CN111173410A - 一种手自一体离合锁具及手动电动一体折叠门窗 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种手自一体离合锁具及手动电动一体折叠门窗，手动电动一体折叠门窗包括窗框/门框以及上窗扇和下窗扇，上窗扇的顶部铰接在窗框/门框的上部外侧；下窗扇的顶部与上窗扇的底部铰接，底部竖直滑动设置在窗框/门框上，还包括固定在下窗扇的上框上的手自一体离合锁具，和设置在窗框/门框的左、右侧框的内侧壁上的锁孔，通过锁具电机的转动，使关锁摆齿或开锁摆齿分别与第一驱动齿轮啮合或全部脱开，伸缩锁杆向两侧伸长或缩回，插入锁孔或从所述锁孔中脱出。本发明通过手自一体离合锁具实现了下窗扇的锁死或开锁，简化了锁具结构，结构简单，采用机械结构进行传动，稳定性高，不采用电磁开关等电子件，故障率低，维护成本低。

Description

一种手自一体离合锁具及手动电动一体折叠门窗

技术领域

本发明涉及门窗技术领域，具体涉及一种手自一体离合锁具及手动电动一体折叠门窗。

背景技术

折叠门窗采用上下提拉的开启方式，相邻的两个窗扇/门扇之间形成夹角，且可以在任意位置悬停，具有通风效果、气密性好以及不占用空间、方便清洁等优点。特别是双向折叠门窗，通过电动方式控制折叠门窗的开关，能够进一步提高折叠门窗的使用便携性。

中国发明专利CN 102052039A公开了一种电动和手动互不干涉的升降式折叠窗，包括安装在门框上的折叠门板、门锁、门锁操作机构、电动机构以及控制电路，电动机构主要由电机、电磁离合器、配重块、转动轮和开环带绳组成，转动轮安装在门框上部拐角区域，开环带绳绕过转动轮形成防滑传动配合，开环带绳的一端连接在折叠门板的驱动点上，另一端连接在配重块上，电机经电磁离合器与转动轮传动连接；门锁操作机构中设有手动锁柄和牵引电磁铁；开门时先接通牵引电磁铁线圈打开门锁，然后接通电磁离合器线圈使离合器结合，最后电机正转开启门窗；关门时先让离合器结合，接着电机反转关闭门窗。该方案,电磁离合器采用牙嵌式电磁离合器，该电磁离合器具有通电结合和断电分离的工作方式，随开关或遥控器的工作状态变化升降式折叠门窗在电动与手动之间自动切换，而且互不干涉，给使用者带来极大便利。

但是，该方案存在以下问题：

(1)电动机构设置在窗框的上框内，安装维护不便；

(2)采用电磁离合器控制，故障率高，维修成本高。

为此，需要对现有的电动折叠门窗进行改进，以简化结构，减小故障率，提高使用和维护便捷性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的电动折叠门窗结构复杂、故障率高、使用和维修不便等问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种手自一体离合锁具，包括锁体，所述锁体内设有锁芯，所述锁芯包括：

锁具电机，其输出轴连接第一驱动机构；

离合机构，包括同轴设置的下齿轮和上齿轮以及摆架，所述下齿轮与所述第一驱动机构的输出齿轮啮合；所述摆架的中心固定在所述上齿轮的齿轮轴上，所述摆架的两端分别设有开锁摆齿和关锁摆齿，所述上齿轮分别与所述开锁摆齿和所述关锁摆齿啮合；

第二驱动机构，包括相互啮合的第一驱动齿轮和第二驱动齿轮；

锁舌驱动机构，包括与所述第二驱动齿轮同轴固定设置的第三驱动齿轮，所述第三驱动齿轮用于驱动伸缩锁杆向两侧伸长或缩回；所述第三驱动齿轮的中心固定有操作手柄；

通过所述锁具电机的转动，使所述关锁摆齿或开锁摆齿分别与所述第一驱动齿轮啮合或全部脱开。

在上述手自一体离合锁具，优选地，所述第一驱动机构包括：

蜗杆，与所述锁具电机的输出轴连接；

第一双联齿轮，所述第一双联齿轮中的大齿轮与所述蜗杆啮合；

第二双联齿轮，所述第一双联齿轮中的小齿轮与所述第二双联齿轮中的大齿轮啮合；

第三双联齿轮，所述第二双联齿轮中的小齿轮与所述第三双联齿轮中的大齿轮啮合，所述第三双联齿轮中的小齿轮用于向所述离合机构输出转动。

在上述手自一体离合锁具，优选地，所述离合机构的所述下齿轮与所述第三双联齿轮中的小齿轮啮合。

在上述手自一体离合锁具，优选地，所述摆架呈折线状。

在上述手自一体离合锁具，优选地，所述锁舌驱动机构还包括第四驱动齿轮，所述第四驱动齿轮转动设置在所述锁体内，与所述第三驱动齿轮配合驱动所述伸缩锁杆向两侧伸长或缩回。

