【正文】 sensor。s safety. Keywords: Smart windows?？刂撇糠职▎纹瑱C(jī)、雨水傳感器、風(fēng)速傳感器、光照傳感器、煙霧傳感器、煤氣傳感器、蜂鳴器、行程開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、蓄電池。西南大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 目錄摘要 1Abstract 20 文獻(xiàn)綜述 3 窗戶的發(fā)展史 3 窗戶的種類(lèi) 4 平開(kāi)窗 4 推拉窗 4 百葉窗 4 天窗 4 窗戶的材料 4 塑鋼 4 鋁合金 5 木質(zhì) 5 窗戶目前的發(fā)展?fàn)顩r 5 窗戶未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 61 引言 72 智能窗戶方案設(shè)計(jì) 7 整體方案設(shè)計(jì) 7 機(jī)械部分方案設(shè)計(jì) 7 控制部分方案設(shè)計(jì) 93 機(jī)械部分設(shè)計(jì) 10 窗框和窗扇設(shè)計(jì) 10 窗戶類(lèi)型的選擇 10 窗戶材料的選擇 10 窗框的受力分析 10 合頁(yè)設(shè)計(jì) 11 電機(jī)選擇 13 齒輪設(shè)計(jì) 13 選定齒輪類(lèi)型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)參數(shù) 13 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核。傳感器感知環(huán)境條件變化，給單片機(jī)發(fā)送電平信號(hào)，單片機(jī)通過(guò)處理信號(hào)后控制減速電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，如此可智能控制窗戶的開(kāi)閉。hinge。0 文獻(xiàn)綜述 窗戶的發(fā)展史“窗”，房間的眼睛?！皣琛奔刺齑埃瑢?shí)際上是開(kāi)在屋頂上的洞口，而這種洞口就是窗的雛形了。牖的產(chǎn)生是我國(guó)古代通風(fēng)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重大突破,反映了我國(guó)古代科學(xué)技術(shù)的巨大進(jìn)步。隋唐至宋,窗的發(fā)展日趨成熟,但仍以直欞窗為多,花飾窗兼有。唐代房屋空間宏大,窗的面積較之以前增大,而且產(chǎn)生了啟閉功能,從而使室內(nèi)通風(fēng)采光條件有了較大的改善。而后,窗的發(fā)展進(jìn)入到現(xiàn)代窗的發(fā)展階段。其主要的功能有通風(fēng)換氣、采光取暖、遮風(fēng)擋雨、遮陽(yáng)隔音，是室內(nèi)與外界氣體交換的的通道。平開(kāi)窗的缺點(diǎn)是窗扇開(kāi)啟后要占據(jù)一定的空間，在某些特別狹窄的位置沒(méi)有足夠的空間容納開(kāi)啟的窗時(shí)不宜采用。同時(shí)也有提高氣密性的推拉窗，但總體來(lái)說(shuō)仍然無(wú)法達(dá)到平開(kāi)窗的熱工性能，能耗較高，所以在先進(jìn)國(guó)家很少采用這種窗。 窗戶的材料對(duì)于窗戶的材質(zhì)來(lái)說(shuō)，可分成三大類(lèi)——木質(zhì)、塑鋼、鋁合金。實(shí)際上，高品質(zhì)的塑鋼窗的使用年限可達(dá)一百年左右。雖然是木質(zhì)，但實(shí)際上有的用于做窗框的實(shí)木已經(jīng)經(jīng)過(guò)了層層特殊的處理，不僅沒(méi)有了水分，要求更高的甚至被吸去了脂肪，這樣一來(lái)，所謂的木質(zhì)實(shí)際上已經(jīng)如同化石一樣，經(jīng)過(guò)處理后的實(shí)木，只保留了木材的外表，品質(zhì)卻完全不一樣了，不會(huì)開(kāi)裂變形，更不用擔(dān)心遭蟲(chóng)咬、被腐蝕，而且，強(qiáng)度也大大增加。比如現(xiàn)在有一種應(yīng)用比較廣泛的平開(kāi)窗戶，它的窗扇與窗框的連接不是合頁(yè)，而是通過(guò)上下兩個(gè)連桿結(jié)構(gòu)連接的，窗戶打開(kāi)時(shí)它是平移加上旋轉(zhuǎn)的合成運(yùn)動(dòng)，移動(dòng)到窗戶靠近中間的位置，這樣不僅窗戶的通風(fēng)率能夠達(dá)到100%，而且窗戶的正反兩面都能夠擦拭。電動(dòng)窗戶的核心是電機(jī)，電機(jī)直接旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)平開(kāi)類(lèi)的窗戶旋轉(zhuǎn)，或者是電機(jī)的將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)皮帶或蝸桿轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)后來(lái)帶動(dòng)推拉窗的開(kāi)閉。窗戶不僅要能夠代勞人們?nèi)ァ皠?dòng)”，而且還要代勞人們?nèi)ヅ袛嗍裁磿r(shí)候該“動(dòng)”什么時(shí)候不該“動(dòng)”，這個(gè)就是智能窗戶。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)將應(yīng)用于智能窗戶，使智能窗戶的功能越來(lái)越豐富。在家庭生活中，遇到下雨刮風(fēng)，需要人去親手關(guān)掉窗戶，以免受到雨水的侵蝕。