一种电动式天窗技术领域
本发明涉及门窗结构技术领域，特别是涉及一种电动式天窗。
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。天窗特
指开设于屋顶或设备顶部用于通风或透光的窗户，常用于建筑、汽车车厢、地铁车厢、火车
车厢上，现有技术中的天窗开启方式单一，同时用于驱动天窗开闭的驱动机构结构复杂，现
有的天窗结构有待于进一步优化。
发明内容
针对上述提出的现有技术中的天窗开启方式单一，同时用于驱动天窗开闭的驱动
机构结构复杂，天窗的结构有待于进一步优化的问题，本发明提供了一种电动式天窗。本天
窗结构具有多种不同的开启模式，同时驱动部结构简单、窗扇开启状态保持能力好。
本发明提供的一种电动式天窗通过以下技术要点来解决问题：一种电动式天窗，
包括窗框、窗扇及用于驱动窗扇开、闭的驱动部，所述驱动部不止一个；
所述驱动部包括电机、螺纹杆、滑块、撑杆及连接座，所述电机固定于窗框上，螺纹
杆的一端与电机连接，且螺纹杆两端的螺纹旋向相反；
所述滑块为两块，两块滑块分别与螺纹杆的不同端螺纹连接；
所述撑杆为两根，各撑杆的一端分别通过销钉与不同的滑块铰接连接，且两根撑
杆分别与螺纹杆的夹角相等；
各撑杆的另一端均与连接座铰接连接，连接座固定于窗扇上；
各连接座上均设置有铰接座，所述窗扇可相对于所述铰接座转动。
具体的，以上驱动部即为窗扇开闭的驱动部件，本案中，将驱动部设置为包括电
机、螺纹杆、滑块、撑杆及连接座，同时，螺纹杆两端的螺纹旋向相反，这样，在电机驱动螺纹
杆转动的过程中，由于连接座与窗扇连接、撑杆与连接座连接、连接座与滑块连接，滑块受
撑杆的约束，两块滑块在螺纹杆上螺纹的驱动下，根据电机的旋向不同，两块滑块仅能沿着
在螺纹杆的轴线方向做相向运动或向背运动，此时，撑杆与螺纹杆之间夹角同步变化的同
时，连接座在撑杆的作用下向螺纹杆的一侧运动或向远离螺纹杆的一侧运动，实现窗扇开
启状态的调节。以上结构提供的驱动部中，由于连接座的位置受两根撑杆的约束，故本结构
区别于现有技术中的电动天窗，驱动部件结构更为简单，同时在电机停止工作时，窗扇开启
状态的保持性能更好。
进一步的，由于本案中包括不止一个驱动部，各连接座上均设置有铰接座，所述窗
扇可相对于所述铰接座转动，这样，部分驱动部工作时，这些驱动部可抬升或下降窗扇的某
一单侧，而另一部分驱动部上的铰接座可充当窗扇单侧升降时的转动点，这样，就可使得本
天窗具有多种不同的开启模式。如设置四个驱动部，第一个驱动部安装在天窗左侧的前端，
第二个驱动部安装在天窗左侧的后端，第三个驱动部安装在天窗右侧的前端，第四个驱动
部安装在天窗右侧的后端：第一个驱动部与第二个驱动部电机工作时，第三个驱动部与第
四个驱动部作为窗扇转动的支撑点，可实现天窗左侧的启闭、第一个驱动部与第三个驱动
部电机工作时，第二个驱动部与第四个驱动部作为窗扇转动的支撑点，可实现天窗前侧的
启闭、第三个驱动部与第四个驱动部电机工作时，第一个驱动部与第二个驱动部作为窗扇
转动的支撑点，可实现天窗右侧的启闭、第二个驱动部与第四个驱动部电机工作时，第一个
驱动部与第三个驱动部作为窗扇转动的支撑点，可实现天窗后侧的启闭、四个驱动部同时
工作时，可实现天窗的平开或平关。
为使得窗扇在单侧开启时能够开启较大幅度，可将撑杆设置为均为柔性杆，即撑
杆受力时可弯曲，如采用螺旋弹簧或弹簧钢片作为撑杆；也可设置为电机与窗框的固定模
式为在窗框上设置数量与电机数量相等的限位槽，将电机分别置放于一个限位槽中，在部
分驱动部的电机工作时，通过部分电机在限位槽中滑动，来达到增大窗扇单侧开启幅度的
目的；同理，连接座与窗扇的固定模式亦可设置为电机与窗框的固定模式，即可在窗扇的下
