用户电器和用于调节用户电器的冷却元件的最大冷却温度的方法与流程

文档序号:13451048
用户电器和用于调节用户电器的冷却元件的最大冷却温度的方法与流程
本发明涉及一种用于开启具有冷却元件的用户电器的功能的方法和相应的用户电器,其中在电器的正常使用期间冷却元件与用户皮肤接触,并且其中冷却元件与具有冷侧和暖侧的热电元件连接。热电元件的冷侧与冷却元件进行热导接触,并且热电元件的暖侧与用户电器的储热器元件进行热导接触。优选地,用户电器可以是毛发移除装置,诸如剃刀或脱毛器。

背景技术:
已知有具有在剃刮期间用于冷却人体皮肤的冷却元件的剃刀。这对于用户来说是舒适的,并且减少了皮肤刺激。DE1143128B描述了基于引导气流朝向皮肤的通风机的冷却元件。在DE102008032150A1中公开了一种相应的电剃刀,该电剃刀具有用于冷却涂抹头中的冷却元件的热电元件,以在使用期间与用户的皮肤接触。

技术实现要素:
本发明的目的是提供一种用于开启用户电器的功能的方法和一种相应的用户电器,以便在使用期间增强用户的舒适度和/或保证特定功能的激活。该目的利用独立权利要求的特征来实现。根据权利要求1所述,提供该方法用于(a)测量由热电元件感应的电压;(b)确定所测量的电压是否超过所确定的阈值;(c)如果所测量的电压超过所确定的阈值,则激活该功能。根据权利要求9所述的相应的用户电器具有适于执行上述限定步骤的微处理器。冷却该冷却元件是在用户电器的正常使用期间,根据本发明通过热电元件的致动以及将直流电压施加到热电元件并且使用相同的极性来执行。这是有利的,因为不需要相对于热电元件的极性逆转。热电元件优选地是已知的珀尔帖元件。然而,热电元件也可例如使用半导体元件,通过在热电元件的一侧和另一侧之间产生温差的任何其他元件来实现。当不使用热电元件时,如果在冷侧和暖侧之间感应到温差,则此类热电元件的逆转效应是在热电元件的冷侧和热侧之间生成电压。这种效应被称为塞贝克效应(Seebeckeffect)。通常,如果未使用器具,则冷侧和暖侧将采用(至少在使用后的特定时间后,用于从暖侧进行热耗散以及让冷侧进行升温)用户电器的环境温度。如果用户通过使冷却元件与他的或她的皮肤接触而开始使用本器具,则冷侧(具有在正常情况下低于用户的皮肤温度的环境温度)开始变热,相反暖侧则保持环境温度。该温差感应热电元件上的可被检测的电压。如果感应电压超过所确定的阈值,则用户电器的特定功能被激活。提供确定的(电压)阈值具有如下优点:例如由于用户电器的冷侧与暖侧之间的背景噪音或较小的温差而减小波动。为了区分此类随机事件与将导致特定功能激活的用户激活事件,使用了所确定的阈值。在本发明的简单且易于实施的实施方案中,阈值可在装置生产时固化在装置的控制器中,具体而言是固化在微控制器中。因此,可以安全地识别器具的用户引起的事件,并且激活器具的特定功能以应对用户引起的事件。根据优选的实施方案,激活的功能是冷却元件的致动。因此,(优选地仅仅)当冷却元件邻近用户的皮肤时,冷却元件的能量消耗冷却才被激活。只有在这种情况下,才需要装置的冷却功能。当用户关闭装置时,此功能的激活可能会停止。除此之外或另选地,所激活的功能可以是用户电器的开启。这可能包括器具的普通或标准使用所需的所有功能的激活。就剃刀或脱毛器而言,这可能是用于切割或拔除毛发的毛发移除装置的马达和用于冷却处理区域中的皮肤的冷却元件的激活。同样,当用户关闭装置时,此功能的激活可能会停止。为了在控制过程中使用所测量的电压,例如,用于与所确定的阈值进行比较,测量由热电元件感应的电压可优选地包括将模拟电压信号转换为数字电压值。然后,可在简单的微处理器中执行用户电器的控制。控制过程的逻辑不得由模拟电路构建。无论如何,所测量的电压经处理并与可以是预定(模拟或数字)电压值的所确定的阈值进行比较,根据优选的实施方案,所确定的阈值可根据所测量的环境温度进行动态设置。