CN112628182A - 一种智能风扇底座装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种智能风扇底座，包括动力源、传动组件、传感器模块、底座、电控模块、支撑连接组件；动力源和传动组件设置于底座内；支撑连接组件包括支撑杆；支撑杆竖直地设置于底座上方，支撑杆下部周向活动地安装于底座上；撑杆上部可以与电风扇，比如与落地式电风扇主机部分通过紧固螺钉紧固；动力源、传动组件、支撑杆依次动力连接；动力源经由传动组件，驱动支撑杆相对底座旋转；传感器模块用于检测用户相对底座的位置范围；电控模块分别与传感器模块和动力源电连接；本发明能实现智能开启关闭、智能调速和摇头、智能调整位置，与传统风扇配合使用，能便捷、低成本地完成从传统风扇到智能风扇的升级改造。

Description

一种智能风扇底座装置

技术领域

本发明涉及生活电器领域，具体涉及一种周向转动智能风扇底座。

背景技术

在人们的日常生活中，人们常常用电风扇在夏日用来消暑，用小太阳电热扇在冬日用来取暖。以下阐述的内容以电风扇为例。家用电风扇一般为台式或者落地式，底座一般仅起支撑作用，在使用者需要使用电风扇的时候，需要手动开启电风扇；需要调节电风扇转速的时候，需要手动操作；个人使用或者多人使用的时候，也需要手动开启或者关闭摇头功能；使用者对电风扇和使用者的距离不满意时，也需要亲自挪动电风扇；结束使用电风扇，利用定时功能或者手动关闭电风扇。在上述使用过程中，以电风扇为例，存在如下局限性：

1)开关电风扇、调速、摇头、调整电风扇的位置，均需要手动操作，操作繁琐不便。

2)电风扇的开关需要手动控制，当使用者离开时忘记关闭电源，会造成不必要的用电浪费。

3)电风扇一般都有定时功能，但是使用者对于电风扇的使用时间估计不准，电风扇也无法根据环境温度变化断电通电，定时时间过短，无法满足使用者的需求，使用者还需要再次开启电风扇，定时时间过长，容易着凉感冒。

4)电风扇叶片的旋转速度需要手动控制，且旋转速度仅能通过3-4个档位来控制，使用者不能很好地得到一个合理的风量。

5)电风扇摆动角度有限，因此送风范围受到极大的限制，个人使用或者多人使用时，必须坐在固定的送风范围之内；除此之外，电风扇的摆动角度也无法灵活控制。

6)电风扇只能做周期性摆动，无法随着人的走动而调整风向。

7)调整电风扇的位置时，电风扇底部的轮子可能会出现卡住无法移动的现象，移动不方便不省力，同时，调整电风扇位置可能需要多次移动，才能将电风扇调整到一个令使用者满意的位置。

8)电风扇因为一些原因发生故障(例如叶片卡住)时，不能自动断电，可能会损坏电路，甚至出现安全事故。

针对现有电风扇存在的问题，亟需一种操作便捷高效、结构简单、成本低廉、集智能控制开启关闭、智能调速和摇头、智能调整位置功能于一体的风扇底座，与现有传统风扇配合使用，从而便捷、低成本地完成从传统风扇到智能风扇的升级改造。

发明内容

为了解决现有技术方案的不足，本发明提出一种智能风扇底座，包括动力源、传动组件、传感器模块、底座、电控模块、支撑连接组件，其特征在于：

动力源和传动组件均设置于底座内；

支撑连接组件包括支撑杆；支撑杆竖直地设置于底座上方，且支撑杆的下部周向活动地安装于底座上；撑杆的上部可以与电风扇，比如与落地式电风扇(以下统称为电风扇)的主机部分(拆除原产品的底座和底部支撑梁后)通过紧固螺钉快速紧固；

动力源、传动组件、支撑杆依次动力连接；动力源经由传动组件，驱动支撑杆相对底座旋转；

传感器模块用于检测用户相对底座的位置范围；

电控模块分别与传感器模块和动力源电连接；

作为优选，本发明还包括万向轮，并设置于底座下方；

作为优选，传动组件采用具有较大传动比的蜗轮蜗杆传动机构；

作为优选，本发明还包括集电环组件；更为优选，集电环组件设置于壳体上；

作为优选，本发明还包括显示控制组件；更为优选，显示控制组件设置于支撑杆上；

作为优选，本发明还包括用于向电风扇的主机部分供电的电源插板；更为优选，电源插板固定于支撑杆上；电源插板通过包括但不限于电刷环技术、无线供电技术中的至少一种技术与底座内的电控模块电连接。

