一种智能燃气灶的自动化控制系统
阅读说明：本技术 一种智能燃气灶的自动化控制系统 (Automatic control system of intelligent gas stove ) 是由 潘武华 丁江 于 2021-06-24 设计创作，主要内容包括：本发明涉及厨房用具技术领域,具体涉及一种智能燃气灶的自动化控制系统,包括：基座,所述基座固定在所述燃气灶上；转动件,所述转动件转动连接在所述基座上,并与燃气灶的阀杆传动连接；驱动件,所述驱动件设置在所述转动件上,并驱动所述基座和转动件相对转动；控制件,所述控制件连接驱动件并控制其工作。本发明的自动化控制系统以解决现有阀杆上旋钮开关功能单一带来的问题为出发点,设计基座、转动件和驱动件等多个部件,可以实现烹饪的定时,实现调节火力大小和关闭动作,同时搭配监测件可以对烹饪情况进行监测,避免出现危险情况,提高烹饪的安全性。整体上智能化和自动化程度高,功能丰富,具有应用前景。(The invention relates to the technical field of kitchen utensils, in particular to an automatic control system of an intelligent gas stove, which comprises: the base is fixed on the gas stove; the rotating piece is rotatably connected to the base and is in transmission connection with a valve rod of the gas stove; the driving piece is arranged on the rotating piece and drives the base and the rotating piece to rotate relatively; and the control piece is connected with the driving piece and controls the driving piece to work. The automatic control system takes the problem caused by single function of the knob switch on the existing valve rod as a starting point, and a plurality of components such as the base, the rotating piece, the driving piece and the like are designed, so that the timing of cooking can be realized, the adjustment of firepower and the closing action can be realized, meanwhile, the cooking condition can be monitored by matching with the monitoring piece, the dangerous condition is avoided, and the cooking safety is improved. The intelligent degree and the automation degree are high on the whole, the functions are rich, and the application prospect is achieved.)
技术领域
本发明涉及厨房用具
技术领域
，具体涉及一种智能燃气灶的自动化控制系统。背景技术
由于现有的能源结构加上使用习惯等特点，使用液化液化石油气和天然气是大部分家庭的首要选择，所以燃气灶几乎是每个家庭必备的厨房用具，其具有火力大，高效节能和低辐射等诸多优点。市面上大部分燃气灶是通过机械式旋塞阀进行调节，旋塞阀包括阀体以及与阀体转动连接且上半部分横截面呈D型的阀杆，阀杆上部连接有一旋钮开关，使用时借助转动旋钮开关带动阀杆转动进而调整旋塞阀的开启程度进而方便根据烹饪的需要调节火力大小。但现有旋钮开关结构简单，仅具有调节燃气灶火力大小，功能单一。
