防夹型窗户技术领域
本发明涉及门窗结构技术领域,特别是涉及一种防夹型窗户。
背景技术
门窗作为建筑物的重要组成部分,为建筑物室内空间提供采光、通风、隔离等功
能。现有技术中,门窗包括门窗框和门窗扇,门窗框固定于建筑物的墙体上,门窗框与门窗
扇通过铰接轴铰接连接,所述门窗扇绕铰接轴轴线转动的过程中,实现门窗的开关。随着家
居智能化和物联网技术的发展,电动窗户的应用范围也越来越广。现有电动窗户多以电动
马达作为动力,可实现远程控制、定时开关、智能开关等。
由于在电动窗户在关闭时,存在无法查看窗户实际情况的问题,这样,无论窗户是
通过人为控制关闭还是自动关闭时,若在有人体手部、头部、颈部等位于窗体与窗扇之间或
有物体搁置在窗框上时,不但可能对人体或物体造成一定的伤害、损坏,而且可能导致窗
框、窗扇变形,影响窗户的正常使用。
发明内容
针对上述提出的电动窗户在关闭时,由于存在无法查看窗户实际情况,可能导致
伤害人体,损坏器物或窗户本身的问题,本发明提供了一种防夹型窗户,该窗户通过感知关
闭时力的大小,直接或间接的起到关闭防夹作用。
本发明提供的防夹型窗户通过以下技术要点来解决问题:防夹型窗户,包括窗框
及作为玻璃或纱窗固定部件的窗扇架,所述窗扇架的外形呈框状,窗扇架的至少一条边上
还设置有橡胶垫,在窗户闭合时,所述橡胶垫被夹持在窗扇架与窗框之间,还包括内嵌于橡
胶垫内的压力传感器,还包括用于驱动窗扇架开、合的驱动装置,所述压力传感器的信号输
出端与驱动装置的运行控制模块相连。
具体的,以上窗扇架上安装玻璃时,可得到玻璃窗扇,以上窗扇架上安装纱窗时,
可得到纱窗窗扇,以上窗扇架与窗框的连接形式可通过铰接轴连接,也可通过设置在窗框
上的轨道与设置在窗扇架上的轨道槽配合完成连接。这样,以上驱动装置可采用驱动电机,
通过连杆机构驱动窗扇绕铰接轴转动,实现窗扇的内平开、外平开、内旋开、外旋开;通过螺
纹杆等,驱动窗扇沿着轨道运动,实现窗扇具有水平推拉窗的开启模式。
以上限定为在窗户闭合时,所述橡胶垫被夹持在窗扇架与窗框之间,即窗扇采用
平开和旋开时,将橡胶垫设置在窗扇的内侧或外侧,在窗扇关闭时,橡胶垫被夹持在窗扇架
与窗框的内侧表面或外侧表面之间;窗扇采用水平推拉窗开启模式时,橡胶垫设置在窗扇
架的侧面,在窗扇关闭时,橡胶垫被夹持在窗扇架的侧面与窗框的内侧面之间。
以上结构中,设置在橡胶垫内的压力传感器可用于感知窗扇关闭过程中阻力的大
小,同时,压力信号转换成的电信号输出至运行控制模块,运行控制模块接受以上电信号
后,可改变驱动装置的运行模式,如驱动装置为驱动电机时,可控制驱动电机停止运行或反
转,从而使得窗扇具备防夹功能,达到保护窗扇关闭过程中伤害人体、物体或窗户本身的目
的。
以上将压力传感器内嵌于橡胶垫中,在窗扇关闭过程受到阻碍时,以上橡胶垫可
通过弹性变形缓冲压力传感器的受力,达到保护压力传感器的目的;同时,以上橡胶垫还可
作为压力传感器的防水层,这样,橡胶垫可作为压力传感器与雨、雾、尘埃等的隔离层,可使
得压力传感器具有理想的使用寿命;同时,以上橡胶垫可作为窗扇架与窗框之间的密封层,
这样,可使得本窗户关闭时具有理想的密封性能。
优选设置为还包括报警装置,以上压力传感器的输出端连接在报警装置的信号采
集端上。
更进一步的技术方案为:
所述压力传感器的敏感元件为电阻应变片,且电阻应变片的形式为丝状应变片;
所述橡胶垫呈条状,橡胶垫与橡胶垫所在的窗扇架的边平行;
所述丝状应变片封装于橡胶垫内,且丝状应变片与用于封装其的橡胶垫平行。
