可用于实现窗扇开启状态转换的插销结构技术领域
本发明涉及门窗结构技术领域，特别是涉及一种可用于实现窗扇开启状态转换的
插销结构。
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。
现有门窗结构的开启方式包括两种：以上铰接轴设置于门窗结构的侧面，这样可
实现门窗的平开；以上铰接轴设置于门窗结构顶面，这样可实现门窗结构的外悬开。然而，
现有技术中单个门窗的开启方式仅局限于为以上开启方式中的一种，如用户在选择门窗
时，特别是窗户，在选择开启状态下空气流通性能更好的平开门窗时，在雨天门窗遮雨性能
较差；在选择遮雨性能良好的外悬开门窗时，在晴天又达不到最强的与外界空气对流的效
果。现有技术中的门窗结构有待于进一步。
发明内容
针对上述提出的现有技术中的门窗结构有待于进一步改进的问题，本发明提供了
一种可用于实现窗扇开启状态转换的插销结构，该结构可用于窗户的窗框与窗扇连接，方
便实现窗扇开合状态的转换。
本发明提供的可用于实现窗扇开启状态转换的插销结构通过以下技术要点来解
决问题：可用于实现窗扇开启状态转换的插销结构，包括销钉及驱动结构，所述驱动结构包
括驱动电机、连接在驱动电机转子上的齿轮、与齿轮齿啮合的齿条，齿条上还连接有连杆，
连杆上还连接有至少两颗销钉；
各销钉的轴线共线，且各销钉的前端朝向相同。
具体的，以上驱动电机用于驱动齿轮转动，所述齿条用于将旋转运动转换为直线
运动。在齿轮正、反转的过程中，以上齿轮可驱动齿条向不同方向运动，这样，销钉随连杆
左、右运动；以上销钉的前端即为销钉在插入销孔时，首先嵌入销孔的一端。
本结构可用于安装在窗户的窗框中，以上销钉作为窗扇开启或关闭的转轴或作为
窗框与窗扇锁紧的锁紧件。采用以上结构，如在窗框的任意一条高度边内内嵌一个以上结
构，在窗框的任意一条宽度边内内嵌一个以上结构，同时，设置为，高度边内的结构中，齿条
及销钉在对应驱动电机的作用下在窗户的高度方向运动、宽度边内的结构中，齿条及销钉
在对应驱动电机的作用下在窗户的宽度方向运动，任意一个结构中的销钉与窗扇上的销孔
配合时，可使得窗扇形成平开模式或旋开模式，且通过改变销钉与窗扇的配合状态，可实现
以上平开模式与旋开模式的切换；两个结构中的销钉均与窗扇上的销孔配合时，可实现本
结构对窗扇的锁定状态，使得本结构实现窗户防盗功能。
本结构可用于窗户的窗框与窗扇连接，方便实现窗扇开合状态的转换。同时，由于
现有技术中窗框的高度边和宽度边均呈条状，而本结构的结构特点和运动模式特点，可使
得用于容置本结构和限定连杆运动方向的结构均可通过窗框的框架实现，即工作状态下的
本结构可完全实现全内嵌安装或仅有少部分暴露于窗扇与窗框之间的夹缝中，这样，可使
得本结构具有不影响建筑装饰、安装所占空间小的特点。本装置特别适合于销孔的设置位
置设置在宽度边之间或高度边之间的情况，这样，作为窗扇铰接轴的销钉可完全内嵌于窗
扇的框架与窗缝中，使得采用本结构的窗户具有绝佳的防盗性能。
更进一步的技术方案为：
由于本装置要实现其功能需要与窗扇上的销孔配合，为使得销钉与销孔具有良好
的配合精度，所述齿条与各销钉之间均设置有铰接部，各铰接部作为对应销钉与齿条之间
的中间连接件。作为本领域技术人员，具有以上铰接部后，在本装置安装时，首先完成销钉
与销孔的定位，再完成连杆运动轨迹的限定即可；也可实现销钉在运动过程中，通过销孔对
销钉的导向，通过以上铰接部实现销钉与销孔的良好配合。
