一种基于机械原理的门窗铰链及其使用方法与流程

本发明涉及门窗铰链领域,具体为一种基于机械原理的门窗铰链及其使用方法。

背景技术：

目前，随着科技的进步，社会的发展，对于铰链的运用越来越广，现有的门窗铰链功能单一基本上只能实现门窗转动，现实运用中经常由于门的不充分开启和关闭使门处于半打开状态，导致的人员进出的不方便，也容易因为门处于半开启状态导致各种问题的出现。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于机械原理的门窗铰链及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于机械原理的门窗铰链及其使用方法，包括工作块，所述工作块内设置有一进门空间，所述进门空间内上下对称位置处嵌设有一中心对称的铰链机构，所述上侧的铰链机构包括固定块，所述固定块内设置有一转动空间，所述转动空间上下端壁转动连接有一转动轴，所述转动轴固定连接有一运动轴，所述运动轴内设置有第一环形槽，所述第一环形槽远离轴心的左前端壁内设置有将第一环形槽与转动空间连通的第一梯形卡死槽，所述第一环形槽远离轴心的前端壁内设置有一后端壁与第一环形槽连通的梯形复位槽，所述第一环形槽左前端内滑动连接有一主动块，所述主动块内设置有第一卡死槽，所述第一卡死槽右后端壁固定连接有第一卡死弹簧，所述第一卡死弹簧左前端固定连接有第一梯形卡死块，所述第一梯形卡死块左前端贯穿第一卡死槽左前端壁且位于第一梯形卡死槽内，所述第一环形槽下端壁内设置有一复位槽，所述复位槽内滑动连接有一滑动块，所述滑动块上端面固定连接有一梯形平移块，所述梯形平移块上端贯穿复位槽上端壁且位于第一卡死槽内的第一梯形卡死块右下端处，所述滑动块下端固定连接有一固定杆，所述固定杆下端贯穿复位槽下端壁、第一环形槽下端壁且位于第二环形槽内，所述滑动块下端面以固定杆为中心左右对称固定连接有一复位弹簧，所述复位弹簧下端与复位槽下端壁固定连接，所述自动块上端面固定连接有第一回转块，所述第一回转块上端贯穿第一环形槽上端壁且位于转动空间内，所述第一回转块上端固定连接有环绕转动轴的第一回转弹簧，所述第一回转弹簧上端与转动空间上端壁转动连接，所述位于第一环形槽左端处的转动空间左端壁内设置有第一推动槽，所述第一推动槽左端壁固定连接有第一推动弹簧，所述第一推动弹簧右端固定连接有第一梯形推动块，所述第一梯形推动块右端贯穿第一推动槽右端壁且位于转动空间内，所述第一环形槽下端壁内设置有第二环形槽，所述第二环形槽远离轴心的左端壁内设置有将第二环形槽与转动空间连通的第二梯形卡死槽，所述第二环形槽远离轴心的前端壁内设置有将第二环形槽与转动空间连通的第三梯形卡死槽，所述第二环形槽左端内滑动连接有从动块，所述从动块内设置有第二卡死槽，所述第二卡死槽上端壁内设置有一上端壁与第二环形槽连通的卡动槽，所述第二卡死槽右端壁固定连接有第二卡死弹簧，所述第二卡死弹簧左端固定连接有第二梯形卡死块，所述第二梯形卡死块左端贯穿第二卡死槽左端壁且位于第二环形槽内，所述从动块下端面固定连接有第二回转块，所述第二回转块下端贯穿第二环形槽下端壁且位于转动空间内，所述第二回转块下端固定连接有环绕转动轴的第二回转弹簧，所述第二回转弹簧下端与转动空间下端壁转动连接，所述位于第二环形槽左端处的转动空间左端壁内设置有第二推动槽，所述第二推动槽左端壁固定连接有第二推动弹簧，所述第二推动弹簧右端固定连接有第二梯形推动块，所述第二梯形推动块右端贯穿第二推动槽右端壁、第二梯形卡死槽左右端壁且位于第二环形槽内，所述进门空间上下端壁内转动连接有一开门轴，所述开门轴上端贯穿上侧进门空间上端壁且与上侧的转动轴下端固定连接，所述开门轴下端贯穿下侧进门空间下端壁且与下侧的转动轴上端固定连接，所述位于进门空间内的开门轴固定连接有一转动门；