在上述手自一体离合锁具，优选地，所述伸缩锁杆包括第一伸缩锁杆和第二伸缩锁杆，分别设置在所述锁体的左右两侧，

所述第一伸缩锁杆的内端弯折成Z字形，包括内端部和与内端部依次连接的连接部以及外端部，所述内端部和所述外端部相互平行，且所述内端部朝向所述第三驱动齿轮的侧面上设有第一锁舌齿条，所述外端部背向所述第三驱动齿轮的侧面上设有第二锁舌齿条；

所述第一伸缩锁杆的外端部与所述第二伸缩锁杆的内端部相对设置，所述第二伸缩锁杆的内端部朝向所述第一伸缩锁杆的侧面上设有第三锁舌齿条，所述第四驱动齿轮夹设在所述第一伸缩锁杆的外端部与所述第二伸缩锁杆的内端部之间，且分别与所述第二锁舌齿和所述第三锁舌齿条啮合。

本发明还提供了一种手动电动一体折叠门窗，包括固定在墙体上的窗框/门框，以及所述窗框/门框内的上窗扇和下窗扇，所述上窗扇的顶部铰接在所述窗框/门框的上部外侧；所述下窗扇的顶部与所述上窗扇的底部铰接，底部竖直滑动设置在所述窗框/门框上，还包括：

手自一体离合锁具，采用如上述结构的手自一体离合锁具，固定在所述下窗扇的上框上；

锁孔，设置在所述窗框/门框的左、右侧框的内侧壁上；所述伸缩锁杆向两侧伸长或缩回，插入所述锁孔或从所述锁孔中脱出。

在上述手动电动一体折叠门窗，优选地，还包括导线自动拉紧装置，设置在所述窗框/门框的上框或下框内，所述窗框/门框上设有电源接口，所述导线自动拉紧装置包括:

弹簧,其一端与所述上框或下框固定；

滑轮组，由动滑轮和第一、第二定滑轮组成,所述动滑轮与所述弹簧的另一端固定，所述第一、第二定滑轮并排设置在所述窗框/门框的侧框的端部，导线设置在所述窗框/门框的侧框内，一端与所述电源接口连接，另一端依次绕过所述第一定滑轮、所述动滑轮和所述第二定滑轮后，与所述升降电机的接线端子连接。

在上述手动电动一体折叠门窗，优选地，还包括具有自动离合器的驱动装置，设置在在所述下窗扇的下框上，用于驱动所述下窗扇的底部沿所述窗框/门框的左、右侧框上下移动。

在上述手动电动一体折叠门窗，优选地，还包括用于启动或停止所述锁具电机的控制器。

与现有技术相比，本发明提供的方案，具有以下优势：

本发明，与现有技术相比，具有以下优点：

(1)简化了锁具结构，降低了制造成本。

(2)驱动装置设置在活动窗扇上，可随活动窗扇上下移动，维护保养时可以将活动窗扇移动到合适的位置进行，便于维护保养。

(3)采用机械结构进行离合，稳定性高，不采用电磁开关等电子件，故障率低，维护成本低。

另外，在优选方案中，通过提拉平衡器可在下窗扇上装载小功率升降电机，平衡不同重量的下窗扇，使得下窗扇可平稳地上下移动，减小了阻力，移动灵活，才能使用直流小功率的升降电机驱动较重的下窗扇。

并且，便于远程控制，通过各种传感器和语音控制方案，真正实现物联。

附图说明

图1为本发明中手动电动一体折叠门窗的具体实施例1的立体结构示意图；

图2为本发明中驱动装置的立体示意图；

图3为本发明中驱动装置的分解结构示意图；

图4为本发明中驱动装置的剖面图；

图5为本发明中行星减速器、自动离合器和输出齿轮箱的分解结构示意图；

图6为本发明中自动离合器的分解结构示意图(正向)；

图7为本发明中自动离合器的分解结构示意图(反向)；

图8为本发明中自动离合器的剖面图；

图9为本发明中拨块与离合盘的示意图；

图10为本发明中拨块与输出盘的示意图；

图11为本发明中拨块与球形钢珠接触时的示意图；

图12为本发明中拨块将球形钢珠推动卡入卡槽内的示意图；

图13为本发明中拨块与球形钢珠脱离的示意图；

图14为本发明具体实施例2中导线自动拉紧装置的示意图；

图15为本发明中手自一体离合锁具的结构示意图；

图16为本发明中手自一体离合锁具的内部结构示意图；

图17为图16中的A部放大图；

图18为图16中的B部放大图；

图19为本发明第二驱动机构的示意图；

图20为本发明中第三驱动机构的示意图；

图21为本发明中第一伸缩杆的示意图；

图22为本发明中手自一体离合锁具的开锁摆齿与第二驱动齿轮结合时的示意图；

图23为本发明中手自一体离合锁具的开锁摆齿和关锁摆齿均与第二驱动齿轮脱开时的示意图；

图24为本发明中手自一体离合锁具的关锁摆齿与第二驱动齿轮结合时的示意图；

图25为本发明中一种提拉平衡器的示意图；

图26为本发明中提拉平衡器的内部结构示意图；

图27为本发明中提拉平衡器的滑块示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种手自一体离合锁具及使用了手自一体离合锁具的手动电动一体折叠门窗，可实现手动和自动开关锁及升降，通过提拉平衡器可使得下窗扇可平稳地上下移动，减小了阻力，移动灵活，维护保养方便。下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做出详细说明。

