CN107288524B - 一种便于拆卸的智能百叶窗外遮阳装置 - Google Patents

一种便于拆卸的智能百叶窗外遮阳装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种便于拆卸的智能百叶窗外遮阳装置，其特征在于：它包括窗帘盒、上下窗帘杆、可伸缩组件、接墙体件，所述上下窗帘杆均由两截通过可伸缩组件接在一起的杆子组成，上、下窗帘杆两端留有安装钢丝绳的机构，钢丝绳作为百叶叶片上下收放的导轨；窗帘盒由可叠放在一起的百叶叶片组、传动机构、光照传感器、智能管理机构组成；所述百叶叶片组分为上下两部分，上半部分叶片组叶片沿导轨安装在靠近室内侧；下半部分叶片组叶片沿导轨安装在靠近室外侧。采用上述结构的百叶窗遮阳装置，结构简单、轻巧，操作便捷，不破坏外墙体，方便安装拆卸，与现有的智能遮阳***相比，处理器运算量少，需要的各类参数少，计算可靠性高。

Description

一种便于拆卸的智能百叶窗外遮阳装置
技术领域
本发明涉及窗外遮阳装置，具体地涉及方便拆装的智能百叶叶片调节的遮阳窗。
背景技术
当下，窗帘在使用时经常是处于全开、半开或全关的状态，全开虽然获得了足够的光线，但容易造成室内热辐射过量，且直射光线会造成光污染，产生眩光、侵扰光、彩光污染等；半开明暗光线对比更强烈，造成比全开更严重的光污染；而全关则会导致屋内光线过暗，为维持室内正常照明工作，又需要在屋内采用人工照明，浪费能源。故智能遮阳***应运而生，最常见是采用可调节叶片的百叶遮阳，主流采用统一调整倾斜度的方式进行遮阳，也有为实现防眩光而将其分成上下两部分，两部分叶子倾斜度可以独立或者关联调整，它可以保证屋内获得适宜的自然光照明。而室外遮阳由于不占用室内空间，且可将红外线、可见光、紫外线携带的热量等直接阻隔在室外，因而被广泛应用于家装行业。
室内采光需要避免各类光污染，同时保证最佳的适宜光照度，并根据实际地理位置、太阳高度、季节和天气情况因素，及个人差异综合考虑进行遮光调节，而由遮阳厂商设计的遮阳窗，只是批量的设置，无法满足实际情况的差异。此外，目前住宅楼很多用到断桥窗，很多断桥窗因为窗的顶部距离房顶的距离太小，没有预留安装窗帘的空间，导致无法安装室外窗帘。另外，常规的遮阳***都是采用固定式安装，清理保养时拆卸麻烦，而这类遮阳***本身价格昂贵，固定式安装重复使用率低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种便于拆卸的智能百叶窗外遮阳装置，它对断桥窗顶部距房顶的空间没有要求，并可以在不破坏外墙体的情况下，方便的安装和拆卸；可根据实际光照环境及用户的个性化需求对光照进行最适宜调控，采用室内外光照强度同时监测方式，简化根据光照强度调整百叶窗叶片角度的计算量，达到实时调整，实现百叶窗外遮阳的高透射、防止光污染，保证室内健康的光照强度。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种便于拆卸的智能百叶窗外遮阳装置，其特征在于：它包括窗帘盒、上窗帘杆、下窗帘杆、可伸缩组件、接墙体件，所述上窗帘杆、下窗帘杆均由两截通过可伸缩组件接在一起的杆子组成，上、下窗帘杆两端留有安装钢丝绳的机构，钢丝绳两头分别固定在上、下窗帘杆上，钢丝绳作为百叶叶片上下收放的导轨；所述下窗帘杆上部表面有磁条；所述窗帘盒与上窗帘杆通过窗帘盒顶部的扣件可拆卸式扣接，窗帘盒由可叠放在一起的百叶叶片组、传动机构、光照传感器、智能管理机构组成；所述百叶叶片组最底端附有磁条，可