CN219012428U - 一种感光自调节太阳能百叶窗及其建筑系统 - Google Patents

Abstract

本实用新式涉及一种感光自调节太阳能百叶窗及其建筑系统，百叶窗包括窗框和设置于窗框上的若干太阳能板叶片，若干太阳能板叶片平行设置形成百叶窗结构，还包括控制装置和传动装置，所述控制装置包括感光器件、控制器件和动力器件，所述感光器件用于感应太阳光线强弱，所述控制器件用于接收所述感光器件信号并控制所述动力器件作用。本实用新型中的百叶窗通过控制装置与传动装置的相互配合实现太阳光追踪目的，最大程度获取太阳光，进而提高能源利用率。

Description

一种感光自调节太阳能百叶窗及其建筑系统

技术领域

本实用新型涉及一种百叶窗结构，尤其涉及一种感光自调节太阳能百叶窗及其建筑系统。

背景技术

窗户作为室内的通风采光窗口是建筑物不可缺少的结构，若将太阳能板在窗户上广泛应用则必然会节约大量传统能源；现有窗户的遮阳装置通常为设置窗帘，在使用窗帘遮挡阳光的过程中，人为调整成为负担，夏季早上太阳光线充足，等到工作时，房间已被照射几小时以上，房间温度很高，此时人为调整百叶窗已不具任何意义。

专利202120477037.9中提到一种智能百叶窗，窗侧自上至下依次固定安装有步进电机、储能模块和电机控制器，步进电机的输出轴与右侧百叶片上设置的联动轴连接，储能模块与百叶片连接，储能模块还连接电机控制器，但该专利中未记载如何控制百叶开合。

发明内容

本实用新型的目的为提供一种能够根据太阳光光线强度调节百叶窗叶片开合幅度的百叶窗，基于该目的，本实用新型一方面提供了一种感光自调节太阳能百叶窗，另一方面提供了百叶窗的应用。

所采取的技术方案为：一种感光自调节太阳能百叶窗，包括窗框和设置于窗框上的若干太阳能板叶片，若干太阳能板叶片平行设置形成百叶窗结构，还包括控制装置和传动装置，所述控制装置包括感光器件、控制器件和动力器件，所述感光器件用于感应太阳光线强弱，所述控制器件用于接收所述感光器件信号并控制所述动力器件作用；所述传动装置用于连接所述动力器件和太阳能板叶片，所述动力器件通过所述传动装置控制所述太阳能板叶片旋转，所述传动装置包括至少一个主动齿轮、若干从动齿轮和齿条，所述动力器件带动所述主动齿轮动作，所述齿条与所述主动齿轮和所述从动齿轮啮合连接，所述主动齿轮通过所述齿条带动所述从动齿轮旋转，所述从动齿轮通过连接组件连接所述太阳能板叶片，所述从动齿轮旋转带动所述太阳能板叶片旋转。

作为一种优选方式，所述太阳能板叶片包括第一端部和第二端部，所述第一端部通过所述连接组件连接所述主动齿轮或所述从动齿轮，所述第二端部通过旋转组件可旋转设置在所述窗框上；每片太阳能板叶片对应一个从动齿轮或一个主动齿轮。

作为一种优选方式，所述连接组件包括连接件一和连接件二，所述连接件一上设置有用于连接太阳能板叶片的第一凹槽和用于连接连接件二的第二凹槽，所述太阳能板叶片端部安装于所述第一凹槽内，所述连接件二上设置有与所述第二凹槽相适应的凸起部，所述凸起部与所述第二凹槽嵌合连接，所述连接件二连接所述连接件一与所述主动齿轮或从动齿轮。

作为一种优选方式，所述连接件二还包括轴部，所述轴部与所述主动齿轮或从动齿轮同轴连接，所述主动齿轮或从动齿轮通过径向设置的连接螺栓连接所述轴部。

作为一种优选方式，所述齿条以分段形式设置在滑板上，所述窗框侧梁上设置有滑轨，所述滑板与所述滑轨滑动连接，滑动方向与所述太阳能板叶片旋转轴垂直，所述主动齿轮通过啮合的齿条带动所述滑板滑动，进而通过其余齿条带动对应的从动齿轮转动。

