【正文】 顯示器，它的8~~。電路中兩個(gè)電阻為保護(hù)電阻。圖11 電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路圖 Motor reversing control circuit diagrams 手動(dòng)控制電路智能窗戶有時(shí)候也需要手動(dòng)來(lái)控制開(kāi)閉。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。L298N驅(qū)動(dòng)板控制邏輯是：ININ2 控制電機(jī)M1；ININ4控制電機(jī)M2。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。電路的VCC接單片機(jī)的VCC端，電路GND接單片機(jī)的GND端。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。12電源的正極接7805的Vin端，負(fù)極接單片機(jī)的GND端，7805的Vout接單片機(jī)的VCC端。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。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。 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，俗稱單片機(jī)。綜上所述，結(jié)合合頁(yè)軸的大小，選擇外徑D=8mm，內(nèi)徑d=3mm，厚度t=4 控制部分設(shè)計(jì)智能窗戶的控制部分主要的功能就是利用傳感器收集環(huán)境條件變化的信號(hào)，包括：雨水傳感器檢測(cè)室外是否有雨水、風(fēng)速傳感器檢測(cè)是否刮風(fēng)、煙霧傳感器檢測(cè)室內(nèi)是否有煙霧、光照傳感器檢測(cè)室外晝夜的變化。在一般轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)速的高低對(duì)類型的選擇不發(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。當(dāng)軸承在承受徑向載荷的同時(shí)，還有不大的軸向載荷時(shí)，可選用深溝球軸承或接觸角不大角接觸球軸承或圓錐滾子軸承；當(dāng)軸向載荷較大時(shí)，可選用接觸角較大的角接觸軸承或圓錐滾子軸承，或者選用向心軸承和推力軸承組合在一起的結(jié)構(gòu)，分別承擔(dān)徑向載荷和軸向載荷。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。而由圖3可知，軸承在豎直方向受到窗戶的重力，屬于較輕載荷，因此選擇球軸承。根據(jù)載荷的大小選擇軸承類型時(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。 軸承的選擇在兩片合頁(yè)接觸的地方加上軸承，可以減少它們之間的摩擦，提高電機(jī)的傳動(dòng)效率。（2） 校核計(jì)算。5） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。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。 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式 （32）（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1） 計(jì)算齒輪傳遞的力。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10—5查得 ，；（2）校核計(jì)算。根據(jù)，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10—8查的動(dòng)載荷系數(shù)；直齒輪，；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10—2查的使用系數(shù)；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10—4用插值法查的7級(jí)精度、懸臂布置時(shí)。6）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。4) 計(jì)算圓周速度。2) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10—18取彎曲疲勞壽命系數(shù)。根據(jù)合頁(yè)與窗戶的尺寸要求，兩齒輪的大小相同，齒輪傳遞的力矩不大，按標(biāo)準(zhǔn)的第一部分優(yōu)先選擇，選擇模數(shù)，齒數(shù)，中心距。窗戶的轉(zhuǎn)動(dòng)速度不高，故選用7級(jí)精度（GB 1009588)。兩齒輪要求尺寸一樣且盡量要小。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)。因此選擇永磁直流減速電機(jī)ZGA20RU，具體參數(shù)如表1所示。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。其他合頁(yè)：有玻璃合頁(yè)、臺(tái)面合頁(yè)、翻門合頁(yè)。軸承型從材質(zhì)上可分銅質(zhì)、不銹鋼質(zhì)。除一般的90度角外，127度、144度、165度等均有相應(yīng)鉸鏈相配，使各種柜門有相應(yīng)的伸展度。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。主要用于家具門板的連接，它一般要求板厚度為16~20毫米。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)門板。合頁(yè)有普通合頁(yè)：用于櫥柜門、窗、門等。 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。鋁合金窗雖然保溫效果不好，卻不會(huì)有老化的問(wèn)題，強(qiáng)度較大，加工也方便。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。 窗戶類型的選擇平開(kāi)窗，通風(fēng)效率%100，運(yùn)動(dòng)方式為旋轉(zhuǎn)，可用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)?？刂撇糠謱?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。6. 單片機(jī)可以定時(shí)開(kāi)關(guān)窗戶，使室內(nèi)的空氣保持清新。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。2. 風(fēng)速傳感器若檢測(cè)到室外的風(fēng)速過(guò)大，智能控制窗戶關(guān)閉。控制電路的邏輯關(guān)系如圖3。例如刮風(fēng)下雨、天色變黑、有可燃?xì)怏w泄漏等情況，都需要我們?nèi)?duì)窗戶進(jìn)行開(kāi)閉操作。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。兩齒輪剛好嚙合，窗戶的動(dòng)力路線為：減速電機(jī)電機(jī)→嚙合的齒輪→上合頁(yè)右端→窗扇。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。固定架左端鉚接在窗框外框上，固定架右端與上合頁(yè)左片一起鉚接在窗框內(nèi)框上。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。具體的方案如圖1，圖2。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。推拉窗的通風(fēng)率只有50%，它是直線運(yùn)動(dòng)的，要帶動(dòng)推拉窗的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，需要把電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)各種方式轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，或者是利用彈簧和液壓裝置來(lái)直接帶動(dòng)，這樣就會(huì)增加很多結(jié)構(gòu)。該智能窗戶包括機(jī)械部分和控制部分。另一種就是破壞式的，為了方便安裝某個(gè)機(jī)械機(jī)構(gòu)而去大范圍的改變?cè)瓉?lái)的窗戶結(jié)構(gòu)，這樣容易造成窗戶結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定，推廣起來(lái)也是比較難的。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)有兩種類型。 控制部分將介紹雨水傳感器、風(fēng)速傳感器、光照傳感器、煙霧傳感器的類型和它們的電路原理圖，電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制過(guò)程，整體的電路圖和結(jié)論分析。機(jī)械部分將介紹窗框窗扇的類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。室內(nèi)有人吸煙導(dǎo)致空氣污濁或者有煤氣泄漏等危險(xiǎn)狀況時(shí)，窗戶的開(kāi)閉將對(duì)人們身體健康甚至生命安全起至關(guān)重要的作用。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。未來(lái)人們的生活不會(huì)為刮風(fēng)下雨、夜晚防盜、交換新鮮空氣這些瑣事而去親自打開(kāi)窗戶，因?yàn)橹悄艽皯魧?huì)為你做到。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。智能窗戶還能夠用振動(dòng)傳感器來(lái)預(yù)警入室盜竊，或者是煙霧傳感器來(lái)監(jiān)控室內(nèi)的火災(zāi)狀況和可燃?xì)怏w是否泄漏等。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。液壓窗戶比較少，它則只能安裝在推拉窗戶上面，而且需要液壓泵來(lái)作為動(dòng)力。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。還有一種能夠代勞人們“動(dòng)”的窗戶。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。比如說(shuō)，天氣變化外面下雨刮風(fēng)了，為了避免雨水侵蝕室內(nèi)的東西，我們要親自去關(guān)閉窗戶，夜晚來(lái)臨我們也需要去關(guān)心門窗是否已經(jīng)關(guān)好