一种手摇扇自动摆动送风装置及其摆风控制方法
阅读说明：本技术 一种手摇扇自动摆动送风装置及其摆风控制方法 (Automatic swinging air supply device of hand-operated fan and air swinging control method thereof ) 是由 崔广兴 于 2020-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种送风柔和的手摇扇自动摆动送风装置,包括支撑座、固设于支撑座上方的支撑杆、驱动控制单元、与驱动控制单元传动连接的送风传动机构以及与送风传动机构端部插接的摇扇,驱动控制单元通过安装治具固设于支撑杆上,驱动控制单元用于为送风传动机构提供动力用以带动摇扇往复摆风。一种手摇扇自动摆动送风装置的摆风控制方法,包括如下步骤：预设摆动杆的摆幅数值范围、电压增量阈值和电压调节值；获取电位器的当前采样电压值和上一次的采样电压值,计算并得到二者的电压值差值；将上述电压值差值与预设的调节阈值进行比较获得当前电压信号；主控芯片输出当前电压信号。本发明能提供温和的类自然风,适用于睡眠条件下的送风。(The invention provides a hand-operated fan automatic swinging air supply device with soft air supply, which comprises a supporting seat, a supporting rod fixedly arranged above the supporting seat, a driving control unit, an air supply transmission mechanism in transmission connection with the driving control unit and a swinging fan inserted into the end part of the air supply transmission mechanism, wherein the driving control unit is fixedly arranged on the supporting rod through a mounting jig, and is used for providing power for the air supply transmission mechanism to drive the swinging fan to swing air in a reciprocating manner. A swing control method of a hand-operated fan automatic swing air supply device comprises the following steps: presetting a swing amplitude value range, a voltage increment threshold value and a voltage regulating value of a swing rod; acquiring a current sampling voltage value and a last sampling voltage value of the potentiometer, and calculating and obtaining a voltage value difference value of the current sampling voltage value and the last sampling voltage value; comparing the voltage value difference with a preset regulation threshold value to obtain a current voltage signal; the main control chip outputs a current voltage signal. The invention can provide mild natural wind and is suitable for air supply under the sleeping condition.)
技术领域
本发明涉及风扇技术领域，具体涉及一种手摇扇自动摆动送风装置及其摆风控制方法。
背景技术
