CN104061728B - 制冰机及冰箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种制冰机及冰箱，该制冰机包括基座、设置在基座内的制冰盒、固定在制冰盒上以驱动制冰盒翻转的传动件、及设置在基座上的把手，所述把手包括施力杆，所述把手通过第一轴固定在基座上，所述施力杆在外力的作用下使把手以该第一轴为轴心绕基座转动，所述制冰机还包括连接把手和传动件的助力杆，所述助力杆通过第二轴与把手铰链连接，通过第三轴与传动件铰链连接，该制冰机通过设置助力杆，且助力杆通过第二轴与把手铰链连接，通过第三轴与传动件铰链连接，从而放大了作用在把手上的外力，使得脱冰过程方便省力，即，用户只需要用一个手指轻轻一拨把手，就能够使制冰盒随之翻转，从而轻松脱冰。

Description

制冰机及冰箱

技术领域

本发明涉及一种制冰机及冰箱。

背景技术

中国专利申请第 CN201010526075.5号公开了一种制冰设备的脱冰机构，其至少包括多个冰盘和支撑冰盘的支架体，各冰盘在同一侧设置有各自的主动转轴以可转动地设置在支架体上；各主动转轴上分别设置有各自的传动件；脱冰机构还包括一驱动件，驱动件分别与各传动件啮合以同时转动各主动转轴。由此可知，该制冰设备脱冰时，通过驱动驱动件，使驱动件的齿条驱动齿轮转动，从而使冰盘翻转实现脱冰。但是，此种制冰机结构决定了用户在脱冰过程中，需要不断的增大扭力来克服冰盘扭转变形的变形力及克服扭簧逐渐增大的扭力，才能脱冰。如此，用户在使用的过程中有许多的不便：一方面在使用过程中要不断的增大力度来迫使冰盘变形；另一方面，由于角度的变换，用户在使用过程中，手臂随着角度变化而摆动较大的弧度，使用极其不便。

有鉴于此，有必要对现有的制冰机予以改进以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够使脱冰过程方便省力的制冰机。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案：一种制冰机，包括基座、设置在基座内的制冰盒、固定在制冰盒上以驱动制冰盒翻转的传动件、及设置在基座上的把手，所述把手包括施力杆，所述把手通过第一轴固定在基座上，所述施力杆在外力的作用下使把手以该第一轴为轴心绕基座转动，所述制冰机还包括连接把手和传动件的助力杆，所述助力杆通过第二轴与把手铰链连接，通过第三轴与传动件铰链连接。

作为本发明的进一步改进，所述制冰机还包括设置在所述制冰盒上以驱动所述制冰盒复位的扭簧。

作为本发明的进一步改进，所述传动件包括固定在制冰盒上的从动轮和驱动所述从动轮运动的主动轮，所述助力杆与主动轮通过第三轴铰链连接。

作为本发明的进一步改进，所述第三轴偏置于所述主动轮的一侧。

作为本发明的进一步改进，所述主动轮为齿轮，所述第三轴靠近齿根圆设置，且未与轮齿接触。

作为本发明的进一步改进，所述主动轮与从动轮的传动比大于1。

作为本发明的进一步改进，所述主动轮与从动轮为外啮合。

作为本发明的进一步改进，所述制冰盒包括沿制冰盒的宽度方向上并排设置的至少两个，每个所述制冰盒对应一个从动轮，所述主动轮夹持在相邻设置的两个从动轮之间。

作为本发明的进一步改进，所述把手还包括延伸杆，所述延伸杆与施力杆自把手上向外分叉延伸形成。

本发明还提供了一种冰箱，其特征在于：所述冰箱具有上述制冰机。

本发明的有益效果是：该制冰机通过设置助力杆，且助力杆通过第二轴与把手铰链连接，通过第三轴与传动件铰链连接，从而放大了作用在把手上的外力，使得脱冰过程方便省力，即，用户只需要用一个手指轻轻一拨把手，就能够使制冰盒随之翻转，从而轻松脱冰。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中一实施例的制冰机的结构示意图。

