CN105546788B - 一种自动摆叶的驱动装置及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动摆叶的驱动装置及空调器，所述自动摆叶的驱动装置包括电机、导向柱和驱动杆，所述电机具有转轴，所述导向柱固定连接于所述转轴上，以在所述电机的驱动下转动，所述导向柱的外壁面设有导向槽，所述导向槽绕所述导向柱一周形成一回路，且所述导向槽整体沿所述导向柱的轴向呈倾斜设置，所述驱动杆设有位于所述导向槽内的导头，所述电机驱动所述导向柱转动时，所述导向槽驱动所述导头沿所述导向槽滑动，以带动驱动杆往复运动。采用本发明可使得驱动杆在水平方向上往复运动，从而带动摆叶在水平方向上往复运动，且延长电机的使用寿命，结构极其简单。

Description

一种自动摆叶的驱动装置及空调器

技术领域

本发明涉及空调领域，尤其涉及的是一种自动摆叶的驱动装置及空调器。

背景技术

现有挂壁式空调器常在出风口设置摆叶，以达到增加送风区域的目的。常用摆叶可分为手动摆叶与自动摆叶，常用的自动摆叶的驱动方式为，在底座的出风口上设有若干摆叶，摆叶固定在导风板上，摆叶可绕固定转轴转动，摆叶连杆连接每一片摆叶；在出风口的一侧设有步进电机，步进电机转轴上设有摆杆，摆杆末端连接驱动杆，步进电机转轴转动时，带动摆杆摆动，摆杆带动驱动杆水平运动，驱动杆另一端连接摆叶连杆，从而带动摆叶连杆运动，摆叶连杆再带动每一片摆叶摆动，从而实现改变风向，增大送风区域的目的。

如图1所示，图1是现有技术的驱动装置的结构示意图；图2是图1在A处的局部放大图。其中，摆杆10′的一端插在步进电机20′的转轴21′上，另一端嵌套在驱动杆30′一端的U形槽内，步进电机20′转动时，带动摆杆10′摆动，摆杆10′摆动所形成区域为一扇形区域，在摆杆10′带动下，驱动杆30′水平直线运动。假设摆杆10′长度为R，在驱动杆30′运动过程中，摆杆10′由中间位置向左摆动了θ角，受到的阻力为F，那么此时对步进电机转轴21′所产生的阻力矩为M=F·cosθ·R。从阻力矩M的表达式中可以看出，由于摆叶在摆动过程中，传递的阻力F是变化的，摆杆10′摆动的角度也是随时变化的，而且步进电机20′所受阻力矩M的大小很大程度上也与摆杆10′长度R有关系，若需要摆叶摆动幅度比较大，R的值也需比较大，如此会使得摆杆的摆动占用较大面积。另一方面R值较大也会导致阻力矩增加，而且为实现摆叶往复运动，电机需周期性地交替正反转，缩短了步进电机的使用寿命。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种自动摆叶的驱动装置及空调器，其能实现自动摆叶的往复运动，延长电机的使用寿命，且结构简单设计合理。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种自动摆叶的驱动装置，用以驱动安装于底座上的摆叶摆动，所述自动摆叶的驱动装置包括电机、导向柱和驱动杆，所述电机具有转轴，所述导向柱固定连接于所述转轴上，以在所述电机的驱动下转动，所述导向柱的外壁面设有导向槽，所述导向槽绕所述导向柱一周形成一回路，且所述导向槽整体沿所述导向柱的轴向呈倾斜设置，所述驱动杆设有位于所述导向槽内的导头，所述电机驱动所述导向柱转动时，所述导向槽驱动所述导头沿所述导向槽滑动，以带动驱动杆往复运动。

所述的自动摆叶的驱动装置，其中，还包括用以安装所述驱动杆的驱动杆座，所述驱动杆座上设有通槽，所述驱动杆座的内壁面设有限位槽；所述驱动杆位于通槽内水平往复运动，且所述驱动杆上设有用于与限位槽配合限制驱动杆转动的限位筋。

所述的自动摆叶的驱动装置，其中，进一步包括一限位柱，所述限位柱的一端设有用于与底座的扁位孔配合防止限位柱转动的扁位，所述限位柱的另一端设有外螺纹；所述导向柱的一端设有定位孔，所述定位孔的底部内侧壁设有内螺纹，所述限位柱插入定位孔内，当内螺纹与外螺纹配合到位后，限制导向柱的旋入旋转运动。

