CN212785307U

CN212785307U - 一种低功耗对射感应装置及其自动牙膏机

Info

Publication number: CN212785307U
Application number: CN202021663953.3U
Authority: CN
Inventors: 蒋植华
Original assignee: Dongguan Meizi Electrical Technology Co ltd
Current assignee: Dongguan Meizi Electrical Technology Co ltd
Priority date: 2020-08-11
Filing date: 2020-08-11
Publication date: 2021-03-23
Anticipated expiration: 2030-08-11

Abstract

本实用新型公开了一种低功耗对射感应装置及其自动牙膏机，包括控制器、稳压单元、红外发射单元以及红外检测单元，其中：所述控制器分别与稳压单元、红外发射单元以及红外检测单元电性连接；所述稳压单元与所述红外发射单元、红外检测单元电性连接；所述控制器用于生成脉冲控制信号，并将所述脉冲控制信号发送至所述红外发射单元和红外检测单元；所述红外发射单元用于根据所述脉冲控制信号发射红外光；所述红外检测单元用于根据所述脉冲控制信号开启，采集所述红外光，并将所述红外光转换为电平信号发送至所述控制器；所述稳压单元用于为所述控制器、红外发射单元以及红外检测单元供电。

Description

一种低功耗对射感应装置及其自动牙膏机

技术领域

本实用新型涉及机械结构、电子电路、模拟控制电路等技术领域，具体涉及一种低功耗对射感应装置及其自动牙膏机。

背景技术

现有的牙膏的挤出多数是用手工操作，将牙膏体上的出口直接放置在牙刷上，再用力将牙膏挤出涂抹在牙刷上。牙膏在一个家庭中通常是一家人共用的，该种做法容易使细菌通过牙刷头及牙膏出口进行传染，很不卫生，此外，直接用手挤压牙膏的方法对挤出的量比较不好控制，无法实现定量控制。目前牙膏机由机械式和电动式，机械式牙膏机存在牙膏的量无法控制，加工制作不容易，替代传统挤牙膏方式不高；而现有的电动牙膏机存在牙膏的量无法调整，感应不灵敏等；特别是在运行过程中电动牙膏机长时间开启能耗过高，没有行之有效的待机方式或降低能耗的方式。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种低功耗对射感应装置及其自动牙膏机，以提高使用时的灵敏度，并且还能降低其对射感应装置的功耗。

一种低功耗对射感应装置，包括控制器、稳压单元、红外发射单元以及红外检测单元，其中：所述控制器分别与稳压单元、红外发射单元以及红外检测单元电性连接；所述稳压单元与所述红外发射单元、红外检测单元电性连接；所述控制器用于生成脉冲控制信号，并将所述脉冲控制信号发送至所述红外发射单元和红外检测单元；所述红外发射单元用于根据所述脉冲控制信号发射红外光；所述红外检测单元用于根据所述脉冲控制信号开启，采集所述红外光，并将所述红外光转换为电平信号发送至所述控制器；所述稳压单元用于为所述控制器、红外发射单元以及红外检测单元供电。

本实用新型一种低功耗对射感应装置及其自动牙膏机通过红外发射单元和红外检测单元组成的红外对射感应模块，来实现对牙刷检测，相较于机械式控制灵敏度更高；并且通过所述控制器控制红外对射感应模块采用PWM工作方式，即通过脉冲控制信号本身带有的占空比实现控制红外对射感应模块进行间歇工作，其中这个占空比不一样的方波可以调节，不同比例的三角波，锯齿波，叠加波形都可以实现低功耗。因为红外发射和接收管的信号是同步的。所述稳压单元也能够起到一定降低功耗的作用。

进一步的，所述稳压单元包括降压芯片、电源输入端Vin和稳压输出端Vout，所述电源输入端Vin与外部电源电性连接，所述降压芯片用于对所述外部电源进行降压处理，并通过所述稳压输出端Vout输出稳压电源。

进一步的，所述稳压单元还包括电容C1、电容C2、电感L1、电阻R1、电阻R2，其中：所述M2406降压芯片的GND管脚通过电容C1接地，RUN管脚和VIN管脚连接所述电源输入端Vin；所述电感L1一端接所述M2406降压芯片的SW管脚、另一端接所述稳压输出端Vout；所述电容C2一端接所述稳压输出端Vout、另一端接地；所述电阻R1一端接所述稳压输出端Vout、另一端接所述M2406降压芯片的FB管脚；所述电阻R2一端接所述M2406降压芯片的FB管脚、另一端接地。

