全文摘要
本实用新型涉及一种仿手摇电风扇，包括扇叶、壳体和驱动电机，壳体上转动安装有转轴一和转轴二，转轴一与驱动电机固定连接，转轴二上固定有大带轮，转轴一上固定有小带轮，大带轮与小带轮通过皮带连接，转轴二的另一端固定有曲柄轮，曲柄轮的外边缘处转动安装有连杆，连杆的另一端铰接有摇杆，摇杆的另一端与扇叶固定，摇杆的中部通过支撑轴转动安装在可以上，电风扇还包括控制器、温度传感器和显示装置。本实用新型通过电机连接减速结构驱动曲柄轮转动，连杆带动摇杆摆动，摇杆输出模拟手挥蒲扇的动作，来提升电风扇的舒适度，通过控制器可以根据检测周边的温度，控制电机的转速，从而控制扇动扇叶的频率。
主设计要求
1.一种仿手摇电风扇，包括扇叶(7)、壳体(5)和驱动电机(11)，其特征在于：壳体(5)上转动安装有转轴一(2)和转轴二(3)，转轴一(2)与驱动电机(11)固定连接，转轴二(3)上固定有大带轮(4)，转轴一(2)上固定有小带轮(1)，大带轮(4)与小带轮(1)通过皮带(10)连接，转轴二(3)的另一端固定有曲柄轮(9)，曲柄轮(9)的外边缘处转动安装有连杆(8)，连杆(8)的另一端铰接有摇杆(6)，摇杆(6)的另一端与扇叶(7)固定，摇杆(6)的中部通过支撑轴转动安装在可以上，所述电风扇还包括控制器、温度传感器和显示装置，控制器连接温度传感器、显示装置和驱动电机(11)。
设计方案
1.一种仿手摇电风扇，包括扇叶(7)、壳体(5)和驱动电机(11)，其特征在于：壳体(5)上转动安装有转轴一(2)和转轴二(3)，转轴一(2)与驱动电机(11)固定连接，转轴二(3)上固定有大带轮(4)，转轴一(2)上固定有小带轮(1)，大带轮(4)与小带轮(1)通过皮带(10)连接，转轴二(3)的另一端固定有曲柄轮(9)，曲柄轮(9)的外边缘处转动安装有连杆(8)，连杆(8)的另一端铰接有摇杆(6)，摇杆(6)的另一端与扇叶(7)固定，摇杆(6)的中部通过支撑轴转动安装在可以上，所述电风扇还包括控制器、温度传感器和显示装置，控制器连接温度传感器、显示装置和驱动电机(11)。
2.根据权利要求1所述的仿手摇电风扇，其特征在于：所述控制器为STC89C52单片机，显示装置为数码管。
3.根据权利要求2所述的仿手摇电风扇，其特征在于：所述控制器还连接有实时时钟和运行指示灯。
4.根据权利要求2所述的仿手摇电风扇，其特征在于：所述转轴二(3)的端部设有支撑轴肩，曲柄轮(9)与转轴二(3)间隙配合且曲柄轮(9)的一侧支撑在轴肩处，曲柄轮(9)另一侧通过锁紧螺栓(12)锁紧固定。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于家用电器技术领域，具体涉及一种仿手摇电风扇。
背景技术
电风扇、空调、冷风机都是人们夏天避暑的重要工具，受到人们的青睐。其各自有各自的特点，空调制冷快且方便，但使用时消耗大量的电能。一般家用电风扇风力强劲，长期暴露在电风扇所扇出的强劲风力下，会损伤身体关节，导致头痛，甚至留下后遗症。
仿手摇电风扇将改变传统电风扇持续扇出强劲风力的现状，以模拟手摇扇的形式输出自然风，减小风扇对身体的伤害，改善人们避暑环境。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种仿手摇电风扇，通过改进机械传动部分使电风扇输出模拟手摇扇的自然风，来提升电风扇的舒适度。
本实用新型仿手摇电风扇，包括扇叶、壳体和驱动电机，壳体上转动安装有转轴一和转轴二，转轴一与驱动电机固定连接，转轴二上固定有大带轮，转轴一上固定有小带轮，大带轮与小带轮通过皮带连接，转轴二的另一端固定有曲柄轮，曲柄轮的外边缘处转动安装有连杆，连杆的另一端铰接有摇杆，摇杆的另一端与扇叶固定，摇杆的中部通过支撑轴转动安装在可以上，所述电风扇还包括控制器、温度传感器和显示装置，控制器连接温度传感器、显示装置和驱动电机。
所述控制器为STC89C52单片机，显示装置为数码管，成本较低。
所述控制器还连接有实时时钟和运行指示灯，显示时间。
