空调器及空调器的门板检测装置的制作方法

本发明涉及空调器技术领域，特别涉及一种空调器的门板检测装置以及一种空调器。

背景技术：

随着智能自动化的普及以及各产品对品质与美观的追求，家用电器例如空调柜机中，越来越多的采用滑动开关门装置，此类滑动门的动力机构一般为电机。但此类动力机构一般采用开环控制，如果在门板开启或关闭的过程中有异物卡住或者关闭过程中手指不慎伸于其中，控制单元并不会知晓而停转电机，此时机构处于过盈状态，这样不但会对产品的结构件与电器造成损害，如果是手指夹于其中还会产生很大的痛感，严重降低产品使用感受。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种空调器的门板检测装置，能够有效检测门板是否遇到障碍物，且检测灵敏度高。

本发明的另一个目的在于提出一种空调器。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种空调器的门板检测装置，包括：磁性组件，所述磁性组件固定在所述门板上，所述磁性组件具有P个N磁极和Q个S磁极，其中，P、Q为大于1的整数；x个霍尔检测组件，所述x个霍尔检测组件固定在空调器本体上，且所述x个霍尔检测组件靠近所述磁性组件设置，所述x个霍尔检测组件在所述门板移动时感应所述磁性组件的磁极变化以对应生成x路感应信号，x为大于1的整数；控制单元，所述控制单元与所述x个霍尔检测组件相连，所述控制单元根据所述x个感应信号判断所述门板的状态。

根据本发明实施例提出的空调器的门板检测装置，通过x个霍尔检测组件在在门板移动时感应磁性组件的磁极变化以对应生成x路感应信号，进而控制单元根据x个感应信号判断门板的状态，从而能够有效检测门板是否遇到障碍物，以便于及时采取相应措施对门板的移动进行调整，避免对机构损坏，并且通过磁性组件与多个霍尔检测组件可缩短检测时间，提升检测灵敏度。并且，该装置占用空间少、成本低廉、便于安装、使用寿命长、稳定可靠。

根据本发明的一个实施例，所述磁性组件为条状磁带。

根据本发明的一个实施例，所述磁性组件的P个N磁极和Q个S磁极沿着所述门板的移动方向设置。根据本发明的一个实施例，所述N磁极与所述S磁极一一间隔设置。

根据本发明的一个实施例，所述磁性组件以粘帖方式固定在所述门板上。

根据本发明的一个实施例，所述P个N磁极和所述Q个S磁极以等宽方式设置。

根据本发明的一个实施例，所述x个霍尔检测组件根据所述N磁极或者所述S磁极的宽度错开预设距离。

根据本发明的一个实施例，根据以下公式确定所述预设距离：

d＝s/x+n*2s

其中，d为所述预设角度，s为所述N磁极或者所述S磁极的宽度，x为所述霍尔检测组件的个数，n为任意正整数。根据本发明的一个实施例，所述x个霍尔检测组件的电源端均通过第一电阻与预设电源相连，所述x个霍尔检测组件的接地端接地，所述x个霍尔检测组件的电源端与接地端之间均并联第一电容，其中，每个霍尔检测组件的检测端感应所述磁性组件的磁极变化，每个霍尔检测组件的输出端输出对应的感应信号。

根据本发明的一个实施例，所述的空调器的门板检测装置还包括x个输出电路，所述x个输出电路与所述x个霍尔检测组件的输出端相连，每个输出电路包括：串联的第二电阻和第三电阻，所述串联的第二电阻和第三电阻的一端与所述预设电源相连，所述串联的第二电阻和第三电阻的另一端与所述控制单元相连，所述串联的第二电阻和第三电阻之间具有节点，所述节点与对应的霍尔检测组件的输出端相连。

根据本发明的一个实施例，所述霍尔检测组件在正对N磁极时生成第一感应信号，并在正对S磁极时生成第二感应信号，所述x路感应信号构造出y种电平状态组合，y>x，所述控制单元包括：计时器，所述计时器用于对所述y种检测状态中每种电平状态组合的持续时间进行计时，并在电平状态组合发生变化时重新计时；控制芯片，所述控制芯片与所述计时器相连，所述控制芯片在任意种电平状态组合的持续时间大于预设时间阈值时判断所述电机堵转。

根据本发明的一个实施例，所述电平状态组合的数量y为所述感应信号的数量x的2倍。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种空调器，包括所述的空调器的门板检测装置。

