CN109578309B - 摇摆机构及机械设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种摇摆机构及机械设备，所述摇摆机构包括摇摆件、支座以及驱动件；所述摇摆件包括固定连接的连接部和摆动部；所述支座形成有用于容纳至少部分所述摆动部的容纳腔；所述驱动件具有回转中心，所述连接部的远离所述摆动部的一端与所述驱动件偏心转动连接；所述摆动部的外表面和所述容纳腔的内壁的其中之一形成有限位凸起，其中另一形成有限位凹槽，所述限位凸起位于所述限位凹槽内，所述限位凸起能够在所述限位凹槽内运动。本申请实施例的摇摆机构没有承受疲劳载荷的铰接件，能够提升摇摆机构的使用寿命；限位凸起和限位凹槽的配合，使得摇摆件摇摆时不会自转，提高与摆动部连接的结构的使用寿命。

Description

摇摆机构及机械设备

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种摇摆机构及机械设备。

背景技术

以摇摆风扇为例，摇摆风扇包括扇头和基座，扇头内的叶片转动的同时，扇头可相对基座大致360°圆锥摇摆，以实现多角度送风。相关技术中，扇头通过多个铰接机构与基座连接，扇头摇摆转动过程中，铰接机构自身结构的铰接处、铰接机构与基座的铰接处均存在周期性疲劳载荷，容易导致铰接处结构失效，使得风扇的使用寿命较短。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种使用寿命较长的摇摆机构及机械设备。

为达到上述目的，本申请实施例的第一方面提供一种摇摆机构，包括摇摆件、支座以及驱动件；所述摇摆件包括固定连接的连接部和摆动部；所述支座形成有用于容纳至少部分所述摆动部的容纳腔；所述驱动件具有回转中心，所述连接部的远离所述摆动部的一端与所述驱动件偏心转动连接；所述摆动部的外表面和所述容纳腔的内壁的其中之一形成有限位凸起，其中另一形成有限位凹槽，所述限位凸起位于所述限位凹槽内，所述限位凸起能够在所述限位凹槽内运动。

进一步地，所述摆动部的外表面形成为第一圆弧面，所述容纳腔的内壁形成有与所述第一圆弧面配合的第二圆弧面；所述限位凸起和所述限位凹槽的其中之一形成于所述第一圆弧面，所述限位凸起和所述限位凹槽的其中另一形成于所述第二圆弧面。

进一步地，所述第一圆弧面的圆心与所述回转中心位于同一直线上。

进一步地，所述摇摆机构包括止挡件，所述止挡件连接于所述支座的与所述摆动部配合的一端；所述止挡件的对应于所述摆动部的位置处形成有第一通孔，所述摆动部的至少部分结构与所述止挡件滑动接触。

进一步地，所述摆动部的部分结构穿设于所述第一通孔中，所述第一通孔的内壁的形状与所述摆动部的外表面适配。

进一步地，所述摆动部的外表面形成有储油凹槽。

进一步地，所述支座形成有贯穿孔，所述贯穿孔经过所述容纳腔，所述连接部和所述驱动件设置于所述贯穿孔中。

进一步地，所述摆动部和所述连接部的内部形成为空腔，所述空腔贯穿所述摆动部的背离所述连接部的一端；所述连接部的表面形成有连通所述贯穿孔和所述空腔的第一缺口；所述支座的表面形成有与所述第一缺口连通的第二缺口。

进一步地，所述摇摆机构包括第一轴承；所述驱动件形成有安装槽，所述第一轴承套设于所述连接部上，所述第一轴承设置于所述安装槽中。

进一步地，所述摇摆机构包括电机，所述电机包括电机轴，所述电机轴与所述驱动件驱动连接，所述电机轴的轴线、所述回转中心以及所述摆动部位于同一直线上。

进一步地，所述摇摆机构包括电机支架，所述电机支架设置于所述支座的远离所述摆动部的一端；所述电机安装于所述电机支架的背离所述支座的一侧；所述电机支架形成有第二通孔，所述电机轴穿设于所述第二通孔中。

