一种旋转式可自锁可远程控制的门窗开关装置

本发明涉及一种旋转式可自锁可远程控制的门窗开关装置，主要应用于智能家居 系统、智能养殖系统及智能仓储系统中粮库的自动门窗的开启与关闭等领域。

随着物联网技术的日趋成熟以及自动化控制技术的快速发展，人们对生活的智能 化需求以及在养殖领域、粮食仓储等领域中对于设备的自动化控制的需求也越来越高。为 满足人们在生活领域、工业领域中的智能化、自动化需求，市场上渐渐出现了电动门窗产 品，例如推杆式的门窗自动开启、关闭机构等。这种推杆式的门窗开启机构结构简单，或利 用丝杆传动机构将旋转运动转化为直线运动，或是利用连杆机构实现门窗的开关。以上两 种机构对于门窗的开关而言，从原理上来说是完全可以实现门窗的开关的。但是丝杆传动 机构的安装麻烦，由于实际安装的时候不可能将受力点安装到门窗边框的理论几何中心， 因此会出现门窗边框受力不均的现象，造成成门窗的损坏以及丝杆传动机构的卡死。另外， 在对于有要求门窗在任意位置停止、启动的场合，普通丝杆传动机构不能胜任。而连杆机构 同样存在以上两个缺点，而且由于制造、加工误差，连杆机构本身就容易出现卡死的现象。 本发明专利提出了一种跟门窗旋转轴直连的旋转式可自锁、可通过无线控制的智能化门窗 开关机构，在弥补了市场上出现的基于丝杆传动杆机构以及连杆传动机构的门窗开关装置 的不足的同时还相应了时代的发展，将无线通讯技术应用于门窗的开启装置，为智能家居 系统、智能养殖系统以及智能仓储系统提供了可靠的门窗开启装置。

本发明提供了一种可以与门或窗的转轴直连的旋转式、可在任意角度停留并自锁 的门窗开关的装置，该装置可以与无线控制终端连接通信从而实现对门窗开关的远程控 制。该装置主要有减速电机、蜗轮蜗杆机构、角度调整及检测机构、门窗的连接机构、无线通 讯系统等部分组成。无线通讯系统在接收到客户端发送的信息之后控制减速电机得电，减 速电机与涡轮（或蜗杆）通过键连接，将力矩传递给涡轮（或蜗杆），带动与涡轮（或蜗杆）配 合的蜗杆（或蜗轮）转动，最后通过本发明提供的门窗连接机构将力矩传递至门窗的转轴， 从而实现门窗的旋转即实现门窗的开关。由于蜗轮蜗杆及减速电机具有自锁的功能，因此 门窗的自锁功能就能实现。本发明中在门窗连接机构上装有角度调整及检测机构，该机构 可以使门窗的旋转角度调整到用户所需的任意角度并通过检测结构进行检测是否到位，如 果转动到位那么发出信号控制电机停止转动。

图1：旋转式可自锁可远程控制门窗开关装置总体结构图；

图2：开关控制箱外部结构图；

图3：开关控制箱内部细节结构图；

图4：角度调整及检测机构结构图；

图5：门窗连接机构结构图；

图6：锁紧套结构图。

图1给出了旋转式可自锁可远程控制的门窗开关装置的总体结构图。该装置主要由1- 开关控制箱、2-门窗连接机构、3-门窗的旋转轴或驱动门窗转动的连杆机构驱动杆连接轴 以及4-门窗的旋转轴或驱动门窗转动的连杆机构驱动杆连接轴安装支架组成。1-开关控制 箱接收到客户端的信号后控制其内部的减速电机转动并通过蜗轮蜗杆机构将力矩传递至 2-门窗连接机构，再由2-门窗连接机构将力矩传递至3-门窗的旋转轴或驱动门窗转动的连 杆机构驱动杆连接轴实现门窗的开关。

图2给出了开关控制箱外部结构图。开关控制箱外部结构主要由5-信号接收器、6- 墙壁安装板、7-箱体两侧板及底板及8-箱体盖板组成。5-信号接收器底座具有磁性，可以直 接吸附在8-箱体盖板上也可以通过其他安装方式加以固定安装。整个开关控制箱通过其6- 墙体安装板固定到墙体或者需要安装门或窗的其他结构上。7-箱体两侧板及底板及8-箱体 盖板将开关控制箱内部的其他子结构包含在其中并通过2-门窗连接机构实现门窗的开关 及开关过程中某一位置的停留。