機(jī)械部分將介紹窗框窗扇的類(lèi)型和材料的選擇以及它們的受力分析，合頁(yè)的介紹和設(shè)計(jì)，電機(jī)的大小選擇及其參數(shù)，齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)以及齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核和齒面接觸疲勞強(qiáng)度的校核，軸承的選擇和校核。2 智能窗戶方案設(shè)計(jì) 整體方案設(shè)計(jì) 查閱了很多關(guān)于智能窗戶的專(zhuān)利資料，他們對(duì)于窗戶的設(shè)計(jì)，總結(jié)起來(lái)有兩種類(lèi)型。該智能窗戶包括機(jī)械部分和控制部分。平開(kāi)窗是旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)的，有的是采用連桿結(jié)構(gòu)來(lái)帶動(dòng)平開(kāi)窗運(yùn)動(dòng)，這相對(duì)都比較復(fù)雜。窗框上方安裝了一個(gè)用固定架固定的減速電機(jī)，電機(jī)的輸出端安裝了一個(gè)齒輪。上合頁(yè)的軸上安裝了一個(gè)齒輪，齒輪焊接在上合頁(yè)右片上，齒輪的中心與上合頁(yè)的軸心同心。在沒(méi)有對(duì)原窗戶的結(jié)構(gòu)進(jìn)行較大的改動(dòng)的前提下，就能自如的開(kāi)閉窗戶?？刂齐娐返倪壿嬯P(guān)系如圖3。4. 煙霧傳感器若檢測(cè)到室內(nèi)有可燃?xì)怏w泄漏，吸煙或者火災(zāi)產(chǎn)生的煙霧，將通過(guò)蜂鳴器報(bào)警，并及時(shí)打開(kāi)窗戶。控制部分將會(huì)放置在窗框內(nèi)或者是窗扇內(nèi)，這樣使得窗戶看起來(lái)美觀，并且實(shí)用。目前大多數(shù)建筑都使用的是塑鋼窗，但是它的老化現(xiàn)象比較嚴(yán)重，而且不利于加工。 窗框的受力分析窗框總長(zhǎng)700mm，總寬500mm，框?qū)?5mm，壁厚1mm，建筑用鋁合金牌號(hào)為6063，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》, 表3—2—33（摘自GB/T 6892—2006），它的抗拉強(qiáng)度，窗框的受力主要集中在與上下兩塊合頁(yè)連接的地方，簡(jiǎn)化后受力分析如圖4。普通合頁(yè)的缺點(diǎn)是不具有彈簧鉸鏈的功能，安裝合頁(yè)后必須再裝上各種碰珠，否則風(fēng)會(huì) 吹動(dòng)門(mén)板。彈簧鉸鏈附有調(diào)節(jié)螺釘，可以上下、左右調(diào)節(jié)板的高度、厚度。軸承型從材質(zhì)上可分銅質(zhì)、不銹鋼質(zhì)。而這次的合頁(yè)上面需要焊接齒輪，以上合頁(yè)都達(dá)不到我的設(shè)計(jì)要求，因此自己設(shè)計(jì)了一個(gè)合頁(yè)，合頁(yè)的左片是用一根長(zhǎng)25mm、外徑8mm、內(nèi)徑3mm的金屬管狀材料焊接在凸字形板料中間，合頁(yè)的右片是用兩跟長(zhǎng)15mm、外徑8mm、內(nèi)徑3mm的金屬管狀材料焊接在凹字形板料的兩邊，兩片合頁(yè)通過(guò)一根長(zhǎng)63mm、直徑3mm的軸串接，中間有兩個(gè)推力球軸承以減少合頁(yè)之間的磨損。cm額定電流 此電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和力矩符合設(shè)計(jì)要求，并且具有尺寸小的特點(diǎn)。窗戶的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不高，故選用7級(jí)精度（GB 1009588)。2) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10—18取彎曲疲勞壽命系數(shù)。6）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10—5查得 ，；（2）校核計(jì)算。3） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10—21d按齒面硬度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限。（2） 校核計(jì)算。根據(jù)載荷的大小選擇軸承類(lèi)型時(shí)，由于滾子軸承中主要元件間是線接觸，宜用于承受較大的載荷，承載后的變形也較小。較小的純軸向載荷可選用推力球軸承：較大的純軸向載荷可選用推力滾子軸承。在一般轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)速的高低對(duì)類(lèi)型的選擇不發(fā)生什么影響，只有在轉(zhuǎn)速較高時(shí)，才會(huì)有比較顯著的影響。 單片機(jī)89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。圖7 單片機(jī)電源電路 MCU power supply circuit diagram 時(shí)鐘系統(tǒng)時(shí)鐘系統(tǒng)為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，如圖8所示，晶振的震蕩頻率為12MHz，電路中的電容CXCX2都為33pF，兩引腳分別接單片機(jī)的XTAL1和XTAL2端。如圖10所示，電路中的LED燈和保護(hù)電阻可以檢測(cè)引腳是否有高電平輸出。電機(jī)正反轉(zhuǎn)的電路如圖11所示，M1控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)，回路中的K1是窗戶完全關(guān)閉時(shí)會(huì)觸碰到常閉行程開(kāi)關(guān)，防止電機(jī)被燒壞。電路中兩個(gè)電阻為保護(hù)電阻。日期: 2014年1月1日時(shí)間: 00:00:00