为了测量环境温度,可在用户电器的壳体中提供单独的温度传感器。该单独的温度传感器可与储热器元件进行热导接触,并且此外在用于调节冷却元件的最大冷却温度作为参考温度的方法中使用。所确定的(电压)阈值的动态设定意味着相比于固定的预先确定的值,该阈值是根据其他实际确定的标准来设定的。此类动态阈值将增强特定用户激活事件的识别,例如,使冷却元件与冷却元件接触。在寒冷的环境中,用户的皮肤也可能较冷,从而导致热电元件的冷侧与暖侧之间的温差较低。然后相应地调整阈值是有用的。增强特定用户激活事件的识别的另一种可能性可能是,根据本发明,该功能的激活取决于所测量的电压的变化率。利用该特征,使用所测量的电压的时间依赖性来识别用户事件。这也可能与测量例如环境温度的之前方面相结合。作为优选的示例,可以考虑以下用户事件。使用者将剃刀或脱毛器的冷却元件与他的皮肤接触。剃刀或脱毛器,或更一般地,家用环境中的用户电器的环境温度可能在约20℃的变化范围内。在相同的环境中,典型的皮肤温度可能为大约32℃至35℃。考虑到导致限定的传热系数的皮肤与冷却元件之间的典型和已知的接触,可以预测通过冷却元件和皮肤的接触而使冷侧升温的时间行为。因为特定温度与由热电元件感应的特定电压相关,所以该事件的时间行为是已知的。可通过确定所测量电压的变化率来评估时间行为。这一所确定的变化率可能是针对激活功能的一个判据。为了确定所测量的电压的变化率,根据优选实施方案提出,由热元件感应的电压按定期时间间隔进行测量,并且变化率由从一个时间间隔的开始到结束的所测量电压的变化来确定,其中确定若干连续时间间隔的变化率,从而确定变化率曲线。该变化率曲线允许将实际测量电压的变化率时间行为与当人体皮肤与冷却元件接触时所感应的预先确定的理论或经验变化率曲线进行比较。这允许对人体皮肤与冷却元件接触的情况的更好和更可靠的识别。根据实际测量的环境温度,可针对不同的环境温度从一组预先确定的曲线选择预先确定的(理论或经验)变化率曲线。本发明还涉及一种用户电器,特别是诸如剃刀或脱毛器的具有用于驱动用户电器的致动器的电动马达的毛发移除装置,该致动器为例如毛发移除工具,诸如涂抹头或拔毛辊。另外,电器包括在电器的正常使用期间与用户的皮肤接触的电源和冷却元件。冷却元件自身包括具有冷侧和暖侧的热电元件,热电元件的冷侧与冷却元件进行热导接触,并且热电元件的暖侧与用户电器的储热器元件进行热导接触。另外,提供了适于控制马达和热电元件的致动的微处理器。根据本发明,热电元件连接到微控制器的测量端口,以测量由热电元件感应的电压,并且微控制器适于执行如前所述的方法或其部分。微控制器可以是包括在用户电器中并且适于执行所提出的方法步骤的所有或任何选择的任何合适的处理器。可通过在处理器上实施可执行形式的程序代码方法来实现处理器的改型,使得当在处理器上执行该程序代码时,执行所提出的方法或其部分。微处理器的测量端口可能是将模拟电压输入信号直接转换为数字输入电压信号的ADC输入端口。因此,电压信号被直接转换为可由微处理器上实施的软件进行处理的数字值。数字值因此可直接与所确定的阈值进行比较。另外,数字值可直接用于使用微处理器的内部时钟计算所测量电压值之间的变化率,用于确定两个测量值之间的时间。通过将变化率添加到包含变化率和变化率的时间的列表中,可通过测量值确定变化率的时间行为。用户器具的功能的激活也可依赖变化率作为判据。为此,可使用自所确定的第一电压或变化率的限定时间行为开始的一定时间之后的变化率作为判据。微控制器的测量端口可平行于微控制器的致动端口布置,以通过向热电元件施加受控的电压和电流来致动热电元件。热电元件的致动导致冷却元件在用户电器的正常使用期间的冷却。有利地,可单独地激活或切换微控制器的测量端口和致动端口。这是微控制器的常见技术。本领域的技术人员可从已知的各种可用的微控制器中选择适当类型的微控制器。优选地,附接到热电元件的用于测量由热电元件感应的电压的器具的测量端口可以是微处理器的中断端口。