一种多功能智能窗户的制作方法

本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种多功能智能窗户。

背景技术：

随着科教兴国战略的实施，为提高全民族科技文化素质，不论是小学、初中、高中、高等院校还是研究院所，均设有实验室，寒暑假期间，大多数学校的实验室都是处于紧闭状态，但是实验室如果长期不通风的情况下，许多实验用品都会发生一定的损坏，化学药品也会散发出刺鼻的气味，当我们经过长时间再进入实验室，会感到身体不适。同样的，家中也存在同样的问题，当工作在外时突遇大风或大雨天气，不能及时回家中关窗，室内的物品容易受潮或吹入大量尘埃，相同的问题也常出现在无人值守的工作房间中，例如档案室、服务器室等等既需要时常通风又不能被大风大雨或烈日暴晒的房间。因此，需求能够根据室外天气环境自动开关窗的智能窗户，避免出现上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种旨在能够自动化根据室外环境开关窗的多功能智能窗户，以避免家中或实验室室内受潮。

具体技术方案如下：

一种多功能智能窗户，包括固装在房屋墙体上的窗框座体，窗框座体内具有与外界相通的窗口，

窗框座体上可滑动的安装有共轨设置百叶窗和推拉窗，且百叶窗和推拉窗的一侧边缘相连，窗框座体上固装有一推拉装置，推拉装置与推拉窗机械相连，用以带动推拉窗及百叶窗水平滑动；

窗框座体中于窗口位置的左右两边延伸方向分别向内开设有一个方形空腔，且方形空腔允许推拉窗及百叶窗水平滑动时进入方形空腔的内部；

多功能智能窗户还包括设置于窗框座体上的控制器和设置于窗框座体外侧的传感器组件，且传感器组件、推拉装置分别与控制器相电连；

传感器组件包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、风速风向传感器，分别用以监测室外环境的相关参数，并传输相关参数至控制器内；

控制器内具有根据相关参数判定开关窗以及应用推拉窗或百叶窗的程序，并根据判定结果驱动推拉装置带动推拉窗水平滑动，使得窗口位置处于窗口完全通风的状态或者推拉窗与窗口相对的状态或者百叶窗与窗口相对的状态。

在本发明提供的多功能智能窗户中，还具有这样的特征，百叶窗的内框体中沿竖直方向均匀布置有若干水平设置的转轴，且每一转轴上均安装有一叶片，转轴的两端均伸入百叶窗的外框体中，且每一转轴相同方向的一端均套装有一个传动齿轮；

外框体的内部固装有一伺服电机，伺服电机与控制器相电连且电机轴上套装有主动齿轮，主动齿轮和全部的传动齿轮的外部共同套装有一条同步带，同步带内侧具有与主动齿轮、传动齿轮相配的轮齿。

在本发明提供的多功能智能窗户中，还具有这样的特征，每一叶片上均设置有太阳能贴片，外框体中设置有走线通道，每一太阳能贴片均连接有一导线，且全部的导线在走线通道内结合为一股并与安装于外框体中的接线盒相电连；控制器内具有储电器，接线盒与储电器相电连。

在本发明提供的多功能智能窗户中，还具有这样的特征，百叶窗的下端分别设有电连伺服电机的第一触点和电连接线盒的第二触点，窗框座体上于窗口位置处设置有分别与控制器相电连的第一触点座和第二触点座，且在百叶窗与窗口相对时，第一触点与第一触点座相接触电连，第二触点与第二触点座相接触电连。

在本发明提供的多功能智能窗户中，还具有这样的特征，推拉装置包括固装在窗框座体上的丝杠电机和固装在推拉窗上的连接件，且连接件上水平开设有与丝杠电机的电机轴相配的螺纹孔道，丝杠电机的电机轴伸入螺纹孔道内。

在本发明提供的多功能智能窗户中，还具有这样的特征，窗框座体上于窗口的上下边缘位置上设有滑轨，且两条滑轨的左右两端均延伸入两个方形空腔中，百叶窗和推拉窗的上下两侧均具有与滑轨相配的滑槽。

在本发明提供的多功能智能窗户中，还具有这样的特征，控制器上具有显示屏，用以显示室外环境的相关参数。

在本发明提供的多功能智能窗户中，还具有这样的特征，控制器为stm单片机。

在本发明提供的多功能智能窗户中，还具有这样的特征，控制器内设定有室外环境中的相关参数分别相对应的阈值，相关参数包括温度、湿度、光照强度以及风速，且风速风向传感器还检测风向数据；

当湿度大于阈值或温度大于阈值或风速大于阈值，控制器判定进行关窗动作，控制器驱动丝杠电机运行并带动推拉窗水平移动至与窗口相对的位置；

当湿度、温度、风速均不大于阈值，且光照强度低于阈值时，控制器驱动丝杠电机运行并带动推拉窗、百叶窗水平移动，使得窗口位置处于完全通风的状态，此时百叶窗完全伸入方形空腔中，推拉窗部分伸入方形空腔中；

