CN111219348A - 一种锥摆机构及楼顶扇 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种锥摆机构及具有锥摆机构的楼顶扇，包括：支架、转轴、万向球轴承、连接杆及电机；万向球轴承设在支架上，连接杆的一端转动连接转轴上，连接杆的另一端与电机输出轴的靠近转轴的一端转动连接，且在所述电机的带动下绕所述转轴做圆锥转动，电机输出轴远离转轴的一端穿过万向球轴承的万向球而显露于万向球轴承外侧；转轴固定在支架的避让开万向球轴承的位置，支架用于固定锥摆机构于外界固定物上，或转轴用于直接固定在外界固定物上。本发明通过在支架上设置万向球轴承，实现整个锥摆机构的圆锥摆运动；当锥摆机构用于楼顶扇的摇头机构时，能够进一步扩大楼顶扇的送风范围，满足用户的多种需求。

Description

一种锥摆机构及楼顶扇

技术领域

本发明涉及机械结构领域，特别涉及一种锥摆机构及具有该锥摆机构的楼顶扇。

背景技术

在现有技术中，楼顶扇的若干风叶的中心垂吊连接于固定在天花板上的电机上，电机的转动带动风叶的转动。此种方式制作的楼顶扇仅仅能在固定的区域内，即电机的正下方区域能够感受到楼顶扇的送风，其他区域感受不到，使用范围受限制。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种锥摆机构，旨在解决现有技术中，楼顶扇送风区域范围小的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种锥摆机构，包括：支架、转轴、万向球轴承、连接杆及电机；所述万向球轴承设在所述支架上，所述连接杆的一端转动连接所述转轴上，所述连接杆的另一端与电机输出轴的靠近所述转轴的一端转动连接，且在所述电机的带动下绕所述转轴转动，所述电机输出轴远离所述转轴的一端穿过所述万向球轴承的万向球而显露于所述万向球轴承外侧；所述转轴固定在所述支架的避让开所述万向球轴承的位置。

优选地，所述万向球轴承包括连接部与主体部，所述连接部固定连接于所述电机的外壳上，且处于远离所述转轴的一端，所述主体部的所述万向球开设有通孔以令所述电机输出轴穿过，且所述主体部与所述支架抵接。

优选地，所述支架的连接所述主体部的部位具有支撑部，所述支撑部为碗状结构且碗状开口大的一侧面向所述转轴，开口小的一侧向远离开口大的一侧凸出形成容置槽，所述容置槽用于收容所述主体部的部分或者全部。

优选地，所述容置槽内开设有通孔，所述主体部的万向球置于所述容置槽内，所述电机输出轴远离所述转轴的一端依次穿过所述万向球的通孔及所述容置槽的通孔。

优选地，所述支撑部的环壁上开设有散热孔。

优选地，所述锥摆机构还包括限位件，所述限位件收容于所述容置槽内，且所述限位件具有连接端与自由端，所述连接端连接于所述支撑部，所述自由端为曲面结构，所述自由端与所述万向球轴承贴合或间隙配合，所述自由端向所述电机方向延伸。

优选地，所述锥摆机构还包括固定环，所述固定环置于所述连接端上，与所述连接端一并固定连接于所述支撑部，且所述自由端的部分置于所述固定环的圆环内。

优选地，所述自由端的面对万向球的侧壁上设置有凸块，所述万向球对应于所述凸块开设有定位孔，所述凸块嵌入所述定位孔内。

所述锥摆机构还包括限位件，所述限位件包括环状基座及自所述基座的中心向相反两侧延伸形成的第一容纳腔与第二容纳腔，其中，第一容纳腔收容在所述容置槽内；所述基座与所述支撑部固定连接；所述万向球轴承的主体部全部或者部分收容于第一容纳腔内。