侧设置数量与连接座数量相等的限位槽，连接座分别置入一个限位槽中，在部分驱动部的
电机工作时，部分连接座在对应限位槽中滑动来达到增大窗扇单侧开启幅度的目的；作为
本领域技术人员，为实现上述目的，亦可设置为窗扇与连接座均采用合页组件连接，所述合
页组件包括两个相连的合页，其中一个合页转轴的轴线方向位于窗扇的长度方向，另一个
合页转轴的轴线方向位于窗扇的宽度方向；作为本领域技术人员，本案中每个驱动部中实
际上包括至少两个铰接点，如铰接座采用球铰接头铰接时，为实现上述目的，每个铰接部
中，可设置为其中一个铰接点不仅可发生转动，还可发生沿着窗扇长度方向的滑动，另一个
铰接点不仅可发生转动，还可发生沿着窗扇宽度方向的滑动，如采用孔与轴铰接时，将轴设
置为长轴，即孔与轴不仅可发生相对转动，同时孔可沿着长轴的轴线方向滑动。
更进一步的技术方案为：
作为铰接座的具体实现形式，所述铰接座为万向接头或球铰接头。以上铰接座的
两种实现形式中，可实现窗扇以铰接座为转动点向不同的方向转动，以使得本案中的窗扇
具有多种开启模式。
作为天窗结构的一种具体实现形式，所述窗框呈矩形框状，所述窗扇呈矩形，所述
驱动部的数量为四个，四个驱动部分别设置于天窗结构的四个转角处；
螺纹杆的轴线方向平行于窗框的长度边或宽度边，各驱动部中，用于实现撑杆与
滑块铰接连接的销钉的轴线与该驱动部中螺纹杆的轴线垂直；
所述万向接头包括两根铰接轴，其中一根铰接轴的轴线方向平行于天窗结构的长
度方向，另一根铰接轴的轴线方向平行于天窗结构的宽度方向。本实现形式中，可使得本天
窗结构具有以下开启模式：左侧开、右侧开、前侧开、后侧开及平开模式。
进一步的，由于螺纹杆的螺纹长度是制约天窗开启幅度的重要因素，作为一种便
于将驱动部设置成隐藏式，即在窗扇开启幅度较大的情况下，可减小本天窗结构的总体积
及提升本天窗结构外观美观性的设计，所述窗框呈长方形框状，所述窗扇呈长方形，各驱动
部的电机均固定于窗框的长度边上，且螺纹杆的轴线方向均与窗框的长度方向平行，用于
实现撑杆与滑块铰接连接的销钉的轴线位于窗框的宽度方向。
为优化驱动部中各铰接点的受力，所述驱动部还包括滑座，所述滑座固定于窗框
上，所述滑座上设置有长度方向与螺纹杆轴线方向平行的滑槽，各滑块靠近窗框的一端均
嵌入滑槽中。
为便于实现本天窗结构开启状态的远程控制，还包括用于控制各电机工作的控制
模块，所述控制模块用于分别控制各驱动部上电机的启停及旋向，且控制模块上还设置有
控制信号接收装置，所述控制信号接收装置包括无线信号接收装置、有线串口通信模块中
的一种或几种。以上无线信号接收装置可采用蓝牙信号接收装置、红外信号接收装置、WIFI
信号接收装置等，以通过遥控器、手机及其它无线设备的对天窗进行远程无线控制，采用本
方案控制电机的工作模式现有技术中已广泛采用，如通过无线信号控制通过电机驱动螺旋
桨转动的无人机；以上有线串口通信模块可采用RS485接口模块、RS232接口模块等，以使得
本天窗结构中窗扇的开启可通过有线控制，采用本方案控制电机的工作模式现有技术中已
广泛采用，如现有技术中广泛使用的采用PLC工控机有线控制电机工作。
为使得本天窗结构能够监测环境变化以获得最佳的开启模式，还包括固定于窗框
或窗扇上的传感器，所述传感器包括以下类型传感器中的一种或几种：雨量传感器、风向传
感器、瓦斯传感器、PM2.5传感器、光强传感器。
以上雨量传感器可用于感应室外雨量，以实现自动控制天窗的状态；
以上风向传感器可用于识别风向，以实现自动控制天窗状态；
以上瓦斯传感器可用于感应室内有害气体，以实现自动控制天窗状态；
以上PM2.5传感器可用于感应室PM2.5数值，以实现自动控制天窗状态；
