一种带磁力锁的空间变形窗的制作方法

本发明涉及一种窗，尤其涉及一种带磁力锁的空间变形窗。

背景技术：

目前现有的建筑窗户大都是平开、竖开和推拉，竖开窗户通风面积不足，一般普通常见的窗扇，开合仅仅单向，由于在结构上无法双向打开，造成了清洁外窗面的不便,无论平开、竖开和推拉窗户在清洁玻璃方面均存在着很大的困难，里面的清洁倒不是什么问题，关键是外面的清洁工作就很困难，爬出去危险，在屋内接触不到，尤其是高层作业就更困难，还存在有安全隐患，所以在玻璃清洁中，不得不请专业清洁工帮助清洁。

另外，普通单向外开窗扇，无法在其自身所允许的空间开合度上进行任意位置的锁定，造成了开合锁定位置单一的缺陷。

因此，如何对市场的窗户进行改进，使其克服上述缺点又能具有上述优点，是本领域技术人员亟待解决的一个问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种在三维空间结构上具有较大变形，可内外双向开合并在开合任意位置锁定的带磁力锁的空间变形窗。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种带磁力锁的空间变形窗，其特殊之处在于：包括窗框、空间变形窗模块以及连接窗框和空间变形窗模块的磁力锁模块，所述磁力锁模块包括磁芯、铸铁环、活动铁环以及玻璃杆，所述铸铁环有两个，两个铸铁环对称设置在玻璃杆两侧与其形成一个带有轴向开口的圆柱形安装腔体，磁芯同轴设置在安装腔体内，磁芯伸出安装腔体两端延伸并插入设置在窗框内框两侧的第一安装孔和第二安装孔内，其中第一安装孔为圆形通孔，由内框穿入外框穿出；柱状安装腔体外壁与窗框隔成的弧形安装槽，活动铁环贴合设在弧形安装槽内，活动铁环两端与其相对的窗框端面之间均设有磁性触点，活动铁环两端与其相对的窗框端面之间均设有磁性触点，窗框上设有小孔，所述磁性触点与设置在窗框上的小孔过盈配合，活动铁环两端设有与磁性触点匹配的弧形滑槽。

所述空间变形窗模块的主窗内沿垂直于所述磁芯的长度方向转动连接有传动杆，所述传动杆的一端设有蜗轮，所述主窗上设有与所述蜗轮啮合的蜗杆，以及驱动所述蜗杆转动的电机；所述主窗上在所述传动杆的另一端沿传动杆的长度方向设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有锁舌本体，所述主窗上沿所述滑槽的长度方向设有与滑槽连通的锁舌滑槽，所述锁舌本体上设有与所述锁舌滑槽配合的锁舌，所述窗框上设有与所述锁舌配合的锁孔；所述锁舌本体上沿所述滑槽的长度设有螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹连接有螺纹杆，所述螺纹杆上沿其长度方向设有用于插接到所述传动杆上的插接孔，所述插接孔内设有弹簧，所述弹簧一端与所述传动杆连接，另一端安装在所述插接孔内；所述插接孔的侧面上沿其长度方向设有限位槽，所述传动杆上设有与所述限位槽配合的限位凸起。关闭该主窗时锁舌在其倾斜面和窗框的作用下沿滑槽方向滑动，并且压缩弹簧直到锁舌落入锁孔中时，弹簧复位从而将主窗关闭，打开该主窗时电机驱动蜗杆带动蜗轮转动，进而带动传动杆转动，在限位凸起和限位槽的作用下传动杆带动螺纹杆转动，从而带动锁舌本体带着锁舌沿所述滑槽方向离开锁孔，从而方便将主窗打开，打开之后电机自动反转复位。

作为改进，所述窗框上设有与第一安装孔垂直并且相交的半开放条形槽，条形槽内设有连杆，连杆与位于条形槽内的磁芯段偏心铰接。

作为进一步改进，所述磁芯上设有卡槽，卡槽内安装有与卡槽形状匹配的配重块，配重块的外缘设有插孔，连杆侧面设有与插孔配合的插销，插销插入插孔内通过配重块将连杆与磁芯铰接。

