CN213898664U - 一种防雾霾窗 - Google Patents

Abstract

一种防雾霾窗；其构成如下：窗体外框(1)、窗体中框(2)、窗体内框(3)；其中：窗体外框(1)是整个产品的固定安装基础，其为框架式结构；窗体中框(2)布置在窗体外框(1)上，窗体内框(3)布置在窗体中框(2)上；窗体外框(1)与窗体中框(2)之间，窗体中框(2)与窗体外框(1)之间活动连接且均能相对旋转；在窗体外框(1)上还设置有防雾霾纱网(11)。本实用新型以将防雾霾、遮阳系统、智能开闭窗系统和监控系统综合运用于一体，起到更好的综合应用效果；其结构简单，成本较低，使用方便，省力，应用前景广阔，可实施性强，具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。

Description

一种防雾霾窗

技术领域

本实用新型涉及建筑或车用窗户的结构设计和应用技术领域，具体涉及一种防雾霾窗。

背景技术

随着城镇化日趋发展，高楼林立、建筑密集使绿色建筑概念逐渐深入人心。绿色、智能、系统，成为门窗产品研发的主题；现在窗户等产品设计和应用的主题是以人为本，要求产品研发能最大程度贴合人体健康的根本诉求。故此，在窗户的设计、制造和应用领域，严控产品性能，充分考虑产品的水密性、气密性、抗风压、机械力学强度、隔热、隔音、防盗、遮阳、耐候性、操作手感等方面的要求都必然水涨船高。在门窗制造设备、型材、配件、玻璃、粘胶、密封件等各环节的要求也必然精益求精，只有高质量高性能的产品，才是构件用智能科技力量引导人们追求绿色、环保、智能、健康生活方式的基础。

现有技术中，空气过滤器式的除室内PM2.5仅在进气孔处有可以阻隔的滤网，这一限制条件使得其使用范围受到很大限制，而且很小的窗户对于较大的空间而言能提供的净化效果甚微。

人们期望获得一种技术效果更好的防雾霾窗。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种技术效果优良的防雾霾窗。其能够节约室内空间、防止雨雪等极端天气时外部异物进入室内对室内环境造成破坏、安全性和防盗性较好、通风性好而且可以避免强风直接进入室内对室内环境造成破坏等。

一种防雾霾窗；其特征在于：其构成如下：窗体外框1、窗体中框2、窗体内框3；其中：窗体外框1是整个产品的固定安装基础，其为框架式结构；窗体中框2布置在窗体外框1上，窗体内框3布置在窗体中框2上；

窗体外框1与窗体中框2之间，窗体中框2与窗体内框3之间，都设置有能够改变相对姿态的开启或/和闭合机构；

窗体中框2与窗体外框1之间通过处于上部的连接结构连接为一体；

窗体中框2的开启方式为上悬外开式；即窗体中框2能够以窗体外框1上部或平行于窗体外框1上部的某虚拟轴为旋转中心进行开启或闭合动作；

窗体内框3能够以窗体中框2其中一个侧向边框或平行于侧向边框的某虚拟轴为旋转中心进行开启或闭合动作；

在窗体外框1或/和窗体中框2或/和窗体内框3上还设置有防雾霾纱网11。

本实用新型所述防雾霾窗，优选保护下述技术内容：

窗体外框1与窗体中框2之间，窗体中框2与窗体内框3之间，所设置的能够改变其相对姿态的开启或/和闭合机构具体分别是：中框推杆电机5、内框推杆电机4；其中：

中框推杆电机5、内框推杆电机4均为直流推杆电机；中框推杆电机5开启方式为上悬外开式，窗体中框2开启时其与窗体外框1所在平面的夹角为0-50°；中框推杆电机5由于克服重力所做的功比较大，选择的是体是南京理一讯电子有限公司生产的LX600型直流推杆电机；工作电压为DC12V，推力6000N，速度5mm/s；环境温度-40℃至75℃，额定功率55w，噪音等级45dB。其铝合金外壳耐腐蚀且美观，后期保养维修拆装特别便捷；推拉力较强，有着很强的自锁力；工作状态安静且有电控过载保护装置；

窗体内框3开启时其与窗体中框2所在平面的夹角为0-90°；

窗体内框3的开启方式为左悬旋转式，窗框的轴心在窗体内框3的最左侧，窗体内框3沿轴心向内开启；在这种情况下，内框推杆电机4仅克服摩擦力故所做的功小，选择的是南京理一讯电子有限公司生产的LX600型直流推杆电机；工作电压为DC12V，推力2000N，速度18mm/s，额定功率55w，环境温度-40℃至75℃，噪音等级45dB；

防雾霾纱网11是能够拉开或缩回的活动式结构，由防雾霾纱网电机控制防雾霾纱网的下拉或缩回；防雾霾纱网11是通过防雾霾纱网电机6实现拉开或缩回的活动式结构。

开启方式为上悬外开式的窗体中框2开启时其与窗体外框1所在平面的夹角优选范围为0-35°；

所述防雾霾窗上还设置有用于驱动防雾霾纱网11使其拉开或缩回的防雾霾纱网电机6具体是北京正科电机有限公司生产的634JSX505-31ZY型直流蜗轮蜗杆电机，工作电源为DC 12V，额定扭矩为22KG·CM，额定转速为11R/MIN，空载转速15R/MIN，额定电流1.4A。

