CN112856793B - 扫风结构及其控制方法、空调器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种扫风结构及其控制方法、空调器。该扫风结构包括扫风叶片(1)和驱动机构，扫风叶片(1)上设置有转轴(2)，扫风叶片(1)能够绕转轴(2)转动，转轴(2)上设置有从动齿轮(3)，驱动机构与从动齿轮(3)啮合，通过从动齿轮(3)驱动扫风叶片(1)转动。根据本申请的扫风结构，能够实现半周180°内任意角度转动，有效解决了多区域送风问题。

Description

扫风结构及其控制方法、空调器

技术领域

本申请涉及空气调节技术领域，具体涉及一种扫风结构及其控制方法、空调器。

背景技术

一般的传统空调扫风主要是由一个导风板或者两到三组扫风叶片来实现上下与左右扫风。低端机型往往扫风叶片是需要手动拨动才能实现左右扫风，高端的则是通过连杆利用扫风叶片的柔韧性来强拉使其左右摆动，而且摆动的角度有限，无法实现整个半周180°任意摆动，因此送风区域受到限制。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种扫风结构及其控制方法、空调器，能够实现半周180°内任意角度转动，有效解决了多区域送风问题。

为了解决上述问题，本申请提供一种扫风结构，包括扫风叶片和驱动机构，扫风叶片上设置有转轴，扫风叶片能够绕转轴转动，转轴上设置有从动齿轮，驱动机构与从动齿轮啮合，通过从动齿轮驱动扫风叶片转动。

