窗户电控装置及其控制方法技术领域
本发明涉及生活用品领域，尤其涉及一种能够自动关闭窗扇的装置。
背景技术
每家每户都有窗户，窗户用作通风透气，但当窗户在打开状态下天气变化
开始下雨，而家里又没人的情况下，无法及时关闭窗户可能会造成家里雨水渗
入，造成地面、家具受潮，而影响使用寿命。
目前也存在一些能够自动关闭窗扇的窗户电控装置，但这些装置均可靠性、
使用便捷性上难以满足用户需求，难以普及化的生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种安装筒单、使用方便可靠、能够自
动关闭窗扇的装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：窗户电控装置，该装置设
有电控装置，所述电控装置输出控制信号至电机，所述电机的输出轴经第一联
轴器连接轴杆，所述第一联轴器为绕线管联轴器，所述轴杆末端为一段丝杆，
所述的丝杆上设有驱动螺母，所述的驱动螺母上固定有连接窗扇的驱动拨杆，
所述的轴杆穿过限位器内部，所述限位器的壳体内设有支撑轴杆的轴承，所述
轴承两侧设有嵌在壳体内的弹簧，所述的轴承外设有延伸出的关断杆，所述轴
承随轴杆在壳体内轴向位移并驱动关断杆摆动，所述关断杆行程范围内设有由
关断杆触发的微动开关，所述微动开关输出关断信号至电控机构。
所述的窗扇上设有侧向延伸出的连接片，所述连接片通过销轴固定在窗扇，
所述销轴上设有使连接片保持水平的扭簧，所述连接片上固接有下垂的手动脱
拉绳，所述的连接片外端设有与驱动拨杆相配合的块状结构，所述的块状结构
上端面设有放置驱动拨杆的孔，所述的孔的两侧为斜面，整体构成下大上小的
梯形结构。
所述的电控装置包括控制器，向控制器输入感应信号的传感器单元，为各
部件供电的电源单元，所述的控制器输出驱动信号至电机，所述的传感器单元
包括雨水传感器。
所述的传感器单元还包括风力传感器、烟雾传感器、煤气探测器、甲醛探
测器、温度传感器中的部分或全部。
所述的电源单元包括连接市电的交流电接口和连接电池的直流电接口。
所述的电控装置还包括与控制器连接的通信单元，所述的通信单元接入物
联网或接收遥控信号。
所述的电控机构、电机、第一联轴器、限位器、轴杆、丝杆、驱动螺母均
安装在条形的外罩内，所述外罩一端套接有伸缩安装套，所述外罩与伸缩安装
套复合部位设有三角牙定位螺钉,以便调整定位。
所述的外罩内的丝杆上套有跟踪架，所述跟踪架位于驱动螺母两侧，所述的
跟踪架上设有用于吸附在驱动螺母上的磁石。
所述轴杆与丝杆之间通过第二联轴器连接，所述限位器的壳体两端设有支
撑轴杆的轴套。
一种窗户电控装置控制方法：
控制器接收传感器单元信息和遥控信号，并根据预设指令操作窗扇活动；
当接收雨水传感器的感应信号达到预设阙值，则自动关闭窗扇；
当接收风力传感器的感应信号达到预设阙值，则自动关闭窗扇；
当接收烟雾传感器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇；
当接收煤气探测器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇；
当接收甲醛探测器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇；
当接收温度传感器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇；
并按照以下优先级别操作：
第一优先级：烟雾传感器、温度传感器、煤气探测器的信号；
第二优先级：遥控命令；
第三优先级：雨水传感器、风力传感器的信号；
第四优先级：甲醛探测器的信号。
本发明的具有以下优点：
1.安全低电压控制驱动，能耗低；2.双电源确保特发事件停电窗户拫据环
境需要自动实行开启或关闭；3.整机传感器切换开关均采用电频触发控制，元
器件触点不易老化，延使用寿命长；4.锂电池在系统断电时启动起动，而用正