所述方法步骤如下：

首先，开门时候，此时下侧铰链机构，动块与主动块都在环槽内转动，不会带动运动轴转动，从而不会影响到上侧铰链，顺时针推动转动门，转动门带动开门轴转动，开门轴带动上下两转动轴转动，此为上侧铰链机构，转动轴带动运动轴转动，由于此时第一梯形卡死块位于第一梯形卡死槽内卡死住，从而使运动轴带动主动块转动，主动块带动第一回转块转动，从而使第一回转弹簧蓄力，如果门开启状态不足六十度，松开门后，在第一回转弹簧的弹力作用下会复位运动，从而将转动门关闭，如果门开启状态超过六十度时，第一梯形推动块向右运动，从而让第一梯形卡死块向右运动离开第一梯形卡死槽不再卡死，由于从动块位于环槽内位置一直不动，此时主动块位于从动块正上端，第一梯形卡死块向右运动会推动梯形平移块向下运动，从而使固定杆向下运动，固定杆进入从动块上端的卡动槽内，从而使主动块与从动块相连，第一回转弹簧的弹力作用下复位运动，从而带动主动块与从动块逆时针转动，从动块带动第二回转块转动，从而使第二回转弹簧蓄力，直到第二梯形卡死块进入第三梯形卡死槽内卡住，此时第一梯形卡死块进入梯形复位槽内，第一梯形卡死块在弹力作用下复位，从而使梯形平移块在弹力作用下向上复位运动，主动块与从动块不再相连，主动块在第一回转弹簧的弹力下继续转动直到回到初始位置，从动块在第二回转弹簧的回转力作用下逆时针转动，从动块带动运动轴转动，运动轴带动转动门转动，直到完全复位，第一梯形推动块向右运动让第一梯形卡死块离开梯形复位槽，从而使门处于九十度完全打开状态，下侧铰链机构恢复到初始状态；

然后，关门时候，此时下侧铰链机构，从动块与主动块都在环槽内转动，不会带动运动轴转动，从而不会影响到上侧铰链，此时下侧铰链机构运动方式与上述的上侧铰链开门状态类似，此为下侧铰链机构，如果门关闭状态不足六十度，松开门后，第一回转弹簧的弹力作用下会复位运动，从而将转动门继续打开，如果门关闭状态超过六十度时，与上述门开启状态超过六十度时的开门状态类似，从而使门完全处于关闭状态，上侧铰链机构恢复到初始状态，重复上述操作可以实现多次开门与关门。

作为优选，所述第一回转弹簧的弹力等于第二回转弹簧的弹力，所述第一回转弹簧的弹力远大于其他弹簧的弹力，所述第一环形槽、第二环形槽表面光滑，所述第二推动弹簧的弹力远大于第二卡死弹簧的弹力，所述第一推动弹簧的弹力远大于第一卡死弹簧和复位弹簧的总弹力。

