一种可调节光强度室内天窗的制作方法

本发明涉及天窗技术领域，具体而言，尤其涉及一种可调节光强度室内天窗。

背景技术：

许多室内结构都伴有天窗，天窗由于其透光范围大，且范围局限，当太阳光线过强时，会使室内的局部位置的光强度过大而使室内使用者感到不适。而现在市场上的可调节百叶窗控制局限性大，结构复杂耗能大，且调节方式较为单一，无论是在安装还是使用上都给使用者造成一定不必要的麻烦。

技术实现要素：

根据上述提出的现有可调节百叶窗控制局限性大，结构复杂耗能大，且调节方式较为单一，无论是在安装还是使用上都给使用者造成一定不必要的麻烦的技术问题，而提供一种可调节光强度室内天窗。本发明主要通过改变变结构百叶窗的旋转叶片开合度，从而控制室内的光照强度。

本发明采用的技术手段如下：

一种可调节光强度室内天窗，包括：用于调节室内光照强度的变结构百叶窗、感光单元、控制单元和驱动单元，所述控制单元分别与所述感光单元和所述驱动单元电连接，所述感光单元设置于天窗下的光照范围内的室内空间，用于接收当前光强信号，并将信号传输给置于室内的所述控制单元，所述控制单元将当前光强信号与使用者给入所需光强度进行比较，对所述驱动单元进行指令控制；所述驱动单元与所述变结构百叶窗相连，为所述变结构百叶窗提供动力源；

所述变结构百叶窗包括天窗边框、支撑部件、中央链接单元和支撑座，所述天窗边框与所述中央链接单元分别连接在所述支撑部件的两端，所述支撑部件至少设有四组，相邻两组所述支撑部件间连接有若干旋转叶片；所述中央链接单元中部设有贯穿通长孔，所述通长孔内连接有丝杠，所述丝杠的一端端部通过联轴器与所述驱动单元相连，所述驱动单元位于所述中央链接单元的一侧；所述中央链接单元的另一侧与所述支撑座相连，所述支撑座内部开有的内螺纹与所述丝杠开有的外螺纹配合连接；

所述支撑部件包括可变结构支撑杆ⅰ和可变结构支撑杆ⅱ，所述可变结构支撑杆ⅰ的一端与所述天窗边框相连，所述可变结构支撑杆ⅱ与所述中央链接单元相连；所述可变结构支撑杆ⅰ和所述可变结构支撑杆ⅱ之间发生相对滑动，控制所述支撑部件的收缩和拉伸，驱动所述旋转叶片旋转，实现所述旋转叶片的打开与闭合；

工作过程中，所述控制单元控制所述驱动单元动作，所述驱动单元通过所述丝杠带动所述支撑座运动，继而驱动所述中央链接单元在所述丝杠上进行上下往复移动，控制所述支撑部件的收缩和拉伸，改变所述旋转叶片的开合度，从而改变进入室内的光照强度。

进一步地，所述可变结构支撑杆ⅰ和所述可变结构支撑杆ⅱ间的连接方式为插入式或贴合式；连接方式为插入式时，所述可变结构支撑杆ⅰ的内部为空腔结构，所述空腔结构内插入所述可变结构支撑杆ⅱ；连接方式为贴合式时，所述可变结构支撑杆ⅰ的一侧外表面和所述可变结构支撑杆ⅱ的一侧外表面贴合连接。

进一步地，所述可变结构支撑杆ⅰ上等间隔设置有若干贯穿通孔，若干所述通孔的中轴线位于同一平面，以每个所述通孔的中轴线上各点为圆心开设贯穿圆弧通槽；所述可变结构支撑杆ⅱ上间隔设置有若干贯穿l形通槽，所述l形通槽与所述通孔相连通。

进一步地，所述通孔和所述l形通槽共同连接有弯角管ⅰ，所述弯角管ⅰ贯穿伸出所述通孔和所述l形通槽，所述弯角管ⅰ沿所述l形通槽上的一段通槽结构进行往复移动；伸出的所述弯角管ⅰ的两端分别连接在两侧所述旋转叶片上。

进一步地，所述通孔的直径小于或等于所述l形通槽的槽口宽度。

进一步地，所述圆弧通槽与所述l形通槽共同连接有弯角管ⅱ，所述弯角管ⅱ沿所述l形通槽上的另一段通槽结构和所述圆弧通槽进行往复移动；伸出的所述弯角管ⅱ分别连接在两侧所述旋转叶片上。

