一種建筑物用仿蝴蝶鱗片控溫系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種建筑物用仿蝴蝶鱗片控溫系統(tǒng)，它由檢測模塊、窗體裝置、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、聯(lián)動機(jī)構(gòu)、控制模塊五部分組成；檢測模塊包括溫度傳感器和角度傳感器；窗體裝置包括框架、葉片和葉片軸；驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括蝸輪軸、步進(jìn)電機(jī)、蝸輪、蝸桿和一體化支架；聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括曲柄、連桿、襯套、銷；控制模塊包括阻值電壓轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)和信號合成驅(qū)動電路；葉片和葉片軸均為多個(gè)，葉片裝置在葉片軸上；葉片軸的一側(cè)安裝有一個(gè)能擺動的曲柄，曲柄通過銷與連桿連接組成四連桿機(jī)構(gòu)。本發(fā)明根據(jù)仿生學(xué)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，可有效根據(jù)室內(nèi)的溫度變化進(jìn)行自動調(diào)節(jié)、運(yùn)行平穩(wěn)可靠，使用方便，可完全替代傳統(tǒng)的百葉窗。
【專利說明】一種建筑物用仿蝴蝶鱗片控溫系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種控溫系統(tǒng)，尤其涉及一種建筑物用仿蝴蝶鱗片控溫系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]夏熱冬冷地區(qū)在炎熱的夏天或寒冷的冬天，建筑物外墻的保溫隔熱效果直接關(guān)系 至IJ住戶能耗的高低，而建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫隔熱性能均不佳，圍護(hù)結(jié)構(gòu)中透明部分(窗、玻 璃幕墻、玻璃采光頂?shù)?的問題尤其嚴(yán)重。近年來，隨著住宅商品化進(jìn)程的加快，為了吸引 用戶，新建房的窗墻比有不斷增大的趨勢，加上公共建筑對造型要求高，使用玻璃多，許多 建筑的室內(nèi)溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了舒適的要求。
[0003]通常，人們用窗簾或內(nèi)置百葉窗等解決陽光照射問題，但這樣只能遮陽，而對減少 輻射得熱卻收效甚微，在夏季無法降低室內(nèi)溫度，冬季更無法提高室內(nèi)溫度。以往用于這種 用途的百葉窗基本都是手動的，為了百葉窗的開閉或角度的調(diào)節(jié)，使用者要調(diào)整系在百葉 窗上的繩，十分不便。而且是人通過感覺光照強(qiáng)弱去調(diào)節(jié)，一方面人的感覺不夠靈敏，另一 方面通過人的操作無法準(zhǔn)確調(diào)整百葉的角度，因此需要一種行之有效的、可自動調(diào)節(jié)的建 筑物用控溫系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題中的不足之處，本發(fā)明提供了一種仿蝴蝶鱗片控溫系統(tǒng)。
[0005]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種建筑物用仿蝴蝶鱗片控溫 系統(tǒng)，它由檢測模塊、窗體裝置、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、聯(lián)動機(jī)構(gòu)、控制模塊五部分組成；
[0006]檢測模塊包括溫度傳感器和角度傳感器；窗體裝置包括框架、葉片和葉片軸；驅(qū) 動機(jī)構(gòu)包括蝸輪軸、步進(jìn)電機(jī)、蝸輪、蝸桿和一體化支架；聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括曲柄、連桿、襯套、 銷；控制模塊包括阻值電壓轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)和信號合成驅(qū)動電路；
[0007]葉片和葉片軸均為多個(gè)，葉片裝置在葉片軸上；蝸輪軸的一側(cè)安裝有一個(gè)能擺動 的曲柄，所述曲柄通過銷與連桿連接組成四連桿機(jī)構(gòu)。
[0008]蝸輪為I / 4圓周的蝸輪，蝸輪帶動葉片在0?90°的范圍轉(zhuǎn)動。
[0009]步進(jìn)電機(jī)與蝸桿相連；所述蝸輪軸通過銷與一片葉片相連接；所述葉片軸與框架 通過襯套連接；所述框架的兩端和中間各安裝有一個(gè)角度傳感器。
[0010]溫度傳感器裝置在墻體、玻璃表面上，溫度傳感器輸入的基體表面溫度，通過阻值 電壓轉(zhuǎn)換電路將阻值變化轉(zhuǎn)化為電壓變化，再經(jīng)A / D轉(zhuǎn)換將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入 單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)溫度控制規(guī)律和設(shè)定值對步進(jìn)電機(jī)發(fā)出一個(gè)角度控制指令來驅(qū)動步進(jìn) 電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)帶動與其輸出軸相連接的蝸桿轉(zhuǎn)動，再傳動給與蝸桿相嚙合的蝸輪，以控制 通過銷連接在蝸輪軸上的葉片轉(zhuǎn)過設(shè)定角度；