根据本发明实施例提出的空调器，通过上述的门板检测装置，有效检测门板是否遇到障碍物，且检测灵敏度高、占用空间少、成本低廉、便于安装、使用寿命长、稳定可靠，防止对用户造成伤害例如夹住手指等，提升用户的体验。

附图说明

图1是根据本发明实施例的空调器的门板检测装置的方框示意图；

图2是根据本发明一个实施例的磁性组件的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的空调器的门板检测装置的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的空调器的门板的示意图；

图5是根据本发明一个实施例的电机的安装位置的示意图。

图6是根据本发明一个实施例的空调器的门板检测装置的方框示意图；

图7是根据本发明一个实施例的霍尔检测组件输出的感应信号的波形示意图，其中，门板未发生阻滞；

图8是根据本发明一个实施例的霍尔检测组件输出的感应信号的波形示意图，其中，门板在t1时刻发生阻滞；以及

图9是根据本发明一个实施例的霍尔检测组件的电路原理图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在描述本发明实施例的空调器的电机堵转检测装置、空调器的门板控制系统和空调器之前，先来简单介绍相关技术中的门板阻滞检测技术。

相关技术公开了一种门板阻滞检测装置，即在可滑动的门板上加装光栅条，并在光栅条两侧分别加装发光管和受光管，门板正常运动时由光栅条的间隔透光性产生高低电平脉冲反馈信号，通过对高电平或低电平持续时间的检测可以监测是否阻滞。但是，申请人发现，其存在的问题是，此装置结构复杂，需在光栅两侧加装器件，难度较大，光栅与门板还需要一定间隙。此外，由于采用光电原理，为避免环境光干扰等多重因素，使得光栅的透光和遮光间隙不能过于狭小，这样导致的不良后果是反馈脉冲的高低电平持续时间加长，从而阻滞的检测时间加长，检测灵敏度降低，如果夹住手指则痛感会持续很长时间，令用户难以接受。

相关技术还公开了一种门板阻滞检测装置，其利用电感与电容并联谐振电路在夹住障碍物后由电感值变化导致并联电路阻抗变化的原理，利用阻抗检测电路来检测是否有障碍物阻滞滑动门。但是，申请人发现，其存在的问题是，检测器件的使用寿命有限且随着运行时间变长后功能很可能失效，因为并联电路所用电感为带有铜箔走线的金属片，电感值变化源自于阻滞时障碍物导致的金属片变形，而每次滑动门关紧时都会使金属片严重挤压、变形，长此反复，金属片会造成不可恢复的形变或彻底损坏而使检测功能失效。而且，此种方案检测器件只适用于单侧开关门装置，不能用于双侧开关门装置，因为不能安装于活动滑动门上，且只适用于关门过程中的阻滞，不能检测开门过程中的阻滞。

基于此，本发明实施例提出了一种空调器的门板检测装置以及空调器。

下面参考附图1-9来描述本发明一方面实施例提出的空调器的门板检测装置。其中，根据本发明的一个实施例，如图1-5所示，可通过电机100驱动空调器的门板300。具体来说，空调器的柜机上具有可滑动的门板300，当空调器启动时，空调器的控制单元30可通过电机100驱动门板300打开，当空调器关闭时空调器的控制单元30可通过电机100驱动门板300关闭，从而提升产品的美观度。其中，门板300为一个时，门板300可向一侧打开；门板300为两个时，门板300可向两侧打开。

根据本发明的一个实施例，电机100可为步进电机，步进电机可采用开环控制，控制单元30可通过磁性组件和多个霍尔检测组件的结构检测门板是否发生阻滞，防止门板发生阻滞时步进电机持续处于过盈状态，防止对电机本身以及产品运行产生不利影响。

如图1-5所示，本发明实施例的空调器的门板检测装置包括：磁性组件10、x个霍尔检测组件20和控制单元30。

其中，磁性组件10固定在门板300上，更具体地，磁性组件10可固定于在门板300朝向空调器内部的一侧，磁性组件10具有P个N磁极和Q个S磁极，其中，P、Q为大于1的整数；x个霍尔检测组件20固定在空调器本体上，且x个霍尔检测组件20靠近磁性组件10固定设置，x个霍尔检测组件20在门板移动时感应磁性组件10的磁极变化以对应生成x路感应信号，x为大于1的整数；控制单元30与x个霍尔检测组件20相连，控制单元30根据x个感应信号判断门板的状态。