所述防雾霾窗还设置有控制系统，其构成如下：

光照传感器7、雾霾传感器8、温湿度传感器9、雨雪传感器10、DSP控制器22、控制中心13、无线模块12、移动终端21；其中：光照传感器7、雾霾传感器8、温湿度传感器9、雨雪传感器10、控制中心13、无线模块12分别连接着DSP控制器22；DSP控制器22还分别通过电机驱动电路20连接着与各个电机驱动电路20对应的下述三者：中框推杆电机5、内框推杆电机4、防雾霾纱网电机6；此外，在DSP控制器22和中框推杆电机5或内框推杆电机4或防雾霾纱网电机6之间还设置有限位开关19；无线模块12与移动终端21无线连接。

DSP控制器22为TI公司的TMS320F28335型数字信号处理器；雾霾传感器8为北京攀藤科技有限公司第三代PMS3003-PM2.5激光传感器；光照传感器7为深圳科比微半导体有限公司OPT101模拟光照传感器模块；雨雪传感器10为广州市龙戈电子科技有限公司雨雪、雪花检测传感器模块；温湿度传感器9为广州市龙戈电子科技有限公司DHTM-025温湿度传感器。无线模块12为成都泽耀科技有限公司AS14B-TTL无线模块。

无线模块12功能：无线模块12与DSP控制器22中的USB接口连接，可以将信号由DSP控制器22无线发送至移动终端21，也可由移动终端21无线发送至DSP控制器22。

移动终端21作用：

1.可由移动终端21监控各传感器状态信息：各个传感器接收数据通过DSP控制器22解算后，经无线模块12将信息进行无线传输，发送至移动终端21达到监控效果。

2.可由移动终端21控制各电机运动：移动终端21可单独控制智能窗执行预定动作。由移动终端21处输入信号，经无线模块12发送至DSP控制器22，经解算后控制电机执行相应动作。

所述防雾霾窗中，窗体外框1、窗体中框2、窗体内框3都选用多腔式结构窗框，或者加厚型断桥铝型材，窗体内框3上布置有双层中空玻璃，边缘设置有多孔式PA66隔热条，且双层中空玻璃与窗体内框3直接设置有固定结构：汽车级三元乙丙密封胶层；相对于传统型断桥铝隔音好、型材质量高；

防雾霾纱网11采用三层贴合式结构，内芯为纤维混纺的静电驻极棉层24，两侧贴合复合层23。静电驻极棉层24内芯纤维直径为2～5μm，能够长期储存空间电荷和偶极电荷，可利用荷电纤维的库仑力去实现对微粒的捕获。两侧的复合层23可对直径较大微粒进行物理过滤。

所述防雾霾窗中，窗体中框2主体为“T”型结构，其分别与主体为“U”型的窗体内框3和主体结构为矩形框的窗体外框1相互之间构成能够相对旋转的活动连接结构。使用塑钢材质，改装方便，适用北方天气适用；本实用新型所述的各个窗框设计和应用方案可在现有塑钢窗体上进行适当改造，改造成本低，安全可靠。

所述防雾霾窗中，中框推杆电机5、内框推杆电机4、防雾霾纱网电机6三者都配套有专门对应的电机驱动电路20，其构成如下：

继电器ARELAY1、继电器BRELAY2、继电器CRELAY3、继电器DRELAY4、光电耦合器AOptoisolator1、光电耦合器BOptoisolator2、三极管AVT1和三极管BVT2；其中：

DSP控制器22接入端口之一即Port1端口通过电阻R1连接光电耦合器AOptoisolator1，光电耦合器AOptoisolator1还分别连接着：上游的+5V供电端、下游的5VGND及三极管AVT1的B级，三极管AVT1的E级连接继电器ARELAY1的接口1，继电器ARELAY1接口2连接+12V供电端，继电器ARELAY1的接口3接地；继电器ARELAY1的接口4连接电机和继电器BRELAY2的接口2；

同理，DSP控制器22的另一个接入端口即Port2端口通过电阻R3连接光电耦合器BOptoisolator2，光电耦合器BOptoisolator2还分别连接着：上游的+5V供电端、下游的5VGND及三极管BVT2的B级，三极管BVT2的E级连接继电器CRELAY3的接口1，继电器CRELAY3接口2连接+12V供电端，继电器CRELAY3的接口3接地；继电器CRELAY3的接口4连接电机和继电器DRELAY4的接口2；

继电器BRELAY2和继电器DRELAY4的接口3都连接5VGND；继电器BRELAY2和继电器DRELAY4的接口4都连接12VGND；继电器BRELAY2的接口1连接着继电器CRELAY3的接口1。

