CN110762562A - 一种电阻式燃气灶控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电阻式燃气灶控制装置：包括控制模块，燃气开关旋钮，电位器，减速电机，套环和固定导轨，所述控制模块安装在燃气开关旋钮内部，所述电位器转轴上部与燃气开关旋钮嵌套连接，电位器转轴下部与所述减速电机转子轴心上部固定连接，所述减速电机转子轴心下部固定连接到燃气灶火力调节杆，所述套环同时嵌套在电位器外壳和减速电机定子并锁定不能相对旋转，所述固定导轨下部固定安装在燃气灶台面上，套环的T型突出部沿垂直方向插入到固定导轨的内凹T型槽内。

Description

一种电阻式燃气灶控制装置

技术领域

本发明涉及燃气灶火力控制器技术领域，特别是一种电阻式燃气灶火力控制装置。

背景技术

近些年新建设好的小区都铺设有天然气管道，使用天然气做饭炒菜费用更低，所以一般家庭在装修时都有燃气灶。使用燃气炒的菜味道会比电磁炉口感好，使用砂锅在燃气灶上长时间炖的汤口感也比用电炖汤好，由此中国家庭喜欢使用明火炒菜炖汤，但是由此带来的问题时，经常遇到忘记关火的情况，特别是老年人，这种情况下轻则烧坏烹饪器具，重则引起火灾。

市场上有燃气灶生产厂家开始生产带有定时控制的燃气灶，但是为一体化设计，用户需要购买整个燃气灶才能实现升级。市场上还没有针对现有燃气灶，使用现有的燃气火力调节杆进行升级的控制器，如果能基于现有硬件设备，尽量不改动现有燃气灶，则不仅节约成本，而且方便用户升级，易于被普通大众接受。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种电阻式燃气灶控制装置，安装时只需拔掉现有的燃气灶开关旋钮，然后加装本装置，燃气灶内部结构不用做任何改动，不需要专业工作人员，普通用户即可实现燃气灶升级为具有定时功能，升级后，燃气灶点火方式不变，仍然为向下按压燃气开关同时逆时针旋转，点火完毕后，本装置可根据设定的模式调节火力大小或者进行倒计时熄火操作。

为达到上述目的，本发明的一种电阻式燃气灶控制装置：包括控制模块，燃气开关旋钮，电位器，减速电机，套环和固定导轨，所述控制模块安装在燃气开关旋钮内部，所述电位器转轴上部与燃气开关旋钮嵌套连接，电位器转轴下部与所述减速电机转子轴心上部固定连接，所述减速电机转子下部固定连接到燃气灶火力调节杆，所述套环同时嵌套在电位器外壳和减速电机定子外壁并粘贴牢固，所述固定导轨下部固定安装在燃气灶台面上，套环的T型突出部沿垂直方向插入到固定导轨的内凹T型槽内。

本发明的有益效果是：固定导轨下部直接粘贴安装在燃气灶台面上，作为减速电机转子和电位器转轴水平方向旋转的支撑点，使用套环嵌套锁定减速电机定子和电位器外壳，然后把套环的T型突出部插入到固定导轨的内凹T型槽内；燃气开关旋钮，电位器，减速电机和燃气灶火力调节杆同轴心，减速电机转子下部与燃气灶火力调节杆固定连接，减速电机转子上部与电位器转轴下部固定连接，电位器转轴上部与燃气开关旋钮的内凹槽嵌套固定连接，这样用户点火时的操作方式仍然为向下按压并逆时针转动燃气开关旋钮，燃气开关旋钮旋转时会带动电位器旋转，进而带动减速电机转子旋转，进而带动燃气灶火力调节杆下压并逆时针转动，实现点火功能；由于套环与减速电机定子和电位器外壳固定，点火过程中，燃气开关旋钮的向下运动会带动套环沿固定导轨的内凹T型槽往下运动，同时套环被限制住不能水平转动，从而任何时刻电位器转轴的转动都会引起其输出阻值的改变，根据电位器电阻值大小与旋转角度成正比例或反比例的关系可以换算出燃气开关旋钮旋转的角度值，控制模块根据当前旋转角度和控制命令进而可以控制减速电机正转，反转或停止；整个装置直接安装在燃气灶火力调节杆上，无需改动燃气灶本身，安装方便，且不影响燃气灶的正常使用。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述控制模块包括处理器、显示装置、减速电机驱动电路、电阻测量电路、蓝牙收发装置和电源；所述显示装置、减速电机驱动电路、电阻测量电路、蓝牙收发装置和电源均与处理器通过线路连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：便于通过显示装置显示倒计时熄火时间；通过减速电机驱动电路增强处理器带负载的能力，提供减速电机大电流和正反转的能力；通过蓝牙收发装置连接外部蓝牙装置，提供更多火力调节方案，或者进行远程熄火操作,电源可为整个装置提供电力来源。

