本实用新型涉及冰箱门体转动机构，具体涉及一种可自动打开或关闭冰箱门体的转动机构。并且，本实用新型还涉及包括该冰箱门体转动机构的冰箱。
背景技术：
随着人们生活水平提高，冰箱成为必备的家用电器。由于物质逐步丰富，越来越多的用户选购具有双开门的大容量冰箱。然而，随着冰箱容量及体积增大，冰箱的转动门体也越来越重，用户在开门时所花费的力也越来越大，致使用户体验下降。为此，制造商纷纷推出具有自动开门功能的冰箱。
现有技术的自动开门功能大多通过顶门机构实现，或者是通过直流有刷电机驱动的齿条的伸缩顶开门体，或者是通过大功率电磁铁的瞬间伸缩弹开门体。然而，这种单纯的顶门机构只能促使冰箱的门体打开一较小的角度，而不能完全控制冰箱门体的开启角度。因此，期望提供一种全新的冰箱门体转动机构，以克服现有技术中存在的问题，使其能够自动控制门体开启至用户习惯的角度并且能自动关门，从而实现真正意义上的自动开门功能。
另外，现有技术的门体转动机构的整体高度通常过高，特别是电磁铁离合处的位置过高。当门体转动机构被安装在冰箱顶部时，极为影响冰箱的美观。另外，为了便于运输进出标准门框和用户提前保留的冰箱放置位置，期望门体转动机构的高度基本与门体齐平甚至低于门体高度。因而，还期望提供一种全新的冰箱门体转动机构，使其具有较小的整体高度，以实现理想的外观和操作性能。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种全新的冰箱门体转动机构以及包括该门体转动机构的冰箱，使其能够在至少一个方面优于现有技术。
为此，在本实用新型的第一方面，提供了一种用于冰箱的门体转动机构，所述门体转动机构包括：本体部分，其固定至所述冰箱的主体；和伸出部分，其从所述本体部分伸出，并且，所述伸出部分包括输出轴。所述输出轴连接至所述冰箱的门体，并驱动所述门体与所述输出轴同轴地转动。
可选地，所述伸出部分至少部分地接收在所述门体的凹槽内，使得所述伸出部分的下表面位于所述门体的上表面以下。
可选地，所述输出轴具有圆形的通孔，所述通孔适于接收缆线从其中穿过而延伸到所述门体的内部。
可选地，所述缆线跨过所述门体转动机构的上表面延伸，并且，所述缆线在水平方向上不突出到所述门体转动机构的外侧。
可选地，所述缆线在竖直方向上不突出超过所述门体转动机构的具有最大高度的位置。
可选地，所述门体转动机构的具有最大高度的位置位于所述主体部分以内，并且，所述最大高度小于所述冰箱的顶部平面和顶盖平面之间的距离。
可选地，所述伸出部分呈细长且扁平的直线形或近似直线形。
可选地，所述伸出部分与所述冰箱的主体的前面形成锐角，在关闭位置中，所述门体平行于所述主体的前面；在打开位置中，所述门体的一部分位于所述锐角的内部，使得所述门体的打开角度为180度减去所述锐角。
可选地，所述锐角在20到85度之间、或者在30度至75之间、或者在 35度到55度之间、或者为48度。
可选地，所述伸出部分的侧边缘上具有凹陷部，所述凹陷部适于接收所述门体的一部分，使得所述门体的最大打开角度大于180度减去所述锐角的度数。
另外，所述门体转动机构包括驱动电机、传动齿轮系和输出轴，所述驱动电机经由所述传动齿轮系驱动所述输出轴转动，从而驱动所述门体转动。
可选地，所述驱动电机为步进电机。
可选地，所述驱动电机、所述传动齿轮系中的齿轮以及所述输出轴彼此轴线平行地设置在盖体和壳体之间。
可选地，所述传动齿轮系包括离合机构；当所述离合机构处于分离状态时，切断从驱动电机到输出轴的动力传递，以允许手动地转动所述门体；当所述离合机构处于啮合状态时，接通从驱动电机到输出轴的动力传递，以允许自动地转动所述门体。
进一步，所述离合机构包括离合齿轮、离合弹簧和滑杆，所述滑杆与电磁铁驱动的推杆联动，所述离合齿轮轴向可移动，并始终与下游的齿轮啮合；当所述电磁铁不通电时，所述离合弹簧偏压所述离合齿轮移动到分离位置，其中，所述离合齿轮不与上游的齿轮啮合；当所述电磁铁通电时，所述电磁铁驱动所述推杆，继而推动所述滑杆移动，使得所述滑杆的前端斜面插入所述离合齿轮和所述壳体之间，并且克服所述离合弹簧的偏压作用而推动所述离合齿轮从分离位置移动到啮合位置，其中，所述离合齿轮与上游的齿轮啮合。