现有技术中的风扇主要可分为两大类：一类是手摇扇子，如纸扇、芭蕉扇、羽毛扇等，其虽然出风自然，但需要人工摇动，时间长久会感到很累，同时，手摇扇在热天使用很难使人入睡；另一类是普通旋转电风扇，其出风迅速，使用方便可靠，不需人工摇动，但其虽然有摇头、摆页装置来摸拟自然风，但在目前普遍使用空调的环境中，供风不够柔和，如果使用不当容易造成头疼或关节受凉的问题，对老人、小孩来说其出风仍不够柔和，使用不够舒适。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的问题是提供一种送风柔和的手摇扇自动摆动送风装置。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种手摇扇自动摆动送风装置，包括支撑座、固设于所述支撑座上方的支撑杆、驱动控制单元、与所述驱动控制单元传动连接的送风传动机构以及与所述送风传动机构端部插接的摇扇，所述驱动控制单元通过安装治具固设于所述支撑杆上，所述驱动控制单元用于为所述送风传动机构提供动力用以带动所述摇扇往复摆风；所述驱动控制单元包括驱动电机、无极调速器和主控芯片，所述驱动电机、所述无极调速器与主控芯片均为电性连接。
在本发明中，优选地，所述送风传动机构包括摆动杆和传动摇臂组件，所述摆动杆的底部固定连接有铰接传动部，所述传动摇臂组件包括第一摇臂和第二摇臂，所述第一摇臂的一端和所述驱动电机的输出端固定连接，所述第一摇臂的另一端和所述第二摇臂的一端转动连接，所述第二摇臂的另一端和所述铰接传动部转动连接。
在本发明中，优选地，所述送风传动机构还包括弹性件，所述弹性件弯折呈弧形，所述弹性件的一端和所述摆动杆背离所述铰接传动部的一侧固定连接，所述弹性件的另一端和所述安装治具固定连接。
在本发明中，优选地，所述送风传动机构包括摆动杆，所述摆动杆的一端开设有通槽，所述摆动杆远离所述通槽的一端和所述驱动电机的输出端固定连接。
在本发明中，优选地，所述通槽的厚度尺寸和所述摇扇的厚度尺寸相匹配。
在本发明中，优选地，所述支撑杆上设有高度调节机构，所述高度调节机构包括第一连杆、第二连杆以及限位锁紧件，所述第一连杆的底部和所述支撑座的顶部固定连接，所述第二连杆活动套接于所述第一连杆内，所述第二连杆通过所述限位锁紧件和所述第一连杆固定安装在一起。
在本发明中，优选地，所述第一连杆开设有若干通孔，所述通孔等距离竖直布置于所述第一连杆的侧壁上，所述限位锁紧件和所述通孔卡接。
在本发明中，优选地，所述限位锁紧件包括卡块和锁定块，所述卡块固定套接于所述第二连杆的底端内部，所述锁定块的一端依次穿设所述第二连杆、所述第一连杆且延伸至所述第一连杆的外部，所述锁定块的另一端滑动设置于所述卡块上。
在本发明中，优选地，所述卡块开设有卡槽，所述锁定块的内侧固设有卡条，所述卡条的尺寸和所述卡槽的尺寸相配合。
在本发明中，优选地，所述锁定块的数量设置为两个，所述锁定块对称布置于所述第二连杆上。
一种手摇扇自动摆动送风装置的摆风控制方法，具体包括如下步骤：
S1：主控芯片(33)的信号发生器产生脉冲信号，所述脉冲信号通过光耦连接到所述驱动电机(31)的驱动器的脉冲端，所述驱动电机(31)正向转动，主控芯片(33)的计数器对上述脉冲信号进行计数；
S2：经过计数器判断所述摇扇(5)到达摆风边缘时，主控芯片(33)关闭控制所述信号发生器的输出使能以向所述驱动器发送换向指令；
S3：主控芯片(33)控制打开信号发生器的输出使能以使驱动电机(31)反向转动。
本发明具有的优点和积极效果是：
(1)通过驱动控制单元、送风传动机构和摇扇之间的相互配合，驱动电机的转动进而为送风传动机构提供动力并带动摇扇模拟自然风往复摆风，由于送风传动机构包括摆动杆和传动摇臂组件，且传动摇臂组件包括第一摇臂、第二摇臂和弹性件，驱动电机的输出端和第一摇臂的一端固定连接，第一摇臂的另一端和第一摇臂的一端转动连接，驱动电机的转动带动第一摇臂转动，进而使得第一摇臂带动第二摇臂转动，第二摇臂带动摆动杆底部的铰接传动部转动，使得摆动杆以远离通槽的一端为轴沿摆动杆所在平面往复摆动，模拟自然风送风，送风量较为柔和，适用于休息状态或睡眠状态下使用，特别是适用于对风较为敏感且需求较高的老人、孩子以及体质相对比较弱的人群，避免了长时间连续吹风扇可能导致的头晕、头痛和受凉问题；此外，由于弹性件弯折呈弧形，且弹性件的两端分别和摆动杆、安装治具固定连接，在摆动杆带动摇扇往复摆动的过程中，通过设置弹性件能够起到对摆动杆一定的支承作用，易于延长装置的使用寿命。
