CN1305061A - 一种电风扇复合摇头机构 - Google Patents

Abstract

一种电风扇复合摇头机构,采用单动力源借助机械结构转换实现电风扇复合摇头,包括电机及减速齿系,电机支承架,在支承架和减速箱盘状曲柄间有上下摇头连杆。盘状曲柄驱动与横跨支承架的驱动凸轮连接的同步输送带或带动动力拉索,实现左右摇头的动力传输;而上下摇头连杆在曲柄的带动下推动电风扇机头上下俯仰。故本实用新型结构简单可靠,成本低,维修保养方便,实现了单动力源俯仰水平立体送风。

Description

一种电风扇复合摇头机构

本发明涉及一种电风扇复合摇头机构，特别是指一种采用单动力源借助机械结构转换实现电风扇复合摇头的机构。

现市售电风扇的机头一般只做单一的左右摆头动作，可结合手动调节机头俯仰角度来改变受风区域，但正常工作时机头的俯仰角度往往是固定的，只依靠机头自身左右摆头来送风，因此受风区域、面积有限。

现已有组合立体送风电风扇面市，该类电风扇有两种实现方式，其一由两个动力分别驱动机头左右摆头和上下摆头，其中一个来自专用同步电动机或经齿箱减速的主电动机动力驱动上下摆头，另一个同步电动机专门驱动机头做左右摆头，两个动作组合成一种非特定的立体运动轨迹，实现立体送风。这种结构虽实现了立体宽区域送风，但同步电动机的使用使动力源增多，电路复杂，且偶然的超载也会导致同步电动机损坏，使电风扇的整机可靠性和寿命大为降低，因而市场对该类电风扇认同率低，一直无法普及。第二种为单动力驱动，即直接由主电动机单齿箱驱动，实现上下和左右摆头，这时主电动机跟随一级转动副摆动，但对于传统设计，同一动力用于驱动另一组转动副时，动力传动机构的传动距离——一般为中心距必然作周期性变化，无法直接采用传统成熟的机构。为消化传动距离的变化，转动构件应用了柔性件如板簧支铰等，实现方式为机头通过铰链与支架铰接，而支架又可与固定座作相对转动，带球铰的弹片一端固定在固定座上，另一端与齿箱曲柄球头铰接，因此，电机驱动齿箱曲柄转动时机头在做左右摇头的同时，在弹片伸曲过程中机头又作上下摆动，实现了立体摇头。但因这套机构的上下摆动是靠弹片的弯曲变形来实现，在频繁的弯曲和伸直过程中，弹片极易产生疲劳断裂，可靠性差。因此类柔性件的性能和质量直接左右了整个机构的可靠性和寿命，在现有技术条件下很难选择到理想的此类柔性件，制约了利用该机构的电风扇大批量生产和销售。

中国专利ZL92203795.7《立式电风扇复合摇头装置》也给示了一种单一动力完成上下左右复合摇头的机构，在电动机后部加长电机轴，与原水平摇头装置之间水平安装一离合器式摇头控制机构，摇头盘与连杆和Y型支架构成曲柄连杆机构，Y型支架的轴插入角度盘座内，Y型支架上部两孔与电机壳体轴铰接。该机构虽实现了复合摇头，但附加了离合装置和两条联动连杆，使动作传输复杂化，联动实现困难，实际应用难度大。

本发明的目的是提供一种克服上述立体送风电风扇传动机构设计上的缺陷，直接应用经减速箱减速后的主电动机动力，同时驱动电风扇机头作上下和左右摆头运动的复合摇头机构。

为实现本发明目的提出了一种电风扇复合摇头机构，包括有动力装置和支承架，动力装置包括电动机，减速齿箱固定在电动机后端盖上，电动机后壳借助螺钉与电动机连接固定，还有固定在电动机前端盖上的电动机前壳；支承架呈有腿U型或Y型，支架腿安装在和电风扇支撑体连接的固定座上并可转动，还有一端与支承架侧连接、另一端与减速齿箱上盘状曲柄连接的上下摇头连杆，其中有腿U型或Y型支承架两枝丫端活动铰接有电动机支承板，动力装置整体固接在电动机支承板上；有腿U型或Y型支架的支架腿中空；盘状曲柄周向均布有输送齿，驱动与横跨U或Y型支承架的驱动凸轮机构连接的同步输送带，或者在上下摇头连杆上铰接有拉索的一端，拉索的另一端铰接在Y型支架丫口部分或U型的底部，因此形成了驱动凸轮驱动或拉索驱动水平摇头的两种结构。