进一步，所述离合机构还包括固定至所述壳体的紧固螺钉，所述紧固螺钉的部分穿过所述滑杆的引导槽，所述紧固螺钉的另一部分覆盖在所述引导槽之上，从而限定所述滑杆沿水平直线移动。
可选地，所述门体转动机构还包括打滑机构，所述打滑机构位于所述离合机构和所述输出轴之间；所述打滑机构包括同轴设置的齿片、棘轮和轴齿，所述棘轮和所述轴齿联动，并且，位于所述棘轮外周的多个棘齿与位于所述齿片内周的多个齿槽可分离地彼此配合。
进一步，所述棘轮包括内柱、多个连接柱和棘环；其中，所述棘齿从所述棘环径向向外延伸，并且，所述棘环和所述内柱之间形成空腔、并经由所述多个连接柱连接；其中，所述内柱连接至所述轴齿，所述多个棘齿中的每一个位于两个相邻的连接柱之间，使得当所述轴齿和所述齿片之间传递的扭矩大于打滑扭矩时，所述棘环朝向所述空腔内凹变形，致使所述棘齿与相应的齿槽脱离。
进一步，所述棘环在周向方向上是连续的。
可选地，所述门体转动机构还包括磁钢齿轮，所述磁钢齿轮与所述输出轴上的输出齿轮啮合；所述磁钢齿轮上设置有磁钢体，所述磁钢体配置为与外部的霍尔元件协作，以便确定所述输出轴的转动角度。
可选地，所述输出轴的两端分别经由轴套设置在所述盖体或所述壳体上的轴座孔中。
可选地，所述输出轴、所述磁钢齿轮和啮合至所述磁钢齿轮的过渡齿轮三者为单层齿轮，并且，这三个齿轮呈直线或近似直线地设置在所述伸出部分的内部。
在本实用新型的第二方面，还提提供了一种冰箱，其包括前述的门体转动机构。
可选地，所述冰箱包括对开的第一门体和第二门体；并且，所述冰箱还包括两组前述的门体转动机构，其中，第一门体转动机构用于转动第一门体，第二门体转动机构用于转动第二门体，并且，第一门体转动机构和第二门体转动机构镜像对称且并排地设置。
可选地，所述冰箱还包括顶门机构，所述顶门机构通过步进电机驱动的齿条顶开门体，并且，所述顶门机构为所述门体施加的初始速度与所述门体转动机构输出的转动速度大致相等。
根据本实用新型的冰箱顶门机构和冰箱至少具有以下优势：
-本实用新型的门体转动机构可以补充顶门机构不能实现完全意义上的自动开门功能的缺陷，并且，在用户取完东西或者忘记关门后，冰箱检测到门体长时间未关，可以驱动该机构反向旋转以关闭门体，避免浪费电能；
-门体转动机构具有细长且扁平的伸出部，便于适配不同尺寸的门体；
-门体转动机构内的各部件横向摆放，从而可以有效减小机构高度，满足顶部机构高度限制，避免顶部机构过高而影响美观；
-门体转动机构的输出轴是中空的，能够减少材料成本，并且当一些冰箱门体上集成了智能功能(例如人机交互屏幕、除冰分配器等) 需要通电时，可设置缆线从输出轴中穿过进入门体内部，从而防止缆线卡阻冰箱门体的转动以及缆线损伤；
-采用步进电机作为驱动源，其能够精准地控制开门角度，并且噪音小，提升产品的感官性能；
-门体转动机构内部设置电磁离合机构。电磁离合机构在通电时使传动齿轮系啮合而传递扭矩，从而实现自动转动门体；在断电时自动保持传动齿轮系分离而不传递扭矩，从而允许像普通冰箱一样手动地转动门体；
-采用分体式打滑机构应对外力冲击，无需像常规的摩擦片式打滑机构那样提前装配和预紧，安装工艺更简单，打滑性能更持久；
-采用霍尔元件和磁钢齿轮来检测和控制输出轴的位置，能够避免在空间有限的输出轴附近设置位置检测结构，又能够确保磁钢齿轮的角度输出信号与输出轴的转动情况一致。
下文通过结合附图详细描述用于实现所附权利要求所限定的本实用新型的一些最佳模式和实施例，从中容易理解本实用新型的上述特征和优势、以及其他特征和优点。
附图说明
现参考附图，其中各附图的目的仅在于显示一些示例性实施例，而不旨在对本实用新型进行限制。在各附图中，相同的附图标记指示相同或相应的部分，其中：
图1示出包括根据本实用新型实施例的冰箱门体转动机构的双开门冰箱的俯视图；
图2示出根据本实用新型实施例的冰箱门体转动机构的侧视图；
图3示出根据本实用新型实施例的冰箱门体转动机构的俯视图；
图4示出根据本实用新型实施例的冰箱门体转动机构和门体的分解透视图；
图5示出根据本实用新型实施例的冰箱门体转动机构和门体的组装侧视图；
