空调器的可换向双风道结构、空调器及其控制方法与流程

1.本发明涉及空调器技术领域，具体涉及一种空调器的可换向双风道结构、空调器及其控制方法。


背景技术：

2.现有的上下双出风空调器中，风叶设置在蜗壳内，蜗壳具有上下设置的两个出风通道以及出风口。空调器还包括分别设置在蜗壳上下两个出风口处的两个挡风机构，挡风机构可选择地遮挡出风口。
3.虽然现有的该种空调器通过对该两个挡风机构控制而实现空调器的单独上出风、单独下出风或上下同时出风，但双风口以及挡风机构的设置影响蜗壳内壁结构，继而影响风量和送风距离，降低了舒适度和调温速率。


技术实现要素：

4.本发明的第一目的在于提供一种简化风道结构且大幅度提升送风量的空调器的可换向双风道结构。
5.本发明的第二目的在于提供一种简化风道结构且大幅度提升送风量的空调器。
6.本发明的第三目的在于提供一种简化风道结构且大幅度提升送风量的空调器的控制方法。
7.本发明第一目的提供的空调器的可换向双风道结构包括第一蜗壳、第二蜗壳、电机、第一离合机构和第二离合机构；电机设置在第一蜗壳和第二蜗壳之间，电机具有第一转轴，第一离合机构设置在第一蜗壳与第一转轴之间，第二离合机构设置在第二蜗壳与第一转轴之间；当第一离合机构处于结合状态，第一转轴带动第一蜗壳转动；当第二离合机构处于结合状态，第一转轴带动第二蜗壳转动。
8.进一步的方案是，第一蜗壳具有第一出风口，第二蜗壳具有第二出风口；第一蜗壳可转动于第一位置与第二位置之间，第二蜗壳可转动于第三位置与第四位置之间；当第一蜗壳处于第一位置且第二蜗壳处于第三位置，第一出风口与第二出风口的出风方向相同；当第一蜗壳处于第二位置且第二蜗壳处于第四位置，第一出风口与第二出风口的出风方向相同；当第一蜗壳处于第一位置且第二蜗壳处于第四位置，第一出风口与第二出风口的出风方向相反；当第一蜗壳处于第二位置且第二蜗壳处于第三位置，第一出风口与第二出风口的出风方向相反。
9.由上述方案可见，本发明设置相互独立且可转动的第一蜗壳和第二蜗壳，通过离合机构带动第一蜗壳和第二蜗壳以改变二者的出风方向，即实现了上出风、下出风和上下同时出风的切换，相互独立的蜗壳内壁结构更简单更利于气体流动，且单独上出风和单独下出风时从两个蜗壳共同输出气流，因而从蜗壳具有更大的送风量和送风距离，因而有效提升舒适度和调温速率。
10.进一步的方案是，空调器的可换向双风道结构还包括相对设置的第一风道和第二
风道；处于第一位置的第一蜗壳与第一风道连通；处于第二位置的第一蜗壳与第二风道连通；处于第三位置的第二蜗壳与第一风道连通；处于第四位置的第二蜗壳与第二风道连通。
11.由上可见，第一蜗壳和第二蜗壳的外轮廓越接近圆形越利于旋转。因此，设置分离于第一蜗壳与第二蜗壳且用于与第一蜗壳和第二蜗壳对接的第一风道和第二风道，此设置能使蜗壳的外轮廓接近圆形而利于转动，同时第一风道和第二风道加强对气流的导向效果，进一步保证送风量和送风距离。
12.进一步的方案是，第一风道包括相互独立的第一通道部和第二通道部，处于第一位置的第一蜗壳与第一通道部连通，处于第三位置的第二蜗壳与第二通道部连通；和/或第二风道包括相互独立的第三通道部和第四通道部，处于第二位置的第一蜗壳与第三通道部连通，处于第四位置的第二蜗壳与第四通道部连通。
13.由上可见，此设置最大程度保证了两侧风机对应风道之间的独立性，避免气流之间相互干扰，进一步保证送风量和送风距离。
14.进一步的方案是，电机还包括第二转轴和第三转轴，第二转轴和第三转轴均为风叶安装轴；第二转轴位于第一蜗壳内，第三转轴位于第二蜗壳内。
15.更进一步的方案是，可换向双风道结构还包括第一风叶和第二风叶；第一风叶设置在第一蜗壳内且与第二转轴连接，第二风叶设置在第二蜗壳内且与第三转轴连接。
