CN108869363B - 一种机械式调档风扇 - Google Patents

Abstract

本发明属于风扇技术领域，尤其涉及一种机械式调档风扇，它包括风扇转轴、风扇叶片、调档机构、减速电机、锥型空心摩擦轮等，其中风扇的档位调整以及风扇叶片的旋转速度完全是靠机械机构来实现的，在拨块被一档机构的限位块所限位时，输出摩擦轮与锥型空心摩擦轮的前锥端相摩擦配合，风扇叶片快速旋转；在拨块被二档机构的限位块所限位时，输出摩擦轮与锥型空心摩擦轮中间位置的外锥面相摩擦配合，风扇叶片比较快速旋转；在拨块被三档机构的限位块所限位时，输出摩擦轮与锥型空心摩擦轮的后锥端相摩擦配合，风扇叶片最快速度旋转。另外，调档机构的设计可以满足风扇的档位自由切换。

Description

一种机械式调档风扇

技术领域

本发明属于风扇技术领域，尤其涉及一种机械式调档风扇。

背景技术

目前传统的风扇如果调整风扇的档位，主要是通过调档器中的电子机构的调整来实现的，而电子机构的调整有三种方法来实现：第一，用微电路板控制电压高低，从而改变风扇叶片旋转速度；第二，改变电阻来控制电压，从而改变风扇叶片旋转速度；第三，切换线路，通过电机上的几组线圈来改变风扇叶片旋转速度。而在传统风扇损坏停止工作的原因中，调档器组件的损坏是比较常见的，而调档器中的电子机构损坏是其主要原因。为了避免调档器中的电子机构损坏，可以通过设计一种完全靠机械机构来实现调档器中的电子机构的功能，延长风扇的使用寿命。综上所述，所以就需要设计一种通过机械机构来完全实现风扇的调档功能，避免传统风扇中电子调档器容易损坏的现象。

本发明设计一种机械式调档风扇解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种机械式调档风扇，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”、“上”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种机械式调档风扇，其特征在于：它包括底座、第一固定板、锥齿组合、风扇转轴、风扇套、风扇叶片、调档机构、齿条、固定条、第二导块、第二弹簧、连接条、齿条滑槽、第二导槽、减速电机、锥型空心摩擦轮、输出转轴、输入转轴、挤压轮、矩型导轨、拉动环、拉动板、导轨弹簧、十字万向节、输出摩擦轮、第二轴套、条型导键槽、被拉环、第三轴套、导键、环槽，其中底座上安装有第一固定板；第一固定板远离底座的一端处开有圆孔，第一固定板的中间位置开有圆孔；调档机构安装在第一固定板上；风扇转轴通过轴承安装在第一固定板远离底座的一端处的圆孔中，且风扇转轴的两端均穿出第一固定板；风扇转轴的一端外圆面上固定安装有风扇套，另一端安装有锥齿组合；风扇套的外圆面上沿周向方向均匀地安装有多个风扇叶片。

矩型导轨固定安装在底座上；连接条通过滑动配合的方式安装在矩型导轨中；导轨弹簧的一端安装在底座上，另一端安装在连接条上；导轨弹簧位于矩型导轨中；连接条远离导轨弹簧的一端上开有齿条滑槽；齿条滑槽的两侧对称地开有两个第二导槽；齿条的一端通过滑动配合的方式安装在齿条滑槽中；齿条位于齿条滑槽的两侧对称地安装有两个第二导块；两个第二导块通过滑动配合的方式分别安装两个第二导槽中；两个第二弹簧的一端分别安装在两个第二导块上，另一端分别安装在两个第二导槽的侧槽面上；两个第二弹簧分别位于两个第二导槽中；齿条的侧面上固定安装有固定条；拉动环通过拉动板安装在连接条的侧面上；拉动环靠近连接条远离导轨弹簧的一端处；齿条和固定条分别与调档机构相配合。

输出转轴通过轴套安装在底座上，另一端安装在锥齿组合上；输出转轴位于第一固定板和矩型导轨之间；输出转轴的下侧位置的外圆面上对称开有两个条型导键槽；第三轴套的内圆面上对称地安装有两个导键；第三轴套下端的外圆面上固定安装有输出摩擦轮；第三轴套的两个导键通过滑动配合的方式分别安装在输出转轴的两个条型导键槽中；第三轴套嵌套在输出转轴上；被拉环嵌套在输出转轴的外圆面上，且被拉环的底侧面与第三轴套远离输出摩擦轮的一端相连接；被拉环的外圆面上开有环槽。

上述拉动环通过旋转配合的方式安装在被拉环的环槽中。

减速电机安装在底座上；输入转轴的一端与减速电机的电机轴固定连接，另一端外圆面嵌套有第二轴套；第二轴套的外圆面上固定安装有挤压轮；十字万向节安装在输入转轴上，且十字万向节位于减速电机与挤压轮之间；十字万向节具有万向节外环和万向节内环；十字万向节的万向节内环固定安装在输入转轴的外圆面上；锥型空心摩擦轮的一端与十字万向节的万向节外环固定连接。

上述输出摩擦轮与锥型空心摩擦轮的外锥面相摩擦配合；挤压轮与锥型空心摩擦轮的内锥面相摩擦配合。

上述锥型空心摩擦轮与十字万向节的万向节外环相连接的一端命名为前锥端，锥型空心摩擦轮远离十字万向节的万向节外环的一端命名为后锥端；前锥端的外圆面直径小于后锥端的外圆面直径。

