一种提升窗混合助力系统的制作方法

1.本发明涉及提升窗助力领域，特别是涉及一种提升窗混合助力系统。


背景技术：

2.窗扇是室内通风、透光的主要通道，为此，现有的窗扇尺寸都比较大，相应的重量也比较重，但是窗扇重量增加也带来了一些其他问题，如重量过重不方便启闭，安装调试困难等。现有的窗扇为了减轻自重，大多采用了配重来减轻窗扇的自重，即窗扇助力，而配重方式主要包括配重块配重或气弹簧配重，由于配重块会占用窗框的尺寸，造成窗框厚度增加，影响窗扇的美观，因此现有的窗扇配重大多采用气弹簧。但是气弹簧自身存在以下问题：1、但是气弹簧在伸出与收回时的长度一致时其力量是不等的，气弹簧自身存在力量的不等的，如气弹簧在自由状态下压缩5
㎝
和气弹簧从压缩形态后恢复至自由状态下与自由状态下相差5
㎝
时的弹力是不等的，即气弹簧的使用跟运动方向和运动距离的力不均等。因此现有气弹簧的使用环境主要是悬窗，即窗户顶部与窗框铰接，通过向外推出实现窗扇下部打开的环境，气弹簧应用在悬窗上时，在窗户与窗框之间均有一个铰接点，这两个铰接点可通过分解可使气弹簧的力趋于均等的状态，但是气弹簧应用与提升窗则会造成提升窗的配重比不一致的情况；2、气弹簧的力还存在10～20％的偏差，即100kg的气弹簧弹力分布在80～120kg的范围内，而300kg的气弹簧弹力分布范围则更大，从而造成大型、重型提升窗在使用气弹簧助力时，电机的负载范围大；3、气弹簧存在温漂显现，即气弹簧在不同环境温度的情况下，同规格的气弹簧力值不一，造成其配重重量不方便把控；4、气弹簧在直线运动时弹力分布不均，导致力值不稳定，具体表现为在压缩前期仅需要较小的力就可使气弹簧压缩，在压缩后期需要很大的力才能使气弹簧压缩。上述问题会严重影响气弹簧对重型提升窗的配重，而重型提升窗由于且结构导致在使用气弹簧时气弹簧只能进行直线运动，并且会直接作用在电机上，导致电机负载的范围增大，影响电机运行的稳定性。因此需要一种可减小配重误差，使窗扇的配重更加稳定，以保证窗扇自重稳定的助力系统。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种提升窗混合助力系统，该助力系统采用气弹簧加配重块的方案来减少窗扇的配重偏差，一方面避免窗框厚度增加，另一方面保证窗扇的重量稳定，避免带动窗扇启闭的电机超负荷运行。
4.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
5.一种提升窗混合助力系统，包括窗框、窗扇、驱动机构、气弹簧助力机构和配重块助力机构，所述窗框上设有可开启的窗扇，窗扇两侧的窗框内设有带动窗扇启闭的驱动机构，所述驱动机构包括丝杆、螺母座、同步轮和同步带，所述丝杆有两根，两根丝杆分别安装在窗扇两侧的窗框内，每根丝杆上均螺纹连接有可升降的螺母座，所述螺母座与窗扇固定连接，两根丝杆上部安装有等高的同步轮，所述窗框顶部内设有套装在两个同步轮上的同步带，窗框内还设有驱动同步带转动的驱动电机，所述窗框顶部内设有两组气弹簧助力机
构，两组气弹簧助力机构朝向相反，且沿窗扇对角分布并与窗扇侧壁连接，所述窗框两侧顶部还设有配重块助力机构，配重块助力机构与窗扇另一个对角连接。
6.所述气弹簧助力机构包括气弹簧、固定座、限位轮和钢丝，所述气弹簧有多根，多根气弹簧首尾连接后水平安装在窗框顶部，多根首尾连接的气弹簧靠近窗框侧壁的一端连接有固定座，另一端连接有限位轮，所述固定座远离气弹簧的一端内部安装有支撑轮，所述钢丝一端与固定座下部连接，钢丝另一端依次绕过限位轮后和支撑轮后向下与窗扇连接。