当湿度、温度、风速均不大于阈值，且光照强度不低于阈值时，控制器驱动丝杠电机运行并带动推拉窗、百叶窗水平移动，使得窗口位置处于百叶窗与窗口相对的状态，此时伺服电机、太阳能贴片分别与控制器相导通，控制器根据风向数据通过伺服电机调节叶片的翻转角度。

上述技术方案的有益效果在于：

(1)多功能智能窗户包括具有窗口的窗框座体，窗框座体上可滑动的安装有共轨设置且边缘相连的百叶窗和推拉窗，窗框座体上设有与推拉窗机械相连的推拉装置；窗框座体中具有允许推拉窗及百叶窗水平滑入内部的方形空腔，还包括控制器和传感器组件，传感器组件监测室外环境相关参数并传输至控制器内，控制器内具有根据相关参数判定开关窗以及应用百叶窗或推拉窗的程序，并根据判定结果驱动推拉装置带动推拉窗水平滑动，使得窗口位置处于窗口完全通风的状态或者推拉窗与窗口相对的状态或者百叶窗与窗口相对的状态。从而能够根据室外环境自动选择完全通风或关窗状态或者使用百叶窗的状态，以有效避免家中或实验室或各种无人值守的房间室内受潮的问题。

(2)百叶窗的内框体中布置有若干水平设置的转轴，每一转轴上均安装有一叶片，叶片构成百叶窗的内部结构，转轴一端均套装传动齿轮，百叶窗的外框体内固装伺服电机，伺服电机上套装主动齿轮，主动齿轮和传动齿轮外共同套装同步带，同步带内侧具有轮齿，从而实现稳定可靠的带动百叶窗所有叶片同时同向转动的效果，并能够精准的控制叶片调节至某一需求角度。

附图说明

图1为本发明的一种多功能智能窗户的实施例的立体结构图；

图2为本发明的一种多功能智能窗户的实施例中窗框座体的结构图；

图3为本发明的一种多功能智能窗户的实施例中百叶窗及推拉窗的透视结构图；

图4为本发明的一种多功能智能窗户的实施例的使用状态图一；

图5为本发明的一种多功能智能窗户的实施例的使用状态图二；

图6为本发明的一种多功能智能窗户的实施例的使用状态图三。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至6对本发明提供的多功能智能窗户作具体阐述。

参阅图1，为一种多功能智能窗户的实施例的立体结构图；结合图2，为一种多功能智能窗户的实施例中窗框座体的结构图；以及图3，为一种多功能智能窗户的实施例中百叶窗及推拉窗的透视结构图；以及图4-图6，为一种多功能智能窗户的实施例的使用状态图，其中，为清晰显示本发明多功能智能窗户的结构特征，图中部分结构省略示出，部分结构以透视的方式示出，例如图2中以虚线示出窗框座体内用以容置百叶窗及推拉窗的方形空腔3，图3中以透视方式示出百叶窗内的各部件结构。

如图1至图6中所示，本发明提供的多功能智能窗户包括固装在房屋墙体上的窗框座体1，窗框座体1内具有与外界相通的窗口2，窗框座体1上可滑动的安装有共轨设置百叶窗5和推拉窗4，且百叶窗5和推拉窗4的一侧边缘相连，具体的，窗框座体1上设置有滑轨结构，百叶窗5和推拉窗4的上下两侧均具有与滑轨相配的滑槽。窗框座体1上固装有一推拉装置，推拉装置与推拉窗4机械相连，用以带动推拉窗4及百叶窗5水平滑动；窗框座体1中于窗口位置的左右两边延伸方向分别向内开设有一个方形空腔3，且方形空腔3允许推拉窗4及百叶窗5水平滑动时进入方形空腔3的内部以起到隐藏的功能，同时使得推拉窗4及百叶窗5水平移动的幅度最大化。

多功能智能窗户还包括设置于窗框座体1上的控制器8和设置于窗框座体1外侧的传感器组件(图中未示出)，且传感器组件、推拉装置分别与控制器8相电连。具体的，控制器8与外部电源相电连，或也可以是控制器8内内置移动电源，传感器组件包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、风速风向传感器，分别用以监测室外环境中的温度、湿度、光照强度以及风速风向等相关参数，并传输该相关参数至控制器8内；

