一种塔扇摇头机构及塔扇的制作方法

本发明涉及家用电器技术领域，具体涉及一种塔扇摇头机构及具有其的塔扇。

背景技术：

塔扇是目前市场上的一种新型风扇，由于其独特的柱式造型且使用过程中占地面积较小等优点，受到消费者的青睐。为实现摇头送风的功能，塔扇的机身需要相对于其底座转动，因此塔扇的机身与底座之间需要设置摇头机构。

现有技术中，塔扇的摇头机构一般采用平面四连杆机构，如曲柄摇杆机构，这种摇头机构存在装配效率低下、以及长期运动后曲柄摇杆的死点位置容易卡死等缺陷。

另外，由于塔扇本身的瘦高特点，且一般的塔扇都采用一端固定的悬臂形式，而由于机身的高度尺寸明显大于底座的高度尺寸，使得整机在搬动后及工作过程中容易出现机身相对于底座晃动的情况，给消费者造成产品不稳固的感觉。现有的摇头机构无法克服这一缺陷。

技术实现要素：

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种塔扇摇头机构及塔扇，其能解决上述问题中的至少一个。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种塔扇摇头机构，用于使塔扇的机身相对于底座转动，所述摇头机构包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮、以及用于驱动所述第一齿轮旋转的驱动装置，其中，所述驱动装置相对于所述机身固定，所述第二齿轮相对于所述底座固定，所述第一齿轮在所述驱动装置的作用下旋转，并围绕所述第二齿轮公转，从而带动所述驱动装置和所述机身一起相对于所述底座转动。

优选地，所述第二齿轮为内齿圈或外齿轮。

优选地，所述驱动装置包括电机。

优选地，所述电机为步进电机或伺服电机。

优选地，还包括固定于所述机身底部的电机支架，所述电机支架的一侧用于安装塔扇的主电机，所述驱动装置固定至所述电机支架的另一侧。

优选地，所述电机支架与所述底座之间为滚动接触。

优选地，所述电机支架的下端面设有第一滚道，所述底座的上端面设有第二滚道，所述第一滚道与所述第二滚道相对，并且所述第一滚道与所述第二滚道之间容纳有滚动体。

优选地，所述电机支架与所述底座之间还设有保持架，以用于保持所述滚动体之间的相对位置；

和/或，所述滚动体为球体或圆锥滚子；

和/或，所述第二滚道设置在所述第二齿轮的上端面上。

优选地，还包括转轴构件，所述底座具有中心孔，所述转轴构件穿过所述中心孔，并与所述电机支架相固定。

优选地，所述电机支架上设有朝向所述底座凸伸的第一套筒，所述转轴构件为筒状结构，所述转轴构件套设于所述第一套筒外侧。

优选地，所述第一套筒的外壁面和所述转轴构件的内壁面中的一者上设有凸耳，另一者上设有凹槽，以用于容纳所述凸耳。

优选地，所述凸耳设置在所述第一套筒上，所述凸耳中设有紧固孔，以用于将所述转轴构件与所述第一套筒相固定。

优选地，所述转轴构件的下端设有径向凸缘，以用于在轴向上抵接所述底座。

优选地，所述第二齿轮一体形成于所述底座上。

一种塔扇，包括底座和机身，其特征在于，所述底座和所述机身通过前面所述的摇头机构进行连接，使得所述机身能够相对于所述底座转动。

本发明的摇头机构采用齿轮机构，其具有装配简单、运动顺畅、换向容易等优点，特别地，由于齿轮机构在运动过程中不存在死点位置，因此不会出现如现有技术中采用曲柄摇杆机构时容易卡死的问题。在其优选方案中，由于滚动体的存在，可大大减小整机的晃动，改善用户体验，提升用户对产品的认可。

附图说明

以下将参照附图对根据本发明的塔扇摇头机构及塔扇的优选实施方式进行描述。图中：

图1为根据本发明的塔扇的整体结构示意图；

图2为图1中a区域的局部放大视图，示出了摇头机构的优选结构；

图3为图2中的电机支架的背面结构示意图；

图4为图3的电机支架的正视剖视示意图；

图5为图4中b区域的局部放大视图

图6为图2中的底座的正面结构示意图；

图7为图6的底座的正视剖视示意图；

图8为图7中c区域的局部放大视图；

图9为滚动体与保持架组成的组件示意图；

图10为电机支架与底座处于装配状态的示意图；

图11为图10中d区域的局部放大视图。

具体实施方式

参见图1-11，本发明提供了一种塔扇摇头机构，用于使塔扇的机身相对于底座转动，并且提供了一种塔扇，其机身和底座通过本发明提供的摇头机构实现连接，使得机身能够相对于底座转动。

首先参见图1，其示出了本发明的塔扇的一种优选结构。该塔扇包括底座100和机身200，其中，底座100用于放置在支承面(如地面等)上，并优选相对于该支承面固定不动，机身200安置于底座100上，其例如包括操作面板201、显示板202、壳体203、风叶组件204、风道构件205(例如包括蜗壳与蜗舌)、主电机206(用于带动风叶组件204转动以产生风)等，本发明中，这些部件视为一个整体，即为机身200。为实现机身200相对于底座100的转动，塔扇还需设置摇头机构。