以上压力传感器即为应变片压力传感器,敏感元件即为将受力时的应变变化转换
成电信号的器件,采用电阻应变片为丝状应变片,同时设置为丝状应变片与对应橡胶垫平
行,橡胶垫与窗扇架对应的边平行,便于实现采用较少的应变片材料,使得压力传感器具有
较大的检测覆盖长度、便于实现采用较少的橡胶垫材料,使得窗户在关闭时,具有更理想的
接缝密封性能。
优选设置为窗扇为平开或旋开开关模式时,窗扇架的各边上均设置与所在边平行
的橡胶垫,所述橡胶垫内均封装丝状应变片,这样,便于实现窗户关闭时的全方位防护。
为使得沿着橡胶垫的长度方向,橡胶垫的各点受压时,压力传感器均能够感知压
力信号,所述丝状应变片贯穿橡胶垫的两端。
为使得沿着窗扇架对应边的长度方向,窗扇架对应边的各点受压时,压力传感器
均能够感知压力信号,同时使得橡胶垫具有最佳的接缝密封性能,所述橡胶垫的端部与橡
胶垫所在的窗扇架的边的端部齐平。
作为一种可利用窗扇架本身固定橡胶垫、同时通过窗扇架本身限定橡胶垫的变形
方向,以使得压力传感器能够准确的根据压力大小输出电信号以控制驱动装置的方案,所
述橡胶垫设置在窗扇架的边的转角处,且橡胶垫局部嵌入窗扇架内。本方案中,通过窗扇架
本身对橡胶垫的约束,可使得橡胶垫能够被稳定的固定在窗扇架上,通过窗扇架本身约束
橡胶垫的变形方向后,可使得橡胶垫能够发挥理想的窗户接缝密封性能,同时,本方案由于
橡胶垫的固定利用窗扇架本身的内部空间,在减小整个窗户所占空间大小的情况下,还便
于将橡胶垫设置得更厚,这样,在橡胶垫所有应力一定的情况下,单位面积的橡胶垫变形更
小,达到减缓橡胶垫老化、延长橡胶垫使用寿命的目的。
还包括设置于窗扇架上的镶嵌槽,所述镶嵌槽作为玻璃或纱窗的固定槽;
所述窗扇架由中空的型材制成;
还包括固定于窗扇架中空空间内的弹性片,所述弹性片作为镶嵌槽侧边的一部
分。
由于玻璃或纱窗与镶嵌槽连接时,通常需要涂覆或灌封密封胶,以提高两者连接
的紧凑性或实现防水功能,本方案中,通过采用弹性片作为镶嵌槽侧面的一部分,这样,可
利用弹性片的弹性变形,使得窗扇架对玻璃或纱窗具有更大的夹紧力;以上设置为窗扇架
为由中空的型材制成,不仅可使得窗扇架质量更轻,在同等刚度下耗材更少,同时为设置弹
性片预留了安装空间。以上弹性片的弹性变形可通过压力灌封、密封胶采用自膨胀橡胶,如
吸水膨胀橡胶等方案实现。
为便于规范玻璃或纱窗与窗扇架装配时,玻璃或纱窗在镶嵌槽内的位置,所述镶
嵌槽设置弹性片一侧的侧边还包括刚性边,所述弹性片位于刚性边的外侧。采用本方案,可
设置为镶嵌槽的宽度略大于或等于玻璃或纱窗的宽度,以上宽度指的是刚性边与镶嵌槽另
一侧之间的距离,在完成玻璃或纱窗与镶嵌槽的装配后,再在玻璃或纱窗与弹性片之间的
区域内灌封密封胶,这样,即可很好的实现保证玻璃或纱窗在窗扇架上位置精度的目的。
所述弹性片位于镶嵌槽的任意一侧,且述弹性片对侧的镶嵌槽侧边上还设置有第
二螺钉孔,所述第二螺钉孔的侧面与镶嵌槽相通。本方案中,以上第二螺钉孔用于安装螺
钉,窗扇架材料可采用铝合金,同时安装的螺钉尺寸需保证在螺钉深入的过程中,使得第二
螺钉孔被涨开,由于第二螺钉孔的侧面与镶嵌槽相通,即相当于第二螺钉孔为一个与镶嵌
槽相通的具有开口的孔,以上开口即作为第二螺钉孔与镶嵌槽的连通通道,这样,第二螺钉
孔变形时,可带动镶嵌槽对应的侧边变形,达到玻璃或纱窗受到更大的紧固挤压力的目的。
作为本领域技术人员,优选以上螺钉嵌入第二螺钉孔中发生在灌封密封胶之后。同时,以上