常时处于充电状态，从而大大延长电池使用寿命；5.控制器采用铝合金复合可
调式导向壳体，通用性强，方便用户安装；6、单片机留有编程接口用户可以自
行进行系统升级扩大其实用功能。7.控制器采用小直径T形螺杆推动开启，
产品重量轻、体积小自锁能力强安全可靠；8.采用摆动触发摆动式风力传感器
触发控制，长期运转故障率低，延长使用寿命；9.窗扇与控制器采用开口连接，
无需螺钉固定，方便手动及自动操作的。当手动转为自动控制器可自动实行。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为窗户电控装置结构示意图；
图2为限位器结构示意图；
图3为限位器原理图；
图4为窗户电控装置安装示意图；
图5为电控机构电路框图；
上述图中的标记均为：
1、外罩；2、伸缩安装套；3、电控机构；4、电机；5、第一联轴器；6、限位
器；7、丝杆；8、驱动螺母；9、驱动拨杆；10、第二联轴器；11、轴杆；12、
连接片；13、窗框；14、窗扇；15、销轴；16、扭簧；17、手动脱拉绳；18、
安装固定脚；
31、控制器；32、传感器单元；33、电源单元；34、通信单元；35、电池；
61、壳体；62、轴套；63、弹簧；64、关断杆；65、轴承；66、微动开关。
具体实施方式
如图1所示，窗户电控装置均固定在条形的外罩1内，通过外罩1两端的
安装固定脚18固定在窗框13上或窗框13上方的墙体上，安装固定脚18上下
左右四个方向可任意调整适合多种安装环境，为了能使外罩1能够适应不同宽
度的窗扇14，外罩1一端套接有伸缩安装套2，伸缩安装套2通过螺丝固定在
外罩1上，在外罩1与伸缩安装套2复合部位有三角牙实行精确定位螺钉，安
装套沿着外罩1轴向布置，其中一个安装固定脚18位于外罩1端部，另一个安
装固定脚18位于伸缩安装套2端部。这样可以根据需要拉长或收缩伸缩安装套
2在外罩1上的位置，从而调整整个窗户电控装置的长度，从而适应不同宽度的
窗扇14。外罩1优选C型铝合金型材。
窗户电控装置设有电控装置，如图5所示，电控装置包括控制器31、传感
器单元32、电源单元33和通信单元34，其中控制器31可以采用12C5064单片
机模块，价格便宜，拓展方便，控制器31输出驱动信号至电机4，根据传感器
单元32的信号以及预设的程序驱动电机4工作。传感器单元32用于采集外部
信号，可以根据需要设置种类、数量和安装位置，一般至少设有雨水传感器，
用于检测是否下雨，并将采集的信号输送至控制器31，此外，还可以增设风力
传感器、烟雾传感器、煤气探测器、甲醛探测器、温度传感器中的部分或全部，
从而提高装置的智能性。
电源单元33为各部件供电，电源单元33包括连接市电的交流电接口和连
接电池35的直流电接口，这样可以在供电正常状态下使用市电，而在停电时，
使用电池35的直流电，从而保证装置工作的可靠性，不会因为供电状况影响装
置工作。
通信单元34与控制器31连接，使控制器31能够接收外部控制信号，通信
单元34能够接入物联网(例如接入WIFI网)，可以使用户通过手机、平板电脑
上的app操作窗户电控装置，进行开窗或关窗的操作，此外，通信单元34还可
以匹配专用的遥控器，可以利用遥控器直接发出蓝牙或红外信号向通信单元34
发送控制指令。
电机4的输出轴经第一联轴器5连接轴杆11，其中第一联轴器5为绕线管
联轴器，使得轴杆11具有一定的伸缩性，轴杆11末端为一段丝杆7，可以通过
第二联轴器10连接轴杆11与丝杆7，丝杆7上设有驱动螺母8，驱动螺母8上
固定有连接窗扇14的驱动拨杆9，这样电机4转动则丝杆7随之转动，从而控
制驱动螺母8轴向位移操作窗扇14打开或者关闭。
为了使窗扇14在关闭和打开到极限位置时电机4自动关闭，或者避免在关
窗或开窗操作时，因外物干涉而导致驱动螺母8向整个窗户电控装置施加侧向
力，而造成装置受损，在轴杆11上设置有限位器6，参见图2、3可知，轴杆
11穿过限位器6内部，限位器6的壳体61内设有支撑轴杆11的轴承65，限位