实施例一描述了利用驱动凸轮机构驱动水平摇头的结构。所述的驱动凸轮机构包括驱动凸轮主体，与驱动凸轮主体配套、顶住并使驱动凸轮定位的轴套和穿过中空的驱动凸轮主体及轴套的铰轴。这时，铰轴的两端固定铰接在U型或Y型支架的两枝丫端；驱动凸轮主体的一端固定有受同步输送带驱动的从动齿轮，另一端为驱动凸轮主体，驱动凸轮主体表面有倾斜于轴向的环形封闭槽，在该环形封闭槽中滑动的拨销固定在中心盘的盘缘上。

上述的中心盘借助下述结构实现了相对固定。其盘轴向固接有中心轴，中心轴为阶梯轴，大轴径部分短并与中心盘连接，小轴径部分长，小轴径部分的下端部开有定位槽。中心阶梯轴穿过中空的支架腿，下端插入固定座的定位孔中，孔中设有使中心盘相对固定座纵向定位周向可转动的、与定位槽配合的止定螺钉，轴上套有花键套、花键套下套有螺旋弹簧。阶梯状中心轴及其套件全部依序装入固定座定位孔中，花键套上的花键与定位孔内壁上的花键槽相配合。所述中心轴阶梯台处沿轴周向均匀分布有棘齿。花键套套在阶梯中心轴小轴径部分，花键套上端沿轴周向均匀分布有棘齿，花键套下方的中心轴小轴径部分套有螺旋弹簧。

实施例二描述了利用拉索驱动实现水平摇头的结构。所述的拉索有两条，一条直接从曲柄向下延伸到U型或Y型丫口的底部，另一条从曲柄向上绕过电动机后向下延伸到U型或Y型丫口的底部。在U型或Y型丫口底部有一中心盘，从两个方向进入U型或Y型丫口底部的拉索均绕在中心盘轮缘槽中并固定铰接在中心盘轮缘上。所述的中心盘组件除无拨销外，与驱动凸轮驱动水平摇头的中心盘完全相同，只是在中心盘缘上有拉索卡槽或滑轮槽。所述的拉索为钢丝拉索，拉索外套有护套，护套一头卡在支架板的卡座上，另一头卡在U型或Y型支架丫口的底部的中心盘缘的卡槽上。另外，在U型或Y型支架两枝丫端处设有以U型或Y型支架两枝为支点，缠绕在活动铰接轴上，工作端压在电动机上的冂状机头平衡扭力弹簧。

本发明未改变现有电风扇电动机的主体结构，摆头动作的完成无需增加同步电动机驱动，上下俯仰是由齿箱驱动刚性连接来实现；在实现水平左右摆头时，实施例二是采用拉索柔性连接，一刚一柔使得整个复合动作协调、舒畅、可靠，故结构简单，寿命长，成本低，维修保养方便，且实现了俯仰水平回环立体送风。

实施例一则设计以关节点为运动转换中心，直接利用主电动机的动力，经减速后同时驱动两套不同的机构分别完成左右和上下摆头两个互成90°的动作，其中上下摆头是由齿箱输出曲柄盘直接驱动曲柄四杆机构即第一机构来实现；左右摆头是由凸轮摆动机构即第二机构来实现。实施时，来源于曲柄盘的动力必须经过一个传动机构传递给第二机构，但齿箱跟随第一机构摆动而第二机构不跟随摆动，这时动力的传递只有通过特定位置才能保持传动中心距不变。本发明设计的第一机构摆动轴线即所谓关节，不管如何摆动，曲柄盘轴线相对摆动轴线即关节的距离始终不变，而第二机构驱动凸轮的转动轴线与第一机构的摆动轴线重合，因此，动力从曲柄盘传递到凸轮时，传动中心距不产生任何变化，从而选用同步齿型带传送动力，实现了电风扇循环宽域送风，并保证了结构简单可靠，成本低，维修保养方便，实现了单动力关节转换恒中心距双驱动结构俯仰水平立体送风。

