CN108195073A - 一种暖风机及暖风机控制方法 - Google Patents

一种暖风机及暖风机控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种暖风机及暖风机的控制方法,该暖风机包括底座(1)、设于所述底座(1)上方的转盘(2)、设于所述转盘(2)上并能够随转盘(2)一起转动的壳体(3)、以及能够驱动所述转盘(2)转动的电机(4),所述转盘(2)能转动地连接所述底座(1);所述电机(4)驱动连接齿轮(5),所述齿轮(5)啮合齿圈(6),所述齿圈(6)驱动连接所述转盘(2)。这种暖风机不仅能够在360°的角度范围内转动而且还能在自设定角度范围内转动,实现任意方向的送风,而不需要用户在送风范围不合适时重新调整暖风机的摆放位置,操作更加方便,提高了用户体验。

Description

一种暖风机及暖风机控制方法
技术领域
本发明涉及暖风机技术领域,尤其涉及一种暖风机及暖风机控制方法。
背景技术
目前,市场上的家用电暖器(或暖风机)的摇头功能大部分是通过曲柄和连杆传动实现的,这种传动方式会造成摇头的转动速度不恒定、启动所需的力矩比较大,换向时不平稳,存在颤动、噪音等问题。
为解决这一问题,专利号为ZL201220241211.0的中国实用新型专利《一种摇头转动机构及采用该机构的电暖器》披露了一种摇头转动机构及采用该机构的电暖器。该摇头转动机构,包括底座、转盘和同步电机,所述底座的中部开设有圆盘孔,转盘可转动的安装于所述底座的圆盘孔中;所述同步电机的电机轴连接有齿轮;对应所述同步电机的电机轴下侧的所述底座的沉槽内固定有圆弧形内齿条,所述内齿条与所述齿轮相啮合;所述转盘的中心轴套接有与所述底座上的圆盘孔配合的法兰式轴套,所述法兰式轴套采用减摩的裙面和轴面结构以避免转盘与底座直接接触;所述转盘的中心轴下端连接有转盘底盖,所述转盘底盖将转盘固定于所述底座的圆盘孔上并限制转盘轴向发生位移。
但是,该摇头转动机构还存在一定的不足,比如:电暖器只能在固定角度内转动,如果电暖器的转动的角度范围不合适,还需要用户重新调整电暖器的摆放位置,极不方便;这种电暖器是采用的圆弧形的内齿条结构,由于齿条长度限制,而不能实现360°转动,也不能实现特定角度范围内转动;此外,该电暖器的转动机构的同步电机是设置在转盘上,随转盘一同转动,这就使得转盘的中心不稳定,大大增加了转盘的中心轴与轴套的摩擦力,进而使得功耗增加。
故,现有的暖风机还有待进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状,提供一种能够在360度范围内转动、操作方便、且能有效减少转盘转动的摩擦力、降低功耗的暖风机。
本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术的现状提供一种能够在任意角度范围内转动的、且能有效减少转盘转动的摩擦力、降低暖风机功耗的控制方法。
本发明解决第一个技术问题所采用的技术方案为:一种暖风机,包括底座、设于所述底座上方的转盘、设于所述转盘上并能够随转盘一起转动的壳体、以及能够驱动所述转盘转动的电机;所述转盘能转动地连接所述底座;所述电机驱动连接齿轮,所述齿轮啮合齿圈,所述齿圈驱动连接所述转盘。所述齿圈可以为内齿圈,也可以为齿牙沿周向设置在外侧的外齿圈。
作为优选,所述转盘的中部设有向下凸出的中心轴,相应的,所述底座的中部开设有能够套设在所述中心轴外围并与该中心轴相适配的第一圆孔,其中,所述中心轴的下端露出于所述第一圆孔;所述第一圆孔的周缘向上延伸形成有支撑部,所述支撑部支撑连接所述转盘,使得所述转盘与所述底座之间留有空隙,形成容置腔;所述容置腔中容置有所述齿圈,该齿圈与转盘固定连接,所述电机固定设置在所述底座上。将所述电机固定设置在底座上,一方面使得暖风机重心更加稳定,提高了暖风机转动时的稳定性;另一方面,也使得暖风机的中心轴与底座之间的摩擦力大大降低,有效降低了功耗。