作为优选，所述下侧的转动轴转动九十度后与开门轴下端固定连接，所述上侧铰链机构处于关门状态时下侧铰链机构处于开门状态，所述上侧铰链机构处于开门状态时下侧铰链机构处于关门状态，所述上侧铰链机构处于开门状态时，顺时针转动大于四十五度小于九十度时，此处设置为六十度，第一梯形推动块进入第一梯形卡死槽将第一梯形卡死块顶出第一梯形卡死槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明工作中，开门时候，此时下侧铰链机构，动块与主动块都在环槽内转动，不会带动运动轴转动，从而不会影响到上侧铰链，顺时针推动转动门，转动门带动开门轴转动，开门轴带动上下两转动轴转动，此为上侧铰链机构，转动轴带动运动轴转动，由于此时第一梯形卡死块位于第一梯形卡死槽内卡死住，从而使运动轴带动主动块转动，主动块带动第一回转块转动，从而使第一回转弹簧蓄力，如果门开启状态不足六十度，松开门后，在第一回转弹簧的弹力作用下会复位运动，从而将转动门关闭，如果门开启状态超过六十度时，第一梯形推动块向右运动，从而让第一梯形卡死块向右运动离开第一梯形卡死槽不再卡死，由于从动块位于环槽内位置一直不动，此时主动块位于从动块正上端，第一梯形卡死块向右运动会推动梯形平移块向下运动，从而使固定杆向下运动，固定杆进入从动块上端的卡动槽内，从而使主动块与从动块相连，第一回转弹簧的弹力作用下复位运动，从而带动主动块与从动块逆时针转动，从动块带动第二回转块转动，从而使第二回转弹簧蓄力，直到第二梯形卡死块进入第三梯形卡死槽内卡住，此时第一梯形卡死块进入梯形复位槽内，第一梯形卡死块在弹力作用下复位，从而使梯形平移块在弹力作用下向上复位运动，主动块与从动块不再相连，主动块在第一回转弹簧的弹力下继续转动直到回到初始位置，从动块在第二回转弹簧的回转力作用下逆时针转动，从动块带动运动轴转动，运动轴带动转动门转动，直到完全复位，第一梯形推动块向右运动让第一梯形卡死块离开梯形复位槽，从而使门处于九十度完全打开状态，下侧铰链机构恢复到初始状态，关门时候，此时下侧铰链机构，从动块与主动块都在环槽内转动，不会带动运动轴转动，从而不会影响到上侧铰链，此时下侧铰链机构运动方式与上述的上侧铰链开门状态类似，此为下侧铰链机构，如果门关闭状态不足六十度，松开门后，第一回转弹簧的弹力作用下会复位运动，从而将转动门继续打开，如果门关闭状态超过六十度时，与上述门开启状态超过六十度时的开门状态类似，从而使门完全处于关闭状态，上侧铰链机构恢复到初始状态，重复上述操作可以实现多次开门与关门，此装置具有机构简单，操作方便，实现按照门开启角度自动将门开启关闭，避免门开启的不充分导致进出不顺畅，装置稳定性高，具有很高的实用性。