与下窗帘杆磁性接合，百叶叶片组分为上下两部分，上半部分叶片组叶片沿导轨安装在靠近室内侧，叶片可在靠近室内侧180°翻转，其旋转轴位于靠近叶片端部1/3处；下半部分叶片组叶片沿导轨安装在靠近室外侧，叶片可在靠近室外侧180°翻转，旋转轴在叶片一端，百叶叶片组整体及上半部分和下半部分的叶片组叶片均可根据太阳高度角及传感器数据和用户设置的参数，由所述智能管理机构通过传动机构控制上下收放，及转动调整叶片，在太阳高度角过低出现眩光时下半部分叶片组叶片可将产生的眩光反射至上半部分叶片组叶片上，再通过上半部分叶片组叶片反射至室内。
所述可伸缩组件由一截外端带外螺纹的杆子、一截外端带内螺纹的杆子，及一段一端带内螺纹的套筒组成，所述带外螺纹的杆子的外径与带内螺纹的杆子的内径相等，所述带内螺纹的杆子螺纹部分在轴向有至少两条裂缝，所述带内螺纹的套筒的内螺纹部分内径与带外螺纹的杆子的外径相等，套筒无螺纹部分的内径与带外螺纹的杆子的外径相等，并自有螺纹部分向套筒另一端方向逐渐缩小。
所述接墙体件，端面为带尖锐凸起的高硬度材料。
所述百叶叶片整体为长条形平板，材质为磨砂透明塑料，且上表面贴合一层光致变色层，在强光下百叶叶片颜色变暗透光率降低，而光强变暗时百叶叶片恢复至磨砂透明，所述百叶叶片两端部通过可伸缩拉簧和圆环与所述导轨连接(如图7所示)；百叶叶片组上下总长度比窗户总高长。
所述百叶叶片表面贴合一层光致变色层，除可根据光照强度自动变色外还能对侵扰光、彩光及光幕反射进行过滤，减少光污染。
所述智能管理机构包括中央处理器、GPS***、时钟机构、无线信号传输装置。
所述光照传感器安装在窗帘盒外侧面，在室内也设置一光照传感器，并通过无线信号传输装置与中央处理器进行数据交换。
所述用户个性化参数包括，用户身高，空间场所设定，工作内容设定。
所述传动机构包括至少三组蜗轮和蜗杆，二者齿轮正交啮合，蜗杆端部有一传动轴，可通过电机带动转动，并传动给卷轴。
所述百叶叶片的宽度w与叶片间的间隔距离h之间的关系，满足 w/h＝1/cosα，cosα为当地春分秋分时早上9点-下午3点的平均太阳高度角。
采用上述结构的智能百叶窗外遮阳装置，可在不破坏外墙体并无需对断桥窗顶部距房顶的空间要求的情况下，方便的安装拆卸，并相比现有的防眩光的多叶片组装的百叶窗叶片，具有结构简单、轻巧，操作便捷，采用内外光照传感器对比标准照度值，与现有的智能遮阳***相比，处理器运算量少，需要的各类参数少，计算可靠性高。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明可伸缩组件结构示意图；
图3为本发明百叶叶片分布示意图；
图4为本发明传动机构示意图；
图5为本发明智能管理模块功能结构示意图；
图6为本发明在进行防眩光时的叶片角度分布示意图；
图7为本发明的百叶叶片与导轨的连接结构示意图。
具体实施方式
图1示出了本发明的整体结构，包括窗帘盒1、上窗帘杆2、下窗帘杆3、可伸缩组件4、接墙体件6，所述上窗帘杆1、下窗帘杆2 均由两截通过可伸缩组件4接在一起的杆子组成，上、下窗帘杆两端留有安装钢丝绳的机构，钢丝绳两头分别固定在上、下窗帘杆上，钢丝绳作为百叶叶片上下收放的导轨7；所述下窗帘杆上部表面有磁条；所述窗帘盒1与上窗帘杆2通过窗帘盒顶部的扣件5可拆卸式扣接，窗帘盒1由可叠放在一起的百叶叶片组、传动机构、光照传感器、智能管理机构组成；所述百叶叶片组最底端附有磁条，可与下窗帘杆磁性接合，百叶叶片组分为上下两部分，上半部分叶片组叶片沿导轨7 安装在靠近室内侧，叶片可在靠近室内侧180°翻转，其旋转轴位于靠近叶片端部1/3处；下半部分叶片组叶片沿导轨7安装在靠近室外侧，叶片可在靠近室外侧180°翻转，旋转轴在叶片一端，百叶叶片组整体及上半部分和下半部分的叶片组叶片均可根据太阳高度角及传感器数据和用户设置的参数，由所述智能管理机构通过传动机构控制上下收放，及转动调整叶片，在太阳高度角过低出现眩光时下半部分叶片组叶片可将产生的眩光反射至上半部分叶片组叶片上，再通过上半部分叶片组叶片反射至室内。