專利名稱：一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)扇、取暖器等的空間搖頭機(jī)構(gòu)，特別涉及一種兩自由度的空間搖頭機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
夏季納涼和冬季取暖設(shè)備已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵罚罅康目蓳u頭式電風(fēng)扇和遠(yuǎn)紅外取暖器被消費者使用，搖頭方式基本都是左右搖擺，主要采用通過自帶減速器的同步電機(jī)使電扇擺頭，同步電機(jī)隨機(jī)旋轉(zhuǎn)，受到阻力后自動改變旋轉(zhuǎn)方向，這樣就實現(xiàn)了往返擺頭。目前，美的、格力、艾美特等企業(yè)對搖頭機(jī)構(gòu)和搖頭特性都進(jìn)行了很大程度的探索，諸如使用擺動從動件凸輪機(jī)構(gòu)、設(shè)計左右搖頭角度的人為控制、設(shè)計立體搖頭機(jī)構(gòu)等。但是由于機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜或需要使用兩個或兩個以上電機(jī)作為動力輸入，導(dǎo)致目前較受市場接受和歡迎的還局限于傳統(tǒng)的左右搖頭機(jī)構(gòu)。因此，需要一種機(jī)構(gòu)簡單、采用單一動力輸入的大范圍立體搖頭機(jī)構(gòu)，以有效提高吹風(fēng)或取暖空間，同時有效實現(xiàn)節(jié)能。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中搖頭機(jī)構(gòu)存在的上述問題，本發(fā)明提供一種兩自由度的電風(fēng)扇或取暖器的搖頭機(jī)構(gòu)。具體地講，實現(xiàn)電風(fēng)扇或取暖器能夠完成傳統(tǒng)的水平面內(nèi)左右自動搖擺的同時還能夠完成豎直方向上的連續(xù)自動俯仰，提供一種新型大范圍的搖頭機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī) 構(gòu)，包括齒輪減速機(jī)構(gòu)、換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、空間轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、電機(jī)、機(jī)架。所述齒輪減速機(jī)構(gòu)由安裝于電機(jī)主軸上的輸入齒輪提供動力，通過多個齒輪間輪齒的配合將動力傳遞到蝸桿軸上，并將電機(jī)的動力傳到換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述空間轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)空間搖頭方向。所述換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括兩個位于不同自由度上的蝸輪、蝸桿組以及檔位調(diào)節(jié)開關(guān)，可通過撥動檔位調(diào)節(jié)開關(guān)的位置來調(diào)節(jié)蝸桿組上的蝸紋與蝸輪上的輪齒相嚙合的狀態(tài)，所述狀態(tài)包括蝸桿組上的蝸紋僅與其中一個蝸輪上的輪齒嚙合、蝸桿組上的蝸紋僅與另一個蝸輪上的輪齒嚙合、蝸桿組上的蝸紋同時與兩蝸輪上的輪齒嚙合、蝸桿組上的蝸紋與兩蝸輪上的輪齒都不嚙合。進(jìn)一步，所述齒輪減速機(jī)構(gòu)包括固定安裝于電機(jī)的主軸上的輸入齒輪、固定安裝于開合齒輪軸上的開合齒輪、固定安裝于傳遞齒輪軸兩端的前傳遞齒輪和后傳遞齒輪，固定安裝于蝸桿軸上的輸出齒輪，所述開合齒輪的輪齒分別與輸入齒輪和前傳遞齒輪的輪齒嚙合，所述后傳遞齒輪的輪齒與輸出齒輪的輪齒嚙合。進(jìn)一步，所述換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括由第一蝸桿和第二蝸桿組成的蝸桿組、第一蝸輪和第二蝸輪、導(dǎo)向鍵、檔位調(diào)節(jié)開關(guān)，所述第一蝸桿和第二蝸桿沿軸向連接且空套在蝸桿軸上，第一蝸桿和第二蝸桿上的蝸紋可與第一蝸輪和第二蝸輪上的輪齒嚙合，蝸桿組可沿導(dǎo)向鍵在蝸桿軸上移動，檔位調(diào)節(jié)開關(guān)的一端空套在開合齒輪軸的末端，另一端空套在第一蝸桿和第二蝸桿之間。進(jìn)一步，所述空間轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括第一連桿和第二連桿、電機(jī)擺動環(huán)，所述電機(jī)擺動環(huán)由與機(jī)架固定連接的外圈、與電機(jī)固定連接的內(nèi)圈以及設(shè)置于外圈與內(nèi)圈之間的中圈組成，所述第一連桿的一端通過轉(zhuǎn)動副與第二蝸輪偏心連接，另一端與電機(jī)擺動環(huán)通過內(nèi)圈球副連接，第二連桿的一端通過轉(zhuǎn)動副與第一蝸輪偏心連接，另一端與電機(jī)擺動環(huán)通過中圈球副連接，中圈與外圈、中圈與內(nèi)圈均分別通過轉(zhuǎn)動副連接。進(jìn)一步，電機(jī)通過萬向節(jié)將動力輸入到齒輪減速機(jī)構(gòu)。進(jìn)一步,所述中圈與外圈、中圈與內(nèi)圈均分別通過兩個轉(zhuǎn)動副連接。進(jìn)一步，所述將中圈與外圈、中圈與內(nèi)圈分別連接起來的轉(zhuǎn)動副上設(shè)有確保轉(zhuǎn)動副不隨意轉(zhuǎn)動、使電機(jī)正面保持在初始位置的扭簧。進(jìn)一步，所述第一蝸輪所在平面和第二蝸輪所在平面相互垂直。進(jìn)一步，所述電機(jī)為雙軸電機(jī)。本發(fā)明的有益效果是:
