CN106704128A - 一种伸缩组件及包括该伸缩组件的电器 - Google Patents

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姚沣华
凌威
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Abstract

本发明涉及一种伸缩组件，包括：变形部，所述变形部的体积能够随温度改变而改变；支撑部，所述支撑部设置于所述变形部的一侧，当所述变形部的体积变大，所述变形部能够使所述支撑部产生沿一方向的位移；当所述变形部的体积变小，所述支撑部能够产生沿另一方向的位移。所述伸缩组件利用所述变形部的体积随温度的变化，使支撑部发生沿不同方向的位移，无需用户进行手动调节，省力方便；同时，所述伸缩组件无需具有复杂结构的机械传动系统，结构简单，制造成本较低，且其工作过程中产生的噪音很小，有利于提高电器的静音性能。此外，所述伸缩组件占用空间较小，有利于减小相应电器的体积，方便进行电器安装及移动。

Description

一种伸缩组件及包括该伸缩组件的电器
技术领域
本发明涉及电器伸缩结构技术领域，具体涉及一种伸缩组件及包括该伸缩组件的电器。
背景技术
升降结构或开合门结构广泛应用于各种电器，例如，电风扇采用升降结构，以改变风扇叶片的位置，从而改变出风高度；消毒柜、洗碗机等电器结构采用自动开合门、或开合抽屉，以方便用户使用。
目前，常用的实现结构升降或开合的方式包括手动调节方式以及自动调节方式，手动调节方式通常费时费力、操作繁琐，易给用户带来使用不便，且容易造成安全隐患。自动调节的方式通常采用电机提供动力，带动齿轮齿条传动系统工作，从而实现各部件之间的相对运动。但电机以及齿轮齿条传动系统的制造成本较高，且其通常需要占用较大的工作空间，导致电器体积及重量较大，摆放及移动不便；同时，电机及齿轮齿条传动系统在工作过程中易产生较大噪音，不利于满足用户对于电器静音性能的要求。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种伸缩组件及包括该伸缩组件的电器。目的在于，减小所述伸缩结构的工作噪音。
本发明所采用的技术方案为：
一种伸缩组件，包括：
变形部，所述变形部的体积能够随温度改变而改变；
支撑部，所述支撑部设置于所述变形部的一侧，当所述变形部的体积变大，所述变形部能够使所述支撑部产生沿一方向的位移；当所述变形部的体积变小，所述支撑部能够产生沿另一方向的位移。
优选地，所述变形部包括具有封闭腔体的气囊，所述封闭腔体内填充有能够随温度变化而发生物态变化、从而改变所述气囊体积的填充物。
优选地，所述填充物包括至少一种第一相变材料，所述第一相变材料在常温下以气态形式存在，在低于常温的温度下能够由气态转换为液态和/或固态；
和/或，所述填充物包括至少一种第二相变材料，所述第二相变材料在常温下以液态和/或固态形式存在，在高于常温的温度下能够由液态和/或固态转换为气态。
优选地，所述气囊的个数为多个，当包括多种所述第一相变材料时，多种所述第一相变材料分别相隔离地设置于不同的所述气囊内；当包括多种所述第二相变材料时，多种所述第二相变材料分别相隔离地设置于不同的所述气囊内。
优选地，所述伸缩组件还包括控制单元，所述控制单元包括：
制热结构，所述制热结构设置于所述变形部的外侧，并能够加热所述变形部以提高所述变形部的温度；
和/或，制冷结构，所述制冷结构设置于所述变形部的外侧，并能够冷却所述变形部以降低所述变形部的温度。
优选地，所述制热结构包括导热壳、和缠绕设置于所述导热壳的外壁上的电热丝，所述导热壳内部设置有容纳腔体，所述变形部设置于所述容纳腔体内、并能够与所述电热丝进行热量交换；
所述制冷结构包括电子制冷芯片外壳，所述电子制冷芯片外壳罩设于所述变形部或所述导热壳的外侧、并能够与所述变形部进行热量交换。
