一种智能化屋顶自动开合系统

文档序号:1885681 发布日期:2021-11-26 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种智能化屋顶自动开合系统 (Intelligent automatic roof opening and closing system ) 是由 蔡高参 胡彪 辛艳喜 符巨博 于 2021-07-19 设计创作,主要内容包括:一种智能化屋顶自动开合系统,包括开合装置、气象传感器、火灾传感器和计算机自动控制装置,所述气象传感器用于监测室外环境温度、湿度、风速、风向、气压和雨量,所述火灾传感器用于监测室内环境中有没有火灾的发生,并且与烟雾报警器连接,所述气象传感器、火灾传感器分别与计算机自动控制装置连接,计算机自动控制装置与开合装置连接,首先通过计算机自动控制装置来控制开合装置的启动,然后开合装置进行打开或闭合屋顶,以此来实现屋顶的自动开合。本发明提供了一种结构简单、造价低、可自动开合的智能化屋顶自动开合系统。(The utility model provides an automatic system that opens and shuts in intelligent roof, is including opening and shutting device, meteorological sensor, fire sensor and computer automatic control device, meteorological sensor is used for monitoring outdoor ambient temperature, humidity, wind speed, wind direction, atmospheric pressure and rainfall, fire sensor is arranged in monitoring indoor environment and has the emergence of conflagration to be connected with smoke alarm, meteorological sensor, fire sensor are connected with computer automatic control device respectively, and computer automatic control device is connected with the device that opens and shuts, at first controls the start-up of the device that opens and shuts through computer automatic control device, then the device that opens and shuts opens or closed roof to this realizes the automation on roof and opens and shuts. The invention provides an intelligent automatic roof opening and closing system which is simple in structure, low in manufacturing cost and capable of automatically opening and closing.)

一种智能化屋顶自动开合系统

技术领域

本发明涉及建筑技术领域,尤其是涉及一种智能化屋顶自动开合系统。

背景技术

目前,建筑物的屋顶构造方式主要以瓦片、钢筋水泥或轻钢结构为主。但这些方式的屋顶都是固定的,无法自由活动,这使得房子的通风能力和采光能力不是很好。尤其是一旦发生火灾,屋顶无法及时开启,密闭空间为救援带来很大不便。为解决这一问题,人们设计出一种开合屋顶,其很好的解决了通风、采光和发生火灾时的救援问题。

开合屋顶是一种较为新颖的建筑形式,是现代人类社会对科技建筑设计追求的必然趋势,也是人们对场、馆、庭、院等功能追求日益完美的结果。它打破了传统室内空间与室外空间的界限,可以根据使用功能与天气情况在室内环境与室外环境之间进行转换:当雷雨风雪时将屋盖关闭,享受一种温馨与热烈;当天高气爽时将屋盖打开,感受自然之美。屋顶开启后室内外融为一体,尤其在夜晚、夜色与灯光融合,更有一种特殊感受。另外,当火灾发生时,可根据烟雾报警信号及时开启屋顶,最大限度的为救援提供方便。

开合屋顶的出现与人类体育事业的发展密切相关,其应用对象初期以游泳馆、网球馆等体育建筑为主,规模逐渐从小型体育建筑发展到大型体育场工程,应用范围逐渐扩展到楼宇、宾馆、庭院、商业广场中庭、机库、车间厂房等任何一个有开放空间要求的理想屋顶系统。

但是,国内涌现的具有开合屋顶的建筑,一般是通过人为来执行开启和闭合屋顶的操作,操作繁琐,开合屋顶的结构复杂,并且造价昂贵。

发明内容

针对上述问题,本发明提供了一种结构简单、造价低、可自动开合的智能化屋顶自动开合系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种智能化屋顶自动开合系统,包括开合装置、气象传感器、火灾传感器和计算机自动控制装置,所述气象传感器用于监测室外环境温度、湿度、风速、风向、气压和雨量,所述火灾传感器用于监测室内环境中有没有火灾的发生,并且与烟雾报警器连接,所述气象传感器、火灾传感器分别与计算机自动控制装置连接,计算机自动控制装置与开合装置连接;屋顶由屋顶顶部与屋顶侧壁组成;

