CN202069533U

CN202069533U - 一种自动翻盖机构

Info

Publication number: CN202069533U
Application number: CN2011200340382U
Authority: CN
Inventors: 石华山; 林卫文; 叶骏洪; 李迎春; 何竟波
Original assignee: Jangmen Idear Hanyu Electrical Joint Stock Co ltd
Current assignee: Hanyu Group JSCL
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2021-01-31

Abstract

本实用新型公开了一种自动翻盖机构，包括减速电机及控制板，还包括阻尼器、到位开关及至少一根连动于盖体的传动轴；减速电机的输出轴连动于传动轴，阻尼器安设于传动轴；控制板包含电机驱动IC、单片机及由到位开关触发的到位检测电路，盖体上升时，单片机控制电机驱动IC使减速电机正转，当盖体到达到位位置时，触动到位开关，单片机接收到位信号，并对电机驱动IC发出停机指令；当盖体准备下降时，由单片机控制电机驱动IC驱动减速电机反转，当完全离开到位位置时，单片机接收到离开到位信号，控制电机驱动IC对减速电机停止供电。应用本实用新型的盖体自动打开快速，下降缓慢，符合一般消费者的使用要求。

Description

一种自动翻盖机构

技术领域

本实用新型涉及自动翻盖机构，尤其涉及利用盖体自身重力作用闭合的自动翻盖机构。

背景技术

人们在使用设有盖体的装置时，如打开箱体、掀开洗衣机盖或掀开马桶盖等，多采用手动方式，但出于人性化的角度考虑，出现了越来越多的自动化形式。最典型的如马桶盖的翻盖方式。

坐式马桶为了能保护清洁卫生，防止马桶臭味逸出，通常设置有与马桶本体枢接的可掀起及盖下的马桶盖。常见的马桶盖及马桶座为手动方式，即需要使用者手动开闭，具有一定的不便性，尤其是对于公共卫生间。因此，开发自动翻盖形式的马桶盖是必要的。

现有的电子马桶盖自动翻盖装置一般为电机带动齿轮减速，通过变速变扭的作用，带动盖板打开和闭合，在齿轮箱的输出轴还带有电位器，通过电位器的作用，可以控制盖板的开闭角度。

发明名称为“马桶盖及马桶盖之自动开闭装置”，授权公告号为CN201631100，公告日为2010年11月17日的中国发明专利公开了一种马桶盖及马桶座的自动开闭装置，是通过马达驱动转动器的旋转杆使马桶座与马桶盖自动开闭的，缓降单元是在马桶盖或马桶座向下枢转时形成阻尼效果，用以减缓转速防止撞击马桶顶面。

在实际应用中，人们往往希望在打开盖体时能迅速到位，而合上盖体的时候速度并不重要，且整个打开盖体或合上盖体的过程应该具有防止卡手的考虑，以避免自动翻盖所可能引至的安全隐患。另外，对于自动翻盖系统而言，系统的耐用性和节能也是需要考虑的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种改良的自动翻盖机构，能使盖板快速打开、闭合时利用重力作用缓慢闭合，并且设有防夹手功能。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种自动翻盖机构，包括减速电机及控制板，还包括一阻尼器、一到位开关及至少一根连动于盖体的传动轴；

所述减速电机的输出轴连动于所述传动轴，所述阻尼器安设于所述传动轴；

所述控制板包含一用于驱动所述减速电机运转的电机驱动IC、一用于控制所述电机驱动IC的单片机及一由到位开关触发的到位检测电路，盖体上升时，所述单片机控制电机驱动IC使减速电机正转，当盖体到达到位位置时，触动到位开关，到位检测电路发出到位信号至所述单片机，所述单片机接收所述到位信号，并对所述电机驱动IC发出停机指令；当盖体准备下降时，由单片机控制电机驱动IC驱动减速电机反转，当完全离开到位位置时，到位检测电路发出信号给单片机，单片机接收到离开到位信号，控制电机驱动IC对减速电机停止供电。

进一步地，所述电机驱动IC设有一用于提供电机电流检测功能的接脚，当电机发生堵转时，所述电机驱动IC发出堵转信号给所述单片机，所述单片机控制所述电机驱动IC对所述减速电机停止供电。