作为优选，传感器模块设置在支撑杆上，并与电控模块电连接；

作为优选，传感器模块采用人体热释电红外传感器；更为优选，传感器模块包括主壳体、人体热释电红外传感器；人体热释电红外传感器为8个，且均匀分布于传感器外壳里的8个格子内；

作为优选，电控模块还包括蓝牙与WiFi模块；

作为优选，传感器模块还包括温度传感器；

作为优选，本发明还包括反转励磁装置。

本发明一种智能风扇底座装置，与现有的技术相比具有以下优点：

1)开关电风扇、调速、设置送风范围、调整电风扇的位置，均可在用户终端操作完成，实现了电风扇的智能化，符合智能家居的要求。

2)本发明一种智能风扇底座装置，可以实现人走扇停、人来扇启、人动扇随，节约了能源，同时提升了用户体验感。

3)本发明一种智能风扇底座装置，在夜间可以设置智能睡眠模式，防止使用者着凉感冒。

4)本发明一种智能风扇底座装置，生产成本低廉，而使用者只需要将传统的落地电风扇的上半部分安装在智能风扇底座，能很方便地完成从传统风扇到智能风扇的改造升级，降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种智能风扇底座装置的立体结构示意图；

图2为本发明一种智能风扇底座装置的立体剖视图；

图3为本发明一种智能风扇底座装置的主视图；

图4为本发明一种智能风扇底座装置的主剖视图；

图5为图2中Ⅰ处(去除电控模块)的局部放大图；

图6为本发明一种智能风扇底座装置的电机支撑架的立体结构示意图；

图7为本发明一种智能风扇底座装置的集电环组件的***结构示意图；

图8为本发明一种智能风扇底座装置的集电环组件的剖视图；

图9为本发明一种智能风扇底座装置的支撑杆与蜗轮轴的主剖视图；

图10为本发明一种智能风扇底座装置的传感器模块的***结构示意图；

图11为本发明一种智能风扇底座装置的传感器外壳的立体结构示意图；

图12为本发明一种智能风扇底座装置的传感器工作流程图。

附图标记：

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

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方式的目的，不是旨在于限制本发明。

在本发明的各实施例中，为了便于描述而非限制本发明，本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语"连接"并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。"上"、"下"、"下方"、"左"、"右"等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

本发明一种智能风扇底座装置具体实施例一：

如图1至图4所示，为本发明一种智能风扇底座，包括动力源(1)、传动组件(2)、传感器模块(4)、底座(5)、电控模块(6)、支撑连接组件，其特征在于：

动力源(1)和传动组件(2)均设置于底座(5)内；

支撑连接组件包括支撑杆(26)；支撑杆(26)竖直地设置于底座(5)上方，且支撑杆(26)的下部周向活动地安装于底座(5)上；支撑杆(26)的上部可以与电风扇，比如与落地式电风扇(以下统称为电风扇)的主机部分(拆除原产品的底座和底部支撑梁后)通过紧固螺钉快速紧固；

动力源(1)、传动组件(2)、支撑杆(26)依次动力连接；动力源(1)经由传动组件(2)，驱动支撑杆(26)相对底座(5)旋转，从而带动电风扇的主机部分实现给定角度范围的摆头(含整周回转)，也即实现送风范围的实时可调。

传感器模块(4)用于检测用户相对底座(5)的位置范围；

电控模块(6)分别与传感器模块(4)和动力源(1)电连接，用于为本发明供电，以及控制动力源(1)的启闭，并根据传感器模块(4)反馈的检测信息，调整支撑杆(26)相对底座(5)的旋转动作，包括但不限定于调整支撑杆(26)旋转角度、旋转速度、旋转运动停顿时间间隔、旋转周次。更为具体地，本例中，电控模块(6)基于51单片机(61)开发。

作为优选，为了便于移动放置本发明，一种智能风扇底座，还包括万向轮(53)；万向轮(53)设置于底座(5)下方；本例中，更为具体地，如图1至图4所示，4个万向轮(53)位于底板(51)下方，且关于底座(5)轴向等周向间隔布置。

