一種基于擺葉變風(fēng)的音樂(lè)風(fēng)扇及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于擺葉變風(fēng)的音樂(lè)風(fēng)扇及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]市場(chǎng)上的家用電風(fēng)扇主要有吊扇、臺(tái)扇、落地扇，主要由風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)、風(fēng)扇扇葉、前后網(wǎng)罩、連接頭及擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、底座及開(kāi)關(guān)控制機(jī)械等構(gòu)成。通過(guò)開(kāi)關(guān)控制風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)風(fēng)扇扇葉的運(yùn)動(dòng)達(dá)到送風(fēng)的效果。同時(shí)風(fēng)扇扇葉可以通過(guò)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的擺動(dòng)送風(fēng)，或者通過(guò)旋轉(zhuǎn)方向葉改變送風(fēng)方向。
[0003]市場(chǎng)上也已經(jīng)有帶加濕器的落地風(fēng)扇，它由底座、支撐座、風(fēng)扇頭和加濕器組成，底座與支撐座為可拆卸連接；所述加濕器包括底殼、霧化頭、水箱、噴嘴和加濕風(fēng)扇；支撐座由前半殼和后半殼組成，后半殼由下半殼和上半殼組成，前半殼與下半殼組成存儲(chǔ)腔、上端構(gòu)成支座；加濕器在底座上，一導(dǎo)管將設(shè)置在風(fēng)扇頭上的噴嘴與加濕器連通。在家電中有兩頭的與加濕器配合的組合電風(fēng)扇，但是它們都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)每個(gè)風(fēng)扇的擺葉多角度的擺動(dòng)，以擴(kuò)大人體感受到的迎風(fēng)面；同時(shí)它們不是通過(guò)通氣導(dǎo)管將上升濕氣流直接導(dǎo)入風(fēng)扇葉片前。
[0004]市場(chǎng)上也已經(jīng)有自然風(fēng)風(fēng)扇，包括風(fēng)扇、空氣加濕器、底座、支撐桿、折葉擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、折疊機(jī)構(gòu)和控制單元；但是其包括7個(gè)或9個(gè)電風(fēng)扇，占用體積較大；折葉擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包含多個(gè)電機(jī)、錐齒輪，較為復(fù)雜的齒輪傳遞機(jī)構(gòu)，可靠性低，控制要求高，加工成本高，很難實(shí)際生產(chǎn)；它使用的是直流電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置很難確定，沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用的可行性。
[0005]現(xiàn)有的電風(fēng)扇有以下不足:1、現(xiàn)有的風(fēng)扇一般是單頭或雙頭的形式，但雙頭方式為上下雙頭，不能在水平方向形成較大的迎風(fēng)面；2、現(xiàn)有的風(fēng)扇吹出的風(fēng)一般是風(fēng)柱或風(fēng)柱的扇形掃略形式的，沒(méi)有前置擺葉的不同角度擺動(dòng)，不能產(chǎn)生自然風(fēng)效果，長(zhǎng)時(shí)間接受這樣的風(fēng)對(duì)人體健康不利。有一種自然風(fēng)風(fēng)扇可以吹出自然風(fēng)，但是其錐齒輪傳遞機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；3、現(xiàn)有風(fēng)扇風(fēng)量一般在確定檔位下是固定的，沒(méi)有能夠通過(guò)音樂(lè)控制風(fēng)量的電風(fēng)扇。有一種音控風(fēng)扇，但是它使用的多個(gè)直流電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)位置不能保證。并且該音控風(fēng)扇直流電機(jī)轉(zhuǎn)速較高，沒(méi)有相應(yīng)變速機(jī)構(gòu)；4、現(xiàn)有電風(fēng)扇一般通過(guò)按鈕選擇檔位、開(kāi)關(guān)，即使有遙控功能，只能控制檔位、開(kāi)關(guān)、停機(jī)時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于擺葉變風(fēng)的音樂(lè)風(fēng)扇及其控制方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種基于擺葉變風(fēng)的音樂(lè)風(fēng)扇，包括動(dòng)力單元、支撐單元、加濕單元、擺葉驅(qū)動(dòng)單元和控制單元；