本实用新型通过以上结构，利用电机堵住时电流增大的原理，轻松实现盖板上升到位时的电机停机功能。下降时只需减速电机反向运转，当盖板打开角度＜90度时，减速电机停止工作，利用盖板的重力作用，自然缓慢落下，下降过程中不需要减速电机的带动，安全可靠，避免了由电机带动盖板下降时盖板过重齿轮打滑的现象。本实用新型采用阻尼器和扭力弹簧，可减小盖板在下降过程中所产生的冲击力，达到让盖板缓降的作用。利用到位检测电路的作用，确保盖板在上升过程中完全到位；在中途暂时受阻而停止运动时，减速电机会在短暂时间后恢复供电，避免在上升过程中由于外物卡死，而上升停止的问题。

其中，所述电机驱动IC用于提供电机电流检测功能的接脚接有一电流检测电阻，并连接到所述单片机的输入端口。

其中，所述控制板还包含一用于提供稳压电源给所述单片机及电机驱动IC逻辑电路供电的电源稳压电路。

作为带动盖板在垂直平面转动的铰接轴，所述传动轴固定于盖体的下侧，并设有左右两根，所述减速电机的输出轴连动于其中一根传动轴，所述阻尼器安装于另一根传动轴。

作为另一种实施方式，所述阻尼器安装于减速电机输出轴的末端。

所述减速电机的输出轴安设有一单向扭簧。

所述到位开关为能提供ON-OFF两种方式转换的开关。

一种如上所述的自动翻盖机构的控制方法，包括以下步骤：

盖体上升时，由单片机控制电机驱动IC驱动电机正转连动；

当盖体到达到位位置时，触动到位开关，到位检测电路发出到位信号至所述单片机，所述单片机接收所述到位信号，并对所述电机驱动IC发出停机指令；

当盖体准备下降时，由单片机控制电机驱动IC驱动减速电机反转，当完全离开到位位置时，到位检测电路发出信号给单片机，单片机接收到离开到位信号，控制电机驱动IC对减速电机停止供电。

进一步地，上述控制方法还包括如下步骤：当电机发生堵转时，所述电机驱动IC发出堵转信号给所述单片机，所述单片机控制所述电机驱动IC对所述减速电机停止供电。

应用本自动翻盖机构的盖体自动打开快速，下降缓慢，符合一般消费者的使用要求。即使是重量较大的马桶盖、洗衣机面盖或者其它箱盖等也同样适用。通过控制板的堵转电流检测，可以简单实现盖板在上升过程中的防夹手功能，下降时由于有阻尼器和单向扭簧的作用，下降速度很慢，下降力很小，也能起到防夹手功能。通过控制板的堵转电流检测和到位检测电路的作用，可以简单实现盖板的到位停止功能。下降时通过延时开关或控制板对电机的延时的控制、或者通过电位器对转动角度的控制，只要通过减速电机把盖板转动一段很短的时间或一个小于90度的角度，就可以轻松利用盖板的重力，让盖板自然落下，并通过阻尼器和扭力弹簧的共同作用，缓慢下降，避免下降时减速电机受力过大。盖板无动力下降，电机齿轮箱寿命更长，安全可靠。堵转电流检测和到位检测电路具有双保险作用，确保盖板能安全、顺利打开。

现以自动翻盖机构应用于马桶盖为例进行具体说明。

附图说明

图1是马桶盖掀开状态下，本实用新型的立面结构示意图。

图2是马桶盖处于不同位置状态下的示意图。

图3是马桶盖处于打开状态的立体示意图。

图4是电路控制原理图。

图5是另一种实施方式的立面结构示意图。

其中，1.盖2.电机固定架3.减速电机4.扭力弹簧5.减速电机输出轴6.轴承7.传动轴8.端盖安装套9.支架10.底座11.阻尼器安装套12.阻尼器13.支架14.传动轴15.到位开关

具体实施方式

如图1～图3所示，可见本实用新型的自动翻盖机构安装于马桶盖1。

自动翻盖机构包括减速电机3、传动轴7、扭力弹簧4、阻尼器12、到位开关13及电路控制板等，安装于固定底座10的面盖上。

减速电机3通过电机固定架2固定于底座10上。减速电机输出轴5传动于传动轴7，驱使传动轴7跟随电机输出轴5作正向或反向的转动。传动轴7通过轴承6安装于右侧支架9。传动轴7的另一端安装有端盖安装套8，端盖安装套8卡接于马桶盖右侧的末端。扭力弹簧4为单向扭簧，安装于减速电机的前端，其作用是利用弹簧的阻力，使利用重力下降的马桶盖可降低下降速度。

