智能家居用电驱动翻盖缓冲器的制作方法

本发明属于智能家居领域，尤其涉及一种智能家居用电驱动翻盖缓冲器。

背景技术

随着经济的发展和国民生活水平的提高，国民对卫浴电器乃至家用电器的要求也越来越高，智能化自动化的产品在现今市场上也是越来越受青睐。因此，现今智能坐便器、智能洗碗机、洗碗槽、洗衣机的智能化自动化也越来越高，其中自动翻盖功能就是智能坐便器、智能洗碗机、智能洗碗槽、智能洗衣机的一个体现之一。

当今市场上存在不少的具有驱动盖板的电驱动翻盖缓冲器，现有的电驱动翻盖缓冲器主要包括翻盖齿轮箱，其自动翻盖都是pcb板控制带电机的齿轮箱组合的运动来驱动盖板的自动翻合，例如驱动智能坐便器的坐盖与坐圈。但市场上大部分的自动翻盖齿轮箱的电机和减速齿轮箱及其转动轴等摩擦大，传动比高，噪音大，齿轮容易损坏，造成齿轮箱整体寿命比较低(开闭1万次以下)，产品故障率高，同时现有电驱动翻盖缓冲器的体积较大，安装占用空间较大。

为此，本发明提供一种体积小，输出扭力大、结构紧凑、摩擦小，噪音小，运行稳定、使用寿命长，具有快开缓降功能的智能家居用电驱动翻盖缓冲器。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种体积小，输出扭力大、结构紧凑、摩擦小，噪音小，运行稳定、使用寿命长，具有快开缓降功能的智能家居用电驱动翻盖缓冲器。

本发明是这样实现的，一种智能家居用电驱动翻盖缓冲器，包括驱动电机；行星减速机构、动力输出轴以及输出法兰，所述驱动电机的动力轴端安装有电机法兰，所述电机法兰上套装有电机密封罩；所述驱动电机的动力轴上安装有电机齿轮；所述电机齿轮连接行星减速机构；所述驱动电机、行星减速机构、动力输出轴、输出法兰的中心位于同一轴线上；

所述行星减速机构包括与电机法兰密封连接的齿圈壳体，所述齿圈壳体内设有内齿；所述齿圈壳体内依次安装有三级行星减速机构，分别为一级行星减速机构、二级行星减速机构和三级行星减速机构；其中，一级行星减速结构包括一级行星架、通过一级行星轮轴安装在一级行星架上的三个一级行星轮，三个一级行星轮同时啮合电机齿轮和齿圈壳体的内齿；所述二级行星减速机构包括二级行星架，通过二级行星轮轴安装二级行星架上的三个二级行星轮，所述二级行星轮同时啮合二级太阳轮和齿圈壳体的内齿，所述二级太阳轮连接一级行星架；所述三级行星减速机构包括三级行星架，通过三级行星轮轴安装三级行星架上的四个三级行星轮；所述三级行星轮啮合三级太阳轮和齿圈壳体的内齿，所述三级太阳轮连接二级行星架；所述三级行星架外侧安装有动力输出轴；首先，采用行星减速结构具有体积小、重量轻，承载能力高，使用寿命长、运转平稳，噪声低、输出扭矩大，速比大、效率高、性能安全的特点。兼具功率分流、多齿啮合独用的特性。

其次，采用三级减速机构可以实现在瞬间定常传动比的稳定工作，同时增大输出转矩；让整个运转的过程都可以在平缓的过程当中来完成，而不是像其它类型的减速器一样会出现速度、转动力矩的波动，从而伤害整套减速装置。另外三级齿轮减速器在径向上的尺寸较小，这样就可以大幅度的减少它的体积以及重量，在装配的时候显得更加轻松。在工作状态方面，它同样可以提供出最有效的减速效果，并且可以尽量减少转动时承受的力矩，延长使用寿命。

所述输出法兰密封连接所述的齿圈壳体，所述动力输出轴伸出输出法兰，在输出法兰的外侧所述动力输出轴上安装挡圈，所述挡圈和输出法兰外端面之间设有防止动力输出轴轴向窜动的碟簧；用于克服动力输出轴轴向力，减少动力输出轴的轴向窜动。

所述输出法兰与齿圈壳体连接端输出法兰上设有扭簧定位槽，所述扭簧定位槽内设有随动力输出轴转动而存储和释放角势能的扭簧，所述扭簧的一端固定连接三级行星架；所述扭簧的另一端相对输出法兰固定连接；采用此结构在合盖时，在驱动电机和自身重力的驱动下进行蓄能，起到缓冲缓降的作用，避免快速合盖而发生的碰撞噪音，同时也避免快速合盖而带来的安全隐患；当接到开盖指令时，驱动电机反转开盖，在开盖时在扭簧释放能量，这样可以减少驱动电机的输出功率，达到节能降耗的目的。