所述動(dòng)力單元，包括兩個(gè)風(fēng)扇，動(dòng)力單元位于外殼內(nèi)； 所述支撐單元，包括:支撐結(jié)構(gòu)和外殼；支撐結(jié)構(gòu)的頂端與外殼底部固定，外殼的底部留有濕氣進(jìn)氣孔；
所述加濕單元的濕氣通過(guò)濕氣進(jìn)氣孔通入外殼內(nèi)；
所述擺葉驅(qū)動(dòng)單元，包括:前梁、后梁、步進(jìn)直線絲桿電機(jī)、兩根光軸、八根螺桿、六個(gè)擺動(dòng)軸、六個(gè)固連件、六個(gè)轉(zhuǎn)軸、絲母、隔板、六個(gè)連接片、六片擺葉；
所述前梁、后梁結(jié)構(gòu)相同，均為截面為“L”形的長(zhǎng)板；
所述絲母為帶內(nèi)螺紋的法蘭，該法蘭凸臺(tái)上有四個(gè)均勻分布的安裝孔，絲母位于前梁中部、后梁中部之間；
所述前梁中間、后梁中間與絲母的四個(gè)安裝孔通過(guò)螺釘連接；絲母的內(nèi)螺紋與步進(jìn)直線絲桿電機(jī)的輸出軸連接；
所述八根螺桿均穿過(guò)外殼的右側(cè)壁、隔板，將兩者固定；
所述兩根光軸之間平行、外殼的右側(cè)壁與隔板之間平行；
所述轉(zhuǎn)軸的兩端有螺紋、中部為光軸；
所述固連件為兩端帶孔鋼片，位于擺動(dòng)軸、轉(zhuǎn)軸之間；
所述擺葉為長(zhǎng)條狀，兩端均有安裝孔；
所述連接片一端具有內(nèi)螺紋孔，與轉(zhuǎn)軸通過(guò)螺紋連接，連接片另一端具有擺葉固定孔，通過(guò)螺栓與擺葉固定；
所述固連件一端與擺動(dòng)軸通過(guò)螺母固定，固連件另一端與轉(zhuǎn)軸一端通過(guò)螺母連接；轉(zhuǎn)軸另一端通過(guò)連接片連接擺葉，轉(zhuǎn)軸在擺動(dòng)軸帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)；
所述控制單元安裝在支撐結(jié)構(gòu)上；
所述控制單元，包括:電源模塊、音頻播放模塊、液晶顯示模塊、獨(dú)立按鍵模塊、紅外遙控模塊、音頻轉(zhuǎn)換模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；
電源模塊的輸出端分別連接音頻轉(zhuǎn)換模塊的供電端、AD轉(zhuǎn)換模塊的供電端、單片機(jī)的供電端、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的供電端和步進(jìn)直線絲桿電機(jī)的供電端；
音頻播放模塊的輸入端連接單片機(jī)的輸出端，音頻播放模塊的輸出端連接音頻轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，音頻轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接AD轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出端連接單片機(jī)的輸入端，單片機(jī)的輸出端分別連接音頻播放模塊的輸入端、液晶顯示模塊的輸入端、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端連接步進(jìn)電機(jī)的輸入端，獨(dú)立按鍵模塊的輸出端連接單片機(jī)的輸入端，紅外遙控模塊與單片機(jī)建立無(wú)線通信。
[0008]進(jìn)一步地，所述支撐結(jié)構(gòu)包括底座、支撐桿和加濕器固定板；支撐桿一端安裝在底座上，支撐桿另一端安裝在外殼底部，加濕器固定板與支撐桿固定連接，加濕器安裝于加濕器固定板上；所述控制單元安裝在支撐桿上。
[0009]進(jìn)一步地，所述風(fēng)扇包括風(fēng)扇電機(jī)和葉片；兩個(gè)風(fēng)扇電機(jī)與外殼的后壁連接，葉片與風(fēng)扇電機(jī)的輸出軸連接；
兩個(gè)風(fēng)扇水平方向上中心在一條直線上。