上述调档机构包括第一轴套、解锁条、拨块、调档转轴、调档齿轮、凸轮、第二固定板、第三固定板、矩型导筒、限位块、调档环套、第一导块、第一弹簧、导筒弹簧、斜面、第一滑动通槽、第一导槽、第二滑动通槽，其中第三固定板固定安装在第一固定板靠近锥齿组合的侧面上，第二固定板固定安装在第三固定板上；调档转轴的外圆面上固定安装有第一轴套、调档环套、拨块、调档齿轮和凸轮；调档环套位于调档转轴的一端处，凸轮位于调档转轴的另一端处；第一轴套位于拨块与调档环套之间；调档齿轮位于凸轮与拨块之间；第一轴套通过轴承安装在第一固定板中间位置的圆孔中；调档转轴的一端穿过第二固定板；第二固定板位于拨块与调档齿轮之间；第二固定板靠近拨块的侧面上围绕调档转轴的轴线且沿周向方向均匀地安装有三个矩型导筒；三个限位块通过滑动配合的方式分别安装在三个矩型导筒中；三个导筒弹簧的一端分别安装在三个限位块上，另一端分别安装在三个矩型导筒的底筒面上；三个导筒弹簧分别位于三个导筒中；每一个限位块远离相应导筒弹簧的一端具有斜面；拨块分别与三个限位块相配合；第一轴套上开有贯通的第一滑动通槽；第一滑动通槽的两侧对称地开有两个第一导槽；调档环套上开有贯通的第二滑动通槽；解锁条通过滑动配合的方式安装在第一轴套的第一滑动通槽中和调档环套的第二滑动通槽中；解锁条的一端穿出调档环套且远离第一轴套，另一端穿出第一轴套且远离调档环套；解锁条位于第一轴套处的两侧面上对称地安装有两个第一导块；两个第一导块通过滑动配合的方式分别安装两个第一导槽中；两个第一弹簧的一端分别安装在两个第一导块上，另一端分别安装在两个第一导槽的侧槽面上；两个第一弹簧分别位于两个第一导槽中；解锁条远离调档环套的一端侧面与拨块的侧面相贴合；解锁条远离调档环套的一端与限位块相配合。

上述调档齿轮与齿条相配合；凸轮与固定条相配合。

作为本技术的进一步改进，上述导筒弹簧为压缩弹簧；当导筒弹簧未压缩时，限位块具有斜面的一端伸出矩型导筒。

作为本技术的进一步改进，上述导轨弹簧为拉伸弹簧；当导轨弹簧未被拉伸时，连接条上安装的拉动环所处位置导致输出摩擦轮与锥型空心摩擦轮前锥端处的外锥面相摩擦配合。

作为本技术的进一步改进，上述锥齿组合是由两个旋转轴线互为90度夹角的两个相啮合的锥齿轮构成。

作为本技术的进一步改进，上述第一弹簧为压缩弹簧；当第一弹簧未压缩时，解锁条远离调档环套的一端未与限位块远离导筒弹簧的一端产生接触配合。

作为本技术的进一步改进，上述凸轮的凸起方向与拨块的安装方向共向。这样的设计在于，拨块远离调档转轴的一端和凸轮的凸端的位置被固定下来，便于在拨块跟随调档转轴旋转时，凸轮的凸端可以与固定条产生挤压配合；特别是在拨块从三档机构位置向一档机构位置旋转的过程中，凸轮的凸端会挤压固定条，进而固定条带动齿条向远离调档齿轮的方向移动，最终调档齿轮会与齿条脱离啮合。

作为本技术的进一步改进，上述第二弹簧为压缩弹簧；当第二弹簧未被压缩时，齿条与调档齿轮相啮合。

相对于传统的风扇技术，本发明的风扇的档位调整以及风扇叶片的旋转速度完全是靠机械机构来实现的，在拨块被一档机构的限位块所限位时，输出摩擦轮与锥型空心摩擦轮的前锥端相摩擦配合，风扇叶片快速旋转；在拨块被二档机构的限位块所限位时，输出摩擦轮与锥型空心摩擦轮中间位置的外锥面相摩擦配合，风扇叶片比较快速旋转；在拨块被三档机构的限位块所限位时，输出摩擦轮与锥型空心摩擦轮的后锥端相摩擦配合，风扇叶片最快速度旋转。本发明中风扇从一档的状态向三档的状态自由切换时，可以完全通过顺时针方向旋转调档环套便可以实现；但是风扇从三档的状态切换为二档状态，或者从二档的状态切换为一档状态会比较麻烦，而为了保证风扇从高档位向低档位切换能更便利些，所以就设计了解锁条远离调档环套的一端与限位块相配合，来实现调整环套的逆时针旋转调档位。对于传统风扇利用调档器中的电子机构来实现风扇档位的调整的来说，本发明的风扇可以避免传统风扇中调档器中的电子机构损坏，延长风扇的使用寿命。另外，本发明完全靠机械机构来实现传统风扇的功能，纯机械机构的使用可以大大增加风扇使用的可靠性，具有较好的实用效果。

附图说明

图1是风扇整体（一）示意图。

图2是风扇整体（二）示意图。

图3是风扇转轴安装示意图。

图4是调档机构整体示意图。

图5是矩型导筒安装示意图。

图6是限位块安装剖面示意图。

图7是导筒弹簧安装示意图。

图8是解锁条安装剖面示意图。

图9是第一轴套和调档环套安装剖面示意图。

图10是调档齿轮与齿条相啮合示意图。

图11是连接条安装示意图。

图12是第二导块安装剖面示意图。

图13是连接条结构示意图。

图14是底座上所安装结构（一）示意图。

图15是底座上所安装结构（二）示意图。

图16是图15的剖面正视示意图。

图17是连接条和导轨弹簧安装剖面示意图。

图18是输出摩擦轮和挤压轮分别与锥型空心摩擦轮相配合示意图。

图19是挤压轮安装示意图。

图20是十字万向节安装示意图。

图21是输出转轴的局部透视示意图。

图22是输出摩擦轮安装剖面示意图。

图23是导键与条型导键槽相配合的剖面示意图。

图中标号名称：1、底座；2、第一固定板；3、锥齿组合；4、风扇转轴；5、风扇套；6、风扇叶片；7、调档机构；8、第一轴套；9、解锁条；10、拨块；13、调档转轴；14、调档齿轮；15、凸轮；16、第二固定板；17、第三固定板；18、矩型导筒；19、限位块；20、调档环套；21、第一导块；22、第一弹簧；23、导筒弹簧；24、斜面；25、第一滑动通槽；26、第一导槽；27、第二滑动通槽；28、齿条；29、固定条；30、第二导块；31、第二弹簧；32、连接条；33、齿条滑槽；34、第二导槽；36、减速电机；39、锥型空心摩擦轮；41、输出转轴；47、输入转轴；51、一档机构；52、二档机构；53、三档机构；55、挤压轮；56、矩型导轨；57、拉动环；58、拉动板；59、导轨弹簧；60、十字万向节；61、万向节外环；62、万向节内环；63、输出摩擦轮；64、第二轴套；65、条型导键槽；66、被拉环；67、第三轴套；68、导键；69、环槽。

