一种冰箱侧开式门体电动开关系统及开关方法与流程

本发明涉及冰箱开关门传动结构，特别涉及一种冰箱侧开式门体电动开关系统及开关方法。

背景技术：

随着社会的发展及生活水平的提高，人们对各种家居产品的自动化/智能化程度要求越来越高，例如家电门体的自动打开，抽屉的自动推出和缩回等技术的应用，给人们平时的工作生活带来了极大的便利。

针对此情况，在冰箱领域，厂家推出了具备电动开门及关门的高端冰箱产品；众所周知，冰箱的门体边沿通常会设置一圈门封(软胶)，门体关上时，门封与冰箱主体产生吸力从而保证冰箱的密封性能；因此当用户开门时需要先克服门封的吸力。另外，对于对开式双门门冰箱，其中有一个门体还会设有竖梁，设有竖梁的门体，其开门和关门的阻力都会大于不设竖梁的另一边门体。此外，为了保证冰箱门被误开一个小角度时能自行关闭，冰箱门铰链处通常会设有自锁装置，然而观察发现，绝大部分对开式双门冰箱设有竖梁的一侧门体，因竖梁阻力的存在，其铰链的自锁力并不能克服竖梁阻力而在小角度情况下将门体关闭。

综上所述，冰箱门体电动打开过程需要克服门封的吸力以及铰链的自锁力，对设有竖梁的门体，则还需要克服竖梁的阻力，关门过程则需要克服铰链的自锁力，而对于设有竖梁的门体，同样还需要克服竖梁的阻力。

市面上常见的自动开门的解决方案是在冰箱门体靠中间部位设置一个推杆执行器，铰链处设置一个转轴执行器，通过两个执行器的配合将门体打开。工作过程如下：开门时，推杆执行器负责克服门体门封的吸力，将门体推开一个小角度，然后铰链处的转轴执行器介入工作，继续将门体开启到最大；关门时则仅靠铰链处的转轴执行器将门体转动将其关闭。此类解决方案，对于开门过程，因有推杆执行器辅助克服门体门封吸力/门体竖梁阻力/铰链自锁力等开门阻力，因此冰箱门体可以保留现有的基本结构不需要做重大调整；而对于关门过程，因现有结构的推杆执行器无法辅助克服关门过程遇到的铰链自锁力/门体竖梁阻力，如果仅依靠转轴驱动器去克服这两个阻力而关闭门体，经测量表明，转轴驱动器的输出扭矩需要做到15n.m左右，这会导致驱动器的体积及功耗大大增加。因此，现有的自动开门方案通常是冰箱门取消了自锁功能，而带竖梁的冰箱门关门时通常会速度较快，利用门体惯性克服竖梁阻力将门体关上。

然而，取消了门体铰链的自锁功能会带来门体被误打开而无法自行关闭的隐患；特别是对开式双门冰箱，当一边门体处于关闭状态而将并一边门体以较快速度关上时，处于关闭的一扇门经常存在被气压顶开的现象；而为了克服竖梁阻力而令门体快速关闭的作法，存在一定的风险，并且用户体验很差。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种冰箱侧开式门体电动开关系统及开关方法，以达到可以保留冰箱门体铰链的自锁功能，可以做到开门和关门都能做到缓慢轻柔的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种冰箱侧开式门体电动开关系统，包括设置于冰箱主体顶部中间位置的推拉驱动器和设置于冰箱主体顶部铰链转轴位置的转轴驱动器，所述冰箱门体上设置锁扣与推拉驱动器配合，所述推拉驱动器包括推拉驱动器壳体、设置于推拉驱动器壳体内且可伸出推拉驱动器壳体的推杆、带动推杆前后运动的驱动电机一、蜗杆一和齿轮组、用于推杆复位的弹簧、以及设置于推杆内部且一端伸出推杆的伸缩扣，所述伸缩扣可伸入锁扣内；所述推杆上设置柔性凸爪，所述伸缩扣上设置凹槽一和凹槽二，所述凹槽二靠近伸缩扣前端，所述柔性凸爪可嵌入凹槽一或凹槽二内；所述伸缩扣底部设置限位凸起，所述限位凸起底端可抵在推拉驱动器壳体上的壳体凸起上；所述伸缩扣前端为叉形结构，其一所述叉形结构为柔性倒扣；所述齿轮组包括与推杆相啮合的推杆齿轮，所述推杆齿轮上设置缺齿。

