一种空调器室内机多维导风结构

2018-05-07黄俊豪林思轩

家电科技 2018年4期

关键词：销钉齿条曲柄

黄俊豪林思轩

TCL空调器（中山）有限公司广东中山 528427

1 引言

目前市面上常见的分体空调器导风装置由上下导风板、连杆、左右导风叶片组成，通过同步电机（步进电机）驱动使导风板上下摆动和左右导风叶片左右摆动，达到导风的效果。当人在左边时通过导风叶片向左摆动达到合理利用资源的效果。传统导风方式存在以下不足：

（1）由于导风叶片只能同时向左或向右导风，当人在左边或在中间时，导风叶片向右导风造成能源的浪费，当人在右边或中间时导风叶片向左导风造成能源的浪费；

（2）导风叶片只能向左或右导风，导风板只能向下或向上导风，导风范围受限制，无法向多方向导风，影响了快速冷却或温暖房间的效果；

（3）这种导风有局限性，使房间有局部空间吹不到空调风。

本发明提供一种通过齿轮、齿条、曲柄传动曲柄或液压油缸、传动、移动的复合运动使左边的导风叶片不会向右导风，右边导风叶片不向左导风，中间不向左右导风，使能源不被浪费，达到导风多向性、均匀性和针对性的效果。

2 常见的空调器室内机导风装置结构方案

目前市面上常见分体空调器导风装置结构普遍如图1所示，图中：A—左右导风叶片基座（出风口），B—左右导风叶片（若干个），C—左右导风叶片连杆（若干个），D—同步电机（1个或若干个），E—曲柄，I—电机转动方向，F—风向。

3 室内机新型左右导风摆叶

基于目前空调器内机左右摆叶摆动方向、导风方向一致导致空调吹风有局限性的问题。本文提供一种通过齿轮、齿条、曲柄传动曲柄或液压油缸装置使导风叶片变形，转动达到导风多向性、均匀性、针对性的效果，并且使能源不受浪费。

3.1 空调器室内机多维导风结构原理

实验方案一：本左右摆风组件结构由连杆2和连杆1齿轮、同步电机齿条（也可以用油缸代替此三个零件），左右导风叶片、曲柄1、曲柄2、曲柄3、曲柄4和安装固定板、若干销钉组成。安装固定板、同步电机通过螺钉和底盘固定在一起。曲柄1、曲柄2和齿条通过销钉连接一起。曲柄1、曲柄2另两头分别和曲柄3和曲柄4连接一起。曲柄3和曲柄4在三分之二处通过销钉交叉连接一起。安装固定板在曲柄3和曲柄4三分之二处通过销钉连接一起。曲柄1、曲柄2、曲柄3和曲柄4可以转动或左右移动。导风叶片两边设计转轴安装在两个连杆中间，导风叶片可以转动，连杆1和连杆2可以往上下左右四个方向移动。齿轮固定在同步电机上，齿轮和齿条配合。两连杆1和连杆2通过左右的安装固定板悬挂在空调出风口上，如图2、图3所示。