7.所述固定座与窗框固定连接。
8.所述配重块助力机构包括支撑框、底板、顶板、拉板、导轮组件、配重模块、承重轮和钢缆，所述支撑框内设有多个容纳腔，容纳腔内放置有配重模块，所述支撑框底部和顶部分别设有与其轮廓适配的底板和顶板，所述顶板上方设有竖直贯穿顶板、支撑框和底板的拉板，所述拉板底部与底板固定连接，顶板上方的拉板上加工有与钢缆连接的连接孔，所述支撑框每个侧壁的四角均安装有与窗框内壁接触的导轮组件，所述承重轮安装在支撑框顶部，钢缆一端与拉板上的连接孔连接，另一端绕过承重轮后与窗扇连接。
9.所述支撑框由多个框体依次拼接而成，相邻框体的侧壁上加工有多个相互配合的c型限位槽和限位块，c型限位槽和限位块分别交错的安装在相邻框体之间的侧壁上，并一一对应，位于支撑框四角的框体上安装有导轮组件。
10.所述配重模块包括配重块和重量调节块，配重块为固定重量的多块封装铅块，所述重量调节块为铁块、铸铁或/和不锈钢块。
11.两根丝杆上的螺母座等高。
12.本发明提供的提升窗混合助力系统具有的有益效果是：
13.(1)通过采用气弹簧助力机构和配重块助力机构结合的配重方案，可在节约窗框内的空间，并防止窗框尺寸增加影响美观，同时还能减小气弹簧的配重量，从而减小温差产生的配重误差，从而保证重型窗扇的配重比在驱动电机的正常负载范围内，以降低驱动机构的负荷，采用混合助力的方式还可降低重型窗扇的配重偏差，使电机的负载范围变小，保证窗扇的正常运行；
14.(2)通过在顶部的窗框内安装水平设置的气弹簧助力机构，一方面可减小窗框侧壁的厚度，使窗扇更加美观，同时还能使气弹簧助力机构方便安装和维护；
15.(3)通过采用多根气弹簧拼接呈一整根，可根据窗扇的长度调整气弹簧数量，以便于调整配重量；
16.(4)通过设置配重块助力机构，可根据窗框侧壁的型材厚度选择对应的支撑框，以保证窗框的厚度不会因为配重模块尺寸增加而增加，同时配重块助力机构超出重量部分还可通过气弹簧助力机构进行分解，可保证配重效率；
17.(5)通过设置多个框体构成的支撑框，可根据窗框的尺寸对框体进行拼接，免去了定制支撑框的过程，使支撑框的安装更加方便；
18.(6)通过设置封装铅块和重量调节块，可方便地调整配重块的重量，提高安装效率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附
图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
20.图1为本发明实施例提供的结构示意图。
21.图2为本发明实施例提供的内部结构示意图。
22.图3为图2中a处的放大图。
23.图4为本发明实施例提供的驱动机构、气弹簧助力机构和配重块助力机构的位置关系图。
24.图5为本发明实施例提供的驱动机构的结构示意图。
25.图6为本发明实施例提供的气弹簧助力机构的结构示意图。
26.图7为本发明实施例提供的固定座的内部结构示意图。
27.图8为本发明实施例提供的配重块助力机构的结构示意图。
28.图9为本发明实施例提供的支撑框的内部结构示意图。
29.附图标记：1、窗框；2、窗扇；3、驱动机构；31、丝杆；32、螺母座；33、同步轮；34、同步带；4、气弹簧助力机构；41、气弹簧；42、固定座；43、限位轮；44、钢丝；45、支撑轮；5、配重块助力机构；51、支撑框；511、框体；512、c型限位槽；513、限位块；52、底板；53、顶板；54、拉板；55、导轮组件；56、配重模块；57、承重轮；58、钢缆。
具体实施方式
30.实施例