如图2所示，本发明的塔扇摇头机构包括相互啮合的第一齿轮101和第二齿轮102、以及用于驱动所述第一齿轮101旋转的驱动装置103，其中，所述驱动装置103相对于所述机身200固定，所述第二齿轮102相对于所述底座100固定。由于底座100固定，因而第二齿轮102是固定的；而由于驱动装置103被固定至机身200，机身200未被固定，因而第一齿轮101的轴线也是未被固定的。于是，当驱动装置103驱动所述第一齿轮101旋转时，由于第一齿轮101与第二齿轮102处于啮合状态，第一齿轮101只能在自身旋转的同时，围绕所述第二齿轮102公转，从而带动所述驱动装置103和所述机身200一起相对于所述底座100转动。

由于本发明的摇头机构采用齿轮机构，其除了具有装配简单的优点外，还具有运动顺畅、换向容易等优点，特别地，由于齿轮机构在运动过程中不存在死点位置，因此不会出现如现有技术中采用曲柄摇杆机构时容易卡死的问题。

优选地，所述第二齿轮102可以为内齿圈，如图2和图6所示，这种情况下，第一齿轮101在第二齿轮102的内部与其啮合，可以获得更大的减速比，从而使机身200的转动速度(即摇头速度)更低，甚至可以取消驱动装置103处的减速器；另外，当第二齿轮102为内齿圈时，塔扇内的空间利用率更高。替代地，第二齿轮102也可以为外齿轮。

第一齿轮101和第二齿轮102优选均采用直齿圆柱齿轮，如图2和图6所示，或者均采用直齿圆锥齿轮，都可以使得装配过程更加简单易行。

优选地，所述驱动装置103包括电机，必要时还可以包括减速器。

为了实现机身200相对于底座100的往复转动(即来回摇头)，优选可以设置行程开关，以控制电机的正反转，从而当机身200转动到相应的角度位置时通过碰触行程开关而控制电机正向或反向转动。

优选地，所述电机可以为步进电机或伺服电机，此时，无须设置行程开关，也能容易地实现电机的正反转，从而使机身200的往复转动更易于实现，同时也使得机身200的转动范围可调节，只需要控制步进电机或伺服电机的转动角度大小即可。电机的转速、转向和转动角度的大小都容易通过程序实现控制。

优选地，该摇头机构还包括固定于所述机身200底部的电机支架104，所述电机支架104的一侧(例如正面)用于安装塔扇的主电机206，所述驱动装置103固定至所述电机支架104的另一侧(即背面)。当塔扇放置在水平面上时，电机支架104的正面向上，背面向下。电机支架104的优选结构如图3-4所示。

优选地，所述电机支架104与所述底座100之间为滚动接触，可以使机身200的转动更为顺畅，并能有效避免长时间使用后的磨损。

具体地，为了实现电机支架104与底座100之间的滚动接触，所述电机支架104的下端面设有第一滚道1041，具体参见图3-5；所述底座100的上端面设有第二滚道1021，具体参见图6-8；所述第一滚道1041与所述第二滚道1021相对，并且所述第一滚道1041与所述第二滚道1021之间容纳有滚动体105，具体参见图10-11。

第一滚道1041和第二滚道1021优选均为圆环形凹槽，其横截面形状与相应的滚动体105的形状相适应。例如，滚动体105可以为球体，如钢球，则第一滚道1041和第二滚道1021的横截面形状为圆弧形。或者，滚动体105可以为圆锥滚子，则第一滚道1041和第二滚道1021的横截面形状为梯形或三角形。

优选地，第一滚道1041靠近电机支架104下端面的径向外边缘，第二滚道1021靠近底座100上端面的径向外边缘，从而可获得尽可能大的支承面积，使机身200不容易晃动。

优选地，如图10-11所示，所述电机支架104与所述底座100之间还设有保持架106，以用于保持所述滚动体105之间的相对位置。滚动体105和保持架106组成的组件的优选结构如图9所示。保持架106优选为圆环形片状结构，其上均匀设置有多个通孔，以容纳滚动体105，并将各个滚动体105隔开。

如前所述，第二齿轮102相对于所述底座100固定，优选地，底座100上的第二滚道1021可以直接设置在所述第二齿轮102的上端面上。

第二齿轮102可以与底座100分体形成并组装到一起。作为优选方案，第二齿轮102可以一体形成于底座100上，从而进一步简化装配工作。

本发明中，电机支架104优选可以采用耐磨塑胶原料制成，滚动体105优选采用耐磨不锈钢材料制成，第一齿轮101、底座100和第二齿轮102优选采用耐磨塑胶原料制成，保持架106优选采用耐磨塑胶原料制成。