本例中，更为具体地，如图5所示，底座(5)包括壳体(52)、底板(51)，其中：壳体(52)位于底板(51)正上方，底板(51)与壳体(52)通过螺纹方式进行紧固，构成了一个内有空腔的环座体；

本例中，更为具体地，如图5所示，动力源(1)包括步进电机(11)和电机支撑架(12)，步进电机(11)固定于电机支撑架(12)上方，电机支撑架(12)位于底板(51)上方，且电机支撑架(12)和底板(51)通过螺纹方式进行紧固；电机支撑架(12)的结构如图6所示。

作为优选，为了使得本发明结构更加紧凑，降低配件购置成本，本例中，传动组件(2)采用具有较大传动比的蜗轮蜗杆传动机构。本例中，更为具体地，如图2和图4所示，传动组件(2)包括联轴器(21)、蜗杆(22)、蜗杆支撑架(23)、蜗轮(24)、蜗轮轴(25)，其中：一对蜗杆支撑架(23)设置于底板(51)上方，且蜗杆支撑架(23)和底板(51)通过螺纹方式进行紧固；步进电机(11)的输出轴借助联轴器(21)与蜗杆(22)动力连接，蜗杆(22)通过滚动轴承周向活动地安装于2个蜗杆支撑架(23)上；蜗轮(24)安装于蜗轮轴(25)上，蜗轮轴(25)竖向设置，并通过滚动轴承周向活动地安装于底板(51)中心位置处；蜗轮(24)与蜗杆(22)啮合传动；如图9所示，支撑杆(26)与蜗轮轴(25)通过销钉进行连接。

作为优选，本发明一种智能风扇底座还包括显示控制组件(未画出)，用于显示本发明运行状态数据，以及用于放置控制按钮开关；显示控制组件通过电刷环技术、和/或无线传输技术(wifi、蓝牙等)与电控模块(6)电连接；

考虑到本发明在工作时，支撑杆(26)始终跟随用户旋转，因此为了便于用户手动操作控制，作为优选，显示控制组件设置于支撑杆(26)上；

作为优选，为了实现一体化式集中供电，也即避免本发明在配合电风扇使用时需要占用2个电源插孔，本发明一种智能风扇底座还包括用于向电风扇的主机部分供电的电源插板(7)；

作为优选，为了提高传感器模块(4)的检测精度，避免地面物体物品，尤其是宠物等对传感器模块(4)的干扰，传感器模块(4)设置在支撑杆(26)上；传感器模块(4)可借助电刷环技术、和/或无线传输技术(wifi、蓝牙等)与电控模块(6)电连接。

作为优选，为了节约成本，传感器模块(4)采用人体热释电红外传感器(42)检测用户相对底座(5)的位置范围。

更为优选，传感器模块(4)包括主壳体、人体热释电红外传感器(42)，其中：主壳体共轴地套设于支撑杆(26)上；不少于4个的人体热释电红外传感器(42)关于主壳体轴向等周向间隔地设置于主壳体内，人体热释电红外传感器(42)的信号接收面嵌设于主壳体的外周壁上。更为具体地，本例中，主壳体包括自上而下垂直且共轴地布置的传感器外壳(43)、传感器固定环板(44)、传感器顶盖环板(45)；更为具体地，如图11所示，传感器外壳(43)内关于其轴向均匀对称地设置有8个扇形的传感器隔离腔；传感器固定环板(44)通过螺钉与传感器外壳(43)紧固，实现了传感器隔离腔上端面的封闭；8个人体热释电红外传感器(42)一一相应地设置于所述传感器隔离腔内；由于传感器隔离腔的遮挡限制，每个人体热释红外传感器(42)的感应范围为45°，共同实现了360°全周向检测；人体热释电红外传感器(42)上方通过传感器固定环板(44)固定；传感器顶盖环板(45)通过螺钉与传感器外壳(43)紧固，实现了传感器外壳(43)上端面的封闭；传感器外壳(43)、传感器固定环板(44)、传感器顶盖环板(45)共同围成了一个具有中心通孔的环体状的主壳体；支撑杆(26)上部穿过所述中心通孔，并利用紧固螺钉将主壳体共轴地紧固于支撑杆(26)上，实现了传感器模块(4)可随支撑杆(26)一起转动。

