一种自动开窗机构及其使用方法与流程

本发明属于机械与互联网技术领域，涉及一种自动开窗机构，本发明还涉及上述开窗机构的使用方法。

背景技术：

近年来，受雾霾沙尘等恶劣天气的影响，人们对家中空气质量的重视程度越来越高，而在城市中，人们工作忙碌，无暇顾及窗户的开关。如果离家时关闭窗户，则家中空气总是不能得到充分的更换；而如果离家时打开窗户，则沙尘暴雨等恶劣天气会损害家中环境。因此，需要一款智能开关窗装置来帮助人们改善家中空气质量。在现有技术中，主要存在关窗不彻底，开窗类型单一，价格昂贵，不能远程控制等问题。因此，需要设计一种自动开窗机构。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种自动开窗机构，该机构能够便于在不同天气环境下，对窗户进行自动开关。

本发明的目的是还提供一种自动开窗机构的使用方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种自动开窗机构，包括c形的机架，机架的两端分别对称设有一组驱动机构，驱动机构连接连杆机构，连杆机构通过连接件与窗户的窗框连接，驱动机构连接有控制系统。

本发明第一种技术方案的特点还在于，

c形机架的竖杆两端分别通过连接台与两个横杆连接。

驱动机构包括电机，电机通过电机支架安装在机架的竖杆上，电机的两个输出上分别沿竖直方向连接两个丝杠的一端，丝杠的另一端连接在轴承座上，轴承座固定在机架上，丝杠上同轴套接有丝杠螺母，丝杠螺母通过丝杠螺母连接件与小杆的一端铰接，小杆的另一端铰接在大杆中部，大杆的一端与机架铰接，大杆的另一端通过转动副与电磁铁铰接；电磁铁与直线轴承吸附连接，直线轴承同轴套接在光杆上，光杆固定在光杆支座上。

大杆为中空结构。

丝杠的两端分别设有限位开关a和限位开关b。

控制系统包括中央处理器mcu，mcu分别连接物联网模块、数模转化器、电机驱动模块，电机驱动模块分别连接电机、限位开关a和限位开关b，电机还与限位开关a和限位开关b连接，物联网模块与用户连接。

本发明所采用的第二种技术方案是，一种自动开窗机构的使用方法，包括应用在外推式窗户上和平推式窗户上进行使用；

当应用在外推式窗户上时，使用方法为，机架水平安装在窗框的底部横框上，光轴通过光轴座水平固定在可打开的窗户扇的底部边框上，雨滴传感器和空气质量传感器设置在窗框的外部；

下雨时，雨滴传感器捕获信息，产生的模拟信号由数模转化器转换为数字信号后反馈至mcu，mcu将信息反馈给物联网模块，再由物联网模块将信息传递至用户，用户通过app向物联网模块发送关窗指令，物联网模块再将接收的指令反馈给mcu，同时mcu发送信号给电机驱动模块，电机驱动模块驱动电机正转，电机的双输出轴分别带动两个丝杠转动，丝杆转动过程中，丝杠螺母在丝杠上移动，当小杆被丝杠螺母带动在丝杠上移动时，大杆以与机架连接的销轴为转动中心进行转动，从而使大杆通过电磁铁连接的直线轴承在光轴上移动，当丝杠螺母触碰限位开关a时，电机停止工作，窗子关闭；

当天晴时，空气质量传感器捕获信息，产生的模拟信号通过数模转化器转换为数字信号后反馈至mcu，mcu将信息反馈给物联网模块，再物联网模块将信息传递至用户，用户向物联网模块发送开窗指令，物联网模块再将接收的指令反馈给mcu，同时mcu发送信号给电机驱动模块，电机驱动模块驱动电机反转，电机的双输出轴分别带动两个丝杠转动，丝杆转动过程中，丝杠螺母在丝杠上随之移动，当小杆被丝杠螺母带动在丝杠上移动时，大杆以与机架连接的销轴为转动中心进行转动，从而使大杆通过电磁铁连接的直线轴承在光轴上移动，当丝杠螺母触碰限位开关b时，电机停止工作，窗子打开。

