驱动、发电一体式自动切换风扇机电结构的制作方法

1.本实用新型属于机电设备技术领域，尤其涉及一种驱动、发电一体式自动切换风扇机电结构。


背景技术：

2.风扇用电机是一类用于风扇设备中将电能转换为机械能的装置。它主要由一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子组成。电动机利用通电线圈在磁场中受力转动的现象而制成的。
3.发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。
4.为了节省能源，越来越趋向于使用清洁能源作为动力源，例如太阳能或风能，风力发电机通过风力驱动叶扇带动转子在定子磁场中旋转作切割磁感线的运动产生电能。然而，传统的风扇电机大多仅具备用电功能，而风扇电机和发电机的励磁部分基本一致，传统的风扇电机仅具备单个用电送风功能导致其实用性较低，不利于企业发展，同时，也不符合节能环保理念。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种驱动、发电一体式自动切换风扇机电结构，旨在解决现有技术中的风扇电机仅具备单个用电送风功能导致其实用性较低，不利于企业发展，同时，也不符合节能环保理念的技术问题。
6.为实现上述目的，本实用新型实施例提供的一种驱动、发电一体式自动切换风扇机电结构，包括第一旋转机构、绕组机构和传动机构，所述第一旋转机构的输出端与风扇叶扇连接；所述绕组机构设置在所述第一旋转机构的输出端上；所述传动机构包括驱动轴、切换传动组件和传动轴，所述驱动轴转动连接在一安装座上，所述传动轴转动连接在所述安装座上，所述传动轴的端部与所述绕组机构的转子部分同步传动连接，所述切换传动组件的输出端滑动连接在所述安装座内，所述驱动轴与所述切换传动组件驱动连接，所述切换传动组件的输出端随所述切换传动组件移动能够与所述传动轴连接，以用于驱动所述传动轴旋转，所述绕组机构的转子部分与外部的发电电路的输入端电性连接。
7.可选地，所述安装座固定设置在所述绕组机构的定子部分远离风扇叶扇的端部，所述安装座设置有安装型腔，所述切换传动组件包括滑动座、连接轴、驱动源、第一齿环和第二齿环，所述滑动座滑动连接在所述安装型腔的内壁上，所述滑动座的移动路径经过所述传动轴，所述连接轴转动连接在所述滑动座上，所述第一齿环和所述第二齿环依次紧配连接在所述连接轴上，所述驱动轴的端部设置有能够啮合适配所述第一齿环的齿轮单元，所述传动轴的端部设置有能够啮合所述第二齿环的齿轮单元。
8.可选地，所述驱动轴的端部设置有第一齿轮，所述第一齿轮与所述第一齿环啮合。
9.可选地，所述传动轴的端部呈蜗杆结构设置，该蜗杆部分的螺纹与所述第二齿环的齿部啮合适配。
10.可选地，所述第一齿环的外径小于所述第二齿环的外径。
11.可选地，所述绕组机构包括定子绕组、转子绕组和旋转主轴，所述定子绕组与所述切换传动组件固定连接，所述旋转主轴与所述传动轴固定连接且同步旋转，所述转子绕组紧配连接在所述旋转主轴上，所述转子绕组与所述发电电路电性连接，所述旋转主轴与所述第一旋转机构的输出端同步旋转连接。
12.可选地，所述发电电路包括旋转整流器和励磁电枢，所述旋转整流器与转子绕组的电刷单元电性连接，所述励磁电枢与所述旋转整流器电性连接。
13.本实用新型实施例提供的驱动、发电一体式自动切换风扇机电结构中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：
14.驱动鼓风：断开发电电路的开关，切换传动组件往传动轴的方向滑动，直至切换传动组件的输出端与传动轴连接。此时，切换传动组件作为传动轴的动力源，驱动轴由外部动力源，例如，伺服电机驱动旋转，通过切换传动组件带动传动轴旋转。传动轴通过绕组机构驱动第一旋转机构的输出端同步旋转。第一旋转机构的输出端带动风扇叶扇旋转，实现鼓风。
15.风力发电：风扇叶扇受风力影响，逆向驱动传动轴旋转，切换传动组件302 远离传动轴，使传动轴与切换传动组件呈相互独立的状态，闭合发电电路的开关，绕组机构的转子部分随传动轴驱动座相对绕组机构的定子部分作切割磁感线运动，产生电能并输送至发电电路中。
16.相较于现有技术中的风扇电机仅具备单个用电送风功能导致其实用性较低，不利于企业发展，同时，也不符合节能环保理念的技术问题，本实用新型实施例提供的驱动、发电一体式自动切换风扇机电结构将鼓风功能和发电功能集中于一体，并通过活动结构驱动传动部分进行功能切换，结构简单，巧妙，有效地提高该风扇机电结构的实用性，有利于企业发展。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型实施例提供的驱动、发电一体式自动切换风扇机电结构的结构示意图。
19.图2为本实用新型实施例提供的驱动、发电一体式自动切换风扇机电结构的后视图。
20.图3为沿图2中的a-a线的剖切视图。
21.图4为图2中的安装座拆卸后的结构示意图。
22.图5为本实用新型实施例提供的传动机构的结构示意图。
23.图6为图5中的b的放大图。
24.图7为本实用新型实施例提供的驱动、发电一体式自动切换风扇机电结构的电路框图。
25.其中，图中各附图标记：
26.100—第一旋转机构
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200—绕组机构
