一种基于光伏发电的智能通风气楼

技术领域

本发明涉及建筑通风技术领域，具体为一种基于光伏发电的智能通风气楼。

背景技术

在厂房、仓库以及候机厅等建筑中，整体建筑空间较大，进而通常需要在建筑屋顶上安装通风气楼，以提高大空间下的通风能力，随着光伏发电技术的发展，拥有大面积光照的通风气楼，可以提高太阳光的利用率，通过光伏发电技术配合智能化控制，可以实现通风气楼的节能供电和远程控制，极大的提高了通风气楼的使用效果，但是现有的通风气楼在使用时存在以下问题：

通风气楼的使用，大都要应对大风和大雪天气，在大风天气时需要及时关窗，在大雪天气时，需要及时清理积雪，以免积雪重力过大造成气楼的不稳定，但是现有的通风气楼，不方便稳定的解决关窗和积雪问题，一方面光伏发电电量有限，受天气影响较大，若单独采用传感器和自动控制等硬件配合系统控制对窗子进行自动控制，容易出现电量不足的情况，同时针对积雪的处理，可以采用喷洒热水的方式进行融化处理，但是喷头长期暴露在外面，容易出现堵塞的情况，缺乏对喷头的保护，容易影响使用寿命，需要人工上屋顶维护，较为麻烦。

针对上述问题，急需在原有通风气楼的基础上进行创新设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光伏发电的智能通风气楼，以解决上述背景技术提出现有的通风气楼，不方便稳定的解决关窗和积雪问题的问题，本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了显著不同于现有技术的解决方案。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于光伏发电的智能通风气楼，包括钢梁，所述钢梁的底部安装有控制器，且钢梁顶部空腔的两侧竖直固定有托板，所述托板上通过横梁连接有弧形气楼架，且弧形气楼架的底部在钢梁上悬空设置，并且弧形气楼架的顶部固定有光伏电板；

还包括第一弹性伸缩杆，所述第一弹性伸缩杆嵌入式安装在托板的顶部空腔内，且第一弹性伸缩杆的顶部固定有支撑板，所述支撑板的底部安装有人字形采光板，且人字形采光板位于弧形气楼架顶部开口处的下方，所述支撑板的侧壁和托板的顶部空腔之间安装有定位组件，且定位组件用于对支撑板的位置进行定位，所述托板的中部贯通开设有通风口，且托板的内壁上固定有电机，所述电机的输出端连接有主动轴，且主动轴上套设有挡风窗，并且挡风窗位于通风口的内侧；

切换传动组件，所述切换传动组件安装在托板内侧的顶部位置，且切换传动组件用于在大风天气下实现挡风窗的自动关闭；

防护筒，所述防护筒通过杆件固定在弧形气楼架顶部的内侧位置处，且弧形气楼架顶部的内侧位置通过扭簧转动安装有安装管，所述安装管贯穿设置于防护筒内，且安装管上设置有喷头，所述弧形气楼架顶部的内侧位置处固定有水泵，且水泵的输出端通过软管与安装管相连接，所述安装管的底部通过连接杆安装有挡板，且挡板位于防护筒底部开口位置的内部，所述防护筒内壁突出位置处固定有压力传感器，且压力传感器位于连接杆的活动轨迹上；

喷水切换组件，所述喷水切换组件安装在弧形气楼架顶部的内壁和人字形采光板的顶部位置处，且喷水切换组件用于在下雪天气时向人字形采光板上喷洒热水。

优选的，所述定位组件包括伸缩槽，所述伸缩槽开设在支撑板的侧边位置，且伸缩槽内通过第二弹性伸缩杆连接有定位杆，所述定位杆的一端位于定位槽内，且定位槽开设在托板顶部空腔的侧壁上，所述伸缩槽的内壁上固定有电磁铁，且电磁铁用于通电后对定位杆进行磁性吸附。

优选的，所述定位杆的外端设计为直角梯形结构，且定位杆外端斜面设置在下方位置，并且定位杆与定位槽凹凸配合，所述定位槽等间距分布在托板顶部空腔的侧壁上。

优选的，所述切换传动组件包括齿条，所述齿条固定在人字形采光板的底部位置，且齿条的外侧啮合有齿轮，所述齿轮套设在传动辊上，且传动辊限位转动安装在托板的内壁上，所述托板的内壁上固定有安装套，且安装套内嵌入式转动安装有切换套，并且切换套不接触套设在传动辊上，所述传动辊的外侧开设有侧槽，且侧槽内通过弹簧连接有切换杆，并且切换杆位于切换套内部，所述切换套的内壁上固定有切换头，且切换套通过皮带与主动轴相连接。