上述方案中，所述转轴驱动器包括转轴驱动器壳体、设置于转轴驱动器壳体内且依次连接的驱动电机二、蜗杆二、离合器、主减速齿轮、过渡齿轮和转轴齿轮，所述转轴齿轮上设置横截面为六边形的输出轴，与冰箱门体的六边形的转轴孔相配合；所述转轴驱动器壳体内还设置有开关门方向检测单元。

上述方案中，所述开关门方向检测单元包括底板、安装于底板上的单元支架和印刷电路板，所述印刷电路板上设置光电开关，所述单元支架上设置检测齿轮，所述检测齿轮底部通过转轴安装于底板上，所述转轴上设置码盘，所述码盘与光电开关位置相对；所述检测齿轮与主减速齿轮相啮合。

上述方案中，所述码盘通过压块和锁紧螺母安装于检测齿轮的转轴上。

上述方案中，所述锁扣包括锁扣壳体、设置于锁扣壳体内的微动开关和锁扣扣位，所述锁扣壳体上设置开口，所述锁扣扣位可与伸缩扣上的柔性倒扣相配合。

上述方案中，所述齿轮组还包括相啮合的斜齿轮和二级齿轮，所述斜齿轮与蜗杆一相啮合，所述二级齿轮与推杆齿轮相啮合。

上述方案中，所述推杆上设置弹簧扣，所述推拉驱动器壳体内设置定位柱，所述弹簧两端分别固定于弹簧扣和定位柱上。

一种冰箱侧开式门体电动开关方法，采用上述的冰箱侧开式门体电动开关系统，包括开门过程和关门过程，所述开门过程包括如下几个状态：

状态1：系统处于工作初始状态，此时，推杆和伸缩扣位于推拉驱动器壳体内，推杆上设置的柔性凸爪卡在伸缩扣的凹槽一内，伸缩扣底部的限位凸起底端抵在推拉驱动器壳体上的壳体凸起上；

状态2：系统开始工作，驱动电机一带动齿轮组转动，推杆被驱动伸出，伸缩扣底部的限位凸起离开壳体凸起，柔性倒扣扣入锁扣内部，给出开门信号；

状态3：系统继续工作，推杆继续被驱动伸出，伸缩扣被挡住不动，推杆继续被驱动受力时，推杆上的柔性凸爪从伸缩扣的凹槽一中滑出，进入凹槽二中，此时，推杆顶住锁扣，同时伸缩扣上的柔性倒扣被收窄，收窄到柔性倒扣与锁扣中的锁扣扣位脱扣；

状态4：系统继续工作，推杆继续被驱动伸出，冰箱门体被顶开一个设定的角度，此时，推杆齿轮转动到缺齿部位，推杆便被弹簧拉回初始位置；推杆被拉回后，驱动电机一带动推杆齿轮反转，驱动推杆将伸缩扣释放，即推杆上的柔性凸爪从伸缩扣的凹槽二中滑退至凹槽一中，伸缩扣复位；然后驱动电机一正转，带动推杆齿轮转动恢复初始位；

状态5：当冰箱门体被顶开后，转轴驱动器检测到冰箱门体的转动方向，控制驱动电机二开始工作，继续将冰箱门体开至最大；

所述关门过程包括如下过程：

转轴驱动器将冰箱门体关闭接近状态4时，推拉驱动器将推杆伸出，伸缩扣插入锁扣的同时触发微动开关闭合，发出扣入到位信号，此时转轴驱动器停止工作，推杆电机反转，将推杆拉回，此时伸缩扣与锁扣扣住，因此冰箱门体便被拉回关闭；

