发明内容
本发明的实施例提供了一种折叠式自动入户门,该折叠式自动入户门包括门框、以及在门框的两侧纵框之间以折叠方式联动缩展的第一门扇和第二门扇,并且,该折叠式自动入户门还包括:
支撑杆,该支撑杆的一端与第一门扇滑动铰接,该支撑杆的另一端与第二门扇固定铰接;
驱动杆,该驱动杆的一端与第一门扇滑动铰接,该驱动杆的另一端与支撑杆固定铰接;
线性传动机构,该线性传动机构装设在第一门扇,并且,该线性传动机构引导驱动杆的一端在第一门扇的宽度方向上往复滑动;
第一动力源,该第一动力源装设在第一门扇中,并且,该第一动力源为线性传动机构提供动力;
其中,支撑杆的一端和驱动杆的一端的滑动自由度方向均平行于第一门扇的宽度方向;
并且,驱动杆与支撑杆之间的夹角被约束在大于0且小于180度的角度变化范围内。
可选地,线性传动机构为同步齿形带传动机构。优选地,同步齿形带传动机构包括:平行于第一门扇的宽度方向延伸的同步齿形带;分别支撑在同步齿形带的两端的主动轮和从动轮,其中,主动轮受第一动力源的驱动、并协同从动轮驱使同步齿形带的两侧带体反向同步移动;固定于同步齿形带的一侧带体的驱动滑块,其中,该驱动滑块与驱动杆的一端固定铰接;固定于同步齿形带的另一侧带体的支撑滑块,其中,该支撑滑块与支撑杆的一端固定铰接。
可选地,线性传动机构为丝杠螺母传动机构。优选地,丝杠螺母传动机构包括:平行于第一门扇的宽度方向延伸的螺纹丝杠和导向滑槽,其中,螺纹丝杠受第一动力源的驱动;与螺纹丝杠通过螺母配合的驱动滑块,其中,该驱动滑块与驱动杆的一端固定铰接;与导向滑槽滑动配合的支撑滑块,其中,该支撑滑块与支撑杆的一端固定铰接。
可选地,第一门扇为转动门扇,第二门扇为滑动门扇。
可选地,第一门扇和第二门扇通过折转机构转动连接,其中:折转机构具有弧形外周面;第一门扇和第二门扇与折转机构相邻的侧边具有配合弧形外周面的弧形内凹面;并且,第一门扇和第二门扇的弧形内凹面被折转机构约束为以贴近弧形外周面的方式相互靠近。优选地,折转机构包括转柱、第一支角滑杆和第二支角滑杆、以及第一导向连杆和第二导向连杆,其中:转柱的外表面形成有前述的弧形外周面,并且,转柱的内部形成有沿第一门扇与第二门扇之间夹角的角平分线延伸的滑槽;第一支角滑杆和第二支角滑杆的相反两端分别与第一门扇和第二门扇的侧边固定铰接,并且,第一支角滑杆和第二支角滑杆的相对两端在滑槽外相互固定铰接;第一导向连杆和第二导向连杆的相反两端分别与第一支角滑杆和第二支角滑杆固定铰接,并且,第一导向连杆和第二导向连杆的相对两端在滑槽中相互固定铰接。
可选地,第二门扇装设有门锁,该门锁受第二动力源的驱动,并且:第二门扇的顶部和底部装设有受控于门锁的伸缩锁销;第二门扇靠近门框另一侧纵框的侧边装设有受控于门锁的伸缩锁钩;第二门扇中装设有在门锁与伸缩锁销以及伸缩锁钩之间实现联动的连动锁机构;以及,门框的顶部横框和底部横框以及前述的另一侧纵框具有对应伸缩锁销以及伸缩锁钩的锁库。优选地,该连动锁机构包括:主旋转柄,其受控于门锁;纵向传动连杆,其两侧端部分别与主旋转柄和伸缩锁销固定铰接;换向旋转柄,其受控于主旋转柄;横向传动连杆,其两侧端部分别与主旋转柄和换向旋转柄固定铰接;平摆传动连杆,其两侧端部分别与换向旋转柄和伸缩锁钩固定铰接。
如上可见,基于本发明,支撑杆与折叠式自动入户门的第一门扇和第二门扇构成形状可调节的三角支撑,驱动杆则能够牵引支撑杆发生姿态改变、以通过支撑杆的姿态变化调节三角支撑的形状,从而,能够使第一门扇与第二门扇之间的夹角随着三角支撑的形状变化而改变、并由此驱动第一门扇与第二门扇以折叠方式缩展。并且,驱动杆在与支撑杆相交的方向上产生牵引力,以避免对支撑杆的牵引过程发生锁死。
