專利名稱：一種擺線槳風扇的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及日用電器技術領域，具體為ー種擺線槳風扇。
背景技術：
目前市場上銷售的電扇大多是搖頭電扇，搖頭電扇搖頭角度有限，吹風范圍不大，不能向電扇側面和背面吹風，并且搖頭速度較慢。由張紹喜申請的中國專利CN 2463571Y公開了ー種360°環(huán)形送風電扇。該發(fā)明的扇葉形狀是以旋轉體為基座，扇葉在旋轉體的旋轉表面呈送風螺旋體，扇葉在旋轉體的上下兩端部呈吸風螺旋體，扇葉中部設有作為加強筋的隔板；旋轉軸即為扇葉轉軸。該發(fā)明的目的是提供ー種360 °環(huán)形送風電扇，但是，由于其扇葉根部固定在旋轉體上，扇葉僅能隨著旋轉軸轉動，不能變距，從氣動原理上而言該發(fā)明提出的風扇只能產(chǎn)生某ー個固定方·向的風；另外，由于其扇葉呈螺旋體排列，并在扇葉中部設置加強筋，這使得該發(fā)明結構復雜，加工難度很大，増加了成本，降低了其實用性和商業(yè)化潛力。由湯秋原申請的中國專利CN 86108762A公開了ー種環(huán)形電扇。該發(fā)明中，環(huán)形電扇的特點是風葉在轉軸周圍作環(huán)形等距側式排列，風葉的縱向或橫向與軸向平行或基本平行。風葉大體呈舉行或梯形、三角形，通過連桿固定在轉軸上。該發(fā)明的目的是電扇運轉吋，風葉同時向四周吹風。其優(yōu)點是結構簡單，但由于該發(fā)明中風葉也是固定在轉軸上隨轉軸轉動，不能變距，因此電扇產(chǎn)生的風向也只能是某ー固定方向。這使得該發(fā)明的實用性大大降低。由林純智申請的中國專利CN2423429Y公開了ー種具有360°旋轉機構的電扇，包括由底盤、支撐座、可相互蓋合的網(wǎng)狀的上外罩和下外罩、及上下外罩中的旋轉機構組。該旋轉機構組包括有支承本體、馬達支承座、風扇馬達、扇葉、馬達上蓋殼及旋轉軸組，以風扇馬達驅動旋轉軸帶動馬達支承座，使三個風扇馬達呈360°旋轉，且支承本體頂緣還嵌置有滾珠軸承，其與馬達支承座間呈平滑穩(wěn)定的轉動，使扇葉可全方位撓動室內(nèi)空氣氣流。該發(fā)明的優(yōu)點是擴大了風扇的吹風范圍，缺點是由于采用了多個風扇，不僅使得其成本増加，降低了該發(fā)明的商業(yè)應用性，而且傳動機構復雜，降低了該發(fā)明的可靠性，多個風扇之間風的干擾也會帶來極大的噪音，影響使用的舒適性。由黃振隆申請的中國專利CN 1401912A公開了ー種可360°轉動的電扇。該發(fā)明中，電扇的立地桿上設有ー控制裝置，控制裝置包含有左、右殼體，左、右殼體上固定一 L型鋼板，馬達及減速機固設在上述L型鋼板上，減速機芯軸與離合器固定軸相聯(lián)，離合器固定軸上設有鋼珠及彈簧，所述離合器固定軸外套設ー軸套，于軸套外套設ー銅套，并利用ー螺栓頂?shù)钟陔娚攘⒌貤U凹入槽中。在上述馬達的帶動下，該發(fā)明所述控制裝置可帶動電扇做0°至360°的轉動，從而實現(xiàn)全方位的吹風，但由于風扇要做360°范圍內(nèi)的連續(xù)擺頭，可能會對室內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生干擾，影響人的情緒。由余義倫申請的中國專利CN 2353945Y公開了ー種全方位自然風電扇。該發(fā)明中，扇葉外裝有自然風罩，扇葉旋轉產(chǎn)生風量的一部分與ー些導向片接觸而推動自然風罩轉動，而大部分風通過另ー些導向片間的大小間隙同時向電扇四周即360°空間吹去大小不一樣的風量，控制調風閥，改變自然風罩轉速，可以使電扇周圍同時得到循環(huán)的自然風的周期變化。