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申请/专利权人：浙江工业大学

摘要：自开关零能耗智能百叶窗，包括窗框、若干叶片，叶片的两端铰接在窗框上，每个页片的一侧都安装固定杆，固定杆与连杆铰接，还安装有柔性智能器件，柔性智能器件呈折叠弯曲的板状，柔性智能器件一端连接窗框，另一端与滑块铰接，滑块可滑动地套在驱动杆的一端，驱动杆的另一端连接最上面的叶片；柔性智能器件由膜组件和铜线组成；膜组件由四层膜构成，从上至下分别为湿敏材料层、金电极薄膜、压电材料PVDF‑TRFE层、金电极薄膜层，膜层之间相互连接紧密，铜线则用银胶粘于金电极薄膜上，该柔性智能结构在阳光照射下发生形变，将温度、湿度转换成电信号并通过铜线输出。

主权项：1.自开关零能耗智能百叶窗，包括窗框（1）、若干叶片（7），叶片（7）的两端铰接在窗框（1）上，每个页片（7）的一侧都安装固定杆（6），固定杆（6）与连杆（8）铰接，其特征在于：还安装有柔性智能器件（3），柔性智能器件（3）呈折叠弯曲的板状，柔性智能器件（3）一端连接窗框（1），另一端与滑块（4）铰接，滑块（4）可滑动地套在驱动杆（5）的一端，驱动杆（5）的另一端连接最上面的叶片（7）；柔性智能器件（3）由膜组件和铜线组成；膜组件由四层膜构成，从上至下分别为湿敏材料层302）、金电极薄膜（303）、压电材料PVDF-TRFE层（301）、金电极薄膜（303），膜层之间相互连接紧密，铜线（305）则用银胶（304）粘于金电极薄膜（303）上，该柔性智能器件在阳光照射下发生形变，将温度、湿度转换成电信号并通过铜线输出；所述柔性智能器件（3）安装在固定板（2）上，固定板（2）安装在窗框（1）上；驱动杆（5）沿着垂直于窗框（1）所在平面的方向，在光照下所述柔性智能器件（3）折叠弯曲，使得所述驱动杆（5）向上部旋转，驱动杆（5）带动叶片（7）旋转，叶片和固定杆旋转带动连杆（8）旋转；柔性智能器件（3）的膜组件的制备过程如下，以下温度都是摄氏温度：（1）用电子天平称取PVDF-TRFE粉末；将PVDF-TRFE和DMF放入锥形瓶中配置PVDF-TRFE质量分数为2.5%的混合溶液，进行磁力搅拌2小时；待搅拌完成后，将溶液倒入至平底培养皿；将培养皿放入烘箱，60度鼓风干燥；成膜后进行140度退火处理2小时；（2）将PVDF-TRFE薄膜从培养皿上揭下，并通过电子束蒸发系统在其两表面蒸镀金电极；（3）用胶带固定薄膜四角于载玻片上；对薄膜表面用25W的功率进行空气等离子处理60秒；在薄膜表面旋涂PEDOT:PSS，转速2000rpm，旋涂时间为60秒；放置于热台上55度加热5分钟；（4）再次以同等参数等离子处理并旋涂PEDOT:PSS，共计在薄膜表面旋涂4层PEDOT:PSS；最后将复合材料放置热台上55度加热1小时烘干。