而且,基于本发明,折叠式自动入户门的第一门扇和第二门扇通过折转机构转动连接,并且能够包裹折转机构的弧形外周面移动,从而能够在折叠门关闭过程中有效避免夹手。
另外,基于本发明,折叠式自动入户门还具有多点防撬功能。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举实施例,对本发明进一步详细说明。
图1a和图1b为一个实施例中的折叠式自动入户门的结构示意图。请参见图1a和图1b、并同时结合图2,在一个实施例中,折叠式自动入户门包括门框10、以及在门框10的两侧纵框11和12之间以折叠方式联动缩展的转动门扇20和滑动门扇30,其中:
门框10的一侧纵框11装设有固定转轴210,转动门扇20靠近该侧纵框11的侧边21与固定转轴210转动连接,从而使转动门扇20与门框10的一侧纵框11固定铰接;
门框10的上横框13和下横框14具有在门框10的两侧纵框11和12之间延伸,其中,门框10的上横框13在滑动门扇30的顶部装设有承载滑轮220、并形成有供承载滑轮滑动的承载滑轨230,相应地,滑动门扇30靠近门框10另一侧纵框12的侧边31的顶端部310与承载滑轮220连接;门框10的下横框14在滑动门扇30的底部装设有导向滑轮(未在图中示出)、并形成有供导向滑轮滑动的导向滑轨240,相应地,滑动门扇30靠近门框10另一侧纵框12的侧边31的底端部320与导向滑轮连接;从而,通过承载滑轮220在门框10的上横框13内的承载滑轨230中的滑动运行、以及导向滑轮在门框10的下横框14内的导向滑轨240中的滑动运行,滑动门扇30的侧边31沿门框10的上横框13和下横框14运行;
并且,转动门扇20和滑动门扇30彼此相邻的侧边22和32通过折转机构80转动连接。
基于上述结构,转动门扇20和滑动门扇30具有以折叠方式联动的自由度,并能够在远离及靠近门框10另一侧纵框12的方向上缩展。
为了对转动门扇20与滑动门扇30的联动提供高效简便的驱动方式,该折叠式自动入户门还包括支撑杆40、驱动杆50、同步齿形带传动机构61以及电机60。
图2为如图1a和图1b所示结构的等效结构示意图。图3a至图3d为如图1a和图1b所示结构的状态变化示意图。
请参见图1a和图1b的同时结合图2以及图3a至图3d,支撑杆40的一端40a与转动门扇20的顶部滑动铰接,支撑杆40的另一端40b与滑动门扇30的顶部固定铰接。由此,支撑杆40与转动门扇20和滑动门扇30构成了形状可调节的三角支撑,该三角支撑的形状可看作是由图2中示出的长度分别为L1、L2以及Lx的三条边构成,其中:
L1等效于支撑杆40的两端40a和40b之间的直线长度,由于支撑杆40的长度固定,因此,L1为取值固定的常数;
L2等效于滑动门扇30分别与折转机构80和支撑杆40的两个连接点之间的直线长度,由于滑动门扇30与折转机构80的转动连接位置以及与支撑杆40的铰接位置都是固定不变的,因此,L2为取值固定的常数;
Lx等效于转动门扇20分别与折转机构80和支撑杆40的两个连接点之间的直线长度,虽然转动门扇20与折转机构80的转动连接位置是固定不变的,但转动门扇20与支撑杆40通过滑动铰接的方式连接,即,转动门扇20与支撑杆40之间铰接位置是变化的,因此,Lx是取值变化的变量。
由此,只要改变Lx的取值,支撑杆40与转动门扇20和滑动门扇30构成的三角支撑的形状即可随之变化,并通过三角支撑的形状变化改变转动门扇20与滑动门扇30之间的夹角α,由此驱动转动门扇20与滑动门扇30以折叠方式缩展。