(1)搖頭機(jī)構(gòu)具有很好的靈活性，能夠?qū)崿F(xiàn)左右和俯仰的兩自由度立體工作空間；
(2)搖頭機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)多級工作模式，易于控制；
(3)搖頭機(jī)構(gòu)不需附加電機(jī)， 同時能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)構(gòu)靜止時減速箱脫離嚙合，充分節(jié)能。
圖1是本發(fā)明一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明中換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意 圖3是換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中檔位調(diào)節(jié)開關(guān)與蝸桿組的連接結(jié)構(gòu)示意 圖4是換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)中檔位調(diào)節(jié)開關(guān)與開合齒輪軸的連接結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、輸入齒輪；2、開合齒輪；3、前傳遞齒輪；4、傳遞齒輪軸；5、開合齒輪軸；
6、檔位調(diào)節(jié)開關(guān)；7、第二蝸桿；8、蝸桿軸；9、后傳遞齒輪；10、輸出齒輪；11、第二蝸輪；12、第一連桿；13、第一蝸輪；14、第二連桿；15、內(nèi)圈球副；16、萬向節(jié)；17、中圈球副；18、外圈；19、電機(jī)；20、機(jī)架；21、轉(zhuǎn)動副；22、扭簧；23、第一蝸桿；24、中圈；25、內(nèi)圈。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括齒輪減速機(jī)構(gòu)、換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、空間轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、電機(jī)19、機(jī)架20。齒輪減速機(jī)構(gòu)由安裝于電機(jī)19主軸上的輸入齒輪I提供動力，通過多個齒輪間輪齒的配合將動力傳遞到蝸桿軸8上，并將電機(jī)19的動力傳到換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述空間轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)空間搖頭方向。換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括兩個位于不同自由度上的蝸輪、蝸桿組以及檔位調(diào)節(jié)開關(guān)6，可通過撥動檔位調(diào)節(jié)開關(guān)6的位置來調(diào)節(jié)蝸桿組上的蝸紋與蝸輪上的輪齒相嚙合的狀態(tài)，該狀態(tài)包括蝸桿組上的蝸紋僅與其中一個蝸輪上的輪齒嚙合、蝸桿組上的蝸紋僅與另一個蝸輪上的輪齒嚙合、蝸桿組上的蝸紋同時與兩蝸輪上的輪齒嚙合、蝸桿組上的蝸紋與兩蝸輪上的輪齒都不嚙合四種情況。
齒輪減速機(jī)構(gòu)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)為:包括固定安裝于電機(jī)19的主軸上的輸入齒輪1、固定安裝于開合齒輪軸5上的開合齒輪2、固定安裝于傳遞齒輪軸4兩端的前傳遞齒輪3和后傳遞齒輪9，固定安裝于蝸桿軸8上的輸出齒輪10，開合齒輪2的輪齒分別與輸入齒輪和前傳遞齒輪3的輪齒嚙合，所述后傳遞齒輪9的輪齒與輸出齒輪10的輪齒嚙合。換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)為:包括由第一蝸桿23和第二蝸桿7組成的蝸桿組、第一蝸輪13和第二蝸輪11、導(dǎo)向鍵、檔位調(diào)節(jié)開關(guān)6，所述第一蝸桿23和第二蝸桿7沿軸向連接且空套在蝸桿軸8上，第一蝸桿23和第二蝸桿7上的蝸紋可與第一蝸輪13和第二蝸輪11上的輪齒嚙合，蝸桿組可沿導(dǎo)向鍵在蝸桿軸8上移動，檔位調(diào)節(jié)開關(guān)6的一端空套在開合齒輪軸5的末端,另一端空套在第一蝸桿23和第二蝸桿7之間?？