进一步地，所述摇摆机构包括第二轴承，所述第二轴承套设于所述电机轴上，所述第二轴承设置于所述第二通孔处。

本申请实施例的第二方面提供一种机械设备，包括工作装置以及上述任一种的摇摆机构，所述工作装置与所述摆动部的背离所述连接部的一端连接，支座与基座连接，所述摆动部带动所述工作装置摆动。

进一步地，所述摇摆机构包括位置检测器，所述摇摆件或所述驱动件运动至预设位置，所述位置检测器发出位置信号；所述机械设备包括控制器，所述位置检测器与所述控制器电连接；所述机械设备包括定位模式，所述机械设备处于定位模式下，所述控制器根据所述位置信号控制所述驱动件停止运动。

进一步地，所述机械设备为风扇，所述风扇包括扇头，所述扇头为所述工作装置，所述扇头与所述摆动部连接。

本申请实施例的摇摆机构，以摇摆机构应用于风扇为例，风扇包括扇头和基座，扇头连接于摆动部的背离连接部的一侧，基座与支座连接，摆动部摆动即会带动扇头大致360°圆锥摇摆，扇头在圆锥摇摆过程，摇摆机构没有承受疲劳载荷的铰接件，因此，能够提升摇摆机构的寿命；此外，由于在扇头和基座之间会连接电线，如果摆动部出现自转的情况，则扇体也会跟随发生自身轴线的转动，由此会导致电线被扯断，发生故障，本申请实施例中，由于限位凸起和限位凹槽的配合，能够使得摇摆件能够以摆动部为支点进行摇摆的同时，还能确保摆动部不会在容纳腔内圆周自转，提高风扇的使用寿命。

附图说明

图1为本申请一实施例的摇摆机构的结构示意图；

图2为图1所示摇摆机构的爆炸示意图；

图3为图1的正视图；

图4为沿图3中A-A方向的剖视图；

图5为本申请一实施例的摇摆机构的简化示意图；

图6为本申请一实施例的连接部的第二端相对于回转中心的运动轨迹示意图；

图7为本申请一实施例的摇摆件的结构示意图；

图8为本申请一实施例的支座的结构示意图；

图9为本申请一实施例的止挡件的结构示意图；以及

图10为图9所示止挡件的另一视角的结构示意图。

附图标记说明

摇摆件10；摆动部11；限位凸起111；第一圆弧面112；储油凹槽113；连接部 12；第一缺口121；空腔10a；支座20；容纳腔201；贯穿孔202；第二缺口203；限位凹槽204；第二圆弧面205；止挡件30；第一通孔301；第三圆弧面302；驱动件40；安装槽401；电机50；电机轴501；电机支架60；第二通孔601；第一轴承71；第二轴承72

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本发明宗旨的解释说明，不应视为对本发明的不当限制。

本申请实施例中“固定连接”指的是连接的两者之间没有相互转动、滑动等相对运动，即两者能够同步运动，例如包括一体成型、焊接、螺纹连接、卡接等方式。

本申请实施例的第一方面提供一种摇摆机构，请参阅图1和图2，摇摆机构包括摇摆件10、支座20以及驱动件40，其中，摇摆件10包括固定连接的连接部12和摆动部11，连接部12和摆动部11同步运动；请参阅图8，支座20 形成有用于容纳至少部分摆动部11的容纳腔201，摆动部11的全部或者部分结构容纳于容纳腔201中；驱动件40具有回转中心，即驱动件40能够绕该回转中心回转，请参阅图5，回转中心位于直线L1上；连接部12的远离摆动部11的一端与驱动件40偏心转动连接，即连接部12的远离摆动部11的一端与驱动件40的连接位置位于回转中心以外的位置，在驱动件40绕回转中心转动的过程中，驱动件40能够驱动摇摆件10以摆动部11为支点(参照图5中的O 点，支点简化为O点)进行360°圆锥摆动，摆动部11的外表面和容纳腔201 的内壁之间存在相对滑动；需要说明的是，由于连接部12的远离摆动部11的一端与驱动件40为转动连接，即连接部12的对应的端部与驱动件40之间可以发生相对转动，使得连接部12在以摆动部11为支点进行360°圆锥摇摆的过程中，摆动部11不在容纳腔201内圆周旋转，即摆动部11不会自转。