具体实施方式

如图1、14、17、18所示，它包括底座1、第一固定板2、锥齿组合3、风扇转轴4、风扇套5、风扇叶片6、调档机构7、齿条28、固定条29、第二导块30、第二弹簧31、连接条32、齿条滑槽33、第二导槽34、减速电机36、锥型空心摩擦轮39、输出转轴41、输入转轴47、挤压轮55、矩型导轨56、拉动环57、拉动板58、导轨弹簧59、十字万向节60、输出摩擦轮63、第二轴套64、条型导键槽65、被拉环66、第三轴套67、导键68、环槽69，如图1、2所示，其中底座1上安装有第一固定板2；第一固定板2远离底座1的一端处开有圆孔，第一固定板2的中间位置开有圆孔；调档机构7安装在第一固定板2上；如图3所示，风扇转轴4通过轴承安装在第一固定板2远离底座1的一端处的圆孔中，且风扇转轴4的两端均穿出第一固定板2；风扇转轴4的一端外圆面上固定安装有风扇套5，另一端安装有锥齿组合3；风扇套5的外圆面上沿周向方向均匀地安装有多个风扇叶片6。

如图2、14、15所示，矩型导轨56固定安装在底座1上；如图11、17所示，连接条32通过滑动配合的方式安装在矩型导轨56中；导轨弹簧59的一端安装在底座1上，另一端安装在连接条32上；导轨弹簧59位于矩型导轨56中；如图13所示，连接条32远离导轨弹簧59的一端上开有齿条滑槽33；齿条滑槽33的两侧对称地开有两个第二导槽34；如图10、12、13所示，齿条28的一端通过滑动配合的方式安装在齿条滑槽33中；齿条28位于齿条滑槽33的两侧对称地安装有两个第二导块30；两个第二导块30通过滑动配合的方式分别安装两个第二导槽34中；两个第二弹簧31的一端分别安装在两个第二导块30上，另一端分别安装在两个第二导槽34的侧槽面上；两个第二弹簧31分别位于两个第二导槽34中；如图10、11所示，齿条28的侧面上固定安装有固定条29；拉动环57通过拉动板58安装在连接条32的侧面上；拉动环57靠近连接条32远离导轨弹簧59的一端处；如图10所示，齿条28和固定条29分别与调档机构7相配合。

如图2所示，输出转轴41通过轴套安装在底座1上，另一端安装在锥齿组合3上；输出转轴41位于第一固定板2和矩型导轨56之间；如图16、21所示，输出转轴41的下侧位置的外圆面上对称开有两个条型导键槽65；如图22所示，第三轴套67的内圆面上对称地安装有两个导键68；如图18、22所示，第三轴套67下端的外圆面上固定安装有输出摩擦轮63；如图16、23所示，第三轴套67的两个导键68通过滑动配合的方式分别安装在输出转轴41的两个条型导键槽65中；第三轴套67嵌套在输出转轴41上；如图18、22、23所示，被拉环66嵌套在输出转轴41的外圆面上，且被拉环66的底侧面与第三轴套67远离输出摩擦轮63的一端相连接；被拉环66的外圆面上开有环槽69。

如图11、23所示，上述拉动环57通过旋转配合的方式安装在被拉环66的环槽69中。

如图14、15所示，减速电机36安装在底座1上；如图14、16所示，输入转轴47的一端与减速电机36的电机轴固定连接，如图19所示，另一端外圆面嵌套有第二轴套64；第二轴套64的外圆面上固定安装有挤压轮55；十字万向节60安装在输入转轴47上，如图14、16所示，且十字万向节60位于减速电机36与挤压轮55之间；如图20所示，十字万向节60具有万向节外环61和万向节内环62；十字万向节60的万向节内环62固定安装在输入转轴47的外圆面上；如图14、16所示，锥型空心摩擦轮39的一端与十字万向节60的万向节外环61固定连接。

如图16、18所示，上述输出摩擦轮63与锥型空心摩擦轮39的外锥面相摩擦配合；如图14、18所示，挤压轮55与锥型空心摩擦轮39的内锥面相摩擦配合。

如图14、16所示，上述锥型空心摩擦轮39与十字万向节60的万向节外环61相连接的一端命名为前锥端，锥型空心摩擦轮39远离十字万向节60的万向节外环61的一端命名为后锥端；前锥端的外圆面直径小于后锥端的外圆面直径。

