CN103244444B - 一种风扇空间摇头机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风扇空间摇头机构，包括齿轮减速机构、换挡调节机构、空间转向机构、电机、机架。齿轮减速机构由安装于电机主轴上的输入齿轮提供动力；空间转向机构用于调节空间摇头方向；换挡调节机构包括两个位于不同自由度上的蜗轮、蜗杆组以及档位调节开关，可通过拨动档位调节开关的位置来调节蜗杆组上的蜗纹与蜗轮上的轮齿相啮合的状态。本发明一种风扇空间摇头机构具有很好的灵活性，能够实现左右和俯仰的两自由度立体工作空间；结构简单，能够实现多级工作模式，易于控制；不需附加电机，同时能够实现机构静止时减速箱脱离啮合，充分节能。

Description

一种风扇空间摇头机构

技术领域

本发明涉及一种风扇、取暖器等的空间摇头机构，特别涉及一种两自由度的空间摇头机构。

背景技术

夏季纳凉和冬季取暖设备已经成为人们日常生活的必需品，大量的可摇头式电风扇和远红外取暖器被消费者使用，摇头方式基本都是左右摇摆，主要采用通过自带减速器的同步电机使电扇摆头，同步电机随机旋转，受到阻力后自动改变旋转方向，这样就实现了往返摆头。

目前，美的、格力、艾美特等企业对摇头机构和摇头特性都进行了很大程度的探索，诸如使用摆动从动件凸轮机构、设计左右摇头角度的人为控制、设计立体摇头机构等。

但是由于机构结构较为复杂或需要使用两个或两个以上电机作为动力输入，导致目前较受市场接受和欢迎的还局限于传统的左右摇头机构。因此，需要一种机构简单、采用单一动力输入的大范围立体摇头机构，以有效提高吹风或取暖空间，同时有效实现节能。

发明内容

针对现有技术中摇头机构存在的上述问题，本发明提供一种两自由度的电风扇或取暖器的摇头机构。具体地讲，实现电风扇或取暖器能够完成传统的水平面内左右自动摇摆的同时还能够完成竖直方向上的连续自动俯仰，提供一种新型大范围的摇头机构。

本发明的技术方案是：

一种风扇空间摇头机构，包括齿轮减速机构、换挡调节机构、空间转向机构、电机、机架。所述齿轮减速机构由安装于电机主轴上的输入齿轮提供动力，通过多个齿轮间轮齿的配合将动力传递到蜗杆轴上，并将电机的动力传到换挡调节机构；所述空间转向机构用于调节空间摇头方向。所述换挡调节机构包括两个位于不同自由度上的蜗轮、蜗杆组以及档位调节开关，可通过拨动档位调节开关的位置来调节蜗杆组上的蜗纹与蜗轮上的轮齿相啮合的状态，所述状态包括蜗杆组上的蜗纹仅与其中一个蜗轮上的轮齿啮合、蜗杆组上的蜗纹仅与另一个蜗轮上的轮齿啮合、蜗杆组上的蜗纹同时与两蜗轮上的轮齿啮合、蜗杆组上的蜗纹与两蜗轮上的轮齿都不啮合。

进一步，所述齿轮减速机构包括固定安装于电机的主轴上的输入齿轮、固定安装于开合齿轮轴上的开合齿轮、固定安装于传递齿轮轴两端的前传递齿轮和后传递齿轮，固定安装于蜗杆轴上的输出齿轮，所述开合齿轮的轮齿分别与输入齿轮和前传递齿轮的轮齿啮合，所述后传递齿轮的轮齿与输出齿轮的轮齿啮合。

进一步，所述换挡调节机构包括由第一蜗杆和第二蜗杆组成的蜗杆组、第一蜗轮和第二蜗轮、导向键、档位调节开关，所述第一蜗杆和第二蜗杆沿轴向连接且空套在蜗杆轴上，第一蜗杆和第二蜗杆上的蜗纹可与第一蜗轮和第二蜗轮上的轮齿啮合，蜗杆组可沿导向键在蜗杆轴上移动，档位调节开关的一端空套在开合齿轮轴的末端，另一端空套在第一蜗杆和第二蜗杆之间。

进一步，所述空间转向机构包括第一连杆和第二连杆、电机摆动环，所述电机摆动环由与机架固定连接的外圈、与电机固定连接的内圈以及设置于外圈与内圈之间的中圈组成，所述第一连杆的一端通过转动副与第二蜗轮偏心连接，另一端与电机摆动环通过内圈球副连接，第二连杆的一端通过转动副与第一蜗轮偏心连接，另一端与电机摆动环通过中圈球副连接，中圈与外圈、中圈与内圈均分别通过转动副连接。