请参阅图7和图8，摆动部11的外表面和容纳腔201的内壁的其中之一形成有限位凸起111，其中另一形成有限位凹槽204，限位凸起111位于限位凹槽 204内，限位凸起111和限位凹槽204互相配合，从而能够使摇摆件10在以摆动部11为支点进行360°圆锥摆动的过程中，防止摆动部11在容纳腔201内圆周旋转，且限位凸起111能够在限位凹槽204内运动，以确保限位凸起111 和限位凹槽204的配合不会影响摇摆件10的摇摆。

本申请实施例中，以摇摆机构应用于风扇为例，风扇包括扇头(图未示)和基座(图未示)，扇头连接于摆动部11的背离连接部12的一侧，基座与支座20 连接，摆动部11摆动即会带动扇头大致360°圆锥摇摆，扇头在圆锥摇摆过程，摇摆机构没有承受疲劳载荷的铰接件，因此，能够提升摇摆机构的寿命；此外，由于在扇头和基座之间会连接电线，如果摆动部11出现自转的情况，则扇体也会跟随发生自身轴线的转动，由此会导致电线被扯断，发生故障，本申请实施例中，由于限位凸起111和限位凹槽204的配合，能够使得摇摆件10能够以摆动部11为支点进行摇摆的同时，还能确保摆动部11不会自转，提高风扇的使用寿命。

限位凸起111的形状不限，限位凹槽204的尺寸大于限位凸起111的尺寸，以使得在不限制摆动部11的正常摆动的同时还能够防止摆动部11在容纳腔201 内沿圆周方向自转。

本申请实施例中，请参阅图7，摆动部11大致呈球形，摆动部11的外表面形成为第一圆弧面112，请参阅图8，容纳腔201的内壁形成有与第一圆弧面 112配合的第二圆弧面205，第一圆弧面112和第二圆弧面205的配合，能够使得摆动部11在容纳腔201内平稳地摆动，且能够对摆动部11的摆动起到定位导向作用，防止摆动部11偏心摆动，由此能够提升扇头摇摆的稳定性。进一步，限位凸起111和限位凹槽204的其中之一形成于第一圆弧面112上，其中另一形成于第二圆弧面205上。

进一步，本实施例中，第一圆弧面112的圆心与回转中心位于同一直线上。在另一未示出的实施例中，第一圆弧面112的圆心与回转中心不在同一直线上。

为了便于制造时的脱模处理，本实施例中，限位凸起111形成于摆动部11 的外表面，限位凹槽204形成于容纳腔201的内壁。具体地，限位凸起111形成于第一圆弧面112，限位凹槽204形成于第二圆弧面205。

可以理解的是，第一圆弧面112和第二圆弧面205中的“圆弧面”为至少部分球面。

请参阅图8，连接部12大致呈长杆状，连接部12的第一端与摆动部11连接，连接部12的第二端与驱动件40偏心转动连接。本实施例中，连接部12 沿直线延伸，请参阅图5，连接部12的轴线与摆动部11的摆动中心位于同一直线L2上。

以下结合图5和图6对本实施例中的摇摆机构的摇摆过程进行说明。

请参阅图5，摆动部11的摆动中心简化为O点，本实施例中，摆动中心为圆弧面112的圆心，第一连接部12的第二端与驱动件40的转动连接点简化为 B点，驱动件40的转动中心简化为C点，摇摆件10的长度延伸方向为直线L2，转动中心C以及摆动中心O位于直线L1上，直线L1与直线L2形成夹角θ，直线L2以O点为支点绕直线L1沿ω方向圆锥摇摆，OB扫过的轨迹为圆锥， B点在圆锥面上360°转动。请参阅图6，图6为连接部12的第二端相对于回转中心C点沿图5中L1方向上投影的运动轨迹，需要说明的是，图6中的三角形属于简化符号，并不代表驱动连接部的端部的实际结构。图6示意性地说明，连接部12的第二端的运动轨迹为以转动中心C点为圆心的圆，连接部12 转动过程中为平动，自身不发生自转。