臻g轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的優(yōu)選結(jié)構(gòu)為:包括第一連桿12和第二連桿14、電機(jī)擺動環(huán)，所述電機(jī)擺動環(huán)18由與機(jī)架20固定連接的外圈18、與電機(jī)19固定連接的內(nèi)圈25以及設(shè)置于外圈18與內(nèi)圈25之間的中圈24組成，第一連桿12的一端通過轉(zhuǎn)動副與第二蝸輪11偏心連接，另一端與電機(jī)擺動環(huán)通過內(nèi)圈球副15連接，第二連桿14的一端通過轉(zhuǎn)動副與第一蝸輪13偏心連接，另一端與電機(jī)擺動環(huán)18通過中圈球副17連接，中圈24與外圈18、中圈24與內(nèi)圈25均分別通過轉(zhuǎn)動副21連接。電機(jī)19最好通過萬向節(jié)16將動力輸入到齒輪減速機(jī)構(gòu)。中圈24與外圈18、中圈24與內(nèi)圈25均分別通過兩個轉(zhuǎn)動副連接。將中圈24與外圈18、中圈24與內(nèi)圈25分別連接起來的轉(zhuǎn)動副上還可以設(shè)有確保轉(zhuǎn)動副不隨意轉(zhuǎn)動、使電機(jī)正面保持在初始位置的扭簧22。第一蝸輪13所在平面和第二蝸輪11所在平面優(yōu)選為相互垂直。電機(jī)19可以是雙軸電機(jī)。本發(fā)明一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)工作時，雙軸電機(jī)通過萬向節(jié)16將動力輸入齒輪減速機(jī)構(gòu)，輸出齒輪10帶動蝸桿軸8上的蝸桿組轉(zhuǎn)動，第二蝸輪11和第一蝸輪13與蝸桿組嚙合轉(zhuǎn)動，第一連桿12和第二連桿14的一端與第二蝸輪11和第一蝸輪13分別通過轉(zhuǎn)動副偏心連接形成曲柄連桿機(jī)構(gòu)，第一連桿12和第二連桿14另一端分別與內(nèi)圈球副15和中圈球副17相連，電機(jī)擺動環(huán)的內(nèi)圈25與雙軸電機(jī)固定連接，外圈18與機(jī)架20固定連接，中圈24與外圈18和內(nèi)圈25均通過兩個轉(zhuǎn)動副21連接，形成了一個兩自由度搖頭機(jī)構(gòu)。電機(jī)擺動環(huán)具有很好的姿態(tài)萬向轉(zhuǎn)動特性，從而增大了機(jī)頭工作空間范圍。檔位調(diào)節(jié)開關(guān)6的一端空套在開合齒輪軸5的末端,另一端空套在第二蝸桿7和第一蝸桿23之間。當(dāng)移動檔位調(diào)節(jié)開關(guān)6到最前端，使第二蝸桿7與第一蝸輪13嚙合時，僅實現(xiàn)電機(jī)左右搖頭；向后一檔，使第二蝸桿7與第二蝸輪11哨合、第一蝸桿23與第一蝸輪13哨合時,能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)左右和俯仰立體搖頭；再向后一檔，使第一蝸桿23與第二蝸輪11嚙合時，僅能夠?qū)崿F(xiàn)電機(jī)俯仰搖頭；最后一檔，蝸桿和蝸輪完全脫離嚙合狀態(tài)，此時由4個扭簧22確保4個轉(zhuǎn)動副21不會隨意轉(zhuǎn)動，使電機(jī)正面保持在初始位置。同時開合齒輪2處于打開狀態(tài)，保證在不需要搖頭時齒輪減速機(jī)構(gòu)停止工作，減少能量浪費。該兩自由度搖頭機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、易于控制，高效節(jié)能，實現(xiàn)大范圍立體工作空間。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但 本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī)構(gòu)，包括齒輪減速機(jī)構(gòu)、換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、空間轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、電機(jī)(19)、機(jī)架(20);所述齒輪減速機(jī)構(gòu)由安裝于電機(jī)(19)主軸上的輸入齒輪(I)提供動力，通過多個齒輪間輪齒的配合將動力傳遞到蝸桿軸(8)上，并將電機(jī)(19)的動力傳到換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；所述空間轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)空間搖頭方向；其特征在于:所述換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括兩個位于不同自由度上的蝸輪、蝸桿組以及檔位調(diào)節(jié)開關(guān)(6)，可通過撥動檔位調(diào)節(jié)開關(guān)(6)的位置來調(diào)節(jié)蝸桿組上的蝸紋與蝸輪上的輪齒相嚙合的狀態(tài)，所述狀態(tài)包括蝸桿組上的蝸紋僅與其中一個蝸輪上的輪齒嚙合、蝸桿組上的蝸紋僅與另一個蝸輪上的輪齒嚙合、蝸桿組上的蝸紋同時與兩蝸輪上的輪齒嚙合、蝸桿組上的蝸紋與兩蝸輪上的輪齒都不嚙合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