一种家用智能燃气灶控制装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开的一种家用智能燃气灶控制装置，涉及一种适用于家庭使用的智能燃气灶控制装置。本发明包括固定吸盘、作动轴、壳体、底板、电机部件、测角部件、电磁铁、电池和主控板。通过电磁铁和旋转电机的组合，实现燃气灶的自动点火动作；通过旋转电机和电位计，实现火力大小的自动调节；通过可调节和更换的旋钮卡盘，实现对不同形状和大小燃气灶旋钮的适应。控制装置主要针对普通非智能型的家用燃气灶，实现了蒸、煮等过程的智能自动化运行及远程控制。本发明要解决的技术问题是将已有的普通台式或者集成式燃气灶进行再利用，实现允许用户通过手机等智能终端运程监测和控制燃气灶，或设定程序自动运行，进而减少浪费，降低智能燃气灶推广成本。
【专利说明】
一种家用智能燃气灶控制装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种智能燃气灶控制装置，尤其涉及适用于家庭常见的普通台式或者集成式燃气灶，允许用户通过手机等智能终端远程监测和控制燃气灶，或者设定程序自动运行控制燃气灶。
【背景技术】
[0002]随着互联网技术的发展，智能家居的理念得到了长足的发展和推广，家庭自动化是智能家居的一个重要方面，为家庭中的电器和设备添加自动化和远程控制功能，并接入互联网，从而大大拓展了家用设备的使用范围和方式。目前，智能家电厂商已经推出了包括电视、空调、门锁、电饭煲等众多的智能化产品。
[0003]具体在燃气灶领域，市场上已经出现了相关智能集成灶产品，用户通过一个APPSP可以随时随地远程掌控家里的集成灶，实现定时蒸煮等功能。但是智能集成灶需要用户重新购买，并不是将用户已有的普通台式或者集成式燃气灶进行再利用，产生了极大的浪费，同时也提高了智能燃气灶推广的成本。
【发明内容】
[0004]针对智能集成灶需要用户重新购买，并不是将用户已有的普通台式或者集成式燃气灶进行再利用的不足，本发明公开的一种家用智能燃气灶控制装置要解决的技术问题是将已有的普通台式或者集成式燃气灶进行再利用，实现允许用户通过手机等智能终端运程监测和控制燃气灶，或设定程序自动运行，进而减少浪费，降低智能燃气灶推广成本。
[0005]本发明的目的是通过下述技术方案实现:
[0006]本发明公开的一种家用智能燃气灶控制装置，包括固定吸盘、作动轴、壳体、底板、电机部件、测角部件、电磁铁、电池和主控板。固定吸盘主要用于固定和支撑整个控制装置，并通过防滑旋钮调节作动轴与燃气灶旋钮的高度距离。固定吸盘安装于底板的两侧，通过吸附方式固定于燃气灶面板上。作动轴通过小间隙的轴孔配合安装于底板的中心，在底板上能够实现转动和轴向滑动，作动轴通过旋钮卡盘与燃气灶旋钮联接，将电机的转动及电磁铁的轴向吸引传递至燃气灶旋钮，实现点火动作和火力大小调节。电机部件固定于底板上，电机轴与作动轴线重合，电机轴与作动轴之间为D型孔配合，实现电机的扭转力矩传递至作动轴上，且不会影响作动轴的轴向运动。测角部件固定于底板上，与电机部件之间有齿轮传动，用于检测电机轴及作动轴转过的角度，通过主控板的解算，对应得到燃气灶的火力大小信息。电磁铁固定于底板上，电磁铁的轴线与作动轴线重合，在通电时，电磁铁吸引作动轴上的衔铁带动燃气灶旋钮，实现普通燃气灶点火时的下压动作。电池和主控板固定于壳体上，电池为内置可充电电池，为整个控制装置提供电源，主控板上集成电机控制模块、电磁铁控制模块、测角解算模块、无线通讯模块、电源模块、接口模块和主控模块，控制相应执行机构和器件完成装置的充放电、通讯及燃气灶控制功能。壳体安装于底板上，保护整个控制装置的内部器件。壳体表面带有电源按键、充电和通讯接口及外部触发接口。
