本實用新型涉及冰箱領(lǐng)域，具體來說是一種用于冰箱自動開關(guān)門設(shè)備及其自動控制方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前冰箱門的開關(guān)都是靠用戶主動施加外力，彈簧彈力閉門以及冰箱門上的磁性密封條磁力輔助閉門，經(jīng)常出現(xiàn)外力不夠，彈簧失效或者磁性密封條磁力下降或喪失，導(dǎo)致冰箱門未完全關(guān)閉，而且無法及時發(fā)出警告。這些都會引起冰箱內(nèi)冷氣外泄，箱體內(nèi)貨物不能受到應(yīng)有的溫度保護(hù)而變質(zhì)，同時造成能源浪費。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種能夠控制冰箱門自動開啟與關(guān)閉的冰箱門開關(guān)裝置。

為實現(xiàn)這樣的目的，本實用新型提供的技術(shù)方案為：

一種用于冰箱自動開關(guān)門設(shè)備，冰箱包括冰箱本體以及冰箱門，所述自動開關(guān)門設(shè)備包括安裝在冰箱上用于控制冰箱門開啟與閉合的開關(guān)門裝置。

所述開關(guān)門裝置包括用于連接冰箱本體和冰箱門的門托組件以及為門托組件提供轉(zhuǎn)動力的轉(zhuǎn)動組件，轉(zhuǎn)動組件連接有用于驅(qū)動轉(zhuǎn)動組件轉(zhuǎn)動的雙向電機。

所述門托組件包括用于連接冰箱本體與冰箱門的門托主體以及設(shè)置在門托主體上用于與轉(zhuǎn)動組件上傳動齒輪相適配的弧形齒條。

所述轉(zhuǎn)動組件包括具有保護(hù)與傳遞動力作用的扭矩過載保護(hù)器。

所述扭矩過載保護(hù)器包括用于裝配的殼體，在殼體內(nèi)部設(shè)有用于傳送動力的傳動軸，所述傳動軸包括第一傳動軸和第二傳動軸，在所述第一傳動軸與第二傳動軸之間設(shè)有用于過載保護(hù)的保護(hù)部件以及在所述第一傳動軸與第二傳動軸上設(shè)有用于傳動動力的傳動齒輪。

所述保護(hù)部件包括在第一傳動軸與第二傳動軸相接觸的端面上設(shè)有用于傳遞動力的滾珠以及在第一傳動軸與第二傳動軸相互接觸的端面上設(shè)有用于放置滾珠的球窩，所述球窩包括設(shè)置在第一傳動軸上的第一球窩以及設(shè)置在第二傳動軸上與第一球窩相對應(yīng)的第二球窩，所述第二球窩與滾珠相適配，第二球窩的高度為滾珠直徑的二分之一，第一球窩與滾珠相適配，第一球窩的深度小于滾珠直徑的二分之一。

所述扭矩過載保護(hù)器還包括設(shè)置在第一傳動軸上用于第一傳動軸與第二傳動軸脫離后復(fù)位的復(fù)位彈簧以及設(shè)置在第一傳動軸上用于放置復(fù)位彈簧的彈簧座，所述彈簧座包括用于支撐彈簧的支撐臺以及設(shè)置在支撐臺上與止推片相配合使用用于限制第一傳動軸與第二傳動軸分離距離的支撐柱。

所述第一傳動軸上套接有與彈簧座相配合使用用于限制第一傳動軸與第二傳動軸分離距離的止推片。

所述開關(guān)門裝置還包括用于冰箱開關(guān)門的電控系統(tǒng)，所述電控系統(tǒng)包括控制模塊以及與控制模塊相連接用于控制電機運轉(zhuǎn)的電機模塊，控制模塊連接有用于檢測冰箱門位置的檢測模塊。