(2)当需要根据实际需要改变支撑杆的高度时，使用者简单通过捏住锁定块并将两个对称布置的锁定块相向推动，使得二者的距离变小，锁定块一侧的卡条沿着卡槽滑动，此时锁定块的位置上升，锁定块延伸至第一连杆的一端与第一连杆的内壁相抵且发生相对滑动，卡块被挤压对锁定块具有向外的作用力，第二连杆相对于第一连杆向上滑动直至锁定块和相邻的通孔位置相对，此时锁定块由于受到卡块的作用力向外伸出第一连杆并通过通孔延伸至第一连杆的外部，此时第一连杆和第二连杆锁定，不会再发生相对滑动，从而完成对装置的高度调节过程，通过设置高度调节机构便于对装置的整体高度进行调节，满足不同的高度使用需求，大大提高了装置的适用范围。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的一种手摇扇自动摆动送风装置的实施例一未安装摇扇时的结构示意图；
图2是本发明的一种手摇扇自动摆动送风装置的实施例一未安装摇扇时的侧面结构示意图；
图3是图2中沿A-A的结构剖视图；
图4是图3中A结构的局部放大示意图；
图5是本发明的一种手摇扇自动摆动送风装置的实施例一已安装摇扇时的正面结构示意图；
图6是图5中沿B-B的结构剖视图；
图7是本发明的一种手摇扇自动摆动送风装置的实施例一已安装摇扇时的整体结构示意图；
图8是本发明的一种手摇扇自动摆动送风装置的实施例二的整体结构示意图。
图中：1、支撑座；2、支撑杆；3、驱动控制单元；31、驱动电机；32、无极调速器；33、主控芯片；4、送风传动机构；41、摆动杆；411、铰接传动部；412、通槽；42、传动摇臂组件；421、第一摇臂；422、第二摇臂；423、弹性件；5、摇扇；6、安装治具；7、高度调节机构；71、第一连杆；711、通孔；72、第二连杆；73、限位锁紧件；731、卡块；7311、卡槽；732、锁定块；7321、卡条。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一：
如图1至图7所示，本发明提供一种手摇扇自动摆动送风装置，包括支撑座1、固设于支撑座1上方的支撑杆2、驱动控制单元3、与驱动控制单元3传动连接的送风传动机构4以及与送风传动机构4端部插接的摇扇5，驱动控制单元3通过安装治具6固设于支撑杆2上，驱动控制单元3用于为送风传动机构4提供动力用以带动摇扇5往复摆风；驱动控制单元3包括驱动电机31、无极调速器32和主控芯片33，驱动电机31、无极调速器32与主控芯片33均为电性连接。通过给设备通电使得驱动控制单元3启动工作，其中驱动电机31、无极调速器32和主控芯片33启动工作，驱动电机31采用的是无刷电机，主控芯片33预先对摇扇5前摆风的速度值设定为30000，向后摆的速度设置为13000，前后摆速不一样，这就使得摇扇5向前摆风是显著的，回到初始位置的摆幅较为柔和，通过无极调速器32能够对驱动电机31的转速进行调速，从而达到了无极调压调速以及改变摇扇5送风量的目的。驱动电机31的转动进而为送风传动机构4提供动力并带动摇扇5模拟自然风往复摆风，模拟自然风送风且供风更加柔和。
在本实施例中，进一步地，送风传动机构4包括摆动杆41和传动摇臂组件42，摆动杆41的底部固定连接有铰接传动部411，传动摇臂组件42包括第一摇臂421和第二摇臂422，第一摇臂421的一端和驱动电机31的输出端固定连接，第一摇臂421的另一端和第二摇臂422的一端转动连接，第二摇臂422的另一端和铰接传动部411转动连接。通过摆动杆41、传动摇臂组件42以及驱动电机31之间的相互配合，驱动电机31的转动带动第一摇臂421转动，进而使得第一摇臂421带动第二摇臂422转动，第二摇臂422带动摆动杆41底部的铰接传动部411转动，使得摆动杆41以远离通槽412的一端为轴沿摆动杆41所在平面往复摆动，驱动电机31为送风传动机构4提供了动力，确保了送风传动机构4能够顺利模拟自然风送风，并提供了相较于空调或传统的扇叶风扇而言无法达到的更加温和的送风条件。
在本实施例中，进一步地，送风传动机构4还包括弹性件423，弹性件423弯折呈弧形，弹性件423的一端和摆动杆41背离铰接传动部411的一侧固定连接，弹性件423的另一端和安装治具6固定连接。由于弹性件423弯折呈弧形，通过弹性件423和摆动杆41、安装治具6之间的相互配合，在摆动杆41带动摇扇5往复摆动的过程中，弹性件423能够起到对摆动杆41一定的支承作用，进而有效延长了装置的使用寿命。
在本实施例中，进一步地，送风传动机构4包括摆动杆41，摆动杆41的一端开设有通槽412，摆动杆41远离通槽412的一端和驱动电机31的输出端固定连接，摆动杆41以驱动电机31的输出端为轴转动，其远离通槽412的一端产生摆幅。
