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适合厂房用液压型自动启闭百叶窗设计

过对室内空气品质的分析,参照百叶窗的基本结构,我们设计出了一种适合工业厂房使用的能根据光照强度自动改变百叶窗翅片的角度,从而改变室内光照效果的智能百叶窗系统。同时该百叶窗还具有除尘和吸声功能,对厂房内的空气调节和工业通风具有一定的辅助作用。

一.前言

目前在智能建筑设计领域,部件的简约化、整体化和数字化是几大趋势。智能建筑设计专家埃斯克里瓦诺曾经说 :“智能建筑设计就是要让生活中所使用的最频繁的东西变得更方便、离你更近。”拿百叶窗为例,这种产品问世已经很多年了,现在要做的是将已有产品设计得更加实用、便于控制。我们设计的这种“智能百叶窗”,不仅能使人们的工作和生活环境更加舒适宜人,让人们的工作不因窗帘开合面积的不适造成影响。而且制造成本低廉,不用人为操作,非常方便,适用范围广阔且市场前景良好。

二.系统结构及工作原理

1.百叶窗翅片传动机构设计(见下图一)

当曲柄绕主动轴作顺时针转动90° 时,由A点沿弧AA′运动到A′点,而此时B处受到在直线BB′上的导轨限制,只能沿直线BB′逐渐缓慢的运动,即由点B运动到点B′,翅片也因此逆时针逐渐翻转,

由闭合状态逐渐打开为状态(如右图)。窗 图一 翅片传动

户的打开闭合如右图所示,红色线框为闭合状态,黑色线框为打开状态。点画线表示A点运动轨迹。

当活塞带动连杆CD向左运动时,带动连杆BC运动,使曲柄AB绕A点做顺时针转动,从而使左端轴(主动轴)顺时针转。 当主动轴AB转动时,带动曲柄AB绕A点转动,通过连杆BC使曲柄CD绕D点朝相反方向转动,进而带动从动轴朝与主动轴转动方向相反方向转动,从而保证两只翅片同时开启和关闭(如上图1、图2所示)。


2.百叶窗结构设计

百叶窗卷帘的开合是通过电机的转动带动轴的转动,由于轴上连接了穿过叶片的细线,轴的转动使细线开始绕轴收起后放下,从而达到叶片的开合。 本系统百叶窗的框架采用塑料条做成宽26cm,高40cm的长方形方框,并用熔胶棒固定,在框架高的两边距宽的上边4cm处开了直径1cm的圆用于塑料做的轴穿过。为了固定转轴采用了两个型号为608-2RS的深沟球轴承分别用熔胶棒固定在以圆心为中心的区域,转轴伸出的部分连接液压系统。


窗体模型结构图

叶片采用塑料做成长20cm,宽3.7cm,厚1/2mm的长方体。10片相同的叶片用3根细线固定在10个相距3cm的水平面上,通过转轴的转动,串联所

有叶片的另外3根活动细线开始收或放实现叶片的垂直上升或下降。其结构图如图二所示。


3.百叶窗控制部分的实现过程

利用光敏电阻与标准电阻串联输入模拟信号,通过ADC0809芯片转换成数字信号传送给单片机,通过单片机处理并控制LCD显示当前的测量光强值,以及输出步进电动机的驱动信号,再利用达林顿管

输出功率驱动步进电动机。步进电动机是一种将脉冲信号变换成相应的角位移(或线位移)的电磁装置,它的转速随着输入脉冲频率变化而变化,因而调速范围很宽灵敏度高,输出转角容易控制,而且输出精度较高,易于实现同步控制。当控制系统送来的信号经放大处理后驱动步进电机转动,通过减速器减速带动百叶片转动。当调整完毕,由于蜗轮蜗杆减速器的自锁性,从而保证百叶片的稳定。 控制原理如图三。


三 结语

液压传动具有重量轻、体积小、运动惯性小、反应速度快,操纵控制方便。一般采用矿物油作为工作介质,相对运动面可自行润滑,使用寿命长很容易实现机器的自动化,当采用电液联合控制后,不仅可实现更高程度的自动控制过程,而且可以实现遥控。该文所设计这种液压传动智能厂房用百叶窗可以自动调节光照,同时兼具有除尘吸声作用,所投入成本小,经济效益大具有极大的社会价值。


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