作为优选,所述支撑部的端面与所述转盘的底面之间还设有采用减摩材料制成的第一环形条,所述第一环形条套设在所述转盘的中心轴上。设置采用减摩材料制成的第一环形条,进一步降低了底座与转盘之间的摩擦力。
作为优选,所述第一环形条在与所述转盘的底面相接触的接触面上还开设有沿其周向方向设置的用以放置润滑剂的第一凹槽。这种机构设置便于润滑剂的放置,更进一步降低了底座与转盘之间的摩擦力。
作为优选,所述转盘的中心轴下端具有沿所述中心轴的径向方向向外凸出的抵挡部,所述抵挡部通过中心轴将所述转盘限位在底座上,防止转盘发生轴向移动,脱离底座。
作为优选,所述抵挡部为卡设在所述中心轴外周壁的卡簧,所述中心轴的外周壁上设有供所述卡簧卡入的卡口。这种结构设置便于暖风机的安装与拆卸。
作为优选,所述卡簧与所述底座之间还设有采用减摩材料制成的第二环形条,所述第二环形条套设在所述转盘的中心轴上;所述第二环形条在与所述底座的底面相接触的接触面上还开设有沿其周向方向设置的用以放置润滑剂的第二凹槽。
作为优选,所述电机为步进电机;所述壳体上设有操作键,所述操作键与所述控制电路板相连接以向所述控制电路板传送控制信号,所述步进电机与所述控制电路板相连接并受控于所述控制电路板;所述操作键包括用于通、断暖风机电源的开关按键、摆头范围操作键、第一定位操作键和第二定位操作键,以控制所述步进电机的工作以及驱动所述壳体在固定范围或设定范围内摆动。
进一步优选,所述开关按键包括用于合通电源步进电机的第一开关按键和用于断开电源步进电机的第二开关按键;所述摆头范围操作键包括用于控制所述壳体在0~360°范围内摆动的第一摆头范围操作键,用于控制所述壳体在0~180°范围内摆动的第二摆头范围操作键和用于控制所述壳体在0~90°范围内摆动的第三摆头范围操作键。
本发明解决第二个技术问题所采用的技术方案为:一种暖风机的控制方法,包括下述步骤:
按动所述第一开关按键,所述控制电路板接通电路;
按动所述第二开关按键,所述控制电路板断开电路;
按动所述第一摆头范围操作键,所述步进电机通过所述齿轮、齿圈的传动,驱动所述壳体在设定的0~360°范围内摆动;
按动所述第二摆头范围操作键,所述步进电机通过所述齿轮、齿圈的传动,驱动所述壳体在设定的0~180°范围内摆动;
按动所述第三摆头范围操作键,所述步进电机通过所述齿轮、齿圈的传动,驱动所述壳体在设定的0~90°范围内摆动;
在所述壳体转动状态下按动所述第一定位键,所述控制电路板记录所述壳体所在的位置,并将该位置设定为起始位置;在所述壳体处于静止状态下按动所述第一定位键,所述控制电路板记录所述壳体所在的位置,同时还启动所述步进电机工作,并将该位置设定为起始位置;在所述壳体继续转动一定角度后,按动所述第二定位键,所述控制电路板记录此时所述壳体所在的位置,并将该位置设定为终止位置;然后所述控制电路板控制所述步进电机驱动所述壳体在所述起始位置和所述终止位置之间摆动。
与现有技术相比,本发明提供了一种能够在固定的角度范围内转动而且还能在自设定角度范围内转动的暖风机及该暖风机的控制方法,这种暖风机可以实现任意方向的送风,而不用在送风范围不合适时重新调整暖风机的摆放位置,操作更加方便,提高了用户体验;此外,在优选方案中,将所述电机设置在底座上,一方面使得暖风机重心更加稳定,提高了暖风机转动时的稳定性;另一方面,也使得暖风机的中心轴与底座之间的摩擦力大大降低,有效降低了功耗。