該發(fā)明的目的是同時降低電扇周圍空間的氣溫，滿足不同氣候、不同空間范圍下人們身體承受風量的需求。但是，由于該發(fā)明中需要控制調風閥和改變自然風罩的轉速才能得到周期變化的自然風，因此控制上比較復雜，使用上不夠方便，降低了其實用性和可推廣性。總之，目前圍繞風扇提出的方案大多是為了實現(xiàn)全方位吹風，但有些方案實現(xiàn)難度很高，實用性不強；有些方案機構很復雜，很難操作，不易推廣；有些方案由于擺頭動作大，可能會給周圍環(huán)境帶來干擾，影響人的情緒。因此，有必要發(fā)明ー種能夠克服以上不足的風扇。
發(fā)明內(nèi)容要解決的技術問題為克服現(xiàn)有技術中存在風扇搖頭角度不夠、不能實現(xiàn)全方位吹風，以及機構復雜、實現(xiàn)難度大等不足，本發(fā)明提出了ー種擺線槳風扇，以擺線槳作為吹風機構。技術方案本發(fā)明的技術方案為所述ー種擺線槳風扇，其特征在于包括風扇底座，驅動電機和吹風機構；驅動電機固定在風扇底座內(nèi)，驅動電機的功率輸出軸與吹風機構中的風扇轉軸連接，帶動風扇轉軸旋轉；所述吹風機構包括扇葉，風扇轉軸、上端板、下端板和偏心圓環(huán)定位機構；上端板和下端板均為圓形板結構，并與風扇轉軸同軸固定連接，上端板和下端板隨風扇轉軸ー并轉動；多個扇葉布置在上端板與下端板之間，每個扇葉的上下兩端分別與上端板和下端板轉動配合，并且每個扇葉的轉動軸線平行于風扇轉軸的中心軸線，所有扇葉的轉動軸線沿圓周方向均勻分布；每個扇葉的下端還伸出有連桿，連桿軸線平行于扇葉的轉動軸線，且與扇葉的轉動軸線不重合，連桿穿過下端板并通過球頭與偏心圓環(huán)定位機構中控制拉桿的一端采用球頭鉸鏈配合；在下端板上開有供連桿運動的圓弧槽，使得連桿運動過程中不與下端板發(fā)生干渉；偏心圓環(huán)定位機構包括控制拉桿、偏心轉動圓環(huán)、偏心空心圓柱定位臺；偏心轉動圓環(huán)ー側面上沿圓周方向均勻分布有若干球頭，偏心轉動圓環(huán)上的球頭個數(shù)與扇葉個數(shù)相同，偏心轉動圓環(huán)另ー側面與偏心空心圓柱定位臺一端面通過軸承配合，且偏心轉動圓環(huán)與偏心空心圓柱定位臺同軸，偏心空心圓柱定位臺與外部舵機連接；控制拉桿個數(shù)與扇葉個數(shù)相同，控制拉桿另一端與偏心轉動圓環(huán)上的球頭采用球頭鉸鏈配合，且至少一根控制拉桿與偏心轉動圓環(huán)卡接固定；偏心轉動圓環(huán)和偏心空心圓柱定位臺套在風扇轉軸上。所述的ー種擺線槳風扇，其特征在于偏心轉動圓環(huán)中心軸線與風扇轉軸中心軸 線的距離為扇葉轉動軸線與同一扇葉連桿軸線的距離的O O. 707倍。所述的ー種擺線槳風扇，其特征在于扇葉兩端分別與上端板和下端板通過夾套連接，上端板和下端板的扇葉安裝位置固定有軸承，夾套臂與扇葉固定連接，夾套端部有軸突，軸突分別嵌套在上端板和下端板的軸承內(nèi)。[0018]所述的ー種擺線槳風扇，其特征在于在吹風機構外還套有扇罩，起到防護作用。有益效果本發(fā)明提供的擺線槳風扇不需要搖頭，只要通過舵機改變偏心轉動圓環(huán)的偏心方位角，就可以改變擺線槳的吹風方向，解決了常規(guī)風扇不能實現(xiàn)全方位吹風的缺陷，而且不需要風扇搖頭，避免了常規(guī)風扇搖頭對人造成的干擾；對偏心轉動圓環(huán)偏心距進行調整，則可以改變扇葉攻角，從而實現(xiàn)風扇風速的連續(xù)可調，克服現(xiàn)有風扇只設有固定檔位的不足，從而能夠滿足不同人群在不同環(huán)境下的需要；此外，由于擺線槳效率很高，本發(fā)明在相同能耗情況下，能夠比常規(guī)風扇產(chǎn)生更高的風速。

