自动无框折叠玻璃窗户

1.本发明属于无框折叠玻璃窗户领域，具体涉及一种自动无框折叠玻璃窗户。


背景技术：

2.窗户是家家户户装修基本上都需要考虑的，其有着换气通风、遮雨挡风、眺望风景、增加设计美感、视野开阔等功能。
3.目前，市面上的家用窗户大多采用老式铝合金窗户，并大致分为手动滑动式、手动朝外(内)折叠模式。在使用中存在着许多弊端：
4.1.窗户开启不灵活，推拉窗户需要人力拉紧；
5.2.窗与窗框之间间隙较大，影响采光和通风；
6.3.开启或关闭过程中，容易发生门窗意外开启或关闭不到位的情况，使用安全难以保障；
7.4.金属或塑料边框不仅降低美感而且阻碍视野；
8.5.不够智能化、集成化，功能单一，需要使用人力进行开/闭窗户；
9.6.金属型材与塑料型材的热胀冷缩不同，易产生变形或松动；塑料型材在使用中容易发生断裂现象，而且随着时间的推移塑料窗框颜色会逐渐变黄变色，影响窗户的整体效果。


技术实现要素：

10.本发明的目的是为解决背景技术中存在的上述问题，提供一种自动无框折叠玻璃窗户。
11.本发明的自动无框折叠玻璃窗户打破了传统窗扇无法折叠及有边框的缺点，窗扇滑动灵活、开关方便、移动时可随意折叠，并且具有较好的气密性、抗风压性、隔热保温性、安全性、调光性。另外，本发明可以根据外界环境因素(光照强度、下雨量、室内空气质量等)或人为因素进行控制，实现对窗户的自动开/闭或调光玻璃的调光，其是一款集成化、智能化于一体的多功能新型窗户。
12.为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
13.一种自动无框折叠玻璃窗户，包括检测模块、控制模块、执行模块及机械模块；检测模块包括至少两个传感器，机械模块包括电动开窗器、上梁、下梁、多个滑块、多个l形滑槽、多块无框调光玻璃及多个万向轮，电动开窗器包括两个电动机、链传动机构及齿轮齿条传动机构，齿轮齿条传动机构包括一个齿条和多个齿轮；
14.上梁和下梁上下相对设置，两个电动机分别固定在上梁顶面的两端，两个电动机的输出轴分别转动穿过上梁并同时驱动链传动机构转动，两个电动机同时与控制模块信号连接；
15.每块所述调光玻璃的上下端分别通过一组上夹板和一组下夹板固定，每组上夹板顶面固定有l形滑槽，多个滑块的上端固定套装在链传动机构转动的环形链条位于室内一
侧的链条上，多个滑块的下端滑动设置在对应的l形滑槽内，每组上夹板顶面的左端或右端固定有齿轮；上梁内侧的左端或右端固定有水平设置的齿条，齿条与齿轮相啮合；每组下夹板底面的中部均固定有万向轮，下梁顶面设有直线形凹槽，万向轮在直线形凹槽内移动和旋转；
16.上梁内侧和外侧分别固定装有至少一个传感器，安装在上梁内侧的传感器为空气质量传感器，安装在上梁外侧的传感器为风光雨传感器，所有传感器均与控制模块信号连接，调光玻璃与执行模块电连接，执行模块与控制模块信号连接。
17.进一步的是，调光玻璃由内至外依次由固定在一起的内侧钢化玻璃、内侧eva胶片、液晶膜、外侧eva胶片、外侧钢化玻璃、中空层及low-e玻璃组成。
18.进一步的是，内侧钢化玻璃和外侧钢化玻璃的厚度均为5mm，内侧eva胶片和外侧eva胶片的厚度均为0.3mm，液晶膜的厚度为1mm，中空层的厚度为9mm，low-e玻璃的厚度为6mm。
19.进一步的是，执行模块包括调光玻璃电源和调光玻璃电源控制开关；调光玻璃电源、调光玻璃电源控制开关及液晶膜依次电连接。
20.进一步的是，控制模块为单片机。
21.进一步的是，链传动机构包括环形链条和两个链轮；两个链轮分别固定装在各自对应的电动机的输出轴上，两个链轮之间通过环形链条传动连接。
22.进一步的是，下梁上端面的两端各固定有一个靠板。
23.进一步的是，一组上夹板包括两对固定夹板一和一对固定夹板二；一组下夹板包括两对固定夹板三和三对固定夹板四；每块调光玻璃的上端固定有两对固定夹板一和一对固定夹板二，一对固定夹板二设置在两对固定夹板一之间；每块调光玻璃的下端固定有两对固定夹板三和三对固定夹板四，三对固定夹板四与两对固定夹板三依次交替设置。