16.更进一步的方案是，第一转轴、第二转轴和第三转轴同轴转动。
17.更进一步的方案是，电机包括第一主体和第二主体，第一主体位于第一蜗壳内，第二转轴从第一主体伸出，第二主体位于第二蜗壳内，第三转轴从第二主体伸出；第一转轴设置在第一主体与第二主体之间。
18.由上可见，电机为风叶电机，电机同时带动第一转轴、第二转轴和第三转轴，第二转轴和第三转轴分别带动第一风叶和第二风叶，此设置利用空调内空间布置和利于简化结构降低成本。另外，此设置下第一离合机构和第二离合机构位于两个蜗壳之间的间隙处，不影响两个蜗壳的进风，同时利于减少结构体积。
19.进一步的方案是，第一蜗壳与第二蜗壳之间具有间隔，第一离合机构和第二离合机构均设置在间隔中。
20.由上可见，只需将第一蜗壳与第二蜗壳间隔设置，该间隔则可作为第一离合机构和第二离合机构的设置空间。
21.进一步的方案是，第一离合机构包括设置在第一蜗壳上的第一插装结构以及用于驱动第一插装结构运动的第一驱动单元，第一离合机构还包括设置在第一转轴上的第二插装结构；第一插装结构和第二插装结构的一个为插杆，第一插装结构和第二插装结构的另一个为插孔，当第一离合机构处于结合状态，第一插装结构和第二插装结构配合；和/或，第二离合机构包括设置在第二蜗壳上的第三插装结构以及用于驱动第三插装结构运动的第二驱动单元，第二离合机构还包括设置在第一转轴上的第四插装结构；第三插装结构和第四插装结构的一个为插杆，第三插装结构和第四插装结构的另一个为插孔，当第二离合机构处于结合状态，第三插装结构和第四插装结构配合。
22.由上可见，由于第一转轴沿轴向转动，插装方式使两个离合结构在转动状态下能很好地约束而保持紧密的配合关系，因而保证结构稳定性和蜗壳转动角度的准确性。
23.进一步的方案是，第一插装结构与第二插装结构沿第一直线配合，第三插装结构
与第四插装结构沿第二直线配合。
24.由上可见，此设置利于两个离合结构之间配合与分离，降低离合难度。
25.进一步的方案是，第一直线和第二直线均垂直于第一转轴。
26.更进一步的方案是，第一直线与第二直线相互垂直。
27.由上可见，此设置下第一直线和第二直线为第一转轴的径向，不仅易于对离合机构径向设计和计算，更利于空间布置而使结构更紧凑，另外，还利于系统控制。
28.进一步的方案是，可换向双风道结构包括插装部件，第二插装结构和第四插装结构一同成型在插装部件上，插装部件固定在第一转轴。
29.由上可见，两个插装结构集合在一个部件上利于加工和装配。
30.进一步的方案是，第一离合机构包括第一齿轮，第一驱动单元驱动第一齿轮，第一插装结构上设有第一齿条部，第一齿轮与第一齿条部配合；和/或第二离合机构包括第二齿轮，第二驱动单元驱动第二齿轮，第三插装结构上设有第二齿条部，第二齿轮与第二齿条部配合。
31.更进一步的方案是，第一蜗壳上设有第一滑槽，第一插装结构与第一滑槽滑动配合，和/或第二蜗壳上设有第二滑槽，第三插装结构与第二滑槽滑动配合。
32.由上可见，此设置保证第一插装结构和第三插装结构输出的稳定的直线运动。
33.进一步的方案是，第一插装结构和第二插装结构中的一个上设有第一位置传感器，第一插装结构和第二插装结构中的另一个上设有第一可感应部，当第一插装结构与第二插装结构在二者的配合方向上相对，第一可感应部位于第一位置传感器的感应范围内；和/或第三插装结构和第四插装结构中的一个上设有第二位置传感器，第三插装结构和第四插装结构中的另一个上设有第二可感应部，当第三插装结构与第四插装结构在二者的配合方向上相对，第二可感应部位于第二位置传感器的感应范围内。
34.本发明第二目的提供的空调器包括上述的可换向双风道结构。