冰箱门体被拉回关闭到位后，推拉驱动器的驱动电机一继续反向转动，将推杆从锁扣中强行拉出，此时设置于锁扣内部的微动开关被释放打开发出信号，系统接收此信号后判断脱扣到位，整个开关门系统在此时恢复初始工作状态。

通过上述技术方案，本发明提供的冰箱侧开式门体电动开关系统及开关方法采用了推拉驱动器和转轴驱动器组合的形式，开门时，由推拉驱动器推动冰箱门体打开一定的角度，然后转轴驱动器工作，将冰箱门体开至最大；关门时，转轴驱动器将冰箱门体关闭至一定角度后，停止工作，由推拉驱动器将冰箱门体拉回关闭。推拉驱动器结构中采用带柔性凸爪的推杆和带柔性倒扣的伸缩扣相配合，再结合锁扣，可以将冰箱门体推开或者拉回。该结构不需要改变冰箱门体自身的结构，仍可保留冰箱的自锁功能，开门关门缓慢轻柔，用户体验感好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例所公开的一种冰箱侧开式门体电动开关系统安装位置示意图；

图2为图1中a部分放大拆分示意图；

图3为本发明实施例所公开的推拉驱动器内部结构示意图(推拉上壳体隐藏)；

图4为本发明实施例所公开的推拉下壳体结构示意图；

图5为推杆立体图；

图6为伸缩扣立体图；

图7为转轴驱动器内部结构示意图(转轴上壳体隐藏)；

图8为转轴驱动器爆炸图(转轴上壳体隐藏)；

图9为开关门方向检测单元立体图；

图10为开关门方向检测单元爆炸图；

图11为开关门方向检测单元剖视图；

图12为锁扣立体图；

图13为锁扣内部结构示意图；

图14为冰箱开门过程的状态1示意图；

图15为图14的a-a截面示意图；

图16为状态1时推拉驱动器和锁扣状态示意图；

图17为状态2时推拉驱动器和锁扣状态示意图；

图18为图17的b-b截面示意图；

图19为状态3时推拉驱动器和锁扣状态示意图；

图20为图19的c-c截面示意图；

图21为状态4时推拉驱动器和锁扣状态一示意图；

图22为状态4时推拉驱动器和锁扣状态二示意图；

图23为冰箱开门过程的状态4示意图；

图24为状态4推杆被弹簧拉回后的推拉驱动器和锁扣状态示意图；

图25为图24的d-d截面示意图；

图26为状态4推杆齿轮逆时针转动的状态示意图；

图27为状态4柔性倒扣复位的状态示意图；

图28为图27的e-e截面示意图；

图29为整个推拉驱动器恢复初始状态的示意图；

图30为冰箱开门过程的状态5示意图。

图中，1、冰箱主体；2、冰箱门体；3、推拉驱动器；4、转轴驱动器；5、锁扣；6、推拉驱动器壳体；7、推杆；8、驱动电机一；9、蜗杆一；10、弹簧；11、伸缩扣；12、推拉下壳体；13、固定转轴；14、壳体凸起；15、定位柱；16、斜齿轮；17、二级齿轮；18、推杆齿轮；19、齿条；20、柔性凸爪；21、凹槽一；22、凹槽二；23、限位凸起；24、柔性倒扣；25、弹簧扣；26、转轴驱动器壳体；27、驱动电机二；28、蜗杆二；29、离合器；30、主减速齿轮；31、过渡齿轮；32、转轴齿轮；33、输出轴；34、转轴孔；35、转轴下壳体；36、开关门方向检测单元；37、底板；38、单元支架；39、印刷电路板；40、光电开关；41、检测齿轮；42、码盘；43、压块；44、锁紧螺母；45、锁扣壳体；46、微动开关；47、锁扣扣位；48、开口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种冰箱侧开式门体电动开关系统，如图1所示，包括设置于冰箱主体1顶部中间位置的推拉驱动器3和设置于冰箱主体1顶部铰链转轴位置的转轴驱动器4，冰箱门体2上设置锁扣5与推拉驱动器3配合。