图6示出根据本实用新型实施例的冰箱门体转动机构完全关闭门体的局部俯视图；
图7示出根据本实用新型实施例的冰箱门体转动机构完全打开门体的局部俯视图；
图8示出根据本实用新型一实施例的冰箱门体转动机构的移除盖体的俯视图；
图9示出根据本实用新型另一实施例的冰箱门体转动机构的移除盖体的俯视图；
图10示出根据本实用新型实施例的冰箱门体转动机构的分解透视图；
图11示出根据本实用新型实施例的滑杆处于右终点位置的截面图；
图12示出根据本实用新型实施例的滑杆处于左终点位置的截面图；
图13示出根据本实用新型实施例的离合机构的部分部件的透视图；
图14示出根据本实用新型实施例的容纳在壳体中的电磁铁的透视图；
图15示出根据本实用新型实施例的滑杆的底部透视图；
图16示出根据本实用新型实施例的离合齿轮处于分离位置的侧视图；
图17示出根据本实用新型实施例的离合齿轮处于啮合位置的侧视图；
图18示出现有技术的摩擦片打滑机构的分解透视图；
图19示出根据本实用新型实施例的打滑机构的不同视角的分解透视图；
图20示出根据本实用新型实施例的打滑机构的棘轮的平面图；
图21示出根据本实用新型实施例的打滑机构的应力分析模拟图；
图22示出根据本实用新型实施例的冰箱门体转动机构的部分分解透视图；
图23示出根据本实用新型实施例的输出轴及其轴套的透视图。
附图标记
10 门体转动机构、第一门体转动机构
101 第一顶门机构
M1 第一门体
20 第二门体转动机构
201 第二顶门机构
M2 第二门体
Z 冰箱的主体
11 盒体结构
12 凸出部分
13 输出轴
14 主体部分
15 伸出部分
15A 凹陷部
16 缺口
L 缆线
PA 顶部平面
PB 顶盖平面
H1 伸出部分的高度
H2 突出部分的高度
H3 本体部分的高度
L1 间距
L2 缆线的直径
M 门体
MC 门体凹槽
S1 凹槽的宽度
S2 凹槽的深度
H 避让开口
110 驱动电机
120 传动齿轮系
121 离合机构
121A 离合齿轮
LC1 离合齿轮的齿片
LC2 离合齿轮的齿轴
121B 离合弹簧
121C 滑杆
121D 电磁铁
121E 齿轮轴
121F 紧定螺钉
122 打滑机构
122A 齿片
122B 棘轮
D1 内柱
D2 连接柱
D3 棘环
D4 棘齿
122C 轴齿
123 磁钢齿轮
123A 磁钢体
123B 套筒
124 电机齿轮
125、126、127 过渡齿轮
13A 输出齿轮
13B 轴套
140 盖体
150 壳体
P 摩擦片式打滑机构
P1 预紧螺钉
P2 端盖
P3 摩擦片
P4 齿片
P5 齿轴
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本实用新型的实施例，使得本领域普通技术人员可以容易地实现它们。然而，本实用新型还可以以许多不同形式实施，而不限于本文所述的实施例。为了清楚起见，在附图中省略了与描述本实用新型无关的部分。除非另有说明，本文所用的术语具有在本领域中的通常含义。在本文中，采用术语“左”、“右”、“上”、“下”等描述参考附图的各部件的相对位置，采用术语“第一”、“第二”等区别功能相同或相近的不同部件。这些术语和类似术语的使用仅用于方便描述，而不应理解为限制本实用新型的范围。
图1示出了包括根据本实用新型实施例的冰箱门体转动机构的双开门冰箱的俯视图。如图所示，冰箱包括对开的第一门体M1和第二门体M2。每一个门体的近端可枢转地连接至冰箱主体Z，而其各自的远端与另一门体的远端相对。每一个门体的枢转连接处设置一门体转动机构10、20。在关门状态下，每一个门体通过吸力密封贴合至冰箱主体Z的前面边缘。当需要开门时，需要克服这一吸力而顶开门体。为此，在每一个门体的远端设置一顶门机构101、201。顶门机构101、201可以通过电机驱动的齿条推开门体，或通过瞬间弹出的电磁铁顶开门体，从而使门体向外转动一定角度。随后，每一个门体各自的转动机构10、20介入相应的门体的转动，继续向外打开门体至最大角度，从而实现门体的充分打开。当需要关闭门体时，门体转动机构10、20以相反方向转动，使门体回复至关闭状态。
