CN108036492B - 一种面板开合运动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种面板开合运动机构，包括面板和面板体，面板包括向面板体延伸的延伸块，以及设在延伸块侧面的第一滑动轴和第二滑动轴；面板体或面板体中卡合的运动限位块包括向外延伸的第一曲面滑槽以及第二曲面滑槽；第一滑动轴、第二滑动轴分别与第一曲面滑槽、第二曲面滑槽可滑动地配合。本发明的面板开合机构能够解决面板闭合时与面板体干涉、无法打开问题，并且能够简化运动机构难度，减少机构零件数量，降低装配的难度，提高生产总装效率，降低成本，适用于空调面板。

Description

一种面板开合运动机构

技术领域

本发明涉及空调制造技术领域，具体涉及一种能够使面板顺利开合的、结构简单的面板开合运动机构。

背景技术

空调结构大同小异，所具备的功能也是不尽相同。目前市面上空调面板的打开方式可以大致分为两类，一是旋转轴法向平面位置不动，这种传统的设计方案沿固定旋转轴打开或闭合面板时，会出现干涉，面板不能完全与面板体封闭，在面板体和面板末端不平齐，有装饰台阶的情况下，必然存在干涉。二是旋转轴法向平面方向产生平面运动，即含有推出机构，这种方案采用推出机构实现闭合，面板呈现相对于面板体向上运动，然后进行旋转运动，需要按照一定的运动趋势轨迹打开，虽然可以实现最终的功能，但一般会采用2个步进电机，至少4套注塑件结构，大大的增加了整机的成本。为了实现空调面板顺利开合，公开号为CN106288288A的中国专利公开了一种通过齿轮齿条啮合实现面板与面板体的可转动连接，但这个方案结构复杂，成本高。

如何在简化结构、降低成本的情况下能够实现必要的功能，提供新的外观结构将是空调的创新的新方向。基于CREO软件对运动机构模块进行参数化设计和仿真，也是目前的一种新的设计方法(黄伟.基于CREO的对心盘形凸轮机构参数化设计与仿真[J].汽车零部件,2017(04):42-47)。现有技术中尚未有将CREO应用于设计面板开合运动机构的报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种面板开合运动机构，该机构能够解决面板闭合时与面板体干涉、无法打开问题，并且能够简化运动机构难度，减少机构零件数量，降低装配的难度，提高生产总装效率，降低成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种面板开合运动机构，包括面板和面板体，面板设置在面板体的外侧；其中，面板包括向面板体延伸的一个延伸块以及设在一个延伸块侧面的第一滑动轴和第二滑动轴，或者面板包括向面板体延伸的并列的两个延伸块以及分别设在两个延伸块侧面的第一滑动轴和第二滑动轴；面板体包括向外延伸的第一曲面滑槽以及第二曲面滑槽，或者，面板开合运动机构还包括与面板体卡合的运动限位块，运动限位块包括向外延伸的第一曲面滑槽以及第二曲面滑槽；第一滑动轴与第一曲面滑槽可滑动地配合，第二滑动轴与第二曲面滑槽可滑动地配合。

本发明中的空调面板开合机构包含面板、面板体，要求面板需要在面板体上实现开合运动，在面板体和面板末端设有装饰台阶的情况下，面板与面板体不干涉。为实现开合功能，面板呈现相对于面板体向外运动，并进行旋转运动，需要按照一定的运动趋势轨迹打开。为了实现运动机构开闭功能，本发明基于共轭曲面以及多运动合成，在面板上设计两滑动轴，其中第一滑动轴是从动轴，第二滑动轴是主动轴，并设计了一种运动限位块，运动限位块中包括两种运动连续相切轨迹曲面滑槽。通过参数设定，可实现唯一运动轨迹，同时可借用CREO运动机构模块模拟仿真，有助于设计该闭合功能，也有助于优化运动过程中轨道曲面参数，满足打开面板时力度适中、顺滑的要求。

本发明的面板开合活动机构主要包括面板、面板体和运动限位块个零件，安装时面板上将两个滑动轴分别安装在运动限位块曲面滑槽中，面板在打开时，在运动限位块的双曲面滑槽的作用下，使面板能够实现预设运动的趋势，相对于市面上面板的推出结构，本文的发明所用的零件较少，成本低。

