防护窗户展开机构设计与仿真

魏文彬，杨金鹏，文清平

（四川信息职业技术学院机电工程学院，四川广元 628000）

0 引言

智能防护窗户是目前家装最常用的设计，其作用是防止小孩靠近窗户而发生高空坠落事件。由于生活节奏加快，父母照顾孩子的时间越来越少，导致孩童不受约束地玩乐，社会上幼童不小心从窗户掉落的悲惨事件屡屡发生，故智能防护窗户自动展开机构的研究应运而生。平面四杆机构因结构简单、应用面广而得到广泛关注且深入地研究，其中以曲柄摇杆机构[1-4]与曲柄滑块机构[5-6]的研究居多。本文基于平面四杆机构设计了2 种展开机构，一种基于曲柄摇杆机构设计而成；另一种基于曲柄-摇杆-滑块复合机构设计而成。2种展开机构均采用连杆铰接而成，通过连杆之间的相互关系传递运动，为智能防护窗户设计、控制、研制提供了思路。

1 整体设计

设计了自动防护窗户的运动结构，使得窗户1与窗户2能够在自己的运动空间内按照自己的运行轨迹自由运行，如图1所示，图1（a）、（b）分别为窗户关闭时的状态与开启时的状态。智能防护窗户的功能是当有人靠近窗户时，窗户自动关闭，避免小孩掉落或者行人入室行窃等；当窗户周边没有人时，窗户会自动打开通风。本文为窗户1与窗户2分别设计了一种驱动机构，该驱动机构采用的是连杆型结构，由连杆铰接串联而成，该机构最大的优点是只需要一个驱动电机驱动，并通过连杆之间的相互关系传递运动和力，使得机构末端实现期望的运动。……