35.本发明第三目的空调器的控制方法中，空调器包括上述的可换向双风道结构；第一插装结构和第二插装结构中的一个上设有第一位置传感器，第一插装结构和第二插装结构中的另一个上设有第一可感应部，当第一插装结构与第二插装结构在二者的配合方向上相对，第一可感应部位于第一位置传感器的感应范围内；第三插装结构和第四插装结构中的一个上设有第二位置传感器，第三插装结构和第四插装结构中的另一个上设有第二可感应部，当第三插装结构与第四插装结构在二者的配合方向上相对，第二可感应部位于第二位置传感器的感应范围内；控制方法包括：当获取模式选择指令，根据模式选择指令执行第一控制步骤、第二控制步骤或第三控制步骤；第一控制步骤包括判断第一可感应部是否位于第一位置传感器的感应范围，若是，控制第一驱动单元以使第一插装结构和第二插装结构配合，控制电机转动第一预设角度；第二控制步骤包括判断第二可感应部是否位于第二位置传感器的感应范围，若是，控制第二驱动单元以使第三插装结构和第四插装结构配合，控制电机转动第二预设角度；第三控制步骤包括：判断第一可感应部是否位于第一位置传感器的感应范围，若是，控制第一驱动单元以使第一插装结构和第二插装结构配合，控制电机转动第一预设角度；并且判断第二可感应部是否位于第二位置传感器的感应范围，若是，控制第二驱动单元以使第三插装结构和第四插装结构配合，控制电机转动第二预设角度。
36.由上述方案可见，当空调调节到制冷模式、制热模式或上下出风模式时，确定需要
控制的转动的蜗壳后，均通过位置传感器判断当前离合机构是否处于可结合状态，若到达可结合状态则通过驱动单元控制离合机构进入结合状态。随后则根据不同的运行模式控制蜗壳完成不同的转动，如制冷模式下两个蜗壳均需要到达出风口朝上的位置，即本发明的第一位置与第三位置，如制热模式则控制两个蜗壳转动到出风口均朝下的位置，即本发明的第二位置与第四位置；如上下出风模式则控制两个蜗壳转动至出风方向相反的位置。
附图说明
37.图1为本发明可换向双风道结构实施例第一工作状态的结构图。
38.图2为本发明可换向双风道结构实施例第二工作状态的结构图。
39.图3为本发明可换向双风道结构实施例第三工作状态的结构图。
40.图4为本发明可换向双风道结构实施例第二蜗壳、第一离合机构、第二离合机构和电机的结构图。
41.图5为本发明可换向双风道结构实施例中第二蜗壳的结构图。
42.图6为本发明可换向双风道结构实施例中插杆的结构图。
43.图7为本发明可换向双风道结构实施例中电机的结构图。
44.图8为本发明可换向双风道结构实施例中电机在第一转轴处的剖视图。
具体实施方式
45.可换向双风道结构实施例
46.参见图1至图4，本发明提供的空调器为双出风空调器，空调器具有本发明的可换向双风道结构，可换向双风道结构包括第一蜗壳1、第二蜗壳2、第一风道3、第二风道4、第一离合机构(图中未示出)、第二离合机构6、电机7、第一风叶(图中未示出)和第二风叶9。
47.第一风道3和第二风道4分别作为上风道和下风道在上下方向上相对设置，第一蜗壳1和第二蜗壳2则沿水平方向依次设置并位于第一风道3与第二风道4之间。电机7同时驱动位于第一蜗壳1内的第一风叶和位于第二蜗壳2内的第二风叶9。
48.第一蜗壳1和第二蜗壳2均可转动地设置。第一蜗壳1具有第一出风口109，第二蜗壳2具有第二出风口209，第一风道3具有相互独立的第一通道部31和第二通道部32，第二风道4具有相互独立的第三通道部41和第四通道部42。
49.当第一蜗壳1或第二蜗壳2转动到一定位置后可实现与第一风道3或第二风道4对接或分离。具体地，参见图1，图1所示第一蜗壳1处于第二位置，第二蜗壳2处于第三位置，处于第二位置的第一蜗壳1通过第一出风口109与第二风道4的第三通道部41对接并连通，处于第三位置的第二蜗壳2通过第二出风口209与第一风道3的第二通道部32对接并连通，此工作状态可实现空调器的上下出风模式。