[0007]固定吸盘是控制装置与燃气灶之间的固定、联接部件，由防滑旋钮、螺杆和吸盘体组成。由于燃气灶控制面板一般为光滑的不锈钢或塑料表面，因此采用结构简单、安装和拆卸方便的吸盘形式固定，并且不会破坏灶台表面。固定吸盘上部为防滑旋钮，中间为螺杆，下部为吸盘体，螺杆与底板之间为螺旋配合，通过转动固定吸盘部分调节吸盘体与底板之间的距离，达到调节整个装置安装高度的目的。而两个吸盘体吸附在灶台表面后，固定吸盘无法再转动，控制装置的高度被锁定。
[0008]作动轴是控制装置的传动核心，由上部的衔铁段、下部的旋钮卡盘及套在衔铁段外部的复位弹簧组成。衔铁段主要起导向、与电磁铁配合实现下压动作及与电机轴配合实现转动传递的作用。复位弹簧为扭转和压缩一体弹簧，用于在电磁铁断电后将作动轴恢复到原来的轴向位置和在控制装置发生故障时保证燃气灶旋钮处于关闭的位置。
[0009]所述的旋钮卡盘主要功能在于夹紧燃气灶旋钮，由卡爪座和卡爪组成；卡爪座背面带有与作动轴配合的燕尾槽，燕尾槽与卡爪联接，通过卡爪在槽内滑动改变两个卡爪之间的距离，达到适应不同的燃气灶旋钮尺寸的目的；卡爪盘上带有棘齿，与卡爪柄上的单个棘齿配合，使得卡爪能够直接往卡爪盘中心移动，而反向移动时，则需要捏动卡爪柄，松开棘齿配合；卡爪上带有橡胶垫用于增大卡爪与燃气灶旋钮之间摩擦力，保证运动传递；此夕卜，旋钮卡盘除调节尺寸外，还具有不同的构型而适应形状各异的燃气灶旋钮;衔铁段由软磁性材料制成。
[0010]旋钮卡盘为塑料材质。
[0011]复位弹簧为不锈钢材质的扭转和压缩一体弹簧，在电磁铁通电时，作动轴下压，复位弹簧被压缩，在电磁铁断电时，依靠复位弹簧实现作动轴的轴向复位;在作动轴转动时，复位弹簧被扭转，正常情况下，作动轴的转动复位仍由电机完成，但是在控制装置发生故障时，复位弹簧仍可保证作动轴的复位，使燃气灶处于关火的状态。
[0012]所述的电机部件由电机、支架和电机齿轮构成，电机为低转速大力矩的直流旋转电机，电机轴切削成D型，轴上套电机齿轮;所述的测角部件由测角齿轮、电位计和支架构成，测角齿轮与电机齿轮嗤合构成齿轮传动。
[0013]测角部件与电机部件独立且平行安装，有利于控制电机的轴向尺寸，从而减小整个控制装置的高度，但是在部分直接带有角度输出功能的电机上测角部件可省略。
[0014]电磁铁结构较简单，为扁平的圆柱形，环绕在作动轴外部，由于点火时，衔铁段被吸引与电磁铁表面接触，同时衔铁段还需转动，为了减小衔铁段与电磁铁之间的摩擦，电磁铁的上表面需进行光滑处理。
[0015]本发明公开的一种家用智能燃气灶控制装置与燃气灶之间的安装形式为:首先将旋钮卡盘上的卡爪调节至距离最远的位置;通过固定吸盘上的防滑旋钮调节控制装置的安装高度，保证旋钮卡盘的卡爪座下表面能抵住燃气灶旋钮的上表面;压紧两个固定吸盘，使吸盘体牢固吸附在燃气灶的面板上;对向压紧两个卡爪，棘齿用于保证松开手后卡爪仍是压紧的。
[0016]本发明公开的一种家用智能燃气灶控制装置的典型使用方式为:用户通过手机等智能终端的APP直接控制燃气灶的点火、火力调节及关闭；用户通过APP预定燃气灶的点火时间，不同火力蒸煮的时间及关闭时间；用户通过APP实时检测燃气灶的工作状态;燃气灶或者控制装置发生故障时，APP端及时对用户发出警示，同时控制装置自动处于关闭状态。
