專利名稱：一種自動翻蓋機(jī)構(gòu)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動翻蓋機(jī)構(gòu)，尤其涉及利用蓋體自身重力作用閉合的自動翻蓋機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
人們在使用設(shè)有蓋體的裝置時(shí)，如打開箱體、掀開洗衣機(jī)蓋或掀開馬桶蓋等，多采用手動方式，但出于人性化的角度考慮，出現(xiàn)了越來越多的自動化形式。最典型的如馬桶蓋的翻蓋方式。坐式馬桶為了能保護(hù)清潔衛(wèi)生，防止馬桶臭味逸出，通常設(shè)置有與馬桶本體樞接的可掀起及蓋下的馬桶蓋。常見的馬桶蓋及馬桶座為手動方式，即需要使用者手動開閉，具有一定的不便性，尤其是對于公共衛(wèi)生間。因此，開發(fā)自動翻蓋形式的馬桶蓋是必要的?，F(xiàn)有的電子馬桶蓋自動翻蓋裝置一般為電機(jī)帶動齒輪減速，通過變速變扭的作用，帶動蓋板打開和閉合，在齒輪箱的輸出軸還帶有電位器，通過電位器的作用，可以控制蓋板的開閉角度。發(fā)明名稱為“馬桶蓋及馬桶蓋之自動開閉裝置”，授權(quán)公告號為CN201631100，公告日為2010年11月17日的中國發(fā)明專利公開了一種馬桶蓋及馬桶座的自動開閉裝置，是通過馬達(dá)驅(qū)動轉(zhuǎn)動器的旋轉(zhuǎn)桿使馬桶座與馬桶蓋自動開閉的，緩降單元是在馬桶蓋或馬桶座向下樞轉(zhuǎn)時(shí)形成阻尼效果，用以減緩轉(zhuǎn)速防止撞擊馬桶頂面。在實(shí)際應(yīng)用中，人們往往希望在打開蓋體時(shí)能迅速到位，而合上蓋體的時(shí)候速度并不重要，且整個(gè)打開蓋體或合上蓋體的過程應(yīng)該具有防止卡手的考慮，以避免自動翻蓋所可能引至的安全隱患。另外，對于自動翻蓋系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的耐用性和節(jié)能也是需要考慮的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種改良的自動翻蓋機(jī)構(gòu)，能使蓋板快速打開、閉合時(shí)利用重力作用緩慢閉合，并且設(shè)有防夾手功能。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種自動翻蓋機(jī)構(gòu)，包括減速電機(jī)及控制板，還包括一阻尼器、一到位開關(guān)及至少一根連動于蓋體的傳動軸；所述減速電機(jī)的輸出軸連動于所述傳動軸，所述阻尼器安設(shè)于所述傳動軸；所述控制板包含一用于驅(qū)動所述減速電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)驅(qū)動IC、一用于控制所述電機(jī)驅(qū)動IC的單片機(jī)及一由到位開關(guān)觸發(fā)的到位檢測電路，蓋體上升時(shí)，所述單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動IC使減速電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)蓋體到達(dá)到位位置時(shí)，觸動到位開關(guān)，到位檢測電路發(fā)出到位信號至所述單片機(jī)，所述單片機(jī)接收所述到位信號，并對所述電機(jī)驅(qū)動IC發(fā)出停機(jī)指令；當(dāng)蓋體準(zhǔn)備下降時(shí)，由單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動IC驅(qū)動減速電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)完全離開到位位置時(shí)，到位檢測電路發(fā)出信號給單片機(jī)，單片機(jī)接收到離開到位信號，控制電機(jī)驅(qū)動IC對減速電機(jī)停止供電。