还包括用于检测动力输出轴旋转角度的角度检测装置；通过角度检测装置返回实时的状态。

在上述技术方案中，优选的，所述电机齿轮、所述一级行星减速机构的一级行星轮、所述二级行星减速机构的二级太阳轮、二级行星轮均为斜齿结构；三级行星减速机构的三级太阳轮和三级行星轮均为直齿结构，在齿圈壳体内对应一级行星轮、二级行星轮啮合的内齿为斜齿；与三级行星轮啮合的内齿的为直齿。采用该种配合结构，一级行星减速机构和二级行星减速机构采用斜齿啮合结构，传动时啮合性好，传动平稳,噪音相对较小.重合度大，降低了每对齿轮的载荷,提高了齿轮的承载能力；另不产生根切的最小齿数减小，可使结构设计的更加紧凑，但是不足是附加了一个轴向力，为此克服轴向力防止在动力输出轴轴向窜动，三级行星减速机构采用直齿啮合结构，克服了因前两级采用斜齿而带来的轴向窜动的问题，同时配合在所述挡圈和输出法兰外端面之间设有防止动力输出轴轴向窜动的碟簧；在使用寿命实验过程中基本无轴向窜动，进而提高了运行的稳定性，提高零部件的使用寿命。

在上述技术方案中，优选的，所述一级行星减速机构、二级行星减速机构和三级行星减速机构的单级传动比均为5～8。优选此传动比，可以根据实际应用场景进行合理选择，例如智能坐便器、洗衣机翻盖、洗碗设备翻盖等。

在上述技术方案中，优选的，所述一级行星架或者二级行星架内安装有过载保护机构。过载保护机构可以有效起到过载保护，防止因过载而造成电机的烧毁问题，同时也降低了因电机烧毁而造成火灾的概率，大大提高了产品使用的安全性；

在上述技术方案中，优选的，所述过载保护机构包括设置在所述一级行星架设有内齿圈，所述内齿圈内放置有过载保护盘，所述过载保护盘的外圆周沿圆周方向设有双向过载保护棘爪，所述过载保护棘爪的外端部均设有与一级行星架的内齿圈啮合的棘齿，所述过载保护棘爪的内侧面设有棘爪过载避让空间。上述的过载保护机构完全采用机械式过载保护结构，可靠、使用寿命长，和电动离合等过载保护装置相比不会因外使用环境而造成失效；因此本结构的过载保护机构在实际使用时不受安装环境的限制，扩大了本产品应用的领域和场所。

在上述技术方案中，角度检测装置既可以采用内置式检测动力输出轴的旋转角度进行判断转动角度，采用该结构选用现有的检测旋转轴转动的角度传感器安装在内部即可；本实施例优选外置结构，将旋转角度通过齿轮传导出，间接检测动力输出轴的旋转角度，具体如下，所述角度检测装置采用齿轮电位器，所述壳体靠近动力输出轴端的旁侧设有电位器安装腔，所述齿轮电位器安装在电位器安装腔内，所述齿轮电位器的电位器齿轮啮合安装在动力输出轴上的扇形齿轮；所述电位器的电位器轴安装在电位器安装腔上，对应电位器安装腔位置所述输出法兰上设有电位器安装盖板，所述电位器安装盖板与电位器安装腔密封固定连接。角度检测装置是用于判断动力输出轴旋转的角度，进而来判断与动力输出轴连接的被动执行构件开启或关闭的开度，通过检测的信号来控制和反馈驱动电机的工作状态，优选的齿轮电位器结构，属于公知成熟产品，运行稳定，可以市场上直接购买使用，降低研发成本。

在上述技术方案中，优选的，所述的电机密封罩、电机法兰、齿圈壳体以及输出法兰相邻处均采用激光密封焊接结构。采用此种焊接密封结构，使得内部传动构件完全在一个密封的环境内运转，避免外界粉尘、水汽、腐蚀性气体对零部件的损害，大大提高了产品的使用寿命。

在上述技术方案中，优选的，所述扇形齿轮设置在三级行星架外圆周，并且与三级行星架一体结构。为了减少零部件的个数，提高产品的紧凑性，扇形齿轮三级行星架一体结构设计，这样减少了一个零部件，减少了对此零部件的安装和检验，同时降低了成本，提高了产品的组装效率。

