专利名称：一种家用电器活动装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及家用电器技术领域，尤涉及一种能消除使用安全隐患的家用电器活动装置及其控制方法。
背景技术：
可控的活动装置作为某些家用电器结构的一部分，通常具有重要的意义。比如空调器的导风叶机构，空调正常运行时，导风叶片根据用户需求或空调器自动控制在特定角度；空调器正常关闭后，导风叶片将完全闭合，防止老鼠等小动物爬进空调器主体引起安全事故，并且可以有效减少灰尘进入空调器主体。家用电器的活动装置基本都是按照预定程序控制活动部件的运行方式，直至预定程序执行完毕，否则不会主动停止。比如空调器的导风叶片在空调器关机时会主动关闭，关闭过程中除了再次开启空调外，导风叶片不会主动停止关闭。这样的控制过程存在一定的安全隐患，活动部件在运行过程中很容易误伤接触活动件的人体部位，比如空调导风叶片在动作过程中，如果用户强行去搬动导风叶片，就有可能误伤用户手指。目前，很多家电厂商为了防止家用电器的活动装置误伤用户接触在活动部件上的身体部位，会在活动装置附近或表面显眼处贴警示标识，如“请勿手动搬动导风条，以免夹伤手指”等标识。一般情况下这样的提示会有效果，但在特殊的情况下，如用户无意接触到活动装置时，这样的提示依旧不能防止用户被夹伤，仍然存在安全隐患。
发明内容
本发明提供了一种家用电器活动装置，消除了家用电器的使用安全隐患，避免家用电器的活动装置被改变或阻止运行方式时对用户造成的肢体损伤。本发明还提供了一种家用电器活动装置的控制方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是
一种家用电器活动装置，包括活动部件、用于驱动活动部件的驱动电路、布设于活动部件表面或外部的触摸电极、触摸识别电路以及微控制器，所述驱动电路与微控制器电连接， 触摸识别电路的输入端与触摸电极电连接、输出端与微控制器电连接。触摸电极布置在活动部件表面或周围，当物体或用户身体部位触到家用电器的活动部件时，触摸电极会将信号立即传给触摸识别电路，触摸识别电路将人体部位接触信号转换为电信号后传给微控制器，微控制器收到触摸识别电路传来的触摸信号类别后立即执行异常保护程序，防止活动部件按正常方式运行时机械性损伤与活动部件接触的人体部位。上述方案中，所述触摸电极为导电层，其中，所述导电层可以为导电漆或导电薄皮，导电薄皮可以为薄金属片。导电漆是用于喷涂的一种油漆，干燥形成漆膜后能起到导电的作用，常采用含铜、银等复合微粒作为导电颗粒，具有良好导电性能，即使是非金属表面也能通过导电漆实现电联接。干燥固化后漆层性能稳定，喷涂在工件表面细腻平滑和纯银导电漆一样有优良的导电性能、细腻的导电粒子保证了电子元器件的安全性。
其中，触摸识别电路采用信号变换的集成芯片。一种如上述家用电器活动装置的控制方法，包括以下步骤
微控制器根据用户指令或所述家用电器活动装置的母体自身状态开始控制活动部
件；
微控制器检测触摸识别电路输出信号类别，如果触摸识别电路输出的信号类别为SA， 表示当前没有物体接触触摸电极；如果触摸识别电路输出的信号为SB，表示当前有物体接触触摸电极；
根据触摸识别电路输出的信号类别确定微控制器执行程序类别，如果触摸识别电路的输出信号为SA，微控制器执行正常控制程序PA，即按正常流程控制驱动电路按照设定参数运行的软件功能模块；如果触摸识别电路输出的信号为SB，微控制器执行异常保护程序 PB,即系统为防止活动部件动作时误伤所接触的人体部位的软件功能模块；