图1 常见的空调器室内机导风装置结构示意图

图2 左右摆风组件结构示意图

图3 多维多变的导风效果示意图

图4 液压油缸系统结构示意图

原理说明：同步电机（步进电机）转动带动齿轮转动，齿条在齿轮作用下在底盘导轨上作水平的往返运动（运动轨迹7和8），曲柄1和曲柄2齿条推动下作水平及上下移动（运动轨迹3、4和7和8）同时以圆心1为中心作弧线运动（运动轨迹2）的复合运动。曲柄1和曲柄2只通过销钉和齿条三者连接一起，销钉没有固定，即销钉可以移动和转动、所以曲柄1和曲柄2可以移动和同时转动的复合运动。曲柄1和曲柄2只通过销钉和齿条三者连接在一起，销钉没有固定，即销钉可以移动和转动、所以曲柄1和曲柄2可以移动和同时转动的复合运动。曲柄3和曲柄4在曲柄1和曲柄2力作用下做上下往返运动和以圆心2为中心的圆弧运动，因为两曲柄交叉处被安装固定板通过销钉固定在底盘上，曲柄3和曲柄4只能转动不能水平移动，曲柄3和曲柄4在连杆1和连杆2连接端作圆弧运动和上下运动，及左右运动的复合型运动，从而带动连杆1和连杆2作相应的复合型运动（向上下、左右、圆弧运动），由于连杆左右两边齿轮、齿条运动方向是相反的。所以连杆1和连杆2会相向外运动，或相向内运动，当向内运动时导风叶片受到两连杆的挤压会弯曲变形成α角，由于连杆1和连杆2同时做圆弧运动，所以导风叶片受到扭曲力作翻转运动，见β角。导风叶片形成α角和β角的形态，形成了多维导风的效果，达到导风均匀、多向导风的作用。由于左边的导风叶片只会向左边变形（导风叶片中间设计掏薄位和切缝，左边叶片掏薄位朝左，右边叶片掏薄位朝右）。所以左边导风叶片永远不能向右导风，右边永远不向左导风，避免了传统左右导风的问题以及人在左边风导向右边，人在右边风导向左边的能源浪费。又因为，连杆中间空着没到导风叶片，使人在中间时可以永远享受到风，如图2、图3所示。

3.2 空调器室内机多维导风结构控制方法说明

齿轮处于齿条最外端时（齿条的限位A），两连杆1和连杆2之间距离最大，曲柄1和曲柄2形成直线，导风叶片处于自然垂直状态（直线导风），当右边电机顺时针转动，同时左边电机逆时针转动，齿轮由齿条限位A向齿条限位B运动，两连杆1和连杆2作向上、向下、圆弧的复合运动，两连杆之间距离逐渐变小，导风叶片同时转动和变形，形成α和β角。两个角度随着齿条的运动不断变化。形成多维多变的导风效果。当齿轮处于齿条限位B时导风叶片形成的α和β角最大；当齿轮处于齿条限位A时导风叶片形成的α和β角最小为零，如图2、图3所示。

图2中，1—齿条1（和齿条2为对称或相同），1.1—齿条限位A，1.2—齿条限位B，2—齿条2（和齿条1为对称或相同），3—齿轮，4—同步电机，5—安装固定板，5.1—固定板安装孔，6—曲柄1、7—曲柄2，8—曲柄3，9—曲柄4，10—销钉，11—连杆1（和连杆2为对称或相同），12—连杆2（和连杆1为对称或相同），同步电机齿条(也可以用油缸代替此三个零件），13—左右导风叶片（若干个），13.1—左右导风叶片掏薄位（0.4mm），13.2—左右导风叶片切缝。

图3中，1—齿条1（和齿条2为对称或相同），4—同步电机，5—安装固定板，10—销钉，11—连杆1（和连杆2为对称或相同），13—左右导风叶片（若干个），13.1—左右导风叶片掏薄位（0.4mm），13.2—左右导风叶片切缝，14—风向，15.1—圆心，15.1—圆心2，15—运动轨迹1，16—运动轨迹2，17—运动轨迹3，18—运动轨迹4，19—运动轨迹5，20—运动轨迹6，21—运动轨迹7，23—运动轨迹8，24—运动轨迹9，24—运动轨迹10，25—运动轨迹11，26—运动轨迹12，α—导风叶片弯曲角度，β—导风叶片转动角度。

两边齿条相向外时运动，导风叶片挤压会弯曲变形成α角，转动β角同时，会向由于连杆1和连杆2内移动同时做水平移动所以导风叶片的多向运动和多角度的变化，形成了多维导风的效果、达到导风均匀、多向导风的作用，这是它和传统导风的最大区别，如图2、图3所示。

实施方案二：本方案可以用油缸代替齿轮、同步电机齿条三个零件，其余的工作原理，控制方法相同，液压油缸系统传动更平稳力驱可靠，缺点是成本高，如图4所示。