具体实施例1。

如图1所示，本发明提供的手动电动一体折叠门窗，包括固定在墙体上的窗框/门框10，以及窗框/门框10内的上窗扇21和下窗扇20，上窗扇21的顶部铰接在窗框/门框10的上部外侧；下窗扇20的顶部与上窗扇21的底部铰接，底部竖直滑动设置在窗框/门框10上。

下窗扇20的下扇框/门框内固定设有驱动装置30，驱动装置30具有由一个升降电机驱动的传动轴40，传动轴40水平设置，且两个端部分别伸出下窗扇20的两个相对的侧面并分别固定一个齿轮50，窗框/门框10的左右内侧壁上分别固定设有齿条60，齿轮50与齿条60相互啮合，随升降电机的转动，在齿轮50和齿条60的相互作用下，驱动下窗扇20沿窗框/门框10内侧面上的滑轨上下滑动，从而将上窗扇21的下框顶出或收回，上窗扇21和下窗扇20呈夹角状，以实现下窗扇20的打开或关闭。

本发明对驱动装置30进行了改进设计，该驱动装置30具有自动离合功能，能够自动实现电动与手动自动切换，并且利用一个升降电机实现了双侧输出。另外，窗框/门框10的左右两个内侧面上还分别设有提拉平衡器80，下窗扇20通过提拉平衡器80沿窗框/门框10上下滑动，可以适应各种重量的下窗扇20，以保证使用较小功率的升降电机，且可任意悬停在任意位置上。

如图2、图3所示，驱动装置30包括依次串联连接升降电机31、行星减速器32、自动离合器33和输出齿轮箱34。

升降电机31的外端固定设有第一固定板35，输出齿轮箱34的外端设有第二固定板36，第二固定板36同时作为输出齿轮箱34的外端盖，通过第一固定板35和第二固定板36可将驱动装置30固定在下窗扇20的上扇框或下扇框内。

如图4、图5所示，行星减速器32包括第一箱体321，行星齿轮减速机构和自动离合器33分别相对设置在第一箱体321的内腔的两端。第一箱体321的外端设有端盖323，升降电机31固定在端盖323的外端。

行星齿轮减速机构包括第一行星架3211、第二行星架3212和输出行星架3213，第一行星架3211、第二行星架3212和输出行星架3213同轴设置。

第一行星架3211的输入端设有第一行星轮3214，输出端的轴心设有第一太阳轮3215；第二行星架3212的输入端设有第二行星轮3216，输出端的轴心设有第二太阳轮3217；输出行星架3213的输入端设有第三行星轮3218，位于轴心处的输出端连接自动离合器33。

行星齿轮减速机构所在的第一箱体321的内壁上设有内齿圈，第一行星轮3214、第二行星轮3216和第三行星轮3218均与该内齿圈啮合，输入太阳轮3220固定在升降电机21的传动轴上，且与第一行星轮3214啮合，第一太阳轮3215与第二行星轮3216啮合，第二太阳轮3217与第三行星轮3218啮合。

输出齿轮箱34包括第二箱体341，其内设有相互啮合的第一输出齿轮3221和第二输出齿轮3222，第二箱体341与第一箱体321固定。第一输出齿轮3221与自动离合器33的输出轴连接，第二输出齿轮3222的轴心设有连接通孔，传动轴40插装在连接通孔内与第二输出齿轮3222固定，且两端分别穿出第二箱体341后与齿轮50固定。传动轴40位于第一箱体321的外部。

传动轴40与第二输出齿轮3222的配合可采用花键或棱柱+柱形孔的方式，形成传动轴40可由第二输出齿轮3222带动其转动并可轴向移动的结构形式。

如图6、7、8所示，自动离合器33包括离合盘331、拨块332、输出盘333以及球形钢珠334和磁铁335。

在以下自动离合器的描述中，轴向内端(内侧)是指沿轴向朝向输出齿轮箱的一端，轴向外端(外侧)是指朝向行星减速器的一端。下端是指沿径向朝向轴心的一端，上端是指远离轴心的一端。