本实施例中，可以实现智能跟踪模式。使用时，将本发明智能风扇底座装置置于地面，万向轮(53)与地面接触并处于锁止状态，电风扇的主机部分通过紧固件与支撑杆(26)快速固接，电风扇的电源插头***电源插板(7)上。当本发明自身接上电源时，开启电风扇，电风扇叶片开始旋转，8个人体热释电红外传感器(42)从周向各角度检测定位用户的人***置，并将人***置信号和旋转信号通过集电环(33)传递给电控模块(6)，人***置信号与旋转角度信号通过预先设定好的程序传递给步进电机(11)，步进电机(11)带动联轴器(21)驱动蜗杆(22)，进而使蜗轮(24)、蜗轮轴(25)、支撑杆(26)开始绕轴转动，电风扇也随着支撑杆(26)开始转动，送风方向因此而改变，从而实现扇头随着人体走动而转动的智能跟踪。

本实施例中，也可以实现智能断电。在使用者离开房间之后，忘记关闭电风扇，人体热释电红外传感器(42)在5分钟之内检测不到人***置，电控模块(6)控制自动断电，电风扇的叶片停止转动。

本发明一种智能风扇底座装置具体实施例二：

为了实现电风扇的360°旋转，解决缠线问题，在具体实施例一的基础上，改进获得了具体实施例二，如图1-图4所示。

更为优选，为了避免在支撑杆(26)相对底座(5)作整周旋转的过程中，电源线会发生缠绕，电源插板(7)固定于支撑杆(26)上，也即电源插板(7)与支撑杆(26)可一起相对底座(5)作整周旋转旋转；此外，电源插板(7)通过电刷环技术、和/或无线供电技术与底座(5)内的电控模块(6)电连接。

更为优选，为了便于集成，使得结构紧凑，电源插板(7)集成在显示控制组件中。

更为具体地，本例中，基于电刷环技术，定制了与本发明结构特点相协调适应的集电环组件(3)。如图7和图8所示，集电环组件(3)包括集电环外壳(31)、集电环内壳(32)、集电环(33)，三者轴心重合，集电环外壳(31)位于壳体(52)上方，集电环外壳(31)与壳体(52)通过螺纹方式进行紧固，集电环内壳(32)安装在集电环外壳(31)里面，且集电环内壳(32)圆柱面与集电环外壳(31)的圆柱面重合，集电环(33)安装在集电环内壳(32)里面，且与支撑杆(26)通过螺纹方式进行紧固，可以随着支撑杆(26)一起转动。电源插板(7)、集电环(33)、底座(5)内的电控模块(6)依次电连接。

更为优选，为了避免电源线对传感器模块(4)造成遮挡，电源插板(7)位于传感器模块(4)的上方。

更为具体地，本例中，为了节约成本，同时又考虑到强度和稳定性的要求，电机支撑架(12)、蜗杆(22)、蜗杆支撑架(23)、蜗轮(24)、蜗轮轴(25)、支撑杆(26)、壳体(52)、底板(51)、集电环外壳(31)、集电环内壳(32)、传感器外壳(43)、传感器固定环板(44)、传感器顶盖环板(45)均采用POM材料。

本发明一种智能风扇底座装置具体实施例三：

在具体实施例二的基础上，改进获得了具体实施例三，电控模块(6)还包括蓝牙与WiFi模块(62)。使用者可以通过用户终端(手机、遥控器等等)操控智能风扇底座装置。使用者可以通过用户终端按下开启或者关闭按钮，从而实现电风扇的开启或者关闭；使用者可通过用户终端设置支撑杆(26)旋转角度，从而控制了送风范围；在使用者走动时，还可通过用户终端开启智能跟踪模式，让扇头随着人体走动而转动；使用者还可以通过用户终端调节电风扇叶片的转速，从而给使用者提供所需要的风量。使用者也可以在中午午休的时候通过设置时间，控制风扇自动断电。

本发明一种智能风扇底座装置具体实施例四：

在具体实施例三的基础上，改进获得了具体实施例四，如图10所示，传感器模块(4)还包括温度传感器(41)，温度传感器(41)用于检测室内环境温度，并与人体热释电红外传感器(42)协同工作，从而实现智能睡眠模式，如图12所示。在夜间使用时，使用者可以通过用户终端设置智能睡眠模式，设置最低温度，温度感应器将感知的室内环境温度信号传递到底板(51)上的电控模块(6)，电控模块(6)将检测到的室内环境温度与设定最低温度进行比较。若室内温度值高于设定最低温度，电风扇继续运转。若室内温度值低于设定最低温度，电控模块(6)控制自动断电，电风扇叶片不再转动。

