一种智能窗户

1.本发明涉及智能家居技术领域，更具体的说是涉及一种能够根据环境情 况进行自动控制的智能窗户。


背景技术：

2.在日常生活中，常常会遇到外面刮风或下雨了，而人们由于工作、学习 或外出游玩不在家，窗户却没有关，造成人们财产损失，或者天气很好，想 开窗透透气，却身在外面不能开的问题，影响正常的工作和学习。作为人们 日常工作和生活起居场所必需条件，所有场所都必定装有窗户，但现在的窗 户全靠人来开关，这已经渐渐跟不上人们对日益增长的生活质量的需求，随 着人们对生活高质量，高舒适性，便利性和高安全性要求的提高，智家电及 用传感技术，信息处理技术和自动控制技术等；对室内煤气、烟雾浓度；恶 劣天气因素下雨、刮风等进行检测识别，通过设定的安全参数，自动处理各 种对家居环境和人体不利的信息，实现全自动开关窗，保证人们所处环境安 全舒适的同时，也解决了因人们外出，而忘开关窗户带来的各种隐患和不便。
3.因此，如何提供一种能够根据环境因素自行控制开合的智能窗户是本领 域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明旨在提供一种智能窗户，以至少在一定程度上解决现 有技术中的上述技术问题之一。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.一种智能窗户，包括窗户本体、驱动机构和智能控制机构；所述窗户本 体包括窗框和窗扇；
7.驱动机构设置在所述窗框的内部，包括滑轨、连杆机构、齿条、齿轮组 和电机，所述窗框的相对的槽边均设有所述滑轨，并装设有对应的滑块，窗 扇的相对边分别通过连杆机构连接在对应侧的滑轨与滑块上，所述齿条与其 中一侧的所述滑块固定，所述齿轮组与所述齿条啮合并通过电机驱动；
8.所述智能控制机构包括信息采集组件和控制器，信息采集组件包含多种 数据采集部件并分别与控制器电信号连接，控制器接收信号后控制电机和窗 扇的动作。
9.优选的，在上述的一种智能窗户中，所述连杆机构采用平面四连杆机构。
10.优选的，在上述的一种智能窗户中，所述窗扇的底部和顶部均通过所述 连杆机构与窗框连接，当所述窗扇的在连杆机构的带动下处于打开状态时， 所述窗扇的边缘脱离窗框，处于窗框的内侧，与所述窗框之间存在间隙。
11.优选的，在上述的一种智能窗户中，所述窗扇的开合角度为0～85
°
。
12.优选的，在上述的一种智能窗户中，所述齿轮组包括两个伞齿轮和多个 直齿轮，电机通过伞齿轮改变力的传递方向，通过直齿轮的啮合改变输出的 传动比。
13.优选的，在上述的一种智能窗户中，所述信息采集组件包括风雨传感器、 光强传感器、声音传感器、烟雾传感器和障碍传感器，并分别与控制器电连 接。
14.优选的，在上述的一种智能窗户中，所述控制器包括控制模块和与其电 连接的通信模块和遥控模块，能够与终端app连接，并通过app终端和遥控 器终端进行控制。
15.优选的，在上述的一种智能窗户中，还包括警报模块，当控制器接收到 异常型号后，在驱动窗扇动作的同时发出声音警报，并通过通讯模块向app 终端进行报警。
16.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种智 能窗户，其主要优点及效果在于：
17.便于清洁，窗扇通过连杆机构直接与窗框连接，当窗扇打开时，窗扇脱 离窗框并于窗框之间形成较宽的间隔，在清洁窗扇玻璃时能够轻松的进行两 侧清洁，更为方便且安全性更高；
18.控制方便，在室内时，能够通过遥控器、声控等方式对窗户进行开合控 制，当操作者不在室内及附近时，能够通过手机app进行远程控制，解决了 因人们外出，而忘开关窗户带来的各种隐患和不便；
19.智能化程度更高，能够根据环境情况进行智能控制，如遇到大风或降雨 的情况，传感器能够将接收的信号传递给控制器，通过控制器自行控制窗户 的开合，避免雨水和沙尘对屋内造成破坏；当遇到火灾情况，传感器接收到 烟雾信号，自行打开窗户，发出警报，并对主人进行提醒，避免延误火情， 保障屋内人员的安全，当检测到屋内有小孩靠近窗户时，能够自动关闭防止 其发生意外，并且当有外物从外部靠近窗户时，能够自行关闭，起到防盗的 作用，进一步提升了安全性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
21.图1为本发明的结构示意图；
22.图2为本发明的正视图；
23.图3为图2中的a处的放大图；
24.图4为图2的俯视图；
25.图5为本发明中连杆机构的结构示意图；
26.图6为本发明中连杆机构的分解示意图；
27.图7为本发明的控制系统架构图。
具体实施方式
28.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做 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。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、
ꢀ“
左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等 指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描 述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的 方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、
ꢀ“
连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以 是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接 相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元 件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理 解上述术语在本发明中的具体含义。