如图4、6、8所示，上述调档机构7包括第一轴套8、解锁条9、拨块10、调档转轴13、调档齿轮14、凸轮15、第二固定板16、第三固定板17、矩型导筒18、限位块19、调档环套20、第一导块21、第一弹簧22、导筒弹簧23、斜面24、第一滑动通槽25、第一导槽26、第二滑动通槽27，如图2所示，其中第三固定板17固定安装在第一固定板2靠近锥齿组合3的侧面上，如图4所示，第二固定板16固定安装在第三固定板17上；调档转轴13的外圆面上固定安装有第一轴套8、调档环套20、拨块10、调档齿轮14和凸轮15；调档环套20位于调档转轴13的一端处，凸轮15位于调档转轴13的另一端处；第一轴套8位于拨块10与调档环套20之间；调档齿轮14位于凸轮15与拨块10之间；如图1、3所示，第一轴套8通过轴承安装在第一固定板2中间位置的圆孔中；如图4所示，调档转轴13的一端穿过第二固定板16；第二固定板16位于拨块10与调档齿轮14之间；如图4、5所示，第二固定板16靠近拨块10的侧面上围绕调档转轴13的轴线且沿周向方向均匀地安装有三个矩型导筒18；如图5、6、7所示，三个限位块19通过滑动配合的方式分别安装在三个矩型导筒18中；三个导筒弹簧23的一端分别安装在三个限位块19上，另一端分别安装在三个矩型导筒18的底筒面上；三个导筒弹簧23分别位于三个导筒中；每一个限位块19远离相应导筒弹簧23的一端具有斜面24；如图4、6所示，拨块10分别与三个限位块19相配合；如图9所示，第一轴套8上开有贯通的第一滑动通槽25；第一滑动通槽25的两侧对称地开有两个第一导槽26；调档环套20上开有贯通的第二滑动通槽27；如图8所示，解锁条9通过滑动配合的方式安装在第一轴套8的第一滑动通槽25中和调档环套20的第二滑动通槽27中；解锁条9的一端穿出调档环套20且远离第一轴套8，另一端穿出第一轴套8且远离调档环套20；如图6、8、9所示，解锁条9位于第一轴套8处的两侧面上对称地安装有两个第一导块21；两个第一导块21通过滑动配合的方式分别安装两个第一导槽26中；两个第一弹簧22的一端分别安装在两个第一导块21上，另一端分别安装在两个第一导槽26的侧槽面上；两个第一弹簧22分别位于两个第一导槽26中；如图4、6所示，解锁条9远离调档环套20的一端侧面与拨块10的侧面相贴合；解锁条9远离调档环套20的一端与限位块19相配合。

如图10所示，上述调档齿轮14与齿条28相配合；凸轮15与固定条29相配合。

如图6所示，上述导筒弹簧23为压缩弹簧；当导筒弹簧23未压缩时，限位块19具有斜面24的一端伸出矩型导筒18。

如图17所示，上述导轨弹簧59为拉伸弹簧；当导轨弹簧59未被拉伸时，如图16、23所示，连接条32上安装的拉动环57所处位置导致输出摩擦轮63与锥型空心摩擦轮39前锥端处的外锥面相摩擦配合。

上述锥齿组合3是由两个旋转轴线互为90度夹角的两个相啮合的锥齿轮构成。

如图6、8所示，上述第一弹簧22为压缩弹簧；当第一弹簧22未压缩时，解锁条9远离调档环套20的一端未与限位块19远离导筒弹簧23的一端产生接触配合。

如图4所示，上述凸轮15的凸起方向与拨块10的安装方向共向。这样的设计在于，拨块10远离调档转轴13的一端和凸轮15的凸端的位置被固定下来，便于在拨块10跟随调档转轴13旋转时，凸轮15的凸端可以与固定条29产生挤压配合；特别是在拨块10从三档机构53位置向一档机构51位置旋转的过程中，凸轮15的凸端会挤压固定条29，进而固定条29带动齿条28向远离调档齿轮14的方向移动，最终调档齿轮14会与齿条28脱离啮合。

如图10、12所示，上述第二弹簧31为压缩弹簧；当第二弹簧31未被压缩时，齿条28与调档齿轮14相啮合。

本发明中减速电机36、输入转轴47、十字万向节60、锥型空心摩擦轮39、输出摩擦轮63、第二轴套64和挤压轮55的设计在于：当减速电机36启动后，减速电机36带动输入转轴47旋转，输入转轴47经十字万向节60带动锥型空心摩擦轮39旋转，锥型空心摩擦轮39带动输出摩擦轮63旋转；由于第二轴套64嵌套在输入转轴47上，那么输入转轴47不会带动第二轴套64旋转，进而挤压轮55不会被输入转轴47带动旋转。对于挤压轮55的旋转，锥型空心摩擦轮39的内锥面通过与挤压轮55的摩擦配合，使得锥型空心摩擦轮39带动挤压轮55旋转。

由于挤压轮55与锥型空心摩擦轮39的内锥面相摩擦配合，输出摩擦轮63与锥型空心摩擦轮39的外锥面相摩擦配合，那么在挤压轮55与锥型空心摩擦轮39的相互配合下，锥型空心摩擦轮39的轴线将不会与输入转轴47的轴线相平行。而为了保证，在输入转轴47与底座1相垂直的情况下，输入转轴47依然能带动处于倾斜状态的锥型空心摩擦轮39旋转，所以才有十字万向节60的设计；而十字万向节60也能保证，在锥型空心摩擦轮39的轴线摆动的过程中，输入转轴47依然能经十字万向节60带动锥型空心摩擦轮39旋转。

本发明中输出摩擦轮63、导键68、第三轴套67、被拉环66、输出转轴41、拉动环57、拉动板58、连接条32的设计在于：当锥型空心摩擦轮39带动输出摩擦轮63旋转的过程中，输出摩擦轮63经第三轴套67带动导键68和被拉环66围绕输出转轴41的轴线旋转；由于第三轴套67的两个导键68通过滑动配合的方式分别安装在输出转轴41的两个条型导键槽65中，所以导键68会带动输出转轴41旋转；由于被拉环66在输出转轴41上，那么输出转轴41的旋转不会带动第三轴套67旋转；被拉环66的底侧面与第三轴套67远离输出摩擦轮63的一端相连接，那么第三轴套67带动被拉环66围绕输出转轴41的轴线旋转。由于拉动环57通过旋转配合的方式安装在被拉环66的环槽69中，那么被拉环66的旋转不会使得拉动环57旋转。当连接条32在矩型导轨56中上下移动时，连接条32经拉动板58、拉动环57带动被拉环66上下移动，进而被拉环66经第三轴套67带动导键68和输出摩擦轮63沿着输出转轴41的轴线上下移动。