控制器8内具有根据相关参数判定开关窗以及应用百叶窗5或推拉窗4的程序，并根据判定结果驱动推拉装置带动推拉窗4水平滑动，使得窗口位置处于窗口2完全通风的状态或者推拉窗4与窗口2相对的状态或者百叶窗5与窗口2相对的状态。从而能够根据室外环境自动选择完全通风或关窗状态或者使用百叶窗5的状态，例如晴天无风的室外环境下，自然优选完全通风的状态，使得光照能够自然照射入室内(如图4)，而雨天环境下，则优选为推拉窗4与窗口2相对而处于关窗的状态(如图5)，再者，多云或阴天或晴天处于有一定风力的状态下，则选择百叶窗5与窗口2相对状态下通风而粉尘无法随风进入的状态(如图6)，以有效避免家中或实验室或各种无人值守的房间室内受潮的问题。

值得指出的是，上述的窗口位置意指在窗框座体1上的窗口2所在的位置处，并定义如图2中所示的方向为正方向，则纸面上的上下左右方向分别为本发明中提及的上下左右方向，垂直于纸面向上的方向为窗框座体1的内侧，也就是室内，对应的，垂直纸面向下的方向则为窗框座体2的外侧，即室外。且如图中可知，在本实施例中，百叶窗5位于推拉窗4的左侧，但显然不局限于此。此外，上述的窗口2完全通风的状态即百叶窗5和推拉窗4均移至窗口位置的左侧，均不正对着窗口，使得窗口全开能够完全通风。

在一种优选的实施方式中，具体如图1和图3中所示，百叶窗5的内框体51中沿竖直方向均匀布置有若干水平设置的转轴53，且每一转轴53上均安装有一叶片54，叶片54构成百叶窗5的内部结构，转轴53的两端均伸入百叶窗5的外框体52中，每一转轴53相同方向的一端均套装有一个传动齿轮55，百叶窗5的外框体52的内部固装有一伺服电机57，伺服电机57与控制器8相电连且电机轴上套装有主动齿轮58，主动齿轮58和全部的传动齿轮55的外部共同套装有一条同步带56，同步带56内侧具有与主动齿轮58、传动齿轮55相配的轮齿，从而实现稳定可靠的带动百叶窗5所有叶片54同时同向转动的效果，且伺服电机57对旋转的角度控制精确，从而能够精准的控制叶片54调节至某一需求角度。进一步的，叶片54和转轴53的数量均为四个。

作为进一步的优选实施方式中，每一叶片54上均设置有太阳能贴片，百叶窗5的外框体52中设置有走线通道63，每一太阳能贴片均连接有一导线，且全部的导线在走线通道63内结合为一股并与安装于外框体52中的接线盒59相电连，控制器8内具有储电器(图中未示出)，接线盒59与储电器相电连，用以在太阳能贴片采集太阳能后转化为电能并存储在储电器中，以对多功能智能窗户中各部件提供电能。进一步的，百叶窗5的下端分别设有电连伺服电机57的第一触点61和电连接线盒59的第二触点62，窗框座体1上于窗口位置处设置有分别与控制器8相电连的第一触点座和第二触点座(图中均为示出)，且在百叶窗5与窗口2相对时，第一触点61与第一触点座相接触电连，第二触点62与第二触点座相接触电连，从而在百叶窗5处于窗口位置时，伺服电机57和太阳能贴片分别导通。但也可以是伺服电机57、太阳能贴片与控制器8始终通过电线与控制器8相连接的设置。

在一种优选的实施方式中，推拉装置包括固装在窗框座体1上的丝杠电机6和固装在推拉窗4上的连接件7，且连接件7上水平开设有与丝杠电机6的电机轴相配的螺纹孔道，丝杠电机6的电机轴伸入螺纹孔道内，在丝杠电机6运转时通过相配的螺纹带动连接件7、推拉窗4以及百叶窗5水平移动，使得传动过程稳定可靠。进一步的，窗框座体1上于窗口2的上下边缘位置上设有滑轨11，且两条滑轨11的左右两端均延伸入两个方形空腔3中，百叶窗5和推拉窗4的上下两侧均具有与滑轨11相配的滑槽，从而便于两者水平滑动。上述的丝杠电机6由步进电机和螺杆相接构成，连接件7的数量可以是一个，也可以是多个，具体可根据推拉窗4的大小确定数量。进一步的，连接件7整体呈耳状结构，底部与推拉窗4通过螺栓相连，头端水平开设螺纹孔道，于螺纹孔道的两侧分别布置一个圆盘状结构，用以在连接件7活动至最左或最右时起到抵靠限止丝杠电机6的电机轴转动的功能。

在一种优选的实施方式中，具体如图1和图2中所示，控制器8上具有显示屏9，用以实时显示室外环境的相关参数。此外，控制器8为单片机，具体为stm32单片机。此外，为了相关参数监测的准确性，可设定湿度传感器检测及传输数据至控制器中的频率为实时或每十秒一次，而温度传感器、风速风向传感器、光照传感器的检测及传输数据的频率则设定为每分钟一次，从而防止误判和不间断动作的问题，当然上述数据也是可以进行相应修改的。