作为在一个面内，销钉位置能够根据销孔位置方便调整的实现方案，所述齿条与
各销钉之间均设置有两个铰接部，两个铰接部均通过铰接轴使两端的部件形成铰接连接关
系，且两根铰接轴的轴线相互平行。优选设置为连杆包括四段，齿条的两端各连接有两段，
且处于齿条同侧的两段连杆通过铰接轴铰接连接，与齿条直接连接的连杆通过铰接轴相
连。
作为在空间内，销钉位置能够根据销孔位置方便调整的实现方案，所述齿条与各
销钉之间均设置有两个铰接部，两个铰接部均通过铰接球嵌入对应球座中使两端的部件形
成球铰接连接关系。以上铰接球与球座的配合可通过关节轴承实现。优选设置为连杆包括
四段，齿条的两端各连接有两段，且处于齿条同侧的两段连杆通过关节轴承铰接连接，与齿
条直接连接的连杆通过关节轴承相连。
窗扇加工完成后，由于各销孔的位置相对固定，为使得各销钉的位置能够更好的
适应对应销孔的位置，还包括数量与销钉数量相等的销钉座，各销钉均通过不同的销钉座
与连杆相连，且各销钉座在连杆轴线上的位置均可调。
为使得销钉能够更为准确的与销孔配合，各销钉均通过关节轴承与对应的销钉座
相连。本方案中，在销钉受到销孔侧面的阻挡时，以上关节轴承两侧的两个部件发生相对转
动，这样，可使得销钉能够顺利的进出销孔。
为方便获得较大的销钉进出销孔的抽插力，还包括减速器，所述齿轮通过减速器
与驱动电机相连。
为提高齿轮与齿条的配合精度，以利于本装置结构的紧凑性以及提高齿轮、齿条
的寿命，还包括齿条座，所述齿条座上设置有限位块，齿条上还设置有限位滑槽，且限位块
内嵌于限位滑槽中，所述限位滑槽呈条状。即以上限位滑槽与限位块的配合关系，可用于限
定齿条在齿轮作用下运动的轨迹：使得齿条尽可能平行于销孔的轴线方向运动。
为使得销钉更够更为顺利的导入销孔中，各销钉的前端均设置有顶尖。
作为一种可直观反映销钉所处位置的实现方案，以作为判定窗扇与窗框连接可靠
性的依据，还包括限位装置，所述限位装置用于感知任意一颗销钉的位置。以上限位装置可
采用位置传感器、应变片等，以上应变片的实现方案优选设置为以下形式：应变片安装在销
钉的运动路径上，通过销钉、销钉座、连杆、齿条中任意一者对应变片作用时在应变片上产
生的变形大小，得到一个电阻变化信号以获得销钉的位置；由于本方案中包括了铰接部，为
使得以上电阻变化信号反映销定位置更为可靠，如销钉固定在连杆的端部，优选设置为应
变片与连杆的端部作用或与销钉直接作用。同时，设置为应变片在销钉运动路径上的位置
可调，以使得本装置具有更好的适应性。同时，设置为限位装置的输出信号与驱动电机的控
制电路相连，即通过限位装置达到自动控制驱动电机工作状态的功能。
作为优选方案，为利于齿条与齿轮之间的位置精度，设置为齿轮的左、右侧均设置
有销钉；进一步的，还包括平衡装置，以上平衡装置为与齿轮齿啮合的平衡齿，平衡齿与齿
条相对于齿轮的轴线呈对称布置，以上平衡装置用于平衡通过齿条施加在齿轮转轴上的弯
矩。
本发明具有以下有益效果：
本结构可用于窗户的窗框与窗扇连接，方便实现窗扇开合状态的转换。同时，由于
现有技术中窗框的高度边和宽度边均呈条状，而本结构的结构特点和运动模式特点，可使
得用于容置本结构和限定连杆运动方向的结构均可通过窗框的框架实现，即工作状态下的
本结构可完全实现全内嵌安装或仅有少部分暴露于窗扇与窗框之间的夹缝中，这样，可使
得本结构具有不影响建筑装饰、安装所占空间小的特点。本装置特别适合于销孔的设置位
置设置在宽度边之间或高度边之间的情况，这样，作为窗扇铰接轴的销钉可完全内嵌于窗
