存储并向数据处理模块供电。储能元件550可以为锂电池、镍氢电池或超级电容等储能元件。

图6中发电部件800产生的电流为交流的脉冲电，当发电部件800产生的电流为直流电时，发电部件800可直接与储能元件550相连，储能元件550可直接存储发电部件800产生的直流电。

图7为数据处理模块的功能模块示意图。如图7所示，数据处理模块600包括：信号处理电路610和控制电路620。

信号处理电路610与光照传感器300和/或温度传感器400相连，用于将光照传感器300输出的光照强度信号和/或温度传感器400输出的温度信号进行处理，得到光照强度和/或室内温度数据。

控制电路620与信号处理电路610相连，用于根据光照强度和/或室内温度数据输出控制信号，控制调光部件调节自发电智能玻璃的透光量。

根据本实用新型提供的自发电智能玻璃，通过发电部件输出电能给储能模块，以提供电能给数据处理模块。光照传感器感应光照强度，温度传感器感应室内温度，得到相关的光照强度信号和温度信号。数据处理模块根据光照强度信号和温度信号，控制调光部件调节自发电智能玻璃的透光量。本实用新型提供的自发电智能玻璃结构简单，智能化程度高，能够通过发电部件利用风力和/或太阳能自发电，有效利用能源，节能环保。通过改变液晶膜的透明度来调节透光量，在通电的情况下，液晶膜透光而不透明，兼顾了采光与隔热的功能。

图8为本实用新型提供的自发电智能玻璃实施例二的结构示意图。如图8所示，自发电智能玻璃，包括：外框100、玻璃本体200、调光部件、发电部件(图中未示出)、光照传感器300和/或温度传感器400、储能模块500以及数据处理模块600。

其中，调光部件包括第一卷帘720和/或第二卷帘730，第一卷帘720和/或第二卷帘730设置在外框100上部靠近室内一侧，并由电机驱动。第一卷帘720和/或第二卷帘730均由透明材料制作，第一卷帘720表面具有透明防紫外线涂层，第二卷帘730表面具有透明隔热涂层。

此时，数据处理模块600进一步包括无线通讯电路，用于输出控制信号给无线控制器(图中未示出)。第一卷帘720和/或第二卷帘730进一步包括无线接收模块，用于接收无线控制器输出的控制信号，控制第一卷帘720和/或第二卷帘730的升降。

数据处理模块600根据光照传感器300和温度传感器400输出的光照强度信号和温度信号，通过无线通讯电路输出控制信号给无线控制器。当无线控制器接收到该控制信息后，可以控制第一卷帘720和/或第二卷帘730的升降。例如，当室内温度较低，室外光照较强时，数据处理模块600控制第一卷帘720降下，第二卷帘730保持收起状态，此时阻挡紫外线，室内采光加热；当室内温度较高，室外光照较强时，数据处理模块600控制第一卷帘720和第二卷帘730均降下，此时既阻挡紫外线，又防止室内升温，同时保证采光。进一步，无线控制器可以设置为自动调节或手动调节。当无线控制器设置为自动调节时，在无线控制器接收到数据处理模块600输出的控制信息后，会自动根据控制信息调节第一卷帘720和/或第二卷帘730的升降。当无线控制器设置为手动调节时，用户可以根据自己的需要对第一卷帘720和/或第二卷帘730的升降进行调节。

第一卷帘720和/或第二卷帘730的宽度均大于或等于玻璃本体200的宽度。第一卷帘720和/或第二卷帘730可由储能模块500供电或由外部电源供电，此处不做限定。

本实施例的调光部件采用卷帘升降的方式实现采光、隔热、隔离紫外线的功能。与实施例一中采用液晶膜设置在玻璃本体内部，通过通电控制液晶膜的透明度不同，本实施例调光部件设置在外框上部，通过卷帘升降，控制自发电智能玻璃的透光量。除此之外，其他模块的说明可参考实施例一的说明，此处不再赘述。

图9为本实用新型提供的自发电智能玻璃实施例二的功能模块示意图，如图9所示，与实施例一的功能模块示意图不同之处在于，数据处理模块600通过无线通讯电路输出控制信号给无线控制器900，通过无线控制器900控制第一卷帘720和/或第二卷帘730的升降。无线控制器900可以设置为自动调节或手动调节。当无线控制器900设置为自动调节时，在无线控制器900接收到数据处理模块600输出的控制信息后，会自动根据控制信息调节第一卷帘720和/或第二卷帘730的升降。当无线控制器900设置为手动调节时，用户可以根据自己的需要对第一卷帘720和/或第二卷帘730的升降进行调节。

除此之外，其他模块的说明可参考实施例一的说明，此处不再赘述。

此外，自发电智能玻璃进一步包括红外传感器，设置在外框靠近室外的一侧，用于房屋周围的监控和报警。通过红外传感器监控房屋周围的情况，也可进一步保障屋内的安全。

根据本实用新型提供的自发电智能玻璃，通过发电部件输出电能给储能模块，以提供电能供数据处理模块。光照传感器感应光照强度，温度传感器感应室内温度，得到相关的光照强度信号和温度信号。数据处理模块根据光照强度信号和温度信号，控制调光部件调节自发电智能玻璃的透光量。本实用新型提供的自发电智能玻璃结构简单，智能化程度高，能够通过发电部件利用外力自发电，有效利用能源，节能环保。通过控制调光部件来调节透光量，同时也使得自发电智能玻璃兼顾了采光与隔热的功能。进一步，通过具有防紫外线涂层和透明隔热涂层的卷帘也可以实现调光的功能。