优选地，所述导热壳由铝制材料制成，所述导热壳的外壁上均匀涂覆有导热硅脂层。
优选地，所述支撑部上、与所述变形部相对设置的部位处设置有活塞，所述活塞能够随所述支撑部移动；当包括所述导热壳时，所述活塞能够填充所述支撑部与所述导热壳之间的部分间隙，以稳定所述支撑部。
优选地，所述伸缩组件还包括用于控制所述制热结构和所述制冷结构的工作状态的主控板，所述主控板与所述制热结构和所述制冷结构分别信号相连。
一种电器，包括所述的伸缩组件。
本发明的有益效果为：
1、所述伸缩组件利用所述变形部的体积随温度的变化，使支撑部发生沿不同方向的位移，无需用户进行手动调节即可实现伸缩操作，省力方便；同时，所述伸缩组件无需具有复杂结构的机械传动系统，结构简单，制造成本较低，且其工作过程中产生的噪音很小，有利于提高电器的静音性能。此外，所述伸缩组件占用空间较小，有利于减小相应电器的体积，方便进行电器安装及移动。
2、所述伸缩组件还包括能够加热所述变形部的制热结构、和/或能够冷却所述变形部的制冷结构，用户可以根据需要启动所述制热结构和/或所述制冷结构并调整其工作状态，精确控制所述变形部的体积，从而使所述支撑部处于所需的位置处，达到使用目的，该种调节方式可以使所述伸缩组件的工作不受外界环境温度的影响或局限，快速、精准地满足用户对于伸缩组件的伸缩状态的要求。
附图说明
图1是本发明所述伸缩组件的结构示意图；
图2是本发明所述伸缩组件结构的爆炸图；
图3是本发明所述伸缩组件在伸长状态下的结构示意图；
图4是本发明所述伸缩组件在收缩状态下的结构示意图。
图中：1、变形部；2、支撑部；3、导热壳；4、电热丝；5、电子制冷芯片外壳；6、活塞。
具体实施方式
为进一步阐述本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图以及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
本具体实施方式涉及一种伸缩组件，包括：
变形部1，所述变形部1的体积能够随温度改变而改变；
支撑部2，所述支撑部2设置于所述变形部1的一侧，当所述变形部1的体积变大，所述变形部1能够使所述支撑部2产生沿一方向的位移；当所述变形部1的体积变小，所述支撑部2能够产生沿另一方向的位移。
具体地，所述支撑部2可以与所述变形部1的一侧相接触，也可以与所述变形部1成一体式设置，或通过中间部件与所述变形部1间接相连，使得当所述变形部1的体积增大时，所述变形部1能够对所述支撑部2施加作用力，例如推力，从而使所述变形部1产生沿一方向的位移。
当所述变形部1的体积变小，可以通过多种方式实现所述支撑部2向所述另一方向的位移。例如，一种优选的实施方式为，所述支撑部2设置于所述变形部1的竖向的上方并与所述变形部1相接触，当所述变形部1的体积减小，所述变形部1的沿竖直方向的高度降低，所述支撑部2由于自身重力作用，随所述变形部1的高度的降低而向竖向下方移动，从而实现所述支撑部2的缩回操作。在该种优选的实施方式中，仅将所述支撑部2放置于所述变形部1的竖向上方即可实现缩回功能。当所述变形部1与所述支撑部2之间的相对位置关系不同于上述优选的实施方式时，可以使所述变形部1与所述支撑部2之间直接地或通过中间部件间接地相连在一起，当所述变形部1的体积减小，使所述变形部1能够对所述支撑部2施加沿另一方向的作用力，从而实现所述支撑部2沿另一方向的位移，完成缩回操作。
对于需要根据环境温度进行自动伸缩操作的装置，所述第一相变材料和所述第二相变材料能够与外界环境进行热量交换，当环境温度发生改变时，所述变形部1发生温度变化，导致其体积改变，使所述支撑部2完成伸缩操作。因此，可以不依靠额外的电能输入实现结构随环境温度变化的自动伸缩操作，有利于降低伸缩组件的能耗，促进节能环保。