微控制器判断活动部件是否在目标位置，如果活动部件当前位置与微控制器设定的目标位置相同，则本次活动控制完成，微控制器退出活动部件控制过程；如果活动部件当前位置与微控制器设定的目标位置不同，则微控制器返回执行检测触摸识别电路输出信号类别步骤。在活动装置结构中设置触摸电极、触摸识别电路、微控制器和驱动电路，活动部件受驱动电路提供运行动力，微控制器通过控制驱动电路进而控制活动部件的运行，同时微控制器根据触摸电极有无人体部位触摸运行不同的控制程序，从而防止活动部件按正常方式运行时机械性损伤与活动部件接触的人体部位。其中，所述活动部件的目标位置与当前位置为运转时的直线距离位置或角度位置。与现有技术相比，本发明的有益效果是
本发明家用电器活动装置包括活动部件、触摸电极、触摸识别电路以及微控制器，通过在活动装置的活动部件表面、外部或周边布置触摸电极，触摸识别电路输出信号类别，微控制器在驱动活动部件动作前先检测是否有物体或人体部位接触触摸电极，如果有物体或人体部位接触触摸电极则执行异常保护程序，否则执行正常控制程序，从而避免家用电器活动装置在运作时对人体接触部位造成伤害。本发明家用电器活动装置的控制方法即可实现上述效果，避免了用户在有意或无意的情况下人为改变或阻止家用电器活动装置的运行方式时造成不必要的肢体损伤。
图1为本发明家用电器活动装置的结构框图2为实施例中落地式空调器活动装置的结构示意图； 图3为本发明家用电器活动装置的控制方法流程图； 图4为本发明优选的触摸感应电路的电路结构图； 图5为本发明优选的微控制器和驱动电路的电路结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的说明。如图1至图5所示为本发明家用电器活动装置的实施例，包括活动部件10、用于驱动活动部件10的驱动电路11、布设于活动部件10表面或外部的触摸电极20、触摸识别电路30以及微控制器40，驱动电路11与微控制器40电连接，触摸识别电路30的输入端与触摸电极20电连接、输出端与微控制器40电连接。触摸电极20为导电层，其中，导电层可以为导电漆或导电薄皮，导电薄皮可以为薄金属片。导电漆是用于喷涂的一种油漆，干燥形成漆膜后能起到导电的作用，常采用含铜、银等复合微粒作为导电颗粒，具有良好导电性能，即使是非金属表面也能通过导电漆实现电联接。干燥固化后漆层性能稳定，喷涂在工件表面细腻平滑和纯银导电漆一样有优良的导电性能、细腻的导电粒子保证了电子元器件的安全性。本实施例中，导电层选用导电漆。另外，触摸识别电路30采用信号变换的集成芯片。该家用电器活动装置的控制方法，如图3所示为该控制方法的流程图，包括以下步骤
第一步，S600活动部件控制开始。微控制器40根据用户指令或家用电器活动装置的母体自身状态开始控制活动部件10;
第二步，微控制器检测触摸识别电路输出信号类别。如果触摸识别电路30输出的信号类别为SA，表示当前没有物体或人体部位接触触摸电极20 ；如果触摸识别电路30输出的信号为SB，表示当前有物体或人体部位接触触摸电极20 ；
第三步，S610根据触摸识别电路输出的信号类别确定微控制器执行程序类别。如果触摸识别电路30的输出信号为SA，微控制器40执行正常控制程序PA S620, 即按正常流程控制驱动电路11按照设定参数运行的软件功能模块；如果触摸识别电路30 输出的信号为SB，微控制器40执行异常保护程序PB S640,即系统为防止活动部件10动作时误伤所接触的人体部位的软件功能模块；
第四步，S630微控制器判断活动部件是否在目标位置。无论当前活动部件10处于停止状态还是运行状态，均要判断活动部件10的当前位置是否与目标位置相同。如果活动部件10当前位置与微控制器40设定的目标位置相同， 则本次活动控制完成，微控制器40退出活动部件控制过程；如果活动部件10当前位置与微控制器40设定的目标位置不同，则微控制器40返回执行检测触摸识别电路30输出信号类别步骤。其中，活动部件10的目标位置与当前位置为运转时的直线距离位置或角度位置。正常控制程序PA S620，根据微控制器40确定的活动部件10的目标位置和活动部件10的当前位置确定当前活动部件10的运行方向，结合微控制器40预定的执行时间控制本次活动部件10的移动距离或转动角度；