附图1是本发明实施例一电风扇机头装配侧视全剖示意图；

附图2是实施例一电风扇机头装配主视全剖示意图；

附图3是实施例一传动原理示意图；

附图4是实施例一驱动凸轮部件装配俯视半剖示意图；

附图5(1)、(2)分别是所述驱动凸轮主体的主视图及倾斜封闭环形槽的平面展开图；

附图6(1)、(2)、(3)分别是实施例一U型或Y型支承架的主、俯、右视示意图；

附图7(1)、(2)分别是实施例一支承板的主、右视示意图；

附图8是本发明实施例二电风扇机头装配侧视全剖示意图；

附图9是实施例二拆除电动机后装配主视局部剖视示意图；

附图10是实施例二曲柄双拉索机构安装连接示意图；

附图11是实施例二上下俯仰四杆传动机构原理图。

下面结合附图，首先对实施例一进行详述。

参照附图1。本实用新型包括电风扇机头整体，即电动机5、减速箱2、风叶、索母、网罩，和安装、固定机头的固定座11等。其中，电动机前壳10用螺丝与电动机前端盖7连接，电动机支承板8安装在电动机后端盖4上，减速箱与电动机后端盖固接，电动机后壳6通过螺丝与电动机连接，支承板借助铰轴12活动铰接在支承架9上，支承架与减速箱上的输出曲柄盘20之间连接有上下摇头连杆1，曲柄盘与左右摆头驱动凸轮机构中的从动齿轮19之间由同步皮带3传输动力，驱动凸轮主体靠轴套22配套定位并运作。

这样，电风扇机头整体、减速箱曲柄盘、上下摇头连杆及支承架构成一个四杆机构，参照附图3。图中，AB代表机头整体，BC为盘状曲柄，CD为上下摇头连杆，DA表示U型支承架，铰接点A处铰接有铰轴及其上的驱动凸轮机构，铰接点B处铰接有盘状曲柄，铰点C位于盘状曲柄的盘周，铰接了上下摇头连杆的一端，铰点D是上下摇头连杆另一端的铰接点。点B′、B″分别表示AB绕铰点A摆动到两个极限位置时的位置点，α₁和o₂表示机头整体向两侧的极限摆角，而机头整体的上下摆动范围角α₁+α₂可通过调整BC的尺寸来实现。

参照附图2和4。所述的凸轮驱动机构可绕贯穿其中的铰轴转动，铰轴上套有驱动凸轮主体18，而驱动凸轮上有供拨销滑动的倾斜环形封闭槽，拨销位于中心盘17的盘边附近，中心盘安装在固定座上。中心盘与其中心轴14铆接，中心轴插入固定座的定位孔中，止定螺钉15止入中心轴的定位槽中，套在中心轴上的活动花键套13在其下压缩弹簧16的压力下，其上端的棘齿与中心盘下端的棘齿啮合；同时花键套又与固定座为花键盘连接，可相对上下滑动而不可相对转动。上述中心轴套件构成了角度调节及过载保护结构，在正常工作时中心盘相对固定座不能转动，并与固定座配合限制支承架上下移位，使支承架只能绕中心轴转动。而当强行扭动电风扇机头时，活动花键套推压弹簧并脱离与中心盘下的齿的啮合，发生跳齿起到位置调节及机构保护作用。

工作时，减速箱在电动机驱动下，通过输出曲柄盘带动上下摇头连杆推动机头做上下摆头动作；同时，曲柄盘带动其上的同步皮带将动力传递到外套在铰轴上的驱动凸轮主体，驱动凸轮主体在转动过程中迫使拨销连同中心盘作相对摆动，由于中心盘固定，所以安装在支承架上的机头整体绕中心盘作左右来回摆动，由此两个互为垂直的摆动组合成机头的立体循环运动。

其次，对实施例二进行详述。

参照附图8。本实施例电风扇驱动机构包括有，与底座或立柱相连接的固定座，固定座上装有U型或Y型摇头支架，其支架腿中空并可在固定座上转动。摇头支架的两枝丫上活动铰接有电动机支承板，电动机为主体的动力装置固接其上，在活动铰接轴上还缠绕有冂型机头平衡扭力弹簧25。电动机后端盖上固接有支架板，减速齿箱和电动机后壳，电动机前端盖上有电动机前壳。减速齿箱上的曲柄连接有上下摇头连杆和拉索21，拉索另一端固定在中心盘的轮缘上。

参照附图9。在U型或Y型支架丫口底部的中心轮套件与实施例一中的中心轮套件结构及作用几乎相同，只是中心轮上无拨销，中心轮缘上有供拉索滑动的滑槽。而电动机支承架可以呈U型或Y型，即可以是架脚一体，也可以是架脚分离，图中给示的是架脚分离结构，架体固接在中心轴套24上，中心轴套固接在固定座上。

参照附图10。带护套的拉索一端铰接在减速齿箱输出曲柄的铰销上，另一端铰接在中心轮缘的销孔里。拉索的护套一头卡在电动机后端盖支架板的卡座23上，另一端卡在U型或Y型支承架上的卡槽中。当曲柄转动时，两条拉索被同时拉动，带动支承架及其上的动力装置总成在固定座上转动，实现左右摇头动作。