所述开合装置包括用于升降屋顶顶部的二级液压升降装置、液压装置箱体以及用于屋顶侧壁开合的支撑梁、用于支撑梁升降的液压推杆和拉杆,所述二级液压升降装置安装在液压装置箱体内,中心横梁设置在二级液压升降装置上,屋顶顶部安装在中心横梁上;液压装置箱体通过液压装置箱体支撑梁与墙体连接,并且其四周设置有多根支撑梁,所述支撑梁的一端与墙体铰接,其另一端搁置在液压装置箱体的底板上,屋顶侧壁安装在相邻两根支撑梁上,所述液压推杆和拉杆的数目与支撑梁的数目相同,并且与支撑梁一一对应,所述液压推杆的一端与墙体铰接,其另一端与支撑梁铰接,所述拉杆的一端与拉杆驱动机构连接,拉杆驱动机构安装在墙体上,其另一端通过拉绳与支撑梁连接;

所述二级液压升降装置、液压推杆和拉杆分别与计算机自动控制装置连接;首先通过计算机自动控制装置来控制开合装置的启动,然后开合装置进行打开或闭合屋顶,以此来实现屋顶的自动开合。

进一步,所述中心横梁的两端分别设有第一卡扣,所述液压装置箱体的内壁上设有与第一卡扣相配合的第二卡扣,所述支撑梁的另一端设有第三卡扣,所述液压装置箱体的外壁上设有与第三卡扣相配合的第四卡扣;所述第一卡扣、第二卡扣、第三卡扣和第四卡扣均为电磁卡扣,电磁卡扣与计算机自动控制装置连接。

再进一步,所述支撑梁及屋顶侧壁与液压装置箱体的底板和墙体之间分别设有密封垫。

更进一步,所述二级液压升降装置、液压推杆和拉杆还分别与手动控制装置连接。

一种智能化屋顶自动开合系统的控制方法,包括以下步骤:

屋顶的自动开启步骤:

(1)计算机自动控制装置通过各传感器反馈的信号启动开合装置并确定开启角度;

(2)支撑梁、中心横梁和液压装置箱体上的卡扣松开;

(3)拉杆驱动机构带动拉杆,开始向上拉支撑梁,同时液压推杆向上顶起支撑梁,二级液压升降装置向上顶起中心横梁;

(4)屋顶侧壁逐渐展开,屋顶顶部逐渐上升脱离液压装置箱体,待屋顶完全打开后,所有装置停止工作,屋顶处于开启状态;

屋顶的自动闭合步骤:

(1)计算机自动控制装置通过各传感器反馈的信息启动开合装置;

(2)液压推杆向下拉支撑梁,二级液压升降装置向下拉中心横梁,同时拉杆向下运动且保持松弛状态;

(3)屋顶侧壁逐渐进行合拢,屋顶顶部逐渐下降,待屋顶完全闭合后,支撑梁、中心横梁和液压装置箱体上的卡扣扣紧;

(4)所有装置停止工作,屋顶处于闭合状态。

本发明的有益效果主要表现在:

(1)本发明智能化屋顶的自动开合装置,其结构简单,造价低,可自动开合屋顶,减少人为操作,亦可手机端远程操控开合屋顶,以满足人们对各种情况下的通风要求和采光要求;

(2)在发生火灾的情况下,通过火灾传感器反馈的信号,可以第一时间立即开启屋顶,便于将烟雾排散出去和消防施救,保证了场所内部人员的安全;

(3)应用液压工艺做开合装置,比较其他方式,不影响建筑物外观造型和结构安全,适用面广且造价低;

(4)可以形成自然风道,不用刻意设计专用风道;通风换气量大;不采用通风机、排烟风机等设备,避免了噪音和能耗等问题;