圖I :本發(fā)明的結構示意圖； 圖2 :本發(fā)明吹風機構示意圖；圖3 :本發(fā)明吹風機構底部示意圖；圖4 :本發(fā)明中下端板處部件結構示意圖；圖5 :本發(fā)明中上端板處部件結構示意圖；圖6 :扇葉結構示意圖；圖7 :控制拉桿結構示意圖；圖8 :偏心轉動圓環(huán)示意圖；圖9 :偏心圓環(huán)定位機構剖視圖；圖10 :風扇底座剖視圖；圖11 :偏心轉動圓環(huán)圓心偏轉到風扇轉軸正后方向的示意圖；圖12 :偏心轉動圓環(huán)圓心偏轉到風扇轉軸正右方向的示意圖；圖13 :偏心轉動圓環(huán)圓心偏轉到風扇轉軸正前方向的示意圖；圖14 :偏心轉動圓環(huán)圓心偏轉到風扇轉軸正左方向的示意圖其中1.扇葉；2.上端板；3.下端板；4.偏心空心圓柱定位臺；5.控制拉桿；6.上夾套；7.下夾套；8.風扇轉軸套筒；9.風扇底座；10.套筒連接件；11.提手；12.風扇轉軸；
13.端板轉軸；14.連桿；15.連桿球頭；16.夾套凸臺；17.扇葉轉軸軸突；19.扇葉轉軸軸承；20.圓弧槽；21.風扇轉軸圓形臺階；22.偏心轉動圓環(huán)；23.球形鉸球頭；24.控制拉桿限位槽；25.尼龍軸承；27.擋圈；28.擋圈螺釘；29.控制拉桿桿件；30.控制拉桿球形鉸鏈；31.下風扇罩；32.上風扇罩；33.驅動電機；34.電機安裝壁板。
具體實施方式
下面結合具體實施例描述本發(fā)明本實施例是ー種以擺線槳作為吹風裝置的擺線槳風扇，包括風扇底座9，驅動電機33和吹風機構。在吹風機構外側固定有風扇罩，以起到安全作用。風扇罩分為上風扇罩32和下風扇罩31，上風扇罩32和下風扇罩31均由鋁合金材料制造，上風扇罩32頂端中部有ー提手11，方便移動風扇，上風扇罩32和下風扇罩31通過卡ロ連接。參照附圖I和附圖10，驅動電機固定安裝在風扇底座內(nèi)，并通過電機安裝壁板34封裝，驅動電機的功率輸出軸穿過電機安裝壁板后與吹風機構中的風扇轉軸12固定連接，從而驅動風扇轉軸12轉動；在風扇轉軸外套有風扇轉軸套筒8，風扇轉軸套筒兩端分別通過套筒連接件10與電機安裝壁板和下風扇罩31固定連接，起到保護風扇轉軸和支撐風扇罩的作用。參照附圖2和附圖3，吹風機構包括扇葉1，風扇轉軸12、上端板2、下端板3和偏心圓環(huán)定位機構。風扇轉軸12采用招合金材料制造，內(nèi)徑為30mm,外徑為36mm,在風扇轉軸距其上端面5mm和210mm處各有一個風扇轉軸圓形臺階21,用于風扇轉軸與上端板2和下端板3上的端板轉軸13固定連接。上端板和下端板采用尼龍材料制造，直徑為300mm,厚度為5mm,在上端板和下端板的中心固定有端板轉軸,風扇轉軸插入端板轉軸，并與端板轉軸固定連接，從而實現(xiàn)風扇轉軸與上端板和下端板的同軸固定連接，并且上端板和下端板可以隨風扇轉軸同步轉動。參照附圖4和附圖5,在上端板和下端板之間布置有多個扇葉,本實施例中布置有四個扇葉。扇葉為矩形平板葉面，采用招合金材料制造，扇葉長200mm,寬50mm,厚1mm。扇 葉兩端通過上夾套6和下夾套7與上端板和下端板連接。參照附圖6，上夾套和下夾套采用鋁合金材料制造，主體帶有U型夾槽，用干與扇葉固定，在上夾套和下夾套的端部有夾套凸臺16，夾套凸臺上安裝有扇葉轉軸軸突17，扇葉轉軸軸突與上端板和下端板扇葉安裝位置處的扇葉轉軸軸承19配合，從而實現(xiàn)扇葉在上端板與下端板之間的定位，以及實現(xiàn)了扇葉繞扇葉轉軸軸突的轉動，扇葉的轉動軸線平行于風扇轉軸的中心軸線，四個扇葉的轉動軸線沿圓周方向均勻分布。