一种低成本且可靠性高的食物料理机的制作方法

1.本实用新型涉及食物料理机技术领域，具体涉及一种低成本且可靠性高的食物料理机。


背景技术：

2.随着大规模集成电路的快速发展，可控型电力电子器件在电子控制领域得到了越来越广泛的应用。而其中对直流电机正反转的控制一直是当前的热点问题，诸如h桥驱动电机正反转，继电器控制电机正反转这些传统方案已经应用到各个领域的产品上。例如，在食物料理机技术领域，为解决用户在使用产品后需要手动清洁的痛点，如图6所示，是将上述h桥驱动电机正反转的方案应用到了料理机的电机控制电路中，正常使用的过程中电机是正转的，并可以调速，在使用后需要清洁时，则需要(周期性)改变电机的转动方向，通过交替地正反转来清洁刀具及搅拌杯内壁上附着的食物残渣。
3.这种通过h桥驱动电机正反转的方案涉及多个可控型器件，一般采用四个mosfet，在该电路中mosfet的成本较高，尤其是大批量生产制造时，无疑会增加不少的生产成本，一方面，在使用mosfet作为可控型器件来使用时还存在可控器件被击穿引起短路，以及上、下桥臂直通的风险。另外一方面，对于电池类产品，因线路短路或负载短路造成的线路板起火后，容易引爆电池，存在安全隐患，其可靠性有待提高。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有料理机使用h桥驱动电机成本较高且可靠性较低的缺陷，提供了一种低成本且可靠性高的食物料理机。
5.为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案得以实现：一种低成本且可靠性高的食物料理机，包括主机、榨汁组件、直流电机，以及用于控制并驱动直流电机的桥式驱动电路；所述桥式驱动电路包括开关切换单元、微控制器，以及两个mos管；
6.所述开关切换单元包括一双掷开关和两个可通过双掷开关来切换导通状态的支路；
7.两个mos管和两个支路处于对角线上并形成电桥，其中位于同一对角线上的mos管和支路构成电机正转驱动电路或电机反转驱动电路；
8.所述双掷开关响应用户操作并向所述微控制器发送所述支路的状态信号，以控制对应mos管导通电机正转驱动电路或电机反转驱动电路。
9.本实用新型进一步优选方案为：所述电桥位于直流电源与接地端之间；所述直流电机位于电桥的中间，所述电桥的第一侧和第二侧均设有一上桥臂和一下桥臂；两个mos管分别设于所述上桥臂与直流电源之间；所述开关切换单元设于所述下桥臂。
10.本实用新型进一步优选方案为：所述双掷开关为单刀双掷开关；所述单刀双掷开关包括一个动端、两个不动端以及设于动端上的导电部；所述两个不动端分别与所述下桥臂耦接，所述动端接地。
11.本实用新型进一步优选方案为：所述切换电路包括两个三极管，两三极管的输入端分别耦接于所述不动端，两三极管的输出端分别耦接于所述微控制器；所述动端上的导电部与其中一不动端相连时，与之相连的三极管在其输出端产生对应的状态信号。
12.本实用新型进一步优选方案为：还包括过流保护电路；所过流保护电路包括用于在电机短路时断开回路的热敏电阻。
13.本实用新型进一步优选方案为：还包括用于在电机短路时向所述微控制器反馈故障信号的监测反馈电路。
14.本实用新型进一步优选方案为：所述热敏电阻经一电阻r9接地；所述监测反馈电路包括三极管q5和稳压管d1；三极管q5的发射极耦接于所述动端，其基极经一电阻r7耦接于热敏电阻与电阻r9的连接点，其集电极耦接于所述稳压管d1的负极，所述稳压管d1的正极经电阻r8耦接于热敏电阻与电阻r9的连接点；
15.当电机短路时，在所述热敏电阻与电阻r9的连接点处生成所述故障信号。
16.本实用新型进一步优选方案为：还包括声/光报警电路，所述报警电路耦接于所述微控制器，所述微控制器接受并响应于所述故障信号，控制所述声/光报警电路通路。
17.本实用新型进一步优选方案为：所述单刀双掷开关采用船型开关。
18.本实用新型进一步优选方案为：所述双掷开关为双刀双掷开关；所述双刀双掷开关包括第一动端、第二动端、两个第一不动端、两个第二不动端，以及分别设于两动端上的导电部；所述两个第一不动端分别与所述下桥臂耦接，所述第一动端接地；所述第二动端耦接于高电平，所述两个第二不动端分别耦接于所述微控制器的信号输入端，所述第二动端上的导电部与其中一第二不动端相连时该第二不动端产生对应的状态信号。