扇的框架与窗缝中，使得采用本结构的窗户具有绝佳的防盗性能。
附图说明
图1是本发明所述的可用于实现窗扇开启状态转换的插销结构一个具体实施例的
结构示意图；
图2是本发明所述的可用于实现窗扇开启状态转换的插销结构一个具体实施例
中，齿条与齿条座的连接关系示意图。
图中的编号依次为：1、驱动电机，2、减速器，3、齿条座，31、限位块，4、齿轮，5、齿
条，51、限位滑槽，6、连杆，7、销钉座，8、销钉，9、限位装置，10、平衡装置。
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和图2所示，可用于实现窗扇开启状态转换的插销结构，包括销钉8及驱动结
构，所述驱动结构包括驱动电机1、连接在驱动电机1转子上的齿轮4、与齿轮4齿啮合的齿条
5，齿条5上还连接有连杆6，连杆6上还连接有至少两颗销钉8；
各销钉8的轴线共线，且各销钉8的前端朝向相同。
具体的，以上驱动电机1用于驱动齿轮4转动，所述齿条5用于将旋转运动转换为直
线运动。在齿轮4正、反转的过程中，以上齿轮4可驱动齿条5向不同方向运动，这样，销钉8随
连杆6左、右运动；以上销钉8的前端即为销钉8在插入销孔时，首先嵌入销孔的一端。
本结构可用于安装在窗户的窗框中，以上销钉8作为窗扇开启或关闭的转轴或作
为窗框与窗扇锁紧的锁紧件。采用以上结构，如在窗框的任意一条高度边内内嵌一个以上
结构，在窗框的任意一条宽度边内内嵌一个以上结构，同时，设置为，高度边内的结构中，齿
条5及销钉8在对应驱动电机1的作用下在窗户的高度方向运动、宽度边内的结构中，齿条5
及销钉8在对应驱动电机1的作用下在窗户的宽度方向运动，任意一个结构中的销钉8与窗
扇上的销孔配合时，可使得窗扇形成平开模式或旋开模式，且通过改变销钉8与窗扇的配合
状态，可实现以上平开模式与旋开模式的切换；两个结构中的销钉8均与窗扇上的销孔配合
时，可实现本结构对窗扇的锁定状态，使得本结构实现窗户防盗功能。
本结构可用于窗户的窗框与窗扇连接，方便实现窗扇开合状态的转换。同时，由于
现有技术中窗框的高度边和宽度边均呈条状，而本结构的结构特点和运动模式特点，可使
得用于容置本结构和限定连杆6运动方向的结构均可通过窗框的框架实现，即工作状态下
的本结构可完全实现全内嵌安装或仅有少部分暴露于窗扇与窗框之间的夹缝中，这样，可
使得本结构具有不影响建筑装饰、安装所占空间小的特点。本装置特别适合于销孔的设置
位置设置在宽度边之间或高度边之间的情况，这样，作为窗扇铰接轴的销钉8可完全内嵌于
窗扇的框架与窗缝中，使得采用本结构的窗户具有绝佳的防盗性能。
实施例2：
如图1和图2所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：由于本装置要实现
其功能需要与窗扇上的销孔配合，为使得销钉8与销孔具有良好的配合精度，所述齿条5与
各销钉8之间均设置有铰接部，各铰接部作为对应销钉8与齿条5之间的中间连接件。作为本
领域技术人员，具有以上铰接部后，在本装置安装时，首先完成销钉8与销孔的定位，再完成
连杆6运动轨迹的限定即可；也可实现销钉8在运动过程中，通过销孔对销钉8的导向，通过
以上铰接部实现销钉8与销孔的良好配合。
作为在一个面内，销钉8位置能够根据销孔位置方便调整的实现方案，所述齿条5
与各销钉8之间均设置有两个铰接部，两个铰接部均通过铰接轴使两端的部件形成铰接连
接关系，且两根铰接轴的轴线相互平行。优选设置为连杆6包括四段，齿条5的两端各连接有
