一种万向摇头风扇及其控制方法与流程

1.本发明涉及风扇技术领域，特别是涉及一种万向摇头风扇及其控制方法。


背景技术：

2.风扇是一种利用电动机驱动扇叶旋转，来达到使空气加速流通的家用电器，主要用于清凉解暑和流通空气，广泛用于家庭、办公室、商店、医院和宾馆等场所。为了使得风扇所吹的范围更广，一般通过摇头电机进行驱动，使得风扇摇头成摆动角度。
3.现有的风扇是摇头电机通过尾轴带动传动机构推动风扇左右摆动的，或者是通过小电机、变速器等单独的驱动机构来驱动的，控制摇头与不摇头必须在风扇上手动操作，不便于使用，且摇头角度是固定的不可变化，整体结构复杂容易损坏，为解决上述问题，现已出现双头驱动的风扇。
4.现有的双头风扇虽然能够利用扇叶转动时的反作用力提供摇头的扭矩(例如公开号为cn201972944u的现有专利)，但其只能左右摇头不能上下或其它方向摇头，使用范围小，无法适应不同的工作场景需求；另外，其风扇头吹风方向相反，导致其单方向风量小。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种万向摇头风扇及其控制方法，利用横杆两端的风扇头组件的转速差驱动风扇整体的摇头摆动，横杆的两端均至少设有一个风扇头组件，使得横杆具有至少一个方向上的自由度，同时，配合竖杆组件的角度调节，进一步提高了风扇的使用范围，解决了现有风扇使用范围小、使用不便的问题。
6.为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
7.第一方面，本发明提供了一种万向摇头风扇，包括底座、固定安装在底座上的竖杆组件和安装在竖杆组件上的横杆，所述横杆的中间位置处通过转轴与竖杆组件转动连接，转轴与横杆相垂直，横杆的两端分别至少设有一个独立驱动的风扇头组件，横杆两端的风扇头组件数量相同且以横杆的中间位置对称布置，所有风扇头组件的吹风方向相同，以通过控制横杆两端的风扇头组件的转速差带动横杆绕转轴转动，所述竖杆组件由两个竖杆铰接而成。
8.作为进一步的实现方式，所述横杆的中间位置通过轴承座与转轴转动连接，轴承座固定安装在转轴的顶端，轴承座上安装有角度传感器。
9.作为进一步的实现方式，所述横杆的端部与连接杆的中间位置固定连接，连接杆的两端分别固定安装有一个风扇头组件，所述横杆与连接杆相垂直。
10.作为进一步的实现方式，所述横杆的中间位置与转轴的的顶端固定连接，横杆的两端分别固定安装有一个风扇头组件。
11.作为进一步的实现方式，所述转轴、竖杆组件之间安装有角度传感器。
12.作为进一步的实现方式，所述横杆内部设有电源和用于控制风扇头组件独立驱动的控制模块。
13.作为进一步的实现方式，所述风扇头组件由扇叶、用于将扇叶包围的防护罩和用于驱动扇叶转动的驱动电机组成，防护罩、驱动电机均安装在电机座上并通过电机座固定安装在横杆/连接杆上。
14.第二方面，本发明提供了一种万向摇头风扇的控制方法，具体如下：
15.当需要横向摇头送风时，交替控制横杆两端风扇头组件之间的转速差，使得横杆一端的风扇头组件转速高于其另一端，并交替循环控制；
16.当需要竖向摇头送风时，将第一竖杆与第二竖杆调节成相垂直的状态，交替循环控制横杆两端风扇头组件之间的转速差，使得横杆一端的风扇头组件转速高于其另一端；
17.或，使得第一竖杆与第二竖杆同轴竖向设置，交替循环控制位于上层、下层两组风扇头组件之间的转速差，使得同层的风扇头组件扇叶转速相同且高于另一层。
18.作为进一步的实现方式，当需要斜向摆动送风时，将第一竖杆与第二竖杆调节成设定夹角的状态，交替循环控制横杆两端风扇头组件之间的转速差；
19.或，使得第一竖杆与第二竖杆同轴竖向设置，交替循环控制处于对角位置的两个风扇头组件的转速差，使得一个对角位置上的两个风扇头组件具有转速差，另外一个对角位置处的两个风扇头组件的转速相同。
20.作为进一步的实现方式，当需要空间上的摆动送风时，控制一个边角处的风扇头组件在设定时间内转速循环变化的同时其余边角处的风扇头组件转速不变，并按顺时针或逆时针的方向依次轮换控制其他风扇头组件的转速。