进一步的，所述控制器包括信号输入端IRin，所述信号输入端IRin分别与所述红外发射单元、红外检测单元电性连接。

进一步的，所述红外发射单元包括红外线发射管IR2、三极管Q2，所述红外线发射管IR2的正极连接所述稳压输出端Vout，所述红外线发射管IR2的负极连接所述三极管Q2的集电极，所述三极管Q2的基极连接所述信号输入端IRin，所述三极管Q2的发射极接地；所述红外检测单元包括红外线接收管IR2、三极管Q1以及信号输出端PTout，所述三极管Q1的发射极连接所述稳压输出端Vout，所述三极管Q1的基极连接所述信号输入端IRin，所述三极管Q1的集电极连接所述红外线接收管IR2的集电极和信号输出端PTout，所述红外线接收管IR2的发射极接地，所述信号输出端PTout与所述控制器电性连接。

进一步的，所述红外发射单元还包括电阻R5、电阻R6，其中：所述电阻R5一端接所述红外线发射管IR2的正极、另一端接所述稳压输出端Vout；所述电阻R6一端接所述三极管Q2的基极、另一端接所述信号输入端IRin。

进一步的，所述红外检测单元还包括电阻R3、电阻R4、电容C3，其中：所述电阻R3一端接所述三极管Q1的基极、另一端接所述信号输入端IRin；所述电阻R4一端接所述三极管Q1的集电极、另一端接所述信号输出端PTout；所述电容C3一端接所述信号输出端PTout、另一端接地。

一种自动牙膏机，包括使能传动机构、限位筒以及低功耗对射感应装置，所述低功耗对射感应装置如上述任意一项所述，所述使能传动机构设置在限位筒上端，所述使能传动机构与所述控制器电性连接，所述红外发射单元以及红外检测单元设置在限位筒上。所述红外对射感应模块的安装位置是在限位筒的周围，如果使用限位筒使用透明的材质，红外对射感应模块就可以直接使用，因为发出的红外光可以透过透明材质的物体。如果不使用透明材质，就需要开孔放置红外对射感应模块。

进一步的，所述限位筒上设置至少两个孔，所述红外发射单元和红外检测单元分别设置于所述两个孔。

本实用新型的有益效果体现在：

本实用新型一种低功耗对射感应装置及其自动牙膏机，提高使用时的灵敏度，并且还能降低其对射感应装置的功耗；通过红外发射单元和红外检测单元组成的红外对射感应模块，来实现对牙刷检测，相较于机械式控制灵敏度更高；并且通过所述控制器控制红外对射感应模块采用PWM工作方式，即通过脉冲控制信号本身带有的占空比实现控制红外对射感应模块进行间歇工作，其中这个占空比不一样的方波可以调节，不同比例的三角波，锯齿波，叠加波形都可以实现低功耗。因为红外发射和接收管的信号是同步的。所述稳压单元也能够起到一定降低功耗的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的原理示意图；

图2为本实用新型的电路原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

实施例1

如图1所示：

如图2所示：

在本实施例中，所述稳压单元包括降压芯片、电源输入端Vin和稳压输出端Vout，所述电源输入端Vin与外部电源电性连接，所述降压芯片用于对所述外部电源进行降压处理，并通过所述稳压输出端Vout输出稳压电源。

在本实施例中，所述稳压单元还包括电容C1、电容C2、电感L1、电阻R1、电阻R2，其中：所述M2406降压芯片的GND管脚通过电容C1接地，RUN管脚和VIN管脚连接所述电源输入端Vin；所述电感L1一端接所述M2406降压芯片的SW管脚、另一端接所述稳压输出端Vout；所述电容C2一端接所述稳压输出端Vout、另一端接地；所述电阻R1一端接所述稳压输出端Vout、另一端接所述M2406降压芯片的FB管脚；所述电阻R2一端接所述M2406降压芯片的FB管脚、另一端接地。其中降压芯片采用M3406，由M3406，C1，C2，L1，R1，R2组成的一个开关稳压电路，其中MCU(控制器)的供电是由M3406组成的开关稳压电源来供电，所以可以达到降低低功耗的目的。