所述伸缩组件利用所述变形部1的体积随温度的变化，使支撑部2发生沿不同方向的位移，无需用户进行手动调节，省力方便；同时，所述伸缩组件无需具有复杂结构的机械传动系统，不需要电机等装置为伸缩运动提供动力，结构简单，制造成本较低，且其工作过程中产生的噪音很小，有利于提高电器的静音性能。此外，所述伸缩组件占用空间较小，有利于减小相应电器的体积，方便进行电器安装及移动。
作为一种较佳的实施方式，所述变形部1包括具有封闭腔体的气囊，所述封闭腔体内填充有能够随温度变化而发生物态变化、从而改变所述气囊体积的填充物。此处所说的物态变化，指的是物质的状态变化，所述“状态”包括固态、液态和气态。优选地，所述气囊的个数为多个，且所述气囊由不具有透气性的材料制成，进一步优选地，所述气囊由弹性材料制成，当所述气囊的体积增大时，所述气囊对所述支撑部2施加指向所述气囊外部方向的作用力，推动所述支撑部2，使所述支撑部2实现伸展功能。当所述气囊的体积减小时，所述气囊囊壁发生弹性收缩，所述支撑部2随所述气囊的收缩而向靠近所述气囊内部的方向运动，实现所述支撑部2的缩回的功能。
作为一种较佳的实施方式，所述填充物包括至少一种第一相变材料，所述第一相变材料在常温下以气态形式存在，在低于常温的温度下能够由气态转换为液态和/或固态；
和/或，所述填充物包括至少一种第二相变材料，所述第二相变材料在常温下以液态和/或固态形式存在，在高于常温的温度下能够由液态和/或固态转换为气态。
需要说明的是，与通用含义不同地，本发明中所述的常温指20-35℃，代表所述伸缩组件在常规使用环境中的使用温度。
更具体地，所述第一相变材料在常温下以气相形式存在，当温度降低至低于常温时，其能够发生液化、凝固或凝华现象中的一种或多种的组合，从而相应地由气相转变为液相和/或固相，体积显著减小，从而减小所述变形部1的体积。所述支撑部2的位置可以随所述变形部1体积的减小而改变。所述第一相变材料的种类可以为一种或多种，对于不发生相互作用的多种所述第一相变材料可以设置于同一所述气囊内，也可以分别隔离地设置于不同的所述气囊内。此处及后文中所说的“不发生相互作用”，是指各种材料在混合后相互之间不发生化学反应，其物理及化学性质均保持稳定，不受其它物质的影响。
所述第二相变材料在所述常温条件下以液体或者固体状态存在，当温度升高至高于常温时，其能够发生蒸发、沸腾或升华现象中的一种或多种的组合，从而相应地由液相和/或固相转变为气相，体积显著增大，从而增大所述变形部1的体积。所述第二相变材料例如可为：冰乙酸，其凝固点为16.6℃，在50℃以上可完全升华。除此之外，所述第二相变材料还可以包括能够发生涉及相变的可逆反应的材料种类。对于不发生相互作用的多种所述第一相变材料可以设置于同一所述气囊内，也可以分别隔离地设置于不同的所述气囊内。
作为一种较佳的实施方式，所述伸缩组件还包括控制单元，所述控制单元包括：
制热结构，所述制热结构设置于所述变形部1的外侧，并能够加热所述变形部1以提高所述变形部1的温度；
和/或，制冷结构，所述制冷结构设置于所述变形部1的外侧，并能够冷却所述变形部1以降低所述变形部1的温度。
对于需要根据用户要求主动进行伸缩操作的装置，设置所述控制单元。用户可以根据需要启动所述制热结构和/或所述制冷结构并调整其工作状态，虽然需要消耗一定的电能以与所述变形部1进行热量交换，但能够精确控制所述变形部1的体积，从而使所述支撑部2处于所需的位置处，达到使用目的，该种调节方式可以使所述伸缩组件的工作不受外界环境温度的影响或局限，快速、精准地满足用户对于伸缩组件的伸缩状态的要求，操作简单，使用方便。