以上光强传感器可用于感应室外、室内光线的强弱，以在为本天窗结构设置有窗
帘时，实现自动控制窗帘的状态或改变室内灯的照明情况。
作为一种具有良好隔热、隔音功能的窗扇实现形式，所述窗扇包括呈框状的窗沿
及镶嵌于窗沿内的玻璃，各驱动部的连接座均固定于窗沿上，所述玻璃为中空玻璃。
作为一种可调节室内光照强度的实现形式，所述玻璃的中空层内还安装有窗帘。
具体的，以上中空玻璃包括两块玻璃单片，中间层即为两块玻璃单片之间的间隙，所述窗帘
可设置为多种形式，如采用百叶帘、卷帘等，优选将窗帘的驱动模式设置为电动式，以配合
光强传感器，实现对照入室内的光强进行自动调节。
作为一种在外界光照不足的情况下，具有补光功能的实现方案，还包括灯带，所述
灯带固定于窗框靠近室内的一侧上。本方案不仅可实现对室内进行人工补光，同时利于天
窗结构的美观性。
本发明具有以下有益效果：
本方案中的驱动部即为窗扇开闭的驱动部件，将驱动部设置为包括电机、螺纹杆、
滑块、撑杆及连接座，同时，螺纹杆两端的螺纹旋向相反，这样，在电机驱动螺纹杆转动的过
程中，由于连接座与窗扇连接、撑杆与连接座连接、连接座与滑块连接，滑块受撑杆的约束，
两块滑块在螺纹杆上螺纹的驱动下，根据电机的旋向不同，两块滑块仅能沿着在螺纹杆的
轴线方向做相向运动或向背运动，此时，撑杆与螺纹杆之间夹角同步变化的同时，连接座在
撑杆的作用下向螺纹杆的一侧运动或向远离螺纹杆的一侧运动，实现窗扇开启状态的调
节。以上结构提供的驱动部中，由于连接座的位置受两根撑杆的约束，故本结构区别于现有
技术中的电动天窗，驱动部件结构更为简单，同时在电机停止工作时，窗扇开启状态的保持
性能更好。
由于本案中包括不止一个驱动部，各连接座上均设置有铰接座，所述窗扇可相对
于所述铰接座转动，这样，部分驱动部工作时，这些驱动部可抬升或下降窗扇的某一单侧，
而另一部分驱动部上的铰接座可充当窗扇单侧升降时的转动点，这样，就可使得本天窗具
有多种不同的开启模式。
附图说明
图1是本发明所述的一种电动式天窗一个具体实施例的俯视透视图；
图2是本发明所述的一种电动式天窗一个具体实施例的侧视图。
图中的编号依次为：1、窗框，2、窗扇，3、驱动部，31、电机、32、联轴器，33、螺纹杆，
34、滑座，35、滑块，36、撑杆，37、连接座。
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，一种电动式天窗，包括窗框1、窗扇2及用于驱动窗扇2开、闭的驱
动部3，所述驱动部3不止一个；
所述驱动部3包括电机31、螺纹杆33、滑块35、撑杆36及连接座37，所述电机31固定
于窗框1上，螺纹杆33的一端与电机31连接，且螺纹杆33两端的螺纹旋向相反；
所述滑块35为两块，两块滑块35分别与螺纹杆33的不同端螺纹连接；
所述撑杆36为两根，各撑杆36的一端分别通过销钉与不同的滑块35铰接连接，且
两根撑杆36分别与螺纹杆33的夹角相等；
各撑杆36的另一端均与连接座37铰接连接，连接座37固定于窗扇2上；
各连接座37上均设置有铰接座，所述窗扇2可相对于所述铰接座转动。
具体的，以上驱动部3即为窗扇2开闭的驱动部3件，本案中，将驱动部3设置为包括
电机31、螺纹杆33、滑块35、撑杆36及连接座37，同时，螺纹杆33两端的螺纹旋向相反，这样，
在电机31驱动螺纹杆33转动的过程中，由于连接座37与窗扇2连接、撑杆36与连接座37连
接、连接座37与滑块35连接，滑块35受撑杆36的约束，两块滑块35在螺纹杆33上螺纹的驱动
下，根据电机31的旋向不同，两块滑块35仅能沿着在螺纹杆33的轴线方向做相向运动或向