作为更进一步改进，所述连杆另一端设有开放环，条形槽内设有半开放十字限位槽，十字限位槽内设有与配重块可夹持配合的滑键。

作为改进，所述空间变形窗模块包括插装在安装腔体轴向开口内的主窗和两个活动页片，主窗设置在中间，两个活动叶片对称分布其两侧，两个活动叶片与主窗之间设有活动双架，所述活动双架包括柱销以及安装在柱销两端的两条圆弧形轨道，所述主窗和活动叶片上均设有限位圆柱槽和轨道槽，柱销的两端分别设有一个直径小于柱销的小圆柱，两个小圆柱分别置于主窗和活动叶片的限位圆柱槽内，其两侧的轨道分别收纳在主窗和活动叶片的轨道槽内。

作为改进，两个轨道之间设有卡环和活动支架，卡环套接在柱销上，活动支架一端卡接在卡环尾部，另一端铰接在窗框上。

作为改进，支架卡环头部设有限位圆环段，活动支架尾部设有半圆环槽，窗框上设有与半圆环槽匹配的内面夹环，所述限位圆环段套接在柱销上，所述半圆环槽安装在内面夹环内。

作为改进，所述活动双架轨道与柱销连接处设有圆环槽，所述圆环槽与卡环内面的限位圆环段相匹配。

作为改进，所述卡环尾部两侧设有支撑脚，活动支架的头部设有卡环滑槽，支撑脚卡接在所述卡环滑槽内，卡环滑槽可与设在卡环尾部的支撑脚相对滑动。

作为改进，所述活动支架的横截面为“u”形中空结构，“u”形结构两端的距离大于活动双架轨道的厚度。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、两个铸铁环对称设置在玻璃杆两侧与其形成一个带有轴向开口的圆柱形安装腔体，将磁芯同轴设置在安装腔体内；柱状安装腔体外壁与窗框隔成的弧形安装槽，活动铁环贴合设在弧形安装槽内，在活动铁环两端与其相对的窗框端面之间设置磁性触点，通过转动磁芯，可使铸铁片与活动铁环吸和，活动铁环吸和设置在窗框上的磁性接触点，实现变形窗在任意位置的锁定，因此无论向内还是向外开启都可以实现窗扇的固定。

2、窗框上设有与第一安装孔垂直并且相交的半开放条形槽，条形槽内设有连杆，连杆与磁芯段铰接，推动连杆即可带动磁芯转动实现窗扇锁定。

3、磁芯上设有卡槽，卡槽内安装有与卡槽形状匹配的配重块，配重块的外缘设有插孔，连杆侧面设有与插孔配合的插销，插销插入插孔内通过配重块将连杆与磁芯铰接。连杆另一端设有开放环，条形槽内设有半开放十字限位槽，十字限位槽内设有与配重块可夹持配合的滑键，一方面解决结构上的配重偏差，使磁芯在旋转后保持在水平位置，另一方面与连杆及滑键形成连杆机构，实现磁芯的可控旋转。

4、空间变形窗模块包括插装在安装腔体轴向开口内的主窗和两个活动页片，主窗设置在中间，两个活动叶片对称分布其两侧，两个活动叶片与主窗之间设有活动双架，所述活动双架包括柱销以及安装在柱销两端的两条圆弧形轨道，所述主窗和活动叶片上均设有限位圆柱槽和轨道槽，柱销的两端分别设有一个直径小于柱销的小圆柱，两个小圆柱分别置于主窗和活动叶片的限位圆柱槽内，其两侧的轨道分别收纳在主窗和活动叶片的轨道槽内，打开窗扇后活动双架从主窗和活动叶片的轨道槽内滑出，可以挂衣物或者背包。

5、活动双架的两个轨道之间设有活动支架，活动支架的头部设有卡环滑槽，两个轨道之间的柱销段上设有卡环，卡环头部设有与柱销配合的限位圆环段，尾部两侧设有支撑脚。，卡环滑槽与设在卡环尾部的支脚匹配。在最大开度位置形成死点，在磁力锁解除后，窗扇不会由于自身重力快速滑下而造成剧烈撞击。

