具有辅助抬头功能的风扇头旋转结构及风扇
技术领域
本实用新型涉及电器技术领域，尤其涉及一种具有辅助抬头功能的风扇头旋转结构以及包括该风扇头旋转结构的风扇。
背景技术
风扇是一种用于令空气形成气流的电器。为了扩大送风范围，风扇除了具备自动摆头功能外，还普遍增加自动抬头功能。为了实现自动抬头功能，需要在风扇后座处增加一套抬头电机及齿轮结构。风扇扇叶、风扇电机和风扇前后罩等结构组成的扇头组件重量比较大，导致力矩较大，单靠抬头电机输出扭矩不能满足抬头功能，导致抬头电机不能将扇头组件抬起或者抬头电机寿命短。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提出一种更结实耐用的风扇头旋转结构。
本实用新型的另一个目的在于提出一种电机使用寿命更长的风扇。
为达此目的，一方面，本实用新型采用以下技术方案：
一种具有辅助抬头功能的风扇头旋转结构，包括：内相对转动件，固定连接在支架和扇头后座两者中的一个上；外相对转动件，套设在所述内相对转动件的外周上，并固定连接在所述支架和所述扇头后座两者中的另一个上；扭簧，两端分别设置在所述内相对转动件和所述外相对转动件上；在所述扇头后座向上运动时，所述扭簧向所述内相对转动件和所述外相对转动件施加沿圆周切线方向的扭力，所述扭力给所述扇头后座提供向上抬起的辅助力。
特别是，所述内相对转动件的轴线与所述外相对转动件的轴线相重合。
特别是，所述外相对转动件的中部形成有通孔，所述内相对转动件穿设在所述通孔中；所述内相对转动件的中部内凹形成凹腔，在所述凹腔的中部设置有限位环槽；所述扭簧的螺旋管嵌入所述凹腔中且位于所述限位环槽的外周，所述外相对转动件上设置有钩状的限位部，所述扭簧的第二扭臂和第一扭臂两者中的一者从所述限位环槽的开口处穿入所述限位环槽内，另一者位于所述限位部的凹槽中或者位于所述凹槽的延长线上。
特别是，在所述凹腔的中部还设置有凸柱，所述凸柱位于所述限位环槽内，所述第二扭臂和所述第一扭臂两者之一的末端形成绑定弯钩，所述绑定弯钩扣合在所述凸柱上。
特别是，所述支架包括U形的支架主体和分别设置在所述支架主体两端的两个连接件，所述内相对转动件和所述外相对转动件两者之一通过所述连接件安装在所述支架主体上。
另一方面，本实用新型采用以下技术方案：
一种风扇，包括支架和扇头后座，还包括上述的风扇头旋转结构，内相对转动件固定连接在所述支架和所述扇头后座两者中的一个上，外相对转动件固定连接在另一个上。
特别是，所述风扇还包括扇头组件、摆头电机、限位组件和控制模块，所述摆头电机用于带动所述扇头组件左右摆动，当所述扇头组件摆动至最大设定角度时触发所述限位组件，所述限位组件向控制模块发送指令，所述控制模块接收所述指令后控制所述摆头电机反转。
特别是，所述限位组件包括磁铁和干簧管，所述风扇还包括底座和安装在所述底座上的扇头支撑杆，所述磁铁和所述干簧管两者中的一个安装在所述底座上，另一个安装在所述扇头支撑杆上。
特别是，所述底座包括相扣合的基座和底座上盖，所述磁铁和所述干簧管两者中的一个安装在所述底座上盖上；和/或，所述风扇还包括传动盘，所述传动盘固定在所述扇头支撑杆上，所述磁铁和所述干簧管两者中的另一个安装在所述传动盘上。
特别是，所述风扇还包括限位筋和限位块，所述限位筋和所述限位块两者中的一个安装在所述底座上，另一个安装在所述扇头支撑杆上。
本实用新型具备以下有益效果：