为了避免碟簧和挡圈对动力输出轴安装位置发生干涉，在上述技术方案中，优选的，所述输出法兰的外端面设有用于容纳碟簧和挡圈的安装槽。

为了进一步解决密封问题，在上述技术方案中，优选的，所述动力输出轴和输出法兰之间设有密封圈。防止灰尘、水气进入输出法兰壳体内，影响动力输出轴的转动，同时也防止弹簧、垫片等金属零件的锈蚀，提高弹簧、垫片等金属构件的使用寿命。

本发明还公开一种电动翻盖，包括盖板本体和翻盖缓冲器，所述翻盖缓冲器连接盖板，并驱动盖板做翻转运动；其特征在于，所述翻盖缓冲器采用上述任一结构所述的翻盖缓冲器。

本发明还公开一种应用有上述电动翻盖的智能家居设备，所述智能家居本体为智能坐便器、洗碗机、洗碗槽、洗衣机或者烤箱中的一种，上述智能坐便器、洗碗机、洗碗槽、洗衣机或者烤箱上安装有电动翻盖，所述电动翻盖采用上述结构的电动翻盖。

综上所述，本发明和现有的电动翻盖驱动器相比体积小，输出扭力大、结构紧凑、摩擦小，噪音小，运行稳定、使用寿命长，具有快开缓降功能等优点。降低本发明结构的洗碗机、智能坐便器、洗衣机等智能家居因自动翻盖的问题；避免烧坏电子元部件，产生市场投诉，降低维修服务成本增加，提高智能家居使用体验。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是本发明立体结构示意图；

图4和图5是本发明立体分解图；

图6是过载保护盘结构示意图；

图7是过载保护盘安装结构示意图。

图8是三级行星架和动力输出轴安装结构示意图。

图中、1、驱动电机；1-1、电机法兰；1-2、电机密封罩；1-3、电机齿轮；2、行星减速机构；2-1、齿圈壳体；2-2、内齿；2-30、一级行星减速机构；2-31、一级行星架；2-32、一级行星轮；2-33、一级行星轮轴；2-40、二级行星减速机构；2-41、二级行星架；2-42、二级行星轮；2-43、二级太阳轮；2-44、二级行星轮轴；2-50、三级行星减速机构；2-51、三级行星架；2-52、三级行星轮；2-53、三级太阳轮；2-54、三级行星轮轴；3、动力输出轴；4、输出法兰；4-1、扭簧定位槽；4-2、扭簧；4-3、安装槽；5、垫片；6、挡圈；7、碟簧；8、过载保护机构；8-1、内齿圈；8-2、过载保护盘；8-3、过载保护棘爪；8-4、棘齿；8-5、棘爪过载避让空间；9、角度检测装置；9-1、电位器安装腔；9-2、扇形齿轮；9-3、电位器齿轮；9-4、pcb板；10、密封圈。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了解决现有智能家居上电驱动翻盖缓冲器转动轴摩擦大，传动比高，噪音大，齿轮容易损坏，造成齿轮箱整体寿命比较低(开闭1万次以下)，产品故障率高，体积较大，安装占用空间较大的问题，本发明提供一种体积小，输出扭力大、结构紧凑、摩擦小，噪音小，运行稳定、使用寿命长，具有快开缓降功能的智能家居用电驱动翻盖缓冲器，为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合相关附图进行详细的阐述。

请参阅图1至图8，一种智能家居用电驱动翻盖缓冲器，包括驱动电机1；行星减速机构2、动力输出轴3以及输出法兰4，所述驱动电机1的动力轴端安装有电机法兰1-1，所述电机法兰上套装有电机密封罩1-2，为了提高电机密封罩安装效率，在实际加工时在电机法兰连接段和电机密封罩之间设有定位凸棱和凹槽；所述驱动电机的动力轴上安装有电机齿轮1-3；所述电机齿轮连接行星减速机构2；所述驱动电机、行星减速机构、动力输出轴、输出法兰的中心位于同一轴线上；整体外径30mm，轴向长度在110mm，相对于现有日本第一化成生产的gearassydc12-5(wt)-ns和gearassydc12-5(bk)-ns相比缩小了24.5％左右，上述结构中的动力输出轴优选用轻度高、使用寿命长、抗腐蚀的不锈钢粉末冶金制成。