优选地，从动齿轮为锥齿轮，驱动机构包括电机、驱动轴和设置在驱动轴上的驱动齿轮，驱动齿轮为锥齿轮，驱动齿轮与从动齿轮一对一啮合，驱动轴与电机连接。

优选地，转轴靠近驱动轴的一端端部设置有球形凸包，驱动轴上设置有沿周向延伸的环形凹槽，环形凹槽的形状与球形凸包相适配，球形凸包设置在环形凹槽内。

优选地，球形凸包与环形凹槽之间填充有润滑物质。

优选地，驱动齿轮与从动齿轮之间的传动比为1∶1或2∶1。

优选地，驱动机构包括电机和驱动轴，驱动轴包括蜗杆段，蜗杆段与从动齿轮啮合传动，驱动轴与电机连接。

优选地，扫风结构还包括调节上下出风角度的导风板。

根据本申请的另一方面，提供了一种上述的扫风结构的控制方法，包括：

获取室内温度Tt和目标温度T0；

获取Tt和T0的差值绝对值|Tt-T0|；

当|Tt-T0|＞a时，控制电机处于初始位置Ψ0；

当|Tt-T0|≤a时，判断用户是否按下记忆键；

当用户按下记忆键时，按照记忆数据对扫风结构进行控制。

优选地，按照记忆数据对扫风结构进行控制的步骤包括：

获取系统存储的电机从初始位置向第一方向转动的转动角度Ψq以及电机从初始位置向第二方向转动的转动角度Ψp；

比较Ψq的存储数量与Ψp的存储数量之间的关系；

选取Ψq与Ψp中存储总数量较多的一个，从Ψq与Ψp中存储总数量较多的一个中选取众数作为电机要转动的角度进行控制。

优选地，控制方法还包括：

若用户未按下记忆键，判断用户是否按下扫风+-键，并进行记录，其中扫风+键为正，记为M次，扫风-键为负，记为N次；

判断M是否满足M＞b；

若M＞b，则M＝M对b取余；

判断N是否满足N＞b；

若N＞b，则N＝N对b取余；

控制电机自初始位置Ψ0转动c*(M-N)；

记录电机在该角度位置的时间t1，若t1＞d，则将此角度位置Ψ根据其相对于初始位置Ψ0的转动位置记录为Ψq或Ψp；

其中b为扫风叶片的转动角度档数，c为每档的电机转动角度；Ψq为电机从初始位置向第一方向转动的转动角度，Ψq为电机从初始位置向第二方向转动的转动角度。

优选地，若用户未按下扫风键，则控制电机在第一转动角度Ψ1与第二转动角度Ψ2之间转动，实现扫风叶片的左右循环扫风。

优选地，控制方法还包括：

获取空调器的工作状态；

若空调器处于制冷状态，则控制导风板从初始位置向下摆动第一预设角度；

若空调器处于制热状态，则控制导风板从初始位置向下摆动第二预设角度。

根据本申请的另一方面，提供了一种空调器，包括扫风结构，该扫风结构为上述的扫风结构。

本申请提供的扫风结构，包括扫风叶片和驱动机构，扫风叶片上设置有转轴，扫风叶片能够绕转轴转动，转轴上设置有从动齿轮，驱动机构与从动齿轮啮合，通过从动齿轮驱动扫风叶片转动。扫风结构通过在扫风叶片上设置转轴，并在转轴上设置从动齿轮，可以利用驱动机构驱动从动齿轮转动的方式驱动扫风叶片摆动，使得扫风叶片的摆动角度只受到从动齿轮的转动角度的影响，因此可以利用从动齿轮转动角度较大的特点，实现扫风叶片180°范围内任意角度转动，有效解决多区域送风问题。

附图说明

图1为本申请一个实施例的扫风结构的立体结构图；

图2为本申请一个实施例的扫风结构的导风叶片的立体结构图；

图3为本申请一个实施例的空调器的结构图；

图4为本申请一个实施例的扫风结构的控制原理图；

图5为本申请一个实施例的扫风结构的控制流程图。

附图标记表示为：

1、扫风叶片；2、转轴；3、从动齿轮；4、电机；5、驱动轴；6、驱动齿轮；7、球形凸包；8、环形凹槽；9、壳体；10、显示屏。

具体实施方式

结合参见图1至图3所示，根据本申请的实施例，扫风结构包括扫风叶片1和驱动机构，扫风叶片1上设置有转轴2，扫风叶片1能够绕转轴2转动，转轴2上设置有从动齿轮3，驱动机构与从动齿轮3啮合，通过从动齿轮3驱动扫风叶片1转动。

该扫风结构通过在扫风叶片1上设置转轴，并在转轴2上设置从动齿轮3，可以利用驱动机构驱动从动齿轮3转动的方式驱动扫风叶片1摆动，使得扫风叶片1的摆动角度只受到从动齿轮3的转动角度的影响，因此可以利用从动齿轮3转动角度较大的特点，实现扫风叶片1在180°范围内任意角度转动，有效解决多区域送风问题。

从动齿轮3为锥齿轮，驱动机构包括电机4、驱动轴5和设置在驱动轴5上的驱动齿轮6，驱动齿轮6为锥齿轮，驱动齿轮6与从动齿轮3一对一啮合，驱动轴5与电机4连接。本实施例中的所有驱动齿轮6均设置在同一个驱动轴5上，并在驱动轴5上沿轴向间隔设置，使得每个驱动齿轮6均对应于一个从动齿轮3，因此可以利用同一个驱动轴5实现多个从动齿轮3的同步驱动，也即，只需要一个电机就能够实现多个扫风叶片1的同步驱动，结构简单，易于实现，且实现成本低，控制简单。上述的电机4例如为步进电机，控制精度更高，更加易于控制。

此处的驱动齿轮6和从动齿轮3均采用锥齿轮，一方面便于进行驱动齿轮6与从动齿轮3的啮合传动，另一方面能够利用锥齿轮结构使得驱动齿轮6对从动齿轮3形成一定的支撑作用，保证驱动齿轮6与从动齿轮3之间的啮合传动效果。

驱动齿轮6与从动齿轮3之间的传动比为1∶1或2∶1，也即n轴/n扫＝Z扫/Z轴＝1或者2，此处的传动比可以根据需要进行调整，在本实施例中，该传动比为1。

在一个实施例中，转轴2靠近驱动轴5的一端端部设置有球形凸包7，驱动轴5上设置有沿周向延伸的环形凹槽8，环形凹槽8的形状与球形凸包7相适配，球形凸包7设置在环形凹槽8内。在本实施例中，球形凸包7与环形凹槽8能够形成良好的接触配合，保证两者的配合效果，进而保证驱动齿轮6与从动齿轮3之间的啮合传动效果。由于扫风叶片1上与驱动轴5配合的结构为球形凸包7，因此可以利用球形结构的特点实现扫风叶片1相对于驱动轴5实现180°全半周角度调节，扫风叶片1的转动不会受到驱动轴5的结构限制，同时，驱动轴5上的环形凹槽8能够使得驱动轴5相对于扫风叶片1转动，不会发生干涉，还可以利用环形凹槽8的结构对扫风叶片1形成轴向限位效果，防止扫风叶片1相对于驱动轴5发生轴向位移。在扫风叶片1的转轴2与驱动轴5之间发生相对转动时，球形凸包7与环形凹槽8之间能够始终保持良好接触，不会影响各自的运动效果，因此能够实现良好的扫风叶片扫风角度控制，结构巧妙。