优选的，所述传动辊在托板内对称设置有两个，且传动辊与主动轴相平行。

优选的，所述切换杆的初始位置收入侧槽内与切换头不接触，且切换杆被甩出后与切换头的位置相对应。

优选的，所述挡板的正截面呈弧形结构设计，且挡板的弧长大于防护筒底部开口的弧长，并且挡板位于喷头的下方。

优选的，所述喷水切换组件包括安装板，所述安装板固定在弧形气楼架顶部的内壁上，且安装板的外侧通过第三弹性伸缩杆贯穿滑动安装有推杆，所述推杆的内端固定有倾斜放置的阻力板，且阻力板位于弧形气楼架顶部开口处的下方，所述推杆的外端连接有竖杆，且竖杆的顶部固定有拉绳，并且拉绳绕过辊轴缠绕在安装管上，所述竖杆的下方设置有拉杆，且拉杆固定在人字形采光板的顶部。

优选的，所述推杆的外端设计为球形结构在竖杆内侧空腔内限位滑动，且推杆与竖杆相垂直。

优选的，所述拉杆和竖杆的端部均设置有钩形结构，且拉杆和竖杆的端部相对设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明，通过设置切换传动组件，在大风天气时，利用风力实现挡风窗的自动及时关闭，而在大雪天气时，挡风窗则不会关闭，一方面通过大风情况下人字形采光板所受的重力，实现挡风窗的自动关闭，另一方面在大风情况下利用人字形采光板的下移速度，在离心力的原理下，传动辊和切换套实现同步转动，进而得以实现挡风窗的转动，通过大风和大雪时力的不同变化，自动适应调整挡风窗的位置，同样是利用重力的原理来实现挡风窗的转动，可以有效区别大风和大雪的重力变化，提高自主性；

2.本发明，设置了喷头喷出的热水，对人字形采光板上的积雪进行融化，避免重力压塌整个气楼，提高在大雪情况下的安全性，进一步的，为了避免喷头一直暴露在外面出现堵塞影响后续使用的情况，再一次利用了人字形采光板的重力，使得人字形采光板在下移时可以带动喷头转出，而在人字形采光板复位时可以带动喷头转动回原位，并通过防护筒和挡板对喷头进行遮挡保护，与此同时，同样可以区别大风和大雪天气，在喷水切换组件的作用下，大风天气时不会带动喷头转出，只有在大雪天气下喷头才会转出，并利用压力传感器进行位置感应，实现智能喷水化雪操作。

附图说明

图1为本发明正剖结构示意图；

图2为本发明图1中A处放大结构示意图；

图3为本发明图2中B处放大结构示意图；

图4为本发明挡风窗俯视结构示意图；

图5为本发明切换传动组件结构示意图；

图6为本发明传动辊和切换套正剖结构示意图；

图7为本发明图1中C处放大结构示意图；

图8为本发明防护筒俯视剖面结构示意图。

图中：1、钢梁；2、控制器；3、托板；4、横梁；5、弧形气楼架；6、光伏电板；7、第一弹性伸缩杆；8、支撑板；81、定位组件；811、伸缩槽；812、第二弹性伸缩杆；813、定位杆；814、定位槽；815、电磁铁；9、人字形采光板；10、通风口；11、电机；12、主动轴；13、挡风窗；14、切换传动组件；141、齿条；142、齿轮；143、传动辊；144、安装套；145、切换套；146、侧槽；147、弹簧；148、切换杆；149、切换头；15、防护筒；16、安装管；17、喷头；18、水泵；19、连接杆；20、挡板；21、压力传感器；22、喷水切换组件；221、安装板；222、第三弹性伸缩杆；223、推杆；224、阻力板；225、竖杆；226、拉绳；227、拉杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种基于光伏发电的智能通风气楼，钢梁1、控制器2、托板3、横梁4、弧形气楼架5、光伏电板6、第一弹性伸缩杆7、支撑板8、定位组件81、伸缩槽811、第二弹性伸缩杆812、定位杆813、定位槽814、电磁铁815、人字形采光板9、通风口10、电机11、主动轴12、挡风窗13、切换传动组件14、齿条141、齿轮142、传动辊143、安装套144、切换套145、侧槽146、弹簧147、切换杆148、切换头149、防护筒15、安装管16、喷头17、水泵18、连接杆19、挡板20、压力传感器21、喷水切换组件22、安装板221、第三弹性伸缩杆222、推杆223、阻力板224、竖杆225、拉绳226和拉杆227。