图2为图1中制冰机的部分结构示意图。

图3为图2的爆炸图。

图4为图2中制冰机部分结构在常态下的示意图。

图5为图4中部分结构图。

图6为图2中制冰机部分结构在脱冰状态下的示意图。

图7为图1所示的制冰机把手输入扭矩值的曲线图。

图8为图1所示的制冰机制冰盒输出扭矩的曲线图。

图9为本发明具体实施方式中另一实施例的制冰机的部分结构示意图。

图10为图9的爆炸图。

图11为图9中制冰机部分结构在常态下的透视图。

图12为图11中部分结构图。

图13为图9中制冰机部分结构在脱冰状态下的透视图。

图14为图9所示的制冰机把手输入扭矩值的曲线图。

图15为图9所示的制冰机制冰盒输出扭矩的曲线图。

具体实施方式

请参见图1至图3，本发明一实施例中的制冰机100包括基座11、设置在基座11内的制冰盒12、固定在制冰盒12上以驱动制冰盒12翻转的传动件、设置在基座11上的把手15及连接把手15和主动轮14的助力杆16。

所述基座11包括收容腔111、设置在收容腔111前后两侧的前侧壁112和后侧壁113、设置在收容腔111左右两侧的左侧壁114和右侧壁115、以及自所述收容腔111朝左侧壁114内凹陷形成的容置腔（未图示）。所述左侧壁114的顶面116开设有将所述容置腔与外界连通的开槽117。所述右侧壁115上设置有轴孔（未图示）。所述制冰盒12收纳在收容腔111内，所述传动件、助力杆16收纳在容置腔内。所述把手15设置在开槽117内并深入至容置腔。

所述制冰盒12具有纵长方向（图1中箭头所示的a方向）和垂直所述纵长方向设置的宽度方向（图1中箭头所示的b方向）。所述制冰盒12包括沿制冰盒12的宽度方向上并排设置的两个。每个所述制冰盒12包括盒本体121和自所述盒本体121的两端向外突伸形成有左转轴122和右转轴123。所述盒本体121的上表面124内凹形成有若干制冰格125。所述制冰格125用于注入用于制作冰块的水，以形成冰块。所述左转轴122和右转轴123形成该制冰盒12的旋转中心线。所述制冰盒12可绕该旋转中心线进行翻转以将盒本体121内已经制备完成的冰块倒出，实现脱冰。所述左转轴122靠近基座11的左侧壁114设置，所述右转轴123设置在基座11的右侧壁115，且插入至右侧壁115的轴孔内。所述右转轴123可在轴孔内转动。

所述传动件包括固定在制冰盒12上的从动轮13和驱动所述从动轮13运动的主动轮14。在本实施例中，所述从动轮13与主动轮14均为齿轮，且从动轮13与主动轮14为外啮合。所述主动轮14和从动轮13的传动比大于1，本实施例中，主动轮14和从动轮13的传动比为17/6。所述从动轮13设置在左转轴122上，在从动轮13转动时，带动制冰盒12翻转以实现脱冰。在本实施例中，为了增大从动轮13与左转轴122之间的摩擦力，所述左转轴122上设置有夹持块126。所述夹持块126自左转轴122的前后两侧沿制冰盒12的宽度方向突伸形成，夹持块126水平设置在盒本体121的左侧。所述从动轮13上设置有与所述夹持块126配合的卡扣部132，所述卡扣部132包括两对相对设置的卡扣臂133及由卡扣臂133围设形成的卡扣槽134。所述夹持块126固持在卡扣槽134内。

每个所述制冰盒12对应设置一个从动轮13。所述从动轮13安装在安装盘135上，从动轮13与夹持块126相对设置在安装盘135的两侧，所述主动轮14夹持在相邻设置的两个从动轮13之间。所述主动轮14和从动轮13沿制冰盒12的宽度方向并排设置。为了使制冰盒12具有自动复位功能，在所述制冰盒12上设置有扭簧17，所述扭簧17与从动轮13相对设置在制冰盒12的两侧，所述扭簧17设置在右转轴123上，扭簧17的两个弹性抵接脚171分别抵接在基座11上。

