一种智能玻璃窗防风暴装置

技术领域

本发明涉及智能玻璃窗技术领域，尤其涉及一种智能玻璃窗防风暴装置。

背景技术

在全球变暖和海平面上升的背景之下，沿海地区台风风暴潮灾害风险已经成为国际社会和学术界普遍关注的热点问题和科学前沿。我国沿海地区是世界上台风风暴潮灾害影响最为严重的区域之一，风暴天气对我国沿海地区的生活、生产带来重大危害。风暴天气中，高层建筑的玻璃幕墙和居民小区的窗户玻璃的安全问题异常严峻。在风载的作用下，幕墙和窗户玻璃因气流风压、玻璃振动、外界异物撞击等原因，极易破碎。破碎的玻璃及铝型材，形成高空坠物，对路面的人员及财产带来巨大危害。同时窗户玻璃破碎后，房屋失去玻璃的保护，屋内外形成一定的气压差，进一步导致屋内的物品在气流的作用下吸出窗外，产生二次危害。

目前市场上，针对风暴天气的玻璃窗保护装置还是空白。玻璃窗的防护措施也相对落后。传统的玻璃窗的防护装置，主要用于防盗，不能起到防风暴的作用。风暴天气下，普遍采用的粘贴米字型胶带进行防护处理，操作麻烦，清洗困难，且防护效果也不理想。因此研究一种智能玻璃窗防风装置，具有重要的安全意义。随着5G的到来，智能家居产品的普及已成大势所趋，将玻璃窗的防护装置智能化，与智能门禁、安全防盗、火灾监控等一起，构建成智能家居安全防护的重要一环，应对家居的安全隐患，防患于未然。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种智能玻璃窗防风暴装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种智能玻璃窗防风暴装置，包括固定方风暴装置的窗框和墙体，所述窗框的一侧内壁通过螺栓固定有底座，且底座的一侧外壁通过螺栓固定有气囊盒，所述窗框的另一侧内壁通过螺栓固定有固定板，所述固定板和气囊盒之间均通过螺栓固定有钢索，所述气囊盒的一侧外壁通过螺栓固定有控制盒，所述气囊盒的一侧内壁通过螺栓固定有气囊，所述气囊盒的一侧外壁设置有盖板，且气囊盒一侧外壁的两侧均通过螺栓固定有电磁吸合锁，所述气囊的一端连接在盖板上，所述盖板一侧外壁的两侧均开设有通孔，两个所述钢索分别贯穿两个通孔，所述盖板一侧外壁的两侧均设置有和电磁吸合锁相匹配的锁舌，所述墙体的一侧外壁通过螺栓固定有风速测试仪。

优选的，所述控制盒的底部内壁通过螺栓固定有隔板，所述控制盒底部内壁的一侧通过螺栓固定有单片机。

优选的，所述控制盒底部内壁的另一侧通过螺栓固定有气泵，且气泵通过管道连接在气囊上。

优选的，所述气囊的内壁设置有气压传感器，且气囊的一侧外壁设置有阀门。

优选的，所述气压传感器和风速测试仪均通过信号线连接在单片机上。

优选的，所述单片机上分别集成有红外遥控器模块、DC驱动模块和WIFI远程控制模块，所述气泵和电磁吸合锁均通过导线连接在DC驱动模块上。

优选的，所述单片机均通过导线连接有蜂鸣器和指示灯，且单片机和DC驱动模块分别通过导线连接有电源。

本发明的有益效果为：

本智能玻璃窗防风暴装置，通过气囊盒内的气囊展开时对窗户的玻璃形成保护，气囊在窗框和钢索的约束下，对玻璃窗施加均匀的压力，使窗户玻璃保持相对稳定减少振动，气囊对玻璃施加的均匀的压力，提高了玻璃的整体强度；本智能玻璃窗防风暴装置还具有成本低、不影响家庭窗户正常使用、智能化，牢固、易拆装检修的优点。

附图说明

图1为本发明提出的一种智能玻璃窗防风暴装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种智能玻璃窗防风暴装置的立体结构示意图；

图3为本发明提出的一种智能玻璃窗防风暴装置的气囊盒剖视结构示意图；

图4为本发明提出的一种智能玻璃窗防风暴装置的控制盒剖视结构示意图；

图5为本发明提出的一种智能玻璃窗防风暴装置的控制电路示意图。

图中：1墙体、2窗框、3气囊盒、4固定板、5控制盒、6风速测试仪、7钢索、8盖板、9气囊、10电磁吸合锁、11单片机、12气泵。

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。

参照图1-5，一种智能玻璃窗防风暴装置，包括固定方风暴装置的窗框2和墙体1，窗框2的一侧内壁通过螺栓固定有底座，且底座的一侧外壁通过螺栓固定有气囊盒3，窗框2的另一侧内壁通过螺栓固定有固定板4，固定板4和气囊盒3之间均通过螺栓固定有钢索7，气囊盒3的一侧外壁通过螺栓固定有控制盒5，气囊盒3的一侧内壁通过螺栓固定有气囊9，气囊盒3的一侧外壁设置有盖板8，且气囊盒3一侧外壁的两侧均通过螺栓固定有电磁吸合锁10，气囊9的一端连接在盖板8上，盖板8一侧外壁的两侧均开设有通孔，两个钢索7分别贯穿两个通孔，盖板8一侧外壁的两侧均设置有和电磁吸合锁10相匹配的锁舌，墙体1的一侧外壁通过螺栓固定有风速测试仪6。