离合盘331的中心设有通孔，输出行星架3213的输出轴穿过该通孔与拨块332固定。离合盘331与第一箱体321的内壁之间过盈配合，以保持离合盘331的固定，输出行星架3213的输出轴可在离合盘331的中心的通孔内转动。离合盘331的内端面(朝向输出齿轮箱的一端)上沿径向对称地设有两个滑槽336，滑槽336的截面呈半圆形，与球形钢珠334相适配，滑槽336的下端(朝向轴心的一端)与离合盘331的中心的通孔隔断开(即滑槽336不与通孔连通)。滑槽336的下端设有一个沿轴向设置的安装孔，磁铁335固定在安装孔内，内端面与滑槽336的底面平齐，不影响球形钢珠334沿滑槽336滚动。每个滑槽336内分别设置一个球形钢珠334并可沿滑槽336的长度方向滚动(滑动)，当球形钢珠334滑动至位于滑槽336的下端时，磁铁335通过吸力将其固定在滑槽336的下端。

如图9、图10所示，拨块332整体呈片状，其中心与输出行星架3213的输出轴固定，并可随输出行星架3213同步转动，二者之间可采用销键、柱形孔等类似的连接结构实现。拨块332具有一个圆柱形的中心部3321，中心部3321的外圆周面上设有两个沿径向向外凸出的凸出部3322，两个凸出部3322沿周向对称布置，凸出部3322的外端部呈半圆形且与中心部3321通过圆弧部3323光滑过渡连接。圆弧部3323朝向拨块332的轴心内凹，用于推动球形钢珠334沿滑槽336滚动。

输出盘333的外端(朝向行星减速器的一端)为圆形套筒，其外端敞口，圆周内壁上均布设置多个卡槽3331，卡槽3331沿轴向布置，其截面呈半圆形且与球形钢珠334相适配。输出盘333的内端封闭，且中心设有通孔，与第一输出齿轮3221的驱动轴3223匹配连接，带动第一输出齿轮3221转动。

拨块332和离合盘33设置在圆形套筒内，通过拨块332的转动，圆弧部3323推动球形钢珠334沿滑槽336滚动，卡入或离开卡槽3331，实现拨块332与输出盘333的结合或脱开。从而实现行星减速器与输出齿轮箱之间的自动结合或脱开，实现了折叠窗的电动和手动两种操作方式，当使用升降电机驱动时，行星减速器与输出齿轮箱之间自动结合；升降电机停止后，行星减速器与输出齿轮箱之间自动脱开。

下面以电动提升为例(升降电机正转，即顺时针转动)，并结合图11-13对自动离合器的工作过程和工作原理进行详细介绍。

本发明方案中，用于启动或停止升降电机的控制器，可以采用有线方式，固定在窗框/门框上；也可以采用APP远程物联控制，蓝牙遥控，风雨、烟雾、温度等各种感应控制，固定盒控制和手持遥控。

按下控制器上的升降开关，升降电机启动，经过行星减速器减速后，输出行星架3213的输出轴带动拨块332顺时针转动，直到拨块332上的圆弧部3323与球形钢珠334接触，如图11所示。

升降电机继续转动，球形钢珠334在圆弧部3323的推动下，克服磁铁335的吸力与其脱开，并继续在圆弧部3323的推动下沿滑槽336向上移动(径向外端)，最终球形钢珠334的上半部卡入输出盘333内壁上的卡槽3331内，下半部位于圆弧部3323的上端，如图12所示。于是在拨块332的转动作用的推动下，球形钢珠334带动输出盘333随拨块332一起转动，实现了行星减速器与输出齿轮箱的结合。

当按下控制器上的停止开关或松开升降开关时，首先控制升降电机反转一段时间后停止，升降电机反转使得拨块332反转一定的角度，如逆时针转动20-30度，使圆弧部3323与球形钢珠334脱开，此时，圆弧部3323施加给球形钢珠334的推力消失，于是在磁铁335的吸力作用下，球形钢珠334沿滑槽336向下移动(滚动)，并最终被磁力固定在滑槽336的下端，如图13所示。行星减速器与输出齿轮箱的脱开。此时，输出盘333可自由转动，因此，操作者手动升降折叠窗时，传动轴40可带动输出齿轮箱中和第二、第一输出齿轮转动，而不会将驱动力传递到行星减速器和升降电机，可任意手动操作升降。

为脱开离合器，升降电机反转的时间可根据行星减速器的减速比以及拨块332脱开球形钢珠334时的角度确定。

上述方案中，离合盘上的滑槽336以及与其配合的球形钢珠334、凸出部3322为两个。在实际应用中，具体数量并不局限于两个，可以仅有一个，也可以设置两个以上。

升降电机21由外部电源供电，为此，窗框/门框10上设有电源接口，电源接口通过导线与升降电机21连接。如考虑维护方便，可将电源接口设置在下框上；如考虑避免雨水浸透，可将电源接口设置在窗框/门框10的上框上；也可以将电源接口设置在窗框/门框10的侧框上。