如图3所示，推拉驱动器3包括推拉驱动器壳体6、设置于推拉驱动器壳体6内且可伸出推拉驱动器壳体6的推杆7、带动推杆7前后运动的驱动电机一8、蜗杆一9和齿轮组、用于推杆7复位的弹簧10、以及设置于推杆7内部且一端伸出推杆7的伸缩扣11，伸缩扣11可伸入锁扣5内。推拉驱动器壳体6包括推拉上壳体(图中未画出)和推拉下壳体12，如图4所示，推拉下壳体12上设置固定转轴13、壳体凸起14和定位柱15。

齿轮组包括依次啮合的斜齿轮16、二级齿轮17和推杆齿轮18，推杆齿轮18上设置缺齿。斜齿轮16与蜗杆一9相啮合，推杆齿轮18与推杆7上的齿条19相啮合(如图5所示)。斜齿轮16通过其底部连接的小齿轮与二级齿轮17啮合，二级齿轮17通过其底部的小齿轮与推杆齿轮18相啮合，小齿轮在图中未显示。上述齿轮分别安装于推拉下壳体12的固定转轴13上。

推杆7上设置柔性凸爪20，如图6所示，伸缩扣11上设置凹槽一21和凹槽二22，凹槽二22靠近伸缩扣11前端，柔性凸爪20可嵌入凹槽一21或凹槽二22内；伸缩扣11底部设置限位凸起23，限位凸起23底端可抵在推拉下壳体12上的壳体凸起14上；伸缩扣11前端为叉形结构，其中比较长的一个叉形结构为柔性倒扣24。

推杆7上设置弹簧扣25，弹簧10两端分别固定于弹簧扣25和定位柱15上，在推杆齿轮18转动到缺齿部分时，弹簧10可以将推杆7拉回复位。

如图7和图8所示，转轴驱动器4包括转轴驱动器壳体26、设置于转轴驱动器壳体26内且依次连接的驱动电机二27、蜗杆二28、离合器29、主减速齿轮30、过渡齿轮31和转轴齿轮32，转轴齿轮32上设置横截面为六边形的输出轴33，与冰箱门体2的六边形的转轴孔34相配合(如图2所示)。转轴驱动器壳体26包括转轴上壳体(图中未画出)和转轴下壳体35，上述部件均安装于转轴下壳体35上。

本实施例中的离合器29为本申请人在先申请的一种机械离合装置，专利号为202010303465x，当冰箱遭遇断电，齿轮驱动器无法正常工作或者驱动器电机损坏等时，可以正常手动开关门，给用户提供了一种与普通冰箱无差异的手动开门体验。

蜗杆二28与离合器29的主动轮啮合，离合器29的输出轮与主减速齿轮30啮合，主减速齿轮30底部连接的小齿轮与过渡齿轮31相啮合，过渡齿轮31底部的小齿轮与转轴齿轮32相啮合。

转轴驱动器壳体26内还设置有开关门方向检测单元36，如图9、图10和图11所示，开关门方向检测单元36包括底板37、安装于底板37上的单元支架38和印刷电路板39，印刷电路板39上设置光电开关40，单元支架38上设置检测齿轮41，检测齿轮41底部通过转轴安装于底板37上，转轴上设置码盘42，码盘42与光电开关40位置相对；码盘42通过压块43和锁紧螺母44安装于检测齿轮41的转轴上。检测齿轮41与主减速齿轮30相啮合，当冰箱门体2转动时，通过转轴齿轮32和过渡齿轮31带动主减速齿轮30转动，主减速齿轮30转动时，检测齿轮41可以跟随转动，同时带动码盘42转动，码盘42表面有栅格，光电开关40可以检测到码盘42的转动速度及方向，并传递给控制器，控制器根据转动的方向判断是开门还是关门，进而控制驱动电机二27正转或者反转。