进一步地，所述圆弧通槽的槽口宽度与所述l形通槽的槽口宽度相等。

进一步地，所述圆弧通槽的圆弧角度为75°-110°。

进一步地，所述中央链接单元的形状为中央结构内部采取直通孔形状，所述直通孔的大小根据丝杆的直径而定，其四周部分采用至少四个铰支座结构，用于连接若干所述支撑部件，若干所述铰支座结构绕中央结构在圆周方向上呈等角度间隔设置。

进一步地，所述感光单元设有5-10个，以五点取样法设置，可以减小误差，从而更准确地得到室内当前光照强度的具体值；所述感光单元为光敏电阻，或光电传感器，或光电二极管。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的可调节光强度室内天窗，调节范围大，通过可变结构支撑杆的转变，可以做到旋转叶片从与地面平行到完全垂直于地面的旋转过程，几乎可以达到理论最大透光率与最小透光率。

2、本发明提供的可调节光强度室内天窗，结构小型化，通过将叶片的旋转结构整合在可变结构支撑杆内使旋转的驱动结构小型化，避免了不必要的空间浪费。

3、本发明提供的可调节光强度室内天窗，控制方式简单化，将复杂的叶片旋转结构转化为单纯的中央链接结构竖直方向运动，单纯控制一个电机的旋转来控制整个天窗的开合，相对于其他控制方式更为简便，也更为节能。

综上，应用本发明的技术方案能够解决现有技术中的可调节百叶窗控制局限性大，结构复杂耗能大，且调节方式较为单一，无论是在安装还是使用上都给使用者造成一定不必要的麻烦的问题。

基于上述理由本发明可在使用天窗的室内等领域广泛推广。

附图说明

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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图(闭合状态)。

图2为本发明中天窗开启状态的结构示意图。

图3为本发明中a处的放大图。

图4为本发明中央链接单元与驱动单元链接示意图。

图5为本发明实施例1中支撑杆部件的正视图。

图6为图5的俯视图。

图7为图5的左视图。

图8为本发明实施例2中支撑杆部件的结构示意图。

图9为本发明实施例2中支撑杆部件的侧视图。

图中：1、天窗边框；2、可变结构支撑杆ⅰ；3、旋转叶片；4、步进电机；5、弯角管；6、联轴器；7、丝杠；8、支撑座；9、中央链接单元；10、可变结构支撑杆ⅱ；11、通孔；12、圆弧通槽；13、l形通槽；14、弯角管ⅰ；15、弯角管ⅱ。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图所示，本发明提供了一种可调节光强度室内天窗，包括：用于调节室内光照强度的变结构百叶窗、感光单元、控制单元和驱动单元，所述控制单元分别与所述感光单元和所述驱动单元电连接，所述感光单元设置于天窗下的光照范围内的室内空间，安装在天窗所照射的地面上，用于接收当前光强信号，并将信号传输给置于室内的所述控制单元，所述控制单元将当前光强信号与使用者给入所需光强度进行比较，对所述驱动单元进行指令控制；所述驱动单元与所述变结构百叶窗相连，为所述变结构百叶窗提供动力源。

所述变结构百叶窗包括天窗边框1、支撑部件、中央链接单元9和支撑座8，所述天窗边框1与所述中央链接单元9分别连接在所述支撑部件的两端，所述支撑部件至少设有四组，相邻两组所述支撑部件间连接有若干旋转叶片3；所述中央链接单元9中部设有贯穿通长孔，所述通长孔内连接有丝杠7，所述丝杠7的一端端部通过联轴器6与所述驱动单元相连，所述驱动单元位于所述中央链接单元9的一侧；所述中央链接单元9的另一侧与所述支撑座8相连，所述支撑座8内部开有的内螺纹与所述丝杠7开有的外螺纹配合连接。

所述支撑部件包括可变结构支撑杆ⅰ2和可变结构支撑杆ⅱ10，所述可变结构支撑杆ⅰ2的一端与所述天窗边框1相连，所述可变结构支撑杆ⅱ10与所述中央链接单元9相连；所述可变结构支撑杆ⅰ2和所述可变结构支撑杆ⅱ10之间发生相对滑动，控制所述支撑部件的收缩和拉伸，驱动所述旋转叶片3旋转，实现所述旋转叶片3的打开与闭合。

工作过程中，所述控制单元控制所述驱动单元动作，所述驱动单元通过所述丝杠7带动所述支撑座8运动，继而驱动所述中央链接单元9在所述丝杠7上进行上下往复移动，控制所述支撑部件的收缩和拉伸，改变所述旋转叶片3的开合度，从而改变进入室内的光照强度。

