停位实现装置和机电装置的制作方法

本发明涉及机电技术领域，尤其涉及停位实现装置和机电装置。

背景技术：

雨刮电机（wipermotor，或被称为刮水器电机、雨刮器电动机等）已在汽车领域获得了广泛应用。现有技术提供了众多类型的雨刮电机产品，此类雨刮电机通常提供两个运动停止位置，即可以使得与雨刮电机相连的刮臂受控停止在例如车辆挡风玻璃的左侧端或右侧端，以免影响或者遮挡住驾驶者的行车视野。现有雨刮电机产品的技术比较成熟，工作性能比较可靠，但是对于这些雨刮电机的应用还存在着不充分之处，可以进行进一步的挖掘和改进。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了停位实现装置和机电装置，从而解决或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其他方面的问题中的一个或多个。

首先，根据本发明的第一方面，它提供了一种停位实现装置，其包括电机，所述电机具有运动机构以及与其相关联的控制电路，并能使得与所述电机的输出轴相连的机构在第一位置和第二位置之间往复运动并且在至少位于所述第一位置或第二位置时输出停位信号，所述停位实现装置还包括：

继电器，其与电源相连并具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述继电器与所述控制电路之间断路，在所述第二状态下，所述继电器与所述控制电路之间连通以向其提供所述电源的电能，从而使得所述运动机构进行运动；以及

控制器，其与所述继电器相连并被设置成：在接收到第一信号后使得所述继电器从所述第一状态切换至所述第二状态；在接收到与所述停位信号相关联的第二信号后，经历一预设延时后使得所述继电器从所述第二状态切换至所述第一状态，从而使得所述机构停位于所述第一位置与所述第二位置之间的一个预设位置。

在根据本发明的停位实现装置中，可选地，所述停位实现装置还包括开关，其设置在所述控制器与另一电源之间、或者设置在所述控制器与所述电源的一个支路之间，所述第一信号是在所述开关被闭合后由所述另一电源或所述电源的所述支路向所述控制器提供电能所产生的电信号，所述第二信号是在所述开关被断开并且出现所述停位信号后所产生的信号。

在根据本发明的停位实现装置中，可选地，所述预设延时的范围为0.02-3.5秒，并且/或者所述电源的电压为9-16v。

在根据本发明的停位实现装置中，可选地，所述预设位置是位于所述第一位置与所述第二位置之间的居中位置，并且/或者所述电机是雨刮电机。

在根据本发明的停位实现装置中，可选地，所述运动机构包括装设于齿轮箱内的齿轮以及随同其进行运动的齿轮连杆机构，所述输出轴与所述齿轮连杆机构相连，所述齿轮箱具有采用导电材料制成的导电部分，所述继电器经由所述导电部分与所述控制电路连通。

其次，根据本发明的第二方面，它提供了一种停位实现装置，其包括电机，所述电机具有运动机构以及与其相关联的控制电路，并能使得与所述电机的输出轴相连的机构在第一位置和第二位置之间往复运动并且在至少位于所述第一位置或第二位置时输出停位信号，所述运动机构被设置成使得所述机构停位于所述第一位置与所述第二位置之间的一个预设位置，并且所述停位实现装置还包括：

继电器，其与电源相连并具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下，所述继电器与所述控制电路之间断路，在所述第二状态下，所述继电器与所述控制电路之间连通以向其提供所述电源的电能，从而使得所述运动机构进行运动；以及

控制器，其与所述继电器相连并被设置成：在接收到第一信号后使得所述继电器从所述第一状态切换至所述第二状态；在接收到与所述停位信号相关联的第二信号后，使得所述继电器从所述第二状态切换至所述第一状态，从而使得所述机构停位于所述预设位置。

在根据本发明的停位实现装置中，可选地，所述停位实现装置还包括开关，其设置在所述控制器与另一电源之间、或者设置在所述控制器与所述电源的一个支路之间，所述第一信号是在所述开关被闭合后由所述另一电源或所述电源的所述支路向所述控制器提供电能所产生的电信号，所述第二信号是在所述开关被断开并且检测到所述停位信号后所产生的信号；并且/或者

所述运动机构包括装设于齿轮箱内的齿轮以及随同其进行运动的齿轮连杆机构，所述输出轴与所述齿轮连杆机构相连，所述齿轮连杆机构与所述齿轮之间的相对位置被布置成使得所述机构能停位于所述预设位置，所述齿轮箱具有采用导电材料制成的导电部分，所述继电器经由所述导电部分与所述控制电路连通。