本发明第二种技术方案的特点还在于，

当应用在平推式窗户上时，使用方法为：

机架竖直安装在窗框上，光轴通过光轴座固定可推拉的窗户边框上，雨滴传感器和空气质量传感器设置在窗框的外部，下雨时，雨滴传感器捕获信息，产生的模拟信号由数模转化器转换为数字信号后反馈至mcu，mcu将信息反馈给物联网模块，再由物联网模块将信息传递至用户，用户通过app向物联网模块发送关窗指令，物联网模块再将接收的指令反馈给mcu，同时mcu发送信号给电机驱动模块，电机驱动模块驱动电机正转，电机的双输出轴分别带动两个丝杠转动，丝杆转动过程中，丝杠螺母在丝杠上随之移动，当小杆被丝杠螺母带动在丝杠上移动时，大杆以与机架连接的销轴为转动中心进行转动，从而使大杆通过电磁铁连接的直线轴承在光轴上移动，当丝杠螺母触碰限位开关b时，电机停止工作，窗子关闭；

当天晴时，空气质量传感器捕获信息，产生的模拟信号通过数模转化器转换为数字信号后反馈至mcu，mcu将信息反馈给物联网模块，再物联网模块将信息传递至用户，用户向物联网模块发送开窗指令，物联网模块再将接收的指令反馈给mcu，同时mcu发送信号给电机驱动模块，电机驱动模块驱动电机反转，电机的双输出轴分别带动两个丝杠转动，丝杆转动过程中，丝杠螺母在丝杠上随之移动，当小杆被丝杠螺母带动在丝杠上移动时，大杆以与机架连接的销轴为转动中心进行转动，从而使大杆通过电磁铁连接的直线轴承在光轴上移动，当丝杠螺母触碰限位开关a时，电机停止工作，窗子打开。

本发明的有益效果是，本发明提供的一种自动开窗机构，便于安装，且不影响采光，可以针对有窗台，无窗台的窗型做出灵活的安装应变，在不改变现有窗子格局的情况下轻松安装。当有窗台时，调整支架，装置可以固定在窗台侧壁上；当没有窗台时，可用调整支架的定位使得支架固定在窗框外侧墙体上，所以对应于各种已有窗型，此装置都具有灵活的安装方式。本发明提供的开窗机构可实现平推窗、外推窗的窗户开关，解决了传统开窗器开窗单一的问题；此外，本发明通过控制系统实现对窗户的自动开关，十分方便。

附图说明

图1是本发明一种自动开窗机构的结构示意图；

图2是图1中a处的局部放大图；

图3是本发明一种自动开窗机构的控制系统结构示意图；

图4是本发明一种自动开窗机构在外推式窗户上安装后的使用状态图；

图5是本发明一种自动开窗机构在外推式窗户上安装时与窗框相连的局部放大图；

图6是本发明一种自动开窗机构在平推式窗户上安装后的使用状态图；

图7是本发明一种自动开窗机构在平推式窗户上安装时与窗框相连的局部放大图。

图中，1.电磁铁，2.限位开关a，3.大杆，4.小杆，5.连接台，6.轴承座，7.限位开关b，8.螺母连接件，9.丝杠螺母，10.丝杠，11.联轴器，12.电机支架，13.电机，14.机架，15.墙体，16.窗户，17.窗框，18.光杆，19.直线轴承，20.光杆支座，21.mcu，22.数模转化器，23.雨滴传感器，24.空气质量传感器，25.电机驱动模块，26.物联网模块，27.用户。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种自动开窗机构，如图1、2所示，包括c形的机架14，c形机架14的竖杆两端分别通过连接台5与两个横杆连接；机架14的竖杆中部设有电机支架12，电机支架12上安装有双输出轴步进电机13，电机13的两个输出上分别沿竖直方向连接两个丝杠10的一端，丝杠10的另一端连接在轴承座6上，轴承座6固定在机架14上；

丝杠10上同轴套接有丝杠螺母9，丝杠螺母9通过丝杠螺母连接件8与小杆4的一端铰接，小杆4的另一端铰接在大杆3中部，大杆3的一端与机架14铰接，大杆3的另一端通过转动副与电磁铁1铰接；电磁铁1与直线轴承19吸附连接，直线轴承19同轴套接在光杆18上，光杆18固定在光杆支座20上；

大杆3为中空结构；大杆3和小杆4均为伸缩杆。

丝杠螺母连接件8与小杆4通过销轴与弹性挡圈连接；

小杆4通过销轴和弹性挡圈与大杆3连接，有效减少了大杆3转动时的转矩。

丝杠10的两端分别设有限位开关a2和限位开关b7。

本发明一种自动开窗机构还包括控制系统，如图3所示，控制系统包括中央处理器mcu21，mcu21分别连接物联网模块26、数模转化器22、电机驱动模块25，电机驱动模块25分别连接电机13、限位开关a2和限位开关b7，电机13还与限位开关a2和限位开关b7连接。限位开关a2和限位开关b7在电机13正反转一定范围时，对电机13进行一定的保护。