本實用新型的有益結(jié)果：

本實用新型通過結(jié)構(gòu)簡單，但是能夠很好的實現(xiàn)自動開關(guān)冰箱柜門；可以避免冰箱忘記關(guān)閉而造成資源浪費及食物的變質(zhì)，同時在本實用新型中設(shè)有過載保護(hù)裝置，在冰箱自動關(guān)門過程中可以通過外力對冰箱進(jìn)行強制打開操作，對冰箱沒有明顯的傷害，同時通過自動電控系統(tǒng)，本實用新型中冰箱的開啟與閉合更為方便，冰箱也更為智能化。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型的裝配圖。

圖3為本實用新型的電控系統(tǒng)流程圖。

圖4為本實用新型扭矩過載保護(hù)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實用新型扭矩過載保護(hù)器的剖視圖。

圖6為本實用新型門托組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本實用新型中過載保護(hù)器中第一傳動軸的立體圖。

1、單片機，2、扭矩過載保護(hù)器，3、殼體，4、門托本體，5、弧形齒條，6、電機，7、冰箱體，8、冰箱門，201、第二傳動軸，202、彈簧座，203、止推片，204、傳動齒輪，205、第一傳動軸，206、螺栓，207、彈簧，208、滾珠， 209、第一球窩，210、第二球窩，211、支撐臺，212、支撐柱，213、球槽。

具體實施方式

如圖1所表示的一種用于冰箱自動開關(guān)門設(shè)備，冰箱包括冰箱本體7以及冰箱門8，自動開關(guān)門設(shè)備包括安裝在冰箱上用于控制冰箱門8開啟與閉合的開關(guān)門裝置，開關(guān)門裝置包括用于連接冰箱本體7和冰箱門8的門托組件以及為門托組件提供轉(zhuǎn)動力的轉(zhuǎn)動組件，轉(zhuǎn)動組件連接有用于驅(qū)動轉(zhuǎn)動組件轉(zhuǎn)動的雙向電機6，門托組件包括用于連接冰箱本體7與冰箱門8的門托主體4以及設(shè)置在門托主體4上用于與轉(zhuǎn)動組件上傳動齒輪204相適配的弧形齒條5，轉(zhuǎn)動組件包括具有保護(hù)與傳遞動力作用的扭矩過載保護(hù)器2，扭矩過載保護(hù)器2包括用于裝配的殼體3，在殼體3內(nèi)部設(shè)有用于傳送動力的傳動軸，所述傳動軸包括第一傳動軸205和第二傳動軸20101，在所述第一傳動軸205與第二傳動軸20101之間設(shè)有用于過載保護(hù)的保護(hù)部件以及在第一傳動軸205與第二傳動軸20101上設(shè)有用于傳動動力的傳動齒輪204，保護(hù)部件包括在第一傳動軸205與第二傳動軸 20101相接觸的端面上設(shè)有用于傳遞動力的滾珠208以及在第一傳動軸205與第二傳動軸20101相互接觸的端面上設(shè)有用于放置滾珠208的球窩，球窩包括設(shè)置在第一傳動軸205上的第一球窩209以及設(shè)置在第二傳動軸20101上與第一球窩209相對應(yīng)的第二球窩210，所述第二球窩210與滾珠208相適配，第二球窩的深度為滾珠208直徑的二分之一，第一球窩209與滾珠208相適配，深度小于滾珠208體積的二分之一，扭矩過載保護(hù)器2還包括用于第一傳動軸205 與第二傳動軸20101脫離后復(fù)位的復(fù)位彈簧207，第一傳動軸205上套接有與彈簧座202相配合使用用于限制第一傳動軸205與第二傳動軸20101分離距離的止推片203，本實用新型中通過控制電機6的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)可以控制冰箱門8的開啟與閉合，同時本實用新型中通過在冰箱上采用扭矩過載保護(hù)裝置可以使得本裝置適用范圍增加，傳統(tǒng)的自動控制冰箱是不具有過載保護(hù)裝置，這就使得冰箱門8在關(guān)閉過程中，即使我們冰箱中還有未取出的物品，也不能強制停止冰箱門8的關(guān)閉，因為這種不具有過載保護(hù)裝置的冰箱強制停止正在關(guān)閉的冰箱門8，因為受力方向不同，會對冰箱具有物理性損害，而本裝置采用簡單的扭矩過載保護(hù)裝置，當(dāng)冰箱門8在電機6的帶動下進(jìn)行關(guān)閉操作，我們可以人工拉動冰箱門8開啟，雖然也是強制開啟，但是因為扭矩過載保護(hù)裝置的設(shè)置，可以有效避免冰箱的物理傷害，因為本實用新型采用第一傳動軸205的第一球窩 209與第二傳動軸20101的第二球窩210相適配，第一球窩209采用小于半圓的設(shè)計，使得滾珠208在第一球窩209內(nèi)的受力沿第一球窩209與滾珠208結(jié)合的邊緣處傾斜向上，當(dāng)?shù)谝粋鲃虞S205與第二傳動軸20101傳輸?shù)牧匦∮谠O(shè)定保護(hù)扭矩時，第一傳動軸205與第二傳動軸20101在彈簧的作用下保持整體無滑移傳動扭矩，當(dāng)?shù)谝粋鲃虞S205與第二傳動軸20101之間傳動的力矩大于設(shè)定保護(hù)扭矩時，由于第一傳動軸205與第二傳動軸20101以及滾珠208之間的靜摩擦力不足以提供傳動力矩時，在滾珠208表面產(chǎn)生擠壓，滾珠208在第一球窩209的邊緣處受到傾斜的切向力，滾珠208切向力分解成徑向和軸向的分力，當(dāng)軸向分力大于彈簧壓力時，第一傳動軸205在滾珠208表面形成位移，導(dǎo)致第一傳動軸205與第二傳動軸20101之間脫離，這時軸向力進(jìn)一步擴大，導(dǎo)致第一傳動軸205被頂起，且滾珠208在上半軸的球槽中滑動。這時第一傳動軸205與第二傳動軸20101之間產(chǎn)生相對位移，達(dá)到動力斷開的作用。當(dāng)?shù)谝粋鲃虞S205與第二傳動軸20101上受到的力矩撤銷或者小于設(shè)定扭矩時，第一傳動軸205在彈簧的作用下回到原來的位置，且被壓在第二傳動軸20101摩擦面上，恢復(fù)動力傳輸，這樣就可以在一定程度上可以起到斷開動力傳動，實現(xiàn)裝置過載保護(hù)的作用。