所述把手15通过第一轴154固定在基座11上，且把手15以该第一轴154为轴心绕基座11转动。所述把手15包括固定部151、自所述固定部151向外延伸形成的施力杆152和设置在固定部151一侧的助力部153。所述第一轴154为自固定部151上突伸形成的轴部，该第一轴154形成第一轴点。所述施力杆152设置在基座11的开槽117内，所述施力杆152的长度小于开槽117的长度。在制冰盒12处于常态时（如制冰过程中），所述施力杆152的上表面155与基座11的左侧壁114的顶面116齐平。此时，由于施力杆152的长度小于开槽117的长度，施力杆152未完全遮蔽该开槽117，所述开槽117具有朝向施力杆152的顶端156设置的槽壁118，所述槽壁118与施力杆152的顶端156之间形成有拨动空间10，使用者可通过该拨动空间10扣动施力杆152的顶端156，以将施力杆152向上拉动使施力杆152向外翻转。所述助力部153设置在延伸杆157上，所述延伸杆157自固定部151的一侧向外延伸形成，所述延伸杆157与施力杆152为从固定部151向外分叉延伸形成的两部分。所述助力部153为开设在延伸杆157底端的轴孔。

所述助力杆16通过第二轴162与把手15铰链连接，通过第三轴141与主动轮14铰链连接。所述助力杆16包括直条形片状本体161、以及形成在片状本体161的首端和末端的第一连接部和第二连接部163。所述第一连接部为连接助力杆16和把手15的第二轴162，该第二轴162为自片状本体161的首端向外突伸形成以与所述助力部153配合的轴部，所述第二连接部163为开设在片状本体161末端上的轴孔。所述轴孔163与第三轴141配合以实现助力杆16和主动轮14铰链连接。所述第三轴141形成在主动轮14上，所述第三轴141为于所述主动轮14上突伸形成的轴部。所述第三轴141偏置于所述主动轮14的一侧，其靠近齿根圆142设置，且未与轮齿143接触。所述第二轴162形成第二轴点，所述把手15与助力杆16之间以该第二轴点162相对转动，所述第三轴141形成第三轴点，所述助力杆16与主动轮14之间以该第三轴点141相对转动。

请参见图1及图4、图5，当所述制冰机100处于常态时（如制冰时），两个所述制冰盒12水平设置，所述把手15的施力杆152收纳在基座11的开槽117内，且所述施力杆152的上表面155与基座11的左侧壁114的顶面116齐平。所述助力杆16斜向设置，主动轮14的第三轴141靠近位于前侧的从动轮13，所述第一轴点154、第二轴点162和第三轴点141位于一条直线上。请参见图6，当所述制冰机脱冰，外力F施加在施力杆152上，把手15绕第一轴点154逆时针转动，此时，把手15与助力杆16之间以第二轴点162相对转动，把手15与助力杆16之间夹持角度逐渐改变，把手15带动助力杆16向上移动，又助力杆16以第三轴点141顺时针转动，在助力杆16向上移动时，助力杆16拖动主动轮14逆时针转动，主动轮14逆时针转动时，由于从动轮13与主动轮14外啮合，主动轮14两侧的从动轮13顺时针转动，从动轮13顺时针转动时带动制冰盒12沿顺时针方向翻转。请参见图1及图4，当脱冰完成后，制冰机100的制冰盒12在扭簧的作用在逆时针复位，同时制冰盒12带动从动轮13逆时针转动复位，由于从动轮13与主动轮14外啮合，所以，主动轮14顺时针转动复位，于此同时，主动轮14驱动助力杆16向下移动复位，又把手15在助力杆16的驱动下顺时针复位，即把手15的施力杆152重新回复至收纳在基座11的开槽117内。

请参见图4和图5所示制冰机运动原理，假设外力施加在施力杆152上的力为F，把手15绕着第一轴点154逆时针转动，力F传递到第二轴点162上，第二轴点162的力F2=F*L/L1，所以，F2被放大数倍，同时由于F2’为均衡值，