每个电机驱动电路以及接近开关限位电路均为上图所示的电机驱动电路原理图。通过H桥电路实现直流电机换向，并且作为执行机构与控制系统沟通的桥梁，同时保护控制电路。当需要电机执行动作时，DSP控制器22发送信号至左端电机驱动电路左上角的Port1端口，使流经电阻R1的电路导通，经光电耦合器AOptoisolator1使右端5V至接地线路导通，使三极管AVT1的B级得电，从而三极管AVT1的C级、E级导通，当继电器A RELAY1与继电器DRELAY4继电器中接口1、接口3导通时，接口2、接口4导通，使电机获得12V直流电源。当DSP控制器22给Port2端口发送信号时，同理，可使电机进行反转。该电路的目的是通过控制输出引脚高低电平达到控制电机正反转的效果。

所述防雾霾窗中与中框推杆电机5、内框推杆电机4、防雾霾纱网电机6三者连接的限位开关19都配套设置有用于支持与之专门对应的限位开关19的限位开关电路，其构成的关键单元是：继电器ERELAY13、继电器FRELAY 14、+12V接电端、信号线1、信号线2，还有连接DSP控制器22的端口Port7和端口Port 8；其中：

接近开关限位电路中信号线1、信号线2与限位开关19相接，Port7、Port 8端口与DSP控制器22引脚相接，正常状态为高电平；

信号线1、信号线2分别连接着继电器ERELAY13、继电器FRELAY 14的接口3，端口Port7和端口Port 8分别连接着继电器ERELAY13、继电器FRELAY 14的接口2；+12V接电端分别连接着继电器ERELAY13、继电器FRELAY 14的接口1，继电器ERELAY13和继电器FRELAY 14的接口4都接地。

当运动触发限位开关19响应时，继电器ERELAY13、继电器FRELAY 14中的接口1、接口3导通，从而使接口2、接口4导通，使Port7、Port8端口接地，由高电平变为低电平，使DSP控制器22接收到运动到位信号，形成闭环回路。

综上，作为防雾霾窗中安装基础的窗体外框1通常固定安装在建筑物墙体上或者车辆的竖直外壁上，并确定一个准确的定位。窗体中框2与窗体内框3都是以活动连接方式分别连接在窗体外框1、窗体中框2上的。防雾霾窗一组即可组成一个系统，可实现整体的联动控制。其驱动系统选择为电驱动，控制系统为嵌入式。

对于窗框运动方式选择不同的驱动装置，主要采用直流电机，可以扩展使用滑轨，旋转等形式，构建防雾霾窗的自动控制。在本实用新型中有两种运行方式：可采用定时开关或传感器获取信息；并将数据传输给处理器，再由处理器根据传感器输入的信息判断外部环境，最后输出信号给执行机构控制智能窗的开合。通过安装可感知外界环境参数不同的处理器，对于参数已设定标准值的范围区间选择相应的运动方式，可以实现不同状态条件下智能窗的功能。例如雾霾传感器可根据户外空气质量即PM2.5的含量多少接收数据，自动开合防雾霾纱网以保证户内的空气质量。

本实用新型中防雾霾窗的外框采用上悬外开的方式主要是考虑其在雨雪等天气条件下其仍具有良好的通风性能。它能在无人控制的条件下通过外置传感器即光照传感器7、雾霾传感器8、温湿度传感器9、雨雪传感器10接收到外界环境变化的信息，并将信号发送给DSP控制器22做出判断，相应的电机作出相应开合窗户的动作。

运动框中的窗体中框2直接与固定窗即窗体外框1连接，在位置层级上位于最外侧框内。开合方式为竖直方向翻转式，窗框最上沿为轴心，窗框整体朝室外进行一定角度的开启。这种开启方式适用于小雨、小雪等还在可开窗范围内的情况下。节约室内窗户周围竖直方向立体空间，有较大几率防止小雨小雪或其他外部中型污染物进入室内，保证仅进行室内室外空气的交互，对于低层建筑窗户有着良好的安全性，通风性能较好，可以短时间开启以临时取代换气功能。

本实用新型在窗体中框2选用外倒的开窗方式，在配合窗体内框3的水平方向翻转式有着得天独厚的条件，仅使用一个电机和简单的机构就可以满足两种不同的条件，上轴外倒的方式有助于小气流、小雨雪条件下的室内外空气交互。防雾霾窗的2号运动框使用开窗器实现上轴外倒功能的开启与关闭，在防雾霾窗的整体结构质量较大的前提下，电机选择不会特别合适。负载过大，对电机的要求比较高，很难满足小型的条件。开窗器一端连接在可以实现位移的滑轨上，滑轨固定在防雾霾窗的窗框上，另一端连接在2号活动框上。蜗轮蜗杆电机6与防雾霾纱网11间采用绳牵引式连接，利用耐磨、防水、拉力性强的编织鱼线连接电机轴与纱网边缘实现开合。

控制系统首先由控制中心13使用CCS6.1软件将算法代码输送至DSP控制器22，当传感器7、8、9、10接收到外界环境变化的信息时，将信号发送给内置DSP控制器22做出判断，从而将信号发送给电压转换控制电路，驱动电机产生相应的执行动作，当内框或中框到达限位开关处，产生反馈信号，使开闭动作停止，形成闭环回路控制系统。