21.上述本发明的有益效果如下：
22.(1)本发明利用横杆两端的风扇头组件的转速差驱动风扇整体的摇头摆动，横杆的两端均至少设有一个风扇头组件，使得横杆具有至少一个方向上的自由度，同时，配合竖杆组件的角度调节，进一步扩大了风扇的使用范围，方便了使用，且所有的风扇头组件吹风方向相同，在保证摆动效果的同时，提高了吹风方向上的风量，降低了电力消耗，整体结构简单，使用成本低。
23.(2)本发明的控制方法中，能够按需调节万向摇头风扇的摇头动作，使其进行横向/竖向/斜向/空间上的摇头送风动作，所适用的工作场景广泛，方便了使用。
附图说明
24.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
25.图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种万向摇头风扇的整体结构示意图(双头)；
26.图2是本发明根据一个或多个实施方式的双头万向摇头风扇其他工作状态的结构示意图；
27.图3是本发明根据一个或多个实施方式的一种万向摇头风扇的整体结构示意图(四头)；
28.图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
29.其中，1、风扇头组件；2、横杆；3、转轴；4、第一竖杆；5、第二竖杆；6、销轴；7、底座；8、连接杆；9、轴承座。
具体实施方式
30.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
31.正如背景技术所介绍的，现有的双头风扇虽然能够利用扇叶转动时的反作用力提供摇头的扭矩，但其只能左右摇头不能上下或其它方向摇头，使用范围小，无法适应不同的工作场景需求的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种万向摇头风扇及其控制方法。
32.实施例1
33.本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图2所示，提出一种万向摇头风扇，包括，两个风扇头组件1、横杆2、转轴3、竖杆总成以及底座7。
34.风扇头组件1由扇叶、用于将扇叶包围起来的防护罩以及用于驱动扇叶转动的驱动电机组成，两个风扇头组件1独立驱动，两个风扇头组件1之间通过横杆2连接。
35.风扇头组件1上的防护罩、驱动电机均安装在电机座上，通过电机座固定安装在横杆2上。
36.本实施例中，两个风扇头组件1相对设置在横杆2的两端，且两个风扇头组件1的吹风方向相同，横杆2的内部设有可充电电池和控制模块，控制模块可进行遥控，以用于控制风扇头组件1工作。
37.两个风扇头组件1沿横杆2的中间位置对称设置在横杆2的两端，横杆2的中间位置的底部还固定连接有转轴3，转轴3竖向设置，横杆2的轴线与转轴3的轴线相垂直，转轴3插装在竖杆组件内，转轴3与竖杆组件同轴设置。
38.竖杆组件的底部固定安装有底座7，以通过底座7提高风扇的稳定性，转轴3的顶端与横杆2的中间位置固定连接，转轴3的底端与竖杆组件内的轴承连接，从而可利用两个风扇头组件1扇叶的转速差推动横杆2绕转轴3的轴线转动，进而实现摇头动作。
39.竖杆组件由第一竖杆4和第二竖杆5组成，第一竖杆4短于第二竖杆5，第二竖杆5的底端与底座7固定连接，第二竖杆5的顶端通过销轴6与第一竖杆4的一端铰接，第一竖杆4的另一端内部固定安装有轴承，转轴3的底端插装在第一竖杆4内并与轴承连接。
40.从而可通过调节第一竖杆4与第二竖杆5之间的夹角，实现横杆2角度的调节，进而改变两个风扇头组件1之间的相对高度，扩大了工作范围，两个风扇头组件1不仅能够在水平方向上进行左右摇头动作，还能在空间上按需进行竖向或斜向上的摇头。