F2=F2’* cosβ，F2’’=F2/cosα=F2’* cosβ/ cosα，

当角度β逐渐减小至0时，cosβ=1，此时F2’’= F2’ / cosα;

当角度α逐渐增大，cosα逐渐减小，F2’’越来越大。

由于F2’’=F3’，所以，F3’越来越大。F3= F3’*cosγ，

当角度γ逐渐减小，cosγ逐渐增大，F3越来越大。

所以，最终传递给主动轮14的扭矩逐渐增大，传递给从动轮13的扭矩越来越大。

请参见图7和图8为实验数据所得出的输入扭矩图和输出扭矩图。

根据现有的制冰盒工作的基本要素实验得出，制冰在翻转角度大于等于130度；扭矩值达到210N.mm时（此扭矩值是克服扭簧产生扭力迫使制冰盒变形的扭矩），制冰盒内的冰块就能很到的自动脱离制冰盒。为了能够实现发明的目的：即用户只需要用一个手指轻轻一拨把手，就能够使制冰盒随之翻转，从而轻松脱冰。用户用一个手指拨动把手的最佳力量段，大概在0-5N。

根据以上的信息及机构的尺寸、外观等要求设计如下：为了使制冰盒能够得到大于等于210N.mm的扭矩值（考虑实际的生产误差因素，需要增加15%的公差范围）即扭矩=210+210x15%=241.5N.mm)。

综合所有的因素得出：

当输入一个均匀的力为4.0N，力臂为67mm，输入的扭矩值=扭力x力臂=4x67=268 N.mm（为一恒定值）。此时，把手旋转达到70度时，制冰盒在机构的传递过程中旋转角度为178度。而且单个制冰盒输出的扭矩值随着旋转角度的增大而逐渐增大已经达到了243N.mm。两个制冰盒扭矩值达到了486 N.mm。这时的扭矩值已经足够迫使冰块脱离制冰盒，所以，用户只需要用一个手指轻轻一拨把手，就能够使制冰盒随之翻转，从而轻松脱冰。

在上述实施例中，所述第一轴154为自固定部151上突伸形成的轴部，把手15通过第一轴154固定在基座11上，施力杆152在外力的作用下，把手15以第一轴154为轴心转动，所述制冰盒12为两个，主动轮14与从动轮13之间为外啮合，且主动轮14夹持在两个从动轮13之间，从而无需设置另外的部件将主动轮14固定在基座11上，诚然，在其他实施方式中，第一轴154可以设置在基座11上，或者，固定部151直接设置成第一轴，即，在基座11上设置收纳固定部151的收容槽，固定部151在收容槽内转动。制冰盒12也可以设置两个以上，在相邻两个从动轮13之间夹持主动轮14，所述主动轮14和从动轮13还可以为内啮合形式。在本实施例中，所述主动轮14上的第三轴141设置在靠近齿根圆142设置，且未与轮齿143接触。在其他实施方式中，该第三轴141还可以设置在圆心或者靠近圆心的位置或者设置在轮齿143上。在其他实施方式中，第一轴154、第二轴153和第三轴141可以为销等。

请参见图9和图10所示为另一制冰机200的结构示意图。在该实施例中，所述制冰机200包括基座、设置在基座内的制冰盒22、固定在制冰盒22一端的从动轮23、与从动轮23啮合且驱动从动轮23转动的主动轮24、设置在基座上的把手25、连接把手25和主动轮24的助力杆26、及设置在制冰盒22上的扭簧27。