24.进一步的是，检测模块还包括两个限位器；两个限位器分别固定在上梁内侧的左右两端，两个限位器与环形链条的转弯处相对应，两个限位器均与单片机信号连接。
25.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
26.本发明以单片机为核心的控制部件，通过控制电动开窗器的电动机来驱动链传动机构及齿轮齿条传动机构，实现窗户的自动开/闭。检测模块的传感器检测外界因素从而将信号处理后传递给单片机进行数据处理，然后单片机控制电动开窗器和/或调光玻璃电源控制开关，电动开窗器通过电动机正反转，实现链传动机构和齿轮齿条传动机构对窗户进行开/闭；调光玻璃电源控制开关则控制调光玻璃的透明度。
27.本发明的自动无框折叠玻璃窗户具体技术效果表现在以下几方面：
28.1、本发明在机械设计上，抛弃了传统的铝合金外框的弊端，采用无框设计，克服了人工开/闭窗的缺点，采用电动开窗器进行控制实现开/闭窗以及折叠功能，开/闭窗自如，安全性好。
29.2、观感上，无框玻璃大大拓宽了视野，更加具有美感，窗户具有较好的整体效果；调光玻璃更加注重光线的控制、紫外线的防护以及个人的隐私。
30.3、功能上，更加的集成化、智能化，可以根据外界的环境做出变化(开/闭窗、调节玻璃的透明度)。
31.4、安装在窗户内外的传感器检测外界因素，并将检测信号处理后传递给单片机进
行数据处理，然后单片机控制电动开窗器或者调光玻璃电源控制开关，电动开窗器通过电动机的正反转来控制链传动机构和齿条传动机构，实现对窗户的开/闭；调光玻璃电源控制开关则控制调光玻璃的透明度。
附图说明
32.图1是本发明的自动无框折叠玻璃窗户的控制流程图；
33.图2是本发明的自动无框折叠玻璃窗户的整体结构的轴测示意图；
34.图3是本发明的自动无框折叠玻璃窗户的工作原理示意图；
35.图4是链传动机构的轴测示意图；
36.图5是齿轮齿条传动机构的轴测示意图；
37.图6是调光玻璃的结构示意图；
38.图7是固定夹板一的轴测示意图；
39.图8是固定夹板二的轴测示意图；
40.图9是固定夹板四的轴测示意图；
41.图10是固定夹板三的轴测示意图；
42.图11是滑块的轴测示意图；
43.图12是万向轮的轴测示意图；
44.图13是l形滑槽的轴测示意图；
45.图14是调光玻璃电源、调光玻璃电源控制开关及液晶膜依次电连接的框图；
46.图15是本发明的自动无框折叠玻璃窗户的主视图。
47.上述附图中涉及的部件名称及附图标记汇总如下：
48.传感器1、固定夹板四2、上梁3、下梁4、滑块5、l形滑槽6、调光玻璃7、万向轮8、电动机9、齿条10、齿轮11、环形链条12、直线形凹槽13、内侧钢化玻璃14、内侧eva胶片15、液晶膜16、外侧eva胶片17、外侧钢化玻璃18、中空层19、low-e玻璃20、调光玻璃电源21、调光玻璃电源控制开关22、链轮23、靠板24、固定夹板一25、固定夹板二26、固定夹板三27、单片机28、限位器29。
具体实施方式
49.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，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。
50.具体实施方式一：如图2-图15所示，本实施方式披露了一种自动无框折叠玻璃窗户，包括检测模块、控制模块、执行模块及机械模块；检测模块包括至少两个传感器1，机械模块包括电动开窗器、上梁3、下梁4、多个滑块5、多个l形滑槽6、多块无框调光玻璃7(一片调光玻璃7就是一个窗扇，且无金属边框)及多个万向轮8，电动开窗器包括两个电动机9、链传动机构及齿轮齿条传动机构，齿轮齿条传动机构包括一个齿条10和多个齿轮11；
51.上梁3和下梁4上下相对设置(设置上梁3和下梁4的目的是为了固定窗户，为窗户提供支撑)，两个电动机9分别固定在上梁3顶面的两端，两个电动机9的输出轴分别转动穿
过上梁3并同时驱动链传动机构转动，两个电动机9同时与控制模块信号连接(控制模块同时控制两个电动机9启停)；