光照传感器：选用的是一种内置16位模数转换器直接输出数字信号的传感器。采用已经改良过的更便于使用的简易电阻器版本，获得数据是计算电压来筛选有效的数据，收集数据则是通过其内部的光度计来测量得到。通过I2C模块与数字信号处理器进行通信。

雨雪传感器：采用一种带模拟和TTL高低电平信号差输出的雨水、雪花检测传感器模块，可直接通过GPIO接口与DSP控制器进行通信。它具有信号输出指示灯，低电平时有效输出指示灯亮。且湿度感应模块灵敏度可以调节，带有安装固定孔，便于固定安装。

雾霾传感器：通过RS232接口与DSP控制器连接进行通讯。而DSP控制器引脚输入或输出高低电平的特征电压分别为“2.4V”、“0.4V”，需采用串口转换芯片对RS232接口电平与DSP的TTL电平进行转换。

温湿度传感器：采用RS485协议，根据温湿度变化向DSP控制器输入不同的信号值，经算法解析后判断电机是否执行动作。

本实用新型以大通量窗户为基础，并在窗户上增加PM2.5隔膜，从而提出了一种较实用的防雾霾解决方案。其还可以进一步拓展用于高端建筑，并可以将防雾霾、遮阳系统、智能开闭窗系统和报警系统综合运用于一体，起到更好的综合应用效果。

本实用新型将防雾霾、遮阳系统、智能开闭窗系统和监控系统综合运用于一体，起到更好的综合应用效果；其结构简单，成本较低，使用方便，省力，应用前景广阔，可实施性强，具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。

附图说明

图1为防雾霾窗结构原理示意简图之关闭状态下的内侧视角立体图；

图2为防雾霾窗结构原理示意简图之关闭状态下的外侧视角立体图；

图3为防雾霾窗结构原理示意简图之窗体中框2打开状态下的内侧视角立体图；

图4为防雾霾窗结构原理示意简图之窗体内框3打开状态下的外侧视角立体图；

图5为使用多腔式结构窗框的窗体外框1、窗体中框2、窗体内框3在组合使用状态下的边框型材装配关系局部结构示意简图；

图6为防雾霾窗用控制系统构成原理示意简图；

图7为防雾霾纱网11截面材料的复合层23与纤维混纺静电驻极棉层24贴合的结构示意简图；

图8为电机驱动电路20原理图；

图9限位开关19对应的限位电路原理图。

具体实施方式

通过实施例进一步详细描述本发明，但不以任何方式限制本发明的范围。

附图标记含义是：窗体外框1、窗体中框2、窗体内框3、内框推杆电机4、中框推杆电机5、防雾霾纱网电机6、光照传感器7、雾霾传感器8、温湿度传感器9、雨雪传感器10、防雾霾纱网11、无线模块12；控制中心13；限位开关19、电机驱动电路20、移动终端21、DSP控制器22、复合层23、静电驻极棉层24；继电器ARELAY1、继电器BRELAY2、继电器CRELAY3、继电器DRELAY4、光电耦合器AOptoisolator1、光电耦合器BOptoisolator2、三极管AVT1和三极管BVT2。

图5省略密封件、玻璃等结构。

实施例1

一种防雾霾窗；其构成如下：窗体外框1、窗体中框2、窗体内框3；其中：窗体外框1是整个产品的固定安装基础，其为框架式结构；窗体中框2布置在窗体外框1上，窗体内框3布置在窗体中框2上；

窗体外框1与窗体中框2之间，窗体中框2与窗体内框3之间，都设置有能够改变相对姿态的开启或/和闭合机构；

窗体中框2与窗体外框1之间通过处于上部的连接结构连接为一体；

窗体中框2的开启方式为上悬外开式；即窗体中框2能够以窗体外框1上部或平行于窗体外框1上部的某虚拟轴为旋转中心进行开启或闭合动作；

窗体内框3能够以窗体中框2其中一个侧向边框或平行于侧向边框的某虚拟轴为旋转中心进行开启或闭合动作；

在窗体外框1或/和窗体中框2或/和窗体内框3上还设置有防雾霾纱网11。

窗体外框1与窗体中框2之间，窗体中框2与窗体内框3之间，所设置的能够改变其相对姿态的开启或/和闭合机构具体分别是：中框推杆电机5、内框推杆电机4；其中：

中框推杆电机5、内框推杆电机4均为直流推杆电机；中框推杆电机5开启方式为上悬外开式；中框推杆电机5由于克服重力所做的功比较大，选择的是体是南京理一讯电子有限公司生产的LX600型直流推杆电机；工作电压为DC 12V，推力6000N，速度5m/s；环境温度-40℃至75℃，额定功率55w，噪音等级45dB。其铝合金外壳耐腐蚀且美观，后期保养维修拆装特别便捷；推拉力较强，有着很强的自锁力；工作状态安静且有电控过载保护装置；

窗体内框3的开启方式为左悬旋转式，窗框的轴心在窗体内框3的最左侧，窗体内框3沿轴心向内开启；在这种情况下，内框推杆电机4仅克服摩擦力故所做的功小，选择的是南京理一讯电子有限公司生产的LX600型直流推杆电机；工作电压为DC12V，推力2000N，速度18mm/s，额定功率55w，环境温度-40℃至75℃，噪音等级45dB；

