專利名稱：建筑物用自動可調(diào)遮陽板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型的技術(shù)方案涉及建筑物的遮陽裝置，具體地說是建筑物用自動可調(diào)遮陽板。
背景技術(shù)：
為了避免陽光直射入室內(nèi)而影響到室內(nèi)人員的工作和生活，特別是在夏日陽光直射入室內(nèi)會使室內(nèi)溫度飆升，如果單純依賴空調(diào)，不但使經(jīng)費昂貴和電力資源不堪重荷，而長期使用空調(diào)對室內(nèi)人員會帶來很多健康隱患，為此建筑物的遮陽設(shè)施也不斷被人們研發(fā)和使用。CN1851193、CN1936259和CN201258563公開的建筑物用外遮陽裝置都是非自動操作的可卷伸的遮陽篷裝置，這類遮陽裝置不但安裝和操作不方便而且容易損壞，使用壽命也往往很短；CN101638971公開了一種內(nèi)置式全自動控制遮陽雙層玻璃窗的控制方法及裝置，是在在雙層玻璃之間內(nèi)置遮陽百葉窗體，該裝置不僅成本高，更主要的缺陷是百葉窗體在遮陽的同時也嚴(yán)重地影響室內(nèi)的亮度，以至必須開燈才能工作；CN201362901公開一種房屋節(jié)能調(diào)光遮陽板，是將遮陽板安裝在平屋頂或斜屋頂上，故僅能在頂層使用，該裝置是非智能型的。由此可見，現(xiàn)有的建筑物的遮陽設(shè)施還存在安裝和操作不方便、容易損壞、裝置成本高以及在遮陽的同時會嚴(yán)重地影響室內(nèi)亮度的缺點。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供建筑物用自動可調(diào)遮陽板，是一種利用單片機技術(shù)和采用智能算法來實現(xiàn)自動控制的遮陽板，克服了現(xiàn)有的建筑物的遮陽設(shè)施還存在安裝和操作不方便、容易損壞、裝置成本高以及在遮陽的同時會嚴(yán)重地影響室內(nèi)亮度的缺點。本實用新型解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是建筑物用自動可調(diào)遮陽板，由室外部分和室內(nèi)部分構(gòu)成，其中室外部分主要包括遮陽板、步進電機、溫度采集器和光度采集器，所述遮陽板包括上層窄板、中層窄板和下層窄板，這三塊窄板的寬度相等，其中中層窄板和下層窄板的長度相等，但其長度比上層窄板的長度小5厘米，中層窄板兩端固定安裝有中層窄板滑輪，下層窄板兩端固定安裝有下層窄板滑輪，步進電機的轉(zhuǎn)頭通過電機驅(qū)動主轉(zhuǎn)軸連接兩個圓輪， 其中一個為連接中層窄板的半徑為1厘米的中層窄板用圓輪，另一個為連接下層窄板的半徑為2厘米的下層窄板用圓輪，溫度采集器采用溫度傳感芯片DS18B20，該芯片是具有可編程分辨率功能的單總線數(shù)字溫度計，光度采集器是由一個光敏二極管作為傳感器的模擬電路；所有這些部件均被固定在支架上，支架則被固定在建筑物窗戶的外墻體上，該支架上帶有中層滑動槽、下層滑動槽和電機安裝槽，其寬度等于遮陽板的寬度，長度等于遮陽板的三塊窄板的長度之和，上述上層窄板被固定在支架的兩端上不可移動，中層窄板和下層窄板通過其兩端固定的滑輪被分別固定在支架的中層滑動槽和下層滑動槽內(nèi)，使中層窄板和下層窄板通過支架上的滑動槽向垂直于墻體的方向做水平移動，中層窄板的安裝是這樣的在支架長度的三分之二處固定一個中層窄板連接中軸，該中軸上安裝一個半徑為1厘米的中層窄板用軸承，該中層窄板用軸承通過中層窄板驅(qū)動皮帶連接中層窄板的外側(cè)，上述中層窄板用圓輪通過中層窄板驅(qū)動皮帶連接至中層窄板的內(nèi)側(cè)。