在本实施例中，球形凸包7与环形凹槽8之间例如为过渡配合，能够形成良好的配合效果。球形凸包7与环形凹槽8之间填充有润滑物质，能够降低球形凸包7与环形凹槽8之间发生相对运动时的摩擦作用力，减小摩擦阻力，提高运动效率。

上述的球形凸包例如为2/3球体，环形凹槽8例如采用半圆槽或者半圆槽和直槽的组合结构。扫风叶片1和驱动轴5可以通过注塑成型。

在一个实施例中，驱动机构包括电机4和驱动轴5，驱动轴5包括蜗杆段，蜗杆段与从动齿轮3啮合传动，驱动轴5与电机4连接。蜗杆段可以布置在整个驱动轴5上，也可以采用分段式结构，每一段蜗杆段均与从动齿轮3之间对应设置，从而每一个从动齿轮3都有一段蜗杆段与其形成啮合传动。

在一个实施例中，扫风结构还包括调节上下出风角度的导风板，可以根据空调器的运行状态来调节上下出风角度，实现制冷上出风和制热下出风，提高用户的舒适性体验。

例如，在空调器处于制冷模式下，由于冷气下沉，因此可以使得导风板从竖直位置下摆60度，斜向上出风，实现沐浴式出风，在空调器处于制热模式下时，由于热气上升，因此可以使得导风板从竖直位置下摆135°，使得导风板斜向下，实现地毯式出风。

根据本申请的实施例，空调器包括扫风结构，该扫风结构为上述的扫风结构。

空调器还包括壳体，壳体的前面板上设置有显示屏10，显示屏10可以实时显示扫风叶片1的当前扫风角度Ψt，Ψt实时更新，使得用户可以随时获取准确的扫风角度信息。

结合参见图4和图5所示，根据本申请的实施例，上述的扫风结构的控制方法包括：获取室内温度Tt和目标温度T0；获取Tt和T0的差值绝对值|Tt-T0|；当|Tt-T0|＞a时，控制电机4处于初始位置Ψ0；当|Tt-T0|≤a时，判断用户是否按下记忆键；当用户按下记忆键时，按照记忆数据对扫风结构进行控制。

当|Tt-T0|＞a时，说明室内温度与目标温度之间的差值较大，因此需要使室内温度更快地接近目标温度，此时需要使得电机4保持在初始位置Ψ0处，扫风叶片处于中间状态，即风直接正吹，保证空调具有最大的送风距离，加快温度调节速度，实现温度的快速调节。

当|Tt-T0|≤a时，则说明室内温度与目标温度已经比较接近，此时需要判断用户是否进行操作，如果用户未对空调器进行操作，则按照默认程序进行控制，如果检测到用户按下记忆键，则空调器按照记忆数据对扫风结构进行控制，使得扫风结构能够快速调整至用户习惯的扫风角度，也即用户最舒适的扫风角度，提高调节效率，提高用户体验度。

上述的a例如为4℃，此处的a可以由用户自行设定，也可以由空调器根据用户的使用习惯通过自适应学习能力进行设定。

在|Tt-T0|≤a的工况下，判断用户是否按下记忆键的优先级高于其他控制优先级，可以保证空调器能够及时对用户的选择做出反馈，使得用户的需求能够及时得到回应，提高用户的使用体验以及舒适性体验。

按照记忆数据对扫风结构进行控制的步骤包括：获取系统存储的电机4从初始位置向第一方向转动的转动角度Ψq以及电机4从初始位置向第二方向转动的转动角度Ψp；比较Ψq的存储数量与Ψp的存储数量之间的关系；选取Ψq与Ψp中存储总数量较多的一个，从Ψq与Ψp中存储总数量较多的一个中选取众数作为电机4要转动的角度进行控制。在本实施例中，其中的Ψq为电机4从初始位置逆时针转动的转动角度，Ψp为电机4从初始位置顺时针转动的转动角度，在进行控制过程中，如果Ψq中存储的数据个数比Ψp多，则从Ψq中选择其众数作为电机要转动的角度。