背运动，此时，撑杆36与螺纹杆33之间夹角同步变化的同时，连接座37在撑杆36的作用下向
螺纹杆33的一侧运动或向远离螺纹杆33的一侧运动，实现窗扇2开启状态的调节。以上结构
提供的驱动部3中，由于连接座37的位置受两根撑杆36的约束，故本结构区别于现有技术中
的电动天窗，驱动部3件结构更为简单，同时在电机31停止工作时，窗扇2开启状态的保持性
能更好。
进一步的，由于本案中包括不止一个驱动部3，各连接座37上均设置有铰接座，所
述窗扇2可相对于所述铰接座转动，这样，部分驱动部3工作时，这些驱动部3可抬升或下降
窗扇2的某一单侧，而另一部分驱动部3上的铰接座可充当窗扇2单侧升降时的转动点，这
样，就可使得本天窗具有多种不同的开启模式。如设置四个驱动部3，第一个驱动部3安装在
天窗左侧的前端，第二个驱动部3安装在天窗左侧的后端，第三个驱动部3安装在天窗右侧
的前端，第四个驱动部3安装在天窗右侧的后端：第一个驱动部3与第二个驱动部3电机31工
作时，第三个驱动部3与第四个驱动部3作为窗扇2转动的支撑点，可实现天窗左侧的启闭、
第一个驱动部3与第三个驱动部3电机31工作时，第二个驱动部3与第四个驱动部3作为窗扇
2转动的支撑点，可实现天窗前侧的启闭、第三个驱动部3与第四个驱动部3电机31工作时，
第一个驱动部3与第二个驱动部3作为窗扇2转动的支撑点，可实现天窗右侧的启闭、第二个
驱动部3与第四个驱动部3电机31工作时，第一个驱动部3与第三个驱动部3作为窗扇2转动
的支撑点，可实现天窗后侧的启闭、四个驱动部3同时工作时，可实现天窗的平开或平关。
为使得窗扇2在单侧开启时能够开启较大幅度，可将撑杆36设置为均为柔性杆，即
撑杆36受力时可弯曲，如采用螺旋弹簧或弹簧钢片作为撑杆36；也可设置为电机31与窗框1
的固定模式为在窗框1上设置数量与电机31数量相等的限位槽，将电机31分别置放于一个
限位槽中，在部分驱动部3的电机31工作时，通过部分电机31在限位槽中滑动，来达到增大
窗扇2单侧开启幅度的目的；同理，连接座37与窗扇2的固定模式亦可设置为电机31与窗框1
的固定模式，即可在窗扇2的下侧设置数量与连接座37数量相等的限位槽，连接座37分别置
入一个限位槽中，在部分驱动部3的电机31工作时，部分连接座37在对应限位槽中滑动来达
到增大窗扇2单侧开启幅度的目的；作为本领域技术人员，为实现上述目的，亦可设置为窗
扇2与连接座37均采用合页组件连接，所述合页组件包括两个相连的合页，其中一个合页转
轴的轴线方向位于窗扇2的长度方向，另一个合页转轴的轴线方向位于窗扇2的宽度方向；
作为本领域技术人员，本案中每个驱动部3中实际上包括至少两个铰接点，如铰接座采用球
铰接头铰接时，为实现上述目的，每个铰接部中，可设置为其中一个铰接点不仅可发生转
动，还可发生沿着窗扇2长度方向的滑动，另一个铰接点不仅可发生转动，还可发生沿着窗
扇2宽度方向的滑动，如采用孔与轴铰接时，将轴设置为长轴，即孔与轴不仅可发生相对转
动，同时孔可沿着长轴的轴线方向滑动。
本实施例中，为使得电机31能够更好的驱动螺纹杆33转动，所述电机31的转子通
过联轴器32与螺纹杆33相连，且所述联轴器32为万向联轴器。
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：作为铰接座的具体
实现形式，所述铰接座为万向接头或球铰接头。以上铰接座的两种实现形式中，可实现窗扇
2以铰接座为转动点向不同的方向转动，以使得本案中的窗扇2具有多种开启模式。
作为天窗结构的一种具体实现形式，所述窗框1呈矩形框状，所述窗扇2呈矩形，所
述驱动部3的数量为四个，四个驱动部3分别设置于天窗结构的四个转角处；