进一步的技术方案是，所述第一滑动轴相对于所述第二滑动轴更靠近所述面板体的内侧。

本发明主要涉及了双曲面滑槽的设计、曲线的获得、优化以及滑动轴设计。由于双滑动轴之间距离是固定的，分析可知两滑动轴在由面板体外侧指向内侧的方向上需要相隔一段距离，使第一滑动轴处于更靠近面板体内侧的位置，以保证运动的唯一性。这里的内侧是与外侧相对的面板体的另一侧。该距离根据可旋转的角度以及该处的具体结构来设计，距离值越大唯一性越可靠。同时在双曲面滑槽在起始位置点同样设计一个距离，使得第一滑动轴与第二滑动轴在闭合时的起始位置时，第二滑动轴相对更靠近外侧。

进一步的技术方案是，随着第二曲面滑槽向外延伸，第二曲面滑槽内轨迹任一点与所述第一曲面滑槽内轨迹中心点之间的最小距离呈现先减小后增大趋势，以使运动顺利进行，保证运动方向的唯一性。

进一步的技术方案是，当面板开合时，第一滑动轴和第二滑动轴在各个运动点的速度方向夹角大于0°。本发明设计了第一滑动轴和第二滑动轴在第一曲面滑槽和第二曲面滑槽中的各运动点速度方向夹角θ应大于0°，确保运动方向唯一，使滑动更加顺滑。

进一步的技术方案是，第一滑动轴的轴面与第一曲面滑槽的槽壁相切，第二滑动轴的轴面与第二曲面滑槽的槽壁相切。通过滑动轴轴面与曲面滑槽槽壁的相切，使得滑动轴更好地沿曲面滑槽运动，避免滑动轴在曲面滑槽内发生不必要的位移和摆动。

进一步的技术方案是，第一曲面滑槽的长度比第二曲面滑槽的长度小。第一曲面滑槽和第二曲面滑槽优选具有与第一滑动轴和第二滑动轴滑动行程相同的长度。

进一步的技术方案是，面板体还包括安装槽；运动限位块包括围绕第一曲面滑槽以及第二曲面滑槽设置的外侧面，内侧面，以及与外侧面以及内侧面连接的向同一侧倾斜的第一斜面和第二斜面；运动限位块倾斜插入安装槽中，外侧面朝向面板体的外侧。本发明的运动限位块安装时，沿安装槽倾斜插入，有利于运动限位块的定位，且便于安装和拆卸。向同一侧倾斜是指第一斜面和第二斜面的倾斜趋势相同，但具体的倾斜角度可以不同，且可由不同的倾斜段构成。

进一步的技术方案是，运动限位块还包括设在第一斜面上的第一凸块；安装槽包括与第一凸块侧面邻接的挡块。通过挡块与第一凸块的配合，限制运动限位块沿轴线方向运动。

进一步的技术方案是，第一凸块第一凸块在朝向内侧面的方向厚度逐渐减小，形成第三斜面。在第一凸块上形成第三斜面，方便运动限位块插入。

进一步的技术方案是，运动限位块还包括设在内侧面上的第二凸块；安装槽包括与第二凸块配合的凹槽。通过凸块与凹槽的配合，对运动限位块起到进一步的定位作用。

进一步的技术方案是，运动限位块还包括设在第二斜面上的卡扣；安装槽还包括与卡扣配合的卡块。卡扣与卡块配合，防止运动限位块沿第一和第二斜面的方向向外位移。

进一步的技术方案是，安装槽还包括设在卡块上的工具槽，工具槽的末端通向卡扣。可以借助工具，通过工具槽，撬开结构卡扣，从而方便地将面板、运动限位块拆卸。

与现有技术相比，本发明能够取得以下有益效果：

1、本发明解决了面板打开时与面板体干涉，无法打开问题。本发明设计的面板开合运动机构，与市面上面板结构不同，在面板与面板体装配处设计装饰台阶平面时，也能够实现面板开合功能，有效的解决了打开时面板与面板体干涉、采用推出功能时结构复杂等问题。

