隐藏式空气质量感应门窗系统的制作方法

本实用新型涉及门窗领域，特别涉及隐藏式空气质量感应门窗系统。

背景技术：

窗户是指在墙或屋顶上建造的窗口以及设置在窗口中的窗，大多数的窗都由窗框和设置在窗框中的玻璃组成。窗的主要作用在于保持透光和通风的同时还可以可控的保持屋内的封闭性。随着建筑技术的发展以及人类生活水平的提高，窗的构造也日趋复杂以满足更高的热工要求，在透光和通风的基础上增加了多种安全保护等性能。

目前，人们对空气质量越来越关注，特别是对室内的空气质量越来越重视。当用户在家时，会经常在室外空气质量较好时开窗通风，使室外空气质量较好的空气进入到室内，从而达到提高室内空气质量的目的。但是，当用户不在家时，就不能够控制窗户的开启。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供隐藏式空气质量感应门窗系统，该系统可自动启闭窗户，同时在窗户关闭给予用户提示信息。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

隐藏式空气质量感应门窗系统，包括窗框以及设置在窗框中的窗户，所述窗框内设置有控制窗户启闭的电机，所述电机转动时通过一转动盘驱动一连接杆开启窗户，窗框内还控制电机动作的控制电路，控制电路包括：

室内空气质量检测模块，用于检测室空气质量，并输出室内空气质量检测信号；

室外空气质量检测模块，用于检测室空气质量，并输出室外空气质量检测信号；

空气质量对比模块，耦接室内空气质量检测模块和室内空气质量检测模块，用于接收室内空气质量检测信号和室外空气质量检测信号，并在室内空气质量检测信号大于室外空气质量检测信号时输出空气质量对比信号；

信号处理模块，耦接空气质量对比模块，用于接收定空气质量对比信号，并在接收到空气质量对比信号后对应输出处理信号；

控制模块，耦接信号处理模块，用于接收处理信号，当处理信号大于预设值输出控制信号；

动作模块，耦接控制模块，用于接收控制信号，并在接收到控制信号后控制所述电机动作；

无线收发模块，耦接控制模块并与用户手机无线电连接，用于接收控制信号，并在接收到控制信号后向用户手机发送提示信息。

通过采用上述技术方案，空气质量对比模块的设置可以对室内检测信号和室外检测信号进行对比，从而明确室内和室外空气的质量变化；信号处理模块的设置可以对空气质量对比信号进行处理，从而得到适用于后续模块的处理信号；控制模块用于检测处理信号的大小，达到了只有当室内和室外空气质量相差较大时，电机才会控制窗户关闭；动作模块用与控制电机动作；如果当用于离家较远或下次回家时间较长时，窗户自动关闭会影响到室内的空气质量，无线收发模块的设置可以使得用户得知自家的窗户已经关闭，可通知用户通知其余人在户外空气质量较好时对室内的物品进行打扫或检查窗户的关闭情况，从而在一定程度上增强了用于对于室内空气质量的控制。

作为本实用新型的改进，所述空气质量对比模块包括集成运算放大器，所述室内空气质量检测信号和室外空气质量检测信号分别耦接集成运算放大器的同向输入端和反向输入端，所述集成运算放大器的输出端输出所述空气质量对比信号。

通过采用上述技术方案，集成运算放大器的设置不但可以对比室内空气质量检测信号和室外空气质量检测信号，两个信号的差值放大，从而方便后续模块对空气质量对比模块输出信号的应用；同时，被放大的信号也可以更明显的体现出室内空气质量检测信号和室外空气质量检测信号之间的差异，方便了后续模块的工作。

作为本实用新型的改进，所述信号处理模块包括串联设置的对所述空气质量对比信号滤波的滤波单元和输出处理信号的分压单元。

通过采用上述技术方案，滤波单元的设置可以减少空气质量对比信号中的杂波，使之变成一个比较平稳的电信号，分压单元的设置可以使得信号处理模块输出的处理信号得到控制，即通过分压单元得到作序范围的电压。

作为本实用新型的改进，所述滤波单元包括滤波电容。

通过采用上述技术方案，滤波是电容的一种常见用法，技术成熟，并且电容价格低廉，降低了生产成本。

作为本实用新型的改进，所述分压单元包括串联设置的第一分压电阻和第二分压电阻，第一分压电阻和第二分压电阻耦接的节点输出所述处理信号。

通过采用上述技术方案；通过第一分压电阻和第二分压电阻对滤波之后的空气质量对比信号进行分压，通过设置第一分压电阻和第二分压电阻的阻值调节信号处理模块输出的处理信号的范围。