在每個扇葉的下端還伸出有連桿14，連桿軸線平行于扇葉的轉動軸線，且與扇葉的轉動軸線不重合，連桿穿過下端板并在其端部固定有連桿球頭15，連桿球頭的作用是與偏心圓環(huán)定位機構中控制拉桿5 —端的控制拉桿球形鉸鏈配合。在下端板上還開有供連桿運動的圓弧槽20，使得連桿在運動過程中不與下端板發(fā)生干渉。參照附圖2，偏心圓環(huán)定位機構包括四根控制拉桿5、偏心轉動圓環(huán)22、偏心空心圓柱定位臺4。參照附圖7，控制拉桿為鋁合金桿件，由控制拉桿桿件29和控制拉桿球形鉸鏈30組成。控制拉桿桿件29兩端與控制拉桿球形鉸鏈30同軸螺紋連接配合，控制拉桿球形鉸鏈30用于與球頭采用球頭鉸鏈配合。參照附圖8和附圖9，偏心轉動圓環(huán)ー側面上沿圓周方向均勻分布固定有四個球形鉸球頭23，用于與控制拉桿5另一端的控制拉桿球形鉸鏈配合。在其中ー個球形鉸球頭的外緣處有凸出的控制拉桿限位槽24，用于卡住其中一根控制拉桿桿件，使偏心轉動圓環(huán)隨扇葉一起轉動。參照附圖9，偏心轉動圓環(huán)另ー側面與偏心空心圓柱定位臺4 一端面通過尼龍軸承25配合，并通過擋圈27將尼龍軸承限位。偏心轉動圓環(huán)與偏心空心圓柱定位臺同軸，偏心轉動圓環(huán)相對與偏心空心圓柱定位臺可自由轉動。偏心轉動圓環(huán)和偏心空心圓柱定位臺套在風扇轉軸上。偏心空心圓柱定位臺與外部舵機連接，外部舵機用于調整偏心空心圓柱定位臺的軸線位置，而扇葉在隨上下端板轉動時也通過控制拉桿帶動偏心轉動圓環(huán)轉動。所述偏心圓環(huán)定位機構中的偏心指的是偏心轉動圓環(huán)的中心軸線與風扇轉軸的中心軸線平行但不重合，存在偏心距。在外部伺服舵機的作用下，偏心空心圓柱定位臺帶動偏心轉動圓環(huán)改變位置，從而產(chǎn)生偏心距，偏心距不為O時，扇葉在控制拉桿的控制下將做周期性俯仰擺動，從而向周圍吹風；當偏心轉動圓環(huán)的偏心距改變吋，風扇吹風的風速大小就會隨之改變，當偏心轉動圓環(huán)的方位角發(fā)生改變時，風扇吹風的風向隨之改變，通過外部舵機連續(xù)控制偏心轉動圓環(huán)的偏心方向角，就可以實現(xiàn)全方位吹風。多次試驗表明，為了取得好的吹風效果，要求偏心轉動圓環(huán)中心軸線與風扇轉軸中心軸線的距離為扇葉轉動軸線與同一扇葉連桿軸線的距離的O O. 707倍，使得扇葉攻角變化范圍為0° 45°。通過對擺線槳吹風裝置的旋轉尾跡進行粒子成像實驗，得到結果是若通過伺服舵機控制偏心轉動圓環(huán)22至某一偏心方位角時,風扇就可以實現(xiàn)對這一方向定向吹風如圖11所示，當偏心轉動圓環(huán)22圓心偏轉到風扇轉軸12正后方向時，風扇向后吹風；如圖12所示，當偏心轉動圓環(huán)22圓心偏轉到風扇轉軸12正右方向時，風扇向右吹風；如圖13所示，當偏心轉動圓環(huán)22圓心偏轉到風扇轉軸12正前方向時，風扇向前吹風；如圖14所示，偏心轉動圓環(huán)22偏轉到風扇轉軸12正左方向時，風扇向左吹風。并且從上述分析可以看出，若需要風扇對某一角度范圍吹風，則只需要通過伺服舵機連續(xù)控制偏心轉動圓環(huán)22在 某一方位角范圍內(nèi)做周期性偏轉即可；若通過伺服舵機連續(xù)控制偏心轉動圓環(huán)22做一周的周期性偏轉，則可以實現(xiàn)全方位吹風。而通過伺服舵機控制偏心轉動圓環(huán)22的偏心距大小，可以改變扇葉I攻角大小，從而調節(jié)風扇風速，滿足不同需要。