齿条60也可以采用弹性环形齿带的结构。

本发明通过自动离合器实现了减速器与输出齿轮箱的自动结合和脱开，既可以电动驱动，也可以手动操作，使用方便。

本发明通过一个升降电机配合减速箱实现了由一个升降电机驱动传动轴双向伸出，配合齿轮齿条驱动下窗扇上下滑动，运动平稳，摩擦力小，移动灵活，不会出现卡滞现象，且节约了成本。

另外，本发明中的驱动升降电机组件设置在下窗扇中，可随下窗扇移动，与将升降电机组件设置在窗框/门框的上框中相比，更方便进行安装、维护和保养。

本发明提供的自动离合器不局限于在电动门窗上下、左右、平开等领域中应用，也可应用于遮阳、窗帘、幕墙、家电家具的柜门、车库等多种领域。

具体实施例2。

为避免导线松脱缠绕，本发明在具体实施例1的基础上，设计了导线自动拉紧装置，设置在窗框/门框10的上框或下框内。

如图14所示，以设置在窗框/门框10的上框内为例，导线自动拉紧装置包括弹簧71以及由动滑轮72和第一、第二定滑轮73、74组成的滑轮组，第一、第二定滑轮73、73并排设置在窗框/门框10的侧框的端部。上框或下框内设有固定轴75，弹簧71的一端与固定轴75固定，另一端与动滑轮72固定，导线76设置侧窗框/门框10的侧框内，导线76的一端与电源接口连接，另一端依次绕过第一定滑轮73、动滑轮72和第二定滑轮74后，与升降电机21的接线端子连接。

当下窗扇20向下移动时，导线76拉动动滑轮72朝向第一定滑动73移动，弹簧71受拉蓄能，使导线76保持拉紧的状态；当下窗扇20向上移动时，弹簧71拉动动滑轮72朝向远离第一定滑动73的方向移动，同样可使导线76保持拉紧的状态。因此，无论下窗扇20向上还是向下移动，导线76始终处于拉紧的状态，而不会松脱缠绕在一起。

第一定滑轮73和第二定滑轮74可以水平并排设置，也可以上下并排设置。

该实施例中，通过导线自动拉紧装置，导线始终处于拉紧的状态，避免导线松脱缠绕在一起，影响下窗扇的移动。

具体实施例3。

本发明，通过提拉平衡器80使下窗扇20的重量均匀，可在任意位置悬停。提拉平衡器80可采用CN209742589U和CN109458081A公开的提拉平衡器，或者其他的结构形式。传动轴40的两端穿出齿轮50后，与提拉平衡器上的滑块固定。通过提拉平衡器80，可以使用较小的气力手动升降折叠窗，并且可以在窗扇上装载小功率直流电机。

如图25-图27所示，提拉平衡器包括盒体820和设置在盒体820下方的滑块810，所述盒体820内设有若干组卷簧830。

滑块810设置在盒体820的下端，滑块810的左右两侧设有凹槽811，凹槽811的下部向外凸出设有卷簧固定部812，卷簧固定部812呈方形棱柱状，凹槽811的上部设有卷簧固定孔813。每个卷簧830从盒体820内向下拉出，其末端伸出盒体820后重合，卷簧830上设有与卷簧固定部812相适配的通孔，卷簧830的末端套设在卷簧固定部812上，并通过螺栓与卷簧固定孔813固定，将卷簧830安装在滑块810上。滑块810上凹槽811的底端向内倾斜设置，方便卷簧830的末端贴合凹槽811，防止卷簧830的末端翘起阻碍活动窗扇运动或划伤用户。

滑块810上设有轴孔814，轴孔814贯穿滑块810的前后端面，轴孔814的两端分别设有轴承座841，轴承座841的内壁上沿周向设有条纹槽，轴孔814的内径小于轴承座841的内径。当应用于电动升降时，动力电机的驱动部通过轴承与轴孔814相连，轴承通过轴承座841上的条纹槽与轴承座841固定，驱动滑块810滑动，从而带动活动窗扇自动升降。滑块810的顶端设有缓冲槽815。

盒体820由下盒体821和上盒体组合而成，下盒体821和上盒体一体成型。下盒体821内设有若干个下轴座841，上盒体可拆卸地安装在下盒体821上，上盒体822与下盒体相对的底面上设有与下轴座841相适配的上固定轴，上固定轴插装在下轴座841内形成卷簧座，卷簧830固定在卷簧座上。下盒体821和上盒体的两端设有与缓冲槽815相适配的缓冲块823，当滑块810滑动至盒体820的一端时，缓冲块823插入到缓冲槽815内，可以起到一定的缓冲作用，减少滑块810与盒体820的碰撞，从而延长滑块810和盒体820的使用寿命。上盒体822和下盒体上设有多个限位柱824，限位柱824与上固定轴和下轴座841将各个卷簧830限制在相应的位置上，可有效防止卷簧830在盒体820内随意活动，从而影响使用效果。