异常保护程序PB S640，根据活动部件10的种类和移动方向，暂停运行活动部件10或反向运行活动部件10—段距离或一定转动角度。以达到保护或避免接触的物体或人体部位在活动部件10运转过程中被机械损伤。第五步，S650活动部件控制结束。触摸电极20布置在活动部件10表面或周围，当物体或人体部位接触到活动活动部件10时，首先接触到的是触摸电极20，当物体或用户身体部位触到家用电器的活动部件 10时，触摸电极20会将信号立即传给触摸识别电路30，触摸识别电路30的信号输入端与触摸电极20相连、输出端与微控制器40相连，则触摸识别电路30将物体或人体部位接触信号转换为电信号后传给微控制器40。当没有物体或人体部位接触触摸电极20时，触摸识别电路30输出固定信号SA ；当物体或人体部位接触到触摸电极20时，触摸识别电路30 立即输出固定信号SB。微控制器40是活动装置的控制中枢，触摸识别电路30输出信号SA 时，微控制器40执行程序PA ；触摸识别电路30输出SB时，微控制器40执行程序PB。驱动电路11用于将微控制器40发出的电信号 转换为机械力驱动活动部件10运动；活动部件10 是活动装置包括活动部件本体、活动部件支架和活动部件动力装置，活动部件10在驱动电路U的驱动下完成预定轨迹或动作。当微控制器40收到触摸识别电路30传来的触摸信号类别后立即执行异常保护程序，否则执行正常控制程序，防止了活动部件按正常方式运行时机械性损伤与活动部件10接触的物体或人体部位，消除了家用电器的使用安全隐患。如图2所示为落地式空调器活动装置的结构示意图，优选该活动装置说明本发明的触摸电极20和活动部件10的位置关系。导风叶片为活动部件10，微控制器40与空调器的微控制器共用，触摸电极20为导风叶片边缘的金属涂层。导风叶片运行时，如有人体部位(如手指)接触到导风叶片时，则同时会接触到触摸电极20，微控制器40便可以检测到导风叶片存在人体部位触摸信号，进而运行异常保护程序，防止与导风叶片接触的人体部位发生机械性损伤(如机械性夹伤)。如图4所示为优选的触摸感应电路的电路结构图。触摸感应电路是将人体部位与触摸电极的接触信号变换为微处理器能识别的电信号，优选的触摸感应电路的电路结构图可以同时检测两个独立的活动部件是否有人体部位接触，T0UCH_P0LE1连接第一个所述活动部件表面或活动部件周边的触摸电极，T0UCH_ P0LE2连接第二个所述活动部件表面或活动部件周边的触摸电极。触摸电路信号由T0UCH_ OUTl 和 T0UCH_0UT2 输出，微控制器可通过 T0UCH_0UT1 (对应 T0UCH_P0LE1)和 T0UCH_0UT2 (对应T0UCH_P0LE2)信号判断是否有人体部位接触T0UCH_P0LE1和T0UCH_P0LE2。优选地，触摸识别电路采用集成芯片作为信号变换核心，以提高对触摸电极信号检测的准确性和可靠性。如图4所示，优选的触摸感应电路优选ADS公司的TS02N做为触摸识别电路的信号变换芯片。如图5所示为优选的微控制器和驱动电路的电路结构图。微控制器和驱动电路的电路结构图包括微控制器芯片、活动部件的动力源步进电机和连接微控制器芯片和步进电机的驱动芯片。微控制器预留了一定数量的1/0(输入输/ 出端口)，用于连接用户指令输入装置或显示装置。微控制器设有两个连接触摸感应电路输入信号的专用1/0，即T0UCH_0UT1和T0UCH_0UT2。微控制电路中的T0UCH_0UT1和T0UCH_ 0UT2工作时直接与触摸识别电路中的T0UCH_0UT1和T0UCH_0UT2端口连接。微控制器可通过T0UCH_0UT1和T0UCH_0UT2端口的信号判定活动部件是否有人体部位接触。