附图说明

图1为本发明一种基于机械原理的门窗铰链及其使用方法整体全剖的主视结构示意图；

图2为本发明一种基于机械原理的门窗铰链及其使用方法上侧铰链机构全剖的主视放大结构示意图；

图3为本发明一种基于机械原理的门窗铰链及其使用方法主动块处转动空间局部剖的左后视放大结构示意图；

图4为本发明一种基于机械原理的门窗铰链及其使用方法主动块处固定块的俯视放大机构示意图；

图5为本发明一种基于机械原理的门窗铰链及其使用方法从动块处固定块的俯视放大机构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种基于机械原理的门窗铰链及其使用方法，包括工作块36，所述工作块36内设置有一进门空间37，所述进门空间37内上下对称位置处嵌设有一中心对称的铰链机构35，所述上侧的铰链机构35包括固定块1，所述固定块1内设置有一转动空间20，所述转动空间20上下端壁转动连接有一转动轴7，所述转动轴7固定连接有一运动轴5，所述运动轴5内设置有第一环形槽9，所述第一环形槽9远离轴心的左前端壁内设置有将第一环形槽9与转动空间20连通的第一梯形卡死槽27，所述第一环形槽9远离轴心的前端壁内设置有一后端壁与第一环形槽9连通的梯形复位槽10，所述第一环形槽9左前端内滑动连接有一主动块26，所述主动块26内设置有第一卡死槽24，所述第一卡死槽24右后端壁固定连接有第一卡死弹簧25，所述第一卡死弹簧25左前端固定连接有第一梯形卡死块28，所述第一梯形卡死块28左前端贯穿第一卡死槽24左前端壁且位于第一梯形卡死槽27内，所述第一环形槽9下端壁内设置有一复位槽32，所述复位槽32内滑动连接有一滑动块30，所述滑动块30上端面固定连接有一梯形平移块29，所述梯形平移块29上端贯穿复位槽32上端壁且位于第一卡死槽24内的第一梯形卡死块28右下端处，所述滑动块30下端固定连接有一固定杆33，所述固定杆33下端贯穿复位槽32下端壁、第一环形槽9下端壁且位于第二环形槽4内，所述滑动块30下端面以固定杆33为中心左右对称固定连接有一复位弹簧31，所述复位弹簧31下端与复位槽32下端壁固定连接，所述自动块26上端面固定连接有第一回转块8，所述第一回转块8上端贯穿第一环形槽27上端壁且位于转动空间20内，所述第一回转块8上端固定连接有环绕转动轴7的第一回转弹簧6，所述第一回转弹簧6上端与转动空间20上端壁转动连接，所述位于第一环形槽9左端处的转动空间20左端壁内设置有第一推动槽22，所述第一推动槽22左端壁固定连接有第一推动弹簧23，所述第一推动弹簧23右端固定连接有第一梯形推动块21，所述第一梯形推动块21右端贯穿第一推动槽22右端壁且位于转动空间20内，所述第一环形槽9下端壁内设置有第二环形槽4，所述第二环形槽4远离轴心的左端壁内设置有将第二环形槽4与转动空间20连通的第二梯形卡死槽15，所述第二环形槽4远离轴心的前端壁内设置有将第二环形槽4与转动空间20连通的第三梯形卡死槽34，所述第二环形槽4左端内滑动连接有从动块2，所述从动块2内设置有第二卡死槽17，所述第二卡死槽17上端壁内设置有一上端壁与第二环形槽4连通的卡动槽11，所述第二卡死槽17右端壁固定连接有第二卡死弹簧19，所述第二卡死弹簧19左端固定连接有第二梯形卡死块16，所述第二梯形卡死块16左端贯穿第二卡死槽17左端壁且位于第二环形槽14内，所述从动块2下端面固定连接有第二回转块18，所述第二回转块18下端贯穿第二环形槽4下端壁且位于转动空间20内，所述第二回转块18下端固定连接有环绕转动轴7的第二回转弹簧3，所述第二回转弹簧3下端与转动空间20下端壁转动连接，所述位于第二环形槽4左端处的转动空间20左端壁内设置有第二推动槽13，所述第二推动槽13左端壁固定连接有第二推动弹簧12，所述第二推动弹簧12右端固定连接有第二梯形推动块14，所述第二梯形推动块14右端贯穿第二推动槽13右端壁、第二梯形卡死槽15左右端壁且位于第二环形槽4内，所述进门空间37上下端壁内转动连接有一开门轴39，所述开门轴39上端贯穿上侧进门空间39上端壁且与上侧的转动轴7下端固定连接，所述开门轴39下端贯穿下侧进门空间39下端壁且与下侧的转动轴7上端固定连接，所述位于进门空间39内的开门轴39固定连接有一转动门38；

所述方法步骤如下：

首先，开门时候，此时下侧铰链机构35，动块2与主动块26都在环槽内转动，不会带动运动轴5转动，从而不会影响到上侧铰链，顺时针推动转动门38，转动门38带动开门轴39转动，开门轴39带动上下两转动轴7转动，此为上侧铰链机构35，转动轴7带动运动轴5转动，由于此时第一梯形卡死块28位于第一梯形卡死槽27内卡死住，从而使运动轴5带动主动块26转动，主动块26带动第一回转块28转动，从而使第一回转弹簧6蓄力，如果门开启状态不足六十度，松开门后，在第一回转弹簧6的弹力作用下会复位运动，从而将转动门38关闭，如果门开启状态超过六十度时，第一梯形推动块21向右运动，从而让第一梯形卡死块28向右运动离开第一梯形卡死槽27不再卡死，由于从动块2位于环槽内位置一直不动，此时主动块26位于从动块2正上端，第一梯形卡死块28向右运动会推动梯形平移块29向下运动，从而使固定杆33向下运动，固定杆33进入从动块2上端的卡动槽11内，从而使主动块26与从动块2相连，第一回转弹簧6的弹力作用下复位运动，从而带动主动块26与从动块2逆时针转动，从动块2带动第二回转块18转动，从而使第二回转弹簧3蓄力，直到第二梯形卡死块16进入第三梯形卡死槽34内卡住，此时第一梯形卡死块28进入梯形复位槽10内，第一梯形卡死块28在弹力作用下复位，从而使梯形平移块29在弹力作用下向上复位运动，主动块26与从动块2不再相连，主动块26在第一回转弹簧6的弹力下继续转动直到回到初始位置，从动块2在第二回转弹簧3的回转力作用下逆时针转动，从动块2带动运动轴5转动，运动轴5带动转动门38转动，直到完全复位，第一梯形推动块21向右运动让第一梯形卡死块28离开梯形复位槽10，从而使门处于九十度完全打开状态，下侧铰链机构35恢复到初始状态；