[0017]有益效果:本发明公开的一种家用智能燃气灶控制装置，采用一个低成本的附加控制装置，将用户已有的普通台式或集成式燃气灶改装为智能燃气灶，可以实现点火、火力调节及关闭整个过程的自动控制。整个控制装置结构简单，可靠性高，且具备故障时自动关火功能。
【附图说明】
[0018]图1是本发明家用智能燃气灶控制装置的外部组成及安装示意图；
[0019]图2是本发明一种家用智能燃气灶控制装置及外部组成的半剖视图；
[0020]图3是对壳体进行剖分以后的内部组成示意图；
[0021 ]图4是作动轴部分的组成放大示意图；
[0022I图5是壳体上的接口组成示意图；
[0023]图6是旋钮卡盘的组成放大示意图；
[0024]图7是另外一种适用于圆形旋钮的旋钮卡盘外形示意图。
[0025]图中，1-固定吸盘，2-作动轴，3-壳体，4-底板，5-电机部件，6_测角部件，7-电磁铁，8-电池，9-主控板，11-防滑旋钮，12-螺杆，13-吸盘体，21-衔铁段，22-旋钮卡盘，23-复位弹簧，31-电源按键，32-USB接口，33-外部触发接口，51-电机，52-支架，53-电机齿轮，61-测角齿轮，62-电位计，63-支架，221-卡爪座，222-卡爪，223-橡胶垫，224-燕尾槽，225-棘齿，226-卡爪柄。
【具体实施方式】
[0026]为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对
【发明内容】
做进一步说明。
[0027]本实施例公开的一种家用智能燃气灶控制装置，包括固定吸盘1、作动轴2、壳体3、底板4、电机部件5、测角部件6、电磁铁7、电池8和主控板9。控制装置与燃气灶之间的安装形式为:首先将旋钮卡盘22上的卡爪222调节至距离最远的位置;通过固定吸盘I上的防滑旋钮11调节控制装置的安装高度，保证旋钮卡盘22的卡爪座221下表面能抵住燃气灶旋钮的上表面;压紧两个固定吸盘I，使吸盘体13牢固吸附在燃气灶的面板上;对向压紧两个卡爪222，棘齿225用于保证松开手后卡爪222仍是压紧的。
[0028]固定吸盘I可采用塑料材质，下部为直径约Φ40mm的软质吸盘体13，之间为长度约50mm的螺杆12，上端为防滑旋钮11。螺杆12与底座4之间为滑动螺旋配合，螺纹形式为梯形螺纹，除此以外螺纹形式可以采用锯齿型或矩形等螺纹形式。底座4相当于螺母，螺杆12转动时，将产生轴向的运动，改变控制安装的安装高度，主要目的在于保证安装到燃气灶后，旋钮卡盘22的卡爪座221下表面能抵住燃气灶旋钮的上表面。
[0029]底板4是整个控制装置的主要承载结构，为了保证使用时的强度和刚度，采用铝合金材质。底板两端带有螺纹，与固定吸盘I配合，实现高度调节；中心带有圆孔，与作动轴2配合;电机部件5、测角部件6、电磁铁7均通过螺纹孔和螺钉固定于底板4上;壳体3通过卡扣固定底板上，便于拆卸。
[0030]作动轴2下部为塑料材质的旋钮卡盘22，上端为软磁性材料制成的衔铁段21，复位弹簧23套在衔铁段21外面。旋钮卡盘22主要功能在于夹紧燃气灶旋钮，由卡爪座221和两个卡爪222组成，卡爪盘221直径约Φ45πιπι，大于一般的燃气灶旋钮外径，通过燕尾槽224与卡爪222联接，卡爪222可以在槽内滑动，从而改变两个卡爪222之间的距离。卡爪盘221上带有棘齿225，与卡爪柄226上的单个棘齿配合，使得卡爪222能够直接往卡爪盘221中心移动，而反向移动时，则需要捏动卡爪柄226，松开棘齿225配合。卡爪222上带有橡胶垫223用于增大卡爪与燃气灶旋钮之间摩擦力，保证运动传递。由于市场上，常见的燃气灶旋钮有扁平型和圆形等，在必要时，可更换具有不同形式卡爪222的旋钮卡盘22，如附图6和附图7所示。