作为一种优选方式，所述窗框侧梁上设置有用于布线的线槽，太阳能板输电线路通过所述线槽通向储电装置。

作为一种优选方式，所述感光器件设置在所述窗框的横梁上。

作为一种优选方式，若干太阳能板叶片的输电线路并联后连接储电装置，所述储电装置与所述动力器件电连接。

作为一种优选方式，所述旋转组件包括连接件一和连接件二，所述连接件一连接所述太阳能板叶片，所述连接件二一端固定连接所述连接件一，另一端通过轴部旋转连接所述窗框侧梁。

在应用时，将上述百叶窗结构安装在玻璃窗内，可直接应用在已有窗户上，避免了重新拆卸窗户带来的繁琐和成本问题。

所产生的技术效果包括：1、本实用新型中的百叶窗通过采用太阳能光伏面板作为建筑物窗，不仅起到美观修饰效果，而且利用吸光产能获取电能，实现绿色能源转换；

2、本实用新型中的百叶窗通过控制装置与传动装置的相互配合实现太阳光追踪目的，最大程度获取太阳光，进而提高能源利用率；

3、本实用新型中的传动装置通过齿轮与齿条的啮合实现一主动齿轮和多从动齿轮的作业方式，保证步调一致的同时节约了能耗；

4、本实用新型中通过连接组件实现太阳能板叶片与窗框的连接，太阳能板叶片与连接件一、连接件一与连接件二之间通过凹槽的设置，便于各部件之间的拆装，同时方便了扭矩的传输，保证旋转动作的稳定性；

5、本实用新型中通过在连接件二上设置三个并排的凸起部与连接件一连接，实现扭矩的稳定传输；

6、本实用新型中采用滑板与滑轨的配合方式，实现齿轮传动动作的传输，保证了传输纽带的稳定性，避免了脱轨或啮合不当的可能性；

7、本实用新型中通过打胶固定与设线槽走线相结合的方式保证太阳能板输电线路的稳定性，防止输电线路与叶片旋转之间产生相互影响。

附图说明

图1百叶窗的正侧整体结构示意图；

图2百叶窗背侧的结构示意图；

图3左侧梁局部主视图；

图4左侧梁局部俯视图；

图5、图6左侧梁立体结构局部图；

图7传动装置与叶片连接结构局部示意图；

图8、图9连接件一结构示意图；

图10连接件二结构示意图；

图11主动齿轮与从动齿轮连接关系示意图；

图中1、窗框，101、上横梁，102、下横梁，103、左侧梁，104、右侧梁，2、感光器件，3、控制器件，4、主动齿轮，5、从动齿轮，6、步进电机，7、齿条，8、滑板，9、滑轨，10、滑块，11、线槽，1101、通孔，12、叶片，13、连接件一，1301、第一凹槽，1302、第二凹槽，1303、贯穿孔，14、连接件二，1401、凸起部，1402、轴部，15、轴承，16、安装板。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型做详尽的介绍，但应当理解为本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制，为了便于说明，所涉及到的位置关系如上、下、左、右均以百叶窗使用时的常规状态为准进行的说明，或者以图1所示角度进行的说明。

太阳能板：一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片，包括单晶硅太阳能板、多晶硅太阳能板和薄膜(非晶硅)太阳能电池板。其发电原理均为：太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由p区流向n区，电子由n区流向p区，接通电路后就形成电流。

感光器件：光电转换器件，感知光信号并将光信号转换为电信号进行传输。

本实用新型将太阳能板作为百叶窗叶片12应用于百叶窗上，并根据太阳光强弱调节叶片12开合程度，所形成的百叶窗结构包括窗框、太阳能板叶片12、控制装置和传动装置，太阳能板叶片12包括但不限于单晶硅太阳能板、多晶硅太阳能板、钙钛矿薄膜电池板等，各太阳能板均以玻璃基底设置在窗框上，太阳能板叶片12通过传动装置旋转设置在窗框上，控制装置用于感知光线强弱并通过传动装置控制太阳能板叶片12旋转角度。