31.如图1～图9所示，本实施例提供的提升窗混合助力系统包括窗框1、窗扇2、驱动机构3、气弹簧助力机构4和配重块助力机构5，所述窗框1上设有可开启的窗扇2，窗扇2两侧的窗框1内设有带动窗扇2启闭的驱动机构3，所述驱动机构3包括丝杆31、螺母座32、同步轮33和同步带34，所述丝杆31有两根，两根丝杆31分别竖直且可转动地安装在窗扇2两侧的窗框1内，每根丝杆31上均螺纹连接有可升降的螺母座32，所述螺母座32与窗扇2固定连接，两根丝杆31上的螺母座32等高，两根丝杆31上部安装有等高的同步轮33，所述窗框1顶部内设有套装在两个同步轮33上的同步带34，窗框1内还设有驱动同步带34转动的驱动电机，驱动电机旋转时带动同步带34转动，同步带34带动两根丝杆31同向转动，使丝杆31上的螺母座32升降，从而带动窗扇2升降以实现窗扇2启闭，所述窗框1顶部内设有两组气弹簧助力机构4，两组气弹簧助力机构4朝向相反，且沿窗扇2对角分布并与窗扇2侧壁连接，所述气弹簧助力机构4包括气弹簧41、固定座42、限位轮43和钢丝44，所述气弹簧41有多根，多根气弹簧41首尾连接后水平安装在窗框1顶部，采用多根气弹簧41可根据窗扇2的宽度进行调整，免去了定制气弹簧41的成本，同时采用多根气弹簧41可根据窗扇2的实际重量进行搭配，如气弹簧41所需的配重为20kg，在配重60kg时直接选用三根气弹簧31即可完成配重的选取，增加了安装的便捷性，多根首尾连接的气弹簧41靠近窗框1侧壁的一端连接有固定座42，另一端连接有限位轮43，所述固定座42与窗框1固定连接，连接方式有螺钉、螺杆、铆接等，所述固定座42远离气弹簧41的一端内部安装有支撑轮45，所述钢丝44一端与固定座42下部连接，钢丝44另一端依次绕过限位轮43后和支撑轮45后向下与窗扇2连接。所述窗框1两侧顶部还设有配重块助力机构5，配重块助力机构5与窗扇2另一个对角连接，述配重块助力机构5包括
支撑框51、底板52、顶板53、拉板54、导轮组件55、配重模块56、承重轮57和钢缆58，所述支撑框51内设有多个容纳腔，容纳腔内放置有配重模块56，所述支撑框51底部和顶部分别设有与其轮廓适配的底板52和顶板53，所述顶板53上方设有竖直贯穿顶板53、支撑框51和底板52的拉板54，所述拉板54底部与底板52固定连接，顶板53上方的拉板54上加工有与钢缆58连接的连接孔，所述支撑框51每个侧壁的四角均安装有与窗框1内壁接触的导轮组件55，所述承重轮57安装在支撑框51顶部，钢缆58一端与拉板54上的连接孔连接，另一端绕过承重轮57后与窗扇2连接，钢缆58与钢丝44相同，仅为了区分使用位置进行了不同的命名。
32.如图9所示，所述支撑框51由多个框体511依次拼接而成，以适应不同尺寸的窗框1使用，相邻框体511的侧壁上加工有多个相互配合的c型限位槽512和限位块513，c型限位槽512和限位块513分别交错的安装在相邻框体511之间的侧壁上，并一一对应，位于支撑框51四角的框体上安装有导轮组件55，通过导轮组件55可增加配重块助力机构5在窗框1内移动的流畅度，保证配重效率，有效避免因摩擦力影响配重的情况。