1.本实用新型风扇头旋转结构的扭簧两端分别设置在内相对转动件和外相对转动件上，在扇头后座向上运动时，扭簧能向内相对转动件和外相对转动件施加沿圆周切线方向的扭力以辅助扇头后座向上抬起，重量小、成本低，能辅助电机实现扇头组件的抬起，延长电机的使用寿命；外相对转动件套设在内相对转动件的外周上，扭簧所施加的力不会令外相对转动件和内相对转动件相互远离，所以外相对转动件和内相对转动件不会因为扭簧的扭力而变形或者发生位移。
2.本发明能控制扇头摆动角度的风扇包括限位组件，当扇头组件摆动至最大设定角度时限位组件能向控制模块发送指令，控制模块接收该指令后控制摆头电机提前结束设置转动时间并开始反转，解决了现有技术中摆头电机无法根据实际转动情况而提前结束当前的设置转动时间、导致扇头组件存在一段暂停左右摆动时间的问题，使用更方便。
3.本实用新型风扇包括上述的风扇头旋转结构，扭簧能辅助抬头电机实现扇头组件的抬起，避免抬头电机因长时间抬起沉重的扇头组件而被损坏，延长了抬头电机的使用寿命。
附图说明
图1是本实用新型具体实施方式提供的风扇的结构示意图；
图2是本实用新型具体实施方式提供的支架和扇头后座的组合结构示意图；
图3是本实用新型具体实施方式提供的扇头后座的结构示意图；
图4是本实用新型具体实施方式提供的风扇头旋转结构的结构示意图；
图5是本实用新型具体实施方式提供的扭簧的结构示意图；
图6是本实用新型具体实施方式提供的外相对转动件的结构示意图；
图7是本实用新型具体实施方式提供的内相对转动件和扭簧安装后的结构示意图；
图8是本实用新型具体实施方式提供的限位组件的结构示意图。
图中：
1、内相对转动件；2、支架；3、扇头后座；4、外相对转动件；5、扭簧；6、底座；7、扇头支撑杆；9、传动盘；11、限位环槽；12、凹腔；13、凸柱；21、支架主体；22、连接件；31、安装通孔；41、限位部；42、凹槽；43、通孔；51、第一扭臂；52、第二扭臂；53、螺旋管；54、绑定弯钩；61、底座上盖；62、基座；81、磁铁；82、干簧管；83、限位筋；84、限位块；91、风扇扇叶；92、风扇前罩；93、风扇后罩；100、扇头组件。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
本实施方式公开一种具有辅助抬头功能的风扇头旋转结构和包括该风扇头旋转结构的风扇。具体的，如图1和图2所示，风扇包括支架2、扇头后座3和风扇头旋转结构，扇头后座3安装在支架2上，风扇头旋转结构设置在扇头后座3内。风扇头旋转结构包括内相对转动件1、外相对转动件4和扭簧5，内相对转动件1固定连接在支架2和扇头后座3两者中的一个上，外相对转动件4固定连接在另一个上，扭簧5的两端分别设置在内相对转动件1和外相对转动件4上。
装配时给扭簧5一个预压缩角度，扭簧5分别向内相对转动件1和外相对转动件4施加扭力，该扭力分别沿内相对转动件1和外相对转动件4的圆周切线方向延伸，在扇头后座3向上运动时，该扭力给扇头后座3提供向上抬起的辅助力，重量小、成本低，能辅助抬头电机实现扇头组件100的抬起，延长抬头电机的使用寿命。而且，外相对转动件4套设在内相对转动件1的外周上，扭簧5所施加的力不会令外相对转动件4和内相对转动件1相互远离，所以外相对转动件4和内相对转动件1不会因为扭簧5的扭力而变形或者发生位移，延长风扇头旋转结构的使用寿命。其中，扇头组件100包括扇头后座3、风扇扇叶91、风扇电机(未示出)、风扇前罩92和风扇后罩93，风扇后罩93安装在扇头后座3上，风扇前罩92扣合在风扇后罩93上，风扇扇叶91设置在风扇前罩92和风扇后罩93所围合形成的空腔中，风扇电机安装在扇头后座3中，风扇扇叶91安装在风扇电机的输出轴上。