需要说明的是，x个霍尔检测组件20可对应磁性组件10的充磁面设置，并且x个霍尔检测组件20可靠近磁性组件10但不接触，在磁性组件10的磁场感应范围内即可。

具体来说，在门板300运动过程中，磁性组件10随着门板300同步移动，而x个霍尔检测组件20固定不动，磁性组件10的充磁面上的N磁极和S磁极依次通过每个霍尔检测组件20，x个霍尔检测组件20感应磁环10的磁极变化从而输出x路感应信号例如高低电平脉冲序列，当门板300按照预设速度移动时输出的x路感应信号将符合相应的规律，而当门板300发生阻滞，例如有异物卡住门板300或者手指不慎伸于其中时，x个霍尔检测组件20感应的磁极将会保持不变，x路感应信号将无法符合相应的规律，由此，控制单元30根据x个感应信号判断门板的状态，例如门板是否发生阻滞。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，磁性组件10可为条状磁带。

根据本发明的一个实施例，磁性组件10可以粘帖等方式固定在门板300上。也就是说，条状磁带可固定在门板300上，从而，在门板300移动时条状磁带可随之同步移动。

由此，磁性组件10固定于门板300，x个霍尔检测组件20可固定在空调器本体上，从而，整体安装便捷，避免带来走线问题。

根据本发明的一个实施例，如图2-3所示，磁性组件10的P个N磁极和Q个S磁极沿着门板300的移动方向设置。也就是说，磁性组件10可固定于门板300上，且方向与门板300的运动方向平行。换言之，沿着门板300移动方向例如开门/关门方向，磁性组件10上布满P个N磁极和Q个S磁极。由此，在门板300移动时，磁性组件10上的磁极可一一通过每个霍尔检测组件20，使每个霍尔检测组件20产生相应的感应信号。

更具体地，磁性组件10可安装于门板300的任意位置，优选门板300的中部。当门板300为两个即采用双开关门机构时，可选择单侧安装或双侧安装，即可在其中一个门板上安装磁性组件10，也可在两个门板上均安装磁性组件10。

进一步地，根据本发明的一个实施例，如图2-3所示，磁性组件10上N磁极和S磁极的数量可相等，即P＝Q，且N磁极与S磁极可一一间隔设置。

也就是说，在条状的磁性组件10上可间隔充满N磁极与S磁极，当门板300移动时，N磁极与S磁极可交替经过每个霍尔检测组件20，每个霍尔检测组件20将根据感应到的磁极变化输出对应的感应信号。

并且，根据本发明的一个实施例，P个N磁极和Q个S磁极可以等宽方式设置，也就是说，磁性组件10上的每个N磁极和每个S磁极的宽度均相等。

需要说明的是，N磁极和S磁极的宽度在保证磁场强度的前提下越窄越好，例如可做到1-2毫米，磁场强度要求依据霍尔检测组件20的感应参数而定。

根据本发明的一个实施例，霍尔检测组件20可根据感应到的磁极类型生成相应的感应信号，即霍尔检测组件20在正对N磁极时生成第一感应信号，并在正对S磁极时生成第二感应信号，例如第一感应信号可为高电平且第二感应信号可为低电平，第一感应信号可为低电平且第二感应信号可为高电平，第一感应信号和第二感应信号的电平状态可根据霍尔检测组件20的类型确定。

这样，当N磁极和S磁极交替经过霍尔检测组件20时，霍尔检测组件20将输出稳定的高低电平脉冲序列，且x路高低电平脉冲序列的周期固定且相同、占空比为50％。

由此，磁性组件10上的N磁极和S磁极可做到十分密集(磁极宽度可做到1-2mm)，灵敏度高，可提高了反馈脉冲的频率，从而缩短了检测时间，提高了检测灵敏度。而且，基于霍尔效应，稳定可靠，受干扰低，脉冲波形稳定，高低电平跳变迅速。

根据本发明的一个实施例，霍尔检测组件20例如霍尔传感器可采用贴片和插件型两种封装形式，霍尔检测组件20均固定在PCB板上并通过PCB板固定于空调本体上，位于磁性组件10的一侧，靠近磁性组件但非接触，在磁场可感应范围内。

根据本发明的一个实施例，x个霍尔检测组件20可根据磁性组件10上N磁极或者S磁极的宽度错开预设距离，其中，N磁极或者S磁极的宽度可相等。即言，可使相邻的两个霍尔检测组件20之间错开预设距离。

