[0004] 本发明提供一种结构简单，便于使用，在门开启状态下可自动闭合，并且可在旋动旋钮时实现任意角度定位的可自动闭合及自由旋转定位的门轴。
[0005] 本发明主要包括固定套筒机构A、旋转套筒机构A、定位套筒机构、定位箱机构、固定套筒机构B、旋转套筒机构B、中心旋转轴和顶盖。
[0006] 其中，中心旋转轴的中部的外径比上部、下部的外径均大，且在中心旋转轴中部的外壁上设有一圈密集波浪纹。在中心旋转轴的上部和下部的外壁上设有多组齿状凹槽。中心旋转轴的上端和下端分别通过螺钉C与顶盖相连。
[0007] 定位套筒机构A由两个定位套筒、定位拉槽头、连接板A和定位拉槽杆组成，定位拉槽头为方形框体，且方形框体的一个边框为弧形，定位拉槽头套接在中心旋转轴的中部，在定位拉槽头的弧形边框内部设有波浪纹，定位拉槽头的波浪纹与中心旋转轴中部外壁的波浪纹相互啮合。定位套筒机构A的外侧设有与门框相连的连接板A，在连接板A的内部设有水平通孔。定位套筒的中部为空心，两个定位套筒之间通过旋转扣扣合在一起。在定位套筒机构A的外侧，与连接板A相邻的外壁处，设有一个通孔，该通孔与连接板A的内部的水平通孔相连通。定位拉槽杆的一端插接在连接板A内部的水平通孔内，并通过定位套筒机构A外侧的通孔，延伸至定位套筒机构A的内部，与定位拉槽头通过螺纹相连。定位拉槽杆的另一端通过定位箱外壁的通孔延伸至定位箱内，定位拉槽杆的另一端套接压力弹簧A的一端，压力弹簧A的另一端与定位箱的内壁相邻。定位拉槽杆另一端的下部设有外齿。连接板A的一端与定位套筒机构的外侧相连，连接板A的另一端通过螺钉A固定在定位箱上。
[0008] 定位箱机构包括定位箱体、螺钉B、定位箱盖、竖直夹板、定位齿轮、定位拉槽杆、定位齿轮、旋转杆、压力弹簧A、压力弹簧B、旋转定位杆和旋转手柄。
[0009] 定位箱体为上开口的方形壳体，在定位箱体的上部通过螺钉B与定位箱盖相连。在定位箱体的内部，固定连接一组相互平行的两个竖直夹板，两个竖直夹板之间设有定位齿轮。定位齿轮的外表面的轮齿与定位拉槽杆另一端下部的外齿相互啮合。在定位齿轮的中心处设有通孔，定位齿轮中心处的通孔内设有齿状凸起。旋转杆的中部设有齿状凹槽，齿状凹槽与定位齿轮的齿状凸起相互啮合。旋转杆一端的外表面套接压力弹簧B的一端，压力弹簧B的另一端与定位箱体的内壁相接。在旋转杆的另一端上，设有一个定位通孔，在定位通孔的内部插接旋转定位杆。旋转杆另一端的端部，延伸至定位箱体的外部，并与旋转手柄通过螺纹连接。
[0010] 在中心旋转轴上套接旋转套筒机构A，旋转套筒机构A置于定位套筒机构的上部。旋转套筒机构A由旋转套筒、压力弹簧C和连接板B组成。旋转套筒为上下开口的圆柱形壳体，在旋转套筒的外壁上，设有与门相连的连接板B。压力弹簧C的下部置于旋转套筒的内部，压力弹簧C的上部置于固定套筒机构A的内部。
[0011] 固定套筒机构A设在旋转套筒机构A的上部。固定套筒机构A由固定套筒、旋塞、连接板C和顶盖组成。固定套筒的内壁上设有螺旋状凸起，固定套筒的外壁上，设有与门框相连的连接板C。旋塞的下端与压力弹簧C的上端相连。旋塞为中部设有径向通孔的圆柱形筒体，在旋塞的径向通孔的内部设有齿状凸起，旋塞的齿状凸起与中心旋转轴上部的齿状凹槽相啮合。旋塞的外表面设有螺旋状凹槽，固定套筒的内壁上设有均匀分布的螺旋状凸起，旋塞外表面的螺旋状凹槽与固定套筒内壁上的螺旋状凸起相啮合。固定套筒内壁上的螺旋状凸起，在垂直于固定套筒轴线的面上投影为弧形，且弧形的弧度为π/2。