下層窄板的安裝是這樣的 在支架的最外端固定一個下層窄板連接中軸，該中軸上安裝一個半徑為2厘米的下層窄板用軸承，該下層窄板用軸承通過下層窄板驅(qū)動皮帶連接下層窄板的外側(cè)，上述下層窄板用圓輪通過下層窄板驅(qū)動皮帶連接至下層窄板的內(nèi)側(cè)，由此在步進電機的驅(qū)動下，步進電機的轉(zhuǎn)頭帶動電機驅(qū)動主轉(zhuǎn)軸連接的兩個圓輪轉(zhuǎn)動，進而使中層窄板和下層窄板通過支架上的滑動槽向垂直于墻體的方向做水平移動，當(dāng)遮陽板呈收起狀態(tài)時中層窄板和下層窄板收起，它們依次重疊置于上層窄板下方，當(dāng)遮陽板呈打開狀態(tài)時中層窄板和下層窄板伸出，三層窄板形成一塊大的平板式遮陽板，溫度采集器和光度采集器安裝在高于上層窄板的支架上，步進電機被安置在支架上的電機安裝槽內(nèi)；室內(nèi)部分為控制器，控制器外殼上設(shè)有第I檔區(qū)手動檔按鍵、第II檔區(qū)手動檔按鍵和第III檔區(qū)手動檔按鍵共三檔手動檔按鍵，以及一檔自動擋按鍵，控制器外殼上方有控制器引線與控制器內(nèi)的控制電路連接，控制器外殼上設(shè)置有外接電源插孔，控制器內(nèi)部主要包括控制電路板、電機驅(qū)動芯片L298N、HT46F49E單片機和按鍵模塊，HT46F49E單片機是A/D單片機內(nèi)置EEPROM的8位FLASH型高性能精簡指令集MCU，具有雙向I/O 口、可編程定時器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器和A/D轉(zhuǎn)換功能，有關(guān)的智能算法以軟件程序的形式寫在單片機的微控制器MCU中，HT46F49E單片機內(nèi)存有操作控制程序流程和中斷程序流程， 控制器被置于室內(nèi)靠近安裝遮陽板的窗戶附近的墻體上或置于室內(nèi)其他便于人操作的地方；室外部分和室內(nèi)部分的聯(lián)系是在室內(nèi)的控制器外殼上方的控制器引線穿過墻體與室外部分相連接，該控制器引線包括為步進電機、溫度采集器和光度采集器提供電源的電源線，電機驅(qū)動芯片U98N與室外的步進電機的連接導(dǎo)線，以及采集溫度和光度信號的控制線。溫度采集器對室外環(huán)境溫度進行實時采集，其溫度傳感芯片DS18B20將采集到的溫度采集信號數(shù)據(jù)通過采集溫度的控制線送入HT46F49E單片機中，經(jīng)過處理便可得到實際的室外環(huán)境溫度值，光度采集器將室外環(huán)境光照強度變換為光敏二極管上的電壓值，通過采集光敏二極管上的電壓值的大小即可判斷光照強度的大小，并通過光度信號的控制線將此電壓信號即光度采集信號數(shù)據(jù)送入到HT46F49E單片機PBO端口，如此得到的室外環(huán)境溫度和光照強度經(jīng)HT46F49E單片機處理，由按鍵模塊與HT46F49E單片機的I/O配合，實現(xiàn)對遮陽板的調(diào)節(jié)，也就是由在控制器控制下的步進電機的驅(qū)動來操縱遮陽板的中層窄板和下層窄板伸出的速度和長度。上述建筑物用自動可調(diào)遮陽板，所述由在控制器控制下的步進電機的驅(qū)動來操作遮陽板的中層窄板和下層窄板伸出的速度和長度，其過程是設(shè)定步進電機的角速度為 ω，由此可以得出中層窄板的行駛速度為ωΓ，下層窄板的行駛速度為《R，其中R = 2r，通過控制脈沖頻率決定步進電機的角速度，通過控制脈沖個數(shù)決定步進電機的角位移，即步進電機通過控制脈沖個數(shù)來控制遮陽板的行進距離；當(dāng)遮陽板呈打開狀態(tài)，即中層窄板和下層窄板伸出時，由控制器控制步進電機驅(qū)動將遮陽板調(diào)整到合適的檔位，也就是說對應(yīng)于控制器輸出的手動擋的“第I檔”、“第II檔”、“第III檔”或自動擋的“自動，，的控制指令就確定了中層窄板和下層窄板的伸出長度，上述由控制器控制步進電機驅(qū)動將遮陽板調(diào)整到合適的檔位，是由HT46F49E單片機內(nèi)核構(gòu)成的智能調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用如下的智能算法相應(yīng)地將遮陽板調(diào)整到合適的檔位(一)CBR 算法S = 2*T1*T2*G1*G2-|tl_t2|*T2*G1*G2_T1*T2*|gl_g2|*G2上式中，S表示相似度，Tl = max{tl，t2}，T2 = max{t2, t0}，Gl = max{gl, g0}， G2 = max {g2，g0}，tl和t2表示溫度值，gl、g2表示光度值，t0表示當(dāng)前的溫度值，g0表示當(dāng)前的光度值；(二)在設(shè)置遮陽板大小時，應(yīng)按如下的日照公式得出遮陽板大小