作為優(yōu)選的，本實用新型中第一傳動軸205與第二傳動軸201上都設(shè)有二個以上用于放置滾珠208的球窩，并且均勻設(shè)置在第一傳動軸205與第二傳動軸201 相接觸的一端，當(dāng)在第一傳動軸205與第二傳動軸201上設(shè)有二個以上用于放置滾珠208的球窩，所述球窩要均勻設(shè)置在第一傳動軸205與第二傳動軸201 相接觸的一端，均勻設(shè)置球窩也就是均勻設(shè)置滾珠208，滾珠208均勻的設(shè)置有利于受力的平衡，有利于本扭矩保護(hù)裝置的穩(wěn)定性。

作為優(yōu)選的，本實用新型中球窩包括設(shè)置在第一傳動軸上的第一球窩以及設(shè)置在第二傳動軸上與第一球窩209相對應(yīng)的第二球窩210，所述第二球窩210與滾珠208相適配，第二球窩210的高度為滾珠直徑的二分之一，第一球窩209與滾珠208相適配，第一球窩209的深度小于滾珠直徑的二分之一，第一球窩209 的深度為了保證傳動的穩(wěn)定性和實用性，第一球窩209的深度不能小于滾珠208 直徑的二十分之一，這樣的設(shè)置不僅能夠在保證第一傳動軸205與第二傳動軸201相互傳動，還能減少滾珠的磨損。