控制装置包括感光器件2、控制器件3和动力器件，感光器件2接收光线信号，并将光线信号传输至控制器件3，控制器件3根据接收到的光线信号控制动力器件动作，感光器件2为可感知太阳光线强弱的一切感应元器件，包括但不限于太阳光光强感应器、特定波段光强感应器，若为太阳光光强感应器则可根据全光谱太阳光强弱调节叶片12开合程度，若为特定波段光强感应器，则可根据太阳能板进行光电转换的作用波段选择对应的传感器，特定波段光强感应器仅感知对应波段的光线强弱，进行调控太阳能板叶片12开合程度，感光器件2为市场购得，具体可以选用Risym GY-302BH1750光强传感器、TEMT6000光强传感器。控制器件3为可根据接收信号下发指令的元器件，本申请中控制器件3可选用西门子S7-200 PLC。动力器件为能够输出动力的装置或器件，本实用新型中采用步进电机6。

传动装置包括至少一个主动齿轮4、多个从动齿轮5和齿条7，主动齿轮4、从动齿轮5和齿条7均啮合连接，其中主动齿轮4连接动力器件，动力器件带动主动齿轮4旋，主动齿轮4通过齿条7带动从动齿轮5旋转，每个太阳能板叶片12对应一个主动齿轮4或一个从动齿轮5，具体设置形式可以为两种，其一是主动齿轮4不直接连接太阳能板叶片12，每个太阳能板叶片12对应一个从动齿轮5，这种设置下主动齿轮4通过从动齿轮5带动叶片12旋转；其二是主动齿轮4对应一太阳能板叶片12，在驱动对应的太阳能板叶片12旋转的同时驱动其余从动齿轮5旋转。不管哪种设置方式，需要保证的是所有太阳能板叶片12同步旋转，旋转角度相同，图中展示示例为其二方式。齿条7设置在滑板8上，滑板8与窗框侧梁滑动连接，具体设置方式为：窗框左侧梁103上设置滑轨9，滑板8上设置有滑块，滑板8与滑块固定连接，滑块与滑轨9滑动连接，滑轨9方向与叶片12旋转轴垂直。滑轨9与滑块之间契合方式不做限定，作用方式为：主动齿轮4通过啮合连接的齿条7带动滑板8沿滑轨9移动，进而通过齿条7带动从动齿轮5旋转，进而驱动对应的太阳能板叶片12旋转。

为了进一步说明百叶窗结构，将本实用新型的窗框根据图1所示位置拆分为上横梁101、下横梁102、左侧梁103和右侧梁104，太阳能板叶片12两端分别为第一端部和第二端部，第一端部连接左侧梁103，第二端部连接右侧梁104，如图3-5所示，左侧梁103和右侧梁104上均设置有线槽11，槽壁上设置有用于输电线路穿过的通孔1101，太阳能板叶片12两端均有输电线路引出，输电线路穿过通孔1101进入线槽11，各太阳能板叶片12的线路在线槽11内并联后连接储电装置，该设置方式防止布线错乱，进而影响叶片12旋转，侧梁上还设置有安装板16，用于将窗框安装于建筑物上，具体为安装在原有玻璃窗上。