本申请方案，利用配备不同种类和数量的卷簧，使得卷簧力能够保证活动门/窗扇的受力平衡，可以根据窗扇的尺寸和重量等实际情况进行选择，灵活性和便捷性进一步提高；无需定位件，避免了由于定位件变形、老化带来的问题，结构更为简单，有效延长使用寿命。

另外，提拉平衡器内预留空的安装座，若在初次配备的卷簧无法满足活动门/窗扇的平衡，用于增加卷簧以提高全部卷簧的拉力，从而匹配活动门/窗扇，保证其可在任意位置悬停。

具体实施例4。

为了确保室内的安全性，本具体实施例中，在下窗扇20的上框上设有手自一体离合锁具100。

图1所示为手自一体离合锁具100设置在下窗扇20的上框上。手自一体离合锁具100具有自动离合功能，可以通过控制器控制锁具电机实现自动开锁或关锁，也可以不使用控制器手动进行开锁和关锁。下面结合图15-16，详细说明手自一体离合锁具100的具体结构以及工作原理。

如图15所示，手自一体离合锁具100包括锁体110、操作手柄120和伸缩锁杆130。锁体110通过安装板140固定在下窗扇20的上框上，伸缩锁杆130的功能相当于锁舌，其外端连接有延长杆，窗框/门框10的左、右侧框的内侧壁上分别设有锁孔，锁体110内设有锁芯，锁芯在操作手柄120或锁具电机的控制下，使伸缩锁杆130向左右两侧伸长或收缩，使延长杆插入到锁孔中或者从锁孔中缩回，从而实现关锁或开锁。

如图16所示，锁芯包括锁具电机150、第一驱动机构160、离合机构170、第二驱动机构180和锁舌驱动机构190。

如图17所示，第一驱动机构160包括蜗杆161、第一双联齿轮162、第二双联齿轮163和第三双联齿轮164。蜗杆161与锁具电机150的输出轴连接，第一双联齿轮162中的大齿轮与蜗杆161啮合，第一双联齿轮162中的小齿轮与第二双联齿轮163中的大齿轮啮合，第二双联齿轮163中的小齿轮与第三双联齿轮164中的大齿轮啮合，第三双联齿轮164中的小齿轮用于向离合机构170输出转动。

如图18和19所示，离合机构170包括下齿轮171、上齿轮172、摆架173和摆齿174。下齿轮171与上齿轮172同轴固定设置，下齿轮171与第三双联齿轮164中的小齿轮啮合，摆架173呈折线状，中心固定在上齿轮172的齿轮轴上，两端分别设置开锁摆齿174和关锁摆齿175，上齿轮172分别与开锁摆齿174和关锁摆齿175啮合，开锁摆齿174和关锁摆齿175用于与第二驱动机构180进行离合。

如图19所示，第二驱动机构180包括第一驱动齿轮181和第二驱动齿轮182，二者相互啮合，用于将离合机构170的输出转动传递给锁舌驱动机构190。

如图20所示，锁舌驱动机构190包括第三驱动齿轮191和第四驱动齿轮192，第四驱动齿轮192转动设置在锁体110内，与第三驱动齿轮191配合驱动伸缩锁杆130向两侧伸长或缩回。第三驱动齿轮191的中心设有方孔193，操作手柄120插装固定在该方孔193内，用于转动第三驱动齿轮191。第二驱动齿轮182与第三驱动齿轮191同轴固定设置。

伸缩锁杆130包括第一伸缩锁杆131和第二伸缩锁杆132，分别设置在锁体110左右两侧。

如图21所示，第一伸缩锁杆131的内端弯折成Z字形，包括与内端部1311依次连接的连接部1312和外端部1313，内端部1311和外端部1313相互平行，且内端部1311朝向第三驱动齿轮191的侧面上设有第一锁舌齿条，外端部1313背向第三驱动齿轮191的侧面上设有第二锁舌齿条。

第一伸缩锁杆131的外端部1313与第二伸缩锁杆132的内端部相对设置，第二伸缩锁杆132的内端部朝向第一伸缩锁杆131的侧面上设有第三锁舌齿条，第四驱动齿轮192夹设在第一伸缩锁杆131的外端部1313与第二伸缩锁杆132的内端部之间，且分别与第二锁舌齿和第三锁舌齿条啮合。