(5)本发明可以用于如商场、博物馆、体育场馆、展览中心、文化艺术交流中心、宾馆、写字楼、机场、车站等各类大、中、小型公共建筑。

附图说明

图1为本发明屋顶闭合状态下的剖视图。

图2为本发明屋顶开启状态下的剖视图。

图3为本发明屋顶的俯视图。

图4为本发明拉杆驱动机构的剖视图。

具体实施方式

下面根据附图对本发明做进一步详述:

参照图1~图4,一种智能化屋顶自动开合系统,包括开合装置、气象传感器、火灾传感器和计算机自动控制装置7,所述气象传感器用于监测室外环境温度、湿度、风速、风向、气压和雨量,所述火灾传感器用于监测室内环境中有没有火灾的发生,并且与烟雾报警器连接,所述气象传感器、火灾传感器分别与计算机自动控制装置7连接,计算机自动控制装置7与开合装置连接;屋顶16由屋顶顶部与屋顶侧壁组成;屋顶可以是圆形,也可以是倒V型。

所述开合装置包括用于升降屋顶顶部的二级液压升降装置2、液压装置箱体3以及用于屋顶侧壁开合的支撑梁9、用于支撑梁9升降的液压推杆11和拉杆10,所述二级液压升降装置2安装在液压装置箱体3内,中心横梁1设置在二级液压升降装置2上,屋顶顶部安装在中心横梁1上;液压装置箱体3通过液压装置箱体支撑梁8与墙体13连接,并且其四周设置有多根支撑梁9,所述支撑梁9的一端与墙体13铰接,其另一端搁置在液压装置箱体3的底板上,屋顶侧壁安装在相邻两根支撑梁9上,所述液压推杆11和拉杆的数目与支撑梁9的数目相同,并且与支撑梁9一一对应,所述液压推杆11的一端与墙体13铰接,其另一端与支撑梁9铰接,所述拉杆10的一端与拉杆驱动机构12连接,拉杆驱动机构12安装在墙体13上,其另一端通过拉绳与支撑梁9连接;

所述二级液压升降装置2、液压推杆11和拉杆10分别与计算机自动控制装置7连接;首先通过计算机自动控制装置7来控制开合装置的启动,然后开合装置进行打开或闭合屋顶16,以此来实现屋顶16的自动开合。

进一步,所述中心横梁1的两端分别设有第一卡扣,所述液压装置箱体的内壁上设有与第一卡扣相配合的第二卡扣,所述支撑梁的另一端设有第三卡扣,所述液压装置箱体的外壁上设有与第三卡扣相配合的第四卡扣;所述第一卡扣、第二卡扣、第三卡扣和第四卡扣均为电磁卡扣,电磁卡扣与计算机自动控制装置连接。

再进一步,所述支撑梁及屋顶侧壁与液压装置箱体的底板和墙体之间分别设有密封垫。屋顶侧壁由玻璃和框架组成,玻璃通过框架嵌入相邻两根支撑梁9之间,所述墙体上设有一圈密封垫,墙体上的密封垫应根据上方有无支撑梁调整不同的高度,在上方无支撑梁的情况下,密封垫应足够高,可以和用于嵌入屋顶的框架接触;所述支撑梁靠近液压装置箱体一侧的下方和两侧都设有密封垫,屋顶闭合时,下方的密封垫与液压装置箱体接触,两侧的密封垫可以与相邻支撑梁两侧的密封垫接触,便于实现屋顶闭合时的密封效果。

更进一步,所述二级液压升降装置、液压推杆和拉杆还分别与手动控制装置15连接。手动控制装置15的设置是为了当计算机自动控制装置失灵时,用于手动控制开合装置。

所述计算机自动控制装置通过各传感器反馈的信号来控制是否启动开合装置,并且可以自动控制开启角度,以满足人们在当前环境下的需求;所述开合装置、各传感器还可通过无线网络与手机端APP连接,可以通过APP远程操控屋顶的开合以及开启角度,以满足人们的实际需求。