在图1所示的实施例中，冰箱具有镜像对称结构。除部件的对应取向不同之外，在中轴线两侧的各部件的结构和功能均是等同的。虽然该实施例仅示出对称布置的左右双开门冰箱，但在其他实施例中，冰箱还可以具有其它数量、尺寸和打开方向的门体，只要其能通过本实用新型的门体转动机构自动地打开或关闭门体。
通常，由于冰箱门体较重，在顶门机构101、201完成顶出动作之后，冰箱门体在惯性作用下根据顶门机构的作用而具有不同的惯性转动速度。惯性转动速度与门体转动机构的输出转动速度之间的转速差不宜过大，否则会对门体转动机构带来冲击，损坏内部零件。如果使用大功率直流电机驱动的顶门机构或电磁铁推开机构，则转动门体的惯性转动速度会非常大。在一实施例中，顶门机构101、201可以采用步进电机作为驱动电源。步进电机可以有效地控制顶出速度，使门体的初始惯性转动速度与门体转动机构10、20 的输出转动速度相匹配，从而实现门体转动机构10、20的顺畅介入。
图2示出根据本实用新型一实施例的门体转动机构10的侧视图。如图所示，门体转动机构10具有大体上扁平的盒体结构11，其厚度为H1，例如为19mm。盒体结构11的上侧具有凸出部分12，其对应内部的离合机构所处的位置。凸出部分12的高度为H3，例如为15mm。盒体结构11的下侧具有竖直方向伸出的输出轴13，其适于接合门体M。盒体结构11的厚度 H1和凸出部分12的高度H3之和为总高度H2。当门体转动机构10布置到冰箱内部时，特别是放置在冰箱顶部空间内时，盒体结构11的下表面放置在冰箱顶部平面PA上，凸出部分12的最高处需低于冰箱顶盖平面PB。换言之，门体转动机构10的总体高度H2需小于冰箱顶部空间的高度，如图所示，以允许门体转动结构10放置在该空间之内，同时保证冰箱顶盖具有平坦的外形，以实现良好的外观和运输安装性能。
图3示出该实施例的门体转动机构10的俯视图。如图所示，门体转动机构10包括主体部分14和从主体部分14伸出的伸出部分15。主体部分14 用于容纳驱动电机和传动齿轮系的部分，如下文所述。并且，主体部分14 将被固定在冰箱主体Z的顶部平面PA上。主体部分14的最大高度为前述的 H2。如图所示，主体部分14的上表面上具有凸出部分12，其用于适配内部部件的尺寸，例如驱动电机、离合齿轮、打滑齿轮等。需注意，这一凸出部分12仅位于主体部分14上，而不延伸到伸出部分15上。另外，主体部分 14上还设有用于固接至冰箱主体Z的螺钉孔。当然，其它各种机械连接结构和方式也是可行的。如图3所示，伸出部分15具有扁平且细长的形状，其上表面是平坦的而不具有任何凸起。伸出部分15具有均匀的高度H1。在具体实施例中，伸出部分15可以是大致直线形，其从主体部分14的一个侧边倾斜地伸出，从而与该侧边形成锐角的夹角。由此，该伸出部分13和主体部分14之间可以形成缺口16，该缺口16可以允许门体M的部分进入，以使门体转过更大角度。伸出部分15用于容纳输出轴13和传动齿轮系120 的部分，例如磁钢齿轮齿轮、过渡轮等。当被安装就位时，伸出部分15至少部分地接收在门体的接收凹槽中，使得伸出部分15中伸出的输出轴13可以配合在接收凹槽中的接合孔中。为了适配内部齿轮的形状，伸出部分15 的末端是圆形的，并且其侧边具有弧形的轮廓，如图3所示。
在一些实施例中，冰箱门体上设置有电气设备，以便实现自动除冰、显示屏人机交互等功能。在这种情况下，需要将用于传输电力和/或信号的缆线接通到冰箱门体的内部。为此，如图3所示，本实用新型的门体转动机构10 的输出轴13是中空的，其具有直径大于缆线L的最大尺寸的圆形通孔。由此，当门体转动机构10被布置就位时，可以设置缆线L穿过该圆形通孔而进入到门体M的内部，以实现电连接。为了穿过缆线L，圆形的孔是有利的，其可以避免输出轴13的转动影响缆线L的位置。在其他实施例中，也可以采用其它形状的孔来接收缆线L。