41.转轴3和第一竖杆4之间安装有角度传感器，以用于监测横杆2的摇头角度数据，进而监测风扇整体摇头的角度，例如：设定扫风角度是从30度到75度之间，一共要扫45度(此角度可以灵活设定)，那么横杆2转到30度时控制模块采集到了数据从而控制对换两个风扇头之间的转速，此前转速高的风扇头转速变低，转速低的变高，以驱动横杆2反方向摇头，到75度时再对换转速。
42.由于两个风扇头组件1的吹风方向相同，在保证摇头能力的同时，大大提高了吹风方向上的风量，在需要大风量时可利用两个风扇头组件1同时、同速为同一方向进行供应，不存在风力的浪费，节省了电力资源。
43.本实施例中的风扇，通过控制左右两个风扇头组件1的转速差来实现摇头，控制模
块控制左边风扇头组件1转速高于右边风扇头组件1转速时风扇整体逆时针摇头送风，反之则顺时针摇头送风，可在横向上360
°
摇头送风，没有角度限制。
44.使用时，启动电源开关，通过遥控器或手机app控制界面给控制模块发送指令设定摇头送风角度，角度传感器实时监测风扇整体摇头的角度传送给控制模块，达到设定角度时控制左右两侧风扇转速交替变换，转速高的降低转速，转速低的增加转速，使风扇整体反向摇头送风。
45.在具有其他角度的送风需求时，手动将第一竖杆4向左或向右绕销轴6转动指定角度，以改变第一竖杆4与第二竖杆5之间的角度，进而可实现空间上不同角度摇头送风的调节。
46.可以理解的是，为了提高风扇的智能性，可加装人体追踪传感器，风扇可实时追踪活动的人体以进行送风。
47.实施例2
48.本发明的一种典型的实施方式中，如图3所示，提出一种万向摇头风扇，包括，两对风扇头组件1、横杆2、转轴3、竖杆组件、底座7以及连接杆8。
49.横杆2的两端分别固定一对风扇头组件1，两对风扇头组件1以横杆2的中间位置对称设置，每对风扇头组件1含有两个风扇头组件1，且同一对的两个风扇头组件1对称固定安装在连接杆8的两端。
50.具体为，风扇头组件1上的防护罩、驱动电机均安装在电机座上，通过电机座固定安装在连接杆8上。
51.连接杆8的中间位置通过焊接的方式与横杆2的端部固定连接，连接杆8的轴线与横杆2的轴线相垂直，从而使得两对风扇头组件1设置在横杆2的两端，所有的风扇头组件1的吹风方向相同。
52.其中，风扇头组件1分为上下两层，同一层的两个风扇头组件1分别位于横杆2的一端且高度相同。
53.横杆2的中间位置插装在轴承座9内，横杆2的中间位置与轴承座9内的轴承连接，从而横杆2可在轴承座9内绕轴转动，进而带动横杆2两端的风扇头组件1做整体上下摆动的摇头动作。
54.轴承座9的中间位置的底部固定连接有转轴3，转轴3竖向设置，转轴3插装在竖杆组件内并与竖杆组件内的轴承连接，转轴3与竖杆组件同轴设置，从而可通过横杆2带动其两端的风扇头组件1做整体左右摆动的摇头动作。
55.竖杆组件的底部与底座7固定连接在一起，以提高风扇的整体稳定性。
56.竖杆组件由第一竖杆4和第二竖杆5组成，第一竖杆4的长度短于第二竖杆5，第二竖杆5的底端与底座7固定连接在一起，第二竖杆5的顶端通过销轴6与第一竖杆4铰接，转轴3插装在第一竖杆4内并与第一竖杆4内的轴承连接。
57.可以理解的是，转轴3与第一竖杆4之间以及横杆2与轴承座9之间均设有角度传感器，且风扇上安装有人体追踪传感器。
58.本实施例中的风扇，通过控制左右两对风扇头组件1的转速差来实现摇头，控制模块控制左边一对风扇头组件1转速高于右边一对风扇头组件1转速时风扇整体逆时针摇头送风，反之则顺时针摇头送风，可在横向上360
°
摇头送风，没有角度限制。
59.需要注意的是，在控制横向的摇头时，同一对的两个风扇头组件1的扇叶转速应保证相同。
60.使用时，启动电源开关，通过遥控器或手机app控制界面给控制模块发送指令设定摇头送风角度，角度传感器实时监测风扇整体摇头的角度传送给控制模块，达到设定角度时控制左右两侧风扇转速交替变换，转速高的降低转速，转速低的增加转速，使风扇整体反向摇头送风。
61.在具有其他角度的送风需求时，将四个风扇头组件分为上下两组，控制模块控制上组的两个风扇头组件1(即位于上方的两个风扇头组件1)转速高于位于下方的两个风扇头组件1转速时风扇整体自上而下摇头送风，反之则自下而上摇头送风。