进一步，电机通过万向节将动力输入到齿轮减速机构。

进一步，所述中圈与外圈、中圈与内圈均分别通过两个转动副连接。

进一步，所述将中圈与外圈、中圈与内圈分别连接起来的转动副上设有确保转动副不随意转动、使电机正面保持在初始位置的扭簧。

进一步，所述第一蜗轮所在平面和第二蜗轮所在平面相互垂直。

进一步，所述电机为双轴电机。

本发明的有益效果是：

（1）摇头机构具有很好的灵活性，能够实现左右和俯仰的两自由度立体工作空间；

（2）摇头机构结构简单，能够实现多级工作模式，易于控制；

（3）摇头机构不需附加电机，同时能够实现机构静止时减速箱脱离啮合，充分节能。

附图说明

图1是本发明一种风扇空间摇头机构的结构示意图；

图2是本发明中换挡调节机构的结构示意图；

图3是换挡调节机构中档位调节开关与蜗杆组的连接结构示意图；

图4是换挡调节机构中档位调节开关与开合齿轮轴的连接结构示意图。

图中：1、输入齿轮；2、开合齿轮；3、前传递齿轮；4、传递齿轮轴；5、开合齿轮轴；6、档位调节开关；7、第二蜗杆；8、蜗杆轴；9、后传递齿轮；10、输出齿轮；11、第二蜗轮；12、第一连杆；13、第一蜗轮；14、第二连杆；15、内圈球副；16、万向节；17、中圈球副；18、外圈；19、电机；20、机架；21、转动副；22、扭簧；23、第一蜗杆；24、中圈；25、内圈。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本发明一种风扇空间摇头机构的结构如图1所示，包括齿轮减速机构、换挡调节机构、空间转向机构、电机19、机架20。

齿轮减速机构由安装于电机19主轴上的输入齿轮1提供动力，通过多个齿轮间轮齿的配合将动力传递到蜗杆轴8上，并将电机19的动力传到换挡调节机构；所述空间转向机构用于调节空间摇头方向。

换挡调节机构包括两个位于不同自由度上的蜗轮、蜗杆组以及档位调节开关6，可通过拨动档位调节开关6的位置来调节蜗杆组上的蜗纹与蜗轮上的轮齿相啮合的状态，该状态包括蜗杆组上的蜗纹仅与其中一个蜗轮上的轮齿啮合、蜗杆组上的蜗纹仅与另一个蜗轮上的轮齿啮合、蜗杆组上的蜗纹同时与两蜗轮上的轮齿啮合、蜗杆组上的蜗纹与两蜗轮上的轮齿都不啮合四种情况。

齿轮减速机构的优选结构为：包括固定安装于电机19的主轴上的输入齿轮1、固定安装于开合齿轮轴5上的开合齿轮2、固定安装于传递齿轮轴4两端的前传递齿轮3和后传递齿轮9，固定安装于蜗杆轴8上的输出齿轮10，开合齿轮2的轮齿分别与输入齿轮和前传递齿轮3的轮齿啮合，所述后传递齿轮9的轮齿与输出齿轮10的轮齿啮合。

换挡调节机构的优选结构为：包括由第一蜗杆23和第二蜗杆7组成的蜗杆组、第一蜗轮13和第二蜗轮11、导向键、档位调节开关6，所述第一蜗杆23和第二蜗杆7沿轴向连接且空套在蜗杆轴8上，第一蜗杆23和第二蜗杆7上的蜗纹可与第一蜗轮13和第二蜗轮11上的轮齿啮合，蜗杆组可沿导向键在蜗杆轴8上移动，档位调节开关6的一端空套在开合齿轮轴5的末端，另一端空套在第一蜗杆23和第二蜗杆7之间。

空间转向机构的优选结构为：包括第一连杆12和第二连杆14、电机摆动环，所述电机摆动环18由与机架20固定连接的外圈18、与电机19固定连接的内圈25以及设置于外圈18与内圈25之间的中圈24组成，第一连杆12的一端通过转动副与第二蜗轮11偏心连接，另一端与电机摆动环通过内圈球副15连接，第二连杆14的一端通过转动副与第一蜗轮13偏心连接，另一端与电机摆动环18通过中圈球副17连接，中圈24与外圈18、中圈24与内圈25均分别通过转动副21连接。

电机19最好通过万向节16将动力输入到齿轮减速机构。

中圈24与外圈18、中圈24与内圈25均分别通过两个转动副连接。将中圈24与外圈18、中圈24与内圈25分别连接起来的转动副上还可以设有确保转动副不随意转动、使电机正面保持在初始位置的扭簧22。