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300—传动机构
27.400—风扇叶扇
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301—驱动轴
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302—切换传动组件
28.303—传动轴
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304—安装座
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500—发电电路
29.314—安装型腔
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312—滑动座
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322—连接轴
30.332—驱动源
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342—第一齿环
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352—第二齿环
31.324—传动室
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334—连接室
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311—第一齿轮
32.201—转子绕组
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203—旋转主轴
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211—安装架
33.221—安装槽
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202—转子绕组
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212—旋转座
34.101—端盖
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102—叶扇轴
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501—旋转整流器
35.502—励磁电枢
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344—连接型腔。
具体实施方式
36.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～7描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型的限制。
37.在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
39.在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
40.在本实用新型的一个实施例中，如图1～7所示，提供一种驱动、发电一体式自动切换风扇机电结构，包括第一旋转机构100、绕组机构200和传动机构 300。第一旋转机构100的输出端与风扇叶扇400连接。绕组机构200设置在第一旋转机构100的输出端上。传动机构300包括驱动轴301、切换传动组件302 和传动轴303。驱动轴301转动连接在一安装座304上。传动轴303转动连接在安装座304上。传动轴303的端部与绕组机构200的转子部分同步传动连接。切换传动组件302的输出端滑动连接在安装座304内。驱动轴301与切换传动组件
302驱动连接。切换传动组件302的输出端随切换传动组件302移动能够与传动轴303连接，以用于驱动传动轴303旋转。绕组机构200的转子部分与外部的发电电路500的输入端电性连接。
41.具体的，该驱动、发电一体式自动切换风扇机电结构的工作原理：
42.驱动鼓风：断开发电电路500的开关，切换传动组件302往传动轴303的方向滑动，直至切换传动组件302的输出端与传动轴303连接。此时，切换传动组件302作为传动轴303的动力源，驱动轴301由外部动力源，例如，伺服电机驱动旋转，通过切换传动组件302带动传动轴303旋转。传动轴303通过绕组机构200驱动第一旋转机构100的输出端同步旋转。第一旋转机构100的输出端带动风扇叶扇400旋转，实现鼓风。
43.风力发电：风扇叶扇400受风力影响，逆向驱动传动轴303旋转，切换传动组件302远离传动轴303，使传动轴303与切换传动组件302呈相互独立的状态，闭合发电电路500的开关，绕组机构200的转子部分随传动轴303驱动座相对绕组机构200的定子部分作切割磁感线运动，产生电能并输送至发电电路中。