所述接墙体件6，端面为带尖锐凸起的高硬度材料。所述光照传感器安装在窗帘盒外侧面(图中未示出)，在室内也设置一光照传感器，并通过无线信号传输装置与中央处理器进行数据交换。
图2为本发明的可伸缩组件结构示意图，该可伸缩组件4由一截外端带外螺纹的杆子21、一截外端带内螺纹的杆子22，及一段一端带内螺纹的套筒23组成，所述带外螺纹的杆子的外径与带内螺纹的杆子的内径相等，所述带内螺纹的杆子螺纹部分在轴向有至少两条裂缝，所述带内螺纹的套筒的内螺纹部分内径与带外螺纹的杆子的外径相等，套筒无螺纹部分的内径与带外螺纹的杆子的外径相等，并自有螺纹部分向套筒另一端方向逐渐变大，该套筒无螺纹部分内贴一层弹性高摩擦系数材料；通过该可伸缩组件4，可在不破坏墙体情况下，将上下窗帘杆抵在窗户两边的竖向边框上，方便拆卸。
图3为本发明叶片叶片分布示意图，百叶叶片整体为长条形平板，材质为磨砂透明塑料，且上表面贴合一层光致变色层，在强光下百叶叶片颜色变暗透光率降低，而光强变暗时百叶叶片恢复至磨砂透明，所述百叶叶片两端部通过可伸缩拉簧10和圆环9与所述导轨7连接 (如图7所示)；百叶叶片组总长度比窗户总长长，使得完全展开后与上半部分的分界线可根据用户的身高设定进行调整。所述百叶叶片表面贴合一层光致变色层，除可根据光照强度自动变色外还能对侵扰光、彩光及光幕反射进行过滤，减少光污染。所述百叶叶片的宽度w 与叶片间的间隔距离h之间的关系，满足w/h＝1/cosα，cosα为当地春分秋分时早上9点-下午3点的平均太阳高度角，根据实际需要该 cosα也可调整，并对叶片宽度和叶片间间隔距离定做。
图4为本发明传动机构结构示意图，传动机构包括至少三组蜗轮 42和蜗杆44，二者齿轮啮合后旋转轴正交，蜗杆端部有一传动轴43，可通过电机带动转动，传动给卷轴41，实现对百叶叶片组的收放，及牵引线8控制调整百叶叶片角度。
图5为本发明智能管理模块功能结构示意图，智能管理机构包括中央处理器(例如单片机)、GPS***、时钟机构、无线信号传输装置，可根据光照传感器将实时感测到的照度值传至中央处理器，通过处理GPS***的位置数据结合时钟机构的实时数据，得到所在地实时太阳高度角，根据光照传感器测得的照度值，及用户个性化参数设定，中央处理器进行计算，通过传动机构，调节百叶叶片组下放程度及各叶片倾角角度。所述用户个性化参数包括，用户身高，空间场所设定，工作内容设定。
图6为本发明在进行防眩光时的叶片角度分布示意图，作为一种优选，根据照度标准调整百叶叶片组收放及叶片角度，通过如下方式调整，当室内光照传感器感测到的照度值，在设定的空间场所及工作内容确定的最佳照度标准以下，则向上收起百叶叶片组，否则将百叶叶片组下放至感测到的观测值与最佳照度标准在设定阈值范围内(该阈值范围为±5/lx)，下放过程中保持所有百叶叶片与水平面的夹角与太阳高度角一致，并根据用户设定的身高，将上半部分叶片组与下半部分叶片组的分界线下落至与身高相同的位置，若叶片组下放到底仍未使得室内测得的照度值在最佳照度标准阈值范围内，则根据光照传感器测得的照度值，及用户个性化参数设定，调节百叶叶片倾角角度；在太阳高度角位于设定的低角度范围内时，下半部分叶片和上半部分叶片与导轨7的夹角都为垂直向下方向的锐角(如图6所示)，该上下部分叶片与垂向夹角的锐角角度是通过实时的太阳高度角计算求得的，角度计算结果是保证低于设定身高高度的光线，经下半部分叶片的反射通过上半部分叶片进入室内的光线与垂向向下的角度小于30°，这样可避免眩光的产生。