所述行星减速机构2包括与电机法兰密封连接的齿圈壳体2-1，所述齿圈壳体内设有内齿2-2；所述齿圈壳体内依次安装有三级行星减速机构，分别为一级行星减速机构2-30、二级行星减速机构2-40和三级行星减速机构2-50；其中，一级行星减速结构2-30包括一级行星架2-31、通过一级行星轮轴2-33安装在一级行星架上的三个一级行星轮2-32，三个一级行星轮同时啮合电机齿轮1-3和齿圈壳体2-1的内齿；所述二级行星减速机构2-40包括二级行星架2-41，通过二级行星轮轴2-44安装二级行星架上的三个二级行星轮2-42，所述二级行星轮同时啮合二级太阳轮2-43和齿圈壳体的内齿，所述二级太阳轮2-43连接一级行星架2-41；所述三级行星减速机构2-50包括三级行星架2-51，通过三级行星轮轴2-54安装三级行星架上的四个三级行星轮2-52；所述三级行星轮啮合三级太阳轮2-53和齿圈壳体2-1的内齿，所述三级太阳轮2-53连接二级行星架2-41；所述三级行星架外侧安装有动力输出轴3；为了减少对行星架和下一级行星轮之间的摩擦，在行星架和下一级行星轮之间安装有垫片5，采用行星减速结构具有体积小、重量轻，承载能力高，使用寿命长、运转平稳，噪声低、输出扭矩大，速比大、效率高、性能安全的特点。兼具功率分流、多齿啮合独用的特性。

其次，采用三级减速机构可以实现在瞬间定常传动比的稳定工作，同时增大输出转矩；让整个运转的过程都可以在平缓的过程当中来完成，而不是像其它类型的减速器一样会出现速度、转动力矩的波动，从而伤害整套减速装置。另外三级齿轮减速器在径向上的尺寸较小，这样就可以大幅度的减少它的体积以及重量，在装配的时候显得更加轻松。在工作状态方面，它同样可以提供出最有效的减速效果，并且可以尽量减少转动时承受的力矩，延长使用寿命。

所述输出法兰4密封连接所述的齿圈壳体2-1，所述动力输出轴伸出输出法兰，在输出法兰的外侧所述动力输出轴上安装挡圈6，所述挡圈和输出法兰外端面之间设有防止动力输出轴轴向窜动的碟簧7；用于克服动力输出轴轴向力，减少动力输出轴的轴向窜动。

所述输出法兰4与齿圈壳体2-1连接端输出法兰上设有扭簧定位槽4-1，所述扭簧定位槽内设有随动力输出轴转动而存储和释放角势能的扭簧4-2，所述扭簧的一端固定连接三级行星架；所述扭簧的另一端相对输出法兰固定连接；采用此结构在合盖时，在驱动电机和自身重力的驱动下进行蓄能，起到缓冲缓降的作用，避免快速合盖而发生的碰撞噪音，同时也避免快速合盖而带来的安全隐患；当接到开盖指令时，驱动电机反转开盖，在开盖时在扭簧释放能量，这样可以减少驱动电机的输出功率，达到节能降耗的目的。在实际使用时，如果应用在盖板的两端，在设计产品时注意正反，也就说本产品在实际使用时有正反安装的区分，正向和反向的结构、性能、零部件数量尺寸均相同，只是扭簧输出轴、输出法兰呈镜像对称设计安装。

还包括用于检测动力输出轴旋转角度的角度检测装置9；通过角度检测装置反馈实时的状态。

在上述技术方案中，优选的，所述电机齿轮1-3、所述一级行星减速机构2-30的一级行星轮、所述二级行星减速机构2-40的二级太阳轮、二级行星轮均为斜齿结构；三级行星减速机构的三级太阳轮和三级行星轮均为直齿结构，在齿圈壳体内对应一级行星轮、二级行星轮啮合的内齿为斜齿；与三级行星轮啮合的内齿的为直齿。采用该种配合结构，一级行星减速机构和二级行星减速机构采用斜齿啮合结构，传动时啮合性好，传动平稳,噪音相对较小.重合度大，降低了每对齿轮的载荷,提高了齿轮的承载能力；另不产生根切的最小齿数减小，可使结构设计的更加紧凑，但是不足是附加了一个轴向力，为此克服轴向力防止在动力输出轴轴向窜动，三级行星减速机构采用直齿啮合结构，克服了因前两级采用斜齿而带来的轴向窜动的问题，同时配合在所述挡圈和输出法兰外端面之间设有防止动力输出轴轴向窜动的碟簧；在使用寿命实验过程中基本无轴向窜动，进而提高了运行的稳定性，提高零部件的使用寿命。

在上述技术方案中，优选的，所述一级行星减速机构、二级行星减速机构和三级行星减速机构的单级传动比均为5～8。优选此传动比，可以根据实际应用场景进行合理选择，例如智能坐便器、洗衣机翻盖、洗碗设备翻盖等。

在上述技术方案中，优选的，所述一级行星架或者二级行星架内安装有过载保护机构8。过载保护机构可以有效起到过载保护，防止因过载而造成电机的烧毁问题，同时也降低了因电机烧毁而造成火灾的概率，大大提高了产品使用的安全性；