6、活动支架尾部设有半圆环槽，窗框上设有与匹配半圆环槽的内面夹环，实现活动双架在竖直方向上的转动。活动支架的横截面为“u”形结构，“u”形结构两端的距离大于活动双架轨道的厚度，便于活动双架在其中滑动。

附图说明

图1是本发明的实施例1中带磁力锁的空间变形窗的闭合状态示意图；

图2是图1对外开启的状态示意图；

图3是图1对内开启的状态示意图；

图4是图1的装配示意图；

图5是图1的一个局部分解图；

图6是本发明的实施例1中窗扇的纵向剖视图；

图7是本发明的实施例1中窗扇的横向剖视图；

图8是图1的另一个局部分解图；

图9是图1的局部示意图；

图10是图9的a-a方向剖视图；

图11是图1的局部剖视图；

图12是图2的局部剖视图；

图13是本发明的实施例1中带磁力锁的空间变形窗的运动原理示意图；

图14是本发明的实施例2中带磁力锁的空间变形窗的闭合状态剖视图；

图15是是图14的b-b方向剖视图；

图16是本发明的实施例2中传动杆的结构示意图。

图中：1-窗框，2-磁力锁模块，3-空间变形窗模块，4-磁性触点，5-连杆，6-配重块，7-滑键，8-限位圆柱槽，9-轨道槽，11-第一安装孔，12-第二安装孔，13-小孔，14-条形槽，15-内面夹环，21-磁芯，22-铸铁环，23-活动铁环，24-玻璃杆，31-主窗，32-活动叶片，33-活动双架，34-卡环，35-活动支架，51-插销，52-开放环，61-插孔，62-传动杆，63-蜗轮，64-蜗杆，65-电机，66-滑槽，67-锁舌本体，68-锁舌滑槽，69-锁舌，70-锁孔，71-螺纹孔，72-螺纹杆，73-插接孔，74-弹簧，75-限位槽，76-限位凸起，141-十字限位槽，331-柱销，332-轨道，333-小圆柱，341-限位圆环段，342-支撑脚，351-卡环滑槽，352-半圆环槽。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

实施例1

如图1至13所示，一种带磁力锁的空间变形窗，包括窗框1、空间变形窗模块3以及连接窗框1和空间变形窗模块3的磁力锁模块2，所述磁力锁模块2包括磁芯21、铸铁环22、活动铁环23以及玻璃杆24，所述铸铁环22有两个，两个铸铁环22对称设置在玻璃杆24两侧与其形成一个带有轴向开口的圆柱形安装腔体，磁芯21同轴设置在安装腔体内，磁芯21伸出安装腔体两端延伸并插入设置在窗框1内框两侧的第一安装孔11和第二安装孔12内，其中第一安装孔11为圆形通孔，由内框穿入外框穿出；柱状安装腔体外壁与窗框1隔成的弧形安装槽，活动铁环23贴合设在弧形安装槽内，活动铁环23两端与其相对的窗框1端面之间均设有磁性触点4，磁性触点4与设置在窗框1上的小孔过盈配合，活动铁环23两端设有与磁性触点4匹配的弧形滑槽231。

空间变形窗模块包括插装在安装腔体轴向开口内的主窗31和两个活动页片32，主窗31设置在中间，两个活动叶片32对称分布其两侧。两个活动叶片32与主窗31之间设有活动双架33，所述活动双架33包括柱销331以及安装在柱销331两端的两条圆弧形轨道332，所述主窗31和活动叶片32上均设有限位圆柱槽8和轨道槽9，柱销331的两端分别设有一个直径小于柱销的小圆柱333，两个小圆柱333分别置于主窗31和活动叶片32的限位圆柱槽8内，其两侧的轨道332分别收纳在主窗31和活动叶片32的轨道槽9内。两个轨道332之间的柱销段上设有卡环34，卡环34头部设有与柱销331配合的限位圆环段341，尾部两侧设有支撑脚342，两个轨道332之间设有活动支架35，活动支架35的头部设有卡环滑槽351，卡环滑槽351与设在卡环35尾部的支撑脚342匹配，活动支架35尾部设有半圆环槽352，窗框1上设有与匹配半圆环槽352的内面夹环15。所述活动支架35的横截面为“u”形结构，“u”形结构两端的距离大于活动双架轨道332的厚度。