进一步，所述固定导轨高度为10~30mm。

采用上述进一步方案的有益效果是：燃气灶自身的设计有标准，通常燃气开关旋钮向下按压距离为8mm，而固定导轨用于约束减速电机定子和电位器的外壳向下运动轨迹的，因此设计固定导轨的高度时，要保证燃气开关旋钮在释放状态和向下按压燃气开关旋钮过程中，套环的T型突出部均不脱离固定导轨的内凹T型槽，由此固定导轨的高度设计至少为10mm，超过燃气开关旋钮向下运动距离的8mm，而燃气开关旋钮高度一般不超过20mm，限制固定导轨高度在30mm及以下，以免固定导轨妨碍用户对燃气开关旋的向下按压和旋转操作。

进一步，所述燃气开关旋钮的内凹槽与电位器转轴嵌套连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：内凹槽向上可拔出，脱离电位器，水平方向依靠嵌套连接力可带动电位器转轴转动；由于控制模块设置在燃气开关旋钮内部，控制模块部分包含了需要定期充电或更换的电源，可拆卸连接使得充电时可以拆卸下来充电，使用更方便。

进一步，所述套环的T型突出部沿垂直方向插入导轨的内凹T型槽，且套环可相对导轨垂直移动，而不能水平移动。

特别说明，本发明所说的垂直和水平，是相对燃气灶台面的相对垂直和水平，允许一定程度的倾斜，而不是绝对的垂直和水平。

采用上述进一步方案的有益效果是：套环的T型突出部刚好可以插入到固定导轨的内凹T型槽，套环可相对固定导轨上下运动，而不能够在水平面上移动，保持减速电机转子和电位器旋钮旋转时有受力支撑点。

附图说明

图1为本发明安装后的结构示意图；

图2为本发明结构的爆炸视图；

图3为本发明的电位器结构图；

图4为本发明的减速电机结构图；

图5为本发明的燃气开关旋钮结构图；

图6为本发明的固定导轨结构图；

图7为本发明的套环结构图；

图8为本发明的控制模块电路组成示意图；

图9为本发明的减速电机驱动电路；

图10为本发明的电阻测量电路。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、控制模块，11、处理器，12、显示装置，13、减速电机驱动电路，

14、电阻测量电路，15、蓝牙收发装置，16、电源；

2、燃气开关旋钮，21、内凹槽；

3、电位器，31、电位器转轴，32、定位器外壳；

4、减速电机，41、减速电机转子，42、减速电机定子；

5、套环，51、T型突出部；

6、固定导轨，61、内凹T型槽；

7、燃气灶火力调节杆；8、燃气灶台面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

需要说明的是，本发明所说的嵌套连接指的是两个物体的一个插入到另外一个物体中，正常使用时，旋转一个物体，另一个物体会跟着旋转，发挥正常功能，而如果固定一个物体，对另一个物体朝插入方向的反方向施加力，则可以将物体拔出，即分离两个物体的嵌套连接关系；固定连接指的是安装后两个部件不能相对运动，不论是水平方向还是竖直方向，除非使用暴力破坏了本装置的结构。

而本发明所说的减速电机，指的是内置安装齿轮速度转换器将电机的回转数进行了减速并得到较大转矩的电机，区别于普通转速较高的电机，减速电机具有正转和反转的能力。

如图1至图10所示，一种电阻式燃气灶控制装置，包括控制模块1，燃气开关旋钮2，电位器3，减速电机4，套环5和固定导轨6，所述控制模块1安装在燃气开关旋钮2内部，所述电位器转轴31上部与燃气开关旋钮2的内凹槽21嵌套连接，电位器转轴31下部与所述减速电机转子41轴心上部固定连接，所述减速电机转子41下部固定连接到燃气灶火力调节杆7，所述套环5同时嵌套在电位器外壳32和减速电机定子42外壁并粘贴牢固，所述固定导轨6下部固定安装在燃气灶台面8上，套环5的T型突出部51沿垂直方向插入到固定导轨6的内凹T型槽61内。

所述控制模块1包括处理器11、显示装置12、减速电机驱动电路13、电阻测量电路14、蓝牙收发装置15和电源16。所述显示装置12、减速电机驱动电路13、电阻测量电路14、蓝牙收发装置15和电源16均与处理器11通过线路连接。

所述固定导轨6高度为10~30mm。

所述套环5的T型突出部51沿垂直方向插入导轨6的内凹T型槽61，且套环5可相对导轨6垂直移动，而不能水平移动。

所述显示装置12用于显示当前装置的状态，包括关闭燃气的倒计时时间以及当前电源电力指示。

所述减速电机驱动电路13用于驱动减速电机4正向或反向旋转，同时增加减速电机4的带负载能力；第一控制端和第二控制端通过线缆连接到处理器11，当第一控制端置低电平，第二控制端置高电平时，Q2、Q3关闭，Q1、Q4导通，电机2左端高电平，右端低电平，电流从左到右方向流动，设为电机4正转，则当第一控制端置高电平，第二控制端置低电平时，Q2、Q3导通，Q1、Q4关闭，电机4反转；由此，通过对第一控制端和第二控制端的高低电平的控制可以控制燃气开关旋钮2顺时针或逆时针旋转，从而调节火力大小。