作为本实用新型的改进，所述控制模块包括比较器和输出基准值的基值电路，所述比较器的正向输入端耦接基值电路，比较器的反向输入端用于接收所述处理信号，比较器的输出端输出所述控制信号。

通过采用上述技术方案，由于室内空气质量检测信号和室外空气质量检测信号均为不断变化的电信号，所以不论是空气质量对比模块输出的空气质量对比信号还是信号处理模块输出的处理信号均为不断变化的信号，比较器的设置可以得到一个比较稳定的输出，以便于控制电机以及无线收发模块。

作为本实用新型的改进，所述控制电路还包括设置在窗框上的第一限位开关和第二限位开关，当窗户关闭时，窗板触发第一限位开关，当窗户被打开时，窗板触发第二限位开关。

通过采用上述技术方案，第一限位开关和第二限位开关的设置可以起到限制窗板开启和关闭的程度的作用，即达到限制电机转动的作用，在一定程度上避免出现由于窗板关闭或开启幅度过大而造成的窗板或窗框的损伤。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：一、安全卫生，可自动检测室内和室外的空气质量并根据检测结果控制窗户的启闭，在一定程度上减少了室外质量较低的空气进入室内的情况发生，同时还可以在室外空气质量较好时，时室外空气进入室内，从而起到净化空气的作用；

二、安全可靠，当由于空气质量问题而关闭窗户后，无线收发模块的设置可以通知用户，以使用户采取有效的处理方式，从而具有一定的安全性。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是图1中B处的放大图；

图4是本实施例中体现门板上磁条结构的示意图；

图5是本实施例中体现电机室与保温隔热块结构的示意图；

图6是本实施例中体现传动机构的示意图；

图7是本实施例中体现窗户打开时的示意图；

图8是本实施例中体现隔热单元结构的示意图；

图9是本实施例中限制开窗系统图；

图10是本实施例中控制系统图；

图11是本实施例中的控制系统电路图。

图中，1、窗框；11、内窗框；12、外窗框；13、铝型材；131、梯形槽；14、隔热单元；141、梯形条；142、隔热片；143、隔热腔；2、窗户；21、铰接端；22、自由端；3、电机室；31、滑槽；32、门板；321、磁条；33、保温隔热块；331、电机槽；332、滑条；34、通孔；4、电机；41、输出轴；42、电磁制动器；5、传动室；6、传动机构；61、基座；611、凹槽；62、转动盘；63、摆动杆；631、通槽；632、U型槽；64、滑块；641、连接轴；65、连接杆；66、连接块；7、限制开窗系统；71、室外风速检测单元；72、室外湿度检测单元；73、中央处理单元；74、动作单元；8、控制电路；81、室内空气质量检测模块；82、室外空气质量检测模块；83、空气质量对比模块；84、信号处理模块；85、动作模块；86、无线收发模块；87、控制模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：隐藏式空气质量感应门窗系统，如图1所示，包括窗框1，窗框1上铰接有窗户2。

如图1、2和3所示，在窗框1内设有电机室3和与电机室3相邻的传动室5，电机室3内安放有电机4，电机4的输出轴41穿过电机室3进入传动室5，与传动室5内固定的传动机构6相连，传动机构6与窗户2的自由端22连接，电机4转动时，利用传动机构6控制窗户2的打开与闭合。

电机室3朝向室内的一面铰接有门板32，门板32远离铰接的一端固定有磁条321（见图4），电机室3为磁性金属材料制成，通过打开门板32，将电机4放置在电机室3内，然后关上门板32，利用磁条321与电机室3侧壁之间的磁性力，对门板32进行固定。

如图1和图5所示，在电机室3内安装有保温隔热块33。电机室3两侧的内壁上均设有滑槽31，保温隔热块33的两侧均设有滑条332，保温隔热块33通过滑条332与滑槽31之间的配合，插入电机室3内进行固定；保温隔热块33上设有电机槽331，在插入保温隔热块33后，将电机4卡入电机槽331内进行固定，电机4的输出轴41穿过电机室3侧壁的通孔34，与传动室5内的传动机构6连接。