2、本发明的面板开合运动机构包括一个运动限位块，运动限位块可以利用CREO等进行参数化设计及仿真模块，实现复杂运动模拟，获得唯一和确定的运动轨迹，有效提高了设计效率，同时简化了运动机构难度，减少了机构零件数量，降低了实现该功能时整机开发成本。通过仿真分析优化运动过程中轨道曲面参数，还可以满足打开面板时力度适中、顺滑的要求。

3、本发明的面板开合运动机构减少装配零件数量，降低装配的难度，提高生产总装效率。本发明应用范围宽广，适用于涉及闭合运动的所有机构和设备，该结构不仅能够实现面板的闭合，降低了整机的成本，同时也为相关领域运动机构提供了设计思路和方法。

4、卡扣式安装，可靠稳定，提高总装效率。本发明中最重要的部件是运动限位块，在其中设计了对应的定位结构，实现了运动限位块只能在设定的安装槽中沿斜面运动，为了方便拆卸，在倾斜方向设定了卡扣结构，限制了该向运动，同时可以借助工具可方便拆卸。

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1是现有空调的结构示意图；

图2是现有面板的结构示意图；

图3是本发明实施例中面板的结构示意图；

图4是本发明实施例中运动限位块与面板体卡合的结构示意图；

图5是图4中A部分的局部放大图；

图6是本发明实施例中面板开合运动机构闭合时的结构示意图；

图7是图6中B部分的局部放大图；

图8是本发明实施例中运动限位块与面板结合的结构示意图；

图9是图8中C部分的局部放大图；

图10是本发明实施例中运动限位块的结构示意图；

图11是本发明实施例中在运动限位块中一个运动点的速度方向示意图。

具体实施方式

如图1所示的现有的壁挂式空调，面板体11和面板12末端不平齐，设有装饰台阶13。现有的面板12如图2所示，在延伸块14上设有一个滑动轴15，面板12围绕固定不变的转动中心转动，这种传统的方案会存在干涉，面板12不能顺利地开合。

与现有结构不同，为实现开合功能，本实施例中的转动中心位置是随着打开的角度增大而变化的。本实施例的面板开合运动机构包括面板20，面板体30，以及与面板体30卡合的运动限位块40。面板20设置在面板体30的外侧，通过运动限位块40与面板体30可移动地连接。

面板20呈现相对于面板体30向外运动，然后进行旋转运动，面板20按照一定的运动趋势轨迹开合。具体地，本实施例的面板开合运动机构包括如图3所示的面板20，面板20包括主体21以及位于面板20一端的端部22。主体21和端部22可以根据需要设计成不同的形状，例如主体21可以是平面状的，也可以是曲面型的；端部22可以与主体21齐平，或者相对于主体21向内侧呈圆弧形延伸。

面板20还包括设在端部22处的延伸块23，延伸块23可以根据需要设计成不同的形状，在本实施例中，延伸块23呈弯折状。延伸块23侧面设有第一滑动轴24和第二滑动轴25，其中第一滑动轴24是从动轴，第二滑动轴25是主动轴。

如图9所示，第一滑动轴24相对于第二滑动轴25更靠近面板体30的内侧，即第一滑动轴24处于更远离面板体30外侧。这里的内侧是相对于外侧而言。当面板20闭合时，第一滑动轴24与第二滑动轴25之间在由外侧指向内侧的方向上间隔有一段距离Δ。该距离Δ根据可旋转的角度以及该处的具体结构来设计，距离Δ的值越大，运动唯一性越可靠。在本实施例中，第一滑动轴24位于延伸块23的末端。

在本实施例中，第一滑动轴24相对于第二滑动轴25在平行于主体21延向端部22的方向上更远离主体21，即在沿平行于主体21平面的指向端部22的方向上，第一滑动轴24比第二滑动轴25离主体21更远。