在本实施例中，进一步地，通槽412的厚度尺寸和摇扇5的厚度尺寸相匹配，通槽412用于实现摇扇5和摆动杆41之间的快速安装，易于摇扇5的拆卸和更换，装置长时间不使用时也可将摇扇5较为容易地从摆动杆41上拆下，使得整个装置的占地面积小，节省了收纳空间。
在本实施例中，进一步地，支撑杆2上设有高度调节机构7，高度调节机构7包括第一连杆71、第二连杆72以及限位锁紧件73，第一连杆71的底部和支撑座1的顶部固定连接，第二连杆72活动套接于第一连杆71内，第二连杆72通过限位锁紧件73和第一连杆71固定安装在一起。通过设置限位锁紧件73能够将第一连杆71和第二连杆72卡住，二者的相对位置不会发生变化。
在本实施例中，进一步地，第一连杆71开设有若干通孔711，通孔711等距离竖直布置于第一连杆71的侧壁上，限位锁紧件73和通孔711卡接，通孔711等间距竖直布置有多个，通过限位锁紧件73和通孔711之间的相互配合能够根据实际使用的需要调整装置的高度，具备实用性。
在本实施例中，进一步地，限位锁紧件73包括卡块731和锁定块732，卡块731固定套接于第二连杆72的底端内部，锁定块732的一端依次穿设第二连杆72、第一连杆71且延伸至第一连杆71的外部，锁定块732的另一端滑动设置于卡块731上。进行高度调节时使用者简单通过捏住锁定块732并将两个对称布置的锁定块732相向推动，使得二者的距离变小，锁定块732脱离通孔711，此时第一连杆71和第二连杆72之间的锁定状态解除，锁定块732延伸至第一连杆71的一端与第一连杆71的内壁相抵且发生相对滑动，卡块731被挤压时对锁定块732具有向外的作用力，第二连杆72相对于第一连杆71向上滑动直至锁定块732和相邻的通孔711位置相对，此时锁定块732由于受到卡块731的作用力向外伸出第一连杆71并通过通孔711延伸至第一连杆71的外部，此时第一连杆71和第二连杆72处于锁定状态。
在本实施例中，进一步地，卡块731开设有卡槽7311，锁定块732的内侧固设有卡条7321，卡条7321的尺寸和卡槽7311的尺寸相配合，锁定块732一侧的卡条7321沿着卡槽7311滑动，卡块731被挤压时对锁定块732具有向外的作用力。
在本实施例中，进一步地，锁定块732的数量设置为两个，锁定块732对称布置于第二连杆72上，将锁定块732设置为两个能够易于使用者操作，便于高度调节，与此同时也使得支撑杆2的稳定性更佳。
使用前，将摇扇5的手持末端通过通槽412卡接到摆动杆41上，此时完成摇扇5和摆动杆41二者之间的安装；使用时，给设备通电，驱动控制单元3启动工作，驱动电机31采用的是无刷电机，主控芯片33预先对摇扇5前摆风的速度值设定为30000，向后摆的速度设置为13000，前后摆速不一样，这就使得摇扇5向前摆风是显著的，回到初始位置的摆幅较为柔和，通过无极调速器32能够对驱动电机31的转速进行调速，从而达到了无极调压调速以及改变摇扇5送风量的目的。由于送风传动机构4包括摆动杆41和传动摇臂组件42，且传动摇臂组件42包括第一摇臂421、第二摇臂422和弹性件423，驱动电机31的输出端和第一摇臂421的一端固定连接，第一摇臂421的另一端和第一摇臂421的一端转动连接，驱动电机31的转动带动第一摇臂421转动，进而使得第一摇臂421带动第二摇臂422转动，第二摇臂422带动摆动杆41底部的铰接传动部411转动，使得摆动杆41以远离通槽412的一端为轴沿摆动杆41所在平面往复摆动，模拟自然风送风且供风更加柔和；由于弹性件423弯折呈弧形，且弹性件423的两端分别和摆动杆41、安装治具6固定连接，在摆动杆41带动摇扇5往复摆动的过程中，通过设置弹性件423能够起到对摆动杆41一定的支承作用，易于延长装置的使用寿命。
当需要根据实际需要改变支撑杆2的高度时，以提升装置高度为例进行详细说明，使用者简单通过捏住锁定块732并将两个对称布置的锁定块732相向推动，使得二者的距离变小，锁定块732脱离通孔711解除第一连杆71和第二连杆72之间的锁定状态，锁定块732一侧的卡条7321沿着卡槽7311滑动，此时锁定块732的位置上升，锁定块732延伸至第一连杆71的一端与第一连杆71的内壁相抵且发生相对滑动，卡块731被挤压对锁定块732具有向外的作用力，第二连杆72相对于第一连杆71向上滑动直至锁定块732和相邻的通孔711位置相对，此时锁定块732由于受到卡块731的作用力向外伸出第一连杆71并通过通孔711延伸至第一连杆71的外部，此时第一连杆71和第二连杆72处于锁定状态，不会再发生相对滑动，从而完成对装置的高度调节过程，降低装置高度的过程与上述过程同理，因而不再进行赘述。
实施例二：