所述基座与前述实施例中的基座基本相似，区别在于：本实施例中的基座的开槽（未图示）开设在左侧壁的侧面，所述基座还包括设置在容置腔（未图示）内的基板211，所述基板211垂直安装在容置腔内。所述把手25、助力杆26、主动轮24相对设置在基板211的左侧，所述制冰盒22相对设置在基板211的右侧。所述基板211设置有安装槽212、及朝左侧突伸形成有第一安装柱213和第二安装柱214，所述安装槽212位于第一安装柱213和第二安装柱214的上方，所述第一安装柱213位于第二安装柱214的后侧。该第一安装柱213为铰链连接把手25和基座的第一轴。所述把手25包括固定部251、自所述固定部251向外延伸形成的施力杆252和设置在固定部251一侧的助力部253。所述固定部251上设置有与所述第一安装柱213配合的第一轴孔254。所述第一安装柱213为把手15旋转的轴心，形成第一轴点。所述助力部253为设置在固定部251一侧的通孔。所述主动轮24呈手掌状，仅具有四个轮齿241，所述主动轮241上设置有与所述第二安装柱214配合的第二轴孔242，所述主动轮241通过该第一轴孔242与第二安装柱214的配合使主动轮241固定在基座上。本实施例中，所述助力杆26与主动轮24和把手25的连接方式与前实施例相同，也通过第二轴261与把手15铰链连接，通过第三轴243与主动轮14铰链连接。所述主动轮24上的第三轴243也靠近齿根圆244设置，且未与轮齿241接触。所述第二轴261形成第二轴点，所述第三轴243形成第三轴点。

所述从动轮23设置在所述安装槽212内，所述从动轮23与主动轮24外啮合，所述从动轮23通过安装盘231固定在基板211上，所述安装盘231与基板211之间卡扣固定。所述安装盘231的后端面上形成有卡扣部232，所述卡扣部232包括相对设置的卡扣臂234及由卡扣臂234围设形成的卡扣槽235。所述制冰盒22的结构与前述制冰盒的结构基本相同，区别在于：所述制冰盒22的左转轴222上设置有夹持块223。所述夹持块223自左转轴222的前后两侧沿制冰盒22的宽度方向突伸形成，夹持块223水平设置在盒本体224的后侧，且夹持块223与盒本体224间具有间距，所述夹持块223与左转轴222之间呈T字形。所述夹持块223上内凹形成有凹槽225，所述卡扣部232内形成有卡固在凹槽225内的凸块（未图示）。所述夹持块223的后端朝盒本体224的左侧边延伸并形成与盒本体224相接的延伸块226。所述扭簧27的结构及安装方式与前述实施例相同，故在此不再赘述。

请参见图11和图12，当所述制冰机处于常态时（如制冰时），所述制冰盒22水平放置，所述把手25的施力杆252收纳在基座的开槽内，且所述施力杆252与基座的左侧壁的侧面齐平，把手25的施力杆252垂直设置。请参见图13，当所述制冰机脱冰，外力F施加在施力杆252上，把手25以第一轴点213逆时针转动，此时，把手25与助力杆26之间以第二轴点261相对转动，把手25与助力杆26之间夹持角度逐渐改变，把手25带动助力杆26向上移动，又助力杆26绕第三轴点243逆时针转动，在助力杆26向下移动时，助力杆26拖动主动轮24逆时针转动，主动轮24逆时针转动时，由于从动轮23与主动轮24外啮合，从动轮23顺时针转动，从动轮23顺时针转动时带动制冰盒22顺时针转动，从而实现脱冰。请参见图11，当脱冰完成后，制冰机的制冰盒22在扭簧的作用在逆时针复位，同时制冰盒22带动从动轮23逆时针转动复位，由于从动轮23与主动轮24外啮合，所以，主动轮24顺时针转动复位，于此同时，主动轮24驱动助力杆26逆时针转动复位，又把手25在助力杆26的驱动向上移动复位，即把手25的施力杆252重新回复至收纳在基座的开槽内。

请参见图11和图12所示制冰机运动原理，假设外力施加在施力杆252上的力为F，把手绕着第一轴点261逆时针转动，力F传递到第二轴点253上，第二轴点253的力F2=F*L/L1，所以，F2被放大数倍，同时由于F2’为均衡值，

F2=F2’* cosβ，F2’’=F2/cosα=F2’* cosβ/ cosα，

当角度β逐渐减小至0时，cosβ=1，此时F2’’= F2’ / cosα;