实施例1

请参阅图1－图6，钢梁1的底部安装有控制器2，且钢梁1顶部空腔的两侧竖直固定有托板3，托板3上通过横梁4连接有弧形气楼架5，且弧形气楼架5的底部在钢梁1上悬空设置，并且弧形气楼架5的顶部固定有光伏电板6；第一弹性伸缩杆7嵌入式安装在托板3的顶部空腔内，且第一弹性伸缩杆7的顶部固定有支撑板8，支撑板8的底部安装有人字形采光板9，且人字形采光板9位于弧形气楼架5顶部开口处的下方，支撑板8的侧壁和托板3的顶部空腔之间安装有定位组件81，且定位组件81用于对支撑板8的位置进行定位，托板3的中部贯通开设有通风口10，且托板3的内壁上固定有电机11，电机11的输出端连接有主动轴12，且主动轴12上套设有挡风窗13，并且挡风窗13位于通风口10的内侧；切换传动组件14，切换传动组件14安装在托板3内侧的顶部位置，且切换传动组件14用于在大风天气下实现挡风窗13的自动关闭；

定位组件81包括伸缩槽811，伸缩槽811开设在支撑板8的侧边位置，且伸缩槽811内通过第二弹性伸缩杆812连接有定位杆813，定位杆813的一端位于定位槽814内，且定位槽814开设在托板3顶部空腔的侧壁上，伸缩槽811的内壁上固定有电磁铁815，且电磁铁815用于通电后对定位杆813进行磁性吸附；定位杆813的外端设计为直角梯形结构，且定位杆813外端斜面设置在下方位置，并且定位杆813与定位槽814凹凸配合，定位槽814等间距分布在托板3顶部空腔的侧壁上；切换传动组件14包括齿条141，齿条141固定在人字形采光板9的底部位置，且齿条141的外侧啮合有齿轮142，齿轮142套设在传动辊143上，且传动辊143限位转动安装在托板3的内壁上，托板3的内壁上固定有安装套144，且安装套144内嵌入式转动安装有切换套145，并且切换套145不接触套设在传动辊143上，传动辊143的外侧开设有侧槽146，且侧槽146内通过弹簧147连接有切换杆148，并且切换杆148位于切换套145内部，切换套145的内壁上固定有切换头149，且切换套145通过皮带与主动轴12相连接；传动辊143在托板3内对称设置有两个，且传动辊143与主动轴12相平行；切换杆148的初始位置收入侧槽146内与切换头149不接触，且切换杆148被甩出后与切换头149的位置相对应；

在大风天气时，人字形采光板9被吹动迅速下降，此时带动齿轮142快速转动，在离心力作用下，齿轮142的转动将切换杆148甩出，通过与切换头149接触带动切换套145转动，使得挡风窗13自动关闭，在大雪天气时，人字形采光板9受压缓慢下降，此时挡风窗13不会关闭，继续进行通风；

实施例2

请参阅图1和图7－图8，防护筒15通过杆件固定在弧形气楼架5顶部的内侧位置处，且弧形气楼架5顶部的内侧位置通过扭簧转动安装有安装管16，安装管16贯穿设置于防护筒15内，且安装管16上设置有喷头17，弧形气楼架5顶部的内侧位置处固定有水泵18，且水泵18的输出端通过软管与安装管16相连接，安装管16的底部通过连接杆19安装有挡板20，且挡板20位于防护筒15底部开口位置的内部，防护筒15内壁突出位置处固定有压力传感器21，且压力传感器21位于连接杆19的活动轨迹上；喷水切换组件22安装在弧形气楼架5顶部的内壁和人字形采光板9的顶部位置处，且喷水切换组件22用于在下雪天气时向人字形采光板9上喷洒热水；