[0031]衔铁段21为了增大电磁铁的吸引力，为中心轴加突出的圆盘结构，衔铁段21轴下部为燕尾结构，可以卡爪盘221配合，实现不同形状旋钮卡盘22的快速安装和更换。衔铁段21轴上部带有D型孔，与电机的D形轴配合，保证传递电机扭转运动的同时，在衔铁段21下压时不对电机51产生轴向作用。
[0032]复位弹簧23为不锈钢材质的扭转-压缩一体弹簧。在电磁铁7通电时，作动轴2下压，复位弹簧23被压缩，在电磁铁7断电时，依靠复位弹簧23实现作动轴2的轴向复位。在作动轴2转动时，复位弹簧23被扭转，正常情况下，作动轴2的转动复位仍由电机51完成，但是在控制装置发生故障时，复位弹簧23仍可保证作动轴2的复位，使燃气灶处于关火的状态。
[0033]电机部件5是作动轴2转动的主要驱动部分。电机51为低速的大扭矩直流旋转电机，采用齿轮箱减速，转速约为2转/秒，可提供转动燃气灶旋钮及克服复位弹簧23回弹的扭矩。为了保证电机51的安装和工作精度，支架52采用铝合金材质。电机齿轮53为塑料材质，固定于电机轴上。
[0034]测角部件6主要用于检测电机部件5的旋转角度，测角齿轮61与电机齿轮53啮合，两个齿轮的传动比为1:1，但也可根据电位计62的测角范围和电机51的转动范围，选择不同的传动比，并在主控板9中进行解算。为了保证电位计62的安装和工作精度，支架63采用铝合金材质。电位计62是测角的核心部件，电阻式电位计价格低廉，但也可根据需要选用其他构型的测角器件。测角部件6与电机部件5独立且平行安装，有利于控制电机的轴向尺寸，从而减小整个控制装置的高度，但是在部分直接带有角度输出功能的电机上，测角部件6可省略。
[0035]电磁铁7部分的基本原理和结构较简单，主要特征在于需要减小电磁铁7的高度，同时增大其吸引面积。较扁平的电磁铁结构有利于减小整个控制装置的高度。
[0036]为了减小体积，电池8采用了能量密度较高的聚合物锂电池，并制成平板形式，安装于壳体3的侧面。主控板9集成了电机控制模块、电磁铁控制模块、测角解算模块、无线通讯模块、电源模块、接口模块和主控模块。电机控制模块主要为电机的转动提供控制信号。电磁铁控制模块主要用于控制电磁铁7电流的开断。测角解算模块主要根据电位计62上的电阻变化，计算出对应的角度信息。无线通讯模块通过wifi信号，提供无线互联网接入和数据传输功能。电源模块一方面负责电池8的充电及电量检测，同时也为电机51、电磁铁7、电位计62和其余主控板模块提供工作电源。接口模块主要负责USB接口和外部出发接口的管理。而主控模块主要负责控制策略及上述模块的管理。
[0037]壳体3起保护整个控制装置内部结构的作用，采用塑料材质减轻重量，同时获得较好的表面外观。壳体上带有电源按键31，USB接口 32和外部触发接口 33。电源按键31负责整个控制装置的开关，按键上同时集成了多颜色指示灯，可用于工作指示、充电指示及电量指示。USB接口 32为标准USB形式，主要用于对控制装置进行充电及控制装置与电脑等设备的有线连接。外部触发接口 33为SM接口形式，可外接市场上常见的燃气检测报警器或火焰报警器，在发生意外熄火或燃气泄露等情况下，紧急关闭燃气灶。