滚动体105的作用包括：一方面，在整机转动过程中避免电机支架104的下端面与底座100的上端面发生摩擦，特别是干摩擦，从而使转动过程平稳；另一方面，当整机绕机身轴线晃动时，能够及时提供支承和反作用力，减少晃动，使整机快速恢复原始状态。而保持架106的作用在于，保持各个滚动体105的相对位置，使它们均匀地间隔开并分布在整个圆周上，从而使整机的质量均匀地分布在各个滚动体上。

优选地，如图2所示，本发明的摇头机构还包括转轴构件107，所述底座100具有中心孔1022(示于图6中)，所述转轴构件107穿过所述中心孔1022，并与所述电机支架104相固定。转轴构件107与中心孔1022形成轴孔配合，以限定机身200相对于底座100转动的轴线位置。

转轴构件107优选自下而上地从底座100的下方插入中心孔1022中，并与电机支架104实现连接固定。

由于底座100和机身200之间主要靠滚动体105承受整个机身的重量，因而转轴构件107和底座100之间无需承受轴向力，只需要在转轴构件107的底部设置必要的止挡结构，防止转轴构件107和底座100相互脱开即可，这样便可以将底座100和机身200连接成一个不开分离但可相对转动的整体。

优选地，如图2-4所示，所述电机支架104上设有朝向所述底座100凸伸的第一套筒1042，所述转轴构件107为筒状结构，所述转轴构件107套设于所述第一套筒1042的外侧。第一套筒1042可以用于穿设电源线，能够保证机身200旋转时电源线不打结。

优选地，为保证转轴构件107与底座100的中心孔1022之间的配合面积，底座100上设有朝向机身200凸伸的第二套筒1023，该中心孔1022由该第二套筒1023限定出。

优选地，如图3所示，所述第一套筒1042的外壁面上设有凸耳1043，所述转轴构件107的内壁面上设有凹槽(未示出)，以用于容纳所述凸耳1043。凸耳1043和凹槽可以用于传递扭矩，从而使转轴构件107能够可靠地与机身200一起转动。凸耳1043优选设置有一对。替代地，凸耳也可以设置在所述转轴构件107的内壁面上，而凹槽则相应地设置在第一套筒1042的外壁面上。

优选地，如图3所示，当在所述第一套筒1042的外壁面上设有凸耳1043时，所述凸耳1043中还可以设有紧固孔1044，以用于将所述转轴构件107与所述第一套筒1042相固定，例如借助于螺钉108(示于图2中)进行紧固。也即，凸耳1043增大了第一套筒1042筒壁的局部厚度，从而可以保证紧固连接的强度。

优选地，如图2和图10所示，所述转轴构件107的下端设有径向凸缘1071，以用于在轴向上抵接所述底座100的下端面，从而可防止二者之间在轴向(即上下方向)上相互脱开。

如图2所示，本发明的塔扇还包括底板109，其位于底座100的下方，例如借助于螺钉110固定至底座100，一方面起外观装饰作用，另一方面还与底座100配合后承载整机的质量，以及用于遮住塔扇底部的其他元器件，保证电气安全。

以图2的优选实施方式为例，本发明的塔扇摇头机构及塔扇的具体工作原理如下：电机支架104和机身200的其他组成部分通过螺钉、卡扣等连接方式组合在一起，在整个运动过程中可看作一个整体，该部分是在摇头过程中一体转动的。驱动装置103(以步进电机为例)固定在电机支架104上，第一齿轮101安装于步进电机轴上，转轴构件107也通过螺钉与电机支架104连接。当步进电机按一定的方向转动时，带着第一齿轮101也一起按相同方向转动，由于第一齿轮101(作为主动齿轮)与第二齿轮102(内齿圈，作为从动齿轮)啮合(啮合条件为公知内容，此不再赘述)，两者之间即会相对运动，由于转轴构件107这一零件的存在，实际情况是底座100(也即第二齿轮102)不动，表现出来的效果是底座100不动，机身200与步进电机的转动方向相反，当步进电机转至一定的角度时(按照标准或需求设定角度)，步进电机反转，机身200即反向运行，通过上述动作即可实现机身200的摇头换向功能。由于齿轮的装配无需考虑方向，相比于现有技术的曲柄摇杆机构，装配零件减少，可以大大提高装配效率。

同时，由于滚动体105的存在，第一滚道1041和第二滚道1021也可涂抹润滑用的硅脂油，从而可以保证机身200摇头时更加平稳。

当机身200受到某一方向(如水平方向)的外力时，机身200势必会在外力的作用下沿该外力的方向倾斜，机身200对滚动体105产生挤压，由于滚动体105的刚性特性，滚动体105的弹性形变较小，因此倾斜的角度会相应较小，表现出来的整机晃动也就小。

本发明的摇头机构能够实现塔扇的摇头换向功能，装配零件少，可大大提高装配效率；同时，由于滚动体的存在，可大大减小整机的晃动。因此，本发明的摇头机构能实现塔扇在搬动后及运动时平稳换向，减小晃动，改善用户体验，提升用户对产品的认可。另外，用齿轮机构替代常用的曲柄摇杆机构，提升了装配效率，解决了易卡死的问题。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。