62.还可分别控制处于对角位置的两个风扇头组件1的转速差以实现斜向送风，例如，控制位于左上角和右下角的两个风扇头组件1的转速差，同时控制位于右上角和左下角的两个风扇头组件1的转速不变时，风扇整体斜向送风；且控制位于右上角和左下角的两个风扇头组件1转速差，位于左上角和右下角的两个风扇头组件1的转速不变时，风扇整体在另一个斜向送风，交替控制右上角、左下角或右上角、左下角的转速差时，实现斜向摇头送风。
63.另外，还可手动将第一竖杆4向左或向右绕销轴6转动指定角度，以改变第一竖杆4与第二竖杆5之间的角度，进而可实现不同斜向角度的摇头送风的调节。
64.在控制一个边角处的风扇头组件1转速差的同时并按顺时针或逆时针的方向依次轮换控制其他风扇头组件1的转速差，可进行空间上的摆动，以实现刷锅式的摇头摆动送风；
65.具体的，四个风扇头组件1转速相同时控制位于左上角的风扇头组件1在设定时间范围内逐渐减小至指定速度，然后左上角的风扇头组件1逐渐增加直至与初始转速相同后，同时位于右上角的风扇头组件1在设定时间范围内逐渐减小至设定速度，减速幅度与左上角的风扇头组件1相同，然后右上角的风扇头组件1逐渐增加直至与初始速度相同后，同时右下角的风扇头组件1转速逐渐减小至设定速度速度，减速幅度与左上角的风扇头组件1相同，然后右下角的风扇头组件1逐渐增加至初始转速后，同时位于左下角的风扇头组件1逐渐减小至设定速度，然后左下角的风扇头组件1逐渐增加至初始速度后，再将左上角风扇头组件1的转速逐渐减小，即实现风扇整体刷锅式摇头送风一圈，按照上述顺序依次循环进行即可实现风扇的刷锅式循环摇头送风。
66.实施例3
67.本发明的一种典型的实施方式中，提出一种万向摇头风扇的控制方法，具体如下：
68.当需要横向摇头送风时(即左右摇摆)，交替控制横杆2两端风扇头组件1之间的转速差，使得横杆2一端的风扇头组件1转速高于其另一端，并交替循环控制，其中，转速差大时摇头速度快，转速差小时摇头速度慢，不因风扇整体风量大小而影响摇头速度；
69.需要注意的是，当横杆2的两端均设有多个风扇头组件1时，应保证位于横杆2同一端部的多个风扇头组件1的转速相同，以保证横向摇头。
70.当需要竖向摇头送风时(即上下摇摆)，将第一竖杆4与第二竖杆5调节成相垂直的状态，交替控制横杆2两端风扇头组件1之间的转速差，使得横杆2一端的风扇头组件1转速高于其另一端，并交替循环控制(此种方式适用于横杆2端部设有一个或多个风扇头组件1的情况)；
71.或是，使得第一竖杆4与第二竖杆5同轴竖向设置，交替控制位于上层、下层两组风扇头组件1之间的转速差，使得同层的风扇头组件1扇叶转速相同，且一层的风扇头组件1的转速高于另一层，并交替循环控制，以实现上下摇头送风(此种方式适用于横杆2端部设有多个风扇头组件1的情况)。
72.当需要斜向摆动送风时，将第一竖杆4与第二竖杆5调节成设定夹角的状态，交替控制横杆2两端风扇头组件1之间的转速差，使得横杆2一端的风扇头组件1转速高于其另一端，并交替循环控制(此种方式适用于横杆2端部设有一个或多个风扇头组件1的情况)；
73.或是，使得第一竖杆4与第二竖杆5同轴竖向设置，交替循环控制处于对角位置的两个风扇头组件1的转速差，此时，一个对角位置上的两个风扇头组件1具有转速差，另外一个对角位置处的两个风扇头组件1的转速相同(此种方式适用于横杆2端部设有多个风扇头组件1的情况)。
74.当需要空间上的摆动送风时，控制一个边角处的风扇头组件1在设定时间内转速循环变化的同时控制其余边角处的风扇头组件1转速不变，并按顺时针或逆时针的方向依次轮换控制其他风扇头组件1的转速，可进行空间上的摆动，以实现刷锅式的摇头摆动送风。