[0038]本发明公开的一种家用智能燃气灶控制装置的典型使用方式为:用户通过手机等智能终端的APP直接控制燃气灶的点火、火力调节及关闭；用户通过APP预定燃气灶的点火时间，不同火力蒸煮的时间及关闭时间；用户通过APP实时检测燃气灶的工作状态;燃气灶或者控制装置发生故障时，APP端及时对用户发出警示，同时控制装置自动处于关闭状态。
[0039]以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种家用智能燃气灶控制装置，其特征在于:包括固定吸盘(I)、作动轴(2)、壳体(3)、底板(4)、电机部件(5)、测角部件(6)、电磁铁(7)、电池(8)和主控板(9);固定吸盘(I)是控制装置与燃气灶之间的固定、联接部件，主要用于固定和支撑整个控制装置，并通过防滑旋钮(11)调节作动轴与燃气灶旋钮的高度距离；固定吸盘(I)安装于底板(4)的两侧，通过吸附方式固定于燃气灶面板上；作动轴(2)通过小间隙的轴孔配合安装于底板(4)的中心，在底板(4)上能够实现转动和轴向滑动，作动轴(2)通过旋钮卡盘与燃气灶旋钮联接，将电机的转动及电磁铁(7)的轴向吸引传递至燃气灶旋钮，实现点火动作和火力大小调节；电机部件(5)固定于底板(4)上，电机轴与作动轴线重合，电机轴与作动轴(2)之间为D型孔配合，实现电机的扭转力矩传递至作动轴(2)上，且不会影响作动轴(2)的轴向运动;测角部件(6)固定于底板(4)上，与电机部件(5)之间有齿轮传动，用于检测电机轴及作动轴(2)转过的角度，通过主控板(9)的解算对应得到燃气灶的火力大小信息；电磁铁(7)固定于底板(4)上，电磁铁(7)的轴线与作动轴线重合；电池(8)和主控板(9)固定于壳体(3)上，电池(8)为整个控制装置提供电源，主控板(9)上集成电机控制模块、电磁铁控制模块、测角解算模块、无线通讯模块、电源模块、接口模块和主控模块，控制相应执行机构和器件完成装置的充放电、通讯及燃气灶控制功能;壳体(3)安装于底板(4)上，保护整个控制装置的内部器件； 所述的固定吸盘(I)由防滑旋钮(11)、螺杆(12)和吸盘体(13)组成；由于燃气灶控制面板一般为光滑的不锈钢或塑料表面，因此采用结构简单、安装和拆卸方便的吸盘形式固定，并且不会破坏灶台表面；固定吸盘上部为防滑旋钮(11)，中间为螺杆(12)，下部为吸盘体(13)，螺杆(12)与底板(4)之间为螺旋配合，通过转动固定吸盘(I)部分调节吸盘体(13)与底板(4)之间的距离，达到调节整个装置安装高度的目的；而两个吸盘体(13)吸附在灶台表面后，固定吸盘(I)无法再转动，控制装置的高度被锁定。2.根据权利要求1所述的一种家用智能燃气灶控制装置，其特征在于:所述的作动轴(2)是控制装置的传动核心，由上部的衔铁段(21)、下部的旋钮卡盘(22)及套在衔铁段(21)外部的复位弹簧(23)组成;衔铁段(21)主要起导向、与电磁铁(7)配合实现下压动作及与电机轴配合实现转动传递的作用;复位弹簧(23)为扭转和压缩一体弹簧，用于在电磁铁(7)断电后将作动轴(2)恢复到原来的轴向位置和在控制装置发生故障时保证燃气灶旋钮处于关闭的位置。3.