全文数据：自开关零能耗智能百叶窗技术领域本发明涉及到一种零能耗智能可调节百叶窗。背景技术百叶窗是一种安装在窗户上并且可根据需求调节露出窗户缝隙大小的一种装置。百叶窗通常由多个叶片组成，且各叶片平行层叠，叶片之间有一定的距离，且叶片可调节角度的大小，以此来改变相邻叶片之间的空隙，并以此改变露出缝隙的大小来达到相应目的。百叶窗与普通窗帘相比，由于材质和结构的不同，能够抵挡阳光、风雨、灰尘的侵蚀，并且容易清洗。随着社会科技的发展，人们对于智能化产品的需求越来越大，各种各样的智能产品不断被创造出来；但是随着社会的日益迅速发展以及人口数量的急剧增加，污染问题和能源匮乏问题日趋严重，节能环保成为每个人的共识，利用并收集绿色能源也是现在社会所关注的热点问题。因此，本发明公开了一种既可以通过感知户外天气变化而开启和关闭的智能百叶窗，又可以在户外天气良好时展开并收集太阳能。既是一种智能产品，又可以收集能源，成功解决了以上矛盾。发明内容本发明要克服现有技术的上述的问题，提供自开关零能耗智能百叶窗。本发明的自开关零能耗智能百叶窗，包括窗框1、若干叶片7，叶片7的两端铰接在窗框1上，每个页片7的一侧都安装固定杆6，固定杆6与连杆8铰接，其特征在于：还安装有柔性智能器件3，柔性智能器件3呈折叠弯曲的板状，柔性智能器件3一端连接窗框1，另一端与滑块4铰接，滑块4可滑动地套在驱动杆5的一端，驱动杆5的另一端连接最上面的叶片7；柔性智能器件3由膜组件和铜线组成；膜组件由四层膜构成，从上至下分别为湿敏材料层302、金电极薄膜303、压电材料PVDF-TRFE层301、金电极薄膜层303，膜层之间相互连接紧密，铜线305则用银胶304粘于金电极薄膜303上，该柔性智能结构在阳光照射下发生形变，将温度、湿度转换成电信号并通过铜线输出。进一步，所述柔性智能器件3安装在固定板2上，固定板2安装在窗框1上；驱动杆5沿着垂直于窗框1所在平面的方向，在光照下所述柔性智能器件3折叠弯曲，使得所述驱动杆5向上部旋转，驱动杆5带动叶片7旋转，叶片和固定杆旋转带动连杆8旋转。柔性智能器件3的膜组件的制备过程如下，以下温度都是摄氏温度：1用电子天平称取PVDF-TRFE粉末；将PVDF-TRFE和DMF放入锥形瓶中配置PVDF-TRFE质量分数为2.5％的混合溶液，进行磁力搅拌2小时；待搅拌完成后，将溶液倒入至平底培养皿；将培养皿放入烘箱，60度鼓风干燥；成膜后进行140度退火处理2小时；2将PVDF-TRFE薄膜从培养皿上揭下，并通过电子束蒸发系统在其两表面蒸镀金电极；3用胶带固定薄膜四角于载玻片上；对薄膜表面用25W的功率进行空气等离子处理60秒；在薄膜表面旋涂PEDOT:PSS，转速2000rpm，旋涂时间为60秒；放置于热台上55度加热5分钟；4再次以同等参数等离子处理并旋涂PEDOT:PSS，共计在薄膜表面旋涂4层PEDOT:PSS；最后将复合材料放置热台上55度加热1小时烘干。本发明的优点在于：所用柔性智能器件为原创发明的柔性智能结构，该器件能够提供足够的驱动力可以驱动百叶窗的开启和闭合，既可以通过感知户外天气变化开启或者关闭百叶窗，又利用智能器件弯曲提供的电力来提示百叶窗开启或闭合的状态，在无人场景下也可以反馈百叶窗状态；可在光照条件好的情况下打开百叶窗，光照情况差时关闭百叶窗；百叶窗结构经过设计，智能柔性结构与叶片驱动杆之间一直保持有较大传动角，百叶窗扇叶重心位于旋转轴上，可由较小的力矩推动；结构简单可靠、实用。附图说明图1是百叶窗的结构示意图图2是柔性智能器件的结构图图3是柔性智能结构在不同场变化下的灵敏度测试图。具体实施方式下面参照附图进一步说明本发明的技术方案。图1中，1窗框；2固定板；3柔性智能器件；4滑块；5驱动杆；6.固定杆；7.叶片；8.连杆。图2中各部件，301为压电材料PVDF-TRFE；302为湿度敏感材料PEDOT:PSS；303为蒸镀的金电极薄膜；304为银胶；305为铜线。自开关零能耗智能百叶窗，包括窗框1、若干叶片7，叶片7的两端铰接在窗框1上，每个页片7的一侧都安装固定杆6，固定杆6与连杆8铰接，其特征在于：还安装有柔性智能器件3，柔性智能器件3呈折叠弯曲的板状，柔性智能器件3一端连接窗框1，另一端与滑块4铰接，滑块4可滑动地套在驱动杆5的一端，驱动杆5的另一端连接最上面的叶片7；柔性智能器件3由膜组件和铜线组成；膜组件由四层膜构成，从上至下分别为湿敏材料层302、金电极薄膜303、压电材料PVDF-TRFE层301、金电极薄膜层303，膜层之间相互连接紧密，铜线305则用银胶304粘于金电极薄膜303上，该柔性智能结构在阳光照射下发生形变，将温度、湿度转换成电信号并通过铜线输出。所述柔性智能器件3安装在固定板2上，固定板2安装在窗框1上；所述柔性智能器件3可以在不同光照强度下实现不同的程度的弯曲，当光照强度较强时，所述柔性智能器件3折叠弯曲，使得所述驱动杆5向上部旋转，驱动杆5沿着大致垂直于窗框1所在平面的方向，其中滑块4套在驱动杆5外部，可自由滑动，且滑块4一侧与柔性智能器件3铰接；所述驱动杆5另一侧安装在最上面的百叶窗叶片7上，驱动杆5的旋转带动叶片7的旋转，其中，固定杆6也安装在叶片上，叶片和固定杆旋转也带动连杆8旋转，从而使得所有叶片一起同步旋转，从而将百叶窗叶片之间的缝隙扩大，从而使得百叶窗开启；反之，如果光照强度不够或者无光照时，柔性智能器件3伸直，从而使得百叶窗互相贴合，从而使得百叶窗关闭。当外场变化时，例如温度升高、光照强、湿度减小等，可以导致湿度敏感材料层失水导致体积收缩变小，而压电材料层体积无明显变化，由于此双层膜组件相互贴合，则会导致此复合材料层向湿敏材料层方向弯曲，此时的压电材料层弯曲，产生压电效应：压电薄膜弯曲变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面都会出现电荷，且两种电荷极性相反。因此，薄膜上下表面金电极会通过静电感应出来电荷，并通过外部电路形成压电电压输出；从而使得有电信号产生，电信号又会由金电极收集后通过粘贴在两侧的铜线输出。柔性智能器件3的信号输出是通过两个铜线实现的，铜线通过银胶粘贴于金电极层两侧，两个铜线接点关于膜组件中心对称，金电极薄膜负责收集PVDF-TRFE薄膜表面的电信号，再通过金电极薄膜传出至铜电极，有利于提高电信号的准确性。PVDF-TRFE薄膜和PEDOT:PSS薄膜的厚度比是4:1，使得此柔性器件可以快速响应和恢复。柔性智能器件3的膜组件通过以下步骤制备得到，以下温度都是摄氏温度：1用电子天平称取PVDF-TRFE粉末；将PVDF-TRFE和DMF放入锥形瓶中配置PVDF-TRFE质量分数为2.5％的混合溶液，进行磁力搅拌2小时；待搅拌完成后，将溶液倒入至平底培养皿；将培养皿放入烘箱，60度鼓风干燥；成膜后进行140度退火处理2小时；2将PVDF-TRFE薄膜从培养皿上揭下，并通过电子束蒸发系统在其两表面蒸镀金电极；3用胶带固定薄膜四角于载玻片上；对薄膜表面用25W的功率进行空气等离子处理60秒；在薄膜表面旋涂PEDOT:PSS，转速2000rpm，旋涂时间为60秒；放置于热台上55度加热5分钟；4再次以同等参数等离子处理并旋涂PEDOT:PSS，共计在薄膜表面旋涂4层PEDOT:PSS；最后将复合材料放置热台上55度加热1小时烘干。图3显示了本发明的柔性电子器件在不同场的弯曲变化情况。所述PVDF-TRFE层厚度为20um，所述PEDOT:PSS层厚度为5um，所述金电极厚度为100nm。本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