[0012] 固定套筒机构A与固定套筒机构B的结构相同，旋转套筒机构A和旋转套筒机构B的结构相同，且固定套筒机构B和旋转套筒机构B均套接在中心旋转轴上，固定套筒机构A和旋转套筒机构A，分别与固定套筒机构B和旋转套筒机构B，以定位套筒机构为对称轴，径向对称。
[0013] 本发明在使用时，门从闭合状态旋转开启时，门的整体旋转带动与中心旋转轴相连的顶盖和旋转套筒的同步旋转，顶盖与旋转套筒进而将旋转传递给中心旋转轴。中心旋转轴通过外表面的齿状凹槽与旋塞配合，从而又把旋转传递给了旋塞，旋塞外表面的螺旋状凹槽与固定套筒内表面的螺旋状凸起配合，旋塞相对于固定套筒旋转，螺旋状凸起带动旋塞沿中心旋转轴轴线方向向中靠拢，旋塞将旋转力驱动的直线运动转化为压力传递给了压力弹簧C，压力弹簧C被压缩随即开始储存弹性势能，当外力消失时，压力弹簧C释放出积蓄的弹性势能从而推动门返回原来闭合状态。三组螺旋状凸起在垂直于固定套筒轴线的面上投影均为π/2，，刚好可以满足门的自由开闭。
[0014] 当需要在任意角度自由定位时，逆时针转动旋钮手柄，旋钮手柄带动旋钮杆转动，旋钮杆带动旋钮定位杆与定位齿轮同步转动，定位齿轮受旋钮杆与两夹板作用在原地旋转，旋钮定位杆沿定位箱中定位结构的曲面旋转移动，同时将旋钮杆向定位箱里拉，压力弹簧B随即被压缩。在定位箱中定位结构曲面的指定位置有一个凹槽，当旋钮定位杆沿曲面旋转移动到指定位置时随即被压力弹簧B通过旋钮杆传递来的压力压入凹槽进而固定住，随即实现定位。定位齿轮在原地旋转过程中轮齿带动定位拉槽杆的齿部作沿垂直于旋钮杆方向向定位箱里的直线运动，压力弹簧A随即被压缩，定位拉槽头与定位拉槽杆作同步运动，当旋钮定位杆到达指定位置使整个定位系统停止运动时，定位拉槽头的波浪纹与中心旋转轴粗段中部的波浪纹紧密配合，使得门在当前角度被固定住，实现门的自由旋转定位。当想让门退出定位状态实现自由旋转时，将旋钮手柄稍向定位箱里按压，将旋钮定位杆推出指定位置的凹槽，旋钮定位杆随即在压力弹簧B通过旋钮杆传来的压力推动下顺曲面驱动旋钮杆一同旋转移动到起始位置，定位齿轮同时带动定位拉槽杆在压力弹簧A的帮助下回到起始位置，定位拉槽头的波浪纹随即与中心旋转轴上的波浪纹脱开，装置随即初始化。
[0015] 本发明与现有技术相比具有如下优点：
[0016] 第一，当门旋转开启时，旋转套筒与顶盖一起带动中心旋转轴随门转动，中心旋转轴进而带动旋塞旋转顺着螺旋状凸起向中部靠拢，压力弹簧C被压缩，一部分外力对门做的功以弹性势能的形式储存到压力弹簧C里去。门开启程度越大，储存的弹性势能越多。当外力消失时压力弹簧C释放储存的势能，带动旋塞回旋向两端，从而使门闭合。本发明结构简单，具有占有空间小，适用范围广，实用性强的特点。由于是将弹簧的弹性势能转换为旋塞的旋转运动进而带动门的转动，而非直接拉动门的转动，因此可以使门缓慢关闭而非快速关闭，安全可靠。
[0017] 第二，在门框上凹槽处设置的定位箱，通过旋转旋钮手柄使得定位拉槽头上的波浪纹与中心旋转轴上的波浪纹配合与脱开，达到门自由定位的目的。本发明具有操作灵活简便的特点，并且可以保证门始终保持在想要开启位置的稳定静止状态。