在根据本发明的停位实现装置中，可选地，所述预设位置是位于所述第一位置与所述第二位置之间的居中位置，并且/或者所述电机是雨刮电机。

此外，根据本发明的第三方面，它提供了一种机电装置，所述机电装置包括如以上任一项所述停位实现装置。

在根据本发明所述的机电装置中，可选地，所述机电装置是具有摆动运动部分的婴儿用具，所述停位实现装置中的所述电机的输出轴与所述摆动运动部分相连，所述婴儿用具包括婴儿床、婴儿秋千、婴儿摇椅、婴儿摇篮、婴儿车。

从与附图相结合的以下详细描述中，将会清楚地理解根据本发明的各技术方案的原理、特点、特征以及优点等。例如，采用本发明技术方案可以充分利用并改进现有的例如雨刮电机等各种类型的电机产品，使其具备能够精确停位在任何中间位置的功能，从而可将其应用到例如婴儿用具等机电装置中，这将有助于有效降低这些机电装置的成本，简化结构，并且提升可靠性。本发明的应用成本较低，并且实用性强。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图只是出于解释目的而设计的，仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是一个现有雨刮电机示例中一部分的立体分解结构示意图。

图2是图1所示雨刮电机示例中的齿轮的俯视结构示意图。

图3是一个根据本发明的停位实现装置实施例中的电路控制示意图。

图4是另一个根据本发明的停位实现装置实施例中的电路控制示意图。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来说明根据本发明的停位实现装置和机电装置的结构、组成、特点和优点等，然而所有的描述不应用于对本发明形成任何限制。在本文中，技术术语“第一”和“第二”仅是用于进行区分性表述目的，并无意于表示它们的顺序以及相对重要性。

此外，对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本发明仍然允许在这些技术特征（或其等同物）之间继续进行任意组合或者删减而不存在任何的技术障碍，从而应当认为这些根据本发明的更多实施例也是在本文的记载范围之内。

就现有的雨刮电机来讲，其通常具有两个部分，即运动机构和控制电路，通过它们之间的关联协作可以实现雨刮电机的基本功能，即，可以将电机的旋转运动转变为与该运动机构相连的刮臂的往复运动，以此来实现雨刮动作。如本领域技术人员所理解的，通过使用这些雨刮电机，能够使得刮臂在结束往复运动后停位在例如车辆挡风玻璃的左侧端或右侧端。

作为举例说明，在图1中以示意方式展示出了一个现有雨刮电机的一部分结构组成。如图1所示，在这个给出的实施例中，该雨刮电机可以包括装设在定子壳体1内的定子、转子2、蜗杆3、齿轮4、齿轮连杆机构6和输出轴7。其中，由定子和转子2一起构成了电机m，该电机m在供电后将进行旋转运动，然后将通过与该电机m的输出端相连的蜗杆3来带动齿轮4在图1所示图面中的水平面内进行旋转运动，进而可以带动齿轮连杆机构6进行相应运动，并且通过与齿轮连杆机构6相连的输出轴7来带动刮臂进行往复运动。

在图1所示的实施例中，可以将外围轮9固定安装在齿轮4的中心轮8的外围，并且可将齿轮连杆机构6中的轴11套装在外围轮9上，由此可以实现从上述的电机m依次经由蜗杆3、齿轮4、齿轮连杆机构6、输出轴7至刮臂的动力传递过程和运动形式改变。

以上示例性地介绍了图1所示雨刮电机的运动机构部分，该运动机构将与雨刮电机中的控制电路进行关联协作，下面就结合在图3中示出的一个此类控制电路示例进行说明。

在这个示例中，控制电路12是与雨刮电机的运动机构中的电机m、导电接触片5相关联。

如图1中所示，可以将导电接触片5固装在齿轮4的盘面上，当控制电路12上电工作后，电机m将会进行运转，这将随后使得导电接触片5随着齿轮4以及中心轮8和外围轮9一起进行旋转运动。导电接触片5被构造成具有缺口部分，在导电接触片5进行持续旋转时，与导电接触片5相配合的导电弹簧片c1、c2和c3（未在图1中示出）将与该导电接触片5一直保持接触，该缺口部分不会导致在导电弹簧片c1和c3之间形成断路。在图1中还示出了在这个示例中的接地引脚31（e）和用于禁止电流反向流动的二极管16，可以将用于装设齿轮4、中心轮8、外围轮9、导电接触片5等的齿轮箱10用作接地端，随后将对此进行详细说明。