[0010]進(jìn)一步地，所述加濕單元，包括:加濕器和通氣導(dǎo)管；通氣導(dǎo)管一端連接加濕器的出氣孔，通氣導(dǎo)管另一端連接外殼的底部留有的濕氣進(jìn)氣孔。
[0011]進(jìn)一步地，所述擺葉驅(qū)動(dòng)單元，還包括:電機(jī)支架、四個(gè)軸支架、兩個(gè)直線滾珠軸承、六個(gè)帶座軸承； 電機(jī)支架為一塊彎折成90°的鋼板，其所形成的兩個(gè)平面分別與隔板、步進(jìn)直線絲桿電機(jī)固定；
兩個(gè)直線滾珠軸承均位于前梁、后梁之間，且其中一個(gè)直線滾珠軸承位于前梁頂端、后梁頂端之間，另一個(gè)直線滾珠軸承位于前梁底端、后梁底端之間；
每個(gè)直線滾珠軸承包括軸孔和安裝凸臺(tái)，軸孔與光軸配合，使得直線滾珠軸承沿光軸上下滑動(dòng)，安裝凸臺(tái)上兩個(gè)對(duì)稱的安裝孔通過(guò)螺栓與前梁、后梁連接；
四個(gè)軸支架分別位于隔板與外殼右側(cè)內(nèi)壁之間，軸支架兩端有兩個(gè)安裝孔，軸支架中間為軸孔，四個(gè)軸支架兩兩一組，一組軸支架分別位于前梁行程極限位置外側(cè)一端和后梁行程極限位置外側(cè)一端，另一組軸支架分別位于前梁行程極限位置外側(cè)另一端和后梁行程極限位置外側(cè)另一端；每組軸支架的軸孔固定一根光軸，通過(guò)鎖緊螺釘將光軸鎖緊在軸支架上；
八根螺桿分別穿過(guò)各軸支架的安裝孔將軸支架固定在外殼的右側(cè)內(nèi)壁上；
每根螺桿均穿過(guò)外殼的右側(cè)壁、軸支架、隔板，將三者固定；
轉(zhuǎn)軸中部與帶座軸承的孔配合，由帶座軸承內(nèi)圈上的鎖緊螺釘鎖緊。
[0012]所述的基于擺葉變風(fēng)的音樂(lè)風(fēng)扇的控制方法，包括以下步驟:
步驟1:音頻播放模塊接收單片機(jī)信息指令讀取內(nèi)存卡音頻文件信息，并通過(guò)連接喇叭進(jìn)行音頻播放；
步驟2:將音頻文件經(jīng)音頻轉(zhuǎn)換模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成O?5V直流電壓數(shù)字信號(hào)輸出至單片機(jī)；
步驟3:單片機(jī)對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行濾波、去噪處理，并產(chǎn)生控制步進(jìn)直線絲桿電機(jī)正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的信號(hào)傳輸至步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；
步驟4:單片機(jī)根據(jù)音頻文件的強(qiáng)度和頻率產(chǎn)生不同的控制電壓輸出信號(hào)傳輸至步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊；
步驟5:步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)控制步進(jìn)直線絲桿電機(jī)的輸出軸按音樂(lè)頻率的變化轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)前梁、后梁同時(shí)向前或向后直線移動(dòng)，從而使擺葉按照音樂(lè)頻率多角度的擺動(dòng)，擺葉擺動(dòng)方向與步進(jìn)直線絲桿電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相對(duì)應(yīng)；
步驟6:通過(guò)獨(dú)立按鍵模塊或紅外遙控模塊控制電源的啟動(dòng)停止和對(duì)播放音頻文件的選擇，并通過(guò)液晶顯示模塊顯示播放的音頻文件信息；
步驟7:在擺葉擺動(dòng)過(guò)程中加濕單元持續(xù)向風(fēng)扇前端輸送濕氣；
步驟8:當(dāng)風(fēng)扇停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，擺葉轉(zhuǎn)到平行位置且加濕單元停止工作。
[0013]有益效果:
音樂(lè)播放模塊可以實(shí)現(xiàn)音頻信息傳送給音頻轉(zhuǎn)換模塊的同時(shí)將音頻信息通過(guò)喇叭播放出來(lái)，從而讓人聽(tīng)到音樂(lè)，放松身心。液晶顯示模塊接收單片機(jī)相應(yīng)輸出的播放曲目信息，顯示在液晶顯示屏上，讓使用者方便的了解當(dāng)前音樂(lè)的相關(guān)信息。獨(dú)立按鍵模塊實(shí)現(xiàn)手動(dòng)對(duì)控制單元的功能選