所述转轴二的端部设有支撑轴肩，曲柄轮与转轴二间隙配合且曲柄轮的一侧支撑在轴肩处，曲柄轮另一侧通过锁紧螺栓锁紧固定，方便安装。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
通过电机连接减速结构驱动曲柄轮转动，连杆带动摇杆摆动，摇杆输出模拟手挥蒲扇的动作，来提升电风扇的舒适度，通过控制器可以根据检测周边的温度，控制电机的转速，从而控制扇动扇叶的频率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中A-A处的剖视结构示意图；
图3为扇叶与连接机构和驱动机构的连接结构示意图；
图4为本装置的电路连接图；
图中：1、小带轮，2、转轴一，3、转轴二，4、大带轮，5、壳体，6、摇杆，7、扇叶，8、连杆，9、曲柄轮，10、皮带，11、驱动电机，12、锁紧螺栓。
具体实施方式
下面对照附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1至图4所示的仿手摇电风扇，包括扇叶7、壳体5和驱动电机11，壳体5上转动安装有转轴一2和转轴二3，转轴一2与驱动电机11通过联轴器固定连接，转轴二3上固定有大带轮4，转轴一2上固定有小带轮1，大带轮4与小带轮1通过皮带10连接，转轴二3的另一端固定有曲柄轮9，曲柄轮9的外边缘处转动安装有连杆8，连杆8的另一端铰接有摇杆6，连杆8与摇杆6通过销轴铰接，摇杆6的另一端与扇叶7固定，摇杆6的中部通过支撑轴转动安装在可以上，所述电风扇还包括控制器、温度传感器和显示装置，控制器连接温度传感器、显示装置和驱动电机11。
首先，从急回特性对机器整体的影响上进行分析。当回程不承受负载时采用急回特性，可以大大的缩减非工作时间，从而提升工作效率。但当正行程和反行程均为工作行程，若采用行程速比系数较大的传动机构，就会使得机器在回程段受到的动载荷加大，降低了零件的寿命，增大了噪音等。
本设计为仿手摇扇的电风扇的设计，正反行程都需要克服风的阻力。若运用存在急回特性的曲柄摇杆机构，虽能够输出模拟手摇扇所扇出的自然风，但会增加施加在连杆上动载荷，使得电风扇运行更加不平稳，增大了杆件所受的变应力，降低材料寿命。在此情况下为保证电风扇的正常使用，则制造时需采用性能更好的材料，进而增加了产品的成本。
无急回特性的曲柄摇杆机构最大速度与最小速度差距比有急回特性的小，其运动规律具有对称性，可以很大程度上降低振动和噪音，提高运动稳定性。因此本装置采用无急回特性的曲柄摇杆机构。传动杆件材料的选取要满足产品的使用要求。为减小成本，选取材料与设计要求材料的强度不要差距过大。材料要方便获取且易于加工。
当连杆推动摇杆时与连杆拖回摇杆的工作过程中，受到作用方向相反的力。由于无急回特性的曲柄摇杆机构运动、受力都存在对称性，正行程和反行程受力都是从0变到最大然后减小到0，之后反向增加到最大后再减小到0，循环进行。可见摇杆所受的应力的性质为对称循环变应力。选HT150为连杆8的材料，选用45号钢作为摇杆6的材料。
驱动电机11是整个电风扇的动力元件，其输出的运动规律为回转运动。电机结构紧凑，空间利用率高等优点使得电机成为现代电风扇及其他机械设备首选的动力输出设备。电机适用于不同的场合，且电机种类繁多。按照输入不同的电源波形，分为直流电机和交流电机。交流电动机较直流电机相比，通常没有对最大电流方面的限制，也就是可以输出很大的转矩和更快的速度。但同时成本也比较高。对于本设计来说，电风扇输出力矩小功率低，为方便于控制电风扇的转速，降低成本，本设计采用直流电机。本设计选取的驱动电机11型号为吉利-360。额定功率为80W；额定电压为50V；额定电流为15A；额定转矩为0.42N·M。额定转速为800r\/min。