作為優(yōu)選的，本實用新型中在第一傳動軸205上設(shè)有與第二球窩210相對應(yīng)的球槽213，在球槽213內(nèi)設(shè)有與第二球窩210相對應(yīng)的第一球窩209，所述第一球窩209的高度、第二球窩210的高度和球槽213本身的高度之和與滾珠直徑相同，球槽213的設(shè)置可以在保證滾珠傳動的同時，還能保證第一傳動軸205 與第二傳動軸201端面相接觸，增加傳動的穩(wěn)定性，同時還能夠減少滾珠208 的磨損。

作為優(yōu)選的，本實用新型中在第一傳動軸205上設(shè)有用于第一傳動軸205與第二傳動軸201脫離后復(fù)位貼合的彈簧207，彈簧207的設(shè)置可以起到很好的復(fù)位作用，當(dāng)扭矩過大時，在第一傳動軸205與第二傳動軸201脫離后，彈簧207 能夠使得第一傳動軸205與第二傳動軸201重新相互接觸，能夠?qū)崿F(xiàn)繼續(xù)動力傳動。

作為優(yōu)選的，本實用新型中第一傳動軸205上套接有用于放置彈簧207以及與止推片203搭配使用用于對第一傳動軸205限位的彈簧座202，彈簧座202的設(shè)置可以對復(fù)位用的彈簧207提供一個更好的安裝位置，有利于安裝的方便，同時因為彈簧座202設(shè)計的優(yōu)化，彈簧座202具有一個很好地限位作用，彈簧座 202與止推片203搭配使用能夠控制因為扭矩過大造成第一傳動軸205與第二傳動軸201分離的分離距離，進(jìn)而保證滾珠208不會從球窩中脫離。

作為優(yōu)選的，本實用新型中彈簧座202包括用于支撐彈簧207的支撐臺211以及設(shè)置在支撐臺211上與止推片203相配合使用用于限制第一傳動軸205與第二傳動軸201分離距離的支撐柱212，支撐臺211用于放置彈簧207，彈簧207 一端與支撐臺211相連接，另一端可以與殼體3相連接也可以與止推片203相連接，支撐柱212套接在第一傳動軸205上，支撐柱212可以與止推片203相互配合，來實現(xiàn)對第一傳動軸205于第二傳動軸201的分離的控制。

作為優(yōu)選的，本實用新型中第一傳動軸205上套接有與彈簧座202相配合使用用于限制第一傳動軸205與第二傳動軸201分離距離的止推片203，止推片203 與彈簧座202相適配，來實現(xiàn)對第一傳動軸205于第二傳動軸201的分離的控制，同時還具有對殼體3的密封效果。

作為優(yōu)選的，本實用新型中在保證過載裝置能夠?qū)崿F(xiàn)過載保護(hù)的前提下，止推片203與彈簧座202裝配間隙尺寸不大于滾珠208的半徑尺寸，這樣的設(shè)置可以保證球窩中設(shè)置的滾珠208不會完全脫離，避免彈簧207復(fù)位時滾珠208與球窩不對應(yīng)，造成本裝置不能重復(fù)使用。

作為優(yōu)選的，本實用新型中在第一傳動軸205與第二傳動軸201上設(shè)有用于傳動的傳動齒輪204，在兩個傳動軸上都設(shè)有傳動齒輪204，可以方便傳動，同時根據(jù)本實用新型的結(jié)構(gòu)，本裝置對于安裝方向沒有要求，第一傳動軸205與第二傳動軸201都可以作為主動軸或者從動軸在任何裝置中使用，提高了扭矩過載裝置的使用范圍，也優(yōu)化了裝配工藝，有利于優(yōu)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。