進(jìn)一步地，所述電機(jī)驅(qū)動IC設(shè)有一用于提供電機(jī)電流檢測功能的接腳，當(dāng)電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)，所述電機(jī)驅(qū)動IC發(fā)出堵轉(zhuǎn)信號給所述單片機(jī)，所述單片機(jī)控制所述電機(jī)驅(qū)動IC 對所述減速電機(jī)停止供電。本發(fā)明通過以上結(jié)構(gòu)，利用電機(jī)堵住時(shí)電流增大的原理，輕松實(shí)現(xiàn)蓋板上升到位時(shí)的電機(jī)停機(jī)功能。下降時(shí)只需減速電機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)蓋板打開角度<90度時(shí)，減速電機(jī)停止工作，利用蓋板的重力作用，自然緩慢落下，下降過程中不需要減速電機(jī)的帶動，安全可靠，避免了由電機(jī)帶動蓋板下降時(shí)蓋板過重齒輪打滑的現(xiàn)象。本發(fā)明采用阻尼器和扭力彈簧，可減小蓋板在下降過程中所產(chǎn)生的沖擊力，達(dá)到讓蓋板緩降的作用。利用到位檢測電路的作用，確保蓋板在上升過程中完全到位；在中途暫時(shí)受阻而停止運(yùn)動時(shí)，減速電機(jī)會在短暫時(shí)間后恢復(fù)供電，避免在上升過程中由于外物卡死，而上升停止的問題。其中，所述電機(jī)驅(qū)動IC用于提供電機(jī)電流檢測功能的接腳接有一電流檢測電阻， 并連接到所述單片機(jī)的輸入端口。其中，所述控制板還包含一用于提供穩(wěn)壓電源給所述單片機(jī)及電機(jī)驅(qū)動IC邏輯電路供電的電源穩(wěn)壓電路。作為帶動蓋板在垂直平面轉(zhuǎn)動的鉸接軸，所述傳動軸固定于蓋體的下側(cè)，并設(shè)有左右兩根，所述減速電機(jī)的輸出軸連動于其中一根傳動軸，所述阻尼器安裝于另一根傳動軸ο作為另一種實(shí)施方式，所述阻尼器安裝于減速電機(jī)輸出軸的末端。所述減速電機(jī)的輸出軸安設(shè)有一單向扭簧。所述到位開關(guān)為能提供ON-OFF兩種方式轉(zhuǎn)換的開關(guān)。一種如上所述的自動翻蓋機(jī)構(gòu)的控制方法，包括以下步驟蓋體上升時(shí)，由單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動IC驅(qū)動電機(jī)正轉(zhuǎn)連動；當(dāng)蓋體到達(dá)到位位置時(shí)，觸動到位開關(guān)，到位檢測電路發(fā)出到位信號至所述單片機(jī)，所述單片機(jī)接收所述到位信號，并對所述電機(jī)驅(qū)動IC發(fā)出停機(jī)指令；當(dāng)蓋體準(zhǔn)備下降時(shí)，由單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動IC驅(qū)動減速電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)完全離開到位位置時(shí)，到位檢測電路發(fā)出信號給單片機(jī)，單片機(jī)接收到離開到位信號，控制電機(jī)驅(qū)動IC 對減速電機(jī)停止供電。進(jìn)一步地，上述控制方法還包括如下步驟當(dāng)電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)，所述電機(jī)驅(qū)動IC 發(fā)出堵轉(zhuǎn)信號給所述單片機(jī)，所述單片機(jī)控制所述電機(jī)驅(qū)動IC對所述減速電機(jī)停止供電。應(yīng)用本自動翻蓋機(jī)構(gòu)的蓋體自動打開快速，下降緩慢，符合一般消費(fèi)者的使用要求。即使是重量較大的馬桶蓋、洗衣機(jī)面蓋或者其它箱蓋等也同樣適用。通過控制板的堵轉(zhuǎn)電流檢測，可以簡單實(shí)現(xiàn)蓋板在上升過程中的防夾手功能，下降時(shí)由于有阻尼器和單向扭簧的作用，下降速度很慢，下降力很小，也能起到防夾手功能。通過控制板的堵轉(zhuǎn)電流檢測和到位檢測電路的作用，可以簡單實(shí)現(xiàn)蓋板的到位停止功能。下降時(shí)通過延時(shí)開關(guān)或控制板對電機(jī)的延時(shí)的控制、或者通過電位器對轉(zhuǎn)動角度的控制，只要通過減速電機(jī)把蓋板轉(zhuǎn)動一段很短的時(shí)間或一個(gè)小于90度的角度，就可以輕松利用蓋板的重力，讓蓋板自然落下，并通過阻尼器和扭力彈簧的共同作用，緩慢下降，避免下降時(shí)減速電機(jī)受力過大。蓋板無動力下降，電機(jī)齒輪箱壽命更長，安全可靠。堵轉(zhuǎn)電流檢測和到位檢測電路具有雙保險(xiǎn)作用，確保蓋板能安全、順利打開。
現(xiàn)以自動翻蓋機(jī)構(gòu)應(yīng)用于馬桶蓋為例進(jìn)行具體說明。