挡板20的正截面呈弧形结构设计，且挡板20的弧长大于防护筒15底部开口的弧长，并且挡板20位于喷头17的下方；喷水切换组件22包括安装板221，安装板221固定在弧形气楼架5顶部的内壁上，且安装板221的外侧通过第三弹性伸缩杆222贯穿滑动安装有推杆223，推杆223的内端固定有倾斜放置的阻力板224，且阻力板224位于弧形气楼架5顶部开口处的下方，推杆223的外端连接有竖杆225，且竖杆225的顶部固定有拉绳226，并且拉绳226绕过辊轴缠绕在安装管16上，竖杆225的下方设置有拉杆227，且拉杆227固定在人字形采光板9的顶部；推杆223的外端设计为球形结构在竖杆225内侧空腔内限位滑动，且推杆223与竖杆225相垂直；拉杆227和竖杆225的端部均设置有钩形结构，且拉杆227和竖杆225的端部相对设置；

在大风天气时，阻力板224受力活动，通过推杆223推动竖杆225移动，此时人字形采光板9的下移，不会拉动竖杆225下移，进而挡板20不会打开，喷头17不会转出，对喷头17进行保护，而当大雪天气时，人字形采光板9下移，通过拉杆227拉动竖杆225下移，将喷头17转出，并通过压力传感器21进行智能感应，由喷头17将热水喷洒在人字形采光板9上进行化雪操作。

工作原理：在使用该基于光伏发电的智能通风气楼时，如图1－图8中，首先可以通过光伏电板6进行发电和供电，通过控制器2控制电机11的转动，由主动轴12带动挡风窗13转动，实现通风口10的开启和关闭，通过钢梁1上的开口、通风口10、托板3与弧形气楼架5之间的缝隙以及弧形气楼架5顶部开口进行通风，在下雨天气时，雨水顺着人字形采光板9下落，通过弧形气楼架5的内部落到钢梁1上，使得雨水被托板3阻挡，直接流出，实现防水通风，在大风天气时，人字形采光板9受力迅速下移，使得齿条141带动齿轮142迅速转动，齿轮142带动传动辊143迅速转动，在离心力的作用下，切换杆148伸出侧槽146，随着传动辊143的转动，切换杆148与切换头149接触，可以带动切换套145在安装套144内转动，切换套145通过皮带驱动主动轴12转动，将挡风窗13关闭，避免大风通过通风口10进入室内，与此同时，人字形采光板9的下移，带动支撑板8下移，定位杆813斜面受力向伸缩槽811内收缩，并通过第二弹性伸缩杆812得以弹出，使得定位杆813卡在定位槽814内，可以对支撑板8的位置进行固定，防止人字形采光板9复位，一方面保持人字形采光板9的稳定，另一方面保持挡风窗13的稳定，而在大风结束后，通过控制器2控制电磁铁815通电，对定位杆813进行吸附，使得定位杆813与定位槽814脱离，在第一弹性伸缩杆7的作用下，使得支撑板8带动人字形采光板9复位，而在大雪天气时，大雪的重力压动人字形采光板9缓慢下移，此时齿轮142转速较慢，不会带动主动轴12和挡风窗13转动，进而可以保持通风；

同样的，大雪天气时，阻力板224不会移动，当人字形采光板9下移带动拉杆227下移时，拉杆227可以带动竖杆225下移，竖杆225通过拉绳226拉动安装管16转动，一方面安装管16通过连接杆19带动挡板20转动，使得挡板20与防护筒15底部分离，同时连接杆19会与压力传感器21接触，使得压力传感器21感应到信号，另一方面安装管16带动喷头17转动，使得喷头17的位置暴露出来并对着人字形采光板9的方向，此时压力传感器21将信号传递至控制器2，由控制器2控制水泵18的运行，通过预设好的管路将热水通过安装管16和喷头17喷出，对人字形采光板9上的积雪进行融化，避免积雪重力对气楼整体造成影响，而在大风天气时，会吹动阻力板224向外侧移动，使得阻力板224带动推杆223移动，推杆223带动竖杆225移动，使得竖杆225与拉杆227分离，此时人字形采光板9的下移则不会带动竖杆225下移，进而安装管16和喷头17不会转动，可以有效对喷头17进行防护，避免喷头17长期暴露在外部发生堵塞的情况。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。