中断端口是微处理器的端口,该微处理器在微处理器感测所施加电压的待机模式下也是有效的。一旦在端口处感测到电压,微处理器就被设置成运行模式。在用户电器的休息时间期间,这对于节省能量是有用的,特别是如果该器具是电池驱动的。为了另外测量装置的环境温度,用户电器可包括温度传感器。该温度传感器可与储热器元件进行热导接触并连接到微控制器的(不同的)测量端口。另外,所测量的环境温度可用作决定开启所选功能或多个功能(包括开启器具)的附加判据。测量端口可平行于微控制器的致动端口,以通过向热电元件施加受控的电压和电流来致动热电元件。有利地,可单独地激活或切换微控制器的测量端口和致动端口(例如,如果测量端口是适合中断的端口)。这是微控制器的常见技术。本领域的技术人员可从已知的各种可用的微控制器中选择适当类型的微控制器。附图说明图1示出了根据本发明的优选实施方案的用户电器的示意性剖面图。图2示出了根据本发明的优选实施方案的用于开启该用户电器的用户电器的功能的方法的流程图。具体实施方式图1示出了根据本发明的用户电器1,其使用电剃刀作为用户电器的优选示例。本发明的优选实施方案涉及毛发移除工具,诸如剃刀或脱毛器。然而,本发明还涉及提供用于与用户的皮肤直接接触的任何用户电器部件。在下文中,术语“剃刀”和“用户电器”用作等同物。作为用户电器1的剃刀在剃刀1的壳体3中具有马达2。马达2由在微处理器5的控制下可通过充电器4充电的二次电池(未示出)供电。这意味着在微处理器5中实施程序代码,该程序代码在通过微处理器5执行时,会执行必要的控制步骤。在这种特定情况下,是用于对二次电池充电的控制步骤。这是本领域的技术人员所熟知的,并且对于所有电池驱动型用户电器类似。马达2驱动用于执行用户电器1的特定动作的至少一个致动器6,其主要与器具的功能相关。就剃刀1而言,致动器6致动涂抹头8中的涂抹元件7(或如图1所示的两个涂抹元件7),用于利用相应的刀片9切割胡须的毛。这种技术是众所周知的,并且对于实现致动器6和涂抹头8存在不同的结构可能性。此外,根据图1的示例的剃刀1包括另外的切割元件10,其可用作长毛发切割器。这些切割元件10通常也是马达驱动的并且是已知的技术。因此,在本发明的上下文中不对这些元件进行详细说明。本发明涉及作为用户电器1的剃刀的涂抹头8和/或切割元件10的所有可能的实现方式。根据本发明,用户电器1,即图1所示的示例中的剃刀包括这样设置在电器1中的冷却元件11,该冷却元件在电器1的正常使用期间与用户的皮肤接触。对于剃刀,因此有利的是将冷却元件11设置在涂抹头8中,该涂抹头8在切割胡须的毛期间与用户的皮肤接触。根据用户电器的类型,本领域的技术人员将冷却元件11置于有利的位置。本发明不限于冷却元件11的特定位置,只要其在正常使用期间与用户的皮肤直接接触即可。当致动时,冷却元件11与冷却其冷侧12的热电元件13的冷侧12进行导热接触。通常,用于致动热电元件13,将相应的电压和电流施加到热电元件13。热电元件13可以是本领域熟知的珀尔帖元件。当电流流经珀尔帖元件(或更一般地,热电元件13)时,它冷却其冷侧12并且同时加热其暖侧14。通过将一定电压和电流施加到热电元件13上,热电元件13在其冷侧12和其暖侧14之间产生限定的温差。当冷却元件11与热电元件13的冷侧12进行导热接触时,冷却元件11采用冷侧12的温度,并且当皮肤与冷却元件11接触时能够冷却用户的皮肤。为了将热电元件13的暖侧14处产生的热远离热电元件13传导,并且避免将暖侧14强烈加热到非常高的温度(从而降低冷侧12上的最大冷却温度),提供了一个与热电元件13的暖侧进行热导接触的储热器元件15。因此,储热器元件15吸收热并将热远离暖侧15传导。为此,储热器元件15优选地比热电元件13的暖侧14具有高得多的质量。因此,温度被分布到只是缓慢变暖的较大躯体中。