本发明中，控制盒5的底部内壁通过螺栓固定有隔板，控制盒5底部内壁的一侧通过螺栓固定有单片机11，控制盒5底部内壁的另一侧通过螺栓固定有气泵12，且气泵12通过管道连接在气囊9上，气囊9的内壁设置有气压传感器，且气囊9的一侧外壁设置有阀门，气压传感器和风速测试仪6均通过信号线连接在单片机11上，单片机11上分别集成有红外遥控器模块、DC驱动模块和WIFI远程控制模块，气泵12和电磁吸合锁10均通过导线连接在DC驱动模块上，单片机11均通过导线连接有蜂鸣器和指示灯，且单片机11和DC驱动模块分别通过导线连接有电源。

根据实际工况需要，智能防风装置的控制模式由主动模式和干预模式两种模式构成。

主动模式

主动模式下，风速测试仪6实时监测风速的电压信号，并传输给单片机。当电压信号超过预定电压阈门值时，单片机11先向电磁吸合锁10发出开启指令，电磁吸合锁10打开，盖板8上的锁舌限位消失，盖板8与气囊盒3之间的约束解除。同时打开蜂鸣器和报警指示灯，进行声光报警。接着单片机11再向气泵12发出指令，气泵12开始工作，向气囊9充气。气囊9的气压传感器实时检测气压信号反馈给单片机11，当气囊9的气压值超过设定阈值时，单片机11发出指令，气泵12停止工作。为防止气囊9因漏气导致气压不足，或风载条件下，气囊9内部气压过大，导致气囊9损坏等情况。单片机11采用PID反馈控制，将气囊9内实际工作气压与阀门值进行比较，精确控制气泵12，控制气囊气压大小。

干预模式

为了满足对暴风、台风等恶劣天气的提前干预以及日常的检修的需求，智能玻璃窗防风装置同时设有干预模式。包括红外遥控模式和WIFI远程控制模式。

红外模式下，根据天气情况，利用红外遥控器可以提前开启玻璃窗防风装置。这时打开电磁吸合锁10，启动充气泵12，当气压达到设置值，气泵12停止工作。红外模式下，可以设定专用的红外编码，与空调、电视机等家电一起，可利用智能红外遥控器进行遥控。

WiFi远程控制模式下，通过WiFi远程控制模块，实现智能防风装置的物联网模式的控制。当住户远离房间，根据天气情况，可利用手机APP控制终端，通过手机WIFI或4G信号发送给云服务器。云服务器将信号发送至WIFI模块，WIFI模块将信号通过联网传给单片机11，从而实现任意地点，实时干预控制。或者根据云服务器中的天气情况，提前开启。因此红外遥控模式和WIFI远程控制模式均可实现物联网控制，可方便的快速嵌入到到智能家居安防系统中，构建智能家居的安防屏障。电磁吸合锁型号：EML1-3C DC12V型、单片机：普通51单片机、红外遥控器：可采用BC7210A型红外遥控解码芯片、蜂鸣器：可采用TMB12A05型、wifi远程控制模块：可采用esp8266型、气压传感器型号：CS100、DC驱动模块：可采用ME2109型号

工作原理：工作时，当风速测试仪6检测风速超过设定值，在单片机11的控制下，蜂鸣器和指示灯打开。接着电磁吸合锁10松开，气泵12开始工作，气囊盒3里的气囊9因充气而膨胀，推动盖板8沿着钢索7移动。当气囊9膨胀与窗框2接触后，随着气压的增大，到达设定阀门值气泵12停止工作。实践中，窗户玻璃破碎的主要原因是由于气流的脉动载荷导致玻璃的振动及靠近围框处的玻璃弯曲变形。气囊9在窗框2和墙体1的约束下，对玻璃窗施加均匀的压力，使窗户玻璃保持相对稳定，减少振动。气囊9将玻璃与气流隔开，形成一个柔性的阻尼器，有效抵消脉动载荷，消除了玻璃的振动载荷源。同时气囊9对玻璃施加的均匀的压力，使玻璃受到的弯曲张力，均匀的分摊到整个玻璃面上，提高了玻璃的整体强度。由于气囊9膨胀，与墙体1上窗户洞口形成有效地密封，隔离了外界异物对玻璃的撞击，也阻隔了由于暴风中室内外的气压的差导致的室内物品吸出室外的危险。暴风等恶劣天气解除后，单片机11解除声光报警。这时可手动打开排气阀门，排空气囊9里的空气，手动折叠气囊9，将气囊9重新放置于气囊盒3，盖上盖板8，打开电磁吸合锁10，完成气囊9的撤收工作，为下次的防护准备。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。