请参阅图4，摆动部11和连接部12的内部均形成为空腔10a，即摇摆件 10的内部形成为空腔10a，空腔10a能够在满足摇摆机构结构强度的情况下减轻摇摆机构的重量，减少用材，降低生产成本，也便于摇摆机构的轻量化设计。进一步，空腔10a贯穿摆动部11的背离连接部12的一端，即摆动部11的背离连接部12的一端形成有开口；本实施例中，空腔10a还贯穿连接部12的远离摆动部11的一端，即连接部12的远离摆动部11的一端也形成有开口，如此可降低生产模具的结构复杂度，降低生产成本。

摆动部11在摆动过程中会与容纳腔201的内壁发生滑动摩擦，为降低摩擦阻力，请参阅图7，摆动部11的外表面形成有储油凹槽113，储油凹槽113用于储存润滑油，润滑油可以是液态的，也可以是半固态或者是固态的，在此不做限制。润滑油储存于储油凹槽113内可使得摆动部11和容纳腔201的内壁之间长时间保持润滑，以使得摆动部11能够平滑地在容纳腔201内摆动。储油凹槽113的数量不限，可以是一个；也可以是多个，多个储油凹槽113在摆动部 11的外表面间隔布置。

可以理解的是，为便于摆动部11和扇体等其他结构的连接，摆动部11的背离连接部12的一侧可以形成各种适合连接的结构。

请参阅图8，支座20大致呈筒状，结合参阅图4，支座20内形成有贯穿孔 202，贯穿孔202经过容纳腔201，也就是说，容纳腔201形成为贯穿孔202的一部分，支座20呈中空的开放结构，支座20朝向摆动部11的一侧形成有开口，支座20的背离摆动部11的一侧也形成有开口。连接部12和至少部分摆动部 11设置于支座20的贯穿孔202中。

为了便于穿设电线等线体，本申请实施例中，请参阅图7，连接部12的表面形成有连通贯穿孔102和空腔10a的第一缺口121，请参阅图8，支座20的表面形成与第一缺口121连通的第二缺口203，线体的一端可以依次穿过第二缺口203、贯穿孔102、第一缺口121以及空腔10a后，从摆动部11的背离连接部12的开口处穿出，然后与扇体等其他结构电连接，如此可以避免线体外露，且能够保护线体免受挤压、剐蹭；其次，线体沿扇体等结构的摆动中心进入扇体等结构中，扇体沿圆锥摆动过程中，线体跟随摆动的幅度很小，进一步有利于降低线体的疲劳损伤程度，有利于延长线体的使用寿命。

为了降低制造难度以及便于装配，本申请实施例中，第二圆弧面205对应的最大弦长小于第一圆弧面112对应的最大弦长，其中，第一圆弧面112对应的最大弦长为第一圆弧面112对应球体的直径，如此摇摆件10可以从支座20 的朝向摆动部11的一端装配进入贯穿孔202中，摆动部11抵靠于容纳腔201 内，摇摆件10依靠摆动部11相对支座20定位。为了防止摇摆件10从支座20 的靠近摆动部11的一侧的开口中脱离，请参阅图2和图4，本申请实施例的摇摆机构还包括止挡件30，止挡件30连接于支座20的与摆动部11配合的一端，摆动部11的至少部分结构与止挡件30滑动接触，止挡件30的对应于摆动部 11的位置处形成有第一通孔301，为摆动部11和扇体等其他结构预留出安装连接的空间。

为了更好地引导摆动部11的摆动，摆动部11的部分结构穿设于第一通孔 301中，请参阅图10，第一通孔301的内壁的形状与摆动部11的外表面适配。例如，在摆动部11的外表面形成为第一圆弧面112的情况下，第一通孔301的内壁形成为第三圆弧面302。装配时，将摇摆件10沿支座20的靠近止挡件30 的一端插入支座20内，摆动部11抵接于容纳腔201内，随后将止挡件30连接于支座20的同一侧，摆动部11被夹设于止挡件30和支座20之间，装配过程简单，装配过程中也无需额外的工装、夹具等辅助用具。