本实用新型中所提到的各种模块、电路均为由硬件实现的电路，虽然其中某些模块、电路集成了软件，但本实用新型所要保护的是集成软件对应的功能的硬件电路，而不仅仅是软件本身。

本领域技术人员应该理解，附图或实施例中所示的装置结构仅仅是示意性的，表示逻辑结构。其中作为分离部件显示的模块可能是或者可能不是物理上分开的，作为模块显示的部件可能是或者可能不是物理模块。

最后，需要注意的是：以上列举的仅是本实用新型的具体实施例子，当然本领域的技术人员可以对本实用新型进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (17)

1.一种自发电智能玻璃，其特征在于，包括：外框、玻璃本体、调光部件、发电部件、光照传感器和/或温度传感器、储能模块以及数据处理模块；其中，

所述外框内侧边缘设置有凹槽，用于固定所述玻璃本体；

所述调光部件设置在所述玻璃本体内部或所述外框上部，用于调节自发电智能玻璃的透光量；

所述发电部件设置在所述玻璃本体内部或外部，用于输出电能给所述储能模块；

所述光照传感器设置在所述外框的一侧，用于感应光照强度，得到并输出光照强度信号；和/或，所述温度传感器设置在所述外框靠近室内的一侧，用于感应室内温度，得到并输出温度信号；

所述数据处理模块设置在所述外框内部，与所述光照传感器和/或所述温度传感器相连，用于根据所述光照传感器输出的光照强度信号和/或所述温度传感器输出的温度信号，输出用于控制所述调光部件调节自发电智能玻璃的透光量的控制信号；

所述储能模块设置在所述外框内部，与所述发电部件连接，用于存储所述发电部件输出的电能并对所述数据处理模块供电。

2.根据权利要求1所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述玻璃本体包括内层玻璃和外层玻璃。

3.根据权利要求2所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述发电部件进一步包括第一发电层，设置在所述外层玻璃的外侧，不与内层玻璃相接触；

所述第一发电层包括至少一个透明的第一发电器件，用于将风力所具有的动能转换为交流的脉冲电输出。

4.根据权利要求3所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述第一发电器件为三层结构、四层结构、五层居间薄膜结构或五层居间电极结构的摩擦发电机，和/或压电发电机。

5.根据权利要求2或3所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述发电部件进一步包括第二发电层，设置在所述内层玻璃和所述外层玻璃之间；

所述第二发电层包括至少一个透明的第二发电器件，用于将太阳能转换为直流电输出。

6.根据权利要求5所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述第二发电器件为太阳能发电板或薄膜太阳能电池。

7.根据权利要求2或3所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述调光部件包括液晶膜，所述液晶膜的透明度受到所述数据处理模块输出的控制信号的控制；

所述液晶膜设置在所述内层玻璃和所述外层玻璃之间。

8.根据权利要求5所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述调光部件包括液晶膜，所述液晶膜的透明度受到所述数据处理模块输出的控制信号的控制；

所述液晶膜设置在所述内层玻璃和所述第二发电层之间。

9.根据权利要求7所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述调光部件还包括两层保护膜，所述两层保护膜分别设置于所述液晶膜的两侧。

10.根据权利要求8所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述调光部件还包括两层保护膜，所述两层保护膜分别设置于所述液晶膜的两侧。

11.根据权利要求1或2所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述调光部件包括第一卷帘和/或第二卷帘，所述第一卷帘和/或所述第二卷帘设置在所述外框上部靠近室内一侧，并由电机驱动。

12.根据权利要求11所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述数据处理模块包括无线通讯电路，用于输出控制信号给无线控制器；

所述第一卷帘和/或所述第二卷帘进一步包括无线接收模块，用于接收无线控制器输出的控制信号，控制所述第一卷帘和/或所述第二卷帘的升降。

13.根据权利要求11所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述第一卷帘和/或所述第二卷帘均由透明材料制作，所述第一卷帘表面具有透明防紫外线涂层，所述第二卷帘表面具有透明隔热涂层。

14.根据权利要求11所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述第一卷帘和/或所述第二卷帘由所述储能模块供电或由外部电源供电。

15.根据权利要求1所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述数据处理模块包括：信号处理电路和控制电路；其中，

所述信号处理电路与所述光照传感器和/或所述温度传感器相连，用于将所述光照传感器输出的光照强度信号和/或所述温度传感器输出的温度信号进行处理，得到光照强度和/或室内温度数据；

所述控制电路与所述信号处理电路相连，用于根据所述光照强度和/或室内温度数据输出控制信号，控制所述调光部件调节自发电智能玻璃的透光量。

16.根据权利要求1所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述储能模块包括：整流电路、滤波电路、稳压电路、变压电路和储能元件；其中，

所述整流电路与所述发电部件相连，用于将所述发电部件产生的交流的脉冲电转换为单相脉动的直流电；

所述滤波电路与所述整流电路相连，用于将所述整流电路输出的单相脉动的直流电进行滤波处理；

所述稳压电路与所述滤波电路相连，用于将所述滤波电路输出的滤除杂波干扰后的直流电进行稳压；

所述变压电路与所述稳压电路相连，用于将所述稳压电路输出的直流电进行变压；

所述储能元件与所述变压电路相连，用于将所述变压电路输出的直流电进行存储并向所述数据处理模块供电。

17.根据权利要求1所述的自发电智能玻璃，其特征在于，所述自发电智能玻璃进一步包括红外传感器，设置在所述外框靠近室外的一侧，用于房屋周围的监控和报警。