图3给出了开关控制箱的内部细节结构图。在该图中，开关控制箱内部主要包含了 9-光电位置检测机构、10-蜗轮蜗杆自锁及转向机构、11-蜗轮蜗杆自锁及转向机构安装板、 12-位置调整及微动开关检测机构、13-交流接触器、14-滤波器、15-开关电源、16-减速电 机、17-通信盒、18-减速电机安装板、19-橡胶防水圈以及20-输出轴等零部件。18-减速电机 安装板与11-蜗轮蜗杆自锁及转向机构安装板焊接到一起，形成一个“L”型的支架，并最终 将16-减速电机及10-蜗轮蜗杆自锁及转向机构固定安装到7-箱体两侧板及底板上。客户端 发出无线信号，在15-开关电源供电以及14-滤波器的电信好处理的情况下17-通信盒正常 工作。5-信号接收器接到信号后将信号传递至17-通信盒，17-通信盒将信号处理后控制交 流接触器接通，使16-减速电机得电，16-减速电机产生力矩并通过10涡轮蜗杆自锁及转向 机构将力矩传递至20-输出轴，在9-光电位置检测机构及12-位置调整及微动开关检测机构 的检测下控制门窗的开关。

图4给出了角度调整及检测机构结构图。角度调整及检测机构包含9-光电位置检 测机构及12-位置调整及微动开关检测机构两个部分。9-光电位置检测机构由21-1光电开 关1、21-2光电开关2、22-光电检测固定挡片、23-光电检测角度调整片及29-光电位置检测 机构安装板组成。12-位置调整及微动开关检测机构由24-微动开关调整挡片、25-位置调整 及微动开关检测机构安装板、26-微动开关及27微动开关固定板组成。22-光电检测固定挡 片通过螺钉直接固定到20-输出轴上，23-光电检测角度调整片通过螺钉固定到22-光电检 测固定挡片上。22-光电检测固定挡片及23-光电检测角度调整片同心、同半径，并且23-光 电检测角度调整片可以通过其上的弧形孔调整其与22-光电检测固定挡片在圆周上的位置 关系，即调整光电开关的检测角度。21-1光电开关检测门窗旋转的开启角度，21-2检测门窗 旋转的停止角度，并将信号传递至17-通信盒，17-通信盒通过逻辑运算判断门窗是否开关 到位。同样，12-位置调整及微动开关检测机构中24-微动开关调整挡片通过螺钉固定在20- 输出轴的端面，两个24-微动开关调整挡片之间的夹角也是可以根据门窗开关要求进行调 整。当门窗开关到位时，26-微动开关开关会检测到门窗的位置，给17-通信盒的逻辑判断提 供第二条依据。这样，在9-光电位置检测机构及12-位置调整及微动开关检测机构的检测 下，17-通信盒对门窗开关有两重判断保障，其中某个检测机构坏掉之后，并不妨碍整个装 置的工作，大大提高该装置的可靠性。另外，18-减速电机安装板、25-位置调整及微动开关 检测机构安装板及29-光电位置检测机构安装板分别采用对称结构，这样整个力矩输出、检 测部分可以进行互换，根据门窗的结构不同可以调换20-输出轴的方向，反过来安装，这样 将9-光电位置检测机构及12-位置调整及微动开关检测机构也相应调换位置，并不影响该 装置的功能。

图5、图6分别给出了门窗连接机构结构图及锁紧套结构图。该机构由30-输出轴法 兰、31-螺钉、32-连接轴法兰以及33-锁紧套组成。33-锁紧套一般套在20-输出轴上，另一半 套在3-门窗的旋转轴或驱动门窗转动的连杆机构驱动杆连接轴上。30-输出轴法兰及32-连 接轴法兰分别也有如图6中33-锁紧套一样的锥度，两者分别从两端套在33-锁紧套上，再通 过31-螺钉调整两者之间的距离来调整合适的锁紧力矩。这种连接结构的作用是防止在检 测机构失灵，电机不受控制时门窗旋转轴卡死，而导致门窗不能开或关的情况发生。通过改 变30-输出轴法兰及32-连接轴法兰之间的拧紧距离可以对33-锁紧套锁紧情况进行调整， 从而调整锁紧套对20-输出轴及3-门窗的旋转轴或驱动门窗转动的连杆机构驱动杆连接轴 的锁紧力矩，如果门窗开关到位，而检测机构失灵，在电机继续提供力矩的情况下，由于锁 紧套的锁紧力矩有限，当3-门窗的旋转轴或驱动门窗转动的连杆机构驱动杆连接轴受到的 阻力力矩大于33-锁紧套对轴的摩擦力矩的时候，20-输出轴及3-门窗的旋转轴或驱动门窗 转动的连杆机构驱动杆连接轴将“脱扣”， 20-输出轴将不能带动3-门窗的旋转轴或驱动门 窗转动的连杆机构驱动杆连接轴继续转动，从而有效避免事故的发生。

本发明提出的旋转式可自锁可远程控制的门窗开关装置安全结构简单，操作方 便，安全可靠，可以满足智能家居系统、智能养殖系统及智能仓储系统等领域的应用要求。