自动制冰机及其冰盘位置控制方法 【发明背景】
本发明涉及自动制冰机及其冰盘位置控制方法，特别是指停电后恢复供电时能自动控制冰盘水平位置的自动制冰机及其冰盘位置控制方法。
安装于冷冻机冷冻室的传统自动制冰机包括：一个盛装制冰用水的冰盘，一个给冰盘供水的供水单元，一个使冰盘翻转和复位的除冰电机，和一个装于冰盘下方用以接收冰块的冰块箱。在这种制冰机中，当冰盘处于水平位置时向冰盘加水，而后完成制冰。如制冰操作完成，则除冰电机使冰盘翻转，让冰块与冰盘分离并落入冰块箱。如冰盘中的冰已倒出，则冰盘复位至水平制冰位置，继续供水和制冰。水平探测开关用于探测冰盘是否处于水平制冰位置。此时如冰块箱中的冰块超过一定量，则冰满探测杠杆启动冰满探测开关，进而确认冰块箱已装满冰块。一旦确定为冰满状态，制冰操作便停止。
对于这种传统的制冰机，当冷冻机初始开机或断电后重新通电时，它不能精确地判定冰盘是否处于水平制冰位置。例如，断电时冰盘可能处于除冰翻转位置，但此时水平探测开关却认为冰盘处于水平制冰位置。如在冰盘翻转状态进行制冰操作，则供给冰盘的水没有进入冰盘而是流入下面的冰块箱，因而破坏已制成的冰块。
恢复供电时，为准确地确定冰盘的位置，日本专利No.Hei 4-124570采用了图7所示机构。该文献中使用第一标记物120探测水平制冰位置，使用第二标记物121探测翻转位置，它们沿冰盘109的旋转轨迹设置并同冰盘109一起旋转。这两个标记物彼此长度不等。另外，还设有发光二极管(LED)123和与之相对的光敏晶体管124，用以探测标记物120和121的位置。根据光敏晶体管124的输出信号，判断出冰盘109的位置，从而控制除冰电机(未示出)将冰盘109复位至水平制冰位置。如断电后恢复通电，则冰盘109按预定方向旋转，比如沿图7中与箭头相反的方向，同时开始计时。根据计时时间，辩别旋转操作中探测到的标记物120和121，进而判定断电时冰盘109相应的位置。根据判定结果，冰盘109复位或翻转，因此控制冰盘109处于水平制冰位置。
但是，在以上早期文献中，断电时冰盘的位置是在冰盘旋转中判定的，根据判定结果再将冰盘转至水平制冰位置，因此需要较复杂的判定过程和较长的时间来判定冰盘的位置并将冰盘定位。另外，还需要像发光二级管(LED)和光敏晶体管这样的附加元件。
【发明内容】
为解决上述问题，基于本发明的自动制冰机及其位置控制方法，使用一个水平探测开关和一个冰满探测开关，无需其它附属机构便可有效地控制冰盘的水平位置。
为达到本发明的以上目标，自动制冰机具有一个冰盘、一个通过齿轮组使冰盘翻转和复位的除冰电机及一个置于冰盘下方的冰块箱，自动制冰机还包括：
a、一个水平位置探测开关，用于探测所述冰盘是否处于水平位置；
b、第一探测凸轮，它随冰盘旋转轴转动，并使水平位置探测开关至少根据水平制冰位置和冰盘翻转位置来工作；
c、冰满探测杠杆，它根据冰块箱中地冰块量上升或下降；
d、第二探测凸轮，它随冰盘旋转轴转动，并使冰满探测开关至少根据冰盘翻转位置来工作；以及
e、控制器，用于控制除冰电机，通电时，如水平位置探测开关和冰满探测开关中至少一个处于启动状态，则控制冰盘复位至水平制冰位置。
这样，自动制冰机首先应具有一个随冰盘旋转轴一起转动的止动凸出物和一个复位旋转止动销，当冰盘复位至水平位置时二者相接触，从而使冰盘停在水平制动位置。另外，基于本发明的自动制冰机还应具有一个复位旋转荷载探测电路，用于冰盘复位时探测复位旋转荷载。当复位旋转荷载超过某一预定止动荷载时，控制器便判定冰盘已至水平制冰位置。
本发明还提出一种自动制冰机冰盘位置控制方法，所述自动制冰机包括一个冰盘，一个通过齿轮组使冰盘翻转和复位的除冰电机，和一个置于冰盘下的冰块箱，自动制冰机冰盘位置控制方法包括以下步骤：