所述锥摆机构还包括固定插环，所述固定插环的内径小于所述万向球的外径，所述固定插环与限位件的第二容纳腔的远离第一容纳腔的端部抵触。

所述第一容纳腔与第二容纳腔的面对所述万向球的侧壁上设置有凹槽，所述万向球对应于所述凹槽设有凸块，所述凸块嵌入所凹槽内。

本发明还提出一种楼顶扇，其包括上述任一项所述的锥摆机构，所述楼顶扇进一步包括风叶，所述风叶连接在所述电机输出轴的自由端。

优选地，所述楼顶扇还包括减速器，所述减速器的一端与所述连接杆连接，另一端与所述电机输出轴的靠近所述转轴的一端连接，以控制所述楼顶扇的转速。

本发明技术方案通过在支架上设置万向球轴承，当电机带动连接杆绕转轴转动时，所述锥摆机构以万向球轴承与支架的接触点为支点做圆锥摆动，实现整个锥摆机构的圆锥摆运动，转动范围扩大。使用了锥摆机构的风扇，例如楼顶扇的送风范围得到扩大，满足使用者多种需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明楼顶扇的一具体实施例的结构示意图；

图2为图1中去掉网罩及外壳的结构示意图；

图3为图2中除去轴套的结构示意图；

图4为图3中去除风叶后沿C-C线的剖面图；

图5为图4中去掉支架、连接杆及减速器后的分解结构示意图；

图6为图3中去除风叶后沿C-C线的另一实施例的剖面图；

图7为图6中去除轴套的分解结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请一并参照图1-7，本发明提出了一种锥摆机构，包括：包括：支架160、转轴121、万向球轴承130、连接杆120及电机140；所述万向球轴承130设在所述支架160上，所述连接杆120的一端转动连接所述转轴121上，所述连接杆120的另一端与电机输出轴141的靠近所述转轴121的一端转动连接，且在电机140的带动下绕所述转轴121做圆锥转动，所述电机输出轴141远离所述转轴121的一端穿过所述万向球轴承130的万向球(图中未标示)而显露于所述万向球轴承130外侧；所述转轴121固定在所述支架160的避让开所述万向球轴承130的位置。支架160将锥摆机构固定于外界固定物，如天花板、墙壁等，或是其他需要用到锥摆机构的机械结构，保证锥摆机构稳定的工作性能。或者转轴121也可直接转动连接于外接固定物上，只要能够使锥摆机构实现锥摆运动即可。

在本实施例中，转轴121、连接杆120、电机140及万向球轴承130从上至下依次连接，其中，连接杆120包括第一连接杆122与第二连接杆123，第一连接杆122的一端与转轴121连接，另一端与与第二连接杆123连接，第二连接杆123的一端与电机140连接，另一端与所述第一连接杆122连接；依次连接的第一连接杆122、电机140及万向球轴承130组成锥摆轴串(图中未标示)，所述锥摆轴串与竖直方向存在一定的角度，所述角度大于0°，小于90°。在电机140的带动下，锥摆轴串则以万向球轴承130与支架160的接触点为支点做圆锥摆动。当所述锥摆机构应用于楼顶扇100作为楼顶扇100的摇头机构时，所述锥摆机构实现楼顶扇100的摇头功能；由于电机140的壳体外不存在限制电机线(图中未标示)拉伸的结构，因此电机线拉力测试能够无障碍进行，提高了楼顶扇100的安全性，并能够增大楼顶扇100的送风范围，实现用户的多种需求。

可以理解的，所述连接杆120是一端连接电机140另一端连接转轴121的直杆，在电机140的驱动下，连接杆120带动锥摆轴串以万向球轴承130与支架160的接触点为支点做圆锥摆运动。

进一步地，如图5所示，所述万向球轴承130包括连接部132与主体部131，所述连接部132固定连接于所述电机140的外壳上，且处于远离所述转轴121的一端，所述主体部131的所述万向球开设有通孔(图中未标示)以令所述电机输出轴141穿过，且所述主体部131与所述支架160抵接。

在本实施例中，连接部132为圆盘状结构，其上开设有散热孔116与固定孔117，且连接部132对应于主体部131上的通孔亦开设有通孔133，所述主体部131上的通孔与所述连接部132上的通孔133连通，连接部132通过所述固定孔117以螺钉190或者螺栓(图中未标示)固定于电机140的外壳上，处于远离所述转轴121的一端。所述主体部131的万向球具有光滑的曲面结构，以便于与支架160相对滚动或转动，在电机140的驱动下，连接杆120带动锥摆轴串以万向球轴承130与支架160的接触点为支点做圆锥摆运动。