请参阅图2，驱动件40形成有安装槽401，安装槽401的中心和回转中心相异，连接部12的端部设置于安装槽401内。为便于连接部12的端部与驱动件40的偏心转动连接，本申请实施例的摇摆机构包括第一轴承71，请参阅图4，第一轴承71套设于连接部12上，第一轴承71设置于安装槽401中。如此，可减少连接部12与驱动件40之间的转动摩擦。

安装槽401的结构形式不限，只要能够为第一轴承71和连接部12的端部提供安装空间即可。

为便于驱动驱动件40绕回转中心转动，本申请实施例的摇摆机构包括电机 50和电机支架60。请参阅图2和图4，电机50包括电机轴501，电机轴501 与驱动件40驱动连接，电机轴501的轴线与上述的回转中心以及摆动部11位于同一直线上，请参阅图5，均位于直线L1上。

需要说明的是，电机类型不限，例如可以是同步电机、异步电机、步进电机等。

电机支架60设置于支座20的远离摆动部11的一端，电机支架60与支座20的连接可以采用卡接、螺栓连接等连接方式，电机50设置于电机支架60的背离支座20的一侧。请参阅图4，电机支架60上形成有第二通孔601，电机轴 501穿设于第二通孔601中。由于电机轴501的一端与驱动件40驱动连接，驱动件40处于悬空状态，驱动件40依靠电机轴501来定位和支撑重量，因此，电机轴501为悬臂梁结构，电机轴501承受驱动件40对其形成的弯矩，请参阅图4，本申请实施例的摇摆机构包括第二轴承72，第二轴承72套设于电机轴 501上，且第二轴承72设置于第二通孔601内，如此可以既不影响电机轴501 的转动，又能够对电机轴501起到较好的支撑作用，相当于缩短了驱动件40 对电机轴501的弯矩的力臂，因此能够提升电机轴501的抗弯性能。

本申请实施例的第二方面提供一种机械设备，机械设备包括工作装置以及上述任一种的摇摆机构，工作装置与摆动部11的背离连接部12的一端连接，支座20与基座连接，摆动部11带动工作装置摇摆，实现工作装置360°圆锥摇摆。

机械设备的具体类型不限。

在一未示出的实施例中，摇摆机构包括位置检测器，当摇摆件10或驱动件 40运动至预设位置，位置检测器发出位置信号。进一步，机械设备包括控制器，位置检测器与控制器电连接，控制器能够接收位置检测器发出的位置信号。为便于工作装置的定位控制，机械设备包括定位模式，在定位模式下，控制器根据位置信号控制驱动件40停止运动，驱动件40和摇摆件10停止在预设位置，工作装置即停止在某一位置处。在非定位模式下，即使控制器检测到位置信号，也不会控制驱动件40停止转动。

为便于检测和安装，位置检测器设置于电机支架60上，以检测驱动件40 的运动即可。以位置检测器为霍尔传感器为例进行描述，在驱动件40上安装一块磁铁，当驱动件40驱动至某一角度时，霍尔传感器能够发出感应信号。

本申请实施例以机械设备为风扇为例，风扇包括扇头，上述的工作装置为扇头，扇头与摆动部11连接。通过摆动部11的摆动，实现扇头360°锥形摇摆，进而实现多角度送风。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.摇摆机构，其特征在于，包括：

摇摆件(10)，所述摇摆件(10)包括固定连接的连接部(12)和摆动部(11)；

支座(20)，所述支座(20)形成有用于容纳至少部分所述摆动部(11)的容纳腔(201)；

驱动件(40)，所述驱动件(40)具有回转中心，所述连接部(12)的远离所述摆动部(11)的一端与所述驱动件(40)偏心转动连接；

所述摆动部(11)的外表面和所述容纳腔(201)的内壁的其中之一形成有限位凸起(111)，其中另一形成有限位凹槽(204)，所述限位凸起(111)位于所述限位凹槽(204)内，所述限位凸起(111)能够在所述限位凹槽(204)内运动以限制所述摆动部(11)自转。