a、水平位置探测开关根据水平制冰位置和冰盘翻转位置而工作；
b、当冰盘处于翻转位置时，冰满探测开关工作，或当冰块箱装满冰时，冰满探测开关通过冰满探测杠杆工作，冰满探测杠杆随冰块箱中冰的多少上升或下降；以及
c、通电时，如水平位置探测开关和冰满探测开关中至少有一个处于启动状态，则除冰机使冰盘复位至水平制冰位置。
重要的是，当冰盘复位操作完成时，如冰满探测开关处于启动状态，则判定冰块箱已装满冰，进而停止制冰操作。
附图概述
图1是本发明实施例前视图，它展示了自动制冰机的基本部件。
图2是本发明实施例中展示自动制冰机的侧视图。
图3和图4是与图2相对应展示自动制冰机操作状态的侧视图。
图5是展示本发明控制操作的简要方块图。
图6是本发明实施例的一个控制流程图，它展示了冰盘水平位置的控制过程。
图7是传统自动制冰机的简要侧视图。
最佳实施例详细描述
以下参照附图详细描述本发明之最佳实施例。
图1展示了基于本发明之自动制冰机的基本部件，盛装制冰用水的冰盘16通过冰盘旋转轴25支撑于壳体8之内，因此冰盘可旋转。除冰温度传感器26置于冰盘16的底部，通过探测冰盘16的温度产生温度信号以判定除冰时间。冰盘下的冰块箱27用于接收来自冰盘16的冰块。冰满探测杠杆21装于壳体8之内，并以杠杆轴22为中心旋转。冰满探测杠杆21依据冰块箱27中冰的多少上升或下降。当冰块箱27处于冰满状态时，冰满探测杠杆21升至图1所示虚线位置，并触动冰满探测开关以告知微处理器(未示出)冰满状态，探测开关见此后描述。
图2是基于本发明之自动制冰机的侧视图。水平位置探测开关1用于探测冰盘16的水平位置，冰满探测开关2用于探测冰块箱27是否满冰，二个探测开关排置于壳体8之中。水平位置探测开关1和冰满探测开关2分别由微开关组成。水平位置探测开关1和冰满探测开关2，包括开关杠杆1a和2a，分别由附图中上方施加的压力来操作。使冰盘来回旋转的除冰电机装于壳体8内一侧。除冰电机4通过含蜗轮装置的减速齿轮组施加旋转力，通过三个齿轮10、11和12传至终端齿轮13。冰盘旋转轴25接于终端齿轮13的中心，以使冰盘16来回旋转。
终端齿轮13的外沿设有一个止动凸出物14，当冰盘16转至水平制冰位置时，该止动凸出物14与一个复位旋转转止动销15接触，以防终端齿轮转过水平制冰位置，另外，该止动凸出物还可与除冰电机4上的翻转止动销18接触以防终端齿轮沿翻转方向旋转。
第一探测凸轮17与终端齿轮13相连，因而可旋转，与水平位置探测开关配合用以探测开关配合用以探测冰盘16的水平位置。第一探测凸轮17有大致圆形的外形，在其外沿有一个制冰位置探测凹槽17a和一个翻转位置探测凹槽17b，它们分别与制冰位置和翻转位置相对应。水平位置探测开关1的开关杠杆1a与第一探测凸轮17的外沿接触。当开关杠杆1a接触第一探测凸轮17的圆周部分时，开关杠杆受压并启动水平位置探测开关1，当开关杠杆1a与制冰位置探测凹槽17a或与翻转位置探测凹槽17b接触时，开关杠杆1a释压并断开水平位置探测开关。
除第一探测凸轮17，还设有第二探测凸轮19，它可随终端齿轮13旋转。第二探测凸轮19，在与制冰位置探测凹槽17a相对的位置曲率半径较小，在与翻转位置探测凹槽17b相对的位置曲率半径较大。作用臂20与第二探测凸轮19的外沿接触。随着第二探测凸轮19的旋转，作用臂上升或下降。作用臂20与冰满探测杠杆21的转轴22成偏心安装。因此，探测杠杆21随作用臂20的升降而升降，反之亦然。如作用臂20下降，则附于作用臂20表面的作用杆23作用于冰满探测开关2的开关杠杆2a以启动冰满探测开关。因此，冰满探测开关2，是通过第二探测凸轮19旋转而带动作用臂20下降来启动，或者通过图1中冰块箱27的冰满探测杠杆21未启动。