可以理解的，连接部132与电机140的连接并不仅限于以螺钉190或螺柱固定的形式，如，卡扣连接，亦可。

当所述锥摆机构应用于楼顶扇100作为楼顶扇100的摇头机构时，由于电机140的壳体外不存在限制电机线拉伸的结构，因此电机线拉力测试能够无障碍进行，提高了楼顶扇100的安全性。

具体地，所述支架160的连接所述主体部131的部位具有支撑部112，所述支撑部112为碗状结构且碗状开口大的一侧面向所述转轴121，开口小的一侧向远离开口大的一侧凸出形成容置槽113，所述容置槽113用于收容所述主体部131的部分或者全部；所述容置槽113内开设有通孔(图中未标示)，所述主体部131的万向球置于所述容置槽113内，所述电机输出轴141远离所述转轴121的一端依次穿过所述万向球的通孔及所述容置槽113的通孔。

在本实施例中，如图4所示，所述支架160连接于天花板上，由中间的连杆161及两条挂臂162组成，支撑部112相对于底部的一端向外延伸出凸缘118，所述凸缘118上开设有通孔，支撑部112通过所述通孔与两条挂臂162连接。作为变形，所述支架160的数量可依需要增加，如，将两支架160交叉连接于天花板上，此时支撑部112与四条挂臂162连接，支撑部112上的通孔也对应增加。

容置槽113的直径大于主体部131的直径，与主体部131间隙配合；或者，主体部131置于容置槽113内后，两者间还留有较大空余，只要主体部131能够在容置槽113内自由滚动即可。为了减少滚动产生的摩擦力，主体部131与容置槽113的表面光滑，在电机140的驱动下，连接杆120带动万向球轴承130在容置槽113内滚动，锥摆轴串则以万向球轴承130与容置槽113的接触点为支点圆锥摆运动。

进一步地，如图5所示，所述支撑部112的环壁上开设有散热孔116。

连接部132上开设有散热孔116，支撑部112的底部及环壁上亦均开设有散热孔116，电机140及各结构的运动所产生的热量可通过散热孔116散热，以延长锥摆机构的使用寿命。作为一种实施例，散热孔116的数量可依锥摆机构的工作需要而定，当散热孔116的数量为两个以上时，支撑部112环壁上的散热孔116环列于支撑部112的环壁上，支撑部112底部的散热孔(图中未标示)环列于底部或分散于固定孔117之间，连接部132的散热孔116分散于固定孔117之间。

具体地，所述锥摆机构还包括限位件180，所述限位件180具有连接端182与自由端181，所述连接端182连接于所述支撑部112，所述自由端181为曲面结构，所述自由端181与所述万向球轴承130贴合或间隙配合，所述自由端181向所述电机140方向延伸；所述锥摆机构还包括固定环115，所述固定环115置于所述连接端182上，与所述连接端182一并固定连接于所述支撑部112，且所述自由端181的部分置于所述固定环115的圆环内。

为了防止主体部131在转动或运输的过程中从容置槽113中脱离出来，对锥摆机构造成损伤或产生安全事故，支撑部112内还装设有限位件180与固定环115，在较佳实施例中，支撑部112内装设有两限位件180，两限位件180组合成环形(如图4所示)，万向球轴承130的主体部131则置于该环形空间内。此时，球形曲面结构的限位件180的自由端181将万向球轴承130的主体部131限制在容置槽113内。固定环115将限位件180限制在万向球轴承130的周围，且限位件180始终能将万向球轴承130限制在容置槽130内。

变为一种变形，所述自由端181并不仅限于球形曲面的形式，只要能够防止主体部131脱离容置槽113即可，如，所述自由端181为环列于连接端182的齿条。且所述限位件180的数量也可依需要而定，如限位件180也可以为三个或四个组成环形，由固定环115将限位件180固定于万向球轴承130的周围，以防万向球轴承130脱离容置槽113。

所述自由端181的面对万向球的侧壁上设置有凸块183，所述万向球对应于所述凸块183开设有定位孔114，所述凸块183嵌入所述定位孔114内。

凸块183嵌入定位孔114后，两者间还留有间隙，当万向球在容置槽内滚动时，凸块183在定位孔114内转动，但凸块183的转动始终不会脱出定位孔114，使得主体部131在容置槽113内滚动时不会绕锥摆轴串的中心轴195转动，避免了电机线出现缠绕的现象。