当继电器13被切换到第一状态后，齿轮4、中心轮8、外围轮9以及导电接触片5仍将会继续转动，直到导电接触片5旋转至使得导电弹簧片c3处于缺口部分中时，就会在导电弹簧片c1和c3之间形成断路而形成停位信号（即在本示例中，该停位信号可根据当出现了使得导电弹簧片c1和c3之间处于断路状态的工作位置来确定，现有的各类雨刮电机均可提供此类停位信号，例如可以至少在刮臂停位在以下将说明的第一位置或第二位置处时输出停位信号，亦即可以在输出轴7至少位于它的两个极限运动位置之一时输出停位信号），从而切断电源供应，即使得雨刮电机的运动机构部分中的齿轮4、中心轮8、外围轮9以及导电接触片5等全部停止转动。此时，正如在图2中所示地，可使得外围轮9处于位置p1或位置p2，这两个位置分别对应于与输出轴7相连的刮臂最终处于停止状态的第一位置或第二位置，例如在车辆挡风玻璃上的左侧端或右侧端。

本案发明人经过大量研究后发现，可以充分利用例如以上举例说明的这些现有雨刮电机并进行改进，以此来实现在第一位置和第二位置之间的任意位置处的精确停位，从而可以将其应用到众多的机电产品中，以便更好地满足人们的实际需求。

例如，本案发明人已经发现，现有市场上电动婴儿床等婴儿用具一般都需要设置电机、位置信号传感器、控制器等元器件或装置，通过在控制器中存储相应的较为复杂的停位控制程序，以便根据经由位置信号传感器采集提供的位置信号来控制电动的运行，从而使得婴儿床能够准确地停止在例如中间垂直位置等所期望的位置处。然而，采用以上方式不仅控制方式比较复杂，而且需要单独设置位置信号传感器，这将会增加产品的整体成本，并且不利于进行装配、维护等操作。本案发明人通过创新性地利用并改进现有的雨刮电机，就可以有效解决以上这些问题。

作为举例说明，请参阅图3的示例，在这个示例中无需改动现有雨刮电机内部的控制电路12，仅通过设置如以下将讨论的继电器13和控制器14就可以将其改造成一个根据本发明的停位实现装置。

具体来讲，对于继电器13，可以将它与电源17（如采用电压值为9-16v之间的电压（例如12v等），当然也可能采用其他数值的适宜电压）相连，该继电器13被设置成具有两个状态，即第一状态和第二状态。

当继电器13处于第一状态下时，在它与控制电路12之间形成断路，即如图1中所示，继电器13中的切换接头是处于以数字131表示的连通位置中并且与电源17的负极171相连，此时将不会向控制电路12提供电源17的电能。

当继电器13处于第二状态下时，它与控制电路12之间将被连通，即继电器13中的切换接头此时处于在图1中以数字132表示的连通位置中并且与电源17的正极172相连，此时通过雨刮电机上的正极引脚53（s）与控制电路12相连，从而将电源17的电能提供给控制电路12，由此可以使得雨刮电机中的运动机构开始进行相应的运动。

对于控制器14来讲，它与继电器13相连，并且可将它设置成执行如下操作：当控制器14接收到第一信号后，可以使得继电器13从上述的第一状态切换至第二状态，即可向控制电路12提供电源17的电能；当控制器14接收到在出现了雨刮电机中上述停位信号后所产生的第二信号后，可以使其先经历一个预设延时之后，然后再使得继电器13从上述的第二状态切换至第一状态，即从向控制电路12提供电能改变为停止提供电能，从而可最终使得上述运动机构中的齿轮4以及中心轮8和外围轮9不再进行旋转运动，外围轮9将最终停止在如图2中所示的位于位置p1和位置p2之间的一个期望位置p3处。相应地，此时与输出轴7相连的机构（例如婴儿床中进行摆动运动的床板）将最终停止在雨刮电机的原先第一位置和第二位置之间的一个位置，这样的位置可以例如是使婴儿床中的床板处于居中垂直状态的中间位置。当然，该位置也可能是根据不同应用情况而预设并期望停位于此的任何其他位置，具体位置是根据预设延时的长短情况来进行设定或调整的。