图2展示了冰盘16处于水平制冰位置的状态，图3和图4是与图2相对应展示自动制冰机除冰操作状态的侧视图。当终端齿轮13的止动凸出物14与复位旋转止动销15接触，并保持冰盘16处于图2所示水平制动位置时，由于开关杠杆1a位于第一探测凸轮17的制冰位置探测凹槽中，所以水平位置探测开关断开。另外，当作用臂20与第二探测凸轮19的小曲率半径部分接触并且不下降时，冰满探测开关断开。
微处理器(未示出)根据来自除冰温度传感器26的温度信号确定除冰时间。如除冰电机沿翻转方法转动，则冰盘16翻转。从图3可以看出，当开关杠杆1a移出第一探测凸轮17的制冰位置探测凹槽17a时，水平位置探测开关受压启动。同时，作用臂20由于第二探测凸轮19大曲率半径部分的触动而下降。结果，作用臂20的作用杆23压下冰满探测开关2的开关杠杆2a，启动冰满探测开关2。
如除冰电机进一步转动，则终端齿轮13的止动凸出物14与翻转止动销18接触，使终端齿轮13停止转动。这时冰盘16处于翻转位置，并且水平位置探测开关位于第一探测凸轮17之翻转位置探测凹槽17b中，以断开水平位置探测开关1，并保持冰满探测开关2仍处于启动状态。至此，冰盘16翻转将冰块倒出至冰块箱27。然后，除冰电机4将冰盘16复位至初始水平制冰位置。
如上所述，水平位置探测开关1和冰满探测开关2的操作状态均随冰盘16的旋转位置而变化。即当冰盘16处于水平制冰位置时，开关1和开关2均启动。水平位置探测开关在制冰位置和翻转位置之间总是保持启动状态，而冰满探测开关2则从制冰位置时的断开状态转为翻转位置时的开启状态。如冰盘16处于翻转位置探测开关1断开，而冰满探测开关2启动。如冰块箱装满水，则冰满探测开关2总是保持在启动状态。
图5是基于本发明之自动制冰机的控制操作方块草图。微机3用作控制器，它接受来自水平位置探测开关1，冰满探测开关2以及除冰温度传感器26的信号，并且通过除冰电机控制器5控制除冰电机4。微机3通过供水电机控制器7控制供水电机6。另外，微机3还接受来自复位旋转荷载探测电路28和复位旋转荷载探测电路29的信号。
复位旋转荷载探测电路28探测过载负荷，即当终端齿轮13由于止动凸出物14与复位旋转止动销15接触而停止转动时，将产生的止动荷载信号送入微机3。微机3根据探测到的复位旋转止动荷载判定冰盘16是否处于水平制动位置，及是否中断除冰电机的操作。同样，复位旋转探测电路29，在止动凸动物14与翻转止动销18接触并导致终端齿轮停转时，探测过载负荷，并送入微机3。微机3根据探测到的翻转止动荷载，中断除冰电机4的翻转操作。
图6是基于本发明的控制流程图，它展示了通过微机3控制冰盘16水平位置的控制过程。恢复通电时，微机3检查水平位置探测开关1和冰满探测开关2是否均处于断开状态(步骤S1)。如两开关1和2均处于断开位置，则冰盘16位于水平制冰位置，并且冰块箱27未装满冰，从而微机3通过供水电机控制器7，启动供水电机6向冰盘16供水开始制冰。
如水平位置探测开关1和冰满探测开关中至少有一个处于启动状态，则微机3判定冰盘16不在水平位置(步骤S3)并控制除冰电机将冰盘16复位至水平制冰位置(步骤S4)。冰盘16复位过程中，如复位旋转荷载探测电路28产生止动荷载信号送入微机3(步骤S5)，说明终端齿轮13的止动凸出物14已与复位旋转止动销15接触。至此，微机3判定冰盘16已达水平制冰位置(步骤S6)。
如冰盘16处于水平制冰位置，但冰满探测开关2仍在断开状态，则因冰块箱27已装满冰而不会继续制冰操作(步骤S8)。并且微机3位于备用状态，直至将冰块箱27中的冰块取出。冰盘16处于水平制冰位置时，如冰满探测开关2不在启动状态(步骤S7)，那么微机3控制进行制冰操作(步骤S3)。
如上所述，本发明只用一个水平位置探测开关和一个冰满探测开关，无需其它部件，便可在恢复供电时准确、快速地控制冰盘水平位置。