以下，以一种具体的实施方式进行说明，需要指出的是，以下实施方式中所描述之结构、工艺、选材仅用以说明实施方式的可行性，并无限制本发明保护范围之意图。

参阅图4至图6，本发明提供的多功能智能窗户在安装于墙体上后，控制器8位于室内，传感器组件位于室外，传感器组件采集室外温度、湿度、光照强度以及风速风向，其中风速风向传感器也为公众悉知的类型，网上皆有所公开其技术特征，故这里不予以展开，而控制器8内则具有各种天气环境参数下的阈值参数及对应处理动作，例如，优先值第一的是湿度，当湿度超过设定的阈值(60％)的时候，无论其他参数如何，均进行关窗的动作，具体为控制器8驱动丝杠电机6运转，带动推拉窗4及百叶窗5移动预设距离，使得推拉窗4与窗口位置相对，从而完成关窗的动作，当然，由于南北气候差异的存在，上述的各种阈值参数都是可更改的，同时，在窗口位置两侧可设置密封胶条以加强关窗动作后的密封效果，此皆为悉知的技术内容，故不予以展开。控制器内设定有室外环境中的相关参数分别相对应的阈值，相关参数包括温度、湿度、光照强度以及风速，且风速风向传感器还检测风向数据；因此，具体实施时主要分为以下情形：

当湿度大于阈值或温度大于阈值或风速大于阈值，所述控制器8判定进行关窗动作，所述控制器8驱动所述丝杠电机6运行并带动所述推拉窗4水平移动至与所述窗口2相对的位置；从而实现高温天气、大风天气、大雨天气保持窗口的关闭状态。

当湿度、温度、风速均不大于阈值，且光照强度低于阈值时，所述控制器8驱动所述丝杠电机6运行并带动所述推拉窗4、百叶窗5水平移动，使得所述窗口位置处于完全通风的状态，此时所述百叶窗5完全伸入所述方形空腔3中，所述推拉窗4部分伸入所述方形空腔3中；

当湿度、温度、风速均不大于阈值，且光照强度不低于阈值时，所述控制器8驱动所述丝杠电机6运行并带动所述推拉窗4、百叶窗5水平移动，使得所述窗口位置处于所述百叶窗5与所述窗口2相对的状态，此时所述伺服电机57、太阳能贴片分别与所述控制器8相导通，所述控制器8根据所述风向数据通过所述伺服电机57调节所述叶片54的翻转角度。以防止粉尘被吹入室内，同时起到通风和遮蔽较大强度光照的效果。

此外，当储电器内电量降低至预警值时，自动调节光照强度阈值至下一档，从而得到更多的充电机会，而实际上，由于发明具体应用时行动平缓较为省电，一般不会存在电量预警的状况，但依然在储电器中设置有一充电口，便于人工充电。

值得指出的是，控制器8内还可设置zigbee或4g或wifi等无线网络模块，控制器8通过无线网络模块与用户终端通讯相连，使得用户能够实时观测到各环境参数和窗口位置的状态，也可远程人工控制其运行过程，具有一定程度的优先值，同时控制器8还可通过无线网络模块从因特网上自行下载当前当地的天气状态，在得到橙色预警时自动提前进行关窗的动作。从而使得生活家居更为智能化。

在上述技术方案中，多功能智能窗户包括具有窗口2的窗框座体1，窗框座体1上可滑动的安装有共轨设置且边缘相连的百叶窗5和推拉窗4，窗框座体1上设有与推拉窗4机械相连的推拉装置；窗框座体1中具有允许推拉窗4及百叶窗5水平滑入内部的方形空腔3，还包括控制器8和传感器组件，传感器组件监测室外环境相关参数并传输至控制器8内，控制器8内具有根据相关参数判定开关窗以及应用百叶窗5或推拉窗4的程序，并根据判定结果驱动推拉装置带动推拉窗4水平滑动，使得窗口位置处于窗口2完全通风的状态或者推拉窗4与窗口2相对的状态或者百叶窗5与窗口2相对的状态。从而能够根据室外环境自动选择完全通风或关窗状态或者使用百叶窗5的状态，以有效避免家中或实验室或各种无人值守的房间室内受潮的问题。百叶窗5的内框体51中布置有若干水平设置的转轴53，每一转轴53上均安装有一叶片54，叶片54构成百叶窗5的内部结构，转轴53一端均套装传动齿轮55，百叶窗5的外框体52内固装伺服电机57，伺服电机57上套装主动齿轮58，主动齿轮58和传动齿轮55外共同套装同步带56，同步带56内侧具有轮齿，从而实现稳定可靠的带动百叶窗5所有叶片54同时同向转动的效果，并能够精准的控制叶片54调节至某一需求角度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。