所述的自动摆叶的驱动装置，其中，进一步包括设于底座的扁位孔内的弹簧，所述弹簧抵于限位柱上。

所述的自动摆叶的驱动装置，其中，所述限位柱包括主体部、扁位部以及螺纹部，前述扁位设于扁位部上，前述外螺纹设于螺纹部上，所述主体部的外径大于螺纹部的外径。

所述的自动摆叶的驱动装置，其中，所述定位孔包括圆柱孔以及螺纹孔，所述内螺纹设于螺纹孔的内侧壁上，所述圆柱孔的直径大于螺纹孔的直径。

所述的自动摆叶的驱动装置，其中，所述导向槽的形状为椭圆形。

所述的自动摆叶的驱动装置，其中，所述驱动杆还包括杆身，所述导头自所述杆身的一侧延伸形成，所述导头与杆身垂直设置。

所述的自动摆叶的驱动装置，其中，所述导向柱上设有转轴孔，所述电机的转轴插入转轴孔中固定。

一种空调器，包括底座、设于底座上的摆叶连杆、设于摆叶连杆上的多个摆叶以及设于底座上的用于驱动摆叶连杆水平运动的驱动装置；所述驱动装置为上述的驱动装置。

本发明所提供的自动摆叶的驱动装置及空调器，由于采用了在导向柱的外壁面设有导向槽，所述导头位于导向槽内并沿导向槽往复运动，能够使得驱动杆在水平方向上往复运动，从而带动摆叶在水平方向上往复运动，且有效减小电机在驱动过程中受到的阻力矩，延长电机的使用寿命，结构极其简单。

附图说明

图1是现有技术的驱动装置的结构示意图；

图2是图1在A处的局部放大图；

图3是本发明的自动摆叶的驱动装置安装于空调器底座上的示意图；

图4是图3在B处的局部放大示意图；

图5是图3的分解示意图；

图6是图5在C处的局部放大示意图；

图7是本发明的自动摆叶的驱动装置的组装示意图；

图8是本发明的导向柱的结构示意图；

图9是本发明的导向柱的俯视图；

图10是图9在D-D处的截面示意图；

图11是本发明的限位柱的结构示意图；

图12是本发明的驱动杆的结构示意图；

图13是本发明的驱动杆座的结构示意图；

图14是本发明的空调器的底座的结构示意图；

图15是图14在E处的局部放大示意图；

图16是本发明的导向柱沿周向方向展开的平面图；

图17是本发明的自动摆叶的驱动装置安装于空调器底座上的截面示意图；

图18是图17在F处的局部放大示意图；

图19是导向柱在图18的位置按旋出方向转动的状态示意图；

图20是导向柱在图18的位置按旋出方向转动的另一状态示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种自动摆叶的驱动装置及空调器，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参见图3至图7所示，本发明提供了一种自动摆叶的驱动装置，用以驱动安装于底座10上的摆叶摆动，所述自动摆叶的驱动装置包括电机50、导向柱60和驱动杆30，所述电机50具有转轴，所述导向柱60固定连接于所述转轴上，以在所述电机50的驱动下转动，所述导向柱60的外壁面设有导向槽61，所述导向槽61绕所述导向柱60一周形成一回路（如图16所示），且所述导向槽61整体沿所述导向柱60的轴向呈倾斜设置，所述驱动杆30设有位于所述导向槽61内的导头31，所述电机50驱动所述导向柱60转动时，所述导向槽61驱动所述导头31沿所述导向槽61滑动，以带动驱动杆30往复运动。

本发明的自动摆叶的驱动装置通过利用电机50转动，带动导向柱60转动，从而使得导头30在导向槽61内运动，从而使得驱动杆30沿水平方向往复运动，从而实现摆叶连杆的水平往复运动，且有效减小电机在驱动过程中受到的阻力矩，延长电机的使用寿命。

优选的，所述导向槽61的形状为椭圆形。所述导向槽61沿导向柱60的周向方向展开后为一个周期的余弦函数曲线。

优选的，如图13所示，所述自动摆叶的驱动装置还包括用以安装所述驱动杆30的驱动杆座20，所述驱动杆座20上设有通槽21，所述驱动杆座21的内壁面设有限位槽22；所述驱动杆30位于通槽21内水平往复运动，且所述驱动杆30上设有用于与限位槽22配合的限位筋32，从而当驱动杆30在通槽21内水平往复运动时，能够防止驱动杆30绕自身轴线转动。

优选的，如图10、图11和图15所示，所述自动摆叶的驱动装置进一步包括一限位柱70，所述限位柱70的一端设有用于与底座10的扁位孔12配合防止限位柱70转动的扁位71，所述限位柱70的另一端设有外螺纹；所述导向柱60的一端设有定位孔62，所述定位孔62的底部内侧壁设有内螺纹，所述限位柱70插入定位孔62内。