下面将继续结合图3的电路控制示意图来对根据本发明的停位实现装置示例进行进一步说明，以便能够更好地理解本发明的设计思路和工作原理。

如图3所示，当将与控制器14相连的开关15从处于常态的打开位置151切换到闭合位置152时，与该开关15的另一端相连的电源18将从它的正极181向控制器14供电，此时将产生相应的电信号（如采用电压形式或电流形式等），由此可将其作为上述的第一信号，控制器14将根据接收到该第一信号来控制继电器13，使其从第一状态切换至第二状态，即导通了雨刮电机上的正极引脚53（s）和电源17的电源正极172，从而可以向雨刮电机的控制电路12提供电能。

在可选情形下，可以通过用于装设齿轮4、中心轮8、外围轮9、导电接触片5等齿轮箱10来实现继电器13和控制电路12连通，例如可以将齿轮箱10整体或者一部分采用导电材料（如金属等）来制成，然后通过齿轮箱10上的导电部分来连接继电器13和控制电路12。此外，可以将控制器14与雨刮电机上的停位引脚53a（p）进行连接，并且可在它们之间可选地布置电阻19用来进行降压。如图3所示，在可选情形下，可将上述的正极引脚53（s）和/或停位引脚53a（p）设置在该齿轮箱10上。

控制电路12在上电之后，它将会按照如前所讨论的方式进行工作，导电接触片5将随着齿轮4持续旋转，并且导电弹簧片c1和c3之间一直保持接触而不会形成断路，从而使得与雨刮电机的输出轴7相连的机构可以一直在第一位置和第二位置之间持续运动。

当将开关15从闭合位置152切换到原先的打开位置151时，这将会切断对控制器14的电能供应而使得之前的电信号/第一信号消失，因此可在上述电信号消失并且检测到出现了停位信号（该停位信号可通过例如在图3中所示的从停位引脚53a（p）至控制器14的线路传送给后者）后就由此产生第二信号，控制器14在接收到此第二信号后将会等待一个预设延时，然后再控制使得继电器13从第二状态切换至第一状态，即停止向雨刮电机的控制电路12供电，由此能够按照预定延时来控制继电器13的断开操作，从而可以实现精确停位。当控制器14控制继电器13而使其切换到第一状态下时，导电接触片5将随着齿轮4旋转，直到导电弹簧片c3落入到导电接触片5的缺口部分而与导电弹簧片c1之间形成断路，从而切断电源供应，使得齿轮4、中心轮8、外围轮9以及导电接触片5等全部停止转动。

由于在控制器14中设置了上述的预设延时，这将会延缓继电器13的断开操作，从而使得齿轮4上的外围轮9能够受控而被精确地停止在位置p1和位置p2之间的一个预期的位置p3处，与雨刮电机的输出轴7相连的机构则相应地停位在第一位置和第二位置之间的一个位置处，这样就实现了如所期望的精确停位。关于上述位置p3的具体位置，可以根据实际应用需求情况来进行设置或调整，例如可以将其布置在位置p1与位置p2之间的居中位置，从而可以使得与雨刮电机的输出轴7相连的机构也相应地停位在第一位置和第二位置之间的居中位置上。

关于上述的预设延时，作为举例说明，可以将其范围设定为0.02秒至3.5秒，通过选用该范围中的不同数值，将会获得不同的停止位置。然而，应当理解的是，在不脱离本发明主旨的情况下，本发明允许根据实际应用情况来对预设延时进行各种可能的灵活设定、改变和调整。

与例如现有的电动婴儿床等现有技术相比较，在根据本发明的停位实现装置实施例中并不需要设置停止信号传感器用来监控运动机构的当前运动位置，也无需采用比较复杂的停位控制程序来对电机的运行进行控制。本发明通过采用技术成熟的现有雨刮电机并进行上述创新性的适当改进，就可以实现可靠且准确的预期停位，这无疑提供了简单、低成本且安全可靠的解决方案。

此外，根据本发明的设计思想还提供了停位实现装置的另一种实现方式，它无需改变雨刮电机的原先控制电路，但要对雨刮电机中的运动机构的结构进行调整和改进。应当理解，此类在机械结构上的调整和改进是可以在雨刮电机的运动机构中的一处或多处进行实施的。借助于技术成熟的现有雨刮电机并施加创新性的结构改进，由此同样可以提供明显优于现有技术的简单、低成本且安全可靠的解决方案。

作为举例说明，例如针对所给出的图1实施例，可以通过更改外围轮9在齿轮4上的布置位置来实现其在上述的位置p1和位置p2之间的位置的精确停位，即可以根据应用需求情况来确定所期望实现的具体停位位置，然后采用前期机械加工或者后期装配等方式，将外围轮9更改布置在齿轮4上的适宜位置处，由此也能实现本发明的以上目的。