对于输出转轴41、锥齿组合3、风扇转轴4、风扇套5和风扇叶片6的设计在于：输出转轴41经锥齿组合3带动风扇转轴4旋转，风扇转轴4经风扇套5带动风扇叶片6旋转。

本发明中齿条28、固定条29、连接条32、矩型导轨56、第二导块30、第二弹簧31、导轨弹簧59的设计在于：当齿条28上下移动时，固定条29跟随齿条28上下移动，齿条28经第二导块30带动连接条32在矩型导轨56中上下移动；连接条32在矩型导轨56中向上移动时，导轨弹簧59被拉伸；在导轨弹簧59的复位力下，连接条32经第二导块30带动齿条28和固定条29向下移动复位。调档齿轮14与齿条28相配合的作用是：当凸轮15的凸端旋转的过程中未挤压到固定条29时，调档齿轮14与齿条28相啮合。当凸轮15的凸端旋转的过程中挤压到固定条29后，固定条29带动齿条28向远离调档齿轮14的方向移动时，齿条28带动第二导块30向第二弹簧31方向移动，第二弹簧31被压缩；当固定条29不再受到凸轮15的凸端挤压后，在第二弹簧31的复位力下，第二导块30带动齿条28移动复位，齿条28再次与调档齿轮14相啮合。

对于调档机构7：调档环套20在外力作用下旋转时，调档环套20带动调档转轴13旋转，调档转轴13带动拨块10、第一轴套8、调档齿轮14和凸轮15旋转，解锁条9跟随第一轴套8和调档环套20旋转；由于解锁条9远离调档环套20的一端侧面与拨块10的侧面相贴合，那么拨块10和解锁条9在旋转的过程中，解锁条9远离调档环套20的一端侧面也始终与拨块10的侧面相贴合。由矩型导筒18，及矩型导筒18中的限位块19和导筒弹簧23构成了一个档位机构，本发明中共具有三个档位机构。如图4、5所示，位于第二固定板16远离第三固定板17一端处的档机构命名为一档机构51，沿着调档转轴13外圆面的顺时针方向的两个档机构依次命名为二档机构52和三档机构53。拨块10分别与三个限位块19相配合，也就是拨块10与一档机构51、二档机构52和三档机构53相配合，以拨块10和一档机构51相配合为例：当拨块10从三档机构53向一档机构51方向顺时针旋转且越过一档机构51的过程中，拨块10会挤压一档机构51中限位块19的斜面24，限位块19被挤压到矩型导筒18中，导筒弹簧23被压缩；当拨块10越过一档机构51中限位块19后，在导筒弹簧23的复位作用下，限位块19具有斜面24的一端再次伸出矩型导筒18；当拨块10越过一档机构51中限位块19后，限位块19具有斜面24的一端如果不进入到矩型导筒18中，拨块10在逆时针方向的旋转被限位块19所限位。解锁条9远离调档环套20的一端与限位块19相配合的作用是：当解锁条9远离第一轴套8的一端受到外力挤压后，解锁条9向第二固定板16的方向移动，第一导块21跟随解锁条9运动，第一弹簧22被压缩；当拨块10处在被限位块19限制逆时针方向旋转的位置时，解锁条9向第二固定板16的方向移动会挤压到限位块19远离导筒弹簧23的一端，进而解锁条9可以将限位块19向矩型导筒18筒底的方向移动，直到限位块19脱离对拨块10在逆时针方向旋转的限位，这样调档环套20在外力作用下可以经调档转轴13带动拨块10在逆时针方向旋转来切换档位；当解锁条9不再外界挤压后，在第一弹簧22的复位作用下，第一导块21带动解锁条9移动复位。

具体实施方式：本发明中的风扇还需要有风扇外壳，将风扇外壳安装上后便构成一个风扇成品；另外调档环套20要处于风扇外壳外，便于使用者通过旋转调档环套20来调整档位；风扇外壳上还需要具有开关，便于对减速电机36的启动和停止。

当风扇未启动工作时，调档转轴13上的拨块10位于一档机构51和二档机构52之间，且拨块10被一档机构51中的限位块19所限位，也就是说风扇现在处于一档的状态；在一档状态时，导轨弹簧59未被拉伸，连接条32上安装的拉动环57所处位置导致输出摩擦轮63与锥型空心摩擦轮39前锥端处的外锥面相摩擦配合。第二弹簧31未被压缩，调档齿轮14与齿条28相啮合。

当使用者通过开关控制减速电机36的启动后，减速电机36经输入转轴47和十字万向节60带动锥型空心摩擦轮39旋转，锥型空心摩擦轮39带动挤压轮55旋转；由于此时处于一档的状态，输出摩擦轮63与锥型空心摩擦轮39前锥端处的外锥面相摩擦配合，且前锥端的外圆面直径是整个锥型空心摩擦轮39外锥面的最小外圆面直径，所以锥型空心摩擦轮39带动输出摩擦轮63快速旋转，输出摩擦轮63经第三轴套67带动导键68和被拉环66围绕输出转轴41的轴线快速旋转，输出转轴41经锥齿组合3、风扇转轴4和风扇套5带动风扇叶片6快速旋转。