公开于该
背景技术
部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能燃气灶的控制机构，以解决现有旋钮开关结构简单，功能单一的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种智能燃气灶的自动化控制系统，包括：
基座，所述基座固定在所述燃气灶上；
转动件，所述转动件转动连接在所述基座上，并与燃气灶的阀杆传动连接；
驱动件，所述驱动件设置在所述转动件上，并驱动所述基座和转动件相对转动；
控制件，所述控制件连接驱动件并控制其工作。
作为优选，所述驱动件为减速电机，所述减速电机固定在所述转动件上，其输出轴竖直向下，且其输出轴上固定有一驱动齿轮；所述基座上开设有一段与所述驱动齿轮运动轨迹对应的齿槽，所述齿槽的内壁上设有与所述驱动齿轮啮合齿面；所述转动件的下端套设在所述基座的上端并与其滑动接触。
作为优选，所述转动件包括传动杆和转动件件本体，所述传动杆呈8棱柱型，其下端竖直向下贯穿所述基座后传动连接所述所述燃气灶的阀杆；所述转动件本体中心位置一体成型有一竖直向下的且与所述传动杆位置和形状对应的安装槽以供所述传动杆插接其中；所述基座中心位置一体成型有一竖直向上的限位筒以供所述安装槽插接其中。
作为优选，所述基座偏心位置一体成型有竖直向上的支撑柱，所述支撑柱向上贯穿所述传动件；所述传动件上开设有与所述所述支撑柱对应的避让槽。
作为优选，所述支撑柱顶部利用螺栓固定有一支撑板；所述控制件包括控制主板和手动定时件，所述控制主板固定在所述支撑板上，所述控制主板上设有嵌入式单片机以及与所述嵌入式单片机连接的定时计时模块和液晶显示屏；所述手动定时件包括定时盘和旋转编码开关，所述定时盘为下端开口的中空结构，其下端套设在所述转动件的上端并与其滑动接触、其内壁上设有与啮合齿；所述旋转编码开关固定在所述控制主板或支撑板上并连接所述嵌入式单片机，且所述旋转编码开关的齿牙与所述啮合齿啮合。
作为优选，所述基座上底部固定有一与所述嵌入式单片机连接的角度传感器，所述角度传感器用于监测所述传动杆转动的角度。
作为优选，所述自动化控制系统还包括监测件，所述监测件包括与所述嵌入式单片机连接的温度传感器、湿度传感器、燃气气体传感器、人体热释传感器和/或微波传感器，其中所述温度传感器用于监测位于燃气灶上锅具的温度；所述湿度传感器用于监测所述燃气灶处的湿度；所述燃气气体传感器用于监测空气中燃气浓度；所述人体热释传感器或微波传感器用于监测燃气灶附近有无操作者。
作为优选，所述嵌入式单片机通讯连接外部客户端和/或外部智能音箱。
作为优选，所述嵌入式单片机连接有报警器。
作为优选，所述自动化控制系统还包括聚合物电池、与所述聚合物电池连接的充电控制板以及设置在所述基座上并与所述充电控制板连接的充电口和指示灯。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的自动化控制系统安装方便快捷，只需将基座粘结固定在现有燃气灶的灶壳上即可替换掉现有阀杆上的旋钮开关。且为了能更好的适用在现有阀杆上半部分的朝向，还对传动杆的形状进行优化--设计成8棱柱型，适配性强。
(2)本发明的转动件和基座发生相对转动时可实现火力的调节以及关闭动作，实现转动件和基座相对转动的方式可以为手动，也可以通过驱动件和控制件的配合使用实现自动。且本发明的角度传感器可以用于监测传动杆转动的角度，控制件可以根据角度传感器反馈的角度实现火力的调节以及关闭动作，准确度高，智能化程度高。
(3)本发明搭配设置有监测件，借助监测件可以及时发现烹饪时出现干烧、液体沸腾溢出、燃气泄漏和无人看管等情况，并将检测到情况及时反馈给嵌入式单片机以进行相关动作，避免出现危险情况，可以提高燃气灶使用时的安全性。