减速传动装置在机械设计中起很重要的作用。减速传动装置有减小转速增加扭矩的作用。常用于高速重载的场合。高速重载也是相对于电机和设计的传动机构相对而言的。电机在功率一定的情况下，转速慢就会使得电流会增大。对于直流电机来说，电流太大将影响电机的寿命，如果过大将烧坏电机。仿手摇扇的智能电风扇的设计，曲柄所需要的扭矩很大且转速低。固需要减速传动装置减速增扭。通过对仿手摇电风扇的分析，曲柄端输出需要低速大扭矩。一个周期内速度存在波动。因此本设计采用带传动作为减速传动装置。
控制器为STC89C52单片机，显示装置为数码管。
所述控制器还连接有实时时钟和运行指示灯。
STC89C52单片机是本设计整个系统的心脏，其具有32个IO口可供来进行功能设计。P1.0至P1.7用来控制实时时钟的显示。P3.4至P3.7用来控制四个数码管的亮灭。P2.7控制驱动电机的转速。P2.6为温度传感器的交互装置。P2.0至P2.5为独立按键，为三个档位按键以及一个自动模式启闭按键。本设计共用单片机20个IO口。主要功能是实现实时显示时钟、自动速度调节和按键控制。单片机原理图如图4所示。
控制电路中包括复位电路，复位电路是保证电风扇系统稳定的必要电路，当电风扇由于特殊情况突然断电时电风扇突然停止工作，会使得系统紊乱，甚至是下次无法正常运行。因此电风扇的每次启动时都需要对其进行初始化，以确保单片机不会发出错误的指令。
可供选择的显示装置有两种，分别为数码管显示和LCD液晶显示屏显示。针对于本次设计来说，较LCD液晶显示屏来说，数码管具有显示清晰，编程简单，价格便宜的优点，本设计选用数码管作为显示装置。本设计选取4个数码管，用来显示时钟。
选用五个按键，其中三个用作档位调节，一个复位按键，另外一个用来作为自动模式开关。
选取DS18B20温度传感器。监测室内温度，将采集的信息转化为数字信号发送给单片机。由单片机控制输出装置作出相应的动作。
可供选择的调速方式有两种，分别为变压器调速和PWM调速。变压器调速原理是改变作用在电机上的电压值，使电机输出不同的功率来达到调速目的。PWM调速是单片机通过控制IO口的高低电平，控制MOS管的开通与关闭，使得高电平在整个周期内的占空比发生变化，来实现调速。相比较而言，PWM充分的利用了单片机的IO口，而且安全可靠。固选用PWM的调速方式。
所述转轴二3的端部设有支撑轴肩，曲柄轮9与转轴二3间隙配合且曲柄轮9的一侧支撑在轴肩处，曲柄轮9另一侧通过锁紧螺栓12锁紧固定。
使用时，启动驱动电机，驱动电机带动转轴一和小带轮转动，从而带动大带轮和曲柄轮转动，曲柄轮的转动带动连杆运动，从而带动摇杆进行绕支撑轴摆动，带动扇叶仿手摇扇风，可以启动自动状态，当温度传感器检测到室内温度过高或过低时，可以将采集的信息转化为数字信号发送给单片机控制器。由单片机控制器控制输出装置作出相应的动作，降低或升高扇叶摇摆的频率。
综上所述，本实用新型通过电机连接减速结构驱动曲柄轮转动，连杆带动摇杆摆动，摇杆输出模拟手挥蒲扇的动作，来提升电风扇的舒适度，通过控制器可以根据检测周边的温度，控制电机的转速，从而控制扇动扇叶的频率。
在本实用新型的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201921139346.4
申请日:2019-07-19
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:37(山东)
授权编号:CN209823591U
授权时间:20191220
主分类号:H02K7/14
专利分类号:H02K7/14;H02K11/30;H02P7/29;F04D25/08;F04D33/00;F04D27/00
范畴分类:37P;
申请人:济宁学院
第一申请人:济宁学院
申请人地址:273100 山东省济宁市曲阜市杏坛路1号
发明人:周珂;张述彪;李小冬;张利;夏自祥
第一发明人:周珂
当前权利人:济宁学院
代理人:丁鹏鹏
代理机构:37212
代理机构编号:青岛发思特专利商标代理有限公司 37212
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计