在本实施例中，所述控制器包括信号输入端IRin，所述信号输入端IRin分别与所述红外发射单元、红外检测单元电性连接。

在本实施例中，所述红外发射单元包括红外线发射管IR2、三极管Q2，所述红外线发射管IR2的正极连接所述稳压输出端Vout，所述红外线发射管IR2的负极连接所述三极管Q2的集电极，所述三极管Q2的基极连接所述信号输入端IRin，所述三极管Q2的发射极接地；所述红外检测单元包括红外线接收管IR2、三极管Q1以及信号输出端PTout，所述三极管Q1的发射极连接所述稳压输出端Vout，所述三极管Q1的基极连接所述信号输入端IRin，所述三极管Q1的集电极连接所述红外线接收管IR2的集电极和信号输出端PTout，所述红外线接收管IR2的发射极接地，所述信号输出端PTout与所述控制器电性连接。

在本实施例中，所述红外发射单元还包括电阻R5、电阻R6，其中：所述电阻R5一端接所述红外线发射管IR2的正极、另一端接所述稳压输出端Vout；所述电阻R6一端接所述三极管Q2的基极、另一端接所述信号输入端IRin。

在本实施例中，所述红外检测单元还包括电阻R3、电阻R4、电容C3，其中：所述电阻R3一端接所述三极管Q1的基极、另一端接所述信号输入端IRin；所述电阻R4一端接所述三极管Q1的集电极、另一端接所述信号输出端PTout；所述电容C3一端接所述信号输出端PTout、另一端接地。

电路运行过程：

开始MCU(控制器)通过IRin输入一个有占空比的高低电平(脉冲控制信号)，当IRin的输入为高电平时，则三级管Q1，Q2导通，有IR2，R5的电路导通，IR2发出红外光；有R4，IR1的电路导通，红外接收管开始检测红外光，如果在这个期间没有障碍物，则IR1接收到红外光，PTout输出低电平，反之有障碍物的时候，没有接受到红外，输出高电平，MCU(控制器)则可以在这个时间段里检测PTout口的信号输出来判断是否有无障碍物，这个时期称之为工作期。

若IRin的输入为低电平时，则三级管Q1，Q2不导通，有IR2，R5的电路不导通，IR2没有发出红外光；而且R4，IR1的电路不导通，这个时期称之为休眠期。

假设红外发射和接收管一直工作，功耗为4mA。按照上述电路控制方式，IRin输入采用PWM的工作方式，T₁时间内只工作T₂时间，也就是输入T₂时间的高电平来工作，其余时间停止工作降低功耗，其中T₂<T₁；例如T₁＝10ms，则T₂＝1ms；这样计算得到的功耗只有原来4mA的10％，也就是0.4mA，大大降低了功耗。

一种自动牙膏机，包括使能传动机构、限位筒以及低功耗对射感应装置，所述低功耗对射感应装置如上述任意一项所述，所述使能传动机构设置在限位筒上端，所述使能传动机构与所述控制器电性连接，所述红外发射单元以及红外检测单元设置在限位筒上。所述红外对射感应模块的安装位置是在限位筒的周围，如果使用限位筒使用透明的材质，红外对射感应模块就可以直接使用，因为发出的红外光可以透过透明材质的物体。如果不使用透明材质，就需要开孔放置红外对射感应模块。其中使能传动机构包括电机驱动传动装置等。限位筒用于放置或定位牙刷。

以下为实际使用方式：在使用时将牙膏壳倒立放入牙膏放置孔内，牙膏壳出牙膏的端头部分与挤压吸附器内的空腔连通，当牙刷穿过限位筒进入挤压环内，触发牙刷感应器(红外对射感应模块)，PCB板(控制器)进而控制电机驱动传动装置，电机机械组件带动挤压环向上运动，挤压环向上运动就会挤压吸附器将空腔内的空气排出，从而挤出空腔里的牙膏。当电机机械组件带动挤压环向下运动，排牙膏孔闭合，空腔里面形成空气负压，将牙膏壳内的牙膏吸出来。这一系列过程牙膏通过空腔、排牙膏孔和过牙膏孔进入挤压环内涂覆于进入挤压环上的牙刷上面，然后牙膏腔体内的牙膏重新吸入空腔中，如此实现牙膏自动排出和补充，同时通过调节不同的档位来对应调节主控板对电机机械组件的控制挤压环向上运动的距离，进而控制挤压吸附器内的空腔的压缩程度，控制牙膏排出的量。