然后，关门时候，此时下侧铰链机构35，从动块2与主动块26都在环槽内转动，不会带动运动轴5转动，从而不会影响到上侧铰链35，此时下侧铰链35机构运动方式与上述的上侧铰链开门状态类似，此为下侧铰链机构35，如果门关闭状态不足六十度，松开门后，第一回转弹簧6的弹力作用下会复位运动，从而将转动门38继续打开，如果门关闭状态超过六十度时，与上述门开启状态超过六十度时的开门状态类似，从而使门完全处于关闭状态，上侧铰链机构35恢复到初始状态，重复上述操作可以实现多次开门与关门。

有益地，所述第一回转弹簧6的弹力等于第二回转弹簧3的弹力，所述第一回转弹簧6的弹力远大于其他弹簧的弹力，所述第一环形槽9、第二环形槽4表面光滑，所述第二推动弹簧12的弹力远大于第二卡死弹簧19的弹力，所述第一推动弹簧23的弹力远大于第一卡死弹簧25和复位弹簧31的总弹力，其作用的保证设备正常运行。

有益地，所述下侧的转动轴7转动九十度后与开门轴39下端固定连接，所述上侧铰链机构35处于关门状态时下侧铰链机构35处于开门状态，所述上侧铰链机构35处于开门状态时下侧铰链机构35处于关门状态，所述上侧铰链机构35处于开门状态时，顺时针转动大于四十五度小于九十度时，此处设置为六十度，第一梯形推动块21进入第一梯形卡死槽27将第一梯形卡死块28顶出第一梯形卡死槽27，其作用是使门开关门时都能正常角度运行。

具体使用方法：本发明工作中，开门时候，此时下侧铰链机构35，动块2与主动块26都在环槽内转动，不会带动运动轴5转动，从而不会影响到上侧铰链，顺时针推动转动门38，转动门38带动开门轴39转动，开门轴39带动上下两转动轴7转动，此为上侧铰链机构35，转动轴7带动运动轴5转动，由于此时第一梯形卡死块28位于第一梯形卡死槽27内卡死住，从而使运动轴5带动主动块26转动，主动块26带动第一回转块28转动，从而使第一回转弹簧6蓄力，如果门开启状态不足六十度，松开门后，在第一回转弹簧6的弹力作用下会复位运动，从而将转动门38关闭，如果门开启状态超过六十度时，第一梯形推动块21向右运动，从而让第一梯形卡死块28向右运动离开第一梯形卡死槽27不再卡死，由于从动块2位于环槽内位置一直不动，此时主动块26位于从动块2正上端，第一梯形卡死块28向右运动会推动梯形平移块29向下运动，从而使固定杆33向下运动，固定杆33进入从动块2上端的卡动槽11内，从而使主动块26与从动块2相连，第一回转弹簧6的弹力作用下复位运动，从而带动主动块26与从动块2逆时针转动，从动块2带动第二回转块18转动，从而使第二回转弹簧3蓄力，直到第二梯形卡死块16进入第三梯形卡死槽34内卡住，此时第一梯形卡死块28进入梯形复位槽10内，第一梯形卡死块28在弹力作用下复位，从而使梯形平移块29在弹力作用下向上复位运动，主动块26与从动块2不再相连，主动块26在第一回转弹簧6的弹力下继续转动直到回到初始位置，从动块2在第二回转弹簧3的回转力作用下逆时针转动，从动块2带动运动轴5转动，运动轴5带动转动门38转动，直到完全复位，第一梯形推动块21向右运动让第一梯形卡死块28离开梯形复位槽10，从而使门处于九十度完全打开状态，下侧铰链机构35恢复到初始状态，关门时候，此时下侧铰链机构35，从动块2与主动块26都在环槽内转动，不会带动运动轴5转动，从而不会影响到上侧铰链35，此时下侧铰链35机构运动方式与上述的上侧铰链开门状态类似，此为下侧铰链机构35，如果门关闭状态不足六十度，松开门后，第一回转弹簧6的弹力作用下会复位运动，从而将转动门38继续打开，如果门关闭状态超过六十度时，与上述门开启状态超过六十度时的开门状态类似，从而使门完全处于关闭状态，上侧铰链机构35恢复到初始状态，重复上述操作可以实现多次开门与关门，此装置具有机构简单，操作方便，实现按照门开启角度自动将门开启关闭，避免门开启的不充分导致进出不顺畅，装置稳定性高，具有很高的实用性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。