防雾霾纱网11是能够拉开或缩回的活动式结构。由防雾霾纱网电机控制防雾霾纱网的下拉或缩回。防雾霾纱网11是通过防雾霾纱网电机6实现拉开或缩回的活动式结构。

开启方式为上悬外开式的窗体中框2开启时其与窗体外框1所在平面的夹角优选范围为0-35°；

所述防雾霾窗上还设置有用于驱动防雾霾纱网11使其拉开或缩回的防雾霾纱网电机6具体是北京正科电机有限公司生产的634JSX505-31ZY型直流蜗轮蜗杆电机，工作电源为DC 12V，额定扭矩为22KG·CM，额定转速为11R/MIN，空载转速15R/MIN，额定电流1.4A。

所述防雾霾窗还设置有控制系统，其构成如下：

光照传感器7、雾霾传感器8、温湿度传感器9、雨雪传感器10、DSP控制器22、控制中心13、无线模块12、移动终端21；其中：光照传感器7、雾霾传感器8、温湿度传感器9、雨雪传感器10、控制中心13、无线模块12分别连接着DSP控制器22；DSP控制器22还分别通过电机驱动电路20连接着与各个电机驱动电路20对应的下述三者：中框推杆电机5、内框推杆电机4、防雾霾纱网电机6；此外，在DSP控制器22和中框推杆电机5或内框推杆电机4或防雾霾纱网电机6之间还设置有限位开关19；无线模块12与移动终端21无线连接。

DSP控制器22为TI公司的TMS320F28335型数字信号处理器；雾霾传感器8为北京攀藤科技有限公司第三代PMS3003-PM2.5激光传感器；光照传感器7为深圳科比微半导体有限公司OPT101模拟光照传感器模块；雨雪传感器10为广州市龙戈电子科技有限公司雨雪、雪花检测传感器模块；温湿度传感器9为广州市龙戈电子科技有限公司DHTM-025温湿度传感器。无线模块12为成都泽耀科技有限公司AS14B-TTL无线模块。

无线模块12功能：无线模块12与DSP控制器22中的USB接口连接，可以将信号由DSP控制器22无线发送至移动终端21，也可由移动终端21无线发送至DSP控制器22。

移动终端21作用：

1.可由移动终端21监控各传感器状态信息：各个传感器接收数据通过DSP控制器22解算后，经无线模块12将信息进行无线传输，发送至移动终端21达到监控效果。

2.可由移动终端21控制各电机运动：移动终端21可单独控制智能窗执行预定动作。由移动终端21处输入信号，经无线模块12发送至DSP控制器22，经解算后控制电机执行相应动作。

所述防雾霾窗中，窗体外框1、窗体中框2、窗体内框3都选用多腔式结构窗框，或者加厚型断桥铝型材，窗体内框3上布置有双层中空玻璃，边缘设置有多孔式PA66隔热条，且双层中空玻璃与窗体内框3直接设置有固定结构：汽车级三元乙丙密封胶层；相对于传统型断桥铝隔音好、型材质量高；

防雾霾纱网11采用三层贴合式结构，内芯为纤维混纺的静电驻极棉层24，两侧贴合复合层23。静电驻极棉层24内芯纤维直径为2～5μm，能够长期储存空间电荷和偶极电荷，可利用荷电纤维的库仑力去实现对微粒的捕获。两侧的复合层23可对直径较大微粒进行物理过滤。

所述防雾霾窗中，窗体中框2主体为“T”型结构，其分别与主体为“U”型的窗体内框3和主体结构为矩形框的窗体外框1相互之间构成能够相对旋转的活动连接结构。

所述防雾霾窗中，中框推杆电机5、内框推杆电机4、防雾霾纱网电机6三者都配套有专门对应的电机驱动电路20，其构成如下：

继电器ARELAY1、继电器BRELAY2、继电器CRELAY3、继电器DRELAY4、光电耦合器AOptoisolator1、光电耦合器BOptoisolator2、三极管AVT1和三极管BVT2；其中：

DSP控制器22接入端口之一即Port1端口通过电阻R1连接光电耦合器AOptoisolator1，光电耦合器AOptoisolator1还分别连接着：上游的+5V供电端、下游的5VGND及三极管AVT1的B级，三极管AVT1的E级连接继电器ARELAY1的接口1，继电器ARELAY1接口2连接+12V供电端，继电器ARELAY1的接口3接地；继电器ARELAY1的接口4连接电机和继电器BRELAY2的接口2；

同理，DSP控制器22的另一个接入端口即Port2端口通过电阻R3连接光电耦合器BOptoisolator2，光电耦合器BOptoisolator2还分别连接着：上游的+5V供电端、下游的5VGND及三极管BVT2的B级，三极管BVT2的E级连接继电器CRELAY3的接口1，继电器CRELAY3接口2连接+12V供电端，继电器CRELAY3的接口3接地；继电器CRELAY3的接口4连接电机和继电器DRELAY4的接口2；