如图6所示，传动机构6包括固定在传动室5内的基座61，基座61一侧转动连接有转动盘62，转动盘62的转轴与电机4的输出轴41连接。转动盘62同侧的基座61上还铰接有摆动杆63，摆动杆63内设有一段通槽631，通槽631内滑动卡接有滑块64，滑块64通过连接轴641与转动盘62连接，滑块64位于转动盘62的偏心位置上，通过电机4驱动转动盘62转动，带动滑块64转动，滑块64转动过程中会同时在通槽631内上下滑动，通过滑块64的滑动和转动对通槽631的内壁进行挤压，带动摆动杆63绕着与基座61的铰接点进行摆动。

摆动杆63远离铰接的一端设有U型槽632，U型槽632内滑动卡接有连接块66，连接块66固定连接有连接杆65，基座61上设有凹槽611，连接杆65在凹槽611内滑动连接，连接杆65远离连接块66的一端与窗户2的自由端22连接。

摆动杆63来回摆动时，U型槽632的内壁会对连接块66产生挤压的作用力，拨动连接块66在U型槽632内滑动，同时随着摆动杆63进行摆动，从而带动连接杆65在凹槽611内滑动伸缩。如图7所示，连接杆65向窗外伸出时，带动窗户2的自由端22绕着铰接端21向外转动，使窗户2打开；如图1所示，连接杆65向窗内缩回时，带动窗户2的自由端22绕着铰接端21向内转动，使窗户2闭合。

电机4选用步进电机4，便于控制输出轴41转动的角度，同时电机4的输出轴41安装有电磁制动器42，可以对电机4的输出轴41进行制动，当窗户2打开时，输出轴41停止转动，保持打开的状态。

如图1和图8所示，窗框1包括内窗框111和外窗框121，内窗框111与外窗框121之间通过一对相对设置的铝型材13连接，一对铝型材13上设有相对应的梯形槽131，铝型材13之间连接有中空的隔热单元14，隔热单元14两端分别设有带有弹性的梯形条141，通过梯形条141与对应梯形槽131之间的卡接，来实现隔热单元14与两端铝型材13之间的连接固定。

隔热单元14空腔内固定有截面为直线状的隔热片142，隔热片142将隔热单元14空腔隔开，形成两个隔热腔143。

隔热片142与梯形条141均由尼龙-66制成，尼龙-66导热性差，具有较好的隔热性能，外界的热空气将热量传导给外部的铝型材13，通过外部铝型材13后，传热给隔热单元14，隔热单元14本身为隔热材料制成，因此从梯形条141传导的热量会受到阻隔；而通过隔热腔143传导的热量会有一部分被储存在靠外的隔热腔143内，另一部分热量通过隔热片142传导给内部的隔热腔143，受到隔热片142的阻隔；进入内部隔热腔143的热量再次被储存一部分，最终传导到内部铝型材13上，进入室内。经过隔热片142和梯形条141的阻隔以及隔热腔143的储存，外界空气中的热量很大程度上无法传导到室内，因此提高了铝型材13之间连接处的隔热效果。

工作过程：首先打开电机室3的门板32，将保温隔热块33插接入电机室3内，然后将电机4卡入电机槽331内，使电机4的输出轴41穿过通孔34与转动盘62的转轴安装固定，并关上门板32将保温隔热块33固定。

需要开窗时，电机4转动，驱动转动盘62转动，带动滑块64在通槽631内滑动，使摆动杆63摆动，带动连接杆65向窗外的方向伸出，将窗户2打开，电磁制动器42可以对电机4的输出轴41进行制动，使窗户2保持在打开状态。

需要关窗时，电机4继续转动，使摆动杆63继续摆动，带动连接杆65向窗内的方向缩回，将窗户2闭合。

如图10和图11所示，窗框1内还设置有控制电机4动作的控制电路8，控制电路8包括：室内空气质量检测模块81、室外空气质量检测模块82、空气质量对比模块83、信号处理模块84、控制模块87、动作模块85和无线收发模块86。其中室内空气质量检测模块81和室外空气质量检测模块82分别设置为室内空气质量检测仪S1和室外空气质量检测仪S2，并分别对应室内空气质量和室外空气质量输出室内空气质量检测信号和室外空气质量检测信号，室内空气质量检测仪S1和室外空气质量检测仪S2可设置为检测与空气质量相关的传感器，如一氧化碳传感器、PM2.5传感器或细颗粒物传感器等。