如图7-11所示，太阳能板叶片12与齿轮之间的连接方式可以设置为通过连接组件固定连接，连接组件具体包括连接件一13和连接件二14，如图8、图9所示，连接件一13为较太阳能板厚的连接板，连接板的一侧设置有第一凹槽1301，另一侧设置有第二凹槽1302，第一凹槽1301与太阳能板厚度相适应，太阳能板叶片12第一端部插入第一凹槽1301内与第一连接件连接，如图10所示，连接件二14包括凸起部1401和轴部1402，其中凸起部1401与第二凹槽1302相适应，凸起部1401与第二凹槽1302的连接方式可以选用以下方式中的一种：其一直接插入第二凹槽1302内连接，其二在插入第二凹槽1302内后通过螺栓等固定件进行固定连接，其三凸起部1401与第二凹槽1302过盈配合。凸起部1401具体为一维方向分布的若干凸起，本实施例中设置有三个圆柱，对应的第二凹槽1302为三个柱形槽，该设置可以在采用较小连接件的情况下保证扭矩的传输，减轻了百叶窗整体重量同时保证了使旋转过程中的动力稳定性。本实施例中连接件一13上还设置有贯穿孔1303，贯穿孔1303形状不做限定，可以是圆形通孔、长方形通孔或异形通孔，贯穿孔1303由太阳能板叶片12一侧通向侧梁一侧，具体使用方式为：太阳能板叶片12的输电线路穿过贯穿孔1303引出至通孔1101，而后进入线槽11，该设置可以避免太阳能板输电线路在叶片12旋转过程中发生绕线问题，进一步为了防止旋转过程中，输电线路脱落或缠绕，输电线路穿过贯穿孔1303后通过打胶的方式与连接件一13固定。作为一种优选方式，在左横梁上还设置有轴承15，连接件二14的轴部1402与轴承15滚动连接，在穿过轴承15后连接主动齿轮4或从动齿轮5，齿轮与轴部1402固定连接，其连接方式可选择以下任一种：其一，在齿轮上设置径向的螺栓孔，在螺栓孔内设置紧固螺栓，通过紧固螺栓将轴部1402与齿轮固定连接；其二，在齿轮和轴部1402上设置径向通孔，在通孔内设置闩销连接齿轮和轴部1402；其三，可以在轴部1402侧壁设置轴向的突块，齿轮内壁设置轴向的导槽，凸块与导槽嵌合链接，三种连接方式均能保证较大扭矩的传输。

太阳能板叶片12的第二端部通过旋转组件设置在右侧梁104上，旋转组件可以是任意能使太阳能板叶片12绕轴旋转的装置，具体可以设置为包括连接件一13、连接件二14和轴承15，连接件一13、连接件二14结构与第一端部设置相同，轴承15设置在右侧梁104上，连接件二14的轴部1402通过轴承15可旋转连接右侧梁104，作为一种优选方式，太阳能板叶片12两端的连接件二14同轴设置，且均置于太阳能板叶片12的中轴线上。

作为本实用新型中百叶窗的一种优选安装步骤，具体如下：

1、在上横梁101上部开槽，放入感光器件2，然后通过螺丝固定方式固定在上横梁101上；

2、上横梁101与两侧侧梁(左侧梁103和右侧梁104)连接，具体为上横梁101放入左侧梁103和右侧梁104内侧上方，然后锁紧螺丝使其连接固定；

3、组装太阳能板叶片12与连接件一13：将太阳能板叶片12两端插入连接件一13上的第一凹槽1301内与连接件一13连接，然后把两侧太阳能板叶片12的输电线路从连接件一13上的贯穿孔1303位置引出，打胶使输电线路在贯穿孔1303内固定，防止太阳能板叶片12运行转动时输电线路抖动和脱落；

4、组装连接件二14：将连接件二14上的凸起部1401插入连接件一13上的第二凹槽1302，连接件二14轴部1402套上轴承15；

5、向窗框上安装太阳能板叶片12：将步骤4中的轴承15安装在左侧梁103和右侧梁104的轴承15安装孔内，将太阳能板叶片12安装在窗框上，单片百叶片12至窗框后，后续所有百叶片12以此类推组装至窗框上，窗框内侧组装完成。

6、整理输电线路：每片太阳能板叶片12两侧的输出线通过通孔1101引入线槽11内并联为一条输出线引至储电装置。

7、安装其余器件：步进电机6、控制器件3均通过螺丝固定在下横梁102上，步进电机6、控制器件3、感光器件2均通过太阳能板叶片12供电。

8、连接传动装置：将齿轮与连接件二14的轴部1402固定连接，并使齿条7与齿轮啮合连接。

10、安装下横梁102，安装方式与上横梁101相同。

在使用时，可将整个窗框安装在建筑物已有玻璃窗上，具体可以使本申请中的窗框固定在原玻璃窗窗框上，置于玻璃朝向室内的一侧，该种使用方式避免了原玻璃窗的改造，且置于玻璃窗内可防止太阳能板叶片遭受外界粉尘或雨水的侵蚀，延长太阳能板叶片的使用寿命。