33.如图9所示，所述配重模块56包括配重块和重量调节块，配重块为固定重量的多块封装铅块，由于铅块的密度高，在同等重量的配重块下，铅块具有成本低、体积小的优点，可有效节约空间，减小窗框1尺寸，而采用封装铅块可有效避免铅污染，由于窗扇2的配重重量不一，需要对配重量进行调节，而封装铅块不能切割，否则会出现铅污染，为此需要可裁剪且不会产生污染的重量调节块，所述重量调节块为铁块、铸铁或/和不锈钢块，重量调节块优选为统一规格的条状块，这样在需要调节重量的时候可通过裁切不同长度的重量调节块就能进行精确的配重，提高配重效率，上述材质的重量调节块可任意裁切，不会产生污染，可根据实际装配过程中的重量参数来调整配重，如需要配重模块56配重101.6kg的窗扇2，则选用两个50kg的封装铅块和两个0.8kg的重量调节块，0.8kg的重量调节块通过裁切固定长度即可计算出来，如：知道重量调节块的材质，根据横截面的宽度可计算出要裁切的长度尺寸，即可方便的裁切固定重量的重量调节块，而且重量调节块采用裁切的方式可提高备货效率，企业只需要准备大体积的封装铅块和重量调节块，在封装铅块重量还需要增加时，通过裁切固定长度的重量调节块即可完成配重备货，无需准备多种规格的配重块，降低了企业的生产成本。
34.本发明的使用方法是：
35.使用时，先对窗扇2进行称重，称重后选取对应重量的气弹簧助力机构4与配重块助力机构5，使气弹簧助力机构4与配重块助力机构5的整体配重与窗扇2的重量相等，如窗扇2重量为300kg，选用两组100kg的配重块助力机构5和两组50kg的气弹簧助力机构4搭配方案，也可选用两组75kg的配重块助力机构5和两组75kg的气弹簧助力机构4搭配方案，需要注意的是，在环境温度变化大的区域，配重块助力机构5的重量占比大于气弹簧助力机构4的重量占比，才能减少环境影响气弹簧41的飘浮范围，使助力系统的配重重量控制在驱动电机的正常负载范围内。随后对气弹簧助力机构4和配重块助力机构5进行组装，气弹簧助力机构4安装时将多根气弹簧41首尾连接，然后将钢丝44安装在固定座42下方，并将钢丝44绕过限位轮43后，将气弹簧41从窗框1的型材空腔内装入窗框1内，接着将固定座42与窗框1固定，钢丝44绕过固定座42上的支撑轮45后向下与窗框1连接；配重块助力机构5安装时，将配重模块56放入支撑框51内的容纳腔内，然后将底板52、顶板53和拉板54固定在支撑框51上，将支撑框51组装成一个整体，并在支撑框51每个侧壁四角安装导轮组件55，然后将钢缆
58连接在拉板54顶部的连接孔内，接着将钢缆58绕过安装在窗框1顶部的承重轮57后与窗扇2连接。两组气弹簧助力机构4和两组配重块助力机构5呈对角安装在窗扇2两端，这样可保证窗扇2的平稳，以保证窗扇2运行的稳定性。
36.采用气弹簧助力机构4和配重块助力机构5的混合使用，可避免只采用气弹簧41配重引起的温漂现象，和只采用配重块配重引起的窗框1厚度增加影响窗户美观的情况，具有便于安装、调试的优点，同时还可防止配重重量波动范围大的问题，减轻了驱动电机的负载，提高窗扇2的稳定性，使重型的窗扇2适用于温差大的环境下使用。在温差大的环境下，大部分的配重力可通过配重块助力机构5来调节，配重块具有重量稳定，不随环境变化而变化，部分需要调节的配重力通过气弹簧助力机构4来实现，这样既不会增加窗框的厚度，也可保证配重力在一个波动较小的范围内；在温差较小的环境下，则可将配重力平均分配给气弹簧助力机构4和配重块助力机构5，这样既可保证窗户的美观，也可保证窗扇2配重的稳定性，气弹簧的力值波动也不会太大，保证了驱动电机的负载范围小，使其运行更加稳定。
37.以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。应当注意，在附图中所图示的结构或部件不一定按比例绘制，同时本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述，以避免不必要地限制本发明。