電動捲簾防護窗的製作方法

2023-05-10 17:19:51 1

專利名稱：電動捲簾防護窗的製作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及一種住宅和辦公樓使用的電動捲簾防護窗及防護門。
二、背景目前，我國住宅建設事業蓬勃發展，人們的居住條件日益改善。但是，為家庭的防盜，新建的房屋又不得不安裝各種防護窗。目前，普遍採用的是鋼筋焊制的防護攔、鐵藝製品及不鏽鋼防護攔，由於這些防護攔均具有可攀登性，因此，只要一層安裝了防護攔，則二層被迫也必須安裝防護攔，這樣三、四層等為了防盜也不得不相繼安裝防護欄，這給本來很漂亮的住宅小區增添了不和諧的音符，嚴重影響市容，大殺風景，已成為城市的「皮膚病」，同時，也給住戶帶來諸多隱患。
1、對沒有安裝防護欄的住戶構成安全威脅。
2、由於防護欄是固定死的，所以在緊急情況下(如火災)，室內的人員無法逃生，外界也無法救援，容易造成生命財產的重大損失，這方面例子在全國發生過多起，不勝枚舉。
3、鐵製的防護欄屏蔽了大地的磁場。建築物本身已經使用了大量的鋼筋用於樓板、牆體的建築，已經在很大範圍內屏蔽了大地的磁場，僅剩窗戶可以導入地磁的通道也被鐵製的防護欄所屏蔽。人們居住在沒有地磁的環境中會患多種疾病，對人的健康極為不利。
三
發明內容
本實用新型電動捲簾窗由單相同步電容運轉電動機或直流電動機和蝸輪蝸杆減速機及螺旋彈簧組成的驅動系統及鋁合金中空發泡捲簾葉構成。
1、捲簾窗的基本結構及受力分析捲簾窗的斷面，為一圓形的輥筒卷繞著捲簾葉組成。
設定(1)對特定寬度(如1500mm)的捲簾窗，捲簾的每米高重量 為W/(kg/m)。(2)初始半徑為r.(mm)(3)捲簾葉厚度為c(mm)則(4)捲簾的半徑可表達為r＝r.-cβ/2π(5)捲簾的長度(高度)可表達為L＝L0+∫rdβ＝L0+∫(r0-cβ/2π)dβ＝L0+r0β-cβ2/4π(6)捲簾的重量可表達為P＝L×w/1000＝w(L0+r0β-cβ2/4π)/1000(7)捲簾的扭矩為T＝9.8Pr＝9.8w(L0+r0β-cβ2/4π)(r0*cβ/2π)/1000＝9.8L0r0w/1000+9.8w(r02-cL0/2π)β/1000-9.8×3cwr0β2/4000π+9.8c2wβ3/8000π2(Nmm)以標準窗(1500mm×1500mm)為例，選擇下列參數1.w＝7.5kg/m2.c＝6mm3.輥筒骨架半徑為30mm，共卷繞五圈。則捲簾最大半徑r0＝30+5×6＝60mm4.L0＝120mm則L＝L0+r0β-6β2/4π＝120+60β-0.48β2T＝9.8L0r0w/1000+9.8w(r02-cL0/2π)β/1000-9.8×3CWr0β2/4000π+9.8c2wβ3/8000π2＝9.8×120×60×7.5/1000+9.8×7.5(602-6×120/2π)β/1000-9.8×3×6×7.5×60β2/4000π+9.8×62×7.5×β3/8000π2＝529+256β-6.32β2+0.034β3dT/dβ＝256-12.64β+0.102β2令dT/dβ＝0則=(12.6412.642-40.102256))/(20.102)]]>=(12.647.44)/0.204]]>β1＝(12.64-7.44)/0.204＝25.49＝8.1π(約四圈，極大值點)β2＝(12.64+7.44)/0.204＝98.43＝31.3π(約十五圈半，對本題無意義捨去)下面將主要點及相關數據計算並例表如下

為了使捲簾窗總成的體積做得更小，以使其外表更加美觀，就要最大限度地減小驅動系統的功率，為此在捲簾輥筒設置圓柱螺旋扭轉彈簧，用以抵消大部分捲簾葉在升降過程中的重力扭矩，使驅動系統的功率做得最小。
圓柱螺旋扭轉彈簧的特性是彈簧的扭矩與其旋轉角度成正比，旋轉角度越大它的反向扭矩就愈大，如上圖所示，選擇彈簧的曲線為曲線2。
2、彈簧的設計計算(1)已知參數最大工作轉矩Tmax＝3800Nmm最小工作轉矩Tmin＝760Nmm工作扭矩角Φ＝Φmax-Φmin＝10π＝1800°載荷循環次數N＝6次/天×365×30年＝65700彈簧剛度 kt＝3800/[10π-(-2.5π)]＝96.82Nmm/弧度＝1.69Nmm/(°)
(2)材料選擇按其工作情況，屬於II類彈簧，選用B級強度，碳素彈簧鋼絲材料。查得其相關參數為許用切應力[τ]＝0.4σb許用彎曲應力[σb]＝0.5σb(3)估取彈簧絲直徑估取彈簧絲直徑d＝4mm查表得σb＝1471MPa[τ]＝0.4×1471＝588.4MPa[σb]＝0.5×1471＝735.5MPa(4)計算彈簧絲直徑d取旋繞比C＝6，則曲度係數KT＝(4C-1)/(4C-4)＝1.15d(KTTmax)/0.13]]>=(1.153800)/(0.1735.5)=3.903]]>因此取d＝4mm是合適的.