圖1是馬桶蓋掀開狀態(tài)下，本發(fā)明的立面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是馬桶蓋處于不同位置狀態(tài)下的示意圖。圖3是馬桶蓋處于打開狀態(tài)的立體示意圖。圖4是電路控制原理圖。圖5是另一種實(shí)施方式的立面結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1.蓋2.電機(jī)固定架3.減速電機(jī)4.扭力彈簧5.減速電機(jī)輸出軸6.軸承 7.傳動軸8.端蓋安裝套9.支架10.底座11.阻尼器安裝套12.阻尼器13.支架14.傳動軸15.到位開關(guān)
具體實(shí)施例方式如圖1 圖3所示，可見本發(fā)明的自動翻蓋機(jī)構(gòu)安裝于馬桶蓋1。自動翻蓋機(jī)構(gòu)包括減速電機(jī)3、傳動軸7、扭力彈簧4、阻尼器12、到位開關(guān)13及電路控制板等，安裝于固定底座10的面蓋上。減速電機(jī)3通過電機(jī)固定架2固定于底座10上。減速電機(jī)輸出軸5傳動于傳動軸7，驅(qū)使傳動軸7跟隨電機(jī)輸出軸5作正向或反向的轉(zhuǎn)動。傳動軸7通過軸承6安裝于右側(cè)支架9。傳動軸7的另一端安裝有端蓋安裝套8，端蓋安裝套8卡接于馬桶蓋右側(cè)的末端。扭力彈簧4為單向扭簧，安裝于減速電機(jī)的前端，其作用是利用彈簧的阻力，使利用重力下降的馬桶蓋可降低下降速度。阻尼器12安裝于左側(cè)支架，鉸接于馬桶蓋蓋體。如圖4所示，電路控制板由單片機(jī)U1、電機(jī)驅(qū)動IC U2、電流檢測電阻Rl、電源穩(wěn)壓電路及到位檢測電路SW等組成。單片機(jī)的輸出端口 PB1、ΡΒ0, PB3分別按序連接到電機(jī)驅(qū)動IC的輸入端口 IN1、 IN2、EN A，對電機(jī)驅(qū)動IC進(jìn)行控制。電機(jī)驅(qū)動IC，用于驅(qū)動減速電機(jī)M的運(yùn)轉(zhuǎn)，可選用H橋驅(qū)動器，如L298N或者LMD18200等。其邏輯規(guī)律如下表1 表 權(quán)利要求
1.一種自動翻蓋機(jī)構(gòu)，包括減速電機(jī)及控制板，其特征在于還包括一阻尼器、一到位開關(guān)及至少一根連動于蓋體的傳動軸；所述減速電機(jī)的輸出軸連動于所述傳動軸，所述阻尼器安設(shè)于所述傳動軸；所述控制板包含一用于驅(qū)動所述減速電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)驅(qū)動IC、一用于控制所述電機(jī)驅(qū)動IC的單片機(jī)及一由到位開關(guān)觸發(fā)的到位檢測電路，蓋體上升時(shí)，所述單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動IC使減速電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)蓋體到達(dá)到位位置時(shí)，觸動到位開關(guān)，到位檢測電路發(fā)出到位信號至所述單片機(jī)，所述單片機(jī)接收所述到位信號，并對所述電機(jī)驅(qū)動IC發(fā)出停機(jī)指令；當(dāng)蓋體準(zhǔn)備下降時(shí)，由單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動IC驅(qū)動減速電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)完全離開到位位置時(shí)， 到位檢測電路發(fā)出信號給單片機(jī)，單片機(jī)接收到離開到位信號，控制電機(jī)驅(qū)動IC對減速電機(jī)停止供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動翻蓋機(jī)構(gòu)，其特征在于所述電機(jī)驅(qū)動IC設(shè)有一用于提供電機(jī)電流檢測功能的接腳，當(dāng)電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)，所述電機(jī)驅(qū)動IC發(fā)出堵轉(zhuǎn)信號給所述單片機(jī)，所述單片機(jī)控制所述電機(jī)驅(qū)動IC對所述減速電機(jī)停止供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動翻蓋機(jī)構(gòu)，其特征在于所述電機(jī)驅(qū)動IC用于提供電機(jī)電流檢測功能的接腳接有一電流檢測電阻，并連接到所述單片機(jī)的輸入端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動翻蓋機(jī)構(gòu)，其特征在于所述控制板還包含一用于提供穩(wěn)壓電源給所述單片機(jī)及電機(jī)驅(qū)動IC邏輯電路供電的電源穩(wěn)壓電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動翻蓋機(jī)構(gòu)，其特征在于所述傳動軸固定于蓋體的下側(cè)， 