优选的，如图5、图6所示，所述自动摆叶的驱动装置进一步包括设于底座10的扁位孔12内的弹簧80，所述弹簧80抵于限位柱70上。当限位柱70插入扁位孔12时，限位柱70只能沿着轴向水平运动，而不能绕自身轴线旋转。通过调节导向柱60的旋转方向，使得内螺纹与外螺纹配合或者分离。假设将外螺纹与内螺纹螺合的方向称为旋入方向，反之则为旋出方向，当所述导向柱60向旋出方向旋转时，外螺纹与内螺纹分离，从而使得限位柱70压紧弹簧80，当导向柱60向旋入方向旋转时，外螺纹与内螺纹配合，直至锁紧导向柱60，从而限制了导向柱60的旋转运动。

具体而言，如图11所示，所述限位柱70包括主体部72、扁位部73以及螺纹部74，前述扁位71设于扁位部73上，前述外螺纹设于螺纹部74上，所述主体部72的外径大于螺纹部74的外径。

优选的，如图8、图9及图10所示，所述定位孔62包括圆柱孔621以及螺纹孔622，所述内螺纹设于螺纹孔622的内侧壁上，所述圆柱孔621的直径大于螺纹孔622的直径。

优选的，如图12所示，所述驱动杆30还包括杆身33，所述导头31自所述杆身33的一侧延伸形成，所述导头31与杆身33垂直设置。且所述驱动杆30与导向柱60平行设置，其轴线相平行。

具体而言，如图13至图15所示，在本实施例中，所述底座10上还设有轴孔101以及第一螺钉柱102、第二螺钉柱103，所述驱动杆座20上设有第一螺钉孔201，所述驱动杆座20穿过轴孔101中，且通过第一螺钉孔201与第一螺钉柱102的配合，将驱动杆座20固定于底座10上。所述导向柱60上还设有转轴孔63，所述电机50的转轴插入转轴孔63中固定，使得导向柱60在电机50的驱动下转动。所述电机安装座40上设有第二螺钉孔41，所述第二螺钉孔41与第二螺钉柱103配合，并用螺钉固定，从而将电机安装座40固定于底座10上。

优选的，如图16至20所示，当限位柱70上的外螺纹与导向柱60上的内螺纹完全配合时，导向柱60不能按旋入方向转动。当导向柱60按旋出方向转动时，限位柱70在扁位孔12内向左滑动，并压缩弹簧80（如图19所示）。当限位柱70上的外螺纹与导向柱60上的内螺纹完全分离后（如图20所示），若导向柱60继续按旋出方向转动，限位柱70的位置将保持不变，并且在导向柱60继续旋转的过程中，限位柱70并不影响导向柱60的转动；在导向柱60持续转动过程中，驱动杆30上的导头31在导向槽61中运动，带动驱动杆30沿自身轴线方向往复运动。应当理解的是，无论导向柱60沿旋出方向转动，还是沿旋入方向转动，都不影响导头31在导向槽61内的运动。当限位柱70上的外螺纹与导向柱60上的内螺纹完全分离后，导向柱60按旋入方向转动，那么限位柱70将在扁位孔12中沿自身轴线向右运动，直至限位柱70上的外螺纹与导向柱60上的内螺纹完全配合（如图18所示），且此时限位柱70与导向柱60的相对位置及状态将保持不变；若此后导向柱60继续按旋入方向运动，那么导向柱60无法转动，电机50无法运转。

本发明设置限位柱70与定位孔62可实现摆叶的复位操作，其具体的控制方法如下所示：

可以设定在初始状态下，限位柱70上的外螺纹与导向柱60上的内螺纹完全配合时，导头31恰好处于导向柱60的导向槽61轴线方向上的中间位置，即摆叶处于正中位置，限位柱70上的外螺纹与导向柱60上的内螺纹完全分离时，导向柱60需要按旋出方向旋转θ角。

首先，启动电机50，使得电机50转动，带动导向柱60按旋出方向旋转θ角后再旋转一定角度β，即旋转的角度为（θ+β）角；接着，电机50反转，带动导向柱60按旋入方向旋转（θ+β）角；此时，处于复位并消除了虚位；最后，电机50持续反转，带动驱动杆30沿自身轴线往复运动，从而实现了摆叶的左右往复摆动。其中β角的大小是根据制造误差的大小而选取，当制造误差较小时，β角可选取得较小，甚至可为0。