所述二级液压升降装置2与中心横梁1螺栓连接,用来升降中心横梁;卡扣4通过螺栓连接分别安装在支撑梁9、中心横梁1和液压装置箱体3上,用来锁紧屋顶16闭合,防止屋顶16在闭合状态下出现震动现象;所述支撑梁9和中心横梁1用来安装屋顶;所述液压装置箱体支撑梁8分别与墙体13和液压装置箱体3螺栓连接,用来支撑液压装置箱体3;所述液压装置箱体3用来装二级液压升降装置2,并且可以起到密封作用;拉力装置包括拉杆10、拉绳和拉杆驱动机构,所述拉力装置用来提供给屋顶开启过程中的一个拉力。

拉杆驱动机构12可以包括齿轮支撑架14、电动机17、齿轮传动装置,但不限于齿轮装置,也可以是其他的齿轮齿条、丝杠、链条、行星轮等传动装置。所述齿轮支撑架14通过螺栓连接固定于墙体上;所述电动机固定于齿轮支撑架14上,通过计算机自动控制系统可实现正转和反转,以便于拉杆实现上升和下降;所述齿轮传动装置包括小齿轮19、大齿轮18、齿轮轴和齿轮箱,其固定于齿轮支撑架上,用于传递动力。所述小齿轮与电机轴通过键连接,小齿轮19与大齿轮18啮合,齿轮轴与大齿轮18通过键连接,小齿轮19、大齿轮18和齿轮轴置于齿轮箱20内;所述齿轮轴与拉杆通过键连接,带动拉杆10上升或下降,所述拉杆10与拉绳连接,所述拉绳与支撑梁9连接,用来传递拉杆的上升力,带动支撑梁9上升。

该智能化屋顶的自动开合系统的控制方法,包括以下步骤:

屋顶的自动开启步骤:

(1)计算机自动控制装置7通过各传感器反馈的信号启动开合装置并确定开启角度,尤其是一旦发生火灾,只要烟雾报警器反馈信号,不论屋顶处于何种状态,计算机自动控制装置7必须第一时间立即开启屋顶,便于救援;

(2)支撑梁9、中心横梁1和液压装置箱体3上的卡扣松开;

(3)拉杆驱动机构12带动拉杆10,开始向上拉支撑梁9,同时液压推杆11向上顶起支撑梁,二级液压升降装置2向上顶起中心横梁1;

(4)屋顶侧壁逐渐展开,屋顶顶部逐渐上升脱离液压装置箱体3,待屋顶完全打开后,所有装置停止工作,屋顶处于开启状态。如图2所示。

屋顶的自动闭合步骤:

(1)计算机自动控制装置7通过各传感器反馈的信启动开合装置;

(2)液压推杆11向下拉支撑梁9,二级液压升降装置2向下拉中心横梁1,同时拉杆10向下运动且拉绳保持松弛状态,即拉杆10对支撑梁9无作用力;

(3)屋顶侧壁逐渐进行合拢,屋顶顶部逐渐下降,待屋顶16完全闭合后,即屋顶侧壁及支撑梁9与液压装置箱体3的底板密封连接,支撑梁9、中心横梁1和液压装置箱体3上的卡扣扣紧;如图1所示,

(4)所有装置停止工作,屋顶处于闭合状态。

为减轻支撑梁9的承重,屋顶材料可选择采光能力强的玻璃;支撑梁9与液压装置箱体3和墙体13之间设有密封垫5,其不仅可以起到密封的作用,也给予支撑梁9闭合时的缓冲,防止支撑梁9磨损;

屋顶16开启或关闭过程一般控制在20~25分钟,为尽量减少冲击力,应控制开始或停止时间在1~2分钟。控制装置设计应有富余,除了计算机自动控制装置7,还应设有手动控制装置15,当装置的任何部分失灵时不至于整个系统失灵。

上述实施例仅仅用于解释本发明,不构成对本发明的限制。对于所属领域的技术人员来说,可在上述说明的基础上进行其他不同形式的改动,但所做的改动均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

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