阻尼器12安装于左侧支架，铰接于马桶盖盖体。

如图4所示，电路控制板由单片机U1、电机驱动IC U2、电流检测电阻R1、电源稳压电路及到位检测电路SW等组成。

单片机的输出端口PB1、PB0、PB3分别按序连接到电机驱动IC的输入端口IN1、IN2、EN A，对电机驱动IC进行控制。电机驱动IC，用于驱动减速电机M的运转，可选用H桥驱动器，如L298N或者LMD18200等。其逻辑规律如下表1：

表1

IN1	IN2	EN A	电机状态
				H	L	H	正转
L	H	H	反转
				L	L	L	自由

注：H-高电平或L-低电平

电机驱动IC的1脚ISENA提供电机电流检测功能，在该脚接上电流检测电阻，并连接到单片机的AD输入端口PB2，进行模拟-数字转换，检测电机电流值。

电源稳压电路提供5V稳压电源给单片机、电机驱动IC的逻辑电路供电。24V电压直接供给电机驱动IC的功率电源端口Vs。

当盖板翻起到位时，到位开关15的按扭按下，到位检测电路闭合，单片机检测到盖板到位。

在主控板发出上升指令后，单片机控制减速电机正转，盖板做上升运动；当盖板翻起到位后，到位检测电路闭合，此时单片机检测到到位信号，停止对减速电机供电，盖板停止运动。在主控板发出下降指令后，单片机控制减速电机反转，盖板做下降运动；盖板离开到位位置一定距离后，到位开关15的按扭回弹，到位检测电路断开，此时单片机检测到离开到位信号，通过延时开关或控制板控制延时通电0.5s-2s后停止对减速电机供电，此时减速电机不再工作，盖板靠自重下降，同时由于扭力弹簧和阻尼器的作用，下降速度缓慢。

如果盖板在上升过程中受阻，盖板受到阻力作用停止运动，减速电机产生堵转电流，单片机检测到堵转电流，计时0.8s-1s即停止对减速电机供电。在上升指令下，到位检测电路处于工作状态，若受阻未能到达到位位置，则隔1.5s-3s后重试，重试若干次上升动作，若都失败则停止对减速电机供电。在下降指令下，若受阻未能离开到位位置，则隔1.5s-3s后重试，重试若干次下降动作，若都失败则停止对减速电机供电，并作出故障报警。

到位开关的检测优先于堵转电流检测，也就是说盖板触动到位开关后，电机即停止通电，不需再检测堵转电流。堵转电流是在上升过程中到位开关尚未闭合的状态下才要检测。

下降时通过延时开关或控制板对减速电机的延时的控制、或者通过电位器对转动角度的控制，只需把盖板转动一个很短的时间或一个小于90度的角度，就可以轻松利用盖板的重力，让盖板自然落下，并通过阻尼器和扭力弹簧的共同作用，缓慢下降，避免下降时减速电机受力过大。

图5示出了盖板与自动翻盖机构连接的另一种实施方式。在该实施方式中，马桶盖1左右两侧分别铰接于传动轴14及传动轴7。阻尼器12安装于减速电机输出轴5的末端。

到位开关可选用的种类很多，可以是微动开关、干簧管、霍尔开关等，只要能提供″ON-OFF″两种方式转换即可。

Claims

1.一种自动翻盖机构，包括减速电机及控制板，其特征在于：还包括一阻尼器、一到位开关及至少一根连动于盖体的传动轴；

2.根据权利要求1所述的自动翻盖机构，其特征在于：所述电机驱动IC设有一用于提供电机电流检测功能的接脚，当电机发生堵转时，所述电机驱动IC发出堵转信号给所述单片机，所述单片机控制所述电机驱动IC对所述减速电机停止供电。

3.根据权利要求2所述的自动翻盖机构，其特征在于：所述电机驱动IC用于提供电机电流检测功能的接脚接有一电流检测电阻，并连接到所述单片机的输入端口。

4.根据权利要求1所述的自动翻盖机构，其特征在于：所述控制板还包含一用于提供稳压电源给所述单片机及电机驱动IC逻辑电路供电的电源稳压电路。

5.根据权利要求1所述的自动翻盖机构，其特征在于：所述传动轴固定于盖体的下侧，并设有左右两根，所述减速电机的输出轴连动于其中一根传动轴，所述阻尼器安装于另一根传动轴。

6.根据权利要求1所述的自动翻盖机构，其特征在于：所述阻尼器安装于减速电机输出轴的末端。

7.根据权利要求1所述的自动翻盖机构，其特征在于：所述减速电机的输出轴安设有一单向扭簧。

8.根据权利要求1所述的自动翻盖机构，其特征在于：所述到位开关为能提供ON-OFF两种方式转换的开关。