螺纹杆33的轴线方向平行于窗框1的长度边或宽度边，各驱动部3中，用于实现撑
杆36与滑块35铰接连接的销钉的轴线与该驱动部3中螺纹杆33的轴线垂直；
所述万向接头包括两根铰接轴，其中一根铰接轴的轴线方向平行于天窗结构的长
度方向，另一根铰接轴的轴线方向平行于天窗结构的宽度方向。本实现形式中，可使得本天
窗结构具有以下开启模式：左侧开、右侧开、前侧开、后侧开及平开模式。
进一步的，由于螺纹杆33的螺纹长度是制约天窗开启幅度的重要因素，作为一种
便于将驱动部3设置成隐藏式，即在窗扇2开启幅度较大的情况下，可减小本天窗结构的总
体积及提升本天窗结构外观美观性的设计，所述窗框1呈长方形框状，所述窗扇2呈长方形，
各驱动部3的电机31均固定于窗框1的长度边上，且螺纹杆33的轴线方向均与窗框1的长度
方向平行，用于实现撑杆36与滑块35铰接连接的销钉的轴线位于窗框1的宽度方向。
为优化驱动部3中各铰接点的受力，所述驱动部3还包括滑座34，所述滑座34固定
于窗框1上，所述滑座34上设置有长度方向与螺纹杆33轴线方向平行的滑槽，各滑块35靠近
窗框1的一端均嵌入滑槽中。
为便于实现本天窗结构开启状态的远程控制，还包括用于控制各电机31工作的控
制模块，所述控制模块用于分别控制各驱动部3上电机31的启停及旋向，且控制模块上还设
置有控制信号接收装置，所述控制信号接收装置包括无线信号接收装置、有线串口通信模
块中的一种或几种。以上无线信号接收装置可采用蓝牙信号接收装置、红外信号接收装置、
WIFI信号接收装置等，以通过遥控器、手机及其它无线设备的对天窗进行远程无线控制，采
用本方案控制电机31的工作模式现有技术中已广泛采用，如通过无线信号控制通过电机驱
动螺旋桨转动的无人机；以上有线串口通信模块可采用RS485接口模块、RS232接口模块等，
以使得本天窗结构中窗扇2的开启可通过有线控制，采用本方案控制电机的工作模式现有
技术中已广泛采用，如现有技术中广泛使用的采用PLC工控机有线控制电机工作。
为使得本天窗结构能够监测环境变化以获得最佳的开启模式，还包括固定于窗框
1或窗扇2上的传感器，所述传感器包括以下类型传感器中的一种或几种：雨量传感器、风向
传感器、瓦斯传感器、PM2.5传感器、光强传感器。
以上雨量传感器可用于感应室外雨量，以实现自动控制天窗的状态；
以上风向传感器可用于识别风向，以实现自动控制天窗状态；
以上瓦斯传感器可用于感应室内有害气体，以实现自动控制天窗状态；
以上PM2.5传感器可用于感应室PM2.5数值，以实现自动控制天窗状态；
以上光强传感器可用于感应室外、室内光线的强弱，以在为本天窗结构设置有窗
帘时，实现自动控制窗帘的状态或改变室内灯的照明情况。
作为一种具有良好隔热、隔音功能的窗扇2实现形式，所述窗扇2包括呈框状的窗
沿及镶嵌于窗沿内的玻璃，各驱动部3的连接座37均固定于窗沿上，所述玻璃为中空玻璃。
作为一种可调节室内光照强度的实现形式，所述玻璃的中空层内还安装有窗帘。
具体的，以上中空玻璃包括两块玻璃单片，中间层即为两块玻璃单片之间的间隙，所述窗帘
可设置为多种形式，如采用百叶帘、卷帘等，优选将窗帘的驱动模式设置为电动式，以配合
光强传感器，实现对照入室内的光强进行自动调节。
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，作为一种在外界光照不足的情况下，具有补光功能的实现方案，还包括灯带，所
述灯带固定于窗框1靠近室内的一侧上。本方案不仅可实现对室内进行人工补光，同时利于
天窗结构的美观性。
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。