窗框1上设有与第一安装孔11垂直并且相交的半开放条形槽14，条形槽14内设有连杆5，磁芯21上设有卡槽211，卡槽211内安装有与卡槽211形状匹配的配重块6，配重块6的外缘设有插孔61，连杆5侧面设有与插孔61配合的插销51，插销51插入插孔61内通过配重块6将连杆5与磁芯21铰接，连杆5另一端设有开放环51，条形槽14内设有半开放十字限位槽141，十字限位槽141内设有滑键7，滑键7通过开放环51与连杆5可夹持配合。滑键7在十字限位槽141内上下滑动，推动连杆5，进而带动配重块6实现磁芯21的旋转。设置配重块6目的一方面是与连杆5以及滑键7形成连杆机构，实现磁芯21的可控旋转；另一方面消除结构上的配重偏差，可以有效使磁芯21旋转后处于并保持在水平位置。当开放的窗扇解除锁定闭合时，磁芯21在配重的作用下保持水平，窗扇闭合完毕后，自动锁死，直到使用者再度下拉滑键7，解除锁定。

结合附图11和图12对磁力锁模块的原理进行解释说明：此次的磁力锁模块本质上的原理是控制磁芯的磁感线在导磁材料内部的通断来实现吸合及松开，进而可实现变形窗在锁定和活动两个状态的自由切换。

如附图11所示，在该状态下，磁芯21竖直而且在磁芯21上方设有不导磁的玻璃杆24，在磁芯21下方同样配有不导磁的空间变形窗模块3，在此状态下，磁芯21的磁感线无法闭合，泄露的多余磁感线会分别进入左右对称布置的铸铁环22内部实现闭合，空间变形窗模块3整体可围绕活动铁环23自由转动。如附图12所示，磁芯21依然竖直，空间变形窗模块3对外完全打开，与之前的状态相比，很明显磁芯21和玻璃杆24已经形成90°的转角，随着空间变形窗模块3的打开，活动铁环23被顶住并旋转；在此状态下，磁芯21的磁感线可通过铸铁环22传达至活动铁环23，并经过活动铁环23内部，接着通过铸铁环22，返回磁芯21，完成了闭合磁感线。此时，一方面活动铁环23吸合铸铁环22，另一方面，活动铁环23吸合窗框上的磁性触点4，达成可变形窗的锁定。从开放状态解除锁定以及闭合状态的锁死，本质上就是通过移动滑键7改变磁芯21转向，原理与上面一致,故在此不再赘述。简单来说，当玻璃杆24和磁芯22处于同平面时，是可活动状态；当二者转角达到90°时，即锁死。

结合附图13对空间变形窗模块的原理以及各部件的作用进行解释说明：

活动双架的两条轨道332可分别收纳于活动叶片32和主窗31的轨道槽9中，两条轨道332由中部柱销331相连接，该柱销331可嵌入卡环34中，和卡环34之间形成同轴旋转，达成空间上的变形。同时活动双架33嵌入主窗的导轨顶部设有圆环槽，可配合卡环34内面的限位圆环段341，实现十分简单却很可靠的装配，即保证了工作中卡环的位置稳定，又便于实际装配。活动双架33的两条轨道最外端各有一段小圆柱333，这是为了分别配合活动叶片32和主窗31的限位圆柱槽8，保证了在工作状态下，活动双架33不至于从空间变形窗模块3滑脱。卡环34除了和活动双架33配合外，其支撑脚342可在活动支架35卡环滑槽351内滑动，这个结构的目的是为了使窗扇的最大开度达到90°，同时在最大开度位置形成死点，在磁力锁解除后，窗扇不会由于自身重力快速滑下而造成剧烈撞击。活动支架35横截面为“u”形结构，中间中空，便于活动双架35在其中滑动；活动支架35尾端半圆环槽352可配合窗框内面夹环15，实现活动支架35在竖直方向上的转动。主窗31、活动叶片32和玻璃杆24均设有弧形嵌面，可配合铸铁环22作为非导磁材料实现磁力锁的功能。主窗31内面设有把手311，可方便操作者对窗扇进行开合。