也就是说，x个霍尔检测组件20可错列分布，x个霍尔检测组件20匹配每个磁极的宽度错开预设距离，以使x个霍尔检测组件20分别输出的x路感应信号依次错开预设相位角，从而，成倍提升检测灵敏度。如图3所示，以三个霍尔检测组件20为例，左边的霍尔检测组件20A与中间的霍尔检测组件20B之间错开预设距离，且中间的霍尔检测组件20B与右边的霍尔检测组件20C之间也错开预设距离，并且，以磁性组件10向图3中箭头所示的开门方向移动为例，中间的霍尔检测组件20B输出的感应信号滞后左边的霍尔检测组件20A预设相位角，右边的霍尔检测组件20C输出的感应信号滞后中间的霍尔检测组件20B预设相位角。

具体地，可根据以下公式确定预设距离：

d＝s/x+n*2s

其中，d为预设角度，s为N磁极或者S磁极的宽度，x为霍尔检测组件的个数，n为任意正整数。

需要说明的是，n为大于等于1的任意整数，具体数值的确定只要满足霍尔检测组件20在排布空间上不会相互干扰即可。

具体地，以霍尔检测组件20的个数x＝3为例，n取1，计算预设距离可得d＝s/3+2s，即相邻两个霍尔检测组件20之间错开s/3+2s。更具体地，如图3所示，假设右边的霍尔检测组件20A位于第i个磁极的起始位置，中间的霍尔检测组件20B相对于右边的霍尔检测组件20错开(s/3+2s)，即位于第i+2个磁极的1/3位置处，左边的霍尔检测组件20A相对于中间的霍尔检测组件20B错开(s/3+2s)，即位于第i+4个磁极的2/3位置处，相应地，在磁性组件10向图3中箭头所示的开门方向移动时，中间的霍尔检测组件20B输出的感应信号相对于左边的霍尔检测组件20A输出的感应信号滞后60°，右边的霍尔检测组件20C输出的感应信号相对于中间的霍尔检测组件20B输出的感应信号滞后60°。

根据本发明的一个实施例，霍尔检测组件20在正对N磁极时生成第一感应信号，并在正对S磁极时生成第二感应信号，x路感应信号构造出y种电平状态组合，y>x。其中，根据本发明的一个实施例，电平状态组合的数量y可为感应信号的数量x的2倍，即y＝2x。

如图6所示，控制单元30包括：计时器301和控制芯片302。

其中，计时器301用于对y种检测状态中每种电平状态组合的持续时间进行计时，并在电平状态组合发生变化时重新计时；控制芯片302与计时器301相连，控制芯片302还与x个霍尔检测组件20相连，控制芯片302在任意种电平状态组合的持续时间大于预设时间阈值时判断电机堵转。

也就是说，x个霍尔检测组件20匹配N磁极或S磁极的宽度错开预设距离，即x个霍尔检测组件20分别输出的x路感应信号依次错开预设相位角，因而同一时刻可形成不同的电平状态组合。控制芯片302通过检测每个电平状态组合的持续时间是否超过预设时间阈值即可判断电机是否堵转。由此，采用多个霍尔检测组件分布错列，可进一步成倍缩短检测时间，可达到成倍降低检测时间的效果。

具体来说，在门板300移动时，门板300带动磁性组件10同步移动，x个霍尔检测组件20固定不动，磁性组件10上的N磁极和S磁极交替经过x个霍尔检测组件20，x个霍尔检测组件20分别产生占空比为50％的高低电平脉冲序列。

相邻两个霍尔检测组件20依据上述公式d＝s/x+n*2s错开预设预设，相应地，相邻两个霍尔检测组件20可得到相差180°/x相位角的波形。由此，可以把每路波形中一个周期均分成2x种电平状态组合，并且，每种电平状态组合的持续时间tn是任一路信号的高电平状态或低电平状态的持续时间的1/x，即tn＝s/v/x，其中，s为N磁极或S磁极的宽度，v为门板300的移动速度，x为霍尔检测组件20的个数。由此，采用多个霍尔检测组件分布错列，可进一步成倍缩短检测时间，例如采用多少个霍尔传感器即可把检测时间降低多少倍。