在上述技术方案中，优选的，所述过载保护机构8包括设置在所述一级行星架设有内齿圈8-1，所述内齿圈内放置有过载保护盘8-2，请参阅图5，所述过载保护盘的外圆周沿圆周方向设有双向过载保护棘爪8-3，所述过载保护棘爪的外端部均设有与一级行星架的内齿圈啮合的棘齿8-4，所述过载保护棘爪的内侧面设有棘爪过载避让空间8-5。上述的过载保护机构完全采用机械式过载保护结构，可靠、使用寿命长，和电动离合等过载保护装置相比不会因外使用环境而造成失效；因此本结构的过载保护机构在实际使用时不受安装环境的限制，扩大了本产品应用的领域和场所。

在上述技术方案中，角度检测装置既可以采用内置式检测动力输出轴的旋转角度进行判断转动角度，采用该结构选用现有的检测旋转轴转动的角度传感器安装在内部即可；本实施例优选外置结构，将旋转角度通过齿轮传导出，间接检测动力输出轴的旋转角度，具体如下，所述角度检测装置采用齿轮电位器9，所述壳体靠近动力输出轴端的旁侧设有电位器安装腔9-1，所述齿轮电位器9安装在电位器安装腔内，所述齿轮电位器的电位器齿轮啮合安装在动力输出轴上的扇形齿轮9-2；所述电位器的电位器轴安装在电位器安装腔上，对应电位器安装腔位置所述输出法兰上设有电位器安装盖板，所述电位器安装盖板通过紧固件与电位器安装腔固定连接或者一体密封焊接。角度检测装置是用于判断动力输出轴旋转的角度，进而来判断与动力输出轴连接的被动执行构件开启或关闭的开度，通过检测的信号来控制和反馈驱动电机的工作状态，优选的齿轮电位器结构，属于公知成熟产品，主要包括电位器齿轮9-3、pcb板9-4，安装在pcb板上的角度传感器，运行稳定，可以市场上直接购买使用，降低研发成本。

在上述技术方案中，优选的，所述的电机密封罩、电机法兰、齿圈壳体以及输出法兰相邻处均采用激光密封焊接结构。采用此种焊接密封结构，使得内部传动构件完全在一个密封的环境内运转，避免外界粉尘、水汽、腐蚀性气体对零部件的损害，大大提高了产品的使用寿命。

在上述技术方案中，优选的，所述扇形齿轮9-2设置在三级行星架2-51外圆周，并且与三级行星架一体结构。为了减少零部件的个数，提高产品的紧凑性，扇形齿轮三级行星架一体结构设计，这样减少了一个零部件，减少了对此零部件的安装和检验，同时降低了成本，提高了产品的组装效率。

为了避免碟簧和挡圈对动力输出轴安装位置发生干涉，在上述技术方案中，优选的，所述输出法兰的外端面设有用于容纳碟簧和挡圈的安装槽4-3。

为了进一步解决密封问题，在上述技术方案中，优选的，所述动力输出轴和输出法兰之间设有密封圈10。防止灰尘、水气进入输出法兰壳体内，影响动力输出轴的转动，同时也放置弹簧、垫片等金属零件的锈蚀，提高弹簧、垫片等金属构件的使用寿命。

通过抗疲劳、抗振、噪音等实验，本产品的特性如下表：

本发明还公开一种电动翻盖，包括盖板本体和翻盖缓冲器，所述翻盖缓冲器连接盖板，并驱动盖板做翻转运动；其特征在于，所述翻盖缓冲器采用上述任一结构所述的翻盖缓冲器。

本发明还公开一种应用有上述电动翻盖的智能家居设备，所述智能家居本体为智能坐便器、洗碗机、洗碗槽、洗衣机或者烤箱中的一种，上述智能坐便器、洗碗机、洗碗槽、洗衣机或者烤箱上安装有电动翻盖，所述电动翻盖采用上述结构的电动翻盖。

综上所述，本发明和现有的电动翻盖驱动器相比体积小，输出扭力大、结构紧凑、摩擦小，噪音小，运行稳定、使用寿命长，具有快开缓降功能等优点。降低本发明结构的洗碗机、智能坐便器、洗衣机等智能家居因自动翻盖的问题；避免烧坏电子元部件，产生市场投诉，降低维修服务成本增加，提高智能家居使用体验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，例如电机密封罩、电机法兰、齿圈壳体以及输出法兰结合处的密封结构、密封圈的材质、以及密封工艺；扭簧的圈数和选材，均应包含在本发明的保护范围之内。