[發明專利]一種溫差驅動的動力機構及活動遮陽裝置

有效

• 申請號: 201710216027.8
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN106894959B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 孫濤
• 申請（專利權）人: 孫濤
• 主分類號: F03G7/06
• 分類號: F03G7/06;F03G6/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 張法高,傅朝棟

技術領域

本發明屬于自動控制領域，具體涉及一種溫差驅動的動力機構及活動遮陽裝置。

背景技術

在建筑節能及農業生產領域，時常需要根據溫差或太陽輻射角度來控制某些裝置的狀態，比如活動遮陽裝置。目前的活動遮陽裝置，一般可以分為手動遮陽裝置和電動遮陽裝置。手動遮陽裝置造價低，使用方便，但是使用場合受限制，無法大規模地應用于建筑外立面上；電動遮陽裝置控制方便，但是一般含有電機裝置，造價高，維護費用高。而且，目前的電動遮陽裝置大部分采用傳感器來感應光照和溫度，然后通過單片機等設備來控制遮陽裝置的角度調節機構。例如，申請號為200820054458.5的實用新型專利公開了一種外遮陽裝置，其通過卷揚機構通過用戶手動控制，實現調節遮陽簾覆蓋門窗的比例。申請號為201510380653.1的發明專利公開了一種用于SUV車的全自動防曬遮陽防塵裝置，它通過齒輪齒條傳動裝置、齒條伸縮裝置和導桿伸縮裝置實現遮陽簾的方位變化。然而，這些電子設備的壽命和可靠性上的缺陷使得電動遮陽裝置在使用時出現故障的概率較高。尤其是用在建筑外遮陽的場景下，由于電機長年風吹日曬，壽命有限。且若要實現自動控制的功能，往往得集成很多自動檢測和控制模塊，系統十分復雜。此外，在農業生產領域，出于大規模應用和節約使用費用的角度考慮，也需要一種結構簡單、無需電力驅動的自動遮陽裝置。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中自動遮陽裝置中必須采用電器元件實現溫差控制的缺陷，并提供一種完全采用機械結構的溫差驅動的動力機構。本發明所采用的具體技術方案如下：

溫差驅動的動力機構包括第一集熱器(為敘述方便，將其命名為集熱器A)、第二集熱器(為敘述方便，將其命名為集熱器B)；集熱器A和集熱器B均為中空的密封腔體，內部裝填有熱膨脹介質；集熱器A和集熱器B分別為環境溫度感應集熱器或輻射熱感應集熱器中的一種，所述的環境溫度感應集熱器用于單獨感應環境溫度，使內部熱膨脹介質隨環境溫度變化而同步變化，所述的輻射熱感應集熱器用于同時感應環境溫度和熱輻射，使內部熱膨脹介質隨環境溫度和熱輻射造成的溫度變化而同步變化；集熱器A和集熱器B的內腔分別連通兩個密閉腔體，當所述的熱膨脹介質受熱膨脹時，兩個密閉腔體中增加的壓力分別推動對外動力輸出元件做出反饋動作。

本發明主要利用介質的熱脹冷縮原理來推動對外動力輸出元件(如活塞桿、齒輪等)移動，其中熱膨脹介質是指在介質溫度升高時，介質體積會增大的物質，如水、油、油氣混合物、壓縮空氣、低比熱容非共沸介質或其他能夠熱膨脹的物質。兩個集熱器中所填充的熱膨脹介質可以相同，也可以不同，具體視使用環境而定。

兩個密閉腔體使對外動力輸出元件做出的反饋動作可以是多種形式。比如，可以以驅動動力輸出元件向不同的方向移動來實現，動力輸出元件的移動可以通過兩個力同時作用于元件的兩個相反方向來實現，也可以驅動動力輸出元件向相同的方向移動，然后分別作用于外部機構中。此外，還可以通過分別作用于兩個或更多個元件上，使其均發生與力的大小成比例的位移，然后通過機械裝置(如杠桿、滾輪等)將兩種或多種位移進行部分抵消后，使抵消后的位移反映在動力輸出元件的最終位移上。當然，也可以采用其他形式實現，此處不做特殊限定。兩個集熱器能夠對外輸出的力或者位移是由熱膨脹介質的熱膨脹率、集熱器和密閉腔體的形狀等因素共同決定的，可以根據不同的使用目的設置不同的組合方式。

本發明的工作原理如下：由于環境溫度感應集熱器主要用于感知環境溫度，其不吸收輻射熱，或僅吸收極少量的輻射熱，其內部熱膨脹介質的溫度接近于環境溫度；而輻射熱感應集熱器主要用于在感知環境溫度的同時，也吸收輻射熱(如太陽輻射熱等)，其內的介質溫度高于環境溫度，其溫度與環境溫度的差值視輻射熱的強度定，當輻射熱越強時，差值越大，當輻射熱越弱時，差值越小，當不接受輻射時，其溫度與環境溫度感應集熱器內的介質溫度相同，即接近于環境溫度。由于集熱器A和集熱器B均為密封腔體，因此其中的熱膨脹介質在接受熱量后發生膨脹，對與其相連接的密閉腔體產生壓力，而兩個集熱器中的壓力可以直接或者間接從不同的方向對整個動力機構中向外輸出動力的元件施加作用力。當兩個集熱器均沒有收到輻射熱，其中的介質溫度均與環境溫度相同，或收到等量的輻射熱，其中的介質溫度雖高于環境溫度，但兩者溫度相同，此時對向外輸出動力的元件所產生的力相互抵消或者受到力的作用所產生的位移相互抵消。