如图7所示，以x＝3，d＝s/3+2s为例，三个霍尔检测组件20可输出各迟后60°相位角的三路波形，即霍尔检测组件20B的输出波形相对于霍尔检测组件20A的输出波形滞后60°，霍尔检测组件20C的输出感应信号相对于霍尔检测组件20B的输出波形滞后60°。由此，可以把每路波形中一个周期均分成六种电平状态组合，即六种电平状态组合分别为100、110、111、011、001、000，其中，1代表高电平，0代表低电平，并且，每种电平状态组合的持续时间tn是任一路信号的高电平或低电平状态的持续时间的1/3，tn＝s/v/3，其从而检测灵敏度提高了三倍。

当门板300发生阻滞时，每个霍尔检测组件20对应的磁极不再变化，所以每个霍尔检测组件20的输出电平会持续为高电平或者持续为低电平。如图8所示，门板300在t1时刻发生阻滞、且在t2时刻恢复，tn为每种电平状态组合的持续时间，td为预设时间阈值，当发生阻滞时，三路波形维持当前的电平状态不变，当持续时间大于td时即判定为门板300发生阻滞。其中，预设时间阈值td＝k*tn，k的取值范围为1-4，优选为1.5。

如上所述，本发明实施例检测门板300是否阻滞的方法如下：

在门板300移动时控制芯片302开启检测功能，并控制计时器301开始计时，控制芯片302可采集x个霍尔检测组件20输出的感应信号，当任意一路感应信号发生高低电平跳变时控制计时器301清零，控制芯片302可判断计时器301的计时值是否大于预设时间阈值td，如果计时器301的计时值大于预设时间阈值td，则判断门板300发生阻滞，控制芯片302输出阻滞保护信号，以执行保护动作，例如控制门板300停止移动或反向移动；如果计时器301的计时值小于等于预设时间阈值td，则判断门板300未发生阻滞，控制芯片302可控制电机继续向开门或关门方向移动。

由此，能够有效检测门板300是否遇到障碍物，并缩短检测时间，可快速获得门板的阻滞信息，做到轻微触碰即可检测阻滞的效果，从而及时采取相应策略对门板的运动进行调整，避免对机构造成损坏，同时提高了用户使用体验满意度。

另外，根据本发明的一个具体实施例，如图9所示，x个霍尔检测组件20的电源端均通过第一电阻R1与预设电源VCC例如+5V相连，x个霍尔检测组件20的接地端接地，x个霍尔检测组件20的电源端与接地端之间均并联第一电容C1，其中，每个霍尔检测组件20的检测端感应磁性组件的磁极变化，每个霍尔检测组件20的输出端输出对应的感应信号。

进一步地，如图9所示，空调器的门板检测装置还包括x个输出电路40，x个输出电路40与x个霍尔检测组件20的输出端相连，每个输出电路40包括：第二电阻R2和第三电阻R3，第二电阻R2和第三电阻R3串联连接，串联的第二电阻R2和第三电阻R3的一端与预设电源VCC相连，串联的第二电阻R2和第三电阻R3的另一端与控制单元30即控制芯片302相连，串联的第二电阻R2和第三电阻R3之间具有节点，节点与对应的霍尔检测组件20的输出端相连。

其中，第二电阻R2为上拉电阻，第三电阻R3为限流电阻。

也就是说，每个霍尔检测组件20可为5V供电，从而每个霍尔检测组件20可输出幅值为5V的高低电平脉冲序列，每个高低电平脉冲序列通过相应的输出电路提供给控制单元30，控制单元30即可对x路高低电平脉冲序列的电平状态组合的持续时间进行计时，并通过计时时间与预设时间阈值的比较判断门板300是否发生阻滞堵转。

综上，根据本发明实施例提出的空调器的门板检测装置，通过x个霍尔检测组件在在门板移动时感应磁性组件的磁极变化以对应生成x路感应信号，进而控制单元根据x个感应信号判断门板的状态，从而能够有效检测门板是否遇到障碍物，以便于及时采取相应措施对门板的移动进行调整，避免对机构损坏，并且通过磁性组件与多个霍尔检测组件可缩短检测时间，提升检测灵敏度。并且，该装置占用空间少、成本低廉、便于安装、使用寿命长、稳定可靠。

本发明另一方面实施例提出了一种空调器，包括上述实施例的空调器的门板检测装置。

根据本发明实施例提出的空调器，通过上述的门板检测装置，有效检测门板是否遇到障碍物，且检测灵敏度高、占用空间少、成本低廉、便于安装、使用寿命长、稳定可靠，防止对用户造成伤害例如夹住手指等，提升用户的体验。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。