另外，缆线L的尺寸需要适于从门体转动机构10的上方跨过，而不与冰箱的顶盖、门体等发生干涉。如图2所示，缆线L的直径L2小于凸出部分的高度H3，从而缆线L在竖直方向上不会凸出超过门体转动机构10的最高位置，而与冰箱的顶盖发生干涉。另外，如图3所述，缆线L位于门体转动机构的凸出部分12和相应侧边的缺口16之间。换言之，缆线L的直径 L2小于凸出部分12和缺口16之间的间距L1，如此，缆线L在水平方向上也不会凸出超过门体转动机构10的最外轮廓。由此，无论在竖直方向还是水平方向上，缆线L均不会延伸超出门体转动机构10，所以缆线L不会与门体或冰箱顶盖等外部结构干涉，因而缆线不会受到挤压而损坏。
图4示出了门体转动机构10的安装方式。如图所示，门体转动机构10 的伸出部分15下侧的输出轴13具有环形的凹凸花键。这一花键适于接合至冰箱门体M的上边缘上的相应的键槽，使输出轴13的转动可以经由该花键传输至门体M。如此，输出轴13的轴线与门体M的枢转轴线重合。在该实施例中，环形凹凸花键和键槽均是中空的，以便缆线L从中穿过而进入门体 M的内部。在其它实施例中，输出轴13和门体M可经由其它类型的结构连接来实现动力传输。
图5示出了门体转动机构10安装就位之后的侧视图。如图所示，门体转动机构10的本体部分14安装在冰箱主体Z的顶部平面PA上，例如通过螺钉连接。并且，门体转动机构10的伸出部分15伸出冰箱主体Z之外，并接合在门体M上的凹槽MC中，使得伸出部分15的下表面位于门体M的上表面以下。伸出部分15下侧的输出轴可以插入凹槽MC的内部，以使伸出部分15的下表面接近或贴合凹槽MC的底部平面，以实现紧凑的结构。如图所示，伸出部分15的高度H1与凹槽MC的深度S2相近，例如可略高于凹槽MC的深度S2。有利地，在其它实施例中，伸出部分15的高度H1 可以等于或小于凹槽MC的深度S2。由于各种型号的冰箱门体M的尺寸不同，门体凹槽MC的宽度S1和深度S2不同。为使本实用新型的门体转动机构10尽可能多地适用不同尺寸的门体M，一方面，转动机构10的伸出部分 15需要尽可能地细长，以便能够延伸至较远的门体M的凹槽MC的位置，并适应宽度S1较窄的凹槽MC而不与之发生干涉；另一方面，转动机构10 的伸出部分15还需要尽可能的扁平，以便能够接收在深度S2较小的门体凹槽MC内，而不过分地突出门体M之外而影响美观和使用功能。
图6和图7示出门体转动机构10驱动门体M在完全关闭位置和完全打开位置之间转动。如图6所示，在完全关闭位置，转动机构10的伸出部分 15与冰箱主体Z的前面之间形成锐角α1，而非直角。这一角度可以在20 到85度之间，或者在30度至75之间，或者在35度到55度之间，或者是 48度。伸出部分15的末端是圆形的，其接收在矩形的门体凹槽MC中。并且，该圆形末端的直径小于凹槽MC的宽度S1，使得在门体M围绕输出轴 13从0度转动至最大角度期间，凹槽MC的侧壁不会与伸出部分15发生干涉。另外，倾斜的伸出部分15与主体Z的前面之间可以限定门体转动避让开口H。当门体M转动超过90°之后，门体M可以继续转动，直到门体M 的凹槽MC处的部分进入所述避让开口H内，并受到伸出部分15的边缘的阻碍。如图7所示，在完全打开位置，门体M处于最大转动角度处。门体 M可以与伸出部分15的延伸方向平行，使最大转动角度为180-α1的角度。在另一实施例中，伸出部分15的侧边可以设置有凹陷部15A。在这种情况下，当门体转动至180-α1时，还可以继续转过一定角度，使门体凹槽M的部分进入凹陷部15A以内。如此，门体的最大转动角度可以略大于180-α1 的角度。
图8示出了根据本实用新型的实施例的门体转动机构10的内部结构。其中，门体转动机构10的伸出部分15为直线形，相应地，伸出部分15内部的三级末端齿轮13、123、127呈直线布置。图9示出了另一实施例，其中，门体转动结构10的伸出部分15为近似直线形，相应地，伸出部分15 内部的三级末端齿轮呈近似直线布置。具体来说，最末两级齿轮成直线布置，而倒数第三级齿轮向上偏移。相比而言，图9的门体转动机构的结构更为紧凑，图8的门体转动机构的伸出部分15更细长，可适用于更厚的门体。
如图8所示，门体转动机构10包括驱动电机110、传动齿轮系120和输出轴13。驱动电机110经由传动齿轮系120驱动输出轴13转动。经过传动齿轮系120减速，输出轴13可以输出较大扭矩，从而带动门体同步地转动以实现开关门。