继电器BRELAY2和继电器DRELAY4的接口3都连接5VGND；继电器BRELAY2和继电器DRELAY4的接口4都连接12VGND；继电器BRELAY2的接口1连接着继电器CRELAY3的接口1。

每个电机驱动电路以及接近开关限位电路均为上图所示的电机驱动电路原理图。通过H桥电路实现直流电机换向，并且作为执行机构与控制系统沟通的桥梁，同时保护控制电路。当需要电机执行动作时，DSP控制器22发送信号至左端电机驱动电路左上角的Port1端口，使流经电阻R1的电路导通，经光电耦合器AOptoisolator1使右端5V至接地线路导通，使三极管AVT1的B级得电，从而三极管AVT1的C级、E级导通，当继电器A RELAY1与继电器DRELAY4继电器中接口1、接口3导通时，接口2、接口4导通，使电机获得12V直流电源。当DSP控制器22给Port2端口发送信号时，同理，可使电机进行反转。该电路的目的是通过控制输出引脚高低电平达到控制电机正反转的效果。

所述防雾霾窗中与中框推杆电机5、内框推杆电机4、防雾霾纱网电机6三者连接的限位开关19都配套设置有用于支持与之专门对应的限位开关19的限位开关电路，其构成的关键单元是：继电器ERELAY13、继电器FRELAY 14、+12V接电端、信号线1、信号线2，还有连接DSP控制器22的端口Port7和端口Port 8；其中：

接近开关限位电路中信号线1、信号线2与限位开关19相接，Port7、Port 8端口与DSP控制器22引脚相接，正常状态为高电平；

信号线1、信号线2分别连接着继电器ERELAY13、继电器FRELAY 14的接口3，端口Port7和端口Port 8分别连接着继电器ERELAY13、继电器FRELAY 14的接口2；+12V接电端分别连接着继电器ERELAY13、继电器FRELAY 14的接口1，继电器ERELAY13和继电器FRELAY 14的接口4都接地。

当运动触发限位开关19响应时，继电器ERELAY13、继电器FRELAY 14中的接口1、接口3导通，从而使接口2、接口4导通，使Port7、Port8端口接地，由高电平变为低电平，使DSP控制器22接收到运动到位信号，形成闭环回路。

综上，作为防雾霾窗中安装基础的窗体外框1通常固定安装在建筑物墙体上或者车辆的竖直外壁上，并确定一个准确的定位。窗体中框2与窗体内框3都是以活动连接方式分别连接在窗体外框1、窗体中框2上的。防雾霾窗一组即可组成一个系统，可实现整体的联动控制。其驱动系统选择为电驱动，控制系统为嵌入式。

对于窗框运动方式选择不同的驱动装置，主要采用直流电机，可以扩展使用滑轨，旋转等形式，构建防雾霾窗的自动控制。在本实施例中有两种运行方式：可采用定时开关或传感器获取信息；并将数据传输给处理器，再由处理器根据传感器输入的信息判断外部环境，最后输出信号给执行机构控制智能窗的开合。通过安装可感知外界环境参数不同的处理器，对于参数已设定标准值的范围区间选择相应的运动方式，可以实现不同状态条件下智能窗的功能。例如雾霾传感器可根据户外空气质量即PM2.5的含量多少接收数据，自动开合防雾霾纱网以保证户内的空气质量。

本实施例中防雾霾窗的外框采用上悬外开的方式主要是考虑其在雨雪等天气条件下其仍具有良好的通风性能。它能在无人控制的条件下通过外置传感器即光照传感器7、雾霾传感器8、温湿度传感器9、雨雪传感器10接收到外界环境变化的信息，并将信号发送给DSP控制器22做出判断，相应的电机作出相应开合窗户的动作。

运动框中的窗体中框2直接与固定窗即窗体外框1连接，在位置层级上位于最外侧框内。开合方式为竖直方向翻转式，窗框最上沿为轴心，窗框整体朝室外进行一定角度的开启。这种开启方式适用于小雨、小雪等还在可开窗范围内的情况下。节约室内窗户周围竖直方向立体空间，有较大几率防止小雨小雪或其他外部中型污染物进入室内，保证仅进行室内室外空气的交互，对于低层建筑窗户有着良好的安全性，通风性能较好，可以短时间开启以临时取代换气功能。

本实施例在窗体中框2选用外倒的开窗方式，在配合窗体内框3的水平方向翻转式有着得天独厚的条件，仅使用一个电机和简单的机构就可以满足两种不同的条件，上轴外倒的方式有助于小气流、小雨雪条件下的室内外空气交互。防雾霾窗的2号运动框使用开窗器实现上轴外倒功能的开启与关闭，在防雾霾窗的整体结构质量较大的前提下，电机选择不会特别合适。负载过大，对电机的要求比较高，很难满足小型的条件。开窗器一端连接在可以实现位移的滑轨上，滑轨固定在防雾霾窗的窗框上，另一端连接在2号活动框上。蜗轮蜗杆电机6与防雾霾纱网11间采用绳牵引式连接，利用耐磨、防水、拉力性强的编织鱼线连接电机轴与纱网边缘实现开合。