两段，且处于齿条5同侧的两段连杆6通过铰接轴铰接连接，与齿条5直接连接的连杆6通过
铰接轴相连。
作为在空间内，销钉8位置能够根据销孔位置方便调整的实现方案，所述齿条5与
各销钉8之间均设置有两个铰接部，两个铰接部均通过铰接球嵌入对应球座中使两端的部
件形成球铰接连接关系。以上铰接球与球座的配合可通过关节轴承实现。优选设置为连杆6
包括四段，齿条5的两端各连接有两段，且处于齿条5同侧的两段连杆6通过关节轴承铰接连
接，与齿条5直接连接的连杆6通过关节轴承相连。
窗扇加工完成后，由于各销孔的位置相对固定，为使得各销钉8的位置能够更好的
适应对应销孔的位置，还包括数量与销钉8数量相等的销钉座7，各销钉8均通过不同的销钉
座7与连杆6相连，且各销钉座7在连杆6轴线上的位置均可调。
为使得销钉8能够更为准确的与销孔配合，各销钉8均通过关节轴承与对应的销钉
座7相连。本方案中，在销钉8受到销孔侧面的阻挡时，以上关节轴承两侧的两个部件发生相
对转动，这样，可使得销钉8能够顺利的进出销孔。
为方便获得较大的销钉8进出销孔的抽插力，还包括减速器2，所述齿轮4通过减速
器2与驱动电机1相连。
为提高齿轮4与齿条5的配合精度，以利于本装置结构的紧凑性以及提高齿轮4、齿
条5的寿命，还包括齿条座3，所述齿条座3上设置有限位块31，齿条5上还设置有限位滑槽
51，且限位块31内嵌于限位滑槽51中，所述限位滑槽51呈条状。即以上限位滑槽51与限位块
31的配合关系，可用于限定齿条5在齿轮4作用下运动的轨迹：使得齿条5尽可能平行于销孔
的轴线方向运动。
为使得销钉8更够更为顺利的导入销孔中，各销钉8的前端均设置有顶尖。
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和图2所示，作为一种可直观反映销钉8所处位置的实现方案，以作为判定
窗扇与窗框连接可靠性的依据，还包括限位装置9，所述限位装置9用于感知任意一颗销钉8
的位置。以上限位装置9可采用位置传感器、应变片等，以上应变片的实现方案优选设置为
以下形式：应变片安装在销钉8的运动路径上，通过销钉8、销钉座7、连杆6、齿条5中任意一
者对应变片作用时在应变片上产生的变形大小，得到一个电阻变化信号以获得销钉8的位
置；由于本方案中包括了铰接部，为使得以上电阻变化信号反映销定位置更为可靠，如销钉
8固定在连杆6的端部，优选设置为应变片与连杆6的端部作用或与销钉8直接作用。同时，设
置为应变片在销钉8运动路径上的位置可调，以使得本装置具有更好的适应性。同时，设置
为限位装置9的输出信号与驱动电机1的控制电路相连，即通过限位装置9达到自动控制驱
动电机1工作状态的功能。
实施例4：
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，为利于齿条5与齿轮4之间的位置精度，设置为齿轮4的左、右侧均设
置有销钉8；进一步的，还包括平衡装置10，以上平衡装置10为与齿轮4齿啮合的平衡齿，平
衡齿与齿条5相对于齿轮4的轴线呈对称布置，以上平衡装置用于平衡通过齿条5施加在齿
轮4转轴上的弯矩。
本实施例中，齿轮4的轴线方向位于水平方向，齿条5设置在齿轮的上侧，平衡装置
10采用结构与齿条5结构相同的平衡齿，且平衡齿设置在齿轮4的下方以向上为齿轮4施加
一个推力，以上推力用于平衡齿条5对齿轮4的压力。
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。