第一蜗轮13所在平面和第二蜗轮11所在平面优选为相互垂直。

电机19可以是双轴电机。

本发明一种风扇空间摇头机构的结构工作时，双轴电机通过万向节16将动力输入齿轮减速机构，输出齿轮10带动蜗杆轴8上的蜗杆组转动，第二蜗轮11和第一蜗轮13与蜗杆组啮合转动，第一连杆12和第二连杆14的一端与第二蜗轮11和第一蜗轮13分别通过转动副偏心连接形成曲柄连杆机构，第一连杆12和第二连杆14另一端分别与内圈球副15和中圈球副17相连，电机摆动环的内圈25与双轴电机固定连接，外圈18与机架20固定连接，中圈24与外圈18和内圈25均通过两个转动副21连接，形成了一个两自由度摇头机构。电机摆动环具有很好的姿态万向转动特性，从而增大了机头工作空间范围。档位调节开关6的一端空套在开合齿轮轴5的末端，另一端空套在第二蜗杆7和第一蜗杆23之间。当移动档位调节开关6到最前端，使第二蜗杆7与第一蜗轮13啮合时，仅实现电机左右摇头；向后一档，使第二蜗杆7与第二蜗轮11啮合、第一蜗杆23与第一蜗轮13啮合时，能够实现电机左右和俯仰立体摇头；再向后一档，使第一蜗杆23与第二蜗轮11啮合时，仅能够实现电机俯仰摇头；最后一档，蜗杆和蜗轮完全脱离啮合状态，此时由4个扭簧22确保4个转动副21不会随意转动，使电机正面保持在初始位置。同时开合齿轮2处于打开状态，保证在不需要摇头时齿轮减速机构停止工作，减少能量浪费。该两自由度摇头机构结构简单、易于控制，高效节能，实现大范围立体工作空间。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种风扇空间摇头机构，包括齿轮减速机构、换挡调节机构、空间转向机构、电机（19）、机架（20）；所述齿轮减速机构由安装于电机（19）主轴上的输入齿轮（1）提供动力，通过多个齿轮间轮齿的配合将动力传递到蜗杆轴（8）上，并将电机（19）的动力传到换挡调节机构；所述空间转向机构用于调节空间摇头方向；其特征在于：所述换挡调节机构包括两个位于不同自由度上的蜗轮、蜗杆组以及档位调节开关（6），可通过拨动档位调节开关（6）的位置来调节蜗杆组上的蜗纹与蜗轮上的轮齿相啮合的状态，所述状态包括蜗杆组上的蜗纹仅与其中一个蜗轮上的轮齿啮合、蜗杆组上的蜗纹仅与另一个蜗轮上的轮齿啮合、蜗杆组上的蜗纹同时与两蜗轮上的轮齿啮合、蜗杆组上的蜗纹与两蜗轮上的轮齿都不啮合；

所述齿轮减速机构包括固定安装于电机（19）的主轴上的输入齿轮（1）、固定安装于开合齿轮轴（5）上的开合齿轮（2）、固定安装于传递齿轮轴（4）两端的前传递齿轮（3）和后传递齿轮（9），固定安装于蜗杆轴（8）上的输出齿轮（10），所述开合齿轮（2）的轮齿分别与输入齿轮和前传递齿轮（3）的轮齿啮合，所述后传递齿轮（9）的轮齿与输出齿轮（10）的轮齿啮合；

所述换挡调节机构包括由第一蜗杆（23）和第二蜗杆（7）组成的蜗杆组、第一蜗轮（13）和第二蜗轮（11）、导向键、档位调节开关（6），所述第一蜗杆（23）和第二蜗杆（7）沿轴向连接且空套在蜗杆轴（8）上，第一蜗杆（23）和第二蜗杆（7）上的蜗纹可与第一蜗轮（13）和第二蜗轮（11）上的轮齿啮合，蜗杆组可沿导向键在蜗杆轴（8）上移动，档位调节开关（6）的一端空套在开合齿轮轴（5）的末端，另一端空套在第一蜗杆（23）和第二蜗杆（7）之间；

所述空间转向机构包括第一连杆（12）和第二连杆（14）、电机摆动环，所述电机摆动环由与机架（20）固定连接的外圈（18）、与电机（19）固定连接的内圈（25）以及设置于外圈（18）与内圈（25）之间的中圈（24）组成，所述第一连杆（12）的一端通过转动副与第二蜗轮（11）偏心连接，另一端与电机摆动环通过内圈球副（15）连接，第二连杆（14）的一端通过转动副与第一蜗轮（13）偏心连接，另一端与电机摆动环通过中圈球副（17）连接，中圈（24）与外圈（18）、中圈（24）与内圈（25）均分别通过转动副（21）连接。

2.根据权利要求1所述的一种风扇空间摇头机构，其特征在于：电机（19）通过万向节（16）将动力输入到齿轮减速机构。

3.根据权利要求1所述的一种风扇空间摇头机构，其特征在于：所述中圈（24）与外圈（18）、中圈（24）与内圈（25）均分别通过两个转动副连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种风扇空间摇头机构，其特征在于：所述将中圈（24）与外圈（18）、中圈（24）与内圈（25）分别连接起来的转动副上设有确保转动副不随意转动、使电机正面保持在初始位置的扭簧（22）。

5.根据权利要求1所述的一种风扇空间摇头机构，其特征在于：所述第一蜗轮（13）所在平面和第二蜗轮（11）所在平面相互垂直。

6.根据权利要求1所述的一种风扇空间摇头机构，其特征在于：所述电机（19）为双轴电机。