作為優(yōu)選的，本實用新型中開關(guān)門裝置還包括用于冰箱開關(guān)門的電控系統(tǒng)，所述電控系統(tǒng)包括控制模塊以及與控制模塊相連接用于控制電機6運轉(zhuǎn)的電機6 模塊，控制模塊連接有用于檢測冰箱門8位置的檢測模塊，電控系統(tǒng)的設(shè)置在一定程度上是對上述冰箱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，在機械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上添加電控技術(shù)，使得本實用新型設(shè)備使用更為方便，控制模塊采用單片機1，例如STC12C5A60S2單片機1，電機6模塊采用驅(qū)動電機6，驅(qū)動電機6可以雙向轉(zhuǎn)動，通過雙向轉(zhuǎn)動可以實現(xiàn)冰箱門8的開啟與閉合，檢測模塊包括傳感器等用于檢測的檢測部件，通過檢測部件對冰箱門8的位置進(jìn)行識別，傳遞信號給控制模塊，控制模塊再判斷需要進(jìn)行的操作，進(jìn)而發(fā)出信號來控制電機6的轉(zhuǎn)動，來實現(xiàn)冰箱門8的開啟與閉合，本模塊由信號采集，控制器，執(zhí)行器模塊組成。

控制模塊核心部件為STC12C5201AD單片機1，負(fù)責(zé)接收信號以及負(fù)責(zé)接收門狀態(tài)信息，并采集電機6驅(qū)動芯片L9110s流過電流的大小來判斷電機6的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

L9110s直流電機6驅(qū)動芯片從單片機1出獲得相應(yīng)驅(qū)動型號對電機6Motor進(jìn)行驅(qū)動。L9110s接地電阻將流過L9110s芯片的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)過 LM358運放電路將信號傳遞給單片機1。實現(xiàn)單片機1對電機6運行狀態(tài)的實時監(jiān)控，因為當(dāng)冰箱門8關(guān)閉遇到阻擋，電機6堵轉(zhuǎn)，電機6中的電流會急速增大，當(dāng)大到我們在設(shè)置的值后，單片機1控制電機6停止運動，停止冰箱門8 的運動，因為我們把關(guān)門信號做成脈沖信號，等待一段時間后，單片機1接收關(guān)門信號，電機6運轉(zhuǎn)，當(dāng)阻擋物還在，電機6繼續(xù)堵轉(zhuǎn)，電機6電流增加，單片機1控制電機6停止運動，反復(fù)如此，當(dāng)關(guān)門次數(shù)已經(jīng)到達(dá)我們在單片機1 中設(shè)定的次數(shù)，控制器就控制與控制器相連接的報警裝置啟動，用來提醒使用者冰箱門8關(guān)閉異常，需要維修或者排出阻擋。

本實用新型中冰箱自動開關(guān)門設(shè)備的開關(guān)門方法，包括如下步驟：

檢測門體的位置狀態(tài)；

通過控制模塊發(fā)出開/關(guān)門指令；

收到開/關(guān)門指令后，確認(rèn)門體的位置狀態(tài)；

控制模塊根據(jù)指令驅(qū)動雙向電機6正/反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)自動開關(guān)門；

門體打開到位或完全關(guān)閉，雙向電機6停止運轉(zhuǎn)；

在檢測到冰箱處于工作狀態(tài)下，而門體打開或未關(guān)嚴(yán)實超過一定時間時，控制模塊發(fā)出關(guān)門指令并驅(qū)動雙向電機6運轉(zhuǎn)關(guān)閉門體，當(dāng)受到阻擋后，影響開關(guān)門操作，控制模塊控制雙向電機6停止運轉(zhuǎn)，等待一段時間后，再次執(zhí)行開關(guān)門指令，再次遇到阻擋，控制模塊再次控制雙向電機6停止運轉(zhuǎn)，等待一段時間后，再次執(zhí)行開關(guān)門指令，反復(fù)這樣操作多次，當(dāng)達(dá)到我們控制模塊所設(shè)定的重復(fù)次數(shù)，啟動報警裝置，用于提醒使用者冰箱關(guān)門異常。

作為優(yōu)選的，本實用新型中開門信號我們可以選用手動選擇及操作的控制界面，因為開門信號只有開門的時候使用，不可設(shè)置成脈沖信號，我們通過人眼識別系統(tǒng)來控制冰箱門8的開啟或者觸摸式開啟方式，開門信號的設(shè)置可以根據(jù)需要設(shè)置成方便的操作方式，這樣通過開門信號的設(shè)置，可以解放使用者的雙手，即使雙手都有物品，冰箱門8還是能夠自動打開。