控制系统首先由控制中心13使用CCS6.1软件将算法代码输送至DSP控制器22，当传感器7、8、9、10接收到外界环境变化的信息时，将信号发送给内置DSP控制器22做出判断，从而将信号发送给电压转换控制电路，驱动电机产生相应的执行动作，当内框或中框到达限位开关处，产生反馈信号，使开闭动作停止，形成闭环回路控制系统。

光照传感器：选用的是一种内置16位模数转换器直接输出数字信号的传感器。采用已经改良过的更便于使用的简易电阻器版本，获得数据是计算电压来筛选有效的数据，收集数据则是通过其内部的光度计来测量得到。通过I2C模块与数字信号处理器进行通信。

雨雪传感器：采用一种带模拟和TTL高低电平信号差输出的雨水、雪花检测传感器模块，可直接通过GPIO接口与DSP控制器进行通信。它具有信号输出指示灯，低电平时有效输出指示灯亮。且湿度感应模块灵敏度可以调节，带有安装固定孔，便于固定安装。

雾霾传感器：通过RS232接口与DSP控制器连接进行通讯。而DSP控制器引脚输入或输出高低电平的特征电压分别为“2.4V”、“0.4V”，需采用串口转换芯片对RS232接口电平与DSP的TTL电平进行转换。

温湿度传感器：采用RS485协议，根据温湿度变化向DSP控制器输入不同的信号值，经算法解析后判断电机是否执行动作。

本实施例以大通量窗户为基础，并在窗户上增加PM2.5隔膜，从而提出了一种较实用的防雾霾解决方案。其还可以进一步拓展用于高端建筑，并可以将防雾霾、遮阳系统、智能开闭窗系统和报警系统综合运用于一体，起到更好的综合应用效果。

本实施例结构简单，成本较低，使用方便，省力，在智能家居背景下具有广阔的应用前景，其可实施性强，具有可预期的较为巨大的经济价值和社会价值。

实施例2

本实施例主要内容与实施例1基本相同，其不同之处主要有：

窗体中框2开启时其与窗体外框1所在平面的夹角为0-50°；

窗体内框3开启时其与窗体中框2所在平面的夹角为0-90°；

没有无线模块12、移动终端21等功能单元；产品更为简化。

本实用新型包括但不只限于前述说明书中所披露的技术内容，在此基础上通过简单替换或者以此为基础简单拓展获得的技术方案也应在保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防雾霾窗，其特征在于：其构成如下：窗体外框(1)、窗体中框(2)、窗体内框(3)；其中：窗体外框(1)是整个产品的固定安装基础，其为框架式结构；窗体中框(2)布置在窗体外框(1)上，窗体内框(3)布置在窗体中框(2)上；

窗体外框(1)与窗体中框(2)之间，窗体中框(2)与窗体内框(3)之间，都设置有能够改变相对姿态的开启或/和闭合机构；

窗体中框(2)与窗体外框(1)之间通过处于上部的连接结构连接为一体；

窗体中框(2)的开启方式为上悬外开式；即窗体中框(2)能够以窗体外框(1)上部或平行于窗体外框(1)上部的某虚拟轴为旋转中心进行开启或闭合动作；

窗体内框(3)能够以窗体中框(2)其中一个侧向边框或平行于侧向边框的某虚拟轴为旋转中心进行开启或闭合动作；

在窗体外框(1)设置有防雾霾纱网(11)。

2.按照权利要求1所述防雾霾窗，其特征在于：

窗体外框(1)与窗体中框(2)之间，窗体中框(2)与窗体内框(3)之间，所设置的能够改变其相对姿态的开启或/和闭合机构具体分别是：中框推杆电机(5)、内框推杆电机(4)；其中：

中框推杆电机(5)、内框推杆电机(4)均为直流推杆电机；中框推杆电机(5)开启方式为上悬外开式，窗体中框(2)开启时其与窗体外框(1)所在平面的夹角为0-50°；中框推杆电机(5)是体是南京理一讯电子有限公司生产的LX600型直流推杆电机；

窗体内框(3)开启时其与窗体中框(2)所在平面的夹角为0-90°；

窗体内框(3)的开启方式为左悬旋转式，窗框的轴心在窗体内框(3)的最左侧，窗体内框(3)沿轴心向内开启；内框推杆电机(4)是南京理一讯电子有限公司生产的LX600型直流推杆电机；

防雾霾纱网(11)是通过防雾霾纱网电机(6)实现拉开或缩回的活动式结构。

3.按照权利要求2所述防雾霾窗，其特征在于：

开启方式为上悬外开式的窗体中框(2)开启时其与窗体外框(1)所在平面的夹角为0-35°；

所述防雾霾窗上还设置有用于驱动防雾霾纱网(11)使其拉开或缩回的防雾霾纱网电机(6)具体是北京正科电机有限公司生产的634JSX505-31ZY型直流蜗轮蜗杆电机。