根据权利要求2所述的一种家用智能燃气灶控制装置，其特征在于:所述的旋钮卡盘(22)主要功能在于夹紧燃气灶旋钮，由卡爪座(221)和卡爪(222)组成;卡爪座(221)背面带有与作动轴(2)配合的燕尾槽(224)，燕尾槽(224)与卡爪(222)联接，通过卡爪(222)在槽内滑动改变两个卡爪(222)之间的距离，达到适应不同的燃气灶旋钮尺寸的目的；卡爪盘(221)上带有棘齿(225)，与卡爪柄(226)上的单个棘齿(225)配合，使得卡爪(222)能够直接往卡爪盘(221)中心移动，而反向移动时，则需要捏动卡爪柄(226)，松开棘齿(225)配合;卡爪(222)上带有橡胶垫(223)用于增大卡爪与燃气灶旋钮之间摩擦力，保证运动传递;此外，旋钮卡盘(22)除调节尺寸外，还具有不同的构型而适应形状各异的燃气灶旋钮； 衔铁段(21)由软磁性材料制成； 旋钮卡盘(22)为塑料材质； 复位弹簧(23)为不锈钢材质的扭转和压缩一体弹簧;在电磁铁(7)通电时，作动轴(2)下压，复位弹簧(23)被压缩，在电磁铁(7)断电时，依靠复位弹簧(23)实现作动轴(2)的轴向复位;在作动轴(2)转动时，复位弹簧(23)被扭转，正常情况下，作动轴(2)的转动复位仍由电机(51)完成，但是在控制装置发生故障时，复位弹簧(23)仍可保证作动轴(2)的复位，使燃气灶处于关火的状态。4.根据权利要求1或2所述的一种家用智能燃气灶控制装置，其特征在于:所述的电机部件(5)由电机(51)、支架(52)和电机齿轮(53)构成，电机(51)为低转速大力矩的直流旋转电机，电机轴切削成D型，轴上套电机齿轮(53);所述的测角部件(6)由测角齿轮(61)、电位计(62)和支架(63)构成，测角齿轮(61)与电机齿轮(53)啮合构成齿轮传动。5.根据权利要求1或2所述的一种家用智能燃气灶控制装置，其特征在于:所述的电磁铁(7)为扁平圆柱形电磁铁，环绕在作动轴(2)外部，上表面进行光滑处理； 所述的壳体(3)表面带有电源按键(31 )、用于充电和通讯的USB接口(32)及外部触发接口(33)。6.根据权利要求1或2所述的一种家用智能燃气灶控制装置，其特征在于:典型使用方式为，用户通过手机等智能终端的APP直接控制燃气灶的点火、火力调节及关闭；用户通过APP预定燃气灶的点火时间，不同火力蒸煮的时间及关闭时间；用户通过APP实时检测燃气灶的工作状态;燃气灶或者控制装置发生故障时，APP端及时对用户发出警示，同时控制装置自动处于关闭状态。7.根据权利要求1或2所述的一种家用智能燃气灶控制装置，其特征在于:固定吸盘(I)采用塑料材质，下部为直径约Φ40mm的软质吸盘体(13)，螺杆(12)长度为50mm。8.根据权利要求1或2所述的一种家用智能燃气灶控制装置，其特征在于:壳体(3)采用塑料材质减轻重量，同时获得较好的表面外观;电源按键(32)负责整个控制装置的开关，按键上同时集成了多颜色指示灯，用于工作指示、充电指示及电量指示;USB接口(32)为标准USB形式，主要用于对控制装置进行充电及控制装置与电脑等设备的有线连接;外部触发接口(33)为SM接口形式，能够外接市场上常见的燃气检测报警器或火焰报警器，在发生意外熄火或燃气泄露等情况下，紧急关闭燃气灶。9.根据权利要求3所述的一种家用智能燃气灶控制装置，其特征在于:所述的卡爪盘(221)直径为 Φ45ι?πι。10.根据权利要求4所述的一种家用智能燃气灶控制装置，其特征在于:测角部件(6)与电机部件(5)独立且平行安装，有利于控制电机的轴向尺寸，从而减小整个控制装置的高度，但是在部分直接带有角度输出功能的电机上测角部件(6)可省略。
【文档编号】F24C3/12GK105972648SQ201610513328
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年7月4日
【发明人】吕珈名, 张恩洋, 张红刚, 贾清虎, 李建勋
【申请人】张红刚