所述电阻测量电路14用于将电位器3的当前电阻值转换为电压值，输入端连接到电位器3，输出端连接到处理器11；图10中电阻R2就是本装置的电位器3，有三个接线端口，分别连接到电源正极，运放输入正极和电源负极，运放构成电压跟随器，隔离处理器的电压信号采集端口和电位器3，采集的信号更稳定；在已知电源为VCC，燃气灶为关闭时测量到的电压为Vi，燃气灶火力最小，即点火后逆时针旋转180度后的位置，测量到的电压为Vf，则当处理器测量得到电压Vx时，燃气开关旋钮2当前旋转角度θ的计算公式为：

。

所述蓝牙收发装置15用于无线接收外部设置的参数，用户可通过外部蓝牙装置设置更复杂的控制参数，如在不同时间调节燃气火力至不同大小，实现分时段调节火力的复杂功能，设置好之后数据通过蓝牙收发装置15将数据传输至处理器11，处理器11根据设置的参数控制减速电机4的运行。

实施本装置，燃气开关旋钮2，电位器3，减速电机4和燃气灶火力调节杆7同轴心，减速电机转子41下部与燃气灶火力调节杆7固定连接，减速电机转子41上部与电位器转轴31下部固定连接，电位器转轴31上部与燃气开关旋钮2的内凹槽21嵌套连接，套环5同时嵌套在减速电机4定子外部和电位器3外壳并使用胶水固定住，使得套环5不能相对减速电机定子42和电位器外壳32在水平方向旋转，套环5的T型突出部51沿垂直方向对准固定导轨6的内凹T型槽61插入，然后把固定导轨6下部直接粘贴安装在燃气灶台面8上。

需要说明的是，安装本发明的装置时，燃气灶需要是关火状态，电位器3安装的初始位置能够允许其行程还能够逆时针旋转180度。

本装置安装完毕后，用户需要点火时则同样的按下燃气开关旋钮2，逆时针旋转到需要的火力大小，由于用户对燃气开关旋钮2的旋转带动了电位器3的旋转，处理器11可实时检测到当前燃气灶旋转角度值；用户点火后，处理器11便从默认的时间开始倒计时，同时实时检测电位器3的电阻值，如果电位器3的阻值有大小改变，则判定有用户操作，燃气灶处于有人监控的状态，恢复倒计时时间为初始值，如果倒计时时间内都没有用户旋转燃气开关旋钮2，则判断燃气灶处于无人监控状态，倒计时时间到了则驱动减速电机4顺时针旋转，带动燃气灶火力调节杆7顺时针旋转，关闭燃气，确保用火安全；在倒计时结束前，用于还可以通过外部蓝牙设备连接到本装置的蓝牙收发装置15，连接成功，可以设置不同时段不同火力以及关闭燃气的时间，参数设置完毕后，均通过蓝牙收发装置15传输到处理器11执行，显示装置持续显示当前倒计时时间。

在默认的倒计时时间内用户无旋转燃气开关旋钮2的操作或者设定的倒计时时间到了之后，本装置会驱动减速电机4推动燃气开关旋钮2旋转关闭燃气，燃气关闭后，完成本装置的一次周期任务，用户再次手动点火后，本装置重新开始一个周期的任务。

本装置最大的特点是使得燃气灶具备了自动熄火功能，同时不影响用户正常的使用燃气灶，装置安装简单，成本较低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种电阻式燃气灶控制装置，其特征在于：包括控制模块(1)，燃气开关旋钮(2)，电位器(3)，减速电机(4)，套环(5)和固定导轨(6)，所述控制模块(1)安装在燃气开关旋钮(2)内部，所述电位器转轴(31)上部与燃气开关旋钮(2)嵌套连接，电位器转轴(31)下部与所述减速电机转子(41)轴心上部固定连接，所述减速电机转子(41)下部固定连接到燃气灶火力调节杆(7)，所述套环(5)同时嵌套在电位器外壳(32)和减速电机定子(42)上并锁定不能相对旋转，所述固定导轨(6)下部固定安装在燃气灶台面(8)上，套环(5)的T型突出部(51)沿垂直方向插入到固定导轨(6)的内凹T型槽(61)内。

2.根据权利要求1所述的一种电阻式燃气灶控制装置，其特征在于：控制模块(1)包括处理器(11)、显示装置(12)、减速电机驱动电路(13)、电阻测量电路(14)、蓝牙收发装置(15)和电源(16)；所述显示装置(12)、减速电机驱动电路(13)、电阻测量电路(14)、蓝牙收发装置(15)和电源(16)均与处理器(11)通过线路连接。

3.根据权利要求2所述的一种电阻式燃气灶控制装置，其特征在于：所述减速电机驱动电路(13)信号输入端和输出端分别通过线路连接到处理器(11)和减速电机(4)。

4.根据权利要求3所述的一种电阻式燃气灶控制装置，其特征在于：所述电阻测量电路信号输入端和输出端分别通过线路连接到电位器（3）和处理器（11）。

5.根据权利要求4所述的一种电阻式燃气灶控制装置，其特征在于：所述固定导轨(6)高度为10~30mm。

6.根据权利要求1至5所述的一种电阻式燃气灶控制装置，其特征在于：所述电源（16）为整个装置供电。

Images