本实用新型中百叶窗可设置为：在夜间无光照模式下，感光器件无光信号产生至控制器件中，步进电机不进行运转，百叶窗叶片处于竖直状态，即处在闭合模式，隔绝外部光线。当早上太阳光出现时，感光器件接收到微弱光强，产生信号至控制器件，控制器件控制电机运转，根据光信号的强弱来控制步进电机的开启时间，叶片旋转至设定角度。在日照过程中，通过感光器件的信号输出，使太阳能板叶片最大程度的接收到能量，从而最大程度转换为电力。

最后应说明的是：这些实施方式仅用于说明本实用新型而不限制本实用新型的范围。此外，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种感光自调节太阳能百叶窗，包括窗框和设置于窗框上的若干太阳能板叶片，若干太阳能板叶片平行设置形成百叶窗结构，其特征在于：还包括控制装置和传动装置，所述控制装置包括感光器件、控制器件和动力器件，所述感光器件用于感应太阳光线强弱，所述控制器件用于接收所述感光器件信号并控制所述动力器件作用；

所述传动装置用于连接所述动力器件和太阳能板叶片，所述动力器件通过所述传动装置控制所述太阳能板叶片旋转，所述传动装置包括至少一个主动齿轮、若干从动齿轮和齿条，所述动力器件带动所述主动齿轮动作，所述齿条与所述主动齿轮和所述从动齿轮啮合连接，所述主动齿轮通过所述齿条带动所述从动齿轮旋转，所述从动齿轮通过连接组件连接所述太阳能板叶片，所述从动齿轮旋转带动所述太阳能板叶片旋转。

2.根据权利要求1所述的感光自调节太阳能百叶窗，其特征在于：所述太阳能板叶片包括第一端部和第二端部，所述第一端部通过所述连接组件连接所述主动齿轮或所述从动齿轮，所述第二端部通过旋转组件可旋转设置在所述窗框上；每片太阳能板叶片对应一个从动齿轮或一个主动齿轮。

3.根据权利要求1所述的感光自调节太阳能百叶窗，其特征在于：所述连接组件包括连接件一和连接件二，所述连接件一上设置有用于连接太阳能板叶片的第一凹槽和用于连接连接件二的第二凹槽，所述太阳能板叶片端部安装于所述第一凹槽内，所述连接件二上设置有与所述第二凹槽相适应的凸起部，所述凸起部与所述第二凹槽嵌合连接，所述连接件二连接所述连接件一与所述主动齿轮或从动齿轮。

4.根据权利要求3所述的感光自调节太阳能百叶窗，其特征在于：所述连接件二还包括轴部，所述轴部与所述主动齿轮或从动齿轮同轴连接，所述主动齿轮或从动齿轮通过径向设置的连接螺栓连接所述轴部。

5.根据权利要求1所述的感光自调节太阳能百叶窗，其特征在于：所述齿条以分段形式设置在滑板上，所述窗框侧梁上设置有滑轨，所述滑板与所述滑轨滑动连接，滑动方向与所述太阳能板叶片旋转轴垂直，所述主动齿轮通过啮合的齿条带动所述滑板滑动，进而通过其余齿条带动对应的从动齿轮转动。

6.根据权利要求5所述的感光自调节太阳能百叶窗，其特征在于：所述窗框侧梁上设置有用于布线的线槽，太阳能板输电线路通过所述线槽通向储电装置。

7.根据权利要求1所述的感光自调节太阳能百叶窗，其特征在于：所述感光器件设置在所述窗框的横梁上。

8.根据权利要求1所述的感光自调节太阳能百叶窗，其特征在于：若干太阳能板叶片的输电线路并联后连接储电装置，所述储电装置与所述动力器件电连接。

9.根据权利要求2所述的感光自调节太阳能百叶窗，其特征在于：所述旋转组件包括连接件一和连接件二，所述连接件一连接所述太阳能板叶片，所述连接件二一端固定连接所述连接件一，另一端通过轴部旋转连接所述窗框侧梁。

10.安装有权利要求1-9任一项所述的感光自调节太阳能百叶窗的建筑系统，其特征在于：包括玻璃窗和百叶窗，权利要求1-9任一项所述的百叶窗安装于建筑物的玻璃窗内，太阳光穿过玻璃后照射在所述太阳能板叶片上。

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