4.按照权利要求1-3其中之一所述防雾霾窗，其特征在于：所述防雾霾窗还设置有控制系统，其构成如下：

光照传感器(7)、雾霾传感器(8)、温湿度传感器(9)、雨雪传感器(10)、DSP控制器(22)、控制中心(13)、无线模块(12)、移动终端(21)；其中：光照传感器(7)、雾霾传感器(8)、温湿度传感器(9)、雨雪传感器(10)、控制中心(13)、无线模块(12)分别连接着DSP控制器(22)；DSP控制器(22)还分别通过电机驱动电路(20)连接着与各个电机驱动电路(20)对应的下述三者：中框推杆电机(5)、内框推杆电机(4)、防雾霾纱网电机(6)；此外，在DSP控制器(22)和中框推杆电机(5)或内框推杆电机(4)或防雾霾纱网电机(6)之间还设置有限位开关(19)；无线模块(12)与移动终端(21)无线连接；

DSP控制器(22)为TI公司的TMS320F28335型数字信号处理器；雾霾传感器(8)为北京攀藤科技有限公司第三代PMS3003-PM2.5激光传感器；光照传感器(7)为深圳科比微半导体有限公司OPT101模拟光照传感器模块；雨雪传感器(10)为广州市龙戈电子科技有限公司雨雪、雪花检测传感器模块；温湿度传感器(9)为广州市龙戈电子科技有限公司DHTM-025温湿度传感器；无线模块(12)为成都泽耀科技有限公司AS14B-TTL无线模块。

5.按照权利要求4所述防雾霾窗，其特征在于：所述防雾霾窗中，窗体外框(1)、窗体中框(2)、窗体内框(3)都选用多腔式结构窗框，窗体内框(3)上布置有双层中空玻璃，边缘设置有多孔式PA66隔热条，且双层中空玻璃与窗体内框(3)直接设置有固定结构：汽车级三元乙丙密封胶层；

防雾霾纱网(11)采用三层贴合式结构，内芯为纤维混纺的静电驻极棉层(24)，两侧贴合有复合层(23)；静电驻极棉层(24)内芯纤维直径为2～5μm。

6.按照权利要求5所述防雾霾窗，其特征在于：所述防雾霾窗中，窗体中框(2)主体为“T”型结构，其分别与主体为“U”型的窗体内框(3)和主体结构为矩形框的窗体外框(1)相互之间构成能够相对旋转的活动连接结构。

7.按照权利要求4所述防雾霾窗，其特征在于：所述防雾霾窗中，中框推杆电机(5)、内框推杆电机(4)、防雾霾纱网电机(6)三者都配套有专门对应的电机驱动电路(20)，其构成如下：

继电器A(RELAY1)、继电器B(RELAY2)、继电器C(RELAY3)、继电器D(RELAY4)、光电耦合器A(Optoisolator1)、光电耦合器B(Optoisolator2)、三极管A(VT1)和三极管B(VT2)；其中：

DSP控制器(22)接入端口之一即Port1端口通过电阻R1连接光电耦合器A(Optoisolator1)，光电耦合器A(Optoisolator1)还分别连接着：上游的+5V供电端、下游的5VGND及三极管A(VT1)的B级，三极管A(VT1)的E级连接继电器A(RELAY1)的接口1，继电器A(RELAY1)接口2连接+12V供电端，继电器A(RELAY1)的接口3接地；继电器A(RELAY1)的接口4连接电机和继电器B(RELAY2)的接口2；

同理，DSP控制器(22)的另一个接入端口即Port2端口通过电阻R3连接光电耦合器B(Optoisolator2)，光电耦合器B(Optoisolator2)还分别连接着：上游的+5V供电端、下游的5VGND及三极管B(VT2)的B级，三极管B(VT2)的E级连接继电器C(RELAY3)的接口1，继电器C(RELAY3)接口2连接+12V供电端，继电器C(RELAY3)的接口3接地；继电器C(RELAY3)的接口4连接电机和继电器D(RELAY4)的接口2；

继电器B(RELAY2)和继电器D(RELAY4)的接口3都连接5VGND；继电器B(RELAY2)和继电器D(RELAY4)的接口4都连接12VGND；继电器B(RELAY2)的接口1连接着继电器C(RELAY3)的接口1。

8.按照权利要求7所述防雾霾窗，其特征在于：所述防雾霾窗中与中框推杆电机(5)、内框推杆电机(4)、防雾霾纱网电机(6)三者连接的限位开关(19)都配套设置有用于支持与之专门对应的限位开关(19)的限位开关电路，其构成的关键单元是：继电器E(RELAY13)、继电器F(RELAY 14)、+12V接电端、信号线1、信号线2，还有连接DSP控制器(22)的端口Port7和端口Port 8；其中：

接近开关限位电路中信号线1、信号线2与限位开关(19)相接，Port7、Port 8端口与DSP控制器(22)引脚相接；

信号线1、信号线2分别连接着继电器E(RELAY13)、继电器F(RELAY 14)的接口3，端口Port7和端口Port 8分别连接着继电器E(RELAY13)、继电器F(RELAY 14)的接口2；+12V接电端分别连接着继电器E(RELAY13)、继电器F(RELAY 14)的接口1，继电器E(RELAY13)和继电器F(RELAY 14)的接口4都接地。

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