在本实施例中，所述限位筒上设置至少两个孔，所述红外发射单元和红外检测单元分别设置于所述两个孔。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims

1.一种低功耗对射感应装置，其特征在于,包括控制器、稳压单元、红外发射单元以及红外检测单元，其中：

所述控制器分别与稳压单元、红外发射单元以及红外检测单元电性连接；

所述稳压单元与所述红外发射单元、红外检测单元电性连接；

所述控制器用于生成脉冲控制信号，并将所述脉冲控制信号发送至所述红外发射单元和红外检测单元；

所述红外发射单元用于根据所述脉冲控制信号发射红外光；

所述红外检测单元用于根据所述脉冲控制信号开启，采集所述红外光，并将所述红外光转换为电平信号发送至所述控制器；

所述稳压单元用于为所述控制器、红外发射单元以及红外检测单元供电。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗对射感应装置，其特征在于：所述稳压单元包括降压芯片、电源输入端Vin和稳压输出端Vout，所述电源输入端Vin与外部电源电性连接，所述降压芯片用于对所述外部电源进行降压处理，并通过所述稳压输出端Vout输出稳压电源。

3.根据权利要求2所述的一种低功耗对射感应装置，其特征在于：所述降压芯片为M2406降压芯片，所述稳压单元还包括电容C1、电容C2、电感L1、电阻R1、电阻R2，其中：

所述M2406降压芯片的GND管脚通过电容C1接地，RUN管脚和VIN管脚连接所述电源输入端Vin；

所述电感L1一端接所述M2406降压芯片的SW管脚、另一端接所述稳压输出端Vout；

所述电容C2一端接所述稳压输出端Vout、另一端接地；

所述电阻R1一端接所述稳压输出端Vout、另一端接所述M2406降压芯片的FB管脚；

所述电阻R2一端接所述M2406降压芯片的FB管脚、另一端接地。

4.根据权利要求2所述的一种低功耗对射感应装置，其特征在于：所述控制器包括信号输入端IRin，所述信号输入端IRin分别与所述红外发射单元、红外检测单元电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种低功耗对射感应装置，其特征在于：所述红外发射单元包括红外线发射管IR2、三极管Q2，所述红外线发射管IR2的正极连接所述稳压输出端Vout，所述红外线发射管IR2的负极连接所述三极管Q2的集电极，所述三极管Q2的基极连接所述信号输入端IRin，所述三极管Q2的发射极接地；所述红外检测单元包括红外线接收管IR2、三极管Q1以及信号输出端PTout，所述三极管Q1的发射极连接所述稳压输出端Vout，所述三极管Q1的基极连接所述信号输入端IRin，所述三极管Q1的集电极连接所述红外线接收管IR2的集电极和信号输出端PTout，所述红外线接收管IR2的发射极接地，所述信号输出端PTout与所述控制器电性连接。

6.根据权利要求5所述的一种低功耗对射感应装置，其特征在于：所述红外发射单元还包括电阻R5、电阻R6，其中：

所述电阻R5一端接所述红外线发射管IR2的正极、另一端接所述稳压输出端Vout；

所述电阻R6一端接所述三极管Q2的基极、另一端接所述信号输入端IRin。

7.根据权利要求5所述的一种低功耗对射感应装置，其特征在于：所述红外检测单元还包括电阻R3、电阻R4、电容C3，其中：

所述电阻R3一端接所述三极管Q1的基极、另一端接所述信号输入端IRin；

所述电阻R4一端接所述三极管Q1的集电极、另一端接所述信号输出端PTout；

所述电容C3一端接所述信号输出端PTout、另一端接地。

8.一种自动牙膏机，包括使能传动机构、限位筒以及低功耗对射感应装置，其特征在于，所述低功耗对射感应装置如权利要求1-7所述的任意一项所述，所述使能传动机构设置在限位筒上端，所述使能传动机构与所述控制器电性连接，所述红外发射单元以及红外检测单元设置在限位筒上。

9.根据权利要求8所述的一种自动牙膏机，其特征在于：所述限位筒上设置至少两个孔，所述红外发射单元和红外检测单元分别设置于所述两个孔。