52.每块所述调光玻璃7的上下端分别通过一组上夹板和一组下夹板固定，每组上夹板顶面固定有l形滑槽6，多个滑块5的上端固定套装在链传动机构转动的环形链条12位于室内一侧的链条上，多个滑块5的下端滑动设置在对应的l形滑槽6内，每组上夹板顶面的左端或右端(图1中是在左端)固定有齿轮11(每组上夹板顶面的左端或右端与齿轮11的轮轴底部与固定连接)；上梁3内侧的左端或右端固定有水平设置的齿条10，齿条10与齿轮11相啮合；
53.每组下夹板底面的中部均固定有万向轮8(每组下夹板底面的中部均与万向轮8的轮架固定连接)，下梁4顶面设有直线形凹槽13，万向轮8在直线形凹槽13内移动和旋转(通过链传动机构实现调光玻璃7沿直线形凹槽13水平滑动；通过齿轮齿条传动机构传动并配合l形滑槽6以及万向轮8，实现调光玻璃7在直线形凹槽13内的旋转)；
54.上梁3内侧和外侧分别固定装有至少一个传感器1，安装在上梁内侧的传感器1为空气质量传感器，安装在上梁外侧的传感器1为风光雨传感器(优选的是，空气质量传感器1和风光雨传感器2的数量各为两个)，所有传感器1均与控制模块信号连接，调光玻璃7与执行模块电连接，执行模块与控制模块信号连接。
55.空气质量传感器1；主要用于检测室内的o2、co2、ch2o、ch4等气体浓度；
56.风光雨传感器2；是将风感、光感、雨感三种传感器合为一体，用于对室外的风量、光照强度、下雨量进行检测，并将检测的物理量转换为电量。
57.若齿条10与上梁3内侧的左端固定，则齿轮11与每组上夹板顶面的左端固定；反之，若齿条10与上梁3内侧的右端固定，则齿轮11与每组上夹板顶面的右端固定。
58.进一步的是，调光玻璃7由内至外依次由固定在一起的内侧钢化玻璃14、内侧eva胶片15、液晶膜16、外侧eva胶片17、外侧钢化玻璃18、中空层19及low-e玻璃20组成。
59.进一步的是，内侧钢化玻璃14和外侧钢化玻璃18的厚度均为5mm，内侧eva胶片15和外侧eva胶片17的厚度均为0.3mm，液晶膜16的厚度为1mm，中空层19的厚度为9mm，low-e玻璃20的厚度为6mm。
60.进一步的是，执行模块包括调光玻璃电源21和调光玻璃电源控制开关22；调光玻璃电源21、调光玻璃电源控制开关22及液晶膜16依次电连接。调光玻璃电源控制开关22通过对调光玻璃电源21的控制使调光玻璃7透明或者不透明化。执行模块安装在室内。
61.进一步的是，控制模块为单片机28(单片机28分别与空气质量传感器1和风光雨传感器2信号连接，将接收到来自传感器或人工控制的信号并对信号进行处理后，进而控制执行模块的调光玻璃电源控制开关22，控制调光玻璃7的透明度；或控制电动开窗器使得电动机9正反转运行来打开窗户)。单片机28安装在上梁3内顶面的中部。
62.进一步的是，检测模块还包括两个限位器29；两个限位器29分别固定在上梁3内侧的左右两端，两个限位器29与环形链条12的转弯处相对应，两个限位器29均与单片机28信号连接。
63.调光玻璃7的原理为：当断开调光玻璃电源控制开关22时，调光玻璃7断电，调光玻璃7里面的液晶分子会呈现不规则的散布状态，此时调光玻璃7呈现透光而不透明的外观状态；当闭合调光玻璃电源控制开关22时，调光玻璃7通电，调光玻璃7里面的液晶分子呈现整
齐排列状态，光线可以自由穿透，此时调光玻璃7瞬间呈现透明状态。通过单片机28接收传感器1的信号，从而控制调光玻璃7，实现调色。
64.进一步的是，链传动机构包括环形链条12和两个链轮23；两个链轮23分别固定装在各自对应的电动机9的输出轴上，两个链轮23之间通过环形链条12传动连接。
65.进一步的是，下梁4上端面的两端各固定有一个靠板24(两个靠板24为旋转打开的调光玻璃7起到倚靠的作用)。
66.进一步的是，一组上夹板包括两对固定夹板一25和一对固定夹板二26；一组下夹板包括两对固定夹板三27和三对固定夹板四2；
67.每块调光玻璃7的上端固定有两对固定夹板一25和一对固定夹板二26，一对固定夹板二26设置在两对固定夹板一25之间；每块调光玻璃7的下端固定有两对固定夹板三27和三对固定夹板四2，三对固定夹板四2与两对固定夹板三27依次交替设置。固定夹板的作用是固定调光玻璃7；提供位置限位。