并設(shè)有左右兩根，所述減速電機(jī)的輸出軸連動于其中一根傳動軸，所述阻尼器安裝于另一根傳動軸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動翻蓋機(jī)構(gòu)，其特征在于所述阻尼器安裝于減速電機(jī)輸出軸的末端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動翻蓋機(jī)構(gòu)，其特征在于所述減速電機(jī)的輸出軸安設(shè)有一單向扭簧。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動翻蓋機(jī)構(gòu)，其特征在于所述到位開關(guān)為能提供ON-OFF 兩種方式轉(zhuǎn)換的開關(guān)。
9.一種如權(quán)利要求1 7所的自動翻蓋機(jī)構(gòu)的控制方法，其特征在于包括以下步驟蓋體上升時(shí)，由單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動IC驅(qū)動電機(jī)正轉(zhuǎn)連動；當(dāng)蓋體到達(dá)到位位置時(shí)，觸動到位開關(guān)，到位檢測電路發(fā)出到位信號至所述單片機(jī)，所述單片機(jī)接收所述到位信號，并對所述電機(jī)驅(qū)動IC發(fā)出停機(jī)指令；當(dāng)蓋體準(zhǔn)備下降時(shí)，由單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動IC驅(qū)動減速電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)完全離開到位位置時(shí)，到位檢測電路發(fā)出信號給單片機(jī)，單片機(jī)接收到離開到位信號，控制電機(jī)驅(qū)動IC對減速電機(jī)停止供電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述控制方法還包括如下步驟當(dāng)電機(jī)發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)，所述電機(jī)驅(qū)動IC發(fā)出堵轉(zhuǎn)信號給所述單片機(jī)，所述單片機(jī)控制所述電機(jī)驅(qū)動IC 對所述減速電機(jī)停止供電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動翻蓋機(jī)構(gòu)，包括減速電機(jī)及控制板，還包括阻尼器、到位開關(guān)及至少一根連動于蓋體的傳動軸；減速電機(jī)的輸出軸連動于傳動軸，阻尼器安設(shè)于傳動軸；控制板包含電機(jī)驅(qū)動IC、單片機(jī)及由到位開關(guān)觸發(fā)的到位檢測電路，蓋體上升時(shí)，單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動IC使減速電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)蓋體到達(dá)到位位置時(shí)，觸動到位開關(guān)，單片機(jī)接收到位信號，并對電機(jī)驅(qū)動IC發(fā)出停機(jī)指令；當(dāng)蓋體準(zhǔn)備下降時(shí)，由單片機(jī)控制電機(jī)驅(qū)動IC驅(qū)動減速電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)完全離開到位位置時(shí)，單片機(jī)接收到離開到位信號，控制電機(jī)驅(qū)動IC對減速電機(jī)停止供電。應(yīng)用本發(fā)明的蓋體自動打開快速，下降緩慢，符合一般消費(fèi)者的使用要求。
文檔編號A47K13/10GK102197973SQ20111003393
公開日2011年9月28日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者何竟波, 葉駿洪, 李迎春, 林衛(wèi)文, 石華山 申請人:江門市地爾漢宇電器股份有限公司