所述根据光照传感器测得的照度值，及用户个性化参数设定，调节百叶叶片倾角角度，是通过如下公式进行叶片调整的：
Figure GDA0003856933450000071
其中，R外为室外光照传感器测得的照度值，R内为室内光照传感器测得的照度值，h为百叶叶片间的间隔距离，w为百叶叶片的宽度，α为太阳高度角，S为用户设定的空间场所及工作内容所确定的最佳照度标准(表1中可直接读取)，θ为百叶叶片与垂向的夹角。
Figure GDA0003856933450000072
表1不同空间场所及工作内容的最佳照度标准
所述设定的低角度范围为30°及以下。
通过内外光照传感器进行感测数据对比分析，可减少中央处理器的运算量及对材质各种参数的获取，且由于采用光至变色材料进行遮阳，其导光率、透射率等都是随时变化的，通过内外光传感器感测对比处理的方式，能大大简化计算过程，并保证百叶叶片角度调整的可靠性。
本发明并不仅仅适用于室内遮阳导光，根据实际应用需要，将该发明应用于各类场景，如图书馆、展厅等，只需要调整最佳光照度标准，即可实现。

Claims (7)

1.一种便于拆卸的智能百叶窗外遮阳装置，其特征在于：它包括窗帘盒(1)、上窗帘杆(2)、下窗帘杆(3)、可伸缩组件(4)、扣件(5)、接墙体件(6)，所述上窗帘杆(1)、下窗帘杆(2)均由两截通过可伸缩组件(4)接在一起的杆子组成，上、下窗帘杆两端留有安装钢丝绳的机构，钢丝绳两头分别固定在上、下窗帘杆上，钢丝绳作为百叶叶片上下收放的导轨(7)；所述下窗帘杆上部表面有磁条；所述窗帘盒(1)与上窗帘杆(2)通过窗帘盒顶部的扣件(5)可拆卸式扣接，窗帘盒(1)由可叠放在一起的百叶叶片组、传动机构、光照传感器、智能管理机构组成；所述百叶叶片组最底端的叶片之下有独立的不与百叶叶片一体的磁条，可与下窗帘杆磁性接合，百叶叶片组分为上下两部分，上半部分叶片组叶片沿导轨(7)安装在靠近室内侧，叶片可在靠近室内侧180°翻转，其旋转轴位于靠近叶片端部1/3处；下半部分叶片组叶片沿导轨(7)安装在靠近室外侧，叶片可在靠近室外侧180°翻转，旋转轴在叶片一端，所述光照传感器安装在窗帘盒外侧面，同时在室内也设置一光照传感器，百叶叶片组整体及上半部分和下半部分的叶片组叶片均可根据太阳高度角及光照传感器数据和用户设置的参数，由所述智能管理机构通过传动机构控制上下收放，及转动调整叶片，在太阳高度角过低出现眩光时下半部分叶片组叶片可将产生的眩光反射至上半部分叶片组叶片上，再通过上半部分叶片组叶片反射至室内；
所述百叶叶片整体为长条形平板，材质为磨砂透明塑料，且上表面贴合一层光致变色层，在强光下百叶叶片颜色变暗透光率降低，而光强变暗时百叶叶片恢复至磨砂透明，所述百叶叶片两端部通过可伸缩拉簧(10)和圆环(9)与所述导轨(7)连接；百叶叶片组上下总长度比窗户总高长，使得完全展开后与上半部分的分界线可根据用户的身高设定进行调整。