如图4、5所示，当风扇需要从一档的状态调整到二档的状态时，使用者顺时针旋转调档环套20，调档环套20经调档转轴13带动第一轴套8、第一轴套8上所安装的结构、拨块10、调档齿轮14和凸轮15顺时针旋转；如图4、5所示，拨块10从一档机构51位置向二档机构52位置方向顺时针旋转，且拨块10越过二档机构52；调档齿轮14带动齿条28向上移动，齿条28经第二导块30带动连接条32在矩型导轨56中向上移动，连接条32经拉动板58和拉动环57拉动被拉环66沿着输入转轴47的轴线向上移动，被拉环66经第三轴套67带动导键68和输出摩擦轮63沿着输入转轴47的轴线向上移动，导轨弹簧59被拉伸。在拨块10越过二档机构52的过程中，拨块10会挤压二档机构52中限位块19的斜面24，限位块19被挤压到矩型导筒18中，导筒弹簧23被压缩；当拨块10越过二档机构52中限位块19后，在导筒弹簧23的复位作用下，限位块19具有斜面24的一端再次伸出矩型导筒18。当使用者顺时针旋转调档环套20结束后，在导轨弹簧59的复位拉动作用，连接条32经第二导块30带动齿条28和固定条29向下移动复位，齿条28经调档齿轮14、调档转轴13带动拨块10逆时针旋转；由于拨块10在逆时针方向的旋转被二档机构52中的限位块19所限位，所以拨块10在逆时针旋转时会停留在二档机构52中的限位块19将拨块10限位的位置，此时连接条32在矩型导轨56中的位置也被限定，连接条32经拉动板58和拉动环57拉动被拉环66、第三轴套67、导键68和输出摩擦轮63在锥型空心摩擦轮39中间位置处，输出摩擦轮63与锥型空心摩擦轮39中间位置处的外锥面相摩擦配合。由于锥型空心摩擦轮39中间位置处锥面的外圆面直径大于锥型空心摩擦轮39前锥端的外圆面直径，所以锥型空心摩擦轮39带动输出摩擦轮63比较快速旋转，输出摩擦轮63经第三轴套67带动导键68和被拉环66围绕输出转轴41的轴线比较快速旋转，输出转轴41经锥齿组合3、风扇转轴4和风扇套5带动风扇叶片6比较快速旋转。

当风扇需要从二档的状态调整到三档的状态时，使用者顺时针旋转调档环套20，调档环套20经调档转轴13带动第一轴套8、第一轴套8上所安装的结构、拨块10、调档齿轮14和凸轮15继续顺时针旋转；拨块10从一档机构51位置向二档机构52位置方向继续顺时针旋转，且拨块10越过三档机构53；调档齿轮14继续带动齿条28向上移动，齿条28经第二导块30带动连接条32在矩型导轨56中继续向上移动，连接条32经拉动板58和拉动环57拉动被拉环66沿着输入转轴47的轴线继续向上移动，被拉环66经第三轴套67带动导键68和输出摩擦轮63沿着输入转轴47的轴线继续向上移动，导轨弹簧59被拉伸。在拨块10越过三档机构53的过程中，拨块10会挤压三档机构53中限位块19的斜面24，限位块19被挤压到矩型导筒18中，导筒弹簧23被压缩；当拨块10越过三档机构53中限位块19后，在导筒弹簧23的复位作用下，限位块19具有斜面24的一端再次伸出矩型导筒18。当使用者顺时针旋转调档环套20结束后，在导轨弹簧59的复位拉动作用，连接条32经第二导块30带动齿条28和固定条29向下移动复位，齿条28经调档齿轮14、调档转轴13带动拨块10逆时针旋转；由于拨块10在逆时针方向的旋转被三档机构53中的限位块19所限位，所以拨块10在逆时针旋转时会停留在三档机构53中的限位块19将拨块10限位的位置，此时连接条32在矩型导轨56中的位置也被限定，连接条32经拉动板58和拉动环57拉动被拉环66、第三轴套67、导键68和输出摩擦轮63在锥型空心摩擦轮39后锥端处，输出摩擦轮63与锥型空心摩擦轮39后锥端处的外锥面相摩擦配合。由于锥型空心摩擦轮39后锥端的外圆面直径大于锥型空心摩擦轮39中间位置处锥面的外圆面直径，所以锥型空心摩擦轮39带动输出摩擦轮63最快速度旋转，输出摩擦轮63经第三轴套67带动导键68和被拉环66围绕输出转轴41的轴线最快速度旋转，输出转轴41经锥齿组合3、风扇转轴4和风扇套5带动风扇叶片6最快速度旋转。

当风扇需要从三档的状态调整到一档的状态时，使用者顺时针旋转调档环套20，调档环套20经调档转轴13带动第一轴套8、第一轴套8上所安装的结构、拨块10、调档齿轮14和凸轮15继续顺时针旋转；拨块10从一档机构51位置向二档机构52位置方向继续顺时针旋转，且拨块10越过一档机构51；在调档转轴13带动拨块10从三档机构53位置向一档机构51位置顺时针旋转的过程中，调档转轴13还带动着凸轮15顺时针旋转，而此过程中凸轮15的凸端会挤压到固定条29，固定条29带动齿条28向远离调档齿轮14的方向移动，齿条28脱离与调档齿轮14的啮合，齿条28带动第二导块30向第二弹簧31方向移动，第二弹簧31被压缩。档齿条28脱离与调档齿轮14的啮合后，在导轨弹簧59的复位作用下，连接条32经第二导块30带动齿条28向下移动复位到原始位置；当拨块10越过一档机构51后，此时凸轮15的凸端也不再挤压固定条29，那么在二弹簧的复位力下，第二导块30带动齿条28移动复位，齿条28再次与调档齿轮14相啮合；而此时导轨弹簧59处于未被拉伸的状态，输出摩擦轮63与锥型空心摩擦轮39的前锥端再次相摩擦配合。当拨块10从三档机构53向一档机构51方向顺时针旋转且越过一档机构51的过程中，拨块10会挤压一档机构51中限位块19的斜面24，限位块19被挤压到矩型导筒18中，导筒弹簧23被压缩；当拨块10越过一档机构51中限位块19后，在导筒弹簧23的复位作用下，限位块19具有斜面24的一端再次伸出矩型导筒18；一档机构51中的限位块19将拨块10在逆时针方向限位，这样风扇就再次处于一档的状态。