2.根据权利要求1所述的摇摆机构，其特征在于，所述摆动部(11)的外表面形成有第一圆弧面(112)，所述容纳腔(201)的内壁形成有与所述第一圆弧面(112)配合的第二圆弧面(205)；所述限位凸起(111)和所述限位凹槽(204)的其中之一形成于所述第一圆弧面(112)，所述限位凸起(111)和所述限位凹槽(204)的其中另一形成于所述第二圆弧面(205)。

3.根据权利要求2所述的摇摆机构，其特征在于，所述第一圆弧面(112)的圆心与所述回转中心位于同一直线上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的摇摆机构，其特征在于，所述摇摆机构包括止挡件(30)，所述止挡件(30)连接于所述支座(20)的与所述摆动部(11)配合的一端；所述止挡件(30)的对应于所述摆动部(11)的位置处形成有第一通孔(301)，所述摆动部(11)的至少部分结构与所述止挡件(30)滑动接触。

5.根据权利要求4所述的摇摆机构，其特征在于，所述摆动部(11)的部分结构穿设于所述第一通孔(301)中，所述第一通孔(301)的内壁的形状与所述摆动部(11)的外表面适配。

6.根据权利要求1-3任一项所述的摇摆机构，其特征在于，所述摆动部(11)的外表面形成有储油凹槽(113)。

7.根据权利要求1-3任一项所述的摇摆机构，其特征在于，所述支座(20)形成有贯穿孔(202)，所述贯穿孔(202)经过所述容纳腔(201)，所述连接部(12)和所述驱动件(40)设置于所述贯穿孔(202)中。

8.根据权利要求7所述的摇摆机构，其特征在于，所述摆动部(11)和所述连接部(12)的内部形成为空腔(10a)，所述空腔(10a)贯穿所述摆动部(11)的背离所述连接部(12)的一端；所述连接部(12)的表面形成有连通所述贯穿孔(202)和所述空腔(10a)的第一缺口(121)；所述支座(20)的表面形成有与所述第一缺口(121)连通的第二缺口(203)。

9.根据权利要求1-3任一项所述的摇摆机构，其特征在于，所述摇摆机构包括第一轴承(71)；所述驱动件(40)形成有安装槽(401)，所述第一轴承(71)套设于所述连接部(12)上，所述第一轴承(71)设置于所述安装槽(401)中。

10.根据权利要求1-3任一项所述的摇摆机构，其特征在于，所述摇摆机构包括电机(50)，所述电机(50)包括电机轴(501)，所述电机轴(501)与所述驱动件(40)驱动连接，所述电机轴(501)的轴线、所述回转中心以及所述摆动部(11)位于同一直线上。

11.根据权利要求10所述的摇摆机构，其特征在于，所述摇摆机构包括电机支架(60)，所述电机支架(60)设置于所述支座(20)的远离所述摆动部(11)的一端；所述电机(50)安装于所述电机支架(60)的背离所述支座(20)的一侧；所述电机支架(60)形成有第二通孔(601)，所述电机轴(501)穿设于所述第二通孔(601)中。

12.根据权利要求11所述的摇摆机构，其特征在于，所述摇摆机构包括第二轴承(72)，所述第二轴承(72)套设于所述电机轴(501)上，所述第二轴承(72)设置于所述第二通孔(601)处。

13.机械设备，其特征在于，包括工作装置以及权利要求1-12任一项所述的摇摆机构，所述工作装置与所述摆动部(11)的背离所述连接部(12)的一端连接，所述支座(20)与基座连接，所述摆动部(11)带动所述工作装置摇摆。

14.根据权利要求13所述的机械设备，其特征在于，所述摇摆机构包括位置检测器，所述摇摆件(10)或所述驱动件(40)运动至预设位置，所述位置检测器发出位置信号；所述机械设备包括控制器，所述位置检测器与所述控制器电连接；所述机械设备包括定位模式，所述机械设备处于定位模式下，所述控制器根据所述位置信号控制所述驱动件(40)停止运动。

15.根据权利要求13或14所述的机械设备，其特征在于，所述机械设备为风扇，所述风扇包括扇头，所述扇头为所述工作装置，所述扇头与所述摆动部(11)连接。

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