物联网模块26与用户27连接；

物联网模块26的型号为esp8266；电机驱动模块25的型号为l298n；数模转化器22的型号为adc809。

本发明一种自动开窗机构的使用方法为，将本发明一种自动开窗机构安装在外推式窗户上，如图4、5所示，具体工作过程为，机架14水平安装在窗框17的底部横框上，光轴18通过光轴座20水平固定在可打开的窗户扇的底部边框上，雨滴传感器23和空气质量传感器24设置在窗户16(窗户16安装在墙体15内)的窗框17的外部，下雨时，雨滴传感器23捕获信息，产生的模拟信号由数模转化器22转换为数字信号后反馈至mcu21，mcu21将信息反馈给物联网模块26，再由物联网模块26将信息传递至用户27(用户27可以为智能手机客户端或平板电脑客户端)，用户27通过app向物联网模块26发送关窗指令，物联网模块26再将接收的指令反馈给mcu21，同时mcu21发送信号给电机驱动模块25，电机驱动模块25驱动电机13正转，电机13的双输出轴分别带动两个丝杠10转动，丝杆10转动过程中，丝杠螺母9在丝杠10上随之移动，当小杆4被丝杠螺母8带动在丝杠10上移动时，大杆3以与机架14连接的销轴为转动中心进行转动，从而使大杆3通过电磁铁1连接的直线轴承19在光轴18上移动，当丝杠螺母8触碰限位开关a2时，电机13停止工作，窗子关闭；

当外界天气良好，空气质量传感器24捕获信息，产生的模拟信号通过数模转化器22转换为数字信号后反馈至mcu21，mcu21将信息反馈给物联网模块26，再物联网模块26将信息传递至用户27，用户27向物联网模块26发送开窗指令，物联网模块26再将接收的指令反馈给mcu21，同时mcu21发送信号给电机驱动模块25，电机驱动模块25驱动电机13反转，电机13的双输出轴分别带动两个丝杠10转动，丝杆10转动过程中，丝杠螺母9在丝杠10上随之移动，当小杆4被丝杠螺母8带动在丝杠10上移动时，大杆3以与机架14连接的销轴为转动中心进行转动，从而使大杆3通过电磁铁1连接的直线轴承19在光轴18上移动，当丝杠螺母8触碰限位开关b7时，电机13停止工作，窗子打开。

将本发明一种自动开窗机构安装在平推式窗子上，具体工作使用方法为，

如图6、7所示，具体工作过程为，机架14竖直安装在窗户16的窗框17的上，光轴18通过光轴座20固定可推拉的窗户边框上，雨滴传感器23和空气质量传感器24设置在窗框17的外部，下雨时，雨滴传感器23捕获信息，产生的模拟信号由数模转化器22转换为数字信号后反馈至mcu21，mcu21将信息反馈给物联网模块26，再由物联网模块26将信息传递至用户27(用户27可以为智能手机客户端或平板电脑客户端)，用户27通过app向物联网模块26发送关窗指令，物联网模块26再将接收的指令反馈给mcu1，同时mcu21发送信号给电机驱动模块25，电机驱动模块25驱动电机13正转，电机13的双输出轴分别带动两个丝杠10转动，丝杆10转动过程中，丝杠螺母9在丝杠10上随之移动，当小杆4被丝杠螺母8带动在丝杠10上移动时，大杆3以与机架14连接的销轴为转动中心进行转动，从而使大杆3通过电磁铁1连接的直线轴承19在光轴18上移动，当丝杠螺母8触碰限位开关b7时，电机13停止工作，窗子关闭；

当外界天气良好，空气质量传感器24捕获信息，产生的模拟信号通过数模转化器22转换为数字信号后反馈至mcu21，mcu21将信息反馈给物联网模块26，再物联网模块26将信息传递至用户27，用户27向物联网模块26发送开窗指令，物联网模块26再将接收的指令反馈给mcu21，同时mcu21发送信号给电机驱动模块25，电机驱动模块25驱动电机13反转，电机13的双输出轴分别带动两个丝杠10转动，丝杆10转动过程中，丝杠螺母9在丝杠10上随之移动，当小杆4被丝杠螺母8带动在丝杠10上移动时，大杆3以与机架14连接的销轴为转动中心进行转动，从而使大杆3通过电磁铁1连接的直线轴承19在光轴18上移动，当丝杠螺母8触碰限位开关a2时，电机13停止工作，窗子打开。