2.如权利要求1所述的一种便于拆卸的智能百叶窗外遮阳装置，其特征在于，所述可伸缩组件(4)由一截外端带外螺纹的杆子(21)、一截外端带内螺纹的杆子(22)、及一段一端带内螺纹的套筒(23)，所述带外螺纹的杆子的外径与带内螺纹的杆子的内径相等，所述带内螺纹的杆子螺纹部分在轴向有至少两条裂缝，所述带内螺纹的套筒的内螺纹部分内径与带外螺纹的杆子的外径相等，套筒无螺纹部分的内径与带外螺纹的杆子的外径相等，并自有螺纹部分向套筒另一端方向逐渐变大，套筒无螺纹部分内贴一层弹性高摩擦系数材料。
3.如权利要求1所述的一种便于拆卸的智能百叶窗外遮阳装置，其特征在于，所述智能管理机构包括中央处理模块、GPS定位模块、时钟模块、无线信号传输模块，可将光照传感器感测到的实时照度值传至中央处理模块，通过处理GPS定位模块的位置数据结合时钟模块的实时数据，得到所在地实时太阳高度角，根据光照传感器测得的照度值，及用户个性化参数设定，中央处理模块进行计算，并通过传动机构，调节百叶叶片组下放程度及各叶片倾角角度，所述用户个性化参数包括，用户身高，空间场所设定，工作内容设定。
4.如权利要求1所述的一种便于拆卸的智能百叶窗外遮阳装置，其特征在于，所述接墙体件(6)，端面为带凸起的弹性高摩擦系数材料，所述传动机构包括至少三组蜗轮(42)和蜗杆(44)，二者齿轮啮合后旋转轴正交，蜗杆端部有一传动轴(43)，可通过电机带动转动，并传动给卷轴(41)，实现对百叶叶片组的收放，及牵引线(8)控制调整百叶叶片角度，所述百叶叶片的宽度w与叶片间的间隔距离h之间的关系，满足w/h＝1/cosα，α为当地春分秋分时早上9点-下午3点的平均太阳高度角。
5.如权利要求3所述的一种便于拆卸的智能百叶窗外遮阳装置，其特征在于，所述根据光照传感器测得的照度值，及用户个性化参数设定，中央处理模块进行计算，并通过传动机构，调节百叶叶片组下放程度及各叶片倾角角度，通过如下方式进行，当室内光照传感器感测到的照度值，在设定的空间场所及工作内容确定的最佳照度标准及以下，则向上收起百叶叶片组，否则将百叶叶片组下放至感测到的观测值与最佳照度标准在设定阈值范围内的位置，下放过程中保持所有百叶叶片与水平面的夹角与太阳高度角一致，并根据用户设定的身高，将上半部分叶片组与下半部分叶片组的分界线下落至与身高相同的位置，若叶片组下放到底仍未使得室内测得的照度值在最佳照度标准阈值范围内，则根据光照传感器测得的照度值，及用户个性化参数设定，调节百叶叶片倾角角度。
6.如权利要求5所述的一种便于拆卸的智能百叶窗外遮阳装置，其特征在于，所述根据光照传感器测得的照度值，及用户个性化参数设定，调节百叶叶片倾角角度，是通过如下公式进行叶片调整的：
Figure FDA0003856933440000021
其中，R外为室外光照传感器测得的照度值，R内为室内光照传感器测得的照度值，h为百叶叶片间的间隔距离，w为百叶叶片的宽度，α为太阳高度角，S为用户设定的根据空间场所及工作内容所确定的最佳照度标准，θ为百叶叶片与垂向的夹角。
7.如权利要求1所述的一种便于拆卸的智能百叶窗外遮阳装置，其特征在于，所述在太阳高度角过低出现眩光时下半部分叶片组叶片可将产生的眩光反射至上半部分叶片组叶片上，再通过上半部分叶片组叶片反射至室内，是通过如下方式进行的，当太阳高度角位于设定的低角度范围内时，下半部分叶片和上半部分叶片与导轨(7)的夹角都为垂直向下方向的锐角，该上下部分叶片与垂向夹角的锐角角度是通过实时的太阳高度角计算求得的，角度计算结果是保证低于设定身高高度的光线，经下半部分叶片的反射通过上半部分叶片进入室内的光线与垂向向下的角度小于30°，这样可避免眩光的产生，所述设定的低角度范围为30°及以下。
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