(5)彈簧的基本參數；中徑D′＝Cd＝6×4＝24mm考慮輥筒其它因素取D＝26mm外徑D2＝D+d＝26+4＝30mm內徑D1＝D-d＝26-4＝22mm取彈簧間隙δ＝0.5mm節距t＝d+δ＝4+0.5＝4.5mm螺旋角α＝arctg(t/πD)＝arctg(4.5/26π)＝3.15°(6)確定彈簧的工作圈數查表得彈簧的彈性模量E＝2×105Mpa彈簧有效圈數n＝(KTEφd)/360D[ ]＝(1.15×2×105×1800×4)/(360×26×588,4)＝301圈(7)計算彈簧的剛度k』ｘ＝(Ed4)/(3667Dn)＝(2×105×44)/(3667×26×301)＝1.78因已選定KT＝1.69所以n＝(2×105×44)/(3667×26×1.69)＝318圈(8)彈簧的長度L＝tn＝4.5×318＝1431mm3.輥筒的合成力矩(1)Tt0/3800＝2.5π/12.5πTt0＝3800×(2.5/12.5)＝760NmmTt＝Tt0+kT×β＝760+96.82β合成力矩ΔT＝T-Tt＝(529-760)+(256-96.82)β-6.32β2+0.034β3＝-231+159.18β-6.32β2+0.034β3令(dΔt)/(dβ)＝159.18-12.64β+0.102β2＝0則=(12.6412.642-4159.180.102)/(20.102)]]>=(12.649.74)/0.204]]>β1＝(12.64-9.74)/0.204＝4.53πβ2＝(12.64+9.74)/0.204＝35π(無意義捨去)合成力矩最大值為ΔTmax＝-231+159.18×4.53π-6.32×(4.53π)2+0.034×(4.53π)3＝-231+2264-1279+98＝852(Nmm)＝0.852Nm4.確定電動捲簾窗的驅動系統(1)蝸輪蝸杆減速機減速機的輸入功率為P2＝(ΔTmax×n2×2π)/(60×η)＝(0.852×17×2π)/(60×0.6)＝2.53w其中，η為減速機的效率取0.6，n2為捲簾輥筒的速度，取17rpm選擇佛山北江微型減速機公司的生產的WWJZ25-30DZ型減速機，其參數為n1＝1000rpm i＝60 n2＝16.67rpm M2＝18Nm體積如附圖二所示，該減速機餘量很大，還可以選擇比該減速機小的其它型號。
(2)電動機①交流驅動選擇45T2511型磁滯電容運轉同步電動機，其參數如下U＝220V f＝50HZ n＝3000rpm Ie＝0.1A P2＝4.5wMq＝Me＝14.41Nm，電機直徑45mm電動機經速比為3的皮帶輪與蝸杆相連接，因此，總速比i總＝3×60＝180電機側負載最大轉矩為ΔTmax』＝ΔTmax/180＝4.73Nmm此電機選擇滿足要求②直流驅動選擇36M832型直流電動機，其參數如下U＝24V Me＝24.5Nm n＝3000rpm P＝7.7W I＝0.65A電機直徑36mm直流電動機驅動，並配以帶有蓄電池的直流電源，可以在交流電停電時照常使用，並可以取消附圖二中的手動裝置。
(3)電機與減速機的連接方式，採取電機與減速機背靠背安裝由直徑分別為10mm和30mm的皮帶輪連接，這樣可以減小蝸杆軸向的尺寸，使其總體積減小。
6、捲簾葉的設計捲簾葉設計為空心鋁合金，呈弧型，便於捲筒，空心處採用聚氨脂發泡，如附圖三所示。這種捲簾葉隔音，改變了自身的固有頻率，敲擊和碰撞時聲音很小，不會產生振蕩噪音，捲簾葉設有15mm×2mm的透光口，調整捲簾的升降可調整透光口的開啟數量，以使室內透光透氣，捲簾全部下降底時，透光口孔全部關閉。
四