扭簧5的预压缩角度根据具体的扭矩需要调整，此处不做限定，能保证扇头组件100向上抬起时扭簧5的扭力顺利释放、且能辅助抬头电机向上拉拽扇头组件100即可。为了进一步令扇头组件100运动更加顺畅、避免浪费扭簧5的扭力，内相对转动件1的轴线与外相对转动件4的轴线相重合。
如图2至图4所示，支架2包括U形的支架主体21和分别设置在支架主体21两端的两个连接件22，内相对转动件1和外相对转动件4两者之一通过连接件22安装在支架主体21上。具体的，连接件22可以为带有卡扣或螺栓孔的柱状结构，内相对转动件1和外相对转动件4两者之一通过卡接结构或者螺栓固定连接在连接件22上。当然，其它的连接结构亦可，此处不做具体限定。为了美观且保护内相对转动件1和外相对转动件4，扇头后座3上设置有安装通孔31，连接件22至少部分地穿入安装通孔31后与扇头后座3中的内相对转动件1和外相对转动件4两者之一相连接。将扭簧5设置在扇头转轴处，通过扭簧5的线径调整扭力，能令扭簧5的扭力更直接地作用在转轴处，对抬头电机的辅助作用更好。
如图5至图7所示，扭簧5包括由多圈环状结构组成的螺旋管53以及分别位于螺旋管53两端的第一扭臂51和第二扭臂52，第一扭臂51朝向远离螺旋管53轴线的方向延伸，第二扭臂52朝向螺旋管53轴线延伸；第二扭臂52的末端形成绑定弯钩54。
外相对转动件4的中部形成有通孔43，内相对转动件1穿设在通孔43中。内相对转动件1的中部内凹形成凹腔12，在凹腔12的中部设置有限位环槽11和凸柱13，凸柱13位于限位环槽11内。螺旋管53嵌入凹腔12中且位于限位环槽11的外周，第二扭臂52从限位环槽11的开口处穿入限位环槽11内，绑定弯钩54扣合在凸柱13上。外相对转动件4上设置有钩状的限位部41，第一扭臂51位于限位部41的凹槽42中或者位于凹槽42的延长线上。当扇头组件100向下运动时，通过限位部41对扭簧5实现预压；当扇头组件100向上抬起时，第一扭臂51持续抵接在限位部41上，扭簧5逐渐释放扭力，辅助扇头组件100抬起。
在本实施例中，内相对转动件1优选固定连接在支架2上，外相对转动件4优选固定连接在扇头后座3上，扇头组件100抬起时内相对转动件1不动、外相对转动件4绕内相对转动件1做顺时针转动。扭簧5预压缩给外相对转动件4施加一个沿圆周切线方向的扭力，从而辅助抬头电机将扇头组件100抬起，延长抬头电机的使用寿命。
现有风扇普遍具有左右摆头功能，当扇头组件100转到最大角度后，控制扇头组件100左右摆动的摆头电机会反转，进而带动扇头组件100转向另一边。为保证扇头组件100不会单方向无限转向导致导线断裂，现有方法是在传动盘上设置限位筋，同时在最大角度处设置限位块，利用限位筋和限位块限制风扇转动范围。该结构的缺陷是：限位筋和限位块仅能阻挡传动盘的继续转动，但无法控制摆头电机的工作状态。在风扇使用过程中如果手动左右掰动一定角度后，虽然设定是扇头组件100在最大角度旋转使用，但实际上扇头组件100摆动未达到最大角度时限位筋便已经碰到了限位块。因为限位筋和限位块的作用，此时扇头组件100停止了转动，但摆头电机并没有获知这一情况，依然会按照设定程序执行。即，虽然扇头组件100实际上已经停止摆动但直到摆头电机执行满足设置转动时间后才重新反转，扇头组件100这才归于正常。
为了解决现有风扇的这一问题，本实施方式中的风扇还包括扇头组件100、摆头电机、限位组件和控制模块，其中，摆头电机用于带动扇头左右摆动。该限位组件的作用是：当扇头组件100摆动至最大设定角度时触发限位组件，限位组件向控制模块发送指令，控制模块接收指令后控制摆头电机反转。在本申请的一具体实施方式中，控制模块在接收到指令后，可以减速直至扇头组件100停止摆动，然后控制模块控制摆头电机反转。