權(quán)利要求1.建筑物用自動可調(diào)遮陽板，其特征在于由室外部分和室內(nèi)部分構(gòu)成，其中室外部分主要包括遮陽板、步進電機、溫度采集器和光度采集器，所述遮陽板包括上層窄板、中層窄板和下層窄板，這三塊窄板的寬度相等，其中中層窄板和下層窄板的長度相等，但其長度比上層窄板的長度小5厘米，中層窄板兩端固定安裝有中層窄板滑輪，下層窄板兩端固定安裝有下層窄板滑輪，步進電機的轉(zhuǎn)頭通過電機驅(qū)動主轉(zhuǎn)軸連接兩個圓輪，其中一個為連接中層窄板的半徑為1厘米的中層窄板用圓輪，另一個為連接下層窄板的半徑為2厘米的下層窄板用圓輪，溫度采集器采用溫度傳感芯片DS18B20，該芯片是具有可編程分辨率功能的單總線數(shù)字溫度計，光度采集器是由一個光敏二極管作為傳感器的模擬電路；所有這些部件均被固定在支架上，支架則被固定在建筑物窗戶的外墻體上，該支架上帶有中層滑動槽、下層滑動槽和電機安裝槽，其寬度等于遮陽板的寬度，長度等于遮陽板的三塊窄板的長度之和，上述上層窄板被固定在支架的兩端上不可移動，中層窄板和下層窄板通過其兩端固定的滑輪被分別固定在支架的中層滑動槽和下層滑動槽內(nèi)，使中層窄板和下層窄板通過支架上的滑動槽向垂直于墻體的方向做水平移動，中層窄板的安裝是這樣的 在支架長度的三分之二處固定一個中層窄板連接中軸，該中軸上安裝一個半徑為1厘米的中層窄板用軸承，該中層窄板用軸承通過中層窄板驅(qū)動皮帶連接中層窄板的外側(cè)，上述中層窄板用圓輪通過中層窄板驅(qū)動皮帶連接至中層窄板的內(nèi)側(cè)；下層窄板的安裝是這樣的 在支架的最外端固定一個下層窄板連接中軸，該中軸上安裝一個半徑為2厘米的下層窄板用軸承，該下層窄板用軸承通過下層窄板驅(qū)動皮帶連接下層窄板的外側(cè)，上述下層窄板用圓輪通過下層窄板驅(qū)動皮帶連接至下層窄板的內(nèi)側(cè)，由此在步進電機的驅(qū)動下，步進電機的轉(zhuǎn)頭帶動電機驅(qū)動主轉(zhuǎn)軸連接的兩個圓輪轉(zhuǎn)動，進而使中層窄板和下層窄板通過支架上的滑動槽向垂直于墻體的方向做水平移動，當(dāng)遮陽板呈收起狀態(tài)時中層窄板和下層窄板收起，它們依次重疊置于上層窄板下方，當(dāng)遮陽板呈打開狀態(tài)時中層窄板和下層窄板伸出，三層窄板形成一塊大的平板式遮陽板，溫度采集器和光度采集器安裝在高于上層窄板的支架上，步進電機被安置在支架上的電機安裝槽內(nèi)；室內(nèi)部分為控制器，控制器外殼上設(shè)有第I檔區(qū)手動檔按鍵、第II檔區(qū)手動檔按鍵和第III檔區(qū)手動檔按鍵共三檔手動檔按鍵，以及一檔自動擋按鍵，控制器外殼上方有控制器引線與控制器內(nèi)的控制電路連接，控制器外殼上設(shè)置有外接電源插孔，控制器內(nèi)部主要包括控制電路板、電機驅(qū)動芯片L298N、HT46F49E單片機和按鍵模塊，HT46F49E單片機是A/ D單片機內(nèi)置EEPROM的8位FLASH型高性能精簡指令集MCU，具有雙向I/O 口、可編程定時器、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器和A/D轉(zhuǎn)換功能，有關(guān)的智能算法以軟件程序的形式寫在單片機的微控制器MCU中，HT46F49E單片機內(nèi)存有操作控制程序流程和中斷程序流程，控制器被置于室內(nèi)靠近安裝遮陽板的窗戶附近的墻體上或置于室內(nèi)其他便于人操作的地方；室外部分和室內(nèi)部分的聯(lián)系是在室內(nèi)的控制器外殼上方的控制器引線穿過墻體與室外部分相連接，該控制器引線包括為步進電機、溫度采集器和光度采集器提供電源的電源線，電機驅(qū)動芯片L298N與室外的步進電機的連接導(dǎo)線，以及采集溫度和光度信號的控制線。