作為優(yōu)選的，本實用新型中門托組件包括用于連接冰箱本體7與冰箱門8的門托主體4以及設(shè)置在門托主體4上用于與轉(zhuǎn)動組件上傳動齒輪204相適配的弧形齒條5，通過弧形齒條5的設(shè)計才能達(dá)到開啟冰箱門8的目的，傳動軸上的齒輪與齒條的嚙合是實現(xiàn)冰箱門8轉(zhuǎn)動的必要條件。

作為優(yōu)選的，本實用新型中所述扭矩過載保護(hù)器2還包括設(shè)置在第一傳動軸205 上用于第一傳動軸205與第二傳動軸20101脫離后復(fù)位的復(fù)位彈簧207以及設(shè)置在第一傳動軸205上用于放置復(fù)位彈簧207的彈簧座202，所述彈簧座202包括用于支撐彈簧的支撐臺211以及設(shè)置在支撐臺211上與止推片203相配合使用用于限制第一傳動軸205與第二傳動軸20101分離距離的支撐柱212，第一傳動軸205上套接有與彈簧座202相配合使用用于限制第一傳動軸205與第二傳動軸20101分離距離的止推片203，通過控制彈簧座202上支撐柱212與止推片 203之間的距離，可以控制第一傳動軸205與第二傳動軸20101之間的分離距離，當(dāng)分離距離小于滾珠208的半徑時，當(dāng)過載保護(hù)器完全分離時，鋼球剛好脫離第二傳動軸20101，不會因為第一傳動軸205與第二傳動軸20101脫離過多而造成滾球移動，使得后續(xù)彈簧復(fù)位時，滾珠208位置不對，造成過載保護(hù)裝置不能重復(fù)使用，所以作為更大的優(yōu)化，在保證過載裝置能夠?qū)崿F(xiàn)過載保護(hù)的前提下，止推片203與彈簧座202裝配間隙尺寸不大于滾珠208的半徑尺寸，進(jìn)而保證滾珠208在后續(xù)操作不脫離球窩。

作為優(yōu)選的，本實用新型中在第一傳動軸205與第二傳動軸20101上設(shè)有用于傳動的傳動齒輪204，在兩個傳動軸上都設(shè)有傳動齒輪204，可以方便傳動，同時根據(jù)本實用新型的結(jié)構(gòu)，本裝置對于安裝方向沒有要求，第一傳動軸205與第二傳動軸20101都可以作為主動軸或者從動軸在任何裝置中使用，提高了扭矩過載裝置的使用范圍，也優(yōu)化了裝配工藝，有利于優(yōu)化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率。作為優(yōu)選的，本實用新型中止推片203通過螺栓206連接著殼體3上，止推片 203與殼體3之間設(shè)有用于調(diào)節(jié)的彈簧墊片，止推片203通過螺栓206連接在殼體3上，連接方便，便于安裝，同時具有很好的密封效果，在止推片203與殼體3之間設(shè)有彈簧墊片，彈簧墊片彈性強度選擇較大的，在不影響裝置過載保護(hù)的情況下，可以起到一個減震效果，還能起到一個調(diào)節(jié)止推片203與彈簧座 202之間的距離，當(dāng)需要調(diào)節(jié)時，可以通過螺栓206與止推片203和殼體3之間的預(yù)緊力，來實現(xiàn)彈簧墊片的壓縮量，作為更大的優(yōu)化，我們可以子啊止推片 203下方設(shè)有擋板，擋板通過螺栓206連接在止推片203上，擋板通過螺栓206 的旋轉(zhuǎn)量，來控制處于殼體3內(nèi)部擋板的位置，進(jìn)而實現(xiàn)調(diào)節(jié)擋板與彈簧座202 之間的距離。

以上述依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。