权利要求：1.自开关零能耗智能百叶窗，包括窗框1、若干叶片7，叶片7的两端铰接在窗框1上，每个页片7的一侧都安装固定杆6，固定杆6与连杆8铰接，其特征在于：还安装有柔性智能器件3，柔性智能器件3呈折叠弯曲的板状，柔性智能器件3一端连接窗框1，另一端与滑块4铰接，滑块4可滑动地套在驱动杆5的一端，驱动杆5的另一端连接最上面的叶片7；柔性智能器件3由膜组件和铜线组成；膜组件由四层膜构成，从上至下分别为湿敏材料层302、金电极薄膜303、压电材料PVDF-TRFE层301、金电极薄膜层303，膜层之间相互连接紧密，铜线305则用银胶304粘于金电极薄膜303上，该柔性智能结构在阳光照射下发生形变，将温度、湿度转换成电信号并通过铜线输出。2.如权利要求1所述的自开关零能耗智能百叶窗，其特征在于：所述柔性智能器件3安装在固定板2上，固定板2安装在窗框1上；驱动杆5沿着垂直于窗框1所在平面的方向，在光照下所述柔性智能器件3折叠弯曲，使得所述驱动杆5向上部旋转，驱动杆5带动叶片7旋转，叶片和固定杆旋转带动连杆8旋转。

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