如图10至图11所示，运动限位块40包括向外延伸的第一曲面滑槽41以及第二曲面滑槽42，此处向外延伸是指向面板体30的外侧延伸，即向面板20所在的一侧延伸。且随着第二曲面滑槽42向外延伸，第二曲面滑槽42内轨迹任一点与第一曲面滑槽41内轨迹中心点之间的距离先减小后增大。当面板20闭合时，第一曲面滑槽41以及第二曲面滑槽42与第一滑动轴24与第二滑动轴25配合的起始点之间也在由面板体30外侧指向内侧的方向上间隔有一段距离Δ。如图11所示，第一曲面滑槽41以及第二曲面滑槽42被设计成第一滑动轴24和第二滑动轴25在各个运动点的速度方向夹角θ大于0°，确保运动方向唯一，使滑动更加顺滑。在本实施例中，第一曲面滑槽41以及第二曲面滑槽42在各运动点处切线方向不平行。

如图6至9所示，第一滑动轴24与第一曲面滑槽41可滑动地配合，第二滑动轴25与第二曲面滑槽42可滑动地配合。第一滑动轴24的轴面与第一曲面滑槽41的槽壁相切，第二滑动轴25的轴面与第二曲面滑槽42的槽壁相切。第一曲面滑槽41和第二曲面滑槽42优选具有与第一滑动轴24和第二滑动轴25滑动行程相同的长度，第一曲面滑槽41的长度比第二曲面滑槽42的长度小。

如图4至7所示，面板体30还包括安装槽31，安装槽31具有与运动限位块40配合的结构，便于运动限位块40以及面板20的安装。安装槽31一侧还设有延伸块避位槽，用于延伸块的活动。如图10所示，运动限位块40包括外侧面43，内侧面44，以及与外侧面43以及内侧面44连接的第一斜面45和第二斜面46。外侧面43、内侧面44、第一斜面45和第二斜面46将第一曲面滑槽41与第二曲面滑槽42包围起来。第一斜面45和第二斜面46向同一方向倾斜是指倾斜趋势相同，但具体的倾斜角度可以不同，并且可以由不同的倾斜段组成。运动限位块40沿第一斜面45和第二斜面46倾斜插入所述安装槽31中，外侧面43朝向面板体30的外侧，即朝向面板20的一侧。

运动限位块40还包括设在第一斜面45上的第一凸块47，安装槽31上设置有与第一凸块47侧面配合的挡块32，通过挡块32与第一凸块47的配合，限制运动限位块40沿轴线方向运动。第一凸块47上设有第三斜面48，第三斜面48在第一凸块47上形成斜角，方便运动限位块40插入。

运动限位块40还包括设在内侧面44上的第二凸块49；安装槽31上设有第二凸块49配合的凹槽33。通过第二凸块49与凹槽33的配合，进一步限定运动限位块40的位置。运动限位块40上还设有由外侧面43向内延伸的矩形滑槽51，矩形滑槽51和第二凸块49共同限制了运动限位块40垂直于轴线的方向上运动，矩形滑槽51有利于简化面板体30对应处模具难度。

运动限位块40还包括设在第二斜面46上的卡扣50；安装槽31还包括与所述卡扣50配合的卡块34。卡扣50与卡块34配合，防止运动限位块40沿斜面的方向向外位移。将卡扣50安装到位，即可判定安装完成。卡块34靠近面板体30的外侧，卡块34上设有工具槽35，工具槽35的末端通向卡扣50。可以在面板体30的外侧，借助工具，通过工具槽35，撬开卡扣50，从而方便地将面板20、运动限位块40从面板体30中拆卸下来。

本实施例基于共轭曲面以及多运动合成，在面板20上设置了第一滑动轴24和第二滑动轴25，在运动限位块40上设置了两种运动连续相切轨迹曲面，即第一曲面滑槽41和第二曲面滑槽42，通过参数设定，可实现唯一运动轨迹，同时可借用CREO运动机构模块模拟仿真，建立可易编辑参数化模型，相对于以前的设计方法，采用运动仿真技术，大大的提高了设计效率和准确性，缩短了设计周期，且有助于实现开闭功能，也有助于优化运动过程中轨道曲面参数，满足打开面板20时力度适中、顺滑的要求。