请参阅图4所示的电路控制示意图，对于其中与图3示例中的相同或相类似部分，可直接参阅前述的相应内容，因此在此不做重复描述。在这个停位实现装置示例中，由于已经针对运动机构中的结构进行了相应的调整和改进来实现预期停位，所以控制器14没有对继电器13设定延时控制，控制器14在接收到第一信号后，就使得继电器13从第一状态切换至第二状态，并且在接收到如以上所述与雨刮电机中的停位信号相关联的第二信号后，就使得继电器13从第二状态切换至第一状态，通过上述的机械结构上的调整和改进，也同样可以实现与雨刮电机的输出轴7相连的机构的精确停位，例如使其停位于第一位置与第二位置之间的居中位置或者其间的任何其他位置处。

需要指出的是，以上仅是通过一个现有的雨刮电机来对本发明进行示例性说明，在本文中没有针对各种现有的雨刮电机及其内部零部件进行穷尽性的描述，因为这些现有雨刮电机的现有结构组成等技术内容不是本发明的重点，而且也已被本领域技术人员所了解和掌握，所以在本文中没有对它们进行赘述。应当理解的是，根据本发明的设计思想，基于这些现有的各种类型的雨刮电机都能够实现本发明的停位实现装置。

另外，还应当理解的是，在以上讨论的这些实施例中，都是采用开关15进行打开操作或闭合操作的方式来向控制器14提供第一信号，或者第二信号（其可在出现了停位信号后产生）。然而，在实际应用场合下，本发明允许采用其他多种方式来加以实现。例如，可以不必单独设置上述开关15，而通过针对控制器14进行遥控操作的方式来向其提供第一信号或第二信号。具体来讲，当需要使停位实现装置启动工作时，可以通过外设的遥控器来发送出第一信号，然后由设置在控制器14中或者与其相连的接收部件来接收第一信号，并将该第一信号传送给控制器14；当需要使停位实现装置停止工作时，可以通过外设的遥控器来发送出第二信号（其可在出现了停位信号后产生），然后由上述的接收部件来接收第二信号，并将该第二信号传送给控制器14。

另外，对于与停位信号相关联的第二信号来讲，在一些应用中不必将其设置成在检测到出现了停位信号之后才产生，而可以允许在出现了停位信号之前的某个时间段就产生该第二信号，这是由于当雨刮电机的运动机构和控制电路均被确定后，它的工作特性将被确定并获知，因此当需要使得雨刮电机停止运行时，可以根据电机m的开机运行时间来计算确定出停位信号的出现时间点，由于该时间点具有确定性，因此在该时间点之前或之后来产生第二信号都可以的，其将被用来使得继电器13从第二状态切换到第一状态，进而实现将机构停位在所期望的预设位置处。

此外，在以上讨论的这些实施例中，都是示例性地通过提供另一电源18来向控制器14供电。然而，在实际应用中，本发明允许不必设置该电源18，而采用从电源17形成支路的方式来向控制器14供电，这样的支路可通过例如在控制器14的内部进行电阻分压等多种方式来加以实现。另外，关于上述电源18或者从电源17所形成的支路的具体电压值，它是可以根据具体应用情况来进行灵活选择和设定的。

鉴于根据本发明的停位实现装置具有如上所述的显著优于现有技术的技术优势，因此非常适合将其装设应用到机电装置上。作为举例说明，根据本发明所提供的此类机电装置可以是具有摆动运动部分的婴儿用具，例如包括但不局限于婴儿床、婴儿秋千、婴儿摇椅、婴儿摇篮、婴儿车等这些可以辅助婴儿进行坐卧、睡眠等的产品。在实际应用时，可将停位实现装置中的雨刮电机的输出轴与机电装置上的摆动运动部分（例如婴儿床的床板等）进行连接，当停位实现装置停止工作后，将可以使得摆动运动部分最终停位在如上所述的预期位置中，例如位于雨刮电机的第一位置和第二位置之间的居中位置处。例如，对于婴儿床来讲，可以省掉现有婴儿床产品中的位置信号传感器，并且也不必在相应的控制器中设置比较复杂的停位控制程序，通过本发明的停位实现装置就可以使得婴儿床准确无误地最终停止在例如居中垂直的中间位置处。

以上仅以举例方式来详细阐明根据本发明的停位实现装置和机电装置，这些个例仅供说明本发明的原理及其实施方式之用，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员还可以做出各种变形和改进。因此，所有等同的技术方案均应属于本发明的范畴并为本发明的各项权利要求所限定。