述齒輪減速機(jī)構(gòu)包括固定安裝于電機(jī)(19)的主軸上的輸入齒輪(I)、固定安裝于開合齒輪軸(5)上的開合齒輪(2)、固定安裝于傳遞齒輪軸(4)兩端的前傳遞齒輪(3)和后傳遞齒輪(9)，固定安裝于蝸桿軸(8)上的輸出齒輪(10),所述開合齒輪(2)的輪齒分別與輸入齒輪和前傳遞齒輪(3)的輪齒嚙合，所述后傳遞齒輪(9)的輪齒與輸出齒輪(10)的輪齒嚙合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括由第一蝸桿(23)和第二蝸桿(7)組成的蝸桿組、第一蝸輪(13)和第二蝸輪(11)、導(dǎo)向鍵、檔位調(diào)節(jié)開關(guān)(6)，所述第一蝸桿(23)和第二蝸桿(7)沿軸向連接且空套在蝸桿軸(8)上，第一蝸桿(23)和第二蝸桿(7)上的蝸紋可與第一蝸輪(13)和第二蝸輪(11)上的輪齒嚙合，蝸桿組可沿導(dǎo)向鍵在蝸桿軸(8)上移動，檔位調(diào)節(jié)開關(guān)(6)的一端空套在開合齒輪軸(5)的末端，另一端空套在第一蝸桿(23)和第二蝸桿(7)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述空間轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)包括第一連桿(12)和第二連桿(14)、電機(jī)擺動環(huán)，所述電機(jī)擺動環(huán)(18)由與機(jī)架(20)固定連接的外圈(18)、與電機(jī)(19)固定連接的內(nèi)圈(25)以及設(shè)置于外圈(18)與內(nèi)圈(25)之間的中圈(24)組成，所述第一連桿(12)的一端通過轉(zhuǎn)動副與第二蝸輪(11)偏心連接，另一端與電機(jī)擺動環(huán)通過內(nèi)圈球副(1 5)連接，第二連桿(14)的一端通過轉(zhuǎn)動副與第一蝸輪(13)偏心連接，另一端與電機(jī)擺動環(huán)(18 )通過中圈球副(17)連接，中圈(24)與外圈(18)、中圈(24 )與內(nèi)圈(25 )均分別通過轉(zhuǎn)動副(21)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī)構(gòu)，其特征在于:電機(jī)(19)通過萬向節(jié)(16)將動力輸入到齒輪減速機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述中圈(24)與外圈(18)、中圈(24)與內(nèi)圈(25)均分別通過兩個轉(zhuǎn)動副連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述將中圈(24)與外圈(18)、中圈(24)與內(nèi)圈(25)分別連接起來的轉(zhuǎn)動副上設(shè)有確保轉(zhuǎn)動副不隨意轉(zhuǎn)動、使電機(jī)正面保持在初始位置的扭簧(22)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述第一蝸輪(13)所在平面和第二蝸輪(11)所在平面相互垂直。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述電機(jī)(19)為雙軸電機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī)構(gòu)，包括齒輪減速機(jī)構(gòu)、換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、空間轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、電機(jī)、機(jī)架。齒輪減速機(jī)構(gòu)由安裝于電機(jī)主軸上的輸入齒輪提供動力；空間轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)空間搖頭方向；換擋調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括兩個位于不同自由度上的蝸輪、蝸桿組以及檔位調(diào)節(jié)開關(guān)，可通過撥動檔位調(diào)節(jié)開關(guān)的位置來調(diào)節(jié)蝸桿組上的蝸紋與蝸輪上的輪齒相嚙合的狀態(tài)。本發(fā)明一種風(fēng)扇空間搖頭機(jī)構(gòu)具有很好的靈活性，能夠?qū)崿F(xiàn)左右和俯仰的兩自由度立體工作空間；結(jié)構(gòu)簡單，能夠?qū)崿F(xiàn)多級工作模式，易于控制；不需附加電機(jī)，同時能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)構(gòu)靜止時減速箱脫離嚙合，充分節(jié)能。
文檔編號F04D25/10GK103244444SQ20131013726
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月19日
發(fā)明者朱偉, 汪源, 鐘慧東, 馬棟梁, 姜桂林, 陳一陽 申請人:常州大學(xué)