具体可以采用以下步骤：第一滑动轴24和第二滑动轴25的位置轨迹可以采用面板20在各个位置点去获取，分别设定位置点N1、N2、N3……，并记录位置相对坐标，利用该坐标值即可进行拟合曲面轨迹方程。得到运动轨迹后需进行仿真模拟，多数据、多试验分析和优化排除死点以及运动方向与速度夹角接近90°点位置。根据运动轨迹设置第一曲面滑槽41和第二曲面滑槽42。

在本发明的另一实施例中，运动限位块的功能可以与面板体一体化设置，即直接在面板体上设置第一曲面滑槽以及第二曲面滑槽，与面板上的第一滑动轴以及第二滑动轴配合。

在本发明的再一实施例中，延伸块的数目可以是两个，并列设置在面板的端部，第一滑动轴以及第二滑动轴分别设置在两个延伸块的侧面。

由上可见，本发明设计的面板开合活动机构，与市面上面板打开结构不同，能够实现面板闭合功能，有效的解决了打开时面板与面板体干涉、实现推出功能时结构复杂等问题。本发明将实际与理论结合，研究了相切曲面的特性，同时以运动合成为主线，采用软件模拟，设计优化运动机构，获得了唯一的确定的运动轨迹，满足打开面板时力度适中，顺滑的要求。同时，本发明的机构还具有安装简单，拆卸方便的优点，减少了零件数量、步进电机以及传动零件的使用，有效的降低整机成本，同时该机构安全可靠。

最后需要强调的是，以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，还可以包含其他零件。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种面板开合运动机构，包括面板和面板体，所述面板设置在所述面板体的外侧，其特征在于：

所述面板包括向所述面板体延伸的一个延伸块以及设在所述一个延伸块侧面的第一滑动轴和第二滑动轴，或者所述面板包括向所述面板体延伸的并列的两个延伸块以及分别设在所述两个延伸块侧面的第一滑动轴和第二滑动轴；

所述的面板体包括向外延伸的第一曲面滑槽以及第二曲面滑槽，或者，所述面板开合运动机构还包括与所述面板体卡合的运动限位块，所述运动限位块包括向外延伸的第一曲面滑槽以及第二曲面滑槽，所述运动限位块包括围绕所述第一曲面滑槽以及所述第二曲面滑槽设置的外侧面、内侧面以及与所述外侧面以及内侧面连接的向同一方向倾斜的第一斜面和第二斜面，所述面板体还包括安装槽以及与所述安装槽相邻的延伸块避位槽，所述运动限位块倾斜插入所述安装槽中，所述外侧面朝向所述面板体的外侧；

所述第一滑动轴相对于所述第二滑动轴更靠近所述面板体的内侧；

随着第二曲面滑槽向外延伸，所述第二曲面滑槽内轨迹任一点与所述第一曲面滑槽内轨迹中心点之间的距离呈现先减小后增大趋势；

所述第一滑动轴与所述第一曲面滑槽可滑动地配合，所述第二滑动轴与所述第二曲面滑槽可滑动地配合；当所述面板开合时，所述第一滑动轴和所述第二滑动轴在各个运动点的速度方向夹角大于0°。

2.根据权利要求1所述的一种面板开合运动机构，其特征在于：

所述第一滑动轴的轴面与所述第一曲面滑槽的槽壁相切，所述第二滑动轴的轴面与所述第二曲面滑槽的槽壁相切。

3.根据权利要求1所述的一种面板开合运动机构，其特征在于：

所述第一曲面滑槽的长度比所述第二曲面滑槽的长度小。

4.根据权利要求1所述的一种面板开合运动机构，其特征在于：

所述运动限位块还包括设在第一斜面上的第一凸块；

所述安装槽包括与所述第一凸块侧面邻接的挡块；

所述第一凸块在朝向所述内侧面的方向厚度逐渐减小，形成第三斜面。

5.根据权利要求1所述的一种面板开合运动机构，其特征在于：

所述运动限位块还包括设在所述内侧面上的第二凸块；

所述安装槽包括与所述第二凸块配合的凹槽。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种面板开合运动机构，其特征在于：

所述运动限位块还包括设在所述第二斜面上的卡扣；

所述安装槽还包括与所述卡扣配合的卡块；

所述安装槽还包括设在所述卡块上的工具槽，所述工具槽的末端通向所述卡扣。