手自一体离合锁具100的工作过程如下：

(1)电动开锁。

按下控制器上的开锁按钮，锁具电机150启动并正转，随蜗杆161的转动，驱动第一双联齿轮162、第二双联齿轮163和第三双联齿轮164转动，第三双联齿轮164驱动下齿轮171和上齿轮172同步转动，于是摆架173随上齿轮172的转动，使开锁摆齿174与第一驱动齿轮181结合，关锁摆齿175与第一驱动齿轮181脱开，如图22所示，驱动第一驱动齿轮181转动，进而带动第二驱动齿轮182顺时针转动。第二驱动齿轮182带动操作手柄120和第三驱动齿轮191转动，第三驱动齿轮191驱动第一伸缩锁杆131的内端部1311上的第一驱动齿条，使第一伸缩锁杆131向内缩回；同时，第一伸缩锁杆131的外端部1313上的第二驱动齿条带动第四驱动齿轮192转动，第四驱动齿轮192与第二伸缩锁杆132内端部的第三驱动齿条配合，驱动第二伸缩锁杆132向内缩回。于是，第一伸缩锁杆131和第二伸缩锁杆132均向内缩回，使各自连接的延长杆向内缩回，并从窗框/门框10的左、右侧框的内侧壁上的锁孔中脱出，手自一体离合锁具打开。

手自一体离合锁具打开后，锁具电机150反转一定的角度，使离合机构170中的开锁摆齿174和关锁摆齿175均与第二驱动机构180中的第一驱动齿轮181脱开，如图23所示。此时，可以手动转动操作手柄120实现开锁和关锁。

(2)电动关锁。

按下控制器上的关锁按钮，锁具电机150启动并反转，随蜗杆161的转动，驱动第一双联齿轮162、第二双联齿轮163和第三双联齿轮164转动，第三双联齿轮164驱动下齿轮171和上齿轮172同步转动，于是摆架173随上齿轮172的转动，使开锁摆齿174与第一驱动齿轮181脱开，关锁摆齿175与第一驱动齿轮181结合，如图25所示，并驱动第一驱动齿轮181转动，进而带动第二驱动齿轮182逆时针转动。第二驱动齿轮181带动操作手柄120和第三驱动齿轮191转动，第三驱动齿轮191驱动第一伸缩锁杆131的内端部1311上的第一驱动齿条，使第一伸缩锁杆131向外伸出；同时，第一伸缩锁杆131的外端部1313上的第二驱动齿条带动第四驱动齿轮192转动，第四驱动齿轮192与第二伸缩锁杆132内端部的第三驱动齿条配合，驱动第二伸缩锁杆132向外伸出。于是，第一伸缩锁杆131和第二伸缩锁杆132均向外伸出，使各自连接的延长杆向外伸出，并插入到窗框/门框10的左、右侧框的内侧壁上的锁孔中，手自一体离合锁具锁死。

手自一体离合锁具锁死后，锁具电机150正转一定的角度，使离合机构170中的开锁摆齿174和关锁摆齿175均与第二驱动机构180中的第二驱动齿轮182脱开。此时，可以手动转动操作手柄120实现开锁和关锁。

(3)手动开关锁时，由于离合机构170已经与第二驱动机构180脱开，因此可通过操作手柄120，带动第一驱动齿轮181转动，后续动作与上述(1)、(2)中一致。

本发明中，折叠门窗电动控制时可自动进行手自一体离合锁具的开或关。

(1)折叠窗处于关闭状态时，此时锁具为锁死状态。按下折叠窗提升按钮，首先执行开锁操作，锁具电机启动，延长杆从锁孔中拔出，锁具电机反转，离合机构170与锁舌驱动机构190脱开；

(2)升降电机启动，向上提拉下窗扇至指定位置。

(3)折叠窗处于打开状态时，此时锁具为打开状态。按下折叠窗下降按钮，升降电机启动，向下提拉下窗扇，下窗扇下降到位时，锁具电机启动，使延长杆伸入到锁孔内，然后锁具电机反转，离合机构170与锁舌驱动机构190脱开。

本发明，与现有技术相比，具有以下优点：

(1)驱动装置具有自动离合功能，能够自动实现电动与手动任意切换；

(2)驱动装置采用了双向传动轴的形式，双侧驱动下窗扇上下移动，运动平稳，摩擦力小，移动灵活。

(3)采用一个升降电机实现了左右双侧驱动输出平衡，避免双电机使用中出现其中一个电机损坏时，另一电机继续工作，双侧不平衡导致窗扇受强力崩坏的安全隐患，节约了成本。

(4)驱动升降电机组件设置在下窗扇内，可随下窗扇上下移动，便于安装、维护保养。

(5)通过提拉平衡器使下窗扇的重量均匀，可在下窗扇装载使用小功率、小电流的直流升降电机，驱动电机离合才能实现下窗扇任意位置悬停。

(6)手自一体离合锁具具有离合功能，能够实现电动、手动开关。

(7)采用机械结构进行离合，稳定性高，不采用电磁开关等电子件，故障率低，维护成本低。

(8)本控制驱动一体是基于安全电压、小电流、小功率直流电机，实现的APP远程物联控制，蓝牙遥控，风雨、烟雾、温度等各种感应控制，固定盒控制和手持遥控。

本发明并不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种手自一体离合锁具，包括锁体，所述锁体内设有锁芯，其特征在于，所述锁芯包括：