由于主体部131上开设有定位孔114，为了使整个主体部131在运动中保持平衡，主体部131上还开设有平衡孔191，所述平衡孔191以定位孔114为中心，对称开设于定位孔114的两侧。

在另一实施例中，如图6、图7所示，所述锥摆机构还包括限位件180，所述限位件180包括环状基座184及自所述基座184的中心向相反两侧延伸形成的第一容纳腔185与第二容纳腔(图中未标示)，其中，第一容纳腔185收容在所述容置槽113内；所述基座184与所述支撑部112固定连接；所述万向球轴承的主体部131全部或者部分收容于第一容纳腔185内；所述锥摆机构还包括固定插环119，所述固定插环119的内径小于所述万向球的外径，所述固定插环119与限位件180的第二容纳腔的远离第一容纳腔185的端部抵触。

在本实施例中，如图7所示，基座184及固定插环119上均开设有固定孔117，通过固定孔117，固定插环119与限位件180一并固定于碗状支撑部112的底部，且基座上设置有卡扣196，固定插环119对应于卡扣196的位置开设有通孔，通孔的边缘设置有凸起197，所述卡扣196卡入通孔中并与凸起197配合，以实现对固定插环119与限位件180的进一步固定。此时，固定插环119与限位件180的第二容纳腔的远离第一容纳腔185的端部抵触，万向球轴承的主体部131处于限位件180及固定插环119形成的空腔内(如图6所示)，所述空腔由第一容纳腔185及第二容纳腔组成。所述主体部131的直径大于所述固定插环119的内径，固定插环119与限位件180一并固定于支撑部112后，主体部131始终被限制在所述空腔内，有效防止了锥摆机构在运输的过程中从第一容纳腔185中脱离出来，对锥摆机构造成损坏。容置了万球轴承主体部131的第一容纳腔185部分或全部处于容置槽113内，当电机140带动锥摆轴串做锥摆运动时，万向球在第一容纳腔185及第二容纳腔形成的空腔内滚动或转动，使整个锥摆机构能够实现锥摆运动。

可以理解的，本实施例中的万向球并非一定是一完整的球体，只要具有能够在第一容纳腔185内滚动或转动的曲面即可。

进一步地，所述第一容纳腔185与第二容纳腔的面对所述万向球的侧壁上设置有凹槽(图中未标示)，所述万向球对应于所述凹槽设有凸块183，所述凸块183嵌入所凹槽内。

凸块183嵌入定位孔114后，两者间还留有间隙，当万向球在容置槽内滚动时，凸块183在定位孔114内转动，但凸块183的转动始终不会脱出定位孔114，使得主体部131在容置槽113内滚动时不会绕锥摆轴串的中心轴195转动，避免了电机线出现缠绕的现象。

如图1所示，本发明还提出一种楼顶扇100，所述楼顶扇100包括上述任一项所述的锥摆机构；所述楼顶扇100进一步包括风叶170，所述风叶170连接在所述电机输出轴141的自由端181。

在本实施例中，电机140输出轴141依次穿过连接部通孔133、主体部131的通孔及容置槽113的通孔后，其远离所述转轴121的一端装设风叶170，在电机140的带动下，风叶170旋转送风。支架160将楼顶扇100固定于天花板等外界固定物上，或者，转轴121直接连接于外界固定物上；当楼顶扇100悬于天花板时，锥摆机构带动楼顶扇100对送风区域进行摇头送风。

进一步地，所述楼顶扇100还包括减速器194，所述减速器194的一端与所述连接杆120连接，另一端与所述电机输出轴141的靠近所述转轴121的一端连接，以控制所述楼顶扇100的转速。

所述减速器194构成锥摆轴串的一部分，锥摆机构构成楼顶扇100的摇头机构，实现楼顶扇100的摇头功能。

在另一实施例中，如图2，风叶上装设有风叶索母171，以对风叶170作进一步的固定，为了保护所述楼顶扇100免受外界的机械损害，风叶170的周围罩有上网罩192及下网罩193，下网罩193除了起到保护作用外还起连接作用，上网罩192与下网罩193可拆卸连接，并且一并悬挂于支架160或外部固定物上，另外，下网罩193上还装设有装饰盖195以保证美观。锥摆机构外包裹了一层外壳，外壳150由上壳151及下壳152组成。其中，上壳151固定连接于支架160或外部固定物上，下壳152包括但不限于卡扣或螺纹连接于上壳151。同时，为了延长转轴121的使用寿命，转轴121与支架160的连接处设置有轴套124，轴套124为弹性材料，处于支架160与转轴121之间，以减少转轴121的磨损。