權利要求1.ー種擺線槳風扇，其特征在于包括風扇底座，驅動電機和吹風機構；驅動電機固定在風扇底座內(nèi)，驅動電機的功率輸出軸與吹風機構中的風扇轉軸連接，帶動風扇轉軸旋轉； 所述吹風機構包括扇葉，風扇轉軸、上端板、下端板和偏心圓環(huán)定位機構；上端板和下端板均為圓形板結構，并與風扇轉軸同軸固定連接，上端板和下端板隨風扇轉軸ー并轉動；多個扇葉布置在上端板與下端板之間，每個扇葉的上下兩端分別與上端板和下端板轉動配合，并且每個扇葉的轉動軸線平行于風扇轉軸的中心軸線，所有扇葉的轉動軸線沿圓周方向均勻分布；每個扇葉的下端還伸出有連桿，連桿軸線平行于扇葉的轉動軸線，且與扇葉的轉動軸線不重合，連桿穿過下端板并通過球頭與偏心圓環(huán)定位機構中控制拉桿的一端采用球頭鉸鏈配合；在下端板上開有供連桿運動的圓弧槽，使得連桿運動過程中不與下端板發(fā)生干渉； 偏心圓環(huán)定位機構包括控制拉桿、偏心轉動圓環(huán)、偏心空心圓柱定位臺；偏心轉動圓環(huán)一側面上沿圓周方向均勻分布有若干球頭，偏心轉動圓環(huán)上的球頭個數(shù)與扇葉個數(shù)相同，偏心轉動圓環(huán)另ー側面與偏心空心圓柱定位臺一端面通過軸承配合，且偏心轉動圓環(huán)與偏心空心圓柱定位臺同軸,偏心空心圓柱定位臺與外部舵機連接；控制拉桿個數(shù)與扇葉個數(shù)相同，控制拉桿另一端與偏心轉動圓環(huán)上的球頭采用球頭鉸鏈配合，且至少ー根控制拉桿與偏心轉動圓環(huán)卡接固定；偏心轉動圓環(huán)和偏心空心圓柱定位臺套在風扇轉軸上。
2.根據(jù)權利要求I所述的ー種擺線槳風扇，其特征在于偏心轉動圓環(huán)中心軸線與風扇轉軸中心軸線的距離為扇葉轉動軸線與同一扇葉連桿軸線的距離的O O. 707倍。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的ー種擺線槳風扇，其特征在于扇葉兩端分別與上端板和下端板通過夾套連接，上端板和下端板的扇葉安裝位置固定有軸承，夾套臂與扇葉固定連接，夾套端部有軸突，軸突分別嵌套在上端板和下端板的軸承內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求3所述的ー種擺線槳風扇，其特征在于在吹風機構外還套有扇罩，起到防護作用。
專利摘要本實用新型提出了一種擺線槳風扇，包括風扇底座，驅動電機和吹風機構；驅動電機固定在風扇底座內(nèi)，驅動電機的功率輸出軸與吹風機構中的風扇轉軸連接，帶動風扇轉軸旋轉；所述吹風機構包括扇葉，風扇轉軸、上端板、下端板和偏心圓環(huán)定位機構；偏心圓環(huán)定位機構包括控制拉桿、偏心轉動圓環(huán)、偏心空心圓柱定位臺；本實用新型提供的擺線槳風扇不需要搖頭，通過舵機改變偏心轉動圓環(huán)的偏心方位角，就可以改變擺線槳的吹風方向，解決了常規(guī)風扇不能實現(xiàn)全方位吹風的缺陷；對偏心轉動圓環(huán)偏心距進行調整，可以改變扇葉攻角，實現(xiàn)風扇風速的連續(xù)可調，克服現(xiàn)有風扇只設有固定檔位的不足，從而能夠滿足不同人群在不同環(huán)境下的需要。
文檔編號F04D29/26GK202451438SQ201220028288
公開日2012年9月26日 申請日期2012年1月30日 優(yōu)先權日2012年1月30日
發(fā)明者唐繼偉, 宋文萍, 宋筆鋒, 胡峪 申請人:西北工業(yè)大學