优选地，所述制热结构包括导热壳3、和缠绕设置于所述导热壳3的外壁上的电热丝4，所述导热壳3内部设置有容纳腔体，所述变形部1设置于所述容纳腔体内、并能够与所述电热丝4进行热量交换；所述电热丝4通过将电能转换为热能，产生热量，该热量通过所述导热壳3向所述变形部1传导，从而加热所述变形部1，使其体积增大。优选地，所述导热壳3由铝制材料制成，所述导热壳3的外壁上均匀涂覆有导热硅脂层。所述导热硅脂层能够使所述导热壳3对热量的传递更加均匀，从而使所述变形部1均匀受热或冷却，从而进行均匀变形，使所述支撑部2的移动更加稳定可靠。
所述制冷结构包括电子制冷芯片外壳5，所述电子制冷芯片外壳5罩设于所述变形部1或所述导热壳3的外侧、并能够与所述变形部1进行热量交换。所述电子制冷芯片外壳5为设置有电子制冷芯片、并具有良好的导热性能的壳体，所述电子制冷芯片内包括大量由半导体材料构成的PN节，从而形成热电偶对，产生珀尔帖效应，达到制冷目的。所述电子制冷芯片工作时消耗的能耗较低，工作过程无震动、噪音，且无需使用冷媒循环，有利于环保节能，具有较长的使用寿命。
作为一种较佳的实施方式，所述支撑部2上、与所述变形部1相对设置的部位处设置有活塞6，所述活塞6能够随所述支撑部2移动；更具体地，所述活塞6可以为能够套设于所述变形部1外壁上的环形结构，也可以为设置于所述支撑部2与所述变形部1之间的片状结构，所述活塞6与所述支撑部2固定连接，以使其能够随所述支撑部2的位移而进行移动。当包括所述导热壳3时，所述活塞6能够填充所述支撑部2与所述导热壳3之间的部分间隙，以稳定所述支撑部2，避免所述支撑部2在随所述变形部1发生体积变化而运动时产生歪斜、晃动，保证伸缩结构性能及结构的稳定性，同时，可以使所述支撑部2的受力更加缓慢均匀，不至于因为气囊快速膨胀而弹起。
作为一种较佳的实施方式，所述伸缩组件还包括用于控制所述制热结构和所述制冷结构的工作状态的主控板，所述主控板与所述制热结构和所述制冷结构分别信号相连，使得用户可以通过向主控板发送信号以控制所述制热结构和所述制冷结构的工作，还可实现遥控控制所述变形部1温度的功能，进一步简化所述伸缩组件的操作，节省人力，使具有所述伸缩组件的电器使用更加方便。
本具体实施方式还涉及一种电器，包括所述的伸缩组件。所述电器例如可以为电风扇、消毒柜、洗碗机等电器。更具体地，对于电风扇，可以通过所述伸缩结构，改变风扇叶片的位置，从而改变出风高度；对于消毒柜、洗碗机等电器，其自动开合门或开合抽屉等结构的开合操作可以通过本具体实施方式所提供的所述伸缩结构实现，以方便、快速、静音地实现机门及抽屉的开合使用。
下面介绍一下本发明的工作原理及优选实施例：
本发明解决的技术问题为：
1、手动实现结构伸缩，费力且不便
2、电机拖动噪音大，且机构本身占用空间大
本发明取得的有益效果为：
本发明摒弃传统电机驱动的方式，利用易发生三相变化的材料受热转化成气体，遇冷转化成固体的性质，与大气压强相互作用，进而实现伸缩操作。通过物理或化学变化实现相对运动，可以利用电信号进行控制，节约人力、节约空间，且基本没有噪音，电能高效率的转换成动能，比之电机驱动更加节能。
本发明的一个优选实施例为：
所述伸缩组件由以下部分组成：支撑部2、活塞6、铝质导热壳3(外均匀涂抹导热硅脂)、电热丝4、变形部1、电子制冷芯片外壳5(内部密布PN结)。
其中变形部1中填充两种熔点、沸点不同的易发生相变的材料：一种(即第一相变材料)常温下为固体或液体，受热后升华或蒸发成气体，遇冷后凝华或液化成固体或液体；另一种(即第二相变材料)常温下为气体，遇冷后凝华或液化成固体或液体，遇热后升华或蒸发成气体。
伸缩组件工作时，通过主控板控制电热丝4通电产生热量，第二相变材料受热升华，变形部1发生膨胀，活塞6向上运动，使伸缩组件实现拉伸运动(此时第一相变材料维持气体状态不变，或前一阶段已经凝华，在这一阶段重新升华成气体)；
通过主控板控制电子制冷芯片外壳5进行制冷，迅速降低变形部1部分温度，使第一相变材料凝华成固体，变形部1发生收缩，活塞6向下运动，使伸缩组件实现压缩运动(此时第二相变材料维持固体状态不变，或前一阶段已经升华，在这一阶段重新凝华成固体)。