相较于框形摇头机构，本实施例提出的锥摆机构不需要复杂的装配即能实现楼顶扇100的摇头功能，无需非标准件的螺钉进行连接，降低了制造成本，且由于电机140的壳体外不存在限制电机线拉伸的结构，因此电机线拉力测试能够无障碍进行，提高了楼顶扇100的安全性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种锥摆机构，其特征在于，所述锥摆机构包括：支架、转轴、万向球轴承、连接杆及电机；所述万向球轴承设在所述支架上，所述连接杆的一端转动连接所述转轴上，所述连接杆的另一端与电机输出轴的靠近所述转轴的一端转动连接，且在所述电机的带动下绕所述转轴转动，所述电机输出轴远离所述转轴的一端穿过所述万向球轴承的万向球而显露于所述万向球轴承外侧；所述转轴固定在所述支架的避让开所述万向球轴承的位置。

2.根据权利要求1所述的锥摆机构，其特征在于，所述万向球轴承包括连接部与主体部，所述连接部固定连接于所述电机的外壳上，且处于远离所述转轴的一端，所述主体部的所述万向球开设有通孔以令所述电机输出轴穿过，且所述主体部与所述支架抵连接。

3.根据权利要求2所述的锥摆机构，其特征在于，所述支架的连接所述主体部的部位具有支撑部，所述支撑部为碗状结构且碗状开口大的一侧面向所述转轴，开口小的一侧向远离开口大的一侧凸出形成容置槽，所述容置槽用于收容所述主体部的部分或者全部。

4.根据权利要求3所述的锥摆机构，其特征在于，所述容置槽内开设有通孔，所述主体部的万向球置于所述容置槽内，所述电机输出轴远离所述转轴的一端依次穿过所述万向球的通孔及所述容置槽的通孔。

5.根据权利要求3所述的锥摆机构，其特征在于，所述支撑部的环壁上开设有散热孔。

6.根据权利要求3所述的锥摆机构，其特征在于，所述锥摆机构还包括限位件，所述限位件具有连接端与自由端，所述连接端连接于所述支撑部，所述自由端为曲面结构，所述自由端与所述万向球轴承贴合或间隙配合，所述自由端向所述电机方向延伸。

7.根据权利要求6所述的锥摆机构，其特征在于，所述锥摆机构还包括固定环，所述固定环置于所述连接端上，与所述连接端一并固定连接于所述支撑部，且所述自由端的部分置于所述固定环的圆环内。

8.根据权利要求6所述的锥摆机构，其特征在于，所述自由端的面对万向球的侧壁上设置有凸块，所述万向球对应于所述凸块开设有定位孔，所述凸块嵌入所述定位孔内。

9.根据权利要求3所述的锥摆机构，其特征在于，所述锥摆机构还包括限位件，所述限位件包括环状基座及自所述基座的中心向相反两侧延伸形成的第一容纳腔与第二容纳腔，其中，第一容纳腔收容在所述容置槽内；所述基座与所述支撑部固定连接；所述万向球轴承的主体部全部或者部分收容于第一容纳腔内。

10.根据权利要求9所述的锥摆机构，其特征在于，所述锥摆机构还包括固定插环，所述固定插环的内径小于所述万向球的外径，所述固定插环与限位件的第二容纳腔的远离第一容纳腔的端部抵触。

11.根据权利要求9所述的锥摆机构，其特征在于，所述第一容纳腔与第二容纳腔的面对所述万向球的侧壁上设置有凹槽，所述万向球对应于所述凹槽设有凸块，所述凸块嵌入所凹槽内。

12.一种楼顶扇，包括如权利要求1-11所述的任一项锥摆机构，所述楼顶扇进一步包括风叶，所述风叶连接在所述电机输出轴的自由端。

13.根据权利要求12所述的楼顶扇，其特征在于，所述楼顶扇还包括减速器，所述减速器的一端与所述连接杆连接，另一端与所述电机输出轴的靠近所述转轴的一端连接，以控制所述楼顶扇的转速。

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