风扇正常使用时，摆头电机程序中所设定的转动时间与限位组件发送指令的时间是一致的。当风扇非正常使用时，例如使用者手动将扇头组件100掰转了一定角度后，在摆头电机还未执行完毕程序中所设定的转动时间时扇头组件100实际上已经转到最大角度了，此时限位组件所发送指令将中断摆头电机当前的程序，摆头电机开始执行后续程序，带着扇头组件100反转。
即，控制模块没有收到限位组件所发送的指令时，摆头电机执行其设定程序；当控制模块收到限位组件所发送的指令后，摆头电机将判定所设定的转动时间已经达成，开始执行后续的反向转动程序。
限位组件的具体组成结构不限，能在设定位置处触发并发送指令即可。优选的，如图8所示，限位组件包括磁铁81和干簧管82。更优选的，风扇包括底座6和安装在底座6上的扇头支撑杆7，磁铁81和干簧管82两者中的一个安装在底座6上，另一个安装在扇头支撑杆7上。
底座6的具体结构不限，优选包括基座62和底座上盖61，底座上盖61安装在基座62上，且底座上盖61和基座62相扣合后能形成容置空间，干簧管82、磁铁81和摆头电机均设置在该容置空间中。干簧管82安装在底座上盖61上；风扇优选包括传动盘9，传动盘9固定在扇头支撑杆7上，磁铁81安装在传动盘9上。扇头支撑杆7的顶端连接至支架2，扇头组件100枢转连接在支架2上，扇头组件100能绕枢转轴转动；扇头支撑杆7的底端连接在底座上盖61上，扇头支撑杆7能相对于底座上盖61发生转动，摆头电机能驱动传动盘9和扇头支撑杆7转动，进而带动支架2和扇头组件100摆动。当扇头组件100转动到最大角度时，磁铁81和干簧管82能重合。
该限位组件的工作原理是：当磁铁81远离干簧管82时，干簧管82不导通，无指令发出，摆头电机正常工作；当磁铁81与干簧管82重合时，干簧管82导通，干簧管82给控制模块发送一个信号(指令)，控制模块控制摆头电机执行设定动作。
在上述结构的基础上，风扇还包括限位筋83和限位块84，限位筋83和限位块84两者中的一个安装在底座6上，另一个安装在扇头支撑杆7上。优选的，磁铁81和限位筋83都设置在传动盘9上，且两者都位于传动盘9上的同一条径向直线上；干簧管82和限位块84都设置在底座上盖61上，且两者都位于底座上盖61上的同一条径向直线上。摆头电机工作时带动传动盘9和扇头支撑杆7转动，从而带动扇头组件100左右摆动；底座上盖61固定。当扇头组件100旋转到达最大设定角度(例如90°、180°或270°)时，磁铁81位于干簧管82下方，干簧管82导通后给控制模块发送信号，控制模块控制摆头电机减速以及反转。当最大设定角度的取值不同时，限位筋83和限位块84的相对位置不同(例如初始值相差90°、180°或270°)，磁铁81和干簧管82的相对位置不同(例如初始值相差90°、180°或270°)。
限位筋83和限位块84的作用是对传动盘9起到阻挡作用。若不安装限位筋83和限位块84的话，理论上也是可行的，当限位筋83和限位块84相重合那一瞬间即发出指令，控制模块即可控制摆头电机反转，也能实现上述作用。但对各个装置的灵敏度要求非常高。设置限位筋83和限位块84后，限位筋83和限位块84相抵接时扇头组件100便已经停止转动了，磁铁81和干簧管82保持在相重合的位置处，避免传动盘9因为惯性而直接越过磁铁81和干簧管82相重合的位置，导致磁铁81和干簧管82无法发挥作用。磁铁81和干簧管82在相重合的位置处停留足够的时间，以便顺利发出指令，而且也给控制模块和摆头电机一个反应时间，对各个装置的灵敏度没有过高要求。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