(4)本发明的嵌入式单片机还连接有物联网通讯模块，使得客户端和智能音箱，手机或平板ipad等，通过客户端上的应用程序进行远程交互，便于及时接收到燃气灶工作时的相关信息，了解燃气灶的工作情况，并根据相关信息进行远程操控。比如外出忘记关闭燃气灶时，可以通过手机客户端自动提醒，并可进行远程操控关闭，较为便捷和实用；同时还可以及时处理紧急状况。另外，在烹饪时，操作者手上会粘有油物，不方便操作，而借助智能音箱可以语音控制，操作便捷。
(5)本发明还设有手动定时件，操作者通过转动定时盘可以带动旋转编码开关进行转动实现定时，便于操作者精准控制烹饪时间，避免出现忘记关闭火力带来的问题。
(6)在实际应用中，燃气灶本身具有一个电池，其用于点火和参与熄火保护。为了提高本发明自动化控制系统在使用过程中整体的安全性能，本发明设计有一用于替换掉燃气灶原有电池的外置电池，该外置电池包括聚合物电池以及与聚合物电池连接的电池控制板，该电池控制板无线通讯连接嵌入式单片机。使用过程中，嵌入式单片机每隔一段时间自检一次，若发现驱动件无法正常工作或线路出现故障时，嵌入式单片机将该信号传输给电池控制板，电池控制板控制外置电池的聚合物电池电压输出，使得燃气灶缺电，从而触发燃气灶自身的送气电磁阀断电，断气无法进行点火，提高了使用过程中的安全性能。
(7)本发明的自动化控制系统以解决现有阀杆上旋钮开关功能单一带来的问题为出发点，设计基座、转动件和驱动件等多个部件，可以实现烹饪的定时，实现调节火力大小和关闭动作，同时搭配监测件可以对烹饪情况进行监测，避免出现危险情况，提高烹饪的安全性。整体上智能化和自动化程度高，安全性能高，功能丰富，具有应用前景。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1的爆炸图；
图3为本发明基座的结构示意图；
图4为图3的仰视图；
图5为本发明转动件和驱动件的连接结构示意图；
图6为图5的侧方仰视图；
图7为本发明定时盘的结构示意图；
图8为本发明嵌入式单片机的连接结构示意图；
100、基座；101、齿槽；102、齿面；103、限位筒；104、支撑柱；105、支撑板；106、角度传感器；
200、转动件；201、传动杆；202、转动件本体；2021、安装槽；2022、避让槽；203、球头柱塞；
300、驱动件；301、驱动齿轮；
400、控制件；401、控制主板；4011、嵌入式单片机；4012、定时计时模块；4013、液晶显示屏；402、手动定时件；4021、定时盘；4022、旋转编码开关；4023、凹槽；4024、啮合齿；
500、监测件；501、温度传感器；502、湿度传感器；503、燃气气体传感器；504、人体热释传感器；505、微波传感器；
600、客户端；700、智能音箱；800、报警器；900、充电口。
具体实施方式
下面结合对本发明专利的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域所属的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参阅附图1-8，一种智能燃气灶的自动化控制系统，包括：
基座100，基座100固定在燃气灶上；从图2可以看出基座100呈圆筒型，且内部中空结构一体成型有分隔板；
转动件200，转动件200下端套设在基座100的上端并与其滑动接触；且所述传动件与燃气灶的阀杆传动连接；从图2可以看出转动件200的结构和形状和基座100类似；
驱动件300，驱动件300设置在转动件200上，并驱动基座100和转动件200相对转动；
控制件400，控制件400连接驱动件300并控制其工作。
在本实施例中，驱动件300为减速电机，减速电机固定在转动件200上，其输出轴竖直向下，且其输出轴上固定有一驱动齿轮301；基座100上开设有一段与驱动齿轮301运动轨迹对应的齿槽101，齿槽101的一侧内壁上设有与驱动齿轮301啮合齿面102；这样驱动件300工作时带动驱动齿轮301转动，由于基座100是固定的，这时通过驱动齿轮301和齿面102的啮合传动，驱动件300会驱动转动件200发生转动，进而实现基座100和转动件200的相对转动。