溫度采集器對室外環(huán)境溫度進行實時采集，其溫度傳感芯片DS18B20將采集到的溫度采集信號數(shù)據(jù)通過采集溫度的控制線送入HT46F49E單片機中，經(jīng)過處理便可得到實際的室外環(huán)境溫度值，光度采集器將室外環(huán)境光照強度變換為光敏二極管上的電壓值，通過采集光敏二極管上的電壓值的大小即可判斷光照強度的大小，并通過光度信號的控制線將此電壓信號即光度采集信號數(shù)據(jù)送入到HT46F49E單片機PBO端口，如此得到的室外環(huán)境溫度和光照強度經(jīng)HT46F49E單片機處理，由按鍵模塊與HT46F49E單片機的I/O配合，實現(xiàn)對遮陽板的調(diào)節(jié)，也就是由在控制器控制下的步進電機的驅(qū)動來操縱遮陽板的中層窄板和下層窄板伸出的速度和長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述建筑物用自動可調(diào)遮陽板，其特征在于所述遮陽板的中層窄板和下層窄板帶有的滑輪，每個窄板上的滑輪數(shù)應(yīng)視窄板的長度而定，每隔十厘米安裝一個滑輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述建筑物用自動可調(diào)遮陽板，其特征在于所述中層滑動槽的長度和下層滑動槽的長度的比為2 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述建筑物用自動可調(diào)遮陽板，其特征在于所述遮陽板在安裝時下傾一個4 6°的小角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述建筑物用自動可調(diào)遮陽板，其特征在于所述按鍵模塊包括三個手動檔位選擇開關(guān)以及一個自動檔開關(guān)，三個手動檔位選擇開關(guān)通過一個與門4073連到單片機HT46F49E的中斷引腳上，自動檔開關(guān)單獨連接到單片機HT46F49E的一個端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述建筑物用自動可調(diào)遮陽板，其特征在于所述控制器內(nèi)部還設(shè)置有時鐘芯片DS1302，時鐘芯片接有+3. 3V紐扣電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述建筑物用自動可調(diào)遮陽板，其特征在于所述溫度采集器由溫度傳感芯片DS18B20和5. IK Ω電阻構(gòu)成，并由控制器的5V直流電源供電。
專利摘要本實用新型建筑物用自動可調(diào)遮陽板，涉及建筑物的遮陽裝置，主要由室外部分的遮陽板、步進電機、溫度采集器、光度采集器和室內(nèi)部分的控制器構(gòu)成，在室內(nèi)控制器外殼上方的控制器引線穿過墻體與室外部分相連接，溫度采集器采集到的溫度采集信號數(shù)據(jù)和光度采集器采集到的光度采集信號數(shù)據(jù)通過控制線送入到HT46F49E單片機處理，由按鍵模塊與HT46F49E單片機的I/O配合，控制步進電機的驅(qū)動來操縱遮陽板的中層窄板和下層窄板伸出的速度和長度。本實用新型利用單片機技術(shù)和采用智能算法來實現(xiàn)遮陽板的自動控制，克服了現(xiàn)有建筑物的遮陽設(shè)施還存在安裝和操作不方便、容易損壞、裝置成本高以及在遮陽的同時會嚴(yán)重地影響室內(nèi)亮度的缺點。
文檔編號E04F10/00GK202248595SQ201120398469
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者周賢, 張云龍, 李玲玲, 賀鵬舉, 韓俊杰 申請人:河北工業(yè)大學(xué)