在具体实施例中，采用步进电机作为驱动电机110可明显降低噪音。经测试，常规直流有刷电机本身的噪音在40dB左右；而步进电机的噪音可以在31dB以下。因此，采用步进电机为驱动源可由从根本上降低整机噪音，为用户提供安静的使用体验。另外，与直流有刷电机相比，步进电机可实现精确转动控制。步进电机的驱动器可以准确地给出驱动脉冲，而电机可以根据脉冲数做出相应动作，从而输出准确的转动圈数或角度。在具体实施例中，可以协同地控制门体转动机构的步进电机以及相应的顶门机构的步进电机，使得顶门机构施加于门体的初始转速与转动机构的输出转速相匹配，例如大致相等，以便允许门体转动机构顺畅地介入门体的转动。
传动齿轮系120将电机110输出转矩传递至输出轴13。传动齿轮系120 可以包括离合机构121，如图10所示。离合机构121的作用在于，在需要转动机构10工作时，操作离合机构121进入啮合状态，从而接通电机110至输出轴13的动力传递，从而实现自动开关冰箱的门体；在不需要转动机构 10工作时，操作离合机构121进入分离状态，从而切断电机110至输出轴 13的动力传递，从而允许下游部件自由转动，继而允许用户手动地打开或关闭冰箱门体。如此，通过操作离合机构121可以实现自动模式和手动模式之间的切换，以符合用户的不同需求。
离合机构121可以包括离合齿轮121A、离合弹簧121B和滑杆121C。离合齿轮121A包括一体设置齿片LC1和齿轴LC2，齿片LC1选择性地啮合至上游的配合齿轮，例如电机齿轮124或连接至电机齿轮124的过渡齿轮 125。齿轴LC2与齿片LC1一起转动，并且始终啮合至下游的配合齿轮，例如打滑齿轮122或其它齿轮。
如图11所示，离合弹簧121B偏压地设置在离合齿轮121A的上端面和盖体140之间，从而为离合齿轮121A施加一向下的弹簧力。离合齿轮121A 可以沿其齿轮轴121E上下滑移。并且，滑杆121C可以水平移动，其设置在离合齿轮121A的下端面和壳体150之间。如图所示，滑杆121C的左侧具有斜面，其右侧经由一U形槽连接至电磁铁121D的推杆。
如图11所示，当电磁铁121D未被供电时，电磁铁121D的推杆是自由的，此时，与其联动的滑杆121C可以自由地左右滑移。此时，离合弹簧121B 偏压离合齿轮121A移动到最下方的分离位置。在分离位置中，如图16所示，离合齿轮121A的齿片LC1与邻近的过渡齿轮125纵向错开。并且，离合齿轮121A的下端推动滑杆121C向右平移至右终点位置。
如图12所示，当电磁铁121D被供电时，电磁铁121D的推杆在磁力作用下向左移动，此时，与其联动的滑杆121C向左滑动一定距离至左终点位置。此时，滑杆121C左侧的斜面强制地插入离合齿轮121A的下端和壳体 150之间。由此，滑杆121C的斜面可以推动离合齿轮121A向上移动至最上方的啮合位置，并且克服离合弹簧121B的偏压作用。在啮合位置中，如图 17所示，离合齿轮121A的齿片LC1与邻近的过渡齿轮125啮合。另外，如图所示，离合齿轮121A的底端与滑杆121C配合的圆柱上设置有倒角，以便滑杆121C的斜面插入离合齿轮121A与壳体150之间。而且，为了确保齿片LC1平顺地啮入或脱开，在齿片LC1的上端外周以及邻近的过渡齿轮 125的下端外周上均设置有倒角。
只要电磁铁121D不断电，滑杆121C可保持在左终点位置，并保持离合齿轮121A处于啮合位置。当电磁铁121D再次断电之后，滑杆121C上的保持力消失，之前被压缩的离合弹簧121B的弹簧力向下推动离合齿轮121A，使其回复至最下方的分离位置，并经由离合齿轮121A推动滑杆121C回复至其右终点位置。