由于在实际实施过程中发现，传动摇臂组件42的结构虽然灵活方便，但存在噪音大、零件磨损的问题，尤其是处于较为安静的室内环境或睡眠条件时，对于装置产生噪音的程度要求较高，使得噪音问题也更加明显，影响使用者的使用体验，因而，相较于实施例一而言，本实施例将传动摇臂组件42的结构简化，采用驱动电机31的输出端和摆动杆41远离通槽412的一端固定连接，具体可参见附图8，此时通过简单地启动驱动电机31就可以带动摆动杆41摆动，驱动电机31转一圈为25600个脉冲，预设值为9600个脉冲，在本实施例中的驱动电机31采用的是步进电机，步进电机电性连接有驱动器，通过步进电机和驱动器之间的相互配合将摇扇5的摆幅范围设置为135度，使得摇扇5进行往复性摆动，节省能耗。此外，在步进电机的正上方固定设置有位置传感器，位置传感器与处于竖直状态下的摆动杆41相对布置，位置传感器和主控芯片33电性连接，位置传感器用于接收来自摆动杆41处于竖直位置时的状态信号，并将该信号传送回主控芯片33，主控芯片33接收到该反馈信号之后控制驱动电机31停止转动，确保了摇扇5停止的位置均为竖直位置，节省了装置的占地空间。
一种手摇扇自动摆动送风装置的摆风控制方法，具体包括以下步骤：
S1：主控芯片(33)的信号发生器产生脉冲信号，所述脉冲信号通过光耦连接到所述驱动电机(31)的驱动器的脉冲端，所述驱动电机(31)正向转动，主控芯片(33)的计数器对上述脉冲信号进行计数；
S2：经过计数器判断所述摇扇(5)到达摆风边缘时，主控芯片(33)关闭控制所述信号发生器的输出使能以向所述驱动器发送换向指令；
S3：主控芯片(33)控制打开信号发生器的输出使能以使驱动电机(31)反向转动。该方法能够顺利判断并控制摇扇5摆风工作时的摆幅位置，通过主控芯片33控制无极调速器32改变驱动电机31正反转的转速，从而实现了对摆动杆41的无极调速，进而能够实现对摇扇5的摆动控制，节省能耗。
本发明的工作原理和工作过程如下：使用前，将摇扇5的手持末端通过通槽412卡接到摆动杆41上，此时完成摇扇5和摆动杆41二者之间的安装；使用时，给设备通电，驱动控制单元3启动工作，电机转一圈为25600个脉冲，预设值为9600个脉冲，确保了摇扇5的摆幅为135度，使得摆动杆41带动摇扇5摆动，使用者轻旋无极调速器32上的无极调速旋钮，就能够使得主控芯片33通过控制无极调速器32改变驱动电机31正反转的转速，使得摇扇5进行往复性摆动，从而实现了装置的无极调速，节省能耗，驱动电机31的转动进而为送风传动机构4提供动力并带动摇扇5模拟自然风往复摆风，由于送风传动机构4包括摆动杆41和传动摇臂组件42，且传动摇臂组件42包括第一摇臂421、第二摇臂422和弹性件423，驱动电机31的输出端和第一摇臂421的一端固定连接，第一摇臂421的另一端和第一摇臂421的一端转动连接，驱动电机31的转动带动第一摇臂421转动，进而使得第一摇臂421带动第二摇臂422转动，第二摇臂422带动摆动杆41底部的铰接传动部411转动，使得摆动杆41以远离通槽412的一端为轴沿摆动杆41所在平面往复摆动，模拟自然风送风且供风更加柔和；由于弹性件423弯折呈弧形，且弹性件423的两端分别和摆动杆41、安装治具6固定连接，在摆动杆41带动摇扇5往复摆动的过程中，通过设置弹性件423能够起到对摆动杆41一定的支承作用，易于延长装置的使用寿命。
当需要根据实际需要改变支撑杆2的高度时，以提升装置高度为例进行详细说明，使用者简单通过捏住锁定块732并将两个对称布置的锁定块732相向推动，使得二者的距离变小，锁定块732脱离通孔711解除第一连杆71和第二连杆72之间的锁定状态，锁定块732一侧的卡条7321沿着卡槽7311滑动，此时锁定块732的位置上升，锁定块732延伸至第一连杆71的一端与第一连杆71的内壁相抵且发生相对滑动，卡块731被挤压对锁定块732具有向外的作用力，第二连杆72相对于第一连杆71向上滑动直至锁定块732和相邻的通孔711位置相对，此时锁定块732由于受到卡块731的作用力向外伸出第一连杆71并通过通孔711延伸至第一连杆71的外部，此时第一连杆71和第二连杆72处于锁定状态，不会再发生相对滑动，从而完成对装置的高度调节过程，降低装置高度的过程与上述过程同理，因而不再进行赘述。
本发明能够形成类似手摇扇5所带来的自然风，适用于休息状态或睡眠状态下的送风装置，特别是适用于对风较为敏感且需求较高的老人、孩子以及体质相对比较弱的人群，避免了长时间连续吹风扇可能导致的头晕、头痛和受凉问题。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。