这是有用的,因为用户电器1(诸如剃刀或类似的毛发移除工具)的正常使用时间相当短。因此,储热器元件15不被加热太多。另外,有利的是,储热器元件15的部件16构成了用户电器1的外部壳体的一部分。然后,从储热器元件15吸收的热量可以容易地消散到环境中。冷却元件11和储热器元件15二者均由诸如金属或导热塑料的导热材料构成。另一方面,当热电元件13没有被致动用于将冷却元件11冷却时,在热电元件13的冷侧12和暖侧14之间通常没有温差。不致动热电元件13时,如果冷却元件11被加热,例如与用户的皮肤接触,则热电元件13的冷侧12将变热。它比热电元件13的暖侧14变得更暖。在这种情况下,由热电元件13感应电压。这被称为塞贝克效应。微处理器5用于控制用户电器1的功能。当用户打开器具并将直流电压和电流施加到热电元件时,它开启马达2。这通过微处理器5分别与马达2或热电元件13之间的单线连接在图1中示意性地示出。然而,如本领域的技术人员所理解,单线可包括两条导体线。本发明现在提出了一种开启用户电器的功能诸如开启马达2和/或冷却元件11的替代或附加方式。为此,微处理器5包括也连接到热电元件13的测量端口。这也由微处理器5和热电元件13之间的单线连接示意性地示出。然而,可能提供从热电元件13到微处理器5的测量端口的单独的导线。该测量端口可包括ADC(模拟数字转换器)直接将由热电元件13感应的模拟电压信号转换成数字电压值,该数字电压值可由微处理器直接用在其控制程序中,例如,与阈值进行比较。此外,测量端口可以是微处理器5的中断端口,从而在向测量端口施加电压时,将微处理器从待机模式唤醒到操作模式。然后可以鉴别该电压用于决定激活用户电器的特定功能。此类鉴别器将所测量的电压与所确定的阈值进行比较,并给出所测量电压超过所确定电压的信号。该信号然后被微处理器用于激活该功能。这在图1中由开关18指示。在下文中,相对于图2描述了所提出的方法的优选实施方案。该方法以在步骤100中由热电元件13感应的电压的测量开始。只有当热电元件13的冷侧12和暖侧14之间存在温差时才感应电压。优选地,在连接到热电元件13的微处理器5的测量端口处测量电压,使得如果冷侧12比暖侧14更暖,则热电元件13处所感应的电压为正。这通过将热电元件13的一个特定侧连接到微处理器5的相应测量端口来实现。在所述实施方案中,微处理器5的该测量端口是微处理器5的中断端口。中断端口通过合适的软件的实施进行配置,使得微处理器5将自动地从待机模式切换到操作模式。合适的微处理器是本领域已知的。只要没有感应到电压,微处理器就保持待机模式,等待超过零的电压值施加到中断测量端口。如步骤101所指出的那样,如果在中断端口处感测到超过零的此类电压,则微处理器在步骤102中唤醒并执行以下方法步骤。首先,测量端口将模拟电压信号转换为数字电压值,在步骤103中,该测量端口为模数转换器。在根据本发明的优选实施方案的后续步骤104中,检查所测量的电压值是否满足用于激活用户电器的功能的条件或多个条件。这包括如上所述将实际数字化电压值与预定阈值进行比较。可选择阈值使得超过阈值指示人体皮肤与目前未致动的冷却元件11接触。在这种情况下,用户电气装置1的期望功能被激活(步骤105)。该功能可以是热电元件13的致动,以将冷却元件11冷却和/或致动马达2以开始剃刮。否则,该过程返回,以在步骤100中测量电压。本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反,除非另外指明,否则每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如,公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。...
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