68.本发明的工作流程是：如图1所示，安装在窗户内、外的传感器1(安装在上梁3内侧的传感器1为空气质量传感器，安装在上梁3外侧的传感器1为风光雨传感器)会检测室内、室外的空气质量、有毒气体、光照强度、下雨量、风量等因素(信号)，并把接收到的物理信号转换成电信号，信号经过放大处理后通过a/d转换器转换为数字信号并传输到单片机28，单片机28接收到传感器1或人工控制信号后，进行数据处理；若数据超过规定值，则启动电动开窗器，使得电动机9正反转运行来打开窗户，和/或闭合调光玻璃电源控制开关22，调光玻璃电源21给调光玻璃7供电，实现对调光玻璃7的调光；若数据小于规定值，则控制电动开窗器的电动机9停止工作，和/或断开调光玻璃电源控制开关22，无需对调光玻璃7进行调光(即电动开窗器通过电动机9的正反转来控制链传动机构和齿轮齿条传动机构实现对窗户的开/闭，调光玻璃电源控制开关22则控制调光玻璃7的透明度)。
69.本发明的窗户开/闭与折叠的工作过程是：如图2-图15所示，启动电动机9，使其正反转转动，通过链轮23将动力传递给环形链条12，环形链条12带动固定在其上的滑块5移动，由于滑块5在l形滑槽6内滑动，当滑块5滑动到l形滑槽6内的一端时，滑块5推动l形滑槽6随环形链条12一同移动，调光玻璃7下部通过万向轮8在直线形凹槽13内移动，从而实现窗户的水平滑动；当滑块5滑动到上梁3左端或右端(譬如图2中，滑块5滑动到上梁3左端)的旋转区域(齿条10区域)时，在齿轮齿条传动机构以及l形滑槽6的配合下，调光玻璃7下部的万向轮8在直线形凹槽13内旋转，从而使调光玻璃7实现90
°
旋转，完成窗户的开/闭与折叠状态。
70.安装的传感器1检测外界因素从而将信号处理后传递给单片机28进行数据处理，然后单片机28控制电动开窗器或者调光玻璃电源控制开关22，电动开窗器通过电动机9的正反转来控制链传动机构和齿轮齿条传动机构实现对窗户的开/闭，调光玻璃电源控制开关22则控制调光玻璃7的透明度。
71.结合图2、图3、图14及图15说明本发明的自动无框折叠玻璃窗户的基本操作步骤如下：
72.(1)安装在窗户内侧的空气质量传感器或安装在窗户外侧的风光雨传感器进行信号检测并将物理信号转化为电信号。
73.(2)通过放大器和a/d转换器处理后，将转换的数字信号传输给单片机28。
74.(3)单片机28执行程序，判断检测值，超出预设值则控制执行模块和/或电动开窗器动作。
75.(4)电动开窗器；电动开窗器的电动机9正反转转动，经过链轮23将动力传输给环形链条12，最后，环形链条12带动其上的滑块5实现窗户的滑动；当滑块5滑动到左端或右端(譬如图2中，滑块5滑动到上梁3左端)的旋转区域(齿条10的区域)，通过齿轮齿条传动机构的传动以及l形凹槽6、万向轮8的配合，实现对调光玻璃7的90
°
旋转，从而完成对窗户的开/闭；
76.调光玻璃电源控制开关22；通过控制调光玻璃电源控制开关22的开/闭，来改变调光玻璃7的透明度。
77.(5)限位器29；当限位器29检测到调光玻璃7到达左端或右端的限位信号时，将信号传递给单片机28，由单片机28控制电动机9停止工作，防止调光玻璃7与上梁3、下梁4发生碰撞。
78.注：人为因素可跳过检测模块和控制模块，直接开启电动机9和调光玻璃电源控制开关22，实现对窗户的自动开/闭和改变调光玻璃7的透明度。
79.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的装体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
80.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种自动无框折叠玻璃窗户，其特征在于：包括检测模块、控制模块、执行模块及机械模块；检测模块包括至少两个传感器(1)，机械模块包括电动开窗器、上梁(3)、下梁(4)、多个滑块(5)、多个l形滑槽(6)、多块无框调光玻璃(7)及多个万向轮(8)，电动开窗器包括两个电动机(9)、链传动机构及齿轮齿条传动机构，齿轮齿条传动机构包括一个齿条(10)和多个齿轮(11)；上梁(3)和下梁(4)上下相对设置，两个电动机(9)分别固定在上