微控制电路包含活动部件的动力源步进电机，活动部件动力源的步进电机优选使用四相八拍步进电机，以提高微控制对活动部件的有效控制。连接微控制器与活动部件动力部的驱动电路优选集成驱动芯片ULN2003。微控制器和驱动电路的电路结构图可同时控制两个活动部件的动力源步进电机，两个活动部件的动力源步进电机可相互独立也可关联控制。本实施例活动装置在活动部件运行前，先检测是否有物体或人体部位接触到活动部件，如果有物体或人体部位接触到活动部件则执行异常保护程序；如果没有物体或人体部位接触到活动部件则执行正常控制程序。显然，本发明可以存在 很多变通，例如可以只布置一个触摸电极和活动部件；也可以同时布置多个触摸电极和多个动力部件。本发明提供的活动装置的活动部件动力源可以是步进电机，也可以是其他电机。本发明不限于触摸电极的种类、触摸电极的数量、活动部件动力源类型和活动部件动力源数量。以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
权利要求
1.一种家用电器活动装置，其特征在于包括活动部件(10)、用于驱动活动部件的驱动电路(11)、布设于活动部件表面或外部的触摸电极(20)、触摸识别电路(30)以及微控制器(40)，所述驱动电路与微控制器电连接，触摸识别电路的输入端与触摸电极电连接、输出端与微控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的家用电器活动装置，其特征在于所述触摸电极为导电层。
3.根据权利要求2所述的家用电器活动装置，其特征在于所述导电层为导电漆或导电薄皮。
4.根据权利要求1所述的家用电器活动装置，其特征在于所述触摸识别电路采用信号变换的集成芯片。
5.一种如权利要求1所述的家用电器活动装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤微控制器根据用户指令或所述家用电器活动装置的母体自身状态，开始控制活动部件；微控制器检测触摸识别电路输出信号类别，如果触摸识别电路输出的信号类别为SA， 表示当前没有物体接触触摸电极；如果触摸识别电路输出的信号为SB，表示当前有物体接触触摸电极；根据触摸识别电路输出的信号类别确定微控制器执行程序类别，如果触摸识别电路的输出信号为SA，微控制器执行正常控制程序PA，为按正常流程控制驱动电路按照设定参数运行的软件功能模块；如果触摸识别电路输出的信号为SB，微控制器执行异常保护程序 PB,为系统为防止活动部件动作时误伤所接触的人体部位的软件功能模块；微控制器判断活动部件是否在目标位置，如果活动部件当前位置与微控制器设定的目标位置相同，则本次活动控制完成，微控制器退出活动部件控制过程；如果活动部件当前位置与微控制器设定的目标位置不同，则微控制器返回执行检测触摸识别电路输出信号类别步骤。
6.根据权利要求5所述的家用电器活动装置的控制方法，其特征在于所述活动部件的目标位置与当前位置为运转时的直线距离位置或角度位置。
全文摘要
本发明涉及家用电器技术领域，尤涉及一种能消除使用安全隐患的家用电器活动装置，包括活动部件、用于驱动活动部件的驱动电路、布设于活动部件表面或外部的触摸电极、触摸识别电路以及微控制器，所述驱动电路与微控制器电连接，触摸识别电路的输入端与触摸电极电连接、输出端与微控制器电连接。本发明还涉及一种家用电器活动装置的控制方法。该家用电器活动装置，消除了家用电器的使用安全隐患，避免家用电器的活动装置被改变或阻止运行方式时对用户造成的肢体损伤。
文档编号G06F3/041GK102354266SQ201110242818
公开日2012年2月15日 申请日期2011年8月23日 优先权日2011年8月23日
发明者付新, 朱慧君, 莫中勇 申请人:广东美的电器股份有限公司