具体地，本例中，外部电源通过电力线缆向电控模块(6)供电，步进电机(11)、集电环(33)、人体热释电红外传感器(42)、温度传感器(41)、电源插板(7)分别与电控模块(6)电连接。电控模块(6)主要用于信号采集与处理、指令发送、电源管理、智能温控、定时控制，具体包括：

1)信号采集与处理。如：采集并处理温度感应器(41)和人体热释电红外传感器(42)的信号，接收并处理用户终端发出的信号并作出响应；

2)指令发送。如：控制步进电机(11)转动从而控制送风范围；控制风扇叶片转速等等；

3)电源管理。如：在人离开之后的5分钟之后自动断电；实现本发明具体实施例四的低功耗运行。

4)智能温控。如：在夜晚室内温度会下降，可人工设定一个温度，当夜晚温度降至低于设置温度时，风扇自动断电。

5)定时控制。如：中午午休的时候通过蓝牙APP设置一定的时间控制风扇自动断电。

本发明一种智能风扇底座装置具体实施例五：

为了在电风扇的叶片卡住时，防止电风扇的电机烧坏，保证安全，在具体实施例四的基础上，改进获得了具体实施例五，本发明还包括反转励磁装置，在电风扇发生故障导致叶片不能转动时，可以自动断电。

本发明一种智能风扇底座装置，具有如下功能：

1)智能跟踪功能。电风扇的风向会自动跟踪使用者所在的位置，使风向精准对准使用者。

2)智能睡眠功能。当室内温度值低于设定最低温度，电控模块(6)控制自动断电，进入睡眠状态，电风扇叶片不再转动，从而可以防止使用者着凉感冒。

3)智能断电功能。当电风扇发生故障导致叶片不能转动、室内5分钟之内没有人的时候，自动断电，保证了安全，减少了能源浪费。

用户终端智能控制。开关电风扇、调速、设置送风范围、调整电风扇的位置，均可在用户终端操作完成。

在本发明所提供的几个具体实施方式中，应该理解到，所揭露的***和部件，可以通过其它的方式实现。对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。***权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由同一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种智能风扇底座，包括动力源、传动组件、传感器模块、底座、电控模块、支撑连接组件，其特征在于：

动力源和传动组件均设置于底座内；

支撑连接组件包括支撑杆；支撑杆竖直地设置于底座上方，且支撑杆的下部周向活动地安装于底座上；撑杆的上部可以与电风扇的主机部分紧固；

动力源、传动组件、支撑杆依次动力连接；动力源经由传动组件，驱动支撑杆相对底座旋转；

传感器模块用于检测用户相对底座的位置范围；

电控模块分别与传感器模块和动力源电连接；电控模块用于为所述智能风扇底座供电，以及控制动力源的启闭，并根据传感器模块反馈的检测信息，调整支撑杆相对底座的旋转动作。

2.根据权利要求1所述的一种智能风扇底座，其特征在于：还包括万向轮，并设置于底座下方。

3.根据权利要求2所述的一种智能风扇底座，其特征在于：传动组件采用蜗轮蜗杆传动机构。

4.根据权利要求1所述的一种智能风扇底座，其特征在于：还包括用于向电风扇的主机部分供电的电源插板；电源插板固定于支撑杆上；电源插板通过包括但不限于电刷环技术、无线供电技术中的至少一种技术与底座内的电控模块电连接。

5.根据权利要求1所述的一种智能风扇底座，其特征在于：还包括集电环组件，集电环组件设置于壳体上。

6.根据权利要求1所述的一种智能风扇底座，其特征在于：还包括显示控制组件；电源插板集成在显示控制组件中，并位于传感器模块的上方。

7.根据权利要求6所述的一种智能风扇底座，其特征在于：传感器模块设置在支撑杆上，并与电控模块电连接，传感器模块包括热释电红外传感器。

8.根据权利要求7所述的一种智能风扇底座，其特征在于：传感器模块包括主壳体、人体热释电红外传感器；人体热释电红外传感器为8个，且均匀分布于传感器外壳里的8个格子内。

9.根据权利要求8所述的一种智能风扇底座，其特征在于：电控模块还包括蓝牙与WiFi模块。

10.根据权利要求9所述的一种智能风扇底座，其特征在于：传感器模块还包括温度传感器。

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