梁(3)顶面的两端，两个电动机(9)的输出轴分别转动穿过上梁(3)并同时驱动链传动机构转动，两个电动机(9)同时与控制模块信号连接；每块所述调光玻璃(7)的上下端分别通过一组上夹板和一组下夹板固定，每组上夹板顶面固定有l形滑槽(6)，多个滑块(5)的上端固定套装在链传动机构转动的环形链条(12)位于室内一侧的链条上，多个滑块(5)的下端滑动设置在对应的l形滑槽(6)内，每组上夹板顶面的左端或右端固定有齿轮(11)；上梁(3)内侧的左端或右端固定有水平设置的齿条(10)，齿条(10)与齿轮(11)相啮合；每组下夹板底面的中部均固定有万向轮(8)，下梁(4)顶面设有直线形凹槽(13)，万向轮(8)在直线形凹槽(13)内移动和旋转；上梁(3)内侧和外侧分别固定装有至少一个传感器(1)，安装在上梁内侧的传感器(1)为空气质量传感器，安装在上梁外侧的传感器(1)为风光雨传感器，所有传感器(1)均与控制模块信号连接，调光玻璃(7)与执行模块电连接，执行模块与控制模块信号连接。2.根据权利要求1所述的自动无框折叠玻璃窗户，其特征在于：调光玻璃(7)由内至外依次由固定在一起的内侧钢化玻璃(14)、内侧eva胶片(15)、液晶膜(16)、外侧eva胶片(17)、外侧钢化玻璃(18)、中空层(19)及low-e玻璃(20)组成。3.根据权利要求2所述的自动无框折叠玻璃窗户，其特征在于：内侧钢化玻璃(14)和外侧钢化玻璃(18)的厚度均为5mm，内侧eva胶片(15)和外侧eva胶片(17)的厚度均为0.3mm，液晶膜(16)的厚度为1mm，中空层(19)的厚度为9mm，low-e玻璃(20)的厚度为6mm。4.根据权利要求2所述的自动无框折叠玻璃窗户，其特征在于：执行模块包括调光玻璃电源(21)和调光玻璃电源控制开关(22)；调光玻璃电源(21)、调光玻璃电源控制开关(22)及液晶膜(16)依次电连接。5.根据权利要求1所述的自动无框折叠玻璃窗户，其特征在于：控制模块为单片机(28)。6.根据权利要求1所述的自动无框折叠玻璃窗户，其特征在于：链传动机构包括环形链条(12)和两个链轮(23)；两个链轮(23)分别固定装在各自对应的电动机(9)的输出轴上，两个链轮(23)之间通过环形链条(12)传动连接。7.根据权利要求1所述的自动无框折叠玻璃窗户，其特征在于：下梁(4)上端面的两端各固定有一个靠板(24)。8.根据权利要求1所述的自动无框折叠玻璃窗户，其特征在于：一组上夹板包括两对固定夹板一(25)和一对固定夹板二(26)；一组下夹板包括两对固定夹板三(27)和三对固定夹板四(2)；每块调光玻璃(7)的上端固定有两对固定夹板一(25)和一对固定夹板二(26)，一对固定夹板二(26)设置在两对固定夹板一(25)之间；每块调光玻璃(7)的下端固定有两对固定夹板三(27)和三对固定夹板四(2)，三对固定夹板四(2)与两对固定夹板三(27)依次交替设置。
9.根据权利要求5所述的自动无框折叠玻璃窗户，其特征在于：检测模块还包括两个限位器(29)；两个限位器(29)分别固定在上梁(3)内侧的左右两端，两个限位器(29)与环形链条(12)的转弯处相对应，两个限位器(29)均与单片机(28)信号连接。

技术总结
自动无框折叠玻璃窗户，属于无框折叠玻璃窗户领域。两个电动机固定在上梁两端，两个电动机同时驱动链传动机构转动，两个电动机同时与控制模块信号连接；每块调光玻璃的上下端分别通过一组上、下夹板固定，每组上夹板顶面固定有L形滑槽，多个滑块固定套装在环形链条上并滑动设置在对应的L形滑槽内，每组上夹板顶面固定有齿轮；上梁内侧的左端或右端固定有齿条，齿条与齿轮相啮合；固定在每组下夹板底面中部的万向轮在下梁的直线形凹槽内移动和旋转；空气质量传感器安装在上梁内侧，风光雨传感器安装在上梁外侧，所有传感器均与控制模块信号连接，调光玻璃与执行模块电连接，执行模块与控制模块信号连接。本发明的窗户用于家用。用。用。


技术研发人员：邹喜聪 甘登鹏 王俊杰 张向华
受保护的技术使用者：江苏理工学院
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/10/7