第二螺钉孔的设置方式可在镶嵌槽的对应侧壁上设置截面形状呈外凸的欧米伽形状的形
状突变部,欧米伽形状的形状突变部围城的区域即为第二螺钉孔。优选设置为弹性片与第
二螺钉孔呈正对关系。
还包括设置于镶嵌槽任意一侧侧边上的防脱部,防脱部对侧的镶嵌槽侧边上还设
置有第一螺钉孔,所述第一螺钉孔的侧面与镶嵌槽相通。以上第一螺钉孔的设置方式和功
能等同于第二螺钉孔,也是用于嵌入螺钉以改变镶嵌槽对应侧边的形状,以增大镶嵌槽对
玻璃或纱窗的挤压力,利于玻璃或纱窗在窗扇架上的紧固效果。以上防脱部用于强化玻璃
或纱窗在镶嵌槽内固定的稳固性,实现方案可通过在镶嵌槽的侧壁上设置凹凸细纹、将镶
嵌槽的侧壁面设置为锯齿面,即通过增大镶嵌槽侧面的粗糙度的方式实现。
为使得窗扇在关闭后,方便实现窗扇与窗框的可靠连接,以使得本窗扇具有更好
的防盗、防误开启功能,所述窗扇架上还设置有支耳,所述支耳上设置有通孔或盲孔,所述
通孔或盲孔作为窗扇架关闭时,窗扇架与窗框两者的锁扣孔。以上通孔或盲孔可匹配窗框
上的盲孔或通孔,通过穿入销钉、锁扣等方式实现发明目的。
本发明具有以下有益效果:
本方案中,设置在橡胶垫内的压力传感器可用于感知窗扇关闭过程中阻力的大
小,同时,压力信号转换成的电信号输出至运行控制模块,运行控制模块接受以上电信号
后,可改变驱动装置的运行模式,如驱动装置为驱动电机时,可控制驱动电机停止运行或反
转,从而使得窗扇具备防夹功能,达到保护窗扇关闭过程中伤害人体、物体或窗户本身的目
的。
以上将压力传感器内嵌于橡胶垫中,在窗扇关闭过程受到阻碍时,以上橡胶垫可
通过弹性变形缓冲压力传感器的受力,达到保护压力传感器的目的;同时,以上橡胶垫还可
作为压力传感器的防水层,这样,橡胶垫可作为压力传感器与雨、雾、尘埃等的隔离层,可使
得压力传感器具有理想的使用寿命;同时,以上橡胶垫可作为窗扇架与窗框之间的密封层,
这样,可使得本窗户关闭时具有理想的密封性能。
附图说明
图1是本发明所述的防夹型窗户一个具体实施例的结构剖视图。
图中的编号依次为:1、窗扇架,2、橡胶垫,3、压力传感器,4、镶嵌槽,41、刚性边,5、
弹性片,6、第一螺钉孔,7、第二螺钉孔,8、防脱部,9、支耳。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明,但是本发明的结构不仅限于以下
实施例。
实施例1:
如图1所示,防夹型窗户,包括窗框及作为玻璃或纱窗固定部件的窗扇架1,所述窗
扇架1的外形呈框状,窗扇架1的至少一条边上还设置有橡胶垫2,在窗户闭合时,所述橡胶
垫2被夹持在窗扇架1与窗框之间,还包括内嵌于橡胶垫2内的压力传感器3,还包括用于驱
动窗扇架1开、合的驱动装置,所述压力传感器3的信号输出端与驱动装置的运行控制模块
相连。
具体的,以上窗扇架1上安装玻璃时,可得到玻璃窗扇,以上窗扇架1上安装纱窗
时,可得到纱窗窗扇,以上窗扇架1与窗框的连接形式可通过铰接轴连接,也可通过设置在
窗框上的轨道与设置在窗扇架1上的轨道槽配合完成连接。这样,以上驱动装置可采用驱动
电机,通过连杆机构驱动窗扇绕铰接轴转动,实现窗扇的内平开、外平开、内旋开、外旋开;
通过螺纹杆等,驱动窗扇沿着轨道运动,实现窗扇具有水平推拉窗的开启模式。
以上限定为在窗户闭合时,所述橡胶垫2被夹持在窗扇架1与窗框之间,即窗扇采
用平开和旋开时,将橡胶垫2设置在窗扇的内侧或外侧,在窗扇关闭时,橡胶垫2被夹持在窗