附图说明
图1为本发明中实施例的立体结构示意图;
图2为本发明中实施例的剖视图;
图3为本发明中实施例的局部剖视图;
图4为本发明中实施例的局部分解示意图(俯视方向);
图5为本发明中实施例的局部分解示意图(仰视方向);
图6为本发明中实施例的步进电机的控制原理图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1~图5所示,一种暖风机,大致呈圆柱体形,包括底座1、设于底座1上方的转盘2、设于转盘2上并能够随转盘2一起转动的壳体3、以及能够驱动转盘2转动的电机4;转盘2能转动地连接底座1;电机4驱动连接齿轮5,齿轮5啮合齿圈6,齿圈6驱动连接转盘2。其中,齿圈6为齿牙沿其周向设置在内侧的内齿圈,壳体3由两个半壳组成,两个半壳的侧壁上设有相对布置的通风口31。
转盘2的中部设有向下凸出的中心轴21,相应的,底座1的中部开设有能够套设在中心轴21外围并与该中心轴21相适配的第一圆孔11,其中,中心轴21的下端露出于所述第一圆孔11;第一圆孔11的周缘向上延伸形成有支撑部12,支撑部12支撑连接转盘2,使得转盘2与底座1之间留有空隙,形成容置腔17。
在本实施例中,容置腔17中容置有齿圈6,该齿圈6与转盘2通过螺钉16固定连接,当然也可以采用焊接等连接方式,或者两者为一体成型形成一体件。底座1包括下部开口的底座本体以及扣合底座本体下部开口的底板15,其中,底座本体形成有环形侧壁13以及与环形侧壁13上端周缘密封连接的顶壁14,顶壁14的中部开设有上述第一圆孔11,顶壁14与转盘2之间的间隙形成所述容置腔17。电机4固定设置在底座1上,具体地,电机4固定设置在底座本体的顶壁14的下表面上,该电机4的传动轴贯穿底座本体的顶壁14,传动连接位于容置腔17内的齿轮5,齿轮5驱动齿圈6并带动转盘2围绕其中心轴21转动。将电机4固定设置在底座1上,一方面使得暖风机重心更加稳定,提高了暖风机转动时的稳定性;另一方面,也使得暖风机的中心轴21与底座1之间的摩擦力大大降低,有效降低了功耗。
支撑部12的端面与转盘2的底面之间还设有采用减摩材料制成的第一环形条8,第一环形条8套设在转盘2的中心轴21上。第一环形条8在与转盘2的底面相接触的接触面上还开设有沿其周向方向设置的用以放置润滑剂的第一凹槽81。设置采用减摩材料制成的第一环形条8,进一步降低了底座1与转盘2之间的摩擦力。
转盘2的中心轴21下端具有沿所述中心轴21的径向方向向外凸出的抵挡部9,抵挡部9通过中心轴21将转盘2限位在底座1上,防止转盘2发生轴向移动,脱离底座1。具体地,抵挡部9为卡设在中心轴21外周壁的卡簧,中心轴21的外周壁上设有供卡簧卡入的卡口211。这种可拆卸的结构设置便于暖风机的安装与拆卸。
同样,为了减少卡簧与底座1的下表面之间的摩擦力,卡簧与底座1之间还设有采用减摩材料制成的第二环形条10,第二环形条套设在转盘2的中心轴21上;第二环形条在与底座1的底面相接触的接触面上还开设有沿其周向方向设置的用以放置润滑剂的第二凹槽101。
为了实现暖风机在一定的角度范围内的精确转动及换向调节,电机4为步进电机;
壳体3上设有操作键32,操作键32与控制电路板相连接以向控制电路板传送控制信号,步进电机与控制电路板相连接并受控于控制电路板;
操作键32包括用于通、断暖风机电源的开关按键、摆头范围操作键、第一定位操作键和第二定位操作键,以控制步进电机的工作以及驱动壳体3在固定范围或设定范围内摆动。
开关按键包括用于合通电源的第一开关按键和用于断开电源的第二开关按键;
摆头范围操作键包括用于控制壳体3在0~360°范围内摆动的第一摆头范围操作键,用于控制壳体3在0~180°范围内摆动的第二摆头范围操作键和用于控制壳体3在0~90°范围内摆动的第三摆头范围操作键。