75.例如，四个风扇头组件1转速相同时控制位于左上角的风扇头组件1在设定时间范围内逐渐减小至指定速度，然后左上角的风扇头组件1逐渐增加直至与初始转速相同后，同时位于右上角的风扇头组件1在设定时间范围内逐渐减小至设定速度，减速幅度与左上角的风扇头组件1相同，然后右上角的风扇头组件1逐渐增加直至与初始速度相同后，同时右下角的风扇头组件1转速逐渐减小至设定速度，减速幅度与左上角的风扇头组件1相同，然后右下角的风扇头组件1逐渐增加至初始转速后，同时位于左下角的风扇头组件1逐渐减小至设定速度，然后左下角的风扇头组件1逐渐增加至初始速度后，再将左上角风扇头组件1的转速逐渐减小，即实现风扇整体刷锅式摇头送风一圈，按照上述顺序依次循环进行即可实现风扇的刷锅式循环摇头送风。
76.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种万向摇头风扇，包括底座、固定安装在底座上的竖杆组件和安装在竖杆组件上的横杆，其特征在于，所述横杆的中间位置处通过转轴与竖杆组件转动连接，转轴与横杆相垂直，横杆的两端分别至少设有一个独立驱动的风扇头组件，横杆两端的风扇头组件数量相同且以横杆的中间位置对称布置，所有风扇头组件的吹风方向相同，以通过控制横杆两端的风扇头组件的转速差带动横杆绕转轴转动，所述竖杆组件由两个竖杆铰接而成。2.根据权利要求1所述的一种万向摇头风扇，其特征在于，所述横杆的中间位置通过轴承座与转轴转动连接，轴承座固定安装在转轴的顶端，轴承座上安装有角度传感器。3.根据权利要求2所述的一种万向摇头风扇，其特征在于，所述横杆的端部与连接杆的中间位置固定连接，连接杆的两端分别固定安装有一个风扇头组件，所述横杆与连接杆相垂直。4.根据权利要求1所述的一种万向摇头风扇，其特征在于，所述横杆的中间位置与转轴的的顶端固定连接，横杆的两端分别固定安装有一个风扇头组件。5.根据权利要求1所述的一种万向摇头风扇，其特征在于，所述转轴、竖杆组件之间安装有角度传感器。6.根据权利要求1所述的一种万向摇头风扇，其特征在于，所述横杆内部设有电源和用于控制风扇头组件独立驱动的控制模块。7.根据权利要求3或4所述的一种万向摇头风扇，其特征在于，所述风扇头组件由扇叶、用于将扇叶包围的防护罩和用于驱动扇叶转动的驱动电机组成，防护罩、驱动电机均安装在电机座上并通过电机座固定安装在横杆/连接杆上。8.一种如权利要求1-6中任一项所述的万向摇头风扇的控制方法，其特征在于，具体如下：当需要横向摇头送风时，交替控制横杆两端风扇头组件之间的转速差，使得横杆一端的风扇头组件转速高于其另一端，并交替循环控制；当需要竖向摇头送风时，将第一竖杆与第二竖杆调节成相垂直的状态，交替循环控制横杆两端风扇头组件之间的转速差，使得横杆一端的风扇头组件转速高于其另一端；或，使得第一竖杆与第二竖杆同轴竖向设置，交替循环控制位于上层、下层两组风扇头组件之间的转速差，使得同层的风扇头组件扇叶转速相同且高于另一层。9.根据权利要求8所述的万向摇头风扇的控制方法，其特征在于，当需要斜向摆动送风时，将第一竖杆与第二竖杆调节成设定夹角的状态，交替循环控制横杆两端风扇头组件之间的转速差；或，使得第一竖杆与第二竖杆同轴竖向设置，交替循环控制处于对角位置的两个风扇头组件的转速差，使得一个对角位置上的两个风扇头组件具有转速差，另外一个对角位置处的两个风扇头组件的转速相同。10.根据权利要求8所述的万向摇头风扇的控制方法，其特征在于，当需要空间上的摆动送风时，控制一个边角处的风扇头组件在设定时间内转速循环变化的同时其余边角处的风扇头组件转速不变，并按顺时针或逆时针的方向依次轮换控制其他风扇头组件的转速。

技术总结
本发明公开了一种万向摇头风扇及其控制方法，涉及风扇技术领域，解决了现有风扇使用范围小、使用不便的问题，降低了成本，具体方案如下：所述横杆的中间位置处通过转轴与竖杆组件转动连接，转轴与横杆相垂直，横杆的两端分别至少设有一个独立驱动的风扇头组件，横杆两端的风扇头组件数量相同且以横杆的中间位置对称布置，所有风扇头组件的吹风方向相同，以通过控制横杆两端的风扇头组件的转速差带动横杆绕转轴转动，所述竖杆组件由两个竖杆铰接而成。而成。而成。


技术研发人员：杨守利
受保护的技术使用者：济南景怡电子技术有限公司
技术研发日：2023.07.19
技术公布日：2023/9/7