例如，假定Ψq中存储的数据个数为50个，Ψp中存储的数据个数为30个，而Ψq中存储的数据分别为5个Ψq1，8个Ψq2，20个Ψq3，8个Ψq4以及9个Ψq5，由于Ψq中的众数为Ψq3，因此直接将Ψq3作为扫风叶片1的转动角度进行调整。

通过上述的方式，可根据不同用户的习惯来选择最适合的扫风角度，能够快速得出一个用户感觉最舒适，使用次数最多的扫风角度，因此可以提升用户体验。该扫风角度的数据越多，则得出的数据越准确，扫风角度越接近用户的最舒适扫风角度，越能够满足用户的使用需求。

控制方法还包括：若用户未按下记忆键，判断用户是否按下扫风+-键，并进行记录，其中扫风+键为正，记为M次，扫风-键为负，记为N次；判断M是否满足M＞b；若M＞b，则M＝M对b取余；判断N是否满足N＞b；若N＞b，则N＝N对b取余；控制电机4自初始位置Ψ0转动c*(M-N)；记录电机4在该角度位置的时间t1，若t1＞d，则将此角度位置Ψ根据其相对于初始位置Ψ0的转动位置记录为Ψq或Ψp；其中b为扫风叶片1的转动角度档数，c为每档的电机转动角度；Ψq为电机4从初始位置向第一方向转动的转动角度，Ψq为电机4从初始位置向第二方向转动的转动角度。

本实施例可以通过用户按下扫风+-键来调整扫风叶片1的摆动角度，同时可以通过显示屏10显示当前的扫风叶片摆动角度，因此能够提升用户体验。

本实施例中，将左右扫风区域划分为6块，因此b＝6。该处的扫风区域划分可以根据需要进行设定，扫风区域块数划分越多，扫风角度调节越精细，相应的调节速度越慢，调节控制越复杂。送风区域划分数量不同，会使得每档的电机转动角度不同，在本实施例中，送风区域为6块时，c为28°，也即每档的电机转动角度为28°。

Ψ的划分方法如下，当Ψ相对于Ψ0逆时针转动时，则认为Ψ＞0，并将Ψ划分为Ψq的数据库中，Ψ相对于Ψ0顺时针转动时，则认为Ψ＜0，并将Ψ划分为Ψp的数据库中。

在其他的实施例中，也可以将档位进行进一步细分，在步进电机能达到的精确范围内，左右扫风的档位划分越小(例如2°或4°一档)，其最终记忆得出的扫风角度越能够反映用户的习惯，从而使得扫风角度能够自动满足地区不同，空调安装位置不同的各种用户需求。

在进行用户扫风角度调节控制过程中，以用户按下扫风+键为正，记M次，对应扫风叶片1右转，步进电机逆时针转，按下扫风-键为正，记N次，对应扫风叶片1左转，步进电机顺时针转，通过程序使M，N值对6取余，保证M，N值不会大于3，之后步进电机自Ψ0状态转动28°*(M-N)，对应扫风叶片也转动28°*(M-N)，正值为右转，负值为左转，实现对扫风叶片1的摆动角度调节。

上述的d例如为1.5h。此处的d可以根据需要进行调节，例如，对于不同的工作环境，该处的d值需要相应的进行调整，以保证扫风角度调节的有效性。

若用户未按下扫风键，则控制电机4在第一转动角度Ψ1与第二转动角度Ψ2之间转动，实现扫风叶片1的左右循环扫风。

例如，在|Tt-T0|≤4的过程中，若用户未按下扫风键，也未按下记忆键，此时控制步进电机处于Ψ1，即扫风叶片左扫45°，步进电机逆时针转动90°，隔60s后，步进电机处于Ψ2，即扫风叶片右扫45°，步进电机顺时针转动90°，隔60s后，步进电机又处于Ψ1状态，如此控制步进电机不断逆时针顺时针转动，实现扫风叶片1的左右循环扫风。