请再参见图1a和图1b并同时结合图2以及图3a至图3d,驱动杆50的一端50a与转动门扇20的顶部滑动铰接,驱动杆50的另一端50b与支撑杆40固定铰接。由此,驱动杆50通过其一端50a的滑动和转动,即可牵引支撑杆40发生姿态改变、以通过支撑杆40的姿态变化调节三角支撑的形状,从而达到驱动转动门扇20与滑动门扇30以折叠方式缩展的目的。
从图3a至图3d可以看出,通过驱动杆50对支撑杆40的牵引,Lx的取值会随着支撑杆40的姿态变化而改变,其中:
当Lx处于其最小值时,即Lx等于L1与L2之差时,如图3a所示,转动门扇20与滑动门扇30之间的夹角α为180°,相应地,折叠门处于完全关闭状态;
当Lx逐渐大于L1与L2之差时,如图3b至图3c所示,转动门扇20与滑动门扇30之间的夹角α随着支撑杆40的姿态变化而处于小于180°且大于0°的区间内,相应地,折叠门处于半开启状态;
当Lx处于其最大值时,即Lx趋紧于L1与L2之和时,如图3d所示,转动门扇20与滑动门扇30之间的夹角α为0°,折叠门处于完全打开状态。
而且,从图3a至图3d还可以看出,无论转动门扇20与滑动门扇30之间的夹角α如何变化,在驱动杆50牵引支撑杆40的过程中,驱动杆50与支撑杆40之间的夹角β始终被约束在大于0且小于180度的角度变化范围内,即,β不会为0、也不会为180。因此,驱动杆50能够始终保持在与支撑杆40相交(即,非平行)的方向上对支撑杆40产生牵引力,这样,能够避免对支撑杆40的牵引过程出现力臂为0的锁死状态,尤其是对如图3a所示的支撑杆40与转动门扇20和滑动门扇30均平行的折叠门关闭状态。
仍参见图1a和图1b并同时结合图3a至图3d,同步齿形带传动机构61装设在转动门扇20的顶部,该同步齿形带传动机构61引导驱动杆50的一端50a在转动门扇20的宽度方向上往复滑动。作为一种优选结构,上述的同步齿形带传动机构61包括:
平行于转动门扇20的宽度方向延伸的同步齿形带611;
分别支撑在同步齿形带611两端的主动轮612a和从动轮612b,其中,主动轮612a受电机60的驱动,例如,主动轮612a可以通过减速器连接电机60;并且,主动轮612a协同从动轮612b驱使同步齿形带611的两侧带体611a和611b反向同步移动;
固定于同步齿形带611的一侧带体611a的驱动滑块613a,其中,该驱动滑块613a与驱动杆50的前述一端50a固定铰接;
固定于同步齿形带611的另一侧带体611b的支撑滑块613b,其中,该支撑滑块613b与支撑杆40的前述一端40a固定铰接。
基于上述结构的同步齿形带传动机构61,驱动滑块613a能够随同步齿形带611的一侧带体611a的移动而带动驱动杆50的前述一端50a移动,从而驱使驱动杆50利用其另一端50b牵引支撑杆40。与此同时,支撑滑块613b能够随同步齿形带611的另一侧带体611b反向移动,并带动支撑杆40的前述一端40a移动,从而配合支撑杆40被牵引导致的姿态改变,以避免阻碍驱动杆50对其的牵引。
参见图1a和图1b,电机60作为动力源装设在转动门扇20中,该电机60受控于滑动门扇30装设的门锁70。例如,该电机60可以与装设在转动门扇20中的智能控制器71电连接、并由智能控制器71根据门锁70的状态控制电机60,其中,该智能控制器71可以与外部电源电连接,还可以同时与内嵌于转动门扇20的电池72电连接,以利用该电池72作为备用电源。另外,该电机60并不用于驱动门锁70及其联动机构,用于驱动门锁70及其联动机构的动力原可以选用另外的电机来实现。