图13示出了滑杆121C的示例性结构。滑杆121C的左侧斜面上设有另一U形槽，该U形槽用于避让离合齿轮121A的齿轮轴121E。因此，当滑杆121C向左滑动时，滑杆121C的斜面不会与齿轮轴121E发生干涉。另外，滑杆121C的中间位置处设有引导槽，紧固螺钉121F的螺杆部分穿过该引导槽旋拧至下方的壳体150。如图11和12所示，在滑杆121C左右滑动期间，紧固螺钉121F的螺杆部分在滑杆121C的引导槽中滑动。由于引导槽是直线形的，使得滑杆121C的滑动保持直线方向。另外，紧固螺钉121F上侧的螺母部分的尺寸大于引导槽的横向宽度，使得螺母部分可以为滑杆121C提供竖直方向的稳定力。由此，在推动滑杆121C向左平移时，滑杆121C的左侧斜面不会发生翘起而导致无法插入。另外，螺母部分的压紧面与滑杆121C 必须保留一个间隙，例如0.2mm，以便避免阻碍滑杆121C的滑动。另外，为了进一步允许滑杆121C顺滑地滑动，在壳体150上设置凹陷的滑杆导槽，如图14所示，以引导滑杆121C在导槽中沿直线移动。而且，在导槽底部设置有凸筋，以用于防止滑杆的底面与导槽的底面的贴合在有油脂的情况下产生较大阻力。
需注意，无论离合齿轮121A处于分离状态还是啮合状态，离合齿轮 121A下侧的齿轴LC2需要与下游的打滑齿轮122保持啮合。为此，齿轴LC2B 的宽度需大于打滑齿轮122的宽度。而且，当离合齿轮121A处于分离状态时，齿轴LC2有一端齿超过打滑齿轮122位于其下方，以便在离合齿轮121A 上移至啮合状态时，齿轴LC2与打滑齿轮122之间有足够宽度的啮合齿。
如图10所示，传动齿轮系120还可以包括打滑机构122。打滑机构122 的作用在于，当打滑机构122的传递扭矩大于打滑扭矩时，打滑机构122发生打滑而切断扭矩传递，从而保护电机110及其它部件免受外力冲击而损坏。
本实用新型的冰箱门体转动机构可以采用分体式打滑机构122。分体式打滑机构与现有的摩擦片打滑机构明显不同。如图18示出了现有的摩擦片式打滑机构P，其中，预紧螺钉P1压紧端盖P2以产生轴向压紧力，迫使齿片P4两侧的金属摩擦片P3变形，从而与齿片P4之间产生持续的正压力。当齿片P4与轴齿P5间的传递扭矩大于该正压力产生的静摩擦力时，该打滑机构P开始打滑。当经过初始几次打滑后，摩擦片P3的粗糙度降低，造成打滑力矩迅速降低。受摩擦片材料和工艺的限制，这种打滑机构P的打滑力矩值无法做到很大，一般在2kgf·cm左右。因此，为了使输出轴13的转矩达到能够转开冰箱门体的水平，必须把摩擦片式打滑机构P放置在传动系中靠近电机110的位置，例如第二级或第三级齿轮处。然而，在这种情况下，打滑机构本身的制造误差和装配误差等引起的打滑力矩的波动会经过传动系放大而传递至输出轴13，使输出转矩产生波动并引起显著的振动和噪音。
本实用新型的打滑机构122可以克服上述问题。如图19所示，打滑机构122包括三部分：齿片122A、棘轮122B与轴齿122C。棘轮122B和轴齿 122C彼此配合而一起转动。棘轮122B外周的多个棘齿可以与齿片122A内周的多个齿槽可分离地彼此配合，从而实现扭矩传递或打滑。如图20更清楚地显示，棘轮122B包括内柱D1、连接柱D2、棘环D3和棘齿D4。棘齿 D4从棘环D3径向向外延伸，并且，棘环D3和内柱D1之间形成空腔、并经由多个连接柱D2连接。内柱D1可经由类似花键的结构连接至轴齿122C。用以配合轴片122A中的齿槽的棘齿D4位于两个相邻的连接柱D2之间。另外，棘环D3具有弹性而可以内凹变形。因此，当齿片122A通过棘轮122B 向轴齿122C传递扭矩或反之轴齿122C向齿片122A传递扭矩过大时，棘环 D3会内凹变形，使得棘轮122B上的棘齿D4与齿片122A的齿槽打滑，从而达到过载保护的目的。
在装配本实用新型的打滑机构122时，无需像摩擦片式打滑机构那样进行压装或进行预装配，只需将轴齿122C、棘轮122B、齿片122B依次放入壳体150中的相应位置。另外，特别地，这一打滑机构122的棘轮122B的棘环D3在围绕其轴线的周向方向上是连续的。即，棘环D3是完整的环形部分而不具有间断。图21示意性地显示了这种棘环D3的应力分布，其中颜色越深表示应力越大。可见，棘轮122B整体受力均匀，应力集中现象不明显。这明显优于常用的悬臂式棘齿，后者的应力集中在悬臂的端部，而且悬臂上的应力值明显大于基部的应力值。基于改善的应力分布特性，本实用新型的棘环D3上的棘齿D4的强度更高、疲劳耐久性能也更优。而且，这一分体式打滑机构122在不工作时一直处于松弛状态而不像摩擦片那样始终处于变形状态，因此，随着时间推移不会产生打滑力矩下降的趋势。