扇架1与窗框的内侧表面或外侧表面之间;窗扇采用水平推拉窗开启模式时,橡胶垫2设置
在窗扇架1的侧面,在窗扇关闭时,橡胶垫2被夹持在窗扇架1的侧面与窗框的内侧面之间。
以上结构中,设置在橡胶垫2内的压力传感器3可用于感知窗扇关闭过程中阻力的
大小,同时,压力信号转换成的电信号输出至运行控制模块,运行控制模块接受以上电信号
后,可改变驱动装置的运行模式,如驱动装置为驱动电机时,可控制驱动电机停止运行或反
转,从而使得窗扇具备防夹功能,达到保护窗扇关闭过程中伤害人体、物体或窗户本身的目
的。
以上将压力传感器3内嵌于橡胶垫2中,在窗扇关闭过程受到阻碍时,以上橡胶垫2
可通过弹性变形缓冲压力传感器3的受力,达到保护压力传感器3的目的;同时,以上橡胶垫
2还可作为压力传感器3的防水层,这样,橡胶垫2可作为压力传感器3与雨、雾、尘埃等的隔
离层,可使得压力传感器3具有理想的使用寿命;同时,以上橡胶垫2可作为窗扇架1与窗框
之间的密封层,这样,可使得本窗户关闭时具有理想的密封性能。
优选设置为还包括报警装置,以上压力传感器3的输出端连接在报警装置的信号
采集端上。
实施例2:
如图1所示,本实施例在实施例1的基础上作进一步限定:所述压力传感器3的敏感
元件为电阻应变片,且电阻应变片的形式为丝状应变片;
所述橡胶垫2呈条状,橡胶垫2与橡胶垫2所在的窗扇架1的边平行;
所述丝状应变片封装于橡胶垫2内,且丝状应变片与用于封装其的橡胶垫2平行。
以上压力传感器3即为应变片压力传感器,敏感元件即为将受力时的应变变化转
换成电信号的器件,采用电阻应变片为丝状应变片,同时设置为丝状应变片与对应橡胶垫2
平行,橡胶垫2与窗扇架1对应的边平行,便于实现采用较少的应变片材料,使得压力传感器
3具有较大的检测覆盖长度、便于实现采用较少的橡胶垫2材料,使得窗户在关闭时,具有更
理想的接缝密封性能。
优选设置为窗扇为平开或旋开开关模式时,窗扇架1的各边上均设置与所在边平
行的橡胶垫2,所述橡胶垫2内均封装丝状应变片,这样,便于实现窗户关闭时的全方位防
护。
为使得沿着橡胶垫2的长度方向,橡胶垫2的各点受压时,压力传感器3均能够感知
压力信号,所述丝状应变片贯穿橡胶垫2的两端。
为使得沿着窗扇架1对应边的长度方向,窗扇架1对应边的各点受压时,压力传感
器3均能够感知压力信号,同时使得橡胶垫2具有最佳的接缝密封性能,所述橡胶垫2的端部
与橡胶垫2所在的窗扇架1的边的端部齐平。
作为一种可利用窗扇架1本身固定橡胶垫2、同时通过窗扇架1本身限定橡胶垫2的
变形方向,以使得压力传感器3能够准确的根据压力大小输出电信号以控制驱动装置的方
案,所述橡胶垫2设置在窗扇架1的边的转角处,且橡胶垫2局部嵌入窗扇架1内。本方案中,
通过窗扇架1本身对橡胶垫2的约束,可使得橡胶垫2能够被稳定的固定在窗扇架1上,通过
窗扇架1本身约束橡胶垫2的变形方向后,可使得橡胶垫2能够发挥理想的窗户接缝密封性
能,同时,本方案由于橡胶垫2的固定利用窗扇架1本身的内部空间,在减小整个窗户所占空
间大小的情况下,还便于将橡胶垫2设置得更厚,这样,在橡胶垫2所有应力一定的情况下,
单位面积的橡胶垫2变形更小,达到减缓橡胶垫2老化、延长橡胶垫2使用寿命的目的。
还包括设置于窗扇架1上的镶嵌槽4,所述镶嵌槽4作为玻璃或纱窗的固定槽;
所述窗扇架1由中空的型材制成;
还包括固定于窗扇架1中空空间内的弹性片5,所述弹性片5作为镶嵌槽4侧边的一
部分。
由于玻璃或纱窗与镶嵌槽4连接时,通常需要涂覆或灌封密封胶,以提高两者连接