19.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：一、本方案通过将船形开关与桥式驱动电路结合在一起，仅使用了2个mos管，减少了生产成本；二、由于仅采用2个mos管，无需考虑(4个)mos管工作时的死区时间问题，无桥臂直通风险，同时ptc电路还可实现负载短路断开的功能，避免了线路板起火的发生，提高了线路板的安全可靠性；三、有过流报警反馈，正转指示与反转指示，实现了人机交互。
附图说明
20.图1和图2是实施例1中所述料理机的结构示意图。
21.图3是实施例1中所述述料理机的桥式驱动电路结构简图。
22.图4是实施例1中所述桥式驱动电路的电路原理图。
23.图5是实施例2中所述桥式驱动电路的电路原理图。
24.图6是现有料理机的直流电机控制电路的电路原理图。
25.其中：
26.①
、榨汁组件；
②
、主机；
③
、接渣杯；
④
、接汁杯；
⑤
、直流电机；
⑥
、电机的输出轴；
⑦
、电路板；
⑧
、进料通道；300、桥式驱动电路；310、开关切换单元；320、热敏电阻；330、监测反馈电路。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
31.实施例1：
32.如图1和2所示，示出了一种食物料理机，本实施例中食物料理机以原汁机为例说明，原汁机包括榨汁组件
①
、主机
②
、接渣杯
③
、接汁杯
④
、直流电机
⑤
、电路板
⑦
、进料通道
⑧
，以及用于控制并驱动直流电机
⑤
的桥式驱动电路300(见图3)。其中，榨汁组件
①
可以包括挤压筒和螺杆，电机的输出轴
⑥
伸入挤压筒，螺杆位于挤压筒内并连接在电机的输出轴上，电机启动后会带动螺杆转动。用于控制并驱动直流电机
⑤
的桥式驱动电路300设置于电路板
⑦
上。
33.本实施例的桥式驱动电路除了可以应用到原汁机上外，还可以应用于果汁机、绞肉机、面条机、打蛋器、料理棒、酸奶机、煮蛋器和磨粉机等食物料理机上，此处不再一一详述说明。
34.如图3所示，示出了该桥式驱动电路300的结构简图，其桥式驱动电路300包括开关切换单元310、微控制器，以及两个mos管。开关切换单元310包括一双掷开关和两个可通过双掷开关来切换导通状态的支路。两个mos管和两个支路处于对角线上并形成电桥，直流电机
⑤
位于电桥的中间，其中位于同一对角线上的mos管和支路构成电机正转驱动电路或电机反转驱动电路。
35.双掷开关响应用户操作并向微控制器发送支路的状态信号，以控制对应mos管导通电机正转驱动电路或电机反转驱动电路。
36.如图4所示，本实施例中，微控制器作为桥式驱动电路300的控制单元，采用单片机；mos管作为桥式驱动电路300的驱动单元，具体地采用n沟道mos管，两mos管分别q1和q2。双掷开关为单刀双掷开关，本实施例中采用船形开关。单刀双掷开关包括一个动端、两个不动端以及设于动端上的导电部，两不动端分别记为1和2。q1、q2和两个不动端在形成电桥时，也在电桥上形成两对角线。
37.如图4所示，电桥横置，电机在电桥的中间，则电机的两端(连接电源的正负极)分别为电桥的第一侧和第二侧，也即电桥的左侧和右侧。在左侧和右侧均有一上桥臂和一下桥臂，上、下桥臂分别连接驱动电源，由于所用的是直流电机
⑤
，则上桥臂连接直流电压(为正电压)，下桥臂耦接于接地端。更具体地，左上桥臂和右下桥臂位于一对角线上，左下桥臂和右上桥臂位于另一对角线上。左上桥臂经q1耦接于直流电，右上桥臂经q2耦接于直流电，左下桥臂与不动端1连接，右下桥臂与不动端2连接，单刀双掷开关的动端接地。
38.因此，q1和不动端2位于一对角线上，q2和不动端1则位于另一对角线上。这里规定，q1和不动端2构成电机正转驱动电路，q2和不动端1构成电机反转驱动电路。
39.在使用时，用户根据实际使用需求，选择搅拌或自清洗。在将船形开关拨向操控面板上指示搅拌工作的一端时，使动端上的导电部与不动端1连通，同时通过单片机控制q1导通(q2断开)，从而使电机正转驱动电路导通，此时由于导电部与不动端2之间断开，则电机反转驱动电路也随之断开。在将船形开关拨向操控面板上指示自清洗工作的一端时，使动端上的导电部与不动端2连通，同时通过单片机控制q2导通(q1断开)，从而使电机反转驱动电路导通，此时由于导电部与不动端1之间断开，则电机正转驱动电路也随之断开。