本实施例中暖风机的控制方法,包括下述步骤:
按动第一开关按键,控制电路板接通电路;此时,步进电机未接通,暖风机的壳体不发生转动,可实现定向送风操作;
按动第二开关按键,控制电路板断开电路;此时,所有电路均断开,暖风机既不转动,也不送风;
按动第一摆头范围操作键,步进电机接通电路,通过齿轮5、齿圈6的传动,驱动壳体3在设定的0~360°范围内摆动;
按动第二摆头范围操作键,步进电机接通电路,通过齿轮5、齿圈6的传动,驱动壳体3在设定的0~180°范围内摆动;
按动第三摆头范围操作键,步进电机接通电路,通过齿轮5、齿圈6的传动,驱动壳体3在设定的0~90°范围内摆动;
在壳体转动状态下按动第一定位键,控制电路板记录壳体3所在的位置,并将该位置设定为起始位置;在壳体处于静止状态下按动第一定位键,控制电路板记录壳体3所在的位置,同时还启动步进电机工作,并将该位置设定为起始位置;在壳体3继续转动一定角度后,按动第二定位键,控制电路板记录此时壳体3所在的位置,并将该位置设定为终止位置;然后控制电路板控制步进电机驱动壳体3在起始位置和终止位置之间摆动。当然,如果用户在使用时只按动第一定位键,而忘记按动第二定位键,暖风机在转动到控制电路板记录的起始位置时停止转动,即暖风机在转动一周后自动停止转动,以节省电能。
如图6所示为本实施例中步进电机的控制原理图。本实施例中的步进电机为5线4相步进电机;其中,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ为5线控制,步进电机的步距角度为5.62/64度,即每给一个驱动脉冲转过5.62/64度。另外,4相步进电机相序控制方式是:A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A(正向),即每一组相序为8个脉冲信号,所以,步进电机给定一组相序转的角度为:5.62/64*8=0.7度。另外旋转方向的控制,
设定A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A为正向旋转;
A-DA-D-DC-C-CB-B-BA-A即为反向旋转。
如上所述,根据实际需求的角度控制,可以转换成一定组数的控制信号。
比如,要求控制正向旋转90度,则需要90/0.7=128(组)的控制信号,即为控制电路板按正向方式连续给出128组控制信号,而回转控制则是转动相应的角度后,控制电路板按反向方式给出128组控制信号;以此往返给出正反控制相序即可实现90度范围内的来回旋转的需求;此外,实现180度旋转范围、360度的旋转范围控制需求依次类推。

Claims (10)

1.一种暖风机,包括底座(1)、设于所述底座(1)上方的转盘(2)、设于所述转盘(2)上并能够随转盘(2)一起转动的壳体(3)、以及能够驱动所述转盘(2)转动的电机(4),其特征在于:所述转盘(2)能转动地连接所述底座(1);
所述电机(4)驱动连接齿轮(5),所述齿轮(5)啮合齿圈(6),所述齿圈(6)驱动连接所述转盘(2)。
2.根据权利要求1所述的暖风机,其特征在于:所述转盘(2)的中部设有向下凸出的中心轴(21),相应的,所述底座(1)的中部开设有能够套设在所述中心轴(21)外围并与该中心轴(21)相适配的第一圆孔(11),其中,所述中心轴(21)的下端露出于所述第一圆孔(11);
所述第一圆孔(11)的周缘向上延伸形成有支撑部(12),所述支撑部(12)支撑连接所述转盘(2),使得所述转盘(2)与所述底座(1)之间留有空隙,形成容置腔(7);