经实验测试，这种分体式打滑机构122的打滑力矩值可达7.5kgf·cm 左右，能够在门体转动机构中提供较大的打滑扭矩。因此，允许将打滑机构 122可以布置在传动系的下游。如图10的实施例所示，打滑机构122可以设置在第四级齿轮处，即位于分离机构121的下游。在其它实施例中，打滑机构122还可以设置在更下游的位置。因此，由打滑机构122本身的制造和装配误差引起的打滑力矩的波动不会被显著放大。由此，输出轴处的输出转矩的波动值明显减小。
在打滑机构122和输出轴13之间可以设置磁钢齿轮123。磁钢齿轮123 与输出轴13上的输出齿轮13A保持啮合。因此，磁钢齿轮123可以与输出轴13始终同步转动而不会失步。因此，可以通过检测磁钢齿轮123的转动角度而确定输出轴13的转动角度，并以此控制电机110的转动。例如，在检测到输出轴13转动至对应门体完全关闭的第一角度时，或转动至对应门体完全打开的第二角度时，控制电机110停止转动，并设置其下一次启动的转动方向与上一次相反。为了确定磁钢齿轮123的转动角度，可以在磁钢齿轮123中设置磁钢体123A，并且在转动机构外部的相应位置设置霍尔元件。霍尔元件基于磁钢体123A的不同位置而输出不同的电压信号。控制电路接收和分析该电压信号并确定磁钢齿轮123以及输出轴13的转动角度。在具体实施例中，磁钢齿轮123与输出轴13的齿轮13A的齿数相同，确保当输出轴13转过一角度后，磁钢齿轮123转过相同角度。如此，既能够避免在空间有限的输出轴13附近设置位置检测结构，又能够确保磁钢齿轮123的角度输出信号与输出轴13的转动情况一致，从而避免反馈信号与实际门体转动角度之间存在差异。
另外，为了满足合适的转向和转矩要求，在传动齿轮系120中还可以设置至少一级过渡齿轮，例如图10所示的位于磁钢齿轮123和打滑机构122 之间的两级过渡齿轮126和127，以及位于离合齿轮121A和电机齿轮124 之间的过渡齿轮125。考虑到冰箱门体较重，并且门体M的质心远离门体转动机构10的输出轴13，所以期望输出轴13输出的转矩较大，例如高达3N·m。常规的塑料的齿轮可能不能持久地承受之一角度转矩。为此，在一些实施例中，需要是设置靠近输出端的多个齿轮齿轮采用金属制成。具体地，金属齿轮的数量可以多于两个，例如三个或四个。在图示实施例中，最末三级的输出轴13、磁钢齿轮123和过渡齿轮127均采用金属制成。
如图22所示，磁钢齿轮123的上端安装有磁钢体123A，磁钢体123A 与磁钢齿轮123用磁钢套123B隔开。磁钢套123B采用塑料制成，从而避免磁钢体123A与金属制的磁钢齿轮123直接接触而磁化，从而避免磁钢齿轮123干扰霍尔元件的操作。对于啮合至磁钢齿轮123的过渡轮127而言，仅过渡轮127的外侧轮片采用金属制成，而其内侧轮轴采用塑料制成，二者之间使用花键配合定位，如图所示。如此，可以避免整体使用金属材料而造成成本的提高。
如图23所示，输出轴13上设置有输出齿轮13A，其用于啮合上游的磁钢齿轮123。输出轴13的底部设置有环形凹凸花键，用于接合冰箱门体上的对应键槽。另外，输出轴13是中空的，以允许缆线L穿过输出轴13延伸到门体的内部。在实际使用中，冰箱门体的晃动可能引起输出轴13径向晃动，这会造成输出轴13与壳体150和盖体140上的轴座孔发生干涉。为此，在输出轴13的上下端部处，并在输出轴13和相应的轴座孔之间设置轴套13B。轴套13B与输出轴13材料的摩擦系数较低，可用于降低转动摩擦。轴套13B 可以采用成本较低的聚甲醛材质制造，也可以采用转动性能佳的滚针轴承。
上文已经详细描述了用于实现本实用新型的某些最佳实施例和其他实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本实用新型的范围、适用或构造。本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。本领域技术人员可以在本实用新型的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本实用新型的保护范围。