44.相较于现有技术中的风扇电机仅具备单个用电送风功能导致其实用性较低，不利于企业发展，同时，也不符合节能环保理念的技术问题，本实用新型实施例提供的驱动、发电一体式自动切换风扇机电结构将鼓风功能和发电功能集中于一体，并通过活动结构驱动传动部分进行功能切换，结构简单，巧妙，有效地提高该风扇机电结构的实用性，有利于企业发展。
45.如图1～7所示，在本实用新型的另一个实施例中，安装座304固定设置在绕组机构200的定子部分远离风扇叶扇400的端部，安装座304设置有安装型腔314，切换传动组件302包括滑动座312、连接轴322、驱动源332、第一齿环342和第二齿环352，滑动座312滑动连接在安装型腔314的内壁上，滑动座 312的移动路径经过传动轴303，连接轴322转动连接在滑动座312上，第一齿环342和第二齿环352依次紧配连接在连接轴322上，驱动轴301的端部设置有能够啮合适配第一齿环342的齿轮单元，传动轴303的端部设置有能够啮合第二齿环352的齿轮单元。
46.具体的，安装座304包括传动室324和连接室334，安装型腔314成型于传动室324内，连接室334内设置有呈匚型状结构设置连接型腔344，连接型腔 344与安装型腔314连通。连接室334盖合安装在绕组机构200的定子部分的侧壁上。转子部分的转轴与传动轴303一体成型。传动轴303转动连接在连接型腔344和安装型腔314之间的内壁上。第一齿环342和第二齿环352位于安装型腔314内。
47.如图1～7所示，在本实用新型的另一个实施例中，驱动轴301的端部设置有第一齿轮311，第一齿轮311与第一齿环342啮合。具体的，在本实施例中，驱动轴301和滑轴的长度延伸方向互相平行。第一齿环342和第一齿轮311的轴向方向互相平行。其中，第一齿环342和第一齿轮311的外齿部能够互相咬合实现齿轮和齿环之间的啮合效果。第一齿环342和第一齿轮311的外齿部均设置有用于引导第一齿环342和第一齿轮311相对移动后能够稳定啮合的倾斜倒角结构。
48.同时，在本实施例中，传动轴303上的齿轮单元也可以采用与第二齿环352 啮合设置，该连接方式与第一齿环342和第一齿轮311的连接方式相同，本实施例不再赘述。
49.如图1～7所示，在本实用新型的另一个实施例中，传动轴303的端部呈蜗杆结构设
置，该蜗杆部分的螺纹与第二齿环352的齿部啮合适配。具体的，第二齿环352为蜗轮结构。该蜗轮紧配套设在传动轴303上。采用蜗轮结构能够降低传动轴303上的齿轮单元的空间占比，实现空间优化。
50.如图1～7所示，在本实用新型的另一个实施例采用两种实施例中提及的第一齿环342和第二齿环352的结构设置，同时，第一齿环342的外径小于第二齿环352的外径。具体的，第一齿环342和第二齿环352依次紧密连接，其中，第一齿轮311的外径长度远大于设置在传动轴303上的蜗杆部分的外径长度，第一齿环342和第二齿环352的整体侧视截面呈t型装结构设置，第一齿环342 的轴向长度大于第二齿环352，在滑轴的移动过程中，第一齿环342能够始终与驱动轴301上的第一齿轮311啮合，有效防止其余实施例中可能存在第一齿环 342和第一齿轮311撞齿的情况发生。
51.如图1～7所示，在本实用新型的另一个实施例中，绕组机构200包括定子绕组201、转子绕组202和旋转主轴203。定子绕组201与切换传动组件302固定连接。旋转主轴203与传动轴303固定连接且同步旋转。转子绕组202紧配连接在旋转主轴203上。转子绕组202与发电电路500电性连接。所述旋转主轴203与所述第一旋转机构100的输出端同步旋转连接。
52.具体的，定子绕组201包括安装架211和磁性件(图未示)。安装架211 呈环状结构设置，安装架211上设置有多个围绕其中心周向设置的安装槽221。磁性件的数量为多组，所有磁性件分别一一安装在对应的安装槽221内。相邻两组磁性件靠近安装架211中心的端部呈异性磁极。
53.如图1～7所示，转子绕组202包括旋转座212和电刷(图未示)，旋转座 212固定设置在旋转主轴203上，旋转座212与旋转主轴203同心设置，电刷的数量为多组，多组电刷围绕旋转座212的中心周向分布在旋转座212的侧壁上。电刷与发电电路500电性连接。
54.如图1～7所示，所述第一旋转机构100包括端盖101和叶扇轴102，所述端盖101固定连接在所述安装架211远离所述切换传动组件302的端部，所述叶扇轴102与所述旋转主轴203一体成型，所述叶扇轴102转动连接在所述端盖 101上，所述叶扇轴102与风扇叶扇400连接。
55.当该风扇机电结构作为鼓风元件时，外部发电电路500断开，即使电刷旋转也并不会产生交流电。当风扇机电结构作为发电单元时，外部发电电路500 的通路，电刷经风扇叶扇400带动旋转切割定子绕组201的磁场进而产生交流电子，交流电子输送至发电电路500中。
56.如图1～7所示，在本实用新型的另一个实施例中，发电电路500包括旋转整流器501和励磁电枢502，旋转整流器501与转子绕组202的电刷电性连接，励磁电枢502与旋转整流器501电性连接。具体的，励磁电枢502与外部电能存储结构电性连接，转子绕组202切割磁感线后产生的交流电子经旋转整流器 501输送至励磁电枢502后，励磁电枢502将其转化成电能输送至外部电能存储结构中。
57.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。