所述容置腔(7)中容置所述齿圈(6),该齿圈(6)与转盘(2)固定连接,所述电机(4)固定设置在所述底座(1)上。
3.根据权利要求2所述的暖风机,其特征在于:所述支撑部(12)的端面与所述转盘(2)的底面之间还设有采用减摩材料制成的第一环形条(8),所述第一环形条(8)套设在所述转盘(2)的中心轴(21)上。
4.根据权利要求3所述的暖风机,其特征在于:所述第一环形条(8)在与所述转盘(2)的底面相接触的接触面上还开设有沿其周向方向设置的用以放置润滑剂的第一凹槽(81)。
5.根据权利要求4所述的暖风机,其特征在于:所述转盘(2)的中心轴(21)下端具有沿所述中心轴(21)的径向方向向外凸出的抵挡部(9),所述抵挡部(9)通过中心轴(21)将所述转盘(2)限位在底座(1)上,防止转盘(2)发生轴向移动,脱离底座(1)。
6.根据权利要求5所述的暖风机,其特征在于:所述抵挡部(9)为卡设在所述中心轴(21)外周壁的卡簧,所述中心轴(21)的外周壁上设有供所述卡簧卡入的卡口(211)。
7.根据权利要求6所述的暖风机,其特征在于:所述卡簧与所述底座(1)之间还设有采用减摩材料制成的第二环形条(10),所述第二环形条(10)套设在所述转盘(2)的中心轴(21)上;
所述第二环形条(10)在与所述底座(1)的底面相接触的接触面上还开设有沿其周向方向设置的用以放置润滑剂的第二凹槽(101)。
8.根据权利要求1至7任一权利要求所述的暖风机,其特征在于:所述电机(4)为步进电机;
所述壳体(3)上设有操作键(32),所述操作键(32)与所述控制电路板相连接以向所述控制电路板传送控制信号,所述步进电机与所述控制电路板相连接并受控于所述控制电路板;
所述操作键(32)包括用于通、断暖风机电源的开关按键、摆头范围操作键、第一定位操作键和第二定位操作键,以控制所述步进电机的工作以及驱动所述壳体(3)在固定范围或设定范围内摆动。
9.根据权利要求8所述的暖风机,其特征在于所述开关按键包括用于合通电源步进电机的第一开关按键和用于断开电源步进电机的第二开关按键;
所述摆头范围操作键包括用于控制所述壳体(3)在0~360°范围内摆动的第一摆头范围操作键,用于控制所述壳体(3)在0~180°范围内摆动的第二摆头范围操作键和用于控制所述壳体(3)在0~90°范围内摆动的第三摆头范围操作键。
10.如权利要求9所述的暖风机的控制方法,其特征在于包括下述步骤:
按动所述第一开关按键,所述控制电路板接通电路;
按动所述第二开关按键,所述控制电路板断开电路;
按动所述第一摆头范围操作键,所述步进电机通过所述齿轮(5)、齿圈(6)的传动,驱动所述壳体(3)在设定的0~360°范围内摆动;
按动所述第二摆头范围操作键,所述步进电机通过所述齿轮(5)、齿圈(6)的传动,驱动所述壳体(3)在设定的0~180°范围内摆动;
按动所述第三摆头范围操作键,所述步进电机通过所述齿轮(5)、齿圈(6)的传动,驱动所述壳体(3)在设定的0~90°范围内摆动;
在所述壳体转动状态下按动所述第一定位键,所述控制电路板记录所述壳体(3)所在的位置,并将该位置设定为起始位置;在所述壳体处于静止状态下按动所述第一定位键,所述控制电路板记录所述壳体(3)所在的位置,同时还启动所述步进电机工作,并将该位置设定为起始位置;在所述壳体(3)继续转动一定角度后,按动所述第二定位键,所述控制电路板记录此时所述壳体(3)所在的位置,并将该位置设定为终止位置;然后所述控制电路板控制所述步进电机驱动所述壳体(3)在所述起始位置和所述终止位置之间摆动。
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