当角度α逐渐增大，cosα逐渐减小，F2’’越来越大。

由于F2’’=F3’，所以，F3’越来越大。F3= F3’*cosγ，

当角度γ逐渐减小，cosγ逐渐增大，F3越来越大。

所以，最终传递给主动轮24的扭矩逐渐增大，传递给从动轮23的扭矩越来越大。

请参见图14和图15为实验数据所得出的输入扭矩图和输出扭矩图。

根据现有的制冰盒工作的基本要素实验得出：制冰盒在翻转角度大于等于130度；扭矩值达到210N.mm时，冰块就能很好的自动脱离制冰盒。为了能够实现发明的目的：即用户只需要用一个手指轻轻一拨把手，就能够使制冰盒随之翻转，从而轻松脱冰。所以测量了用户用一个手指拨动把手的最佳力量段，大概在0-5N。根据以上的信息及机构的尺寸、外观等要求设计如下：为了使制冰盒能够得到大于等于210N.mm的扭矩值（考虑实际的生产误差因素，需要增加15%的公差范围）即扭矩=210+210x15%=241.5N.mm)。

综合所有的因素得出：

当输入一个均匀的力为1.8N，力臂为67mm，输入的扭矩值=扭力x力臂=1.8x67=120.6 N.mm（为一恒定值）。此时 把手旋转达到62度时，制冰盒在机构的传递过程中旋转角度为147度。而且单个制冰盒输出的扭矩值随着旋转角度的增大而逐渐增大已经达到了249N.mm。这时的扭矩值已经足够迫使冰块脱离制冰盒，所以，用户只需要用一个手指轻轻一拨把手，就能够使制冰盒随之翻转，从而轻松脱冰。

本发明还提供了一种冰箱，该冰箱包括冷藏室、冷冻室及上述两个实施例中任意一个实施例所示的制冰机。

综上所述，制冰机100、200通过设置助力杆16、26，且助力杆16、26通过第二轴162、261与把手15、25铰链连接，通过第三轴141、243与传动件铰链连接，从而放大了作用在把手15、25上的外力，使得脱冰过程方便省力，即，用户只需要用一个手指轻轻一拨把手15、25，就能够使制冰盒12、22随之翻转，从而轻松脱冰。

尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施方式，但是本领域的普通技术人员将意识到，在不脱离由所附的权利要求书公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改进、增加以及取代是可能的。

Claims (10)

1.一种制冰机，包括基座、设置在基座内的制冰盒、固定在制冰盒上以驱动制冰盒翻转的传动件、及设置在基座上的把手，其特征在于：所述把手包括施力杆，所述把手通过第一轴固定在基座上，所述施力杆在外力的作用下使把手以该第一轴为轴心绕基座转动，所述制冰机还包括连接把手和传动件的助力杆，所述助力杆通过第二轴与把手铰链连接，通过第三轴与传动件铰链连接。

2.根据权利要求1所述的制冰机，其特征在于：所述制冰机还包括设置在所述制冰盒上以驱动所述制冰盒复位的扭簧。

3.根据权利要求1所述的制冰机，其特征在于：所述传动件包括固定在制冰盒上的从动轮和驱动所述从动轮运动的主动轮，所述助力杆与主动轮通过第三轴铰链连接。

4.根据权利要求3所述的制冰机，其特征在于：所述第三轴偏置于所述主动轮的一侧。

5.根据权利要求4所述的制冰机，其特征在于：所述主动轮为齿轮，所述第三轴靠近齿根圆设置，且未与轮齿接触。

6.根据权利要求3所述的制冰机，其特征在于：所述主动轮与从动轮的传动比大于1。

7.根据权利要求3所述的制冰机，其特征在于：所述主动轮与从动轮为外啮合。

8.根据权利要求3所述的制冰机，其特征在于：所述制冰盒包括沿制冰盒的宽度方向上并排设置的至少两个，每个所述制冰盒对应一个从动轮，所述主动轮夹持在相邻设置的两个从动轮之间。

9.根据权利要求1所述的制冰机，其特征在于：所述把手还包括延伸杆，所述延伸杆与施力杆自把手上向外分叉延伸形成。

10.一种冰箱，其特征在于：所述冰箱具有如权利要求1至9项中任意一项所述的制冰机。