以上风扇的档位调整，完全是使用者通过顺时针旋转调档环套20来实现，使用者想要从二档的状态调整到一档的状态，是无法通过逆时针旋转调档环套20实现的，为了保证使用者可以通过逆时针旋转调档环套20，使得风扇从高档位状态调整为低档位状态，所以才会设计解锁条9远离调档环套20的一端与限位块19相配合。

使用者可以通过逆时针旋转调档，使得风扇从三档的状态调整到二档的状态，或者二档的状态调整到一档的状态。以风扇从三档的状态调整到二档的状态为例：此时拨块10被三档机构53中的限位块19所限位，使用者通过摁压解锁条9远离第一轴套8的一端，解锁条9向第二固定板16的方向移动，第一导块21跟随解锁条9运动，第一弹簧22被压缩，解锁条9向第二固定板16的方向移动会挤压到三档机构53中的限位块19远离导筒弹簧23的一端，进而解锁条9可以将三档机构53中的限位块19向矩型导筒18筒底的方向移动，直到三档机构53中的限位块19脱离对拨块10在逆时针方向旋转的限位；在这个时候，使用者继续摁压着解锁条9远离第一轴套8的一端，然后使用者便可以逆时针旋转调档环套20，直到拨块10逆时针旋转到被二档机构52中的限位块19所限位的位置，这样调档环套20便可以经调档转轴13带动调档齿轮14逆时针旋转，调档齿轮14带动齿条28向下移动，齿条28经第二导块30、连接条32和拉动板58带动拉动环57向下移动，拉动环57经被拉环66、第三轴套67带动输出摩擦轮63和导键68向下移动，输出摩擦轮63从锥型空心摩擦轮39的后锥端位置移动到锥型空心摩擦轮39的中间位置，风扇叶片6便会从最高速旋转转变为比较快速的旋转，实现了风扇从三档的状态调整到二档的状态的调整。当解锁条9远离第一轴套8的一端不再受到外力挤压后，在第一弹簧22的复位作用下，第一导块21带动解锁条9移动复位。

对于减速电机36、锥型空心摩擦轮39、输出转轴41、输出摩擦轮63、输入转轴47、十字万向节60和挤压轮55的设计优势在于：输入转轴47可以与底座1成垂直状态安装，且输出转轴41和输入转轴47的轴线还平行，这样就方便减速电机36、输出转轴41和输入转轴47的安装；另外，为了能保证输出摩擦轮63能与锥型空心摩擦轮39不同位置处的外锥面相摩擦配合，来使得输出摩擦轮63可以获得不同旋转速度，实现风扇在不同档位下的旋转，所以输出摩擦轮63需要始终与锥型空心摩擦轮39的外锥面相摩擦配合；但是输出摩擦轮63的安装已经确定，那么就必须使得锥型空心摩擦轮39的轴线不能与输入转轴47的轴线共线，否则输出摩擦轮63将无法在输出转轴41上上下移动；而锥型空心摩擦轮39与十字万向节60的配合设计就能很好解决锥型空心摩擦轮39的轴线不能与输入转轴47的轴线共线的问题，同时还能保证输出摩擦轮63在输出转轴41上上下移动，以实现输出摩擦轮63能与锥型空心摩擦轮39不同位置处的外锥面相摩擦配合。输出摩擦轮63和挤压轮55对锥型空心摩擦轮39的共同作用，可以使得锥型空心摩擦轮39在旋转的过程中不会使锥型空心摩擦轮39的轴线轻易摆动，保证了锥型空心摩擦轮39可以持续稳定地带动输出摩擦轮63旋转。

综上所述，本发明的主要有益效果是：本发明风扇的档位调整以及风扇叶片6的旋转速度完全是靠机械机构来实现的，在拨块10被一档机构51的限位块19所限位时，输出摩擦轮63与锥型空心摩擦轮39的前锥端相摩擦配合，风扇叶片6快速旋转；在拨块10被二档机构52的限位块19所限位时，输出摩擦轮63与锥型空心摩擦轮39中间位置的外锥面相摩擦配合，风扇叶片6比较快速旋转；在拨块10被三档机构53的限位块19所限位时，输出摩擦轮63与锥型空心摩擦轮39的后锥端相摩擦配合，风扇叶片6最快速度旋转。本发明中风扇从一档的状态向三档的状态自由切换时，可以完全通过顺时针方向旋转调档环套20便可以实现；但是风扇从三档的状态切换为二档状态，或者从二档的状态切换为一档状态会比较麻烦，而为了保证风扇从高档位向低档位切换能更便利些，所以就设计了解锁条9远离调档环套20的一端与限位块19相配合，来实现调整环套的逆时针旋转调档位。对于传统风扇利用调档器中的电子机构来实现风扇档位的调整的来说，本发明的风扇可以避免传统风扇中调档器中的电子机构损坏，延长风扇的使用寿命。另外，本发明完全靠机械机构来实现传统风扇的功能，纯机械机构的使用可以大大增加风扇使用的可靠性，具有较好的实用效果。

Claims (6)

1.一种机械式调档风扇，其特征在于：它包括底座、第一固定板、锥齿组合、风扇转轴、风扇套、风扇叶片、调档机构、齿条、固定条、第二导块、第二弹簧、连接条、齿条滑槽、第二导槽、减速电机、锥型空心摩擦轮、输出转轴、输入转轴、挤压轮、矩型导轨、拉动环、拉动板、导轨弹簧、十字万向节、输出摩擦轮、第二轴套、条型导键槽、被拉环、第三轴套、导键、环槽，其中底座上安装有第一固定板；第一固定板远离底座的一端处开有圆孔，第一固定板的中间位置开有圆孔；调档机构安装在第一固定板上；风扇转轴通过轴承安装在第一固定板远离底座的一端处的圆孔中，且风扇转轴的两端均穿出第一固定板；风扇转轴的一端外圆面上固定安装有风扇套，另一端安装有锥齿组合；风扇套的外圆面上沿周向方向均匀地安装有多个风扇叶片；