40.通过船型开关使电机正转驱动电路和电机反转驱动电路导通择一工作，为该食物料理机的桥式驱动电路300节省了2个mos管，在大规模生产时就能够降低生产成本。同时，由于在同一桥式驱动电路300中，减少了mos管的数量，在单个mos管被击穿的概率不变的情况下，也相应的降低了桥式驱动电路300因可控器件被击穿引起短路的风险，从而提高了可靠性。
41.为了在切换船形开关时能够让单片机同步向对应的mos管发出导通信号，在本实施例中，开关切换单元310还包括两个三极管，分别为q3和q4。两三极管的输入端分别耦接于不动端，两三极管的输出端分别耦接于单片机的信号输入端。在更具体的设置中，三极管q3的b极耦接于不动端1，其e极耦接于高电平，其c极经一电阻接地；三极管q4的b极耦接于不动端2，其e极耦接于高电平，其c极经一电阻接地。动端上的导电部与其中一不动端相连时，与之相连的三极管在其输出端(c极与电阻之间的连接点)产生对应的状态信号(高电平)且能够被单片机接受，单片机接受该信号后再控制对应的mos管导通。
42.现有的直流电机
⑤
驱动电路在切换正反转的时候，参与的按键电路(开关)是独立设置的，并没有设置到桥式驱动电路300中。而本方案中的开关切换单元310，通过双掷开关和两个三极管能同时实现切换支路和向单片机发送支路的状态信号的功能，船形开关与桥式驱动电路300结合在一起，减少了元器件(mos管)的使用，从而降低了生产的成本。
43.此外，该食物料理机还包括过流保护电路，以及用于在电机短路时向微控制器反馈故障信号的监测反馈电路330。流保护电路包括用于在电机短路时断开回路的热敏电阻320。
44.在更具体的实施方式中，热敏电阻320采用pct热敏电阻320，pct热敏电阻320串接与动端与接地端之间且热敏电阻320经一电阻r9接地。
45.监测反馈电路330包括三极管q5和稳压管d1。三极管q5的发射极耦接于动端，其基极经一电阻r7耦接于pct热敏电阻320与电阻r9的连接点，其集电极耦接于稳压管d1的负极，稳压管d1的正极经电阻r8耦接于pct热敏电阻320与电阻r9的连接点。
46.当电机短路时，在pct热敏电阻320与电阻r9的连接点处生成故障信号。为了能够
及时提醒用户，该食物料理机还包括声光报警电路，声光报警电路采用蜂鸣器和led指示灯，为现有技术，此处不造详述。报警电路耦接于微控制器，微控制器接受并响应于故障信号，控制声光报警电路通路，使蜂鸣器和led工作发出声音和灯光警示用户。
47.本实施例的食物料理机具体工作原理如下：当船型开关s2拨到左边不动端1的时候，q3低导通，signal3由低电平变为高电平输入单片机，单片机输出signal2(高电平)，驱动q2导通，电流经过b 、q2、m 、m-、s2、ptc，电机正转；当船型开关s2拨到右边的时候，q4低导通，signal4由低电平变为高电平输入单片机，单片机输出signal1(高电平)，驱动q1导通，电流经过b 、q1、m-、m 、s2、ptc，电机反转。在工作过程中，若电机短路，ptc将随着温度的上升电阻增大而断开回路，当回路断开时，q5低导通，稳压管并在ptc两端，将ptc两端电压钳位，避免ptc自恢复，同时，signal5由高电平变为低电平输入至单片机，单片机执行过流报警指令，通过指示灯闪烁反馈给用户。
48.实施例2：
49.如图5所示，示出了食物料理机桥式驱动电路的另一实施方式，本实施例与实施例1的主要区别在于：本实施例中的开关切换单元310采用了双刀双掷开关，替代了实施例1中的单刀双掷开关和三极管的方案。
50.在更具体的实施方式中，双刀双掷开关包括第一动端、第二动端、两个第一不动端、两个第二不动端，以及分别设于两动端上的导电部。两个第一不动端分别与下桥臂耦接，第一动端接地；第二动端耦接于高电平，两个第二不动端分别耦接于微控制器的信号输入端，第二动端上的导电部与其中一第二不动端相连时该第二不动端产生对应的状态信号。在双刀双掷开关中，一个动端通过导电部在切换电机正、反转驱动电路的同时，通过与另一个动端上的导电部联动，向微控制器发送支路的状态信号，通过联动也实现了实施例1中两个三极管的效果。
51.其余结构与特征均与实施例1相同，此处不再详述。