优选的，所述可变结构支撑杆ⅰ2和所述可变结构支撑杆ⅱ10间的连接方式为插入式或贴合式；连接方式为插入式时，所述可变结构支撑杆ⅰ2的内部为空腔结构，所述空腔结构内插入所述可变结构支撑杆ⅱ10；连接方式为贴合式时，所述可变结构支撑杆ⅰ2的一侧外表面和所述可变结构支撑杆ⅱ10的一侧外表面贴合连接。

优选的，所述可变结构支撑杆ⅰ2上等间隔设置有若干贯穿通孔11，若干所述通孔11的中轴线位于同一平面，以每个所述通孔11的中轴线上各点为圆心开设贯穿圆弧通槽12；所述可变结构支撑杆ⅱ10上间隔设置有若干贯穿l形通槽13，所述l形通槽13与所述通孔11相连通。

优选的，所述通孔11和所述l形通槽13共同连接有弯角管ⅰ14，所述弯角管ⅰ14贯穿伸出所述通孔11和所述l形通槽13，所述弯角管ⅰ14沿所述l形通槽13上的一段通槽结构进行往复移动；伸出的所述弯角管ⅰ14的两端分别连接在两侧所述旋转叶片3上。

优选的，所述通孔11的直径小于或等于所述l形通槽13的槽口宽度。

优选的，所述圆弧通槽12与所述l形通槽13共同连接有弯角管ⅱ15，所述弯角管ⅱ15沿所述l形通槽13上的另一段通槽结构和所述圆弧通槽12进行往复移动；伸出的所述弯角管ⅱ15分别连接在两侧所述旋转叶片3上。

优选的，所述圆弧通槽12的槽口宽度与所述l形通槽13的槽口宽度相等。

优选的，所述圆弧通槽12的圆弧角度为75°-110°。

优选的，所述中央链接单元9的形状为中央结构采取直通孔形状，所述直通孔的大小根据所需丝杆7的直径而定，其四周部分采用至少四个铰支座结构，用于连接若干所述支撑部件，若干所述铰支座结构绕中央结构在圆周方向上呈等角度间隔设置。

优选的，所述感光单元设有5-10个，以五点取样法设置，可以减小误差，从而更准确地得到室内当前光照强度的具体值；所述感光单元为光敏电阻，或光电传感器，或光电二极管。

实施例1

如图1-7所示，一种可调节光强度室内天窗，其包括可变结构天窗、感光单元、控制单元及驱动单元。感光单元分布于天窗下室内空间，用于接收当前光强信号，并将其传输给布置在室内的控制单元。控制单元负责将当前光强信号与使用者给入所需光强度进行比较，并根据此对驱动单元进行指令控制。驱动单元负责控制天窗的机械结构。可变结构天窗通过改变旋转叶片3的开合度从而改变进入室内的光照强度。

本实施例中，感光单元采用光敏电阻，其可根据室内的光照强度改变自身的电阻值，从而改变输入的电流信号，其中，光敏电阻的型号为xh-m131。感光单元也可采用型号为pm-l24l的光电传感器，或者采用型号为sfh203的光电二极管。感光单元设置5个，根据五点取样法分布设置。控制单元采用51单片机。当单片机接收到感光单元给入的感光信号后，与使用者给入的指定光强信号进行比对，然后给出指令到驱动单元。驱动单元采用步进电机4作为驱动动力源，步进电机4通过联轴器6与丝杆相连。如图1所示，变结构百叶窗由四个天窗边框1、四组支撑部件、中央链接单元9和支撑座8组成，四组支撑部件等角度设置，即相邻两组支撑部件间的夹角为90°，中央链接单元9上的四个铰支座结构间隔90°设置，四个天窗边框1的一端均固定在天窗玻璃上，四组支撑部件分别与四个铰支座结构连接，天窗边框1的另一端与中央链接单元9分别连接在支撑部件的两端，支撑座8连接在中央链接单元9的一侧。如图4所示，支撑座8中部开有内螺纹，丝杠7上开有外螺纹，支撑座8与丝杠7螺纹连接，支撑座8与中央链接单元9通过螺栓进行连接，丝杠7与天窗的中央链接单元9相连。在支撑座8上开设内螺纹，是为了方便匹配不同规格的丝杆，根据窗户的大小，所需要的丝杆的大小和螺距会有不同。当单片机给入信号后步进电机4开始转动，通过联轴器6带动丝杠7旋转，从而通过带动支撑座8的运动带动中央链接单元9向下运动。