器6的壳体61两端设有支撑轴杆11的轴套62，轴承65两侧设有嵌在壳体61
内的弹簧63，轴承65同时穿过两个弹簧63的轴心，轴承65外设有延伸出的关
断杆64，由于有第一联轴器5(绕线管联轴器)的存在，使得轴杆11具有一定
的伸缩性，这样轴杆11能够轴向位移一定距离，当驱动螺母8运动到极限位置，
窗扇14会向驱动螺母8施加反作用，则第一联轴器5会被压缩或者伸长，此时
轴杆11产生位移，当轴杆11位移时，轴承65随轴杆11在壳体61内轴向位移
并驱动关断杆64摆动，关断杆64行程范围内设有由关断杆64触发的微动开关
66，微动开关66输出关断信号至电控机构3，当电控机构3(控制器31)接收
到微动开关66信号时，电控机构3直接关闭电机4工作，从而既能保证窗扇14
打开或关闭到极限位置，也能保护装置不受损伤。
由于本装置使用的是较长而且直径较小的丝杆7，因此丝杆7丝杆中部产生
自身下垂,在由电机4驱动时会产生跳动，为确保装置的工作稳定性，在外罩1
内的丝杆7上套有两个跟踪架(磁石用来与驱动螺母跟踪与分离)，跟踪架内部
有含油轴套供丝杆7穿过，两个磁石跟踪架位于驱动螺母8的两侧由于外罩1
内中部设有止步环并始终保持一个跟踪架在丝杆中段.另有一吸附在驱动螺母8
上，用于保证随行性能，因为装置安装有跟踪架，通过跟踪架支撑丝杆7能够
有效避免其跳动。
为了不影响手动操作窗子的功能，如图4所示，窗扇14上设有侧向延伸出
的连接片12，连接片12通过销轴15固定在窗扇14，销轴15上设有使连接片
12保持水平的扭簧16，连接片12上固接有下垂的手动脱拉绳17，这样下拉连
接片12后，连接片12在扭簧16作用下仍能复位，连接片12外端设有与驱动
拨杆9相配合的块状结构，块状结构上端面设有放置驱动拨杆9的孔，由窗户
电控装置控制窗扇14时，将驱动拨杆9放置在孔内，则能够操作窗扇14运动，
而当手动时，下拉手动脱拉绳17，则能使驱动拨杆9脱离连接片12，能够自如
的操控窗扇14开合。为了方便在手动操作后，装置仍能够再次自动操作窗扇14，
块状结构的两侧为斜面，整体构成下大上小的梯形结构，由于扭簧16的弹性，
当驱动拨杆9触碰到连接片12的块状结构时，则会因斜面而下压连接片12使
驱动拨杆9再次插入孔内，之后在扭簧16的作用连接片12复位保持水平，装
置再次介入到窗扇14控制中，提高装置的自动性能。
由于装置电控机构3中传感器单元32部件众多，为方便整体，装置按照以
下方法操作：
控制器31接收传感器单元32信息和遥控信号，并根据预设指令操作窗扇
14活动；
当接收雨水传感器的感应信号达到预设阙值，则自动关闭窗扇14；
当接收风力传感器的感应信号达到预设阙值，则自动关闭窗扇14；
当接收烟雾传感器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇14；
当接收煤气探测器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇14；
当接收甲醛探测器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇14；
当接收温度传感器(针对高温火灾)的感应信号达到预设阙值，则自动打
开窗扇14；
并按照以下优先级别操作：
第一优先级：烟雾传感器、温度传感器、煤气探测器的信号；
第二优先级：遥控命令；
第三优先级：雨水传感器、风力传感器的信号；
第四优先级：甲醛探测器的信号。
这样当出现危险状况时，不会因其他误操作或次要指令，而导致窗扇14锁
死。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上
述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性
的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在
本发明的保护范围之内。