开关门方向检测单元36的存在，可以令这套系统检测到用户开关门的意图，从而给出相应的辅助动作，自动完成剩下开门或关门过程。

如图12和图13所示，锁扣5包括锁扣壳体45、设置于锁扣壳体45内的微动开关46和锁扣扣位47，锁扣壳体45上设置开口48，锁扣扣位47可与伸缩扣11上的柔性倒扣24相配合。当柔性倒扣24从开口进入锁扣扣位47时，可触发微动开关46，给出相应的开门或关门信号。

一种冰箱侧开式门体电动开关方法，采用上述的冰箱侧开式门体电动开关系统，包括开门过程和关门过程，开门过程包括如下几个状态：

状态1：如图14至图16所示，系统处于工作初始状态，此时，推杆7和伸缩扣11位于推拉驱动器壳体6内，推杆7上设置的柔性凸爪20卡在伸缩扣11的凹槽一21内，伸缩扣11底部的限位凸起23底端抵在推拉驱动器壳体6上的壳体凸起14上。

状态2：如图17至图18所示，系统开始工作，驱动电机一8带动齿轮组转动，推杆齿轮18顺时针转动，推杆7被驱动伸出，伸缩扣11底部的限位凸起23离开壳体凸起14，柔性倒扣24扣入锁扣5内部，触发微动开关46，给出开门信号；此时，柔性凸爪20卡位于伸缩扣11的凹槽一21内。

状态3：如图19和图20所示，系统继续工作，推杆齿轮18继续顺时针转动，推杆7继续被驱动伸出，伸缩扣11被挡住不动，推杆7继续被驱动受力时，推杆7上的柔性凸爪20从伸缩扣11的凹槽一21中滑出，进入凹槽二22中，此时，推杆7顶住锁扣5，同时伸缩扣11上的柔性倒扣24被收窄，收窄到柔性倒扣24与锁扣5中的锁扣扣位47脱扣；

状态4：如图21至图23所示，系统继续工作，推杆齿轮18继续顺时针转动，推杆7继续被驱动伸出，冰箱门体2被顶开一个设定的角度，此时，推杆齿轮18转动到缺齿部位，推杆7便被弹簧10拉回初始位置，如图24和图25所示，伸缩扣11依旧处在缩入推杆7的状态，柔性凸爪20位于凹槽二22中；推杆7被拉回后，如图26所示，驱动电机一8带动推杆齿轮18反转，驱动推杆7将伸缩扣11释放，即推杆7上的柔性凸爪20从伸缩扣11的凹槽二22中滑退至凹槽一21中，伸缩扣11复位，如图27和图28所示，伸缩扣11的限位凸起23顶在壳体凸起14上；然后驱动电机一8正转，带动推杆齿轮18转动恢复初始位，整个推拉驱动器3恢复初始状态，如图29所示。

状态5：如图30所示，冰箱门体2被顶开一定角度时，转轴驱动器4内的开关门方向检测单元36检测到码盘42的转动方向，判断为开门状态，然后控制驱动电机二27正转，经过蜗杆二28、离合器29、主减速齿轮30、过渡齿轮31和转轴齿轮32带动冰箱门体2转动，将冰箱门体2开至最大。

关门过程包括如下过程：

当用户给出关门指令时，转轴驱动器4将冰箱门体2关闭接近状态4时，推拉驱动器3将推杆7伸出，伸缩扣11插入锁扣5，触发微动开关46，发出扣入到位信号，此时转轴驱动器4停止工作，推杆7电机反转，将推杆7拉回，此时伸缩扣11与锁扣5扣住，因此冰箱门体2便被拉回关闭。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。