一种防燃气中毒的外翻窗自动开窗装置的制作方法

本发明涉及一种机械装置，尤其涉及一种防燃气中毒的外翻窗自动开窗装置。

背景技术：

中国城市燃气使用率达到95％以上，燃气泄漏造成事故的情况时有发生，燃气中毒由于其特殊性，常常使人在不自觉间慢性中毒，在人发现之前就造成窒息或昏迷等，在老人或小孩独自在家以及单身宿舍等环境，燃气中毒后难以自救，容易造成严重后果。

技术实现要素：

发明目的：本发明目的是提供一种防燃气中毒的外翻窗自动开窗装置，其能在空气中一氧化碳浓度达到一定值后，自动开启窗户，并通过蜂鸣器警报，有效降低人身灾害发生率。

技术方案：本发明包括动力系统、推拉结构和控制系统，所述的动力系统和控制系统安装于窗户内侧；所述推拉结构的一端与动力系统连接，另一端固定于窗户板内壁，推拉结构包括伸缩结构和连接器，其中，伸缩结构与动力系统连接，连接器一端与伸缩结构铰接，另一端固定在窗户板内壁上。

所述的伸缩结构采用对称分布的结构，包括第一长杆、第二长杆、第一短杆，第二短杆和连接杆；第一长杆的一端通过主动轴连接，另一端分别连接第二长杆，第二长杆的另一端通过连接器相连；第一长杆和第二长杆的中部通过第一短杆和第二短杆相连，两根短杆之间通过转动副连接；长杆与短杆连接的部位通过连接杆连接，起稳定加固作用。

所述的动力系统包括电机和减速齿轮组，所述的电机通过电机架固定在窗户内壁，电机通过减速齿轮组与主动轴连接，主动轴的两端连接伸缩结构。

所述的主动轴插入轴承支架内，所述的轴承支架固定在窗户内壁，利用轴承在支架内转动。

所述的控制系统包括单片机、一氧化碳传感器和蜂鸣器，所述的单片机由电源供电，电源、一氧化碳传感器、蜂鸣器和电机通过导线与单片机连接，单片机能接收一氧化碳传感器所传输的电压信号，通过程序设定一氧化碳传感器的灵敏度和触发电压大小，单片机在受到大于触发电压的信号后，控制蜂鸣器和步进电机启动。

工作原理：利用一氧化碳传感器实时监测空气中的一氧化碳浓度，浓度达到一定值后，由单片机控制蜂鸣器发声警报并同时启动步进电机，步进电机带动减速齿轮转动，进而带动伸缩结构推开窗户，从而在警报告知人的同时开窗通风，降低人身灾害的发生率。

有益效果：本发明提出了一种有效、低成本的防燃气中毒的装置，应用前景广泛，结构简单可靠，维护方便，且可在现有外翻式窗户上改装。

附图说明

图1是本发明的三维结构示意图；

图2是本发明的减速齿轮组示意图；

图3是本发明的推拉结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图3所示，本发明包括动力系统、推拉结构和控制系统，动力系统包括电机6和减速齿轮组5，电机6采用步进电机，由电机架固定于窗户内侧的底板上，并通过单片机2控制步进电机的启动、停止，步进电机的转速和转向同样通过单片机设定，电机6的输出轴上套有减速齿轮组5。如图2所示，减速齿轮组5包括一对相互啮合的一级齿轮16和二级齿轮17，其中，一级齿轮16采用紧定螺钉固定在电机6的输出轴上，二级齿轮17套在主动轴15上，并通过紧定螺钉固定，并带动主动轴15同角度转动。主动轴15穿过轴承支架14内部的轴承，利用轴承在支架内转动，轴承支架14固定在窗户内侧。主动轴15的两端分别与伸缩结构的第一长杆11固连。一级齿轮16与二级齿轮17模数相等，一级齿轮16的齿数远小于二级齿轮17的齿数，达到降低主动轴15转速和增大电机6输出转矩的功能，有利于机构控制的准确性和运行的稳定性。

如图3所示，推拉结构7包括伸缩结构和连接器，伸缩结构采用左右对称的连杆机构，包括第一长杆11、第二长杆9、第一短杆13，第二短杆12、连接杆10。两根左右对称的第一长杆11之间设有主动轴15，每根第一长杆11的端部分别与第二长杆9的一端铰接，第二长杆9的另一端通过转动副与连接器8铰接，即连接器8位于两根第二长杆9之间，连接器8固定于窗户板内部。两根第一长杆11及第二长杆9的中部均通过连接杆10连接，左右两侧的第一长杆11和第二长杆9的中部还分别通过第一短杆13和第二短杆12连接，两个短杆之间通过转动副相连，短杆与长杆铰接的位置通过连接杆相连，起到稳定加固的作用。主动轴15转动时带动其两端的第一长杆11同角速度转动，从而改变各连杆间的角度关系，进一步改变连接器8与主动轴15之间的距离关系，实现伸缩功能，达到推开窗户的目的。

控制系统包括电源1、单片机2、一氧化碳传感器3和蜂鸣器4，如图1所示，电源1、单片机2、一氧化碳传感器3和蜂鸣器4直接通过螺栓、胶质等介质固定于窗户内部，电源1为可拆卸碱性5号电池。图1所示的电源1和单片机2固定在窗户内壁的左侧，单片机2由电源1供电，单片机2能接收一氧化碳传感器3所传输的电压信号，通过程序设定一氧化碳传感器3的灵敏度和触发电压大小。单片机2在受到大于触发电压的信号后，能控制蜂鸣器4和电机6启动。一氧化碳传感器3和蜂鸣器4固定在窗户内侧的底部。一氧化碳传感器3能根据传感器附近空气中一氧化碳浓度的大小，输出高低不同的电压量，其输出的电压通过导线接于单片机2。电机6通过电机架及电机架所带螺栓固定于窗户内侧的底部，推拉结构7中的轴承支架14通过螺栓固定于窗户底板上，推拉结构7中的连接器8通过螺栓固定于窗户板内侧面，推拉结构7中的齿轮与步进电机形成机械配合关系。电源1、一氧化碳传感器3、蜂鸣器4和电机6通过导线连于单片机2相关接口。

装置工作时，利用一氧化碳传感器3实时监测空气中一氧化碳的浓度，在浓度达到一定值后，由单片机2控制蜂鸣器4的发声警报，同时电机6启动，电机6带动推拉结构7推开窗户，从而在警报告知人的同时开窗通风。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种防燃气中毒的外翻窗自动开窗装置，包括动力系统、推拉结构和控制系统，动力系统和控制系统安装于窗户内侧；推拉结构的一端与动力系统连接，另一端固定于窗户板内壁，推拉结构包括伸缩结构和连接器，伸缩结构与动力系统连接，连接器一端与伸缩结构铰接，另一端固定在窗户板内壁上，利用一氧化碳传感器实时监测空气中一氧化碳的浓度，在浓度达到一定值后，由单片机控制蜂鸣器发声警报和电机启动，电机带动减速齿轮转动，再带动伸缩结构推开窗户，从而在警报告知人的同时开窗通风，降低人身灾害的发生率。本发明提出了一种有效、低成本的防燃气中毒的装置，应用前景广泛，结构简单可靠，维护方便，且可在现有外翻式窗户上改装。

技术研发人员：马浩瀚;田梦倩
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2019.06.10
技术公布日：2019.10.15