控制方法还包括：获取空调器的工作状态；若空调器处于制冷状态，则控制导风板从初始位置向下摆动第一预设角度；若空调器处于制热状态，则控制导风板从初始位置向下摆动第二预设角度。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种扫风结构，其特征在于，包括扫风叶片(1)和驱动机构，所述扫风叶片(1)上设置有转轴(2)，所述扫风叶片(1)能够绕所述转轴(2)转动，所述转轴(2)上设置有从动齿轮(3)，所述驱动机构与所述从动齿轮(3)啮合，通过所述从动齿轮(3)驱动所述扫风叶片(1)转动；所述从动齿轮(3)为锥齿轮，所述驱动机构包括电机(4)、驱动轴(5)和设置在所述驱动轴(5)上的驱动齿轮(6)，所述驱动齿轮(6)为锥齿轮，所述驱动齿轮(6)与所述从动齿轮(3)一对一啮合，所述驱动轴(5)与所述电机(4)连接；所述转轴(2)靠近所述驱动轴(5)的一端端部设置有球形凸包(7)，所述驱动轴(5)上设置有沿周向延伸的环形凹槽(8)，所述环形凹槽(8)的形状与所述球形凸包(7)相适配，所述球形凸包(7)设置在所述环形凹槽(8)内。

2.根据权利要求1所述的扫风结构，其特征在于，所述球形凸包(7)与所述环形凹槽(8)之间填充有润滑物质。

3.根据权利要求1所述的扫风结构，其特征在于，所述驱动齿轮(6)与所述从动齿轮(3)之间的传动比为1∶1或2∶1。

4.根据权利要求1所述的扫风结构，其特征在于，所述驱动机构包括电机(4)和驱动轴(5)，所述驱动轴(5)包括蜗杆段，所述蜗杆段与所述从动齿轮(3)啮合传动，所述驱动轴(5)与所述电机(4)连接。

5.根据权利要求1所述的扫风结构，其特征在于，所述扫风结构还包括调节上下出风角度的导风板。

6.一种如权利要求1至5中任一项所述的扫风结构的控制方法，其特征在于，包括：

获取室内温度Tt和目标温度T0；

获取Tt和T0的差值绝对值|Tt-T0|；

当|Tt-T0|＞a时，控制电机(4)处于初始位置Ψ0；

当|Tt-T0|≤a时，判断用户是否按下记忆键；

当用户按下记忆键时，按照记忆数据对扫风结构进行控制。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，按照记忆数据对扫风结构进行控制的步骤包括：

获取系统存储的电机(4)从初始位置向第一方向转动的转动角度Ψq以及电机(4)从初始位置向第二方向转动的转动角度Ψp；

比较Ψq的存储数量与Ψp的存储数量之间的关系；

选取Ψq与Ψp中存储总数量较多的一个，从Ψq与Ψp中存储总数量较多的一个中选取众数作为电机(4)要转动的角度进行控制。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，控制方法还包括：

若用户未按下记忆键，判断用户是否按下扫风+-键，并进行记录，其中扫风+键为正，记为M次，扫风-键为负，记为N次；

判断M是否满足M＞b；

若M＞b，则M＝M对b取余；

判断N是否满足N＞b；

若N＞b，则N＝N对b取余；

控制电机(4)自初始位置Ψ0转动c*(M-N)；

记录电机(4)在该角度位置的时间t1，若t1＞d，则将此角度位置Ψ根据其相对于初始位置Ψ0的转动位置记录为Ψq或Ψp；

其中b为扫风叶片(1)的转动角度档数，c为每档的电机转动角度；Ψq为电机(4)从初始位置向第一方向转动的转动角度，Ψq为电机(4)从初始位置向第二方向转动的转动角度。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，若用户未按下扫风键，则控制电机(4)在第一转动角度Ψ1与第二转动角度Ψ2之间转动，实现扫风叶片(1)的左右循环扫风。

10.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，控制方法还包括：

获取空调器的工作状态；

若空调器处于制冷状态，则控制导风板从初始位置向下摆动第一预设角度；

若空调器处于制热状态，则控制导风板从初始位置向下摆动第二预设角度。

11.一种空调器，包括扫风结构，其特征在于，所述扫风结构为权利要求1至5中任一项所述的扫风结构。

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