矩型导轨固定安装在底座上；连接条通过滑动配合的方式安装在矩型导轨中；导轨弹簧的一端安装在底座上，另一端安装在连接条上；导轨弹簧位于矩型导轨中；连接条远离导轨弹簧的一端上开有齿条滑槽；齿条滑槽的两侧对称地开有两个第二导槽；齿条的一端通过滑动配合的方式安装在齿条滑槽中；齿条位于齿条滑槽的两侧对称地安装有两个第二导块；两个第二导块通过滑动配合的方式分别安装两个第二导槽中；两个第二弹簧的一端分别安装在两个第二导块上，另一端分别安装在两个第二导槽的侧槽面上；两个第二弹簧分别位于两个第二导槽中；齿条的侧面上固定安装有固定条；拉动环通过拉动板安装在连接条的侧面上；拉动环靠近连接条远离导轨弹簧的一端处；齿条和固定条分别与调档机构相配合；

输出转轴通过轴套安装在底座上，另一端安装在锥齿组合上；输出转轴位于第一固定板和矩型导轨之间；输出转轴的下侧位置的外圆面上对称开有两个条型导键槽；第三轴套的内圆面上对称地安装有两个导键；第三轴套下端的外圆面上固定安装有输出摩擦轮；第三轴套的两个导键通过滑动配合的方式分别安装在输出转轴的两个条型导键槽中；第三轴套嵌套在输出转轴上；被拉环嵌套在输出转轴的外圆面上，且被拉环的底侧面与第三轴套远离输出摩擦轮的一端相连接；被拉环的外圆面上开有环槽；

上述拉动环通过旋转配合的方式安装在被拉环的环槽中；

减速电机安装在底座上；输入转轴的一端与减速电机的电机轴固定连接，另一端外圆面嵌套有第二轴套；第二轴套的外圆面上固定安装有挤压轮；十字万向节安装在输入转轴上，且十字万向节位于减速电机与挤压轮之间；十字万向节具有万向节外环和万向节内环；十字万向节的万向节内环固定安装在输入转轴的外圆面上；锥型空心摩擦轮的一端与十字万向节的万向节外环固定连接；

上述输出摩擦轮与锥型空心摩擦轮的外锥面相摩擦配合；挤压轮与锥型空心摩擦轮的内锥面相摩擦配合；

上述锥型空心摩擦轮与十字万向节的万向节外环相连接的一端命名为前锥端，锥型空心摩擦轮远离十字万向节的万向节外环的一端命名为后锥端；前锥端的外圆面直径小于后锥端的外圆面直径；

上述调档机构包括第一轴套、解锁条、拨块、调档转轴、调档齿轮、凸轮、第二固定板、第三固定板、矩型导筒、限位块、调档环套、第一导块、第一弹簧、导筒弹簧、斜面、第一滑动通槽、第一导槽、第二滑动通槽，其中第三固定板固定安装在第一固定板靠近锥齿组合的侧面上，第二固定板固定安装在第三固定板上；调档转轴的外圆面上固定安装有第一轴套、调档环套、拨块、调档齿轮和凸轮；调档环套位于调档转轴的一端处，凸轮位于调档转轴的另一端处；第一轴套位于拨块与调档环套之间；调档齿轮位于凸轮与拨块之间；第一轴套通过轴承安装在第一固定板中间位置的圆孔中；调档转轴的一端穿过第二固定板；第二固定板位于拨块与调档齿轮之间；第二固定板靠近拨块的侧面上围绕调档转轴的轴线且沿周向方向均匀地安装有三个矩型导筒；三个限位块通过滑动配合的方式分别安装在三个矩型导筒中；三个导筒弹簧的一端分别安装在三个限位块上，另一端分别安装在三个矩型导筒的底筒面上；三个导筒弹簧分别位于三个导筒中；每一个限位块远离相应导筒弹簧的一端具有斜面；拨块分别与三个限位块相配合；第一轴套上开有贯通的第一滑动通槽；第一滑动通槽的两侧对称地开有两个第一导槽；调档环套上开有贯通的第二滑动通槽；解锁条通过滑动配合的方式安装在第一轴套的第一滑动通槽中和调档环套的第二滑动通槽中；解锁条的一端穿出调档环套且远离第一轴套，另一端穿出第一轴套且远离调档环套；解锁条位于第一轴套处的两侧面上对称地安装有两个第一导块；两个第一导块通过滑动配合的方式分别安装两个第一导槽中；两个第一弹簧的一端分别安装在两个第一导块上，另一端分别安装在两个第一导槽的侧槽面上；两个第一弹簧分别位于两个第一导槽中；解锁条远离调档环套的一端侧面与拨块的侧面相贴合；解锁条远离调档环套的一端与限位块相配合；

上述调档齿轮与齿条相配合；凸轮与固定条相配合。

2.根据权利要求1所述的一种机械式调档风扇，其特征在于：上述导筒弹簧为压缩弹簧；当导筒弹簧未压缩时，限位块具有斜面的一端伸出矩型导筒。

3.根据权利要求1所述的一种机械式调档风扇，其特征在于：上述导轨弹簧为拉伸弹簧；当导轨弹簧未被拉伸时，连接条上安装的拉动环所处位置导致输出摩擦轮与锥型空心摩擦轮前锥端处的外锥面相摩擦配合。

4.根据权利要求1所述的一种机械式调档风扇，其特征在于：上述锥齿组合是由两个旋转轴线互为90度夹角的两个相啮合的锥齿轮构成。

5.根据权利要求1所述的一种机械式调档风扇，其特征在于：上述第一弹簧为压缩弹簧；当第一弹簧未压缩时，解锁条远离调档环套的一端未与限位块远离导筒弹簧的一端产生接触配合。

6.根据权利要求1所述的一种机械式调档风扇，其特征在于：上述凸轮的凸起方向与拨块的安装方向共向。

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