[0011]步進(jìn)電機(jī)輸出角度經(jīng)過蝸輪和蝸桿傳動，傳給蝸輪軸，控制在蝸輪軸上的葉片沿 著步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)過一定的角度，同時(shí)帶動曲柄轉(zhuǎn)動，并通過連桿帶動其它葉 片軸上的葉片轉(zhuǎn)過相同的角度。[0012]本發(fā)明根據(jù)仿生學(xué)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，可有效根據(jù)室內(nèi)的溫度變化進(jìn)行自動調(diào)節(jié)、運(yùn) 行平穩(wěn)可靠，使用方便，可完全替代傳統(tǒng)的百葉窗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0014]圖1是本發(fā)明的窗體裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明的驅(qū)動軸與葉片連接示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明的驅(qū)動機(jī)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是本發(fā)明的線路控制原理框圖。
[0018]圖中:1、框架；2、葉片；3、葉片軸；4、曲柄；5、蝸輪軸；6、連桿；7、襯套；8、銷；9、步 進(jìn)電機(jī)；10、蝸輪；11、蝸桿。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1-圖4所示，本發(fā)明由檢測模塊、窗體裝置、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、聯(lián)動機(jī)構(gòu)、控制模塊五 部分組成；其中檢測模塊包括溫度傳感器和角度傳感器；窗體裝置包括框架1、葉片2和葉 片軸3 ;驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括蝸輪軸5、步進(jìn)電機(jī)9、蝸輪10、蝸桿11和一體化支架；聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括 曲柄4、連桿6、襯套7、銷8;控制模塊包括阻值電壓轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)和信號合成驅(qū)動電路。
[0020]葉片2和葉片軸3均為多個(gè)，葉片裝置在葉片軸3上；蝸輪軸5的一側(cè)各安裝一個(gè) 能擺動的曲柄4，曲柄4通過銷8與連桿6連接組成四連桿機(jī)構(gòu)。
[0021]蝸輪10為I / 4圓周的蝸輪，蝸輪10帶動葉片2在0?90°的范圍轉(zhuǎn)動。
[0022]步進(jìn)電機(jī)9與蝸桿11相連，蝸輪軸5通過銷與一片葉片相連接。葉片軸3與框架 I通過襯套7連接，襯套的作用是減少對葉片軸的摩擦，延長系統(tǒng)工作壽命。
[0023]在框架I兩端和中間各安裝有一個(gè)角度傳感器，將位置信號轉(zhuǎn)換成電信號后，輸 入單片機(jī)，用于閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)葉片轉(zhuǎn)角的精確定位。
[0024]溫度傳感器裝置在墻體、玻璃表面上，溫度傳感器輸入的基體表面溫度，通過阻值 電壓轉(zhuǎn)換電路將阻值變化轉(zhuǎn)化為電壓變化，再經(jīng)A / D轉(zhuǎn)換將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入 單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù)溫度控制規(guī)律和設(shè)定值對步進(jìn)電機(jī)9發(fā)出一個(gè)角度控制指令來驅(qū)動步 進(jìn)電機(jī)9，步進(jìn)電機(jī)9帶動與其輸出軸相連接的蝸桿11轉(zhuǎn)動，再傳動給與蝸桿11相嚙合的 蝸輪10，以控制通過銷連接在蝸輪軸5上的葉片2轉(zhuǎn)過設(shè)定角度。