参照附图11。动力装置整体铰接在支承架的支点○上，输出曲柄绕输出轴B点转动，上下摇头连杆的一端铰接在曲柄的铰点C上，另一端铰接在U型或Y型摇头支架的铰销D上。该四杆机构中OD杆固定，曲柄BC作回转转动的过程中，借助CD杆驱动OB即动力装置绕O作上下俯仰动作。

工作中，正常状态下中心轮固定在固定座上。当曲柄转动时，拉索相对护套来回拉动，驱动U型或Y型摇头支架相对中心轮来回转动一定角度，实现机头的左右摇头；而曲柄的转动又同时带动上下摇头连杆，推动机头上下俯仰，从而实现电风扇机头环回立体送风。

Claims (13)

1、一种电风扇复合摇头机构，包括有动力装置和支承架，动力装置包括电动机(5)，减速齿箱(2)固定在电动机后端盖(4)上，电动机后壳(6)借助螺钉与电动机连接固定，还有固定在电动机前端盖(7)上的电动机前壳(10)；支承架(9)呈有腿U型或Y型，支架腿安装在和电风扇支撑体连接的固定座(11)上并可转动，还有一端与支承架侧连接、另一端与减速齿箱上盘状曲柄(20)连接的上下摇头连杆(1)，其特征是

(1)有腿U型或Y型支承架两枝丫端活动铰接有电动机支承板(8)，动力装置整体固接在电动机支承板上，

(2)盘状曲柄周向均布有输送齿，驱动与横跨U或Y型支承架的驱动凸轮机构连接的同步输送带(3)，或者

在上下摇头连杆上铰接有拉索的一端，拉索的另一端铰接在Y型支架丫口部分或U型的底部。

2、根据权利要求1所述的摇头机构，其特征是所述的驱动凸轮包括驱动凸轮主体(18)，与驱动凸轮主体配套、顶住并使驱动凸轮定位的轴套(22)和穿过中空的驱动凸轮主体及轴套的铰轴(12)。

3、根据权利要求2所述的摇头机构，其特征是铰轴的两端固定铰接在U型或Y型支架的两枝丫端。

4、根据权利要求2所述的摇头机构，其特征是驱动凸轮主体的一端固定有受同步输送带驱动的从动齿轮(19)，另一端为驱动凸轮主体，驱动凸轮主体表面有倾斜于轴向的环形封闭槽。

5、根据权利要求4所述的摇头机构，其特征是在驱动凸轮主体表面倾斜的环形封闭槽中滑动的拨销固定在中心盘(17)的盘缘。

6、根据权利要求1所述的摇头机构，其特征是所述的拉索有两条，一条直接从曲柄向下延伸到U型或Y型丫口的底部，另一条从曲柄向上绕过电动机后向下延伸到U型或Y型丫口的底部。

7、根据权利要求6所述的摇头机构，其特征是在U型或Y型丫口底部有一中心盘(17)，从两个方向进入U型或Y型丫口底部的拉索均绕在中心盘轮缘槽中并固定铰接在中心盘轮缘上。

8、根据权利要求5或7所述的摇头机构，其特征是所述的中心盘轴向固接有中心轴(14)，中心轴为阶梯轴，大轴径部分短并与中心盘连接，小轴径部分长，小轴径部分的下端部开有定位槽。

9、根据权利要求8所述的摇头机构，其特征是所述的有腿U型或Y型支架的支架腿中空，阶梯中心轴穿过中空的支架腿，下端插入固定座的定位孔中，孔中设有使中心盘相对固定座纵向定位周向可转动的、与定位槽配合的止定螺钉(15)，轴上套有花键套(13)、花键套下套有螺旋弹簧(16)。

10、根据权利要求9所述的摇头机构，其特征是所述的中心轴及其套件全部依序装入固定座定位孔中，花键套上的花键与定位孔内壁上的花键槽相配合，中心轴阶梯台处沿轴周向均匀分布有棘齿。

11、根据权利要求9所述的摇头机构，其特征是花键套套在阶梯中心轴小轴径部分，花键套上端沿轴周向均匀分布有棘齿，花键套下方的立轴小轴径部分套有螺旋弹簧。

12、根据权利要求6或7所述的摇头机构，其特征是所述的拉索为钢丝拉索，拉索外套有护套，护套一头卡在支架板的卡座(23)上，另一头卡在U型或Y型支架丫口的底部的中心盘缘的卡槽上。

13、根据权利6所述的摇头机构，其特征是在U型或Y型支架两枝丫端处设有以U型或Y型支架两枝为支点，缠绕在活动铰接轴上，工作端压在电动机上的冂状机头平衡扭力弹簧(25)。

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