50.参见图2，图2所示的第一蜗壳1处于第一位置，第二蜗壳2处于第三位置，处于第一位置的第一蜗壳1通过第一出风口109与第一风道3的第一通道部31对接并连通，处于第三位置的第二蜗壳2通过第二出风口209与第一风道3的第二通道部32对接并连通，此时第一出风口109与第二出风口209的出风方向相同且均朝上，此工作状态可实现空调器的同时上出风模式。
51.参见图3，图3所示的第一蜗壳1处于第二位置，第二蜗壳2处于第四位置，处于第二
位置的第一蜗壳1通过第一出风口109与第二风道4的第三通道部41对接并连通，处于第四位置的第二蜗壳2通过第二出风口209与第二风道4的第四通道部42对接并连通，此时第一出风口109与第二出风口209的出风方向相同且均朝下，此工作状态可实现空调器的同时下出风模式。
52.由于本发明的出风方向切换是通过转动第一蜗壳1或转动第二蜗壳2以改变第一出风口109或第二出风口209而实现，第一蜗壳1和第二蜗壳2均不需要设置相对的两个出风口和对应的挡风机构，第一蜗壳1和第二蜗壳2的内壁结构均简单且流畅，此设置能保证从第一蜗壳1和第二蜗壳2输出的风量和距离。
53.再结合图4至图8，第一蜗壳1和第二蜗壳2的转动由作为风叶电机的电机7驱动。第一蜗壳1和第二蜗壳2之间除了设置有电机7外，还设置有第一离合机构和第二离合机构6，第一离合机构设置在第一蜗壳1与电机7的第一转轴8之间，第二离合机构6设置在第二蜗壳2与上述第一转轴8之间，当第一离合机构处于结合状态，第一转轴8则带动第一蜗壳1同轴转动，当第二离合机构6处于结合状态，第一转轴8则带动第二蜗壳2同轴转动。
54.第一蜗壳1、第一离合机构与电机7的连接方式与第二蜗壳2、第二离合机构6与电机7的连接方式相同，以第二蜗壳2、第二离合机构6与电机7的连接方式举例说明。参见图1，第一蜗壳1与第二蜗壳2之间形成了间隔100，第一离合机构和第二离合机构6均设置在间隔100中。结合图5，第二蜗壳2上具有朝向间隔100的侧壁面201，侧壁面201的中央形成第二电机安装口23，侧壁面201还在第二电机安装口23的外周设有沿轴心对称设置的两个第二电机座21和第二滑槽22，其中，第二滑槽22的延伸方向为本发明的第二直线的方向，也是电机7的径向。
55.第二离合机构6包括第二驱动单元61、第二齿轮62、第三插装结构63和第四插装结构52。第二驱动单元61为电机，第二驱动单元61固定在第二电机座21中，第二齿轮62连接在第二驱动单元61的输出轴；第三插装结构63为插杆，第三插装结构63包括第二齿条部631、第二插杆部632和第二滑轨633，第二滑轨633与第二滑槽22在第二直线的方向上滑动配合，且第二齿条部631与第二齿轮62啮合。
56.电机7包括沿自身轴向依次设置的第二转轴72、第一主体711、第一转轴8、第二主体712和第三转轴73，第二电机安装口23供第二主体712以及第三转轴73进入第二蜗壳2内，相对地，第一蜗壳1上的第一电机安装口供第一主体711以及第二转轴72进入第一蜗壳1内，第二转轴72与第三转轴73均为风叶安装轴，第一风叶安装在第二转轴72上，第二风叶9安装在第三转轴73上。其中，第一转轴8、第二转轴72和第三转轴73同轴转动。
57.电机7中部的第一转轴8则位于间隔100中，可换向双风道结构还包括固定在第一转轴8上的插装部件5，如图8所示，两个第四插装结构52为插装部件5上的一对插孔，对应地，第一离合机构上的两个第二插装结构51为插装部件的另一对沿第一直线设置的插孔，第二插装结构51的设置方向与第四插装结构52的设置方向相互垂直。