[0025]步進(jìn)電機(jī)9輸出角度經(jīng)過蝸輪10和蝸桿11傳動，傳給蝸輪軸5，控制在蝸輪軸5 上的葉片沿著步進(jìn)電機(jī)9轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)過一定的角度，同時(shí)帶動蝸輪軸上5的上的曲 柄4轉(zhuǎn)動，并通過連桿6帶動其它葉片軸3上的葉片轉(zhuǎn)過相同的角度。由于該系統(tǒng)設(shè)計(jì)為閉 環(huán)控制，安裝在框架上的角度傳感器將葉片2的轉(zhuǎn)動角度反饋回來進(jìn)行修正，最終使葉片2 轉(zhuǎn)到預(yù)定位置。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0027]由于本發(fā)明一種仿蝴蝶鱗片建筑物外墻控溫系統(tǒng)，葉片組件涂有輻射率低于外墻 或窗戶基體溫控涂層，當(dāng)室內(nèi)溫度過高時(shí)，葉片角度旋大，增大基體對外部空間的輻射散熱 面積，加強(qiáng)對外散熱，可降低室溫，反之可提高室溫，實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)溫度的自動控制，減少住戶 能耗；聯(lián)動機(jī)構(gòu)使用曲柄連桿聯(lián)動形式，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠；使用蝸桿傳動，傳動比較大，運(yùn)行較平穩(wěn)，體積小，噪聲低，以及自鎖性好的特點(diǎn)非常適合百葉窗的任務(wù)要求， 同時(shí)省掉了對傳動機(jī)構(gòu)和聯(lián)動機(jī)構(gòu)的鎖緊設(shè)計(jì)；步進(jìn)電機(jī)工作可靠，控制簡單，并且定位精 度高；而熱敏電阻能靈敏的感知溫度變化，及時(shí)調(diào)整葉片旋角；葉片的實(shí)際轉(zhuǎn)動位置分別 由安裝在框體兩端和中間位置的三個(gè)角度傳感器(取平均值)將位置信號轉(zhuǎn)動換成電信號 后輸入控制器用于閉環(huán)控制，最終使葉片轉(zhuǎn)到預(yù)定位置，實(shí)現(xiàn)葉片角度的精確調(diào)整。
[0028]上述實(shí)施方式并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員在本發(fā)明的技術(shù)方案范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬于本發(fā) 明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種建筑物用仿蝴蝶鱗片控溫系統(tǒng)，其特征在于:它由檢測模塊、窗體裝置、驅(qū)動機(jī) 構(gòu)、聯(lián)動機(jī)構(gòu)、控制模塊五部分組成；所述檢測模塊包括溫度傳感器和角度傳感器；窗體裝置包括框架、葉片和葉片軸；驅(qū) 動機(jī)構(gòu)包括蝸輪軸、步進(jìn)電機(jī)、蝸輪、蝸桿和一體化支架；聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括曲柄、連桿、襯套、 銷；控制模塊包括阻值電壓轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)和信號合成驅(qū)動電路；所述葉片和葉片軸均為多個(gè)，葉片裝置在葉片軸上；蝸輪軸的一側(cè)安裝有一個(gè)能擺動 的曲柄，所述曲柄通過銷與連桿連接組成四連桿機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物用仿蝴蝶鱗片控溫系統(tǒng)，其特征在于:所述蝸輪為 I / 4圓周的蝸輪，蝸輪帶動葉片在O?90°的范圍轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物用仿蝴蝶鱗片控溫系統(tǒng)，其特征在于:所述步進(jìn)電機(jī) 與蝸桿相連；所述蝸輪軸通過銷與一片葉片相連接；所述葉片軸與框架通過襯套連接；所 述框架的兩端和中間各安裝有一個(gè)角度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑物用仿蝴蝶鱗片控溫系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度傳感 器裝置在墻體、玻璃表面上，溫度傳感器輸入的基體表面溫度，通過阻值電壓轉(zhuǎn)換電路將阻 值變化轉(zhuǎn)化為電壓變化，再經(jīng)A / D轉(zhuǎn)換將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入單片機(jī)，單片機(jī)根據(jù) 溫度控制規(guī)律和設(shè)定值對步進(jìn)電機(jī)發(fā)出一個(gè)角度控制指令來驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)帶動 與其輸出軸相連接的蝸桿轉(zhuǎn)動，再傳動給與蝸桿相嚙合的蝸輪，以控制通過銷連接在蝸輪 軸上的葉片轉(zhuǎn)過設(shè)定角度；所述步進(jìn)電機(jī)輸出角度經(jīng)過蝸輪和蝸桿傳動，傳給蝸輪軸，控制在蝸輪軸上的葉片沿 著步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動方向轉(zhuǎn)過一定的角度，同時(shí)帶動蝸輪軸上的曲柄轉(zhuǎn)動，并通過連桿 帶動葉片軸上的其它葉片轉(zhuǎn)過相同的角度。
【文檔編號】G05D23/20GK103558879SQ201310566535
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】蘇春建, 李甜甜, 郭素敏, 田和強(qiáng), 戴向云, 劉杰, 張金峰 申請人:山東科技大學(xué)