0為計數器及上、下限位裝置，1為H端蓋方軸，2為軸承1，3為齒輪Z0＝30齒，4為捲簾輥筒(鋁合金或不鏽鋼)，5為補強鐵鐵板(2mm)，6為空心軸，7為計數器輸入齒輪Z1＝50齒，8為自攻鑼釘，9為塑料檔塊，10為補強鐵板(2mm)，11為軸承2，12為減速機輸出方軸，13為手動開啟裝置，14為密封條，15為聚氨脂發泡，16為拉鉚釘，17為手動開啟裝置，18為門邊，19為手動開啟裝置，20為蝸輪蝸杆減速機，21為電動機，22為透光孔，23為計數器齒輪Z2＝10齒，24為計數器輸入齒輪Z1，25為計數器齒輪Z3＝38五具體實施方式
電動捲簾窗的工作原理1.電動機經皮帶輪帶動蝸輪蝸杆減速機，減速機輸出方軸帶動鋁合金輥筒，鋁合金輥筒的另一端(H端)經軸承1與空心軸連接。空心軸的H端與端蓋方軸連接並用銷釘固定。空心軸另一端經軸承2與減速機輸出軸連接。
2.螺旋扭矩彈簧在H端與空心軸固定，在另一端(G端)與鋁合金輥筒固定，兩個固定端分別補強。
3.捲簾全部開啟狀態時，彈簧的扭矩最小(760Nmm)隨著捲簾下降彈簧扭矩隨之增大，捲簾全部下降到底時，彈簧扭矩最大(3800Nmm)。
4.空心軸的H端還安裝一齒輪Z。與計數器輸入齒輪Z1嚙合。
5.捲簾全部下降狀態，透光口全部關閉，當開啟捲簾時，捲簾自上而下地打開透光口。
6.計數器的設定。
將計數器回零扳手置於「0」位，上、下限位計數齒輪Z3(Z』3)脫離Z2的嚙合，扭矩彈簧將Z3(Z』3)彈回以「零」位，即碰鐵將微動開關常閉接點打開。
開啟捲簾窗，當捲簾窗下降到最低點時，將下限位扳手由「0」置於「工作」位置，齒輪Z』3與Z嚙合，下限位設置完畢。當捲簾升到最高點時，將上限位扳手由「0」置於工作「位置」，齒輪Z3與Z2嚙合，上限位設置完畢。
六、電動卷窗的特點。
1.電動機經皮帶輪與蝸輪蝸杆減速機的聯接方式並配以螺旋彈簧，使驅動系統的體積大為縮小，並隱裝在輥筒總成，造型美觀，也便於嵌入內置安裝。
2.對於交流驅動，設有手動裝置。當停電時，可用專用扳手，手動開啟捲簾窗，在緊急情況時尤為重要(如火災停電時尤為重要)。
3.對於直流驅動，採用直流運行。正常運行時，交流電經穩壓電源對電池組浮充電。當交流電停電時，蓄電池工作。可以說是全天候均可工作，尤其在緊急情況下，如火災更顯出它的優點所在。
4.捲簾窗輕巧，升降無噪音，並有隔音作用。
5.捲簾中設有透光孔，透光孔的開啟數量可控。便於在關閉情況下，透光、通氣。
七、本申請共附圖九張附後。
權利要求1.一種電動捲簾防護窗，它由電動機帶動蝸輪蝸杆減速機和彈簧及輥筒來組成驅動裝置，輥筒帶動捲簾，其特徵是，螺旋彈簧克服捲簾產生的力矩，使減速機輸出扭矩遠遠小於捲簾的產生的力矩，使驅動系統的功率和體積大大減小，並隱裝在捲簾輥筒總成內，蝸輪蝸杆減速機具備自鎖作用，可使捲簾停留在任一位置。
2.根據權利要求1所述的電動捲簾窗，它既可交流驅動，也可直流驅動，其特徵是，交流驅動設有手動裝置，以便停電時使用；直流驅動為全天候工作，交流停電時照常工作。
3.根據權利要求1所述的電動捲簾窗，其特徵是捲簾葉為空心鋁合金，內部用高分子材料發泡，使其降低噪音，重量輕，強度高。捲簾葉設有透光口，調整捲簾升降位置，可調整透光口數量，使其在捲簾關閉時透光透氣，也可全部關閉透光口。
4.根據權利要求1所述的電動捲簾窗，其特徵是，它可外置安裝，也可嵌入內置安裝。
專利摘要一種鋁合金電動捲簾防護窗，其重量輕、造型美觀。它包括安裝在捲簾輥筒內的交(直)流電動機、蝸輪蝸杆減速機、螺旋彈簧，使驅動裝置的體積大大地減小，聚氨酯發泡的空心鋁合金捲簾及窗邊的密封措施，使其體積小，造型美觀，電動操作自如並配有手動裝置，無噪音，利於普及推廣到住宅、辦公樓、作為防護窗或防護門使用。
文檔編號E06B9/08GK2604507SQ02237489
公開日2004年2月25日 申請日期2002年7月1日 優先權日2002年7月1日
發明者周克樹 申請人:周克樹