空间变形窗的操作过程：初始状态时，滑键7置于底部，磁芯21竖直，窗扇闭合但未锁定，可自由向内外任意方向打开；随后推开主窗31，双手握住两边活动支架35，分别向两侧推开，此时随着活动支架35的外展，主窗31和活动叶片32被同步抬升，活动双架33从活动叶片32和主窗的轨道里被推出；当活动支架35打开到极限，到达死点，此时由活动支架35支撑窗扇，窗扇整体固定，由于磁芯21未动处于竖直状态，窗扇自行锁定。

收回窗扇时，首先向上推动滑键7，磁芯21水平，解除锁定，此时由于结构上的死点，窗扇会保持开启状态；然后双手握住两边活动支架35，向中心移动，此时结构脱离死点，在窗扇自身重力的压迫下，会自行滑落，双手可以辅助活动支架35缓缓收回窗扇，由于磁芯21在配重块6作用下保持水平，窗扇到达闭合位置后，自行锁定。主窗31内面设有把手，可方便操作者对窗扇进行开合。

结合附图11对该磁力锁空间变形窗动作原理进行说明：活动支架35的尾端和窗框内面夹环15是同一个旋转轴，这个旋转轴可以实现活动支架在竖直方向上的旋转，例如：以闭合状态下活动支架角度为0描述，可实现从90°到-90°的转动。活动叶片32和主窗31的旋转轴与磁芯21的旋转轴为同一旋转轴，同样以闭合状态下主窗角度为0描述，将实现从90°到-90°的转动，活动支架35的旋转轴和主窗31的旋转轴处于同一平面，此平面即为窗框1纵向截面。两条旋转轴有一个交点，活动双架33圆柱段的中心轴、卡环34限位圆环段341中心轴都通过该点，窗扇窗面上的所有弧线的圆点也都是该点，该点是整个结构的旋转中心。此交点是窗扇旋转中心的集合，两侧各一个。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上做了进一步改进，具体为：如图14-16所示，所述空间变形窗模块3的主窗31内沿垂直于所述磁芯21的长度方向转动连接有传动杆62，所述传动杆62的一端设有蜗轮63，所述主窗31上转动连接有与所述蜗轮63啮合的蜗杆64，以及驱动所述蜗杆64转动的电机65；所述主窗31上在所述传动杆62的另一端设有滑槽66，所述滑槽66内滑动连接有锁舌本体67，所述主窗31上沿所述滑槽66的长度方向设有与所述滑槽66连通的锁舌滑槽68，所述锁舌本体67上设有与所述锁舌滑槽68配合的锁舌69，所述窗框1上设有与所述锁舌69配合的锁孔70；所述锁舌本体67上沿所述滑槽66的长度设有螺纹孔71，所述螺纹孔71内螺纹连接有螺纹杆72，所述螺纹杆72上沿其长度方向设有用于插接到所述传动杆62上的插接孔73，所述插接孔73内设有弹簧74，所述弹簧74一端与所述传动杆62连接，另一端安装在所述插接孔73内；所述插接孔73的侧面上沿其长度方向设有限位槽75，所述传动杆62上设有与所述限位槽75配合的限位凸起76。

关闭该主窗31时锁舌69在其倾斜面和窗框1的作用下沿滑槽66方向滑动，并且压缩弹簧74直到锁舌69落入锁孔70中时，弹簧74复位从而将主窗31关闭，打开该主窗31时电机65驱动蜗杆64带动蜗轮63转动，进而带动传动杆62转动，在限位凸起76和限位槽75的作用下传动杆带动螺纹杆72转动，从而带动锁舌本体67带着锁舌69沿所述滑槽66方向离开锁孔70，从而方便将主窗31打开，打开之后电机65自动反转复位。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。