58.另外，第三插装机构63上设有第二位置传感器，第四插装机构52上设有第二可感应部，当第三插装结构63与第四插装结构52在第二直线方的方向上相对，第二可感应部位于第二位置传感器的感应范围内。
59.第一离合机构包括第一驱动单元、第一齿轮、带有第一齿条部和第一插杆部的第一插装结构以及第二插装结构，第一蜗壳1上朝向间隔100的侧壁面上设有第一电机安装
口、第一电机座、以及沿第一直线设置的第一滑槽，第一插装机构上设有第一位置传感器，第二插装机构51上设有第一可感应部，当第一插装结构与第二插装结构51在第一直线方的方向上相对，第一可感应部位于第一位置传感器的感应范围内。第一蜗壳1、第一离合机构与电机7的连接方式与第二蜗壳2、第二离合机构6与电机7的连接方式相同，不作赘述。
60.当第三插装结构63的第二插杆部632插入第四插装结构52的插孔时，第二离合机构到达结合状态，相同地，当第一插装结构的第一插杆部插入第二插装结构51的插孔时，第一离合机构到达结合状态。当第一离合机构处于结合状态，第一蜗壳1与第一转轴8同轴转动，当第二离合机构6处于结合状态，第二蜗壳2与第一转轴8同轴转动，因而可实现图1至图3所示三种出风状态之间的切换。
61.空调器的控制方法实施例
62.设空调器的初始状态为图1所示的工作状态，当系统获取到制冷模式的选择指令，制冷模式的目标状态为图2所示的同时上出风的状态，因此系统需要控制第一蜗壳1转动180度以从第二位置转动到第一位置。因此，系统执行第一控制步骤，系统需要先判断第一可感应部是否位于第一位置传感器的感应范围，从而判断第一离合机构是否处于可结合位置上；若判断结果为否则电机7继续转动，若判断结果为是，控制第一驱动单元以使第一插装结构和第二插装结构配合以使第一离合机构到达结合状态，并控制电机7转动180度，第一蜗壳1则随电机7的第一转轴8转动而到达第一位置。
63.设空调器的初始状态为图1所示的工作状态，当系统获取到制热模式的选择指令，制热模式的目标状态为图3所示的同时下出风的状态，因此系统执行需要控制第二蜗壳2转动180度以从第三位置转动到第四位置。因此，系统执行第二控制步骤，系统需要先判断第二可感应部是否位于第二位置传感器的感应范围，从而判断第二离合机构6是否处于可结合位置上；若判断结果为否则电机7继续转动，若判断结果为是，控制第二驱动单元61以使第三插装结构63和第四插装结构配合52以使第二离合机构6到达结合状态，并控制电机7转动180度，第二蜗壳2则随电机7的第一转轴8转动而到达第四位置。
64.另外，若空调器的初始状态为图2所示工作状态而模式选择指令对应的目标状态为图3所示工作状态，或者，空调器的初始状态为图3所示工作状态而模式选择指令对应的目标状态为图2所示工作状态时，第一蜗壳1和第二蜗壳2均需要转动180度。因此，系统执行第三控制步骤，判断第一可感应部是否位于第一位置传感器的感应范围，若是，控制第一驱动单元以使第一插装结构和第二插装结构配合，控制电机转动180度，与此同时，判断第二可感应部是否位于第二位置传感器的感应范围，若是，控制第二驱动单元61以使第三插装结构63和第四插装结构52配合，控制电机7的第一转轴8转动180度。
65.需要注意的是，增大第一蜗壳与第二蜗壳之间的间隔能避免第一蜗壳与第二蜗壳相对转动情况下第一离合机构和第二离合机构的碰撞，从而保证第一蜗壳与第二蜗壳的转动幅度。另外，将蜗壳与风道的对接面设置在以第一转轴作为中心线的圆柱面上，能避免蜗壳转动时与风道之间产生碰撞，从而保证第一蜗壳与第二蜗壳能顺利转动并完成与第一风道或第二风道之间的对接。
66.最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。