在本实施例中，也给出了转动件200的具体结构为：转动件200包括传动杆201和转动件本体202，传动杆201呈8棱柱型，其下端竖直向下贯穿基座100后传动连接燃气灶的阀杆，此处不难获知的是，传动杆201下端中部凹设有横截面为D型的槽，这样燃气灶的阀杆插进传动杆201下端的槽内；转动件本体202中心位置一体成型有一竖直向下的且与传动杆201位置和形状对应的安装槽2021以供传动杆201插接其中，此处不难获知的是，安装槽2021为下端开口且中部呈8棱柱型中空的结构，这样传动杆201可以插接其中以实现安装槽2021转动时带动传动杆201同步转动；基座100中心位置一体成型有一竖直向上的限位筒103以供安装槽2021插接其中，限位筒103的内壁与安装槽2021的外部接触并滑动接触，对安装槽2021的位置进行限位，防止其发生偏斜，提高整体的稳定性。
在本实施例中，控制件400的具体设置方式以及结构为：基座100偏心位置一体成型有竖直向上的支撑柱104，支撑柱104向上贯穿传动件200，从图2可看出支撑柱104设置为2个；传动件200上开设有与支撑柱104对应的避让槽2022，避让槽2022的设置可以在基座100和转动件200相对转动时，防止支撑柱104产生阻碍；支撑柱104顶部利用螺栓固定有一支撑板105，此处需要说明的是支撑板105仅与支撑柱104固定连接，与其他部件要么不接触，要么滑动接触；控制件400包括控制主板401和手动定时件402，控制主板401固定在支撑板105上，控制主板401上设有嵌入式单片机4011以及与嵌入式单片机4011连接的定时计时模块4012和液晶显示屏4013；手动定时件402包括定时盘4021和旋转编码开关4022，定时盘4021为下端开口的中空结构，其下端套设在转动件200的上端并与其滑动接触、其内壁上设有与啮合齿4024，更为具体的：转动件200的上端间隔设置多个球头柱塞203，定时盘4021内壁上凹设有与球头柱塞203对应的凹槽4023，这样可以方便将定时盘4021连接到转动件200上；旋转编码开关4022可以固定在控制主板401或支撑板105上，但必须连接嵌入式单片机4011，且旋转编码开关4022的齿牙与啮合齿4024啮合，此处需要补充说明的是，在现有技术中旋转编码开关4022的种类有很多，在本实施例中使用的是带有齿牙的旋转编码开关4022，以便借助定时盘4021的转动调整旋转编码开关4022实现定时的效果。
在本实施例中，为了方便调节火力大小，基座100上底部固定有一与嵌入式单片机4011连接的角度传感器106，角度传感器106用于监测传动杆201转动的角度，此处需要补充说明的是，本实施例中采用的角度传感器106中部留设有与传动杆201位置对应的孔，传动杆201转动时，角度传感器106实时监测其转动的角度并反馈给嵌入式单片机4011。
在本实施例中，为拓展自动化控制系统的功能，自动化控制系统还包括监测件500，监测件500包括与嵌入式单片机4011连接的温度传感器501、湿度传感器502、燃气气体传感器503、人体热释传感器504和/或微波传感器505，其中温度传感器501用于监测位于燃气灶上锅具的温度；湿度传感器502用于监测燃气灶处的湿度；燃气气体传感器503用于监测空气中燃气浓度；人体热释传感器504或微波传感器505用于监测燃气灶附近有无操作者，在你实施例中监测件500的各传感器可以嵌在基座100的外壁上。
在本实施例中，嵌入式单片机4011通讯连接外部客户端600和/或外部智能音箱700，客户端600为手机、或ipd、或智能手表以及智能手环等；嵌入式单片机4011连接有报警器800，报警器800可以安装到基座100内。
在本实施例中，为了其内部电器元件供电，自动化控制系统还包括聚合物电池(附图未示出)、与聚合物电池连接的充电控制板(附图未示出)以及设置在基座上100并与充电控制板连接的充电口900和指示灯(附图未示出)，该部分的设置方式比较简单，在本实施例中，聚合物电池固定在支撑板105上，且聚合物电池连接到控制主板401上；充电控制板固定在基座100的底部；充电口900和指示灯嵌在基座100的外壁上，这样借助充电口900可以为聚合物电池进行充电，而指示灯可以用于指示聚合物电池的电量。