本发明的摆叶在任意状态下还可以向左摆动到最大角度，此时所述导头31位于导向槽61的最左端，方法如下：首先启动电机50，使得电机50转动，带动导向柱60按旋出方向旋转（θ+β）角；接着，电机50反转，带动导向柱60按旋入方向旋转（θ+β）；最后电机50按旋出方向转动270°。

本发明的摆叶在任意状态下还可以向右摆动到最大角度，此时所述导头31位于导向槽61的最右端，方法如下：首先，启动电机50，使得电机50转动，带动导向柱60按旋出方向旋转（θ+β）角；接着，电机50反转，带动导向柱60按旋入方向旋转（θ+β）；最后电机50按旋出方向转动90°即可。

需要说明的是，所述螺纹孔622与所述螺纹部74之间是通过内、外螺纹进行旋合，而在旋合过程中，当内螺纹的螺纹线的头部与外螺纹的螺纹线的头部相接时才开始旋合。因而本发明可以合理设置螺纹孔622与所述螺纹部74的螺纹线的头部，使得在摆叶处于正中位置偏向旋出方向θ角时，所述内、外螺纹的螺纹线头部刚好相接。如此，则可保证螺纹孔622与螺纹部74完全旋合时，摆叶恰处于正中位置。

本发明还提供了一种空调器，包括底座10、设于底座10上的摆叶连杆、设于摆叶连杆上的多个摆叶以及设于底座10上的用于驱动摆叶连杆水平运动的驱动装置；所述驱动装置的具体结构请参照上述具体实施例中所述的驱动装置的具体结构，在此不再赘述。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动摆叶的驱动装置，用以驱动安装于底座上的摆叶摆动，所述自动摆叶的驱动装置包括电机，其特征在于，还包括导向柱和驱动杆，所述电机具有转轴，所述导向柱固定连接于所述转轴上，以在所述电机的驱动下转动，所述导向柱的外壁面设有导向槽，所述导向槽绕所述导向柱一周形成一回路，且所述导向槽整体沿所述导向柱的轴向呈倾斜设置，所述驱动杆设有位于所述导向槽内的导头，所述电机驱动所述导向柱转动时，所述导向槽驱动所述导头沿所述导向槽滑动，以带动驱动杆往复运动。

2.根据权利要求1所述的自动摆叶的驱动装置，其特征在于，还包括用以安装所述驱动杆的驱动杆座，所述驱动杆座上设有通槽，所述驱动杆座的内壁面设有限位槽；所述驱动杆位于通槽内水平往复运动，且所述驱动杆上设有用于与限位槽配合限制驱动杆转动的限位筋。

3.根据权利要求1所述的自动摆叶的驱动装置，其特征在于，进一步包括一限位柱，所述限位柱的一端设有用于与底座的扁位孔配合防止限位柱转动的扁位，所述限位柱的另一端设有外螺纹；所述导向柱的一端设有定位孔，所述定位孔的底部内侧壁设有内螺纹，所述限位柱插入定位孔内，当内螺纹与外螺纹配合到位后，限制导向柱的旋入旋转运动。

4.根据权利要求3所述的自动摆叶的驱动装置，其特征在于，进一步包括设于底座的扁位孔内的弹簧，所述弹簧抵于限位柱上。

5.根据权利要求3所述的自动摆叶的驱动装置，其特征在于，所述限位柱包括主体部、扁位部以及螺纹部，前述扁位设于扁位部上，前述外螺纹设于螺纹部上，所述主体部的外径大于螺纹部的外径。

6.根据权利要求3所述的自动摆叶的驱动装置，其特征在于，所述定位孔包括圆柱孔以及螺纹孔，所述内螺纹设于螺纹孔的内侧壁上，所述圆柱孔的直径大于螺纹孔的直径。

7.根据权利要求1所述的自动摆叶的驱动装置，其特征在于，所述导向槽的形状为椭圆形。

8.根据权利要求1所述的自动摆叶的驱动装置，其特征在于，所述驱动杆还包括杆身，所述导头自所述杆身的一侧延伸形成，所述导头与杆身垂直设置。

9.根据权利要求1所述的自动摆叶的驱动装置，其特征在于，所述导向柱上设有转轴孔，所述电机的转轴插入转轴孔中固定。

10.一种空调器，包括底座、设于底座上的摆叶连杆、设于摆叶连杆上的多个摆叶以及设于底座上的用于驱动摆叶连杆水平运动的驱动装置；其特征在于，所述驱动装置为权利要求1至9任一项所述的驱动装置。