空气质量对比模块83,包括运算放大器，运算放大器的型号为LM324DR，运算放大器的同向输入端通过一固定电阻R1耦接上述空气质量检测仪S1，用于接收室内空气质量检测信号，运算放大器的反向输入端通过一固定电阻R3耦接上述空气质量检测仪S2，用于接收室外空气质量检测信号；同时，固定电阻R1和运算放大器的同向输入端耦接的节点与运算放大器的输出端之间通过固定电阻R2耦接，固定电阻R3与运算放大器的反向输入端耦接的节点通过固定电阻R4接地。本领域技术人员可知，运算放大器的输出端可输出一与空气质量检测仪S1和空气质量检测仪S2输出的室内空气质量检测信号与室内空气质量检测信号的差值成正比的空气质量对比信号。

信号处理模块84，包括串联设置的滤波电容C1、固定电阻R5和固定电阻R6。其中，固定电阻R5和固定电阻R6耦接的节点输出处理信号，滤波电容C1用于接收上述空气质量对比信号。当空气质量对比模块83输出空气质量对比信号时，滤波电容可对空气质量对比信号进行滤波，通过设置固定电阻R5和固定电阻R6可得到信号值比较小的处理信号。

控制模块87，包括所述控制模块87包括比较器和基值电路。其中比较器的型号设置为LM393，基值电路包括串接于电源的固定电阻R7和固定电阻R8。固定电阻R7和固定电阻R8耦接的节点输出基值信号，比较器的正向输入端耦接用于接收上述处理信号，比较器的反向输入端用于接收上述基值信号，当处理信号大于基值信号上，输出控制信号。

动作模块85，包括串接于电源的NPN型的三极管VT1和继电器KM2。其中，三极管VT1的发射极通过继电器KM2的线圈接地，三极管VT1的基极用于接收控制信号，继电器KM2的一组常开触点KM21用于控制电机4正传，继电器KM2的一组常闭触点KM22用于控制电机4反转。动作模块85还包括分别设置在窗框1上下两条边上的限位开关K1和限位开关K2，限位开关K1和限位开关K2的常闭触电分别串接于上述电机4的正传电路和电机4的反转电路。当窗户2关闭时，窗户2触发限位开关K2，当窗户2被打开时，窗户2触发第二限位开关K1。

初始状态时，窗户2处于关闭状态，则限位开关K2被触发，若此时动作模块85接收到控制信号时，三极管VT1导通，继电器KM2的线圈通电，则常开触点KM21闭合，电机4开始正传并控制窗户2开启，同时限位开关K2回复到初始位置；当窗户2触发限位开关K1时，电机4的正传电路断路，电机4停止转动，窗户2保持被打开的状态；当室内空气质量检测信号与室外空气质量检测信号的大小相差不大时，即可控制窗户2关闭，此时三极管VT1关断，继电器KM2的线圈失电，常开触点KM21和常闭触电KM22回复到初始状态，则电机4开始反转并控制窗户2关闭，从而达到控制窗户2关闭的目的。

无线收发模块86，耦接控制模块87，用于接收控制信号，用于与用户手机通过无线电连接，并在接收到控制信号时发送提示信息到用户的手机，以达到提醒用户窗门关闭的作用。

如图9所示，窗框1内还设置有限制窗户2开启的限制开窗系统7，限制开窗系统7包括室外风速检测单元71、室外湿度检测单元72、中央处理单元73以及动作单元74。其中中央处理单元73单片机，单片机选用信号为AT89C51的单片机；室外风速检测单元71设置为风速传感器，风速传感器选用型号为dp-fs485的风速传感器，风速传感器用于检测室外的风速，并对应输出风速检测信号到中央处理单元73的P1.0管脚；室外湿度检测单元72包括湿度传感器，湿度传感器选用型号为hs1101的湿度传感器，湿度传感器用于检测室外的空气湿度，并对应输出湿度检测信号到中央处理单元73的P1.1管脚；动作单元74包括继电器KM1，继电器KM1的线圈一端耦接中央处理单元73的P2.0管脚，另一端接地，继电器KM1还包括一组串接于上述电机4的通电电路中的常闭触电KM11。

中央处理器的作用在于接收湿度传感器和风速传感器输出的湿度检测信号和风速检测信号，当湿度检测信号和/或风速检测信号大于预设值时中央处理器的的P2.0管脚输出控制信号，继电器KM1的线圈得电，常闭触点KM11断开，即电机4不工作。本技术领域人员可知，中央处理器的上述用法为为较为成熟的使用方法。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。