支撑部件由可变结构支撑杆ⅰ2和可变结构支撑杆ⅱ10组成，可变结构支撑杆ⅰ2和可变结构支撑杆ⅱ10通过插入方式进行连接，具体结构如图5-7所示。中央链接单元9通过支撑座8、丝杆和联轴器6与步进电机4相连，其四周与各可变结构支撑杆ⅱ10的一端相连，可变结构支撑杆ⅱ10的另一端插入可变结构支撑杆ⅰ2一端的内部，可变结构支撑杆ⅰ2的另一端与天窗边框1转动连接。可变结构支撑杆ⅰ2上设有若干贯穿通孔11，可变结构支撑杆ⅰ2和可变结构支撑杆ⅱ10上都有不同形状贯穿通槽，分别为圆弧通槽12和l形通槽13，每个圆弧通槽12和每个l形通槽13位置一一对应，其中，圆弧通槽12的圆弧角度为90°，l形通槽13的两段直线通槽的长度相等，两段直线通槽间的夹角为90°。在两个可变结构支撑杆的通槽的重合部位的贯通部位放置弯角管5用以连接旋转叶片3，每个旋转叶片3与两个弯角管5进行连接，两个弯角管5分别为弯角管ⅰ14和弯角管ⅱ15，多个旋转叶片3的尺寸从外向内呈渐缩式减小，且多个旋转叶片3在处于闭合状态下，基本围成一个四方封闭平面。根据所制造的两个可变结构支撑杆的长度，可带动不同数量的旋转叶片3进行联动转动，根据旋转叶片3的数量和大小，可以满足不同规格的室内天窗对于光照的需求。

如图1所示，整个天窗装置类似于雨伞打开过程，所有旋转叶片3同步动作，趋向于完全关闭的状态，在该状态下，可变结构支撑杆ⅰ2和可变结构支撑杆ⅱ10间处于拉伸状态，且可变结构支撑杆ⅰ2上所有通孔11的中轴线位于同一平面上，且该平面与水平面间呈一定夹角。如图2所示，所有旋转叶片3处于完全打开的状态，在该状态下，可变结构支撑杆ⅰ2上所有通孔11的中轴线位于同一平面上，且该平面与水平面平行，相邻两条中轴线的间距相等。当步进电机4给进(正转)时，带动丝杆旋转，驱动中央链接单元9向下运动，带动两个可变结构支撑杆发生相对滑动，呈拉伸状态，并导致其重合部位的贯通部位产生相对旋转运动，联动弯角管5进行相对转动，带动旋转叶片3进行相对转动，产生如图1到图2的变化，即会使旋转叶片3逐渐打开；当步进电机4反转时，带动丝杆旋转，驱动中央链接单元9向上运动，带动两个可变结构支撑杆发生相对滑动，呈收缩状态，带动旋转叶片3进行相对转动，产生如图2到图1的变化，即会使旋转叶片3逐渐闭合。因此，可通过改变旋转叶片3的开合度(遮光度)，从而改变进入室内的光照强度。

具体工作流程如下：

1)使用者设置天窗的透光度并发送给控制单元；

2)感光单元实时感知室内光照强度；

3)控制单元处理光感信号，并以此对驱动单元输出指令信号；

4)驱动单元控制天窗的旋转叶片3开合度，从而控制进入室内的光照强度。

实施例2

如图8-9所示，与实施例1不同的是，本实施例中，可变结构支撑杆ⅰ2和可变结构支撑杆ⅱ10通过贴合方式进行连接，可变结构支撑杆ⅰ2一侧外表面贴合在可变结构支撑杆ⅱ10的一侧外表面上，从俯视图中可知，可变结构支撑杆ⅰ2和可变结构支撑杆ⅱ10间为左右贴合，而非上下贴合。在可变结构支撑杆ⅰ2的贴合平面两边缘处开有滑槽，在可变结构支撑杆ⅱ10的贴合平面两边缘处设有滑条，滑条嵌入滑槽中，并可在滑槽中往复滑动，滑槽和滑条也可为t形结构，便于可变结构支撑杆ⅰ2和可变结构支撑杆ⅱ10的稳固连接。可变结构支撑杆ⅰ2上通孔11的中轴线垂直于贴合平面，同样，所有旋转叶片3处于完全打开的状态时，可变结构支撑杆ⅰ2上所有通孔11的中轴线所在的平面与水平面平行。

可变结构支撑杆ⅰ2和可变结构支撑杆ⅱ10之间通过插入式连接相较于贴合式效果较好。相比于贴入式，由于插入式限定了两个可变结构支撑杆的相对位置方向与范围，当二者发生相对位移时，插入式支撑部件相比于贴合式支撑部件可以更有效的减轻弯角管5的受力，从而能够使弯角管5移动所受阻力更小，运动过程更为流畅，同时，由于减轻了弯角管5的受力，从而大幅提高了弯角管5的使用寿命。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。