基于上述结构,上述的实施例能够为转动门扇20与滑动门扇30的联动提供高效简便的驱动方式。
图4为图1b中的A处局部放大示意图。图5a和图5b如图4所示局部放大结构的约束原理示意图。
请参见图4并同时结合图5a和图5b,衔接在转动门扇20与滑动门扇30之间的折转机构80具有弧形外周面800,相应地,转动门扇20和滑动门扇30与折转机构80相邻的侧边22和32具有配合弧形外周面800的弧形内凹面23和33。并且,转动门扇20和滑动门扇30的弧形内凹面23和33被折转机构80约束为以贴近弧形外周面800的方式相互靠近。
这是因为,在折叠门关闭过程中,随着图2以及图3a至图3d中示出的夹角α的逐渐增大,转动门扇20和滑动门扇30与折转机构80相邻的侧边22和32会相互靠近,若转动门扇20和滑动门扇30的弧形内凹面23和33与弧形外周面800之间存有间隙,则极易造成用户手部的夹伤。
即,折转机构80能够在折叠门关闭过程中有效避免夹手。
具体地,折转机构80包括转柱81,该转柱81的外表面形成有前述的弧形外周面800,该转柱81的内部还形成有沿转动门扇20与滑动门扇30之间夹角α的角平分线延伸的滑槽810。
并且,折转机构80还包括防夹手机构,防夹手机构在转柱81的顶部和底部中的每一位置处均包括转动门扇侧支角滑杆82和滑动门扇侧支角滑杆83、以及转动门扇侧导向连杆84和滑动门扇侧导向连杆85,其中:
转动门扇侧支角滑杆82和滑动门扇侧支角滑杆83的相反两端82a和83a分别与转动门扇20和滑动门扇30的顶部或底部固定铰接,并且,第一支角滑杆82和第二支角滑杆83的相对两端82b和83b在滑槽810外相互固定铰接;
转动门扇侧导向连杆84和滑动门扇侧导向连杆85的相反两端84a和85a分别与转动门扇侧支角滑杆82和滑动门扇侧支角滑杆83固定铰接,并且,转动门扇侧导向连杆84和滑动门扇侧导向连杆85的相对两端84b和85b在滑槽810中相互固定铰接。
从图5a中可以看出,当转动门扇20和滑动门扇30的侧边22和32在折叠门打开过程中相互远离时,通过具有上述结构的防夹手机构的联动约束,转动门扇20和滑动门扇30会分别受到约束力F21和F31,并且,约束力F21和F31能够被分解为法向分力F21n和F31n、以及切向分力F21t和F31t。
其中,切向分力F21t和F31t能够分别产生使转动门扇20和滑动门扇30的侧边22和32脱离转柱81的弧形外周面800的转矩T21和T31,转矩T21和T31与侧边22和32的运动趋势基本相符,因而不会对转动门扇20和滑动门扇30构成阻碍。
从图5b中可以看出,当转动门扇20和滑动门扇30的侧边22和32在折叠门关闭过程中相互靠近时,通过具有上述结构的防夹手机构的联动约束,转动门扇20和滑动门扇30会分别受到约束力F22和F32,并且,约束力F22和F32能够被分解为法向分力F22n和F32n、以及切向分力F22t和F32t。
其中,切向分力F22t和F32t能够分别产生使转动门扇20和滑动门扇30的侧边22和32贴近转柱81的弧形外周面800的转矩T22和T32,从而使转动门扇20和滑动门扇30在侧边22和32分别形成的弧形内凹面23和33能够以贴近弧形外周面800的方式相互靠近。
图6为如图1a和图1b所示结构中采用的连动锁机构的示意图。
请参见图1a和图1b并同时结合图6,为了使上述实施例的折叠式自动入户门具有多点防撬功能:
滑动门扇30的顶部和底部装设有受控于门锁70的伸缩锁销70a;
滑动门扇30靠近门框10另一侧纵框12的侧边31装设有受控于门锁70的伸缩锁钩70b;
并且,滑动门扇30中装设有在门锁70与伸缩锁销70a以及伸缩锁钩70b之间实现联动的连动锁机构;
相应地,门框10的顶部横框13和底部横框14以及前述的另一侧纵框12具有对应伸缩锁销70a以及伸缩锁钩70b的锁库。
具体地,该连动锁机构包括主旋转柄90、纵向传动连杆91、换向旋转柄92、横向传动连杆93、以及平摆传动连杆94,其中:
主旋转柄90受控于门锁70,其中,门锁70可以通过智能控制器71控制独立于前述电机60的另一电机驱动主旋转柄90,即,门锁70可以对主旋转柄90采用电控驱动方式的控制,或者,门锁70也可以具有连接主旋转柄90的机械锁芯,即,门锁70还可以对主旋转柄90采用机械连接方式的控制;
纵向传动连杆91的两侧端部分别与主旋转柄90和伸缩锁销70a固定铰接,其中,纵向传动连杆91用于将主旋转柄90的转动转换为纵向方向上的上下动;
换向旋转柄92受控于主旋转柄90,其中,换向旋转柄92用于产生与纵向传动连杆91的上下动方向相反的驱动方向;
横向传动连杆93两侧端部分别与主旋转柄90和换向旋转柄92固定铰接;
平摆传动连杆94两侧端部分别与换向旋转柄92和伸缩锁钩70b固定铰接,其中,平摆传动连杆94用于将换向旋转柄92的转动转换为伸缩锁钩70b绕其支点的摆动。
图7a和图7b为另一个实施例中的折叠式自动入户门的结构示意图。图8a至图8d为如图7a和图7b所示结构的状态变化示意图。
请参见图7a和图7b并同时结合图8a至图8d,作为对前述实施例的一种改进,在另一个实施例中,可以选用丝杠螺母传动机构62替代前述实施例中的同步齿形带传动机构61被用作线性传动机构,并保留前述实施例中的其他结构。其中,丝杠螺母传动机构62包括:
平行于转动门扇20的宽度方向延伸的螺纹丝杠621a和导向滑槽621b,其中,螺纹丝杠621a受电机60的驱动,例如,螺纹丝杠621a可以通过减速器连接电机60;
与螺纹丝杠621a通过螺母配合的驱动滑块622a(驱动滑块622a可以与螺母一体集成),其中,该驱动滑块622a与驱动杆50的一端50a固定铰接;
与导向滑槽621b滑动配合的支撑滑块622b,其中,该支撑滑块622b与支撑杆40的一端40a固定铰接。
基于上述结构的丝杠螺母传动机构62,通过螺纹丝杠621a相对于螺母的转动,使螺母能够沿螺纹丝杠621a往复直线运动,相应地,驱动滑块622a就能够随螺母沿螺纹丝杠621a的往复直线运动而带动驱动杆50的前述一端50a移动,从而驱使驱动杆50利用其另一端50b牵引支撑杆40。与此同时,支撑滑块613b能够随着其姿态的改变而使其前述一端40a沿导向滑槽621b移动,以避免阻碍驱动杆50对其的牵引。
上述的各实施例都是在转动门扇20侧利用驱动杆50牵引支撑杆40,相应地,转动门扇20可以被认为是主动门扇,滑动门扇30可以被认为是从动门扇。但是,在滑动门扇30侧利用驱动杆50牵引支撑杆40同样可行。即,支撑杆40也可以与滑动门扇30滑动铰接、与转动门扇20固定铰接,与支撑杆40固定铰接的驱动杆也可以与滑动门扇滑动铰接,此时,滑动门扇30可以被认为是主动门扇,转动门扇20可以被认为是从动门扇。也就是说,随着支撑杆40和驱动杆50的滑动铰接位置的改变,转动门扇20和滑动门扇30之间的主从关系可以相互调换。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。