31.请参阅附图1-7为本发明的一种智能窗户，包括窗户本体1、驱动机构2 和智能控制机构；其中，
32.窗户本体1包括窗框10和窗扇11，窗框10的内缘底部和顶部均设有内 凹的槽边，并且底部的边框内部中空，形成安装腔；
33.驱动机构2包括滑轨20、滑块26、平面四连杆组、齿条22、齿轮组23 和电机24，滑轨20设有两个，分别固定在窗框10内缘顶部和底部的槽边内， 并分别滑动连接有滑块26，处于底部的滑块26贯穿滑轨20的滑槽并穿入安 装腔内，平面四连杆组设有两组，每组平面四连杆组中的第三连杆212和第 四连杆213的连接端铰接在对应侧的滑块26上，第二连杆211的连接端对应 铰接在滑轨20的端部，窗扇11的底部和顶部分别与对应侧平面四连杆组的 第一连杆210固定，电机24和齿轮组23和齿条22均安装在安装腔内，齿条 22的啮合端与齿轮组23的动力输出轮啮合，背侧与对应的滑块26固定，电 机24的输出轴与齿轮组23的动力输入轮连接，通过电机24、出轮组驱动齿 条22沿滑轨20方向往复运动，并通过齿条22带动滑块26和平面四连杆组 动作，实现窗扇11的开启和关闭，并且由于窗扇11是通过顶部和底部的平 面四连杆组与窗框10连接，不同于传统的合页连接，因此窗扇11在开启后， 能够与窗框10形成较大间隔，方便对内外侧的玻璃进行清洁，更为方便安全；
34.智能控制机构包括控制器和与控制器连接信息采集组件，其中，控制器 包括控制模块和与其电连接的通信模块、遥控模块，控制模块还与电机24电 连接；信息采集组件包括风雨传感器、光强传感器、声音传感器、烟雾传感 器、障碍传感器，并分别与控制模块电信号连接；
35.风雨传感器设置在窗框10的外部，自动感应风力强度与降雨情况，当达 到设定阙值时将信息反馈至控制模块，关闭窗户，光强传感器设置在窗框10 外部，能够监测光照强度，结合风雨传感器，既保证了对风雨的快速反应， 又兼顾了光感和雨感的快速反应，更为人性化；
36.声音传感器设置在窗框10内侧，用于收集声音信息，接收声音进行判断， 进而进行智能控制；烟雾传感器可以检测烟雾浓度，使用时可设置一个烟雾 检测阀值，当烟雾传感器检测到环境烟雾浓度大于设置的烟雾阀值时，继电 器闭合同时报警指示灯亮、蜂鸣器响起报警提示，同时窗户自动打开；当烟 雾传感器检测到环境烟雾浓度降低到设置的烟雾阀值以下时，继电器断开同 时报警指示灯灭、蜂鸣器停止报警，窗户关闭，提升安全性；
37.障碍传感器包括红外传感器和超声波传感器，红外传感器设置在窗框10 内、外侧，当有东西穿过窗户时，红外感应收到信号，报警器发出响声，可 以防止入室盗窃，超声
波传感器设置在窗框内侧，室内有小孩靠近窗户时， 自行关闭，防止发生意外；
38.控制模块通过接收采集的信号判断环境情况，并根据具体情况控制电机 24的动作，实现窗扇11的开启与关闭，智能化程度更高。
39.为了进一步优化上述技术方案，平面四连杆组包括第一连杆210、第二连 杆211、第三连杆212和第四连杆213，其中，第二连杆211的一端与滑轨20 端部的固定块201铰接，另一端与第一连杆210的中部铰接，第三连杆212 的一端与滑块26的一端铰接，另一端与第一连杆210靠近滑块26的一端铰 接，第四连杆213的一端与滑块26的另一端铰接，另一端与第二连杆211的 中部铰接，当滑块26抵接在滑轨20的限位板202时，平面四连杆组处于关 闭状态，窗扇11处与关闭状态，当滑块26向固定块201一侧移动时，平面 四连杆组逐渐打开，窗扇11组件开启至最大角度。
40.在本发明的优选实施例中，平面四连杆组的各构件均采用不锈钢材料制 备。
41.具体的，本装置中窗扇的开合角为0～85
°
。
42.在本发明的优选实施例中，电机24可以采用步进电机24。
43.为了进一步优化上述技术方案，齿轮组23包括伞齿轮一、伞齿轮二、直 齿轮一、直齿轮二、直齿轮三和直齿轮四，伞齿轮一固定在电机24的输出轴 上，伞齿轮二和直齿轮一固定在同一个转轴上，转轴通过轴承座25固定在安 装腔内，伞齿轮二与伞齿轮一呈90度垂直，直齿轮二和直齿轮三固定在同一 个转轴上，转轴通过轴承座25固定在安装腔内，且直齿轮一与直齿轮二啮合， 直齿轮四通过转轴和轴承座25固定在安装腔内，并且直齿轮三和直齿轮四啮 合的同时，直齿轮四与顶部的齿条22啮合，通过电机24转动，能够将动力 传输至齿条22，带动齿条22做往复运动，此齿轮组23不仅能够实现传动方 向的改变，并且通过直齿轮的传动比实现二级减速，使窗扇11的开合动作更 为平稳。
44.在本发明的优选实施例中，控制模块的cpu控制端可以选用 stc89c52rc单片机，通信模块可以选用wifi通讯模块，遥控模块可以选用 红外遥控模块，通过wifi通讯模块可以连接对应的app软件，通过手机等 终端对控制模块下达指令控制窗扇11的开合，通过红外遥控模块可以对遥控 器进行键值设置，使红外接收器接收到特定键值时，将信息反馈到控制器， 对窗扇11进行控制。
45.为了进一步优化上述技术方案，还可以设置语音模块，将语音模块与控 制模块连接，通过设置语音指令实现窗扇11的开合。
46.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都 是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。 对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述 的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
47.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。