另外，在实际情况下，燃气灶本身具有一个电池，其主要作用是用于点火和参与熄火保护。在本实施例中，为提高使用过程中整体的安全性能，本实施例还设计有一用于替换掉燃气灶原有电池的外置电池，该外置电池包括聚合物电池以及与聚合物电池连接的电池控制板，该电池控制板无线通讯连接嵌入式单片机4011。在使用过程中，嵌入式单片机4011每隔一段时间自检一次，若发现驱动件300无法正常工作或线路出现故障时，嵌入式单片机4011将该信号传输给电池控制板，电池控制板控制外置电池的聚合物电池无法进行点火。
使用时，去掉现有阀杆上的旋钮开关，将基座100固定在燃气灶的灶壳上，并使阀杆的上端插接进传动杆201内。
1、下面对实现手动定时和手动调节火力大小的原理作简单阐述：
操作者旋转转动件200，转动件200带动安装槽2021转动，安装槽2021带动插接在其中的传动杆201转动，传动杆201带动燃气灶上的阀杆同步转动，进而可以调节火力大小。
需要手动定时，操作者转动定时盘4021，从图1可以明显看出，定时盘4021上设有防滑纹，方便操作者转动定时盘4021；定时盘4021转动时，通过啮合齿4024带动旋转编码开关4022转动，通过旋转编码开关4022转动的角度和圈数，嵌入式单片机4011获知定时的时长，然后定时计时模块4012开始计时。当定时计时模块4012达到操作者所设定的时长时，嵌入式单片机4011控制驱动件300转动，驱动件300转动时通过驱动齿轮301和齿面102实现转动件200转动，同理的，转动件200转动时会带动燃气灶的阀杆转动进而实现关火。
2、下面对实现远程调节火力大小的原理作简单阐述：
操作者通过客户端600上应用程序或通过智能音箱700与控制主板401进行交互，此处需要说明的是智能音箱700可以是现有技术中的小米小爱音箱或其他智能音箱。
操作者通过客户端600或智能音箱700定时时，嵌入式单片机4011获知定时的时长，同理的，定时计时模块4012开始计时。当定时计时模块4012达到操作者所设定的时长时，嵌入式单片机4011控制驱动件300转动，驱动件300转动时通过驱动齿轮301和齿面102实现转动件200转动，同理的，转动件200转动时会带动燃气灶的阀杆转动进而实现关火。
操作者通过客户端600或智能音箱700调节火力大小时，嵌入式单片机4011获知调节火力指令，控制驱动件300转动，同理的驱动件300带动转动件200和燃气灶上的阀杆转动，在传动杆201转动的过程中，角度传感器106实时获取传动杆201转动的角度，通过传动杆201转动的角度可以获知火力是变小还是变大，进而实现火力调节，当然也可以实现关火。
3、下面对本实施例中监测件500和其他部件的工作原理做简单阐述：
温度传感器501用于实时监测锅具的温度，当烹饪出现干烧时，锅具温度急剧升高，温度传感器501将监测的温度值实时反馈给嵌入式单片机4011，嵌入式单片机4011将该温度值与设定的阈值进行比较，当达到阈值时，嵌入式单片机4011控制驱动件300工作，实现关火；同时控制报警器800发出声音。
湿度传感器502用于实时监测燃气灶附处的湿度，当烹饪的液体溢出锅具时，燃气灶附近的湿度会增大，同理的，当湿度达到阈值时，嵌入式单片机4011控制驱动件300工作，实现关火；同时控制报警器800发出声音。
燃气气体传感器503用于实时监测空气中的燃气浓度，同理的，当湿度达到阈值时，嵌入式单片机4011控制驱动件300工作，实现关火；同时控制报警器800发出声音。
人体热释传感器504和微波传感器505用于监测燃气灶附近有无操作者，当人体热释传感器504和微波传感器505监测到燃气灶附近没有操作者时，定时计时模块4012开始计时，当达到一定时长时，嵌入式单片机4011控制驱动件300工作，实现关火；此处需要补充说明的是，具体的时长可以通过嵌入式单片机4011进行编程设定，当然也可以通过现有的其他手段实现。
液晶显示屏4013，用于显示时间、火力大小(比如：文火、中火和猛火)、湿度和燃气气体浓度等信息。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
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