当伸缩组件使用在风扇的升降结构上时，用户可通过遥控器发出使机头上升(或下降)的信号，整机主控板接到信号后，给伸缩组件上的电热丝4或电子制冷芯片外壳5通电，从而改变变形部1内的温度，使变形部1内的固体或液体变成气体、或气体变成固体或液体，此时，由于大气压强的作用，变形部1体积变大或变小，从而实现机头的上升或下降)。
当使用在消毒柜或洗碗机开合门或抽屉上时，原理同上。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由组合、叠加。
以上所述，仅为本发明的较佳实施方式，并非对本发明做任何形式上的限制。任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种伸缩组件，其特征在于，包括：
变形部(1)，所述变形部(1)的体积能够随温度改变而改变；
支撑部(2)，所述支撑部(2)设置于所述变形部(1)的一侧，当所述变形部(1)的体积变大，所述变形部(1)能够使所述支撑部(2)产生沿一方向的位移；当所述变形部(1)的体积变小，所述支撑部(2)能够产生沿另一方向的位移。
2.根据权利要求1所述的伸缩组件，其特征在于，所述变形部(1)包括具有封闭腔体的气囊，所述封闭腔体内填充有能够随温度变化而发生物态变化、从而改变所述气囊体积的填充物。
3.根据权利要求2所述的伸缩组件，其特征在于，所述填充物包括至少一种第一相变材料，所述第一相变材料在常温下以气态形式存在，在低于常温的温度下能够由气态转换为液态和/或固态；
和/或，所述填充物包括至少一种第二相变材料，所述第二相变材料在常温下以液态和/或固态形式存在，在高于常温的温度下能够由液态和/或固态转换为气态。
4.根据权利要求2或3所述的伸缩组件，其特征在于，所述气囊的个数为多个，当包括多种所述第一相变材料时，多种所述第一相变材料分别相隔离地设置于不同的所述气囊内；当包括多种所述第二相变材料时，多种所述第二相变材料分别相隔离地设置于不同的所述气囊内。
5.根据权利要求1-4任一项所述的伸缩组件，其特征在于，还包括控制单元，所述控制单元包括：
制热结构，所述制热结构设置于所述变形部(1)的外侧，并能够加热所述变形部(1)以提高所述变形部(1)的温度；
和/或，制冷结构，所述制冷结构设置于所述变形部(1)的外侧，并能够冷却所述变形部(1)以降低所述变形部(1)的温度。
6.根据权利要求5所述的伸缩组件，其特征在于，所述制热结构包括导热壳(3)、和缠绕设置于所述导热壳(3)的外壁上的电热丝(4)，所述导热壳(3)内部设置有容纳腔体，所述变形部(1)设置于所述容纳腔体内、并能够与所述电热丝(4)进行热量交换；
所述制冷结构包括电子制冷芯片外壳(5)，所述电子制冷芯片外壳(5)罩设于所述变形部(1)或所述导热壳(3)的外侧、并能够与所述变形部(1)进行热量交换。
7.根据权利要求6所述的伸缩组件，其特征在于，所述导热壳(3)由铝制材料制成，所述导热壳(3)的外壁上均匀涂覆有导热硅脂层。
8.根据权利要求6或7所述的伸缩组件，其特征在于，所述支撑部(2)上、与所述变形部(1)相对设置的部位处设置有活塞(6)，所述活塞(6)能够随所述支撑部(2)移动；当包括所述导热壳(3)时，所述活塞(6)能够填充所述支撑部(2)与所述导热壳(3)之间的部分间隙，以稳定所述支撑部(2)。
9.根据权利要求5-8任一项所述的伸缩组件，其特征在于，还包括用于控制所述制热结构和所述制冷结构的工作状态的主控板，所述主控板与所述制热结构和所述制冷结构分别信号相连。
10.一种电器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的伸缩组件。
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