锁具电机，其输出轴连接第一驱动机构；

离合机构，包括同轴设置的下齿轮和上齿轮以及摆架，所述下齿轮与所述第一驱动机构的输出齿轮啮合；所述摆架的中心固定在所述上齿轮的齿轮轴上，所述摆架的两端分别设有开锁摆齿和关锁摆齿，所述上齿轮分别与所述开锁摆齿和所述关锁摆齿啮合；

第二驱动机构，包括相互啮合的第一驱动齿轮和第二驱动齿轮；

锁舌驱动机构，包括与所述第二驱动齿轮同轴固定设置的第三驱动齿轮，所述第三驱动齿轮用于驱动伸缩锁杆向两侧伸长或缩回；所述第三驱动齿轮的中心固定有操作手柄；

通过所述锁具电机的转动，使所述关锁摆齿或开锁摆齿分别与所述第一驱动齿轮啮合或全部脱开。

2.根据权利要求1所述的手自一体离合锁具，其特征在于，所述第一驱动机构包括：

蜗杆，与所述锁具电机的输出轴连接；

第一双联齿轮，所述第一双联齿轮中的大齿轮与所述蜗杆啮合；

第二双联齿轮，所述第一双联齿轮中的小齿轮与所述第二双联齿轮中的大齿轮啮合；

第三双联齿轮，所述第二双联齿轮中的小齿轮与所述第三双联齿轮中的大齿轮啮合，所述第三双联齿轮中的小齿轮用于向所述离合机构输出转动。

3.根据权利要求2所述的手自一体离合锁具，其特征在于，所述离合机构的所述下齿轮与所述第三双联齿轮中的小齿轮啮合。

4.根据权利要求1所述的手自一体离合锁具，其特征在于，所述摆架呈折线状。

5.根据权利要求1所述的手自一体离合锁具，其特征在于，所述锁舌驱动机构还包括第四驱动齿轮，所述第四驱动齿轮转动设置在所述锁体内，与所述第三驱动齿轮配合驱动所述伸缩锁杆向两侧伸长或缩回。

6.根据权利要求4所述的手自一体离合锁具，其特征在于，所述伸缩锁杆包括第一伸缩锁杆和第二伸缩锁杆，分别设置在所述锁体的左右两侧，

所述第一伸缩锁杆的内端弯折成Z字形，包括内端部和与内端部依次连接的连接部以及外端部，所述内端部和所述外端部相互平行，且所述内端部朝向所述第三驱动齿轮的侧面上设有第一锁舌齿条，所述外端部背向所述第三驱动齿轮的侧面上设有第二锁舌齿条；

所述第一伸缩锁杆的外端部与所述第二伸缩锁杆的内端部相对设置，所述第二伸缩锁杆的内端部朝向所述第一伸缩锁杆的侧面上设有第三锁舌齿条，所述第四驱动齿轮夹设在所述第一伸缩锁杆的外端部与所述第二伸缩锁杆的内端部之间，且分别与所述第二锁舌齿和所述第三锁舌齿条啮合。

7.一种手动电动一体折叠门窗，包括固定在墙体上的窗框/门框，以及所述窗框/门框内的上窗扇和下窗扇，所述上窗扇的顶部铰接在所述窗框/门框的上部外侧；所述下窗扇的顶部与所述上窗扇的底部铰接，底部竖直滑动设置在所述窗框/门框上，其特征在于，还包括：

手自一体离合锁具，采用如权利要求1～6任一项所述的手自一体离合锁具，固定在所述下窗扇的上框上；

锁孔，设置在所述窗框/门框的左、右侧框的内侧壁上；所述伸缩锁杆向两侧伸长或缩回，插入所述锁孔或从所述锁孔中脱出。

8.根据权利要求7所述的手动电动一体折叠门窗，其特征在于，还包括导线自动拉紧装置，设置在所述窗框/门框的上框或下框内，所述窗框/门框上设有电源接口，所述导线自动拉紧装置包括:

弹簧,其一端与所述上框或下框固定；

滑轮组，由动滑轮和第一、第二定滑轮组成,所述动滑轮与所述弹簧的另一端固定，所述第一、第二定滑轮并排设置在所述窗框/门框的侧框的端部，导线设置在所述窗框/门框的侧框内，一端与所述电源接口连接，另一端依次绕过所述第一定滑轮、所述动滑轮和所述第二定滑轮后，与所述升降电机的接线端子连接。

9.根据权利要求8所述的手动电动一体折叠门窗，其特征在于，还包括具有自动离合器的驱动装置，设置在在所述下窗扇的下框上，用于驱动所述下窗扇的底部沿所述窗框/门框的左、右侧框上下移动。

10.根据权利要求8所述的手动电动一体折叠门窗，其特征在于，还包括用于启动或停止所述锁具电机的控制器。

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