的紧凑性或实现防水功能,本方案中,通过采用弹性片5作为镶嵌槽4侧面的一部分,这样,
可利用弹性片5的弹性变形,使得窗扇架1对玻璃或纱窗具有更大的夹紧力;以上设置为窗
扇架1为由中空的型材制成,不仅可使得窗扇架1质量更轻,在同等刚度下耗材更少,同时为
设置弹性片5预留了安装空间。以上弹性片5的弹性变形可通过压力灌封、密封胶采用自膨
胀橡胶,如吸水膨胀橡胶等方案实现。
本实施例中,所述弹性片5为采用弹簧钢制成的弧形片。
为便于规范玻璃或纱窗与窗扇架1装配时,玻璃或纱窗在镶嵌槽4内的位置,所述
镶嵌槽4设置弹性片5一侧的侧边还包括刚性边41,所述弹性片5位于刚性边41的外侧。采用
本方案,可设置为镶嵌槽4的宽度略大于或等于玻璃或纱窗的宽度,以上宽度指的是刚性边
41与镶嵌槽4另一侧之间的距离,在完成玻璃或纱窗与镶嵌槽4的装配后,再在玻璃或纱窗
与弹性片5之间的区域内灌封密封胶,这样,即可很好的实现保证玻璃或纱窗在窗扇架1上
位置精度的目的。
所述弹性片5位于镶嵌槽4的任意一侧,且述弹性片5对侧的镶嵌槽4侧边上还设置
有第二螺钉孔7,所述第二螺钉孔7的侧面与镶嵌槽4相通。本方案中,以上第二螺钉孔7用于
安装螺钉,窗扇架1材料可采用铝合金,同时安装的螺钉尺寸需保证在螺钉深入的过程中,
使得第二螺钉孔7被涨开,由于第二螺钉孔7的侧面与镶嵌槽4相通,即相当于第二螺钉孔7
为一个与镶嵌槽4相通的具有开口的孔,以上开口即作为第二螺钉孔7与镶嵌槽4的连通通
道,这样,第二螺钉孔7变形时,可带动镶嵌槽4对应的侧边变形,达到玻璃或纱窗受到更大
的紧固挤压力的目的。作为本领域技术人员,优选以上螺钉嵌入第二螺钉孔7中发生在灌封
密封胶之后。同时,以上第二螺钉孔7的设置方式可在镶嵌槽4的对应侧壁上设置截面形状
呈外凸的欧米伽形状的形状突变部,欧米伽形状的形状突变部围城的区域即为第二螺钉孔
7。优选设置为弹性片5与第二螺钉孔7呈正对关系。
还包括设置于镶嵌槽4任意一侧侧边上的防脱部8,防脱部8对侧的镶嵌槽4侧边上
还设置有第一螺钉孔6,所述第一螺钉孔6的侧面与镶嵌槽4相通。以上第一螺钉孔6的设置
方式和功能等同于第二螺钉孔7,也是用于嵌入螺钉以改变镶嵌槽4对应侧边的形状,以增
大镶嵌槽4对玻璃或纱窗的挤压力,利于玻璃或纱窗在窗扇架1上的紧固效果。以上防脱部8
用于强化玻璃或纱窗在镶嵌槽4内固定的稳固性,实现方案可通过在镶嵌槽4的侧壁上设置
凹凸细纹、将镶嵌槽4的侧壁面设置为锯齿面,即通过增大镶嵌槽4侧面的粗糙度的方式实
现。
实施例3:
本实施例在以上任意一个实施例提供的任意一个技术方案的基础上对本案作进
一步限定,如图1所示,为使得窗扇在关闭后,方便实现窗扇与窗框的可靠连接,以使得本窗
扇具有更好的防盗、防误开启功能,所述窗扇架1上还设置有支耳9,所述支耳9上设置有通
孔或盲孔,所述通孔或盲孔作为窗扇架1关闭时,窗扇架1与窗框两者的锁扣孔。以上通孔或
盲孔可匹配窗框上的盲孔或通孔,通过穿入销钉、锁扣等方式实现发明目的。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明,不能认定本
发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,
在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式,均应包含在本发明的保护范围内。