一种锅具开合盖用弹簧的设计方法及锅具技术

本发明专利技术提供一种锅具开合盖用弹簧的设计方法及锅具。锅具包括锅体和与锅体铰接的锅盖，弹簧包括第一弹簧和第二弹簧，在锅盖进行开盖动作时，第一弹簧向锅盖提供使得锅盖向开盖方向运动的偏置力，第二弹簧向锅盖提供使得锅盖向合盖方向运动的偏置力，设计方法包括：将锅盖在开盖状态下的最大打开角度定义为θ，第一弹簧产生的扭矩为T1，第二弹簧产生的扭矩为T2，锅盖的自身重力产生的力矩为TG，在锅盖的打开角度β在(0°，θ)的整个范围内，第一弹簧和第二弹簧始终满足第一条件：T1+T2‑TG>0，使得锅具在开盖过程中的任意位置均能够保证受到的动力大于阻尼力，通过这种设计方法保证锅盖能够顺利开启到位。

A design method for a pan with a spring for a closing cover and a pot

The invention provides a design method for a pan with a spring for a closing cover and a pot. The pot comprises a pot body and a pot cover is hinged with the cooker body, comprising a first spring and second spring, open cover action on the cover, the first spring provides cover to cover the biasing force to the direction of movement of the lid, the lid to provide the second spring biasing force direction of movement to cover the lid, design method including: the pot lid is open in the maximum opening angle is defined as the first spring theta, the torque generated by the T1, the second spring torque generated by the T2, the lid of the gravity torque generated by the TG, on the cover open angle (0 degrees, theta) in the whole range, and the first spring second spring always satisfy the first condition: T1+T2 TG> 0, the pot lid at any position in the process to ensure that the force is greater than the damping force, by this design method can ensure smooth open the lid In place.

【技术实现步骤摘要】
一种锅具开合盖用弹簧的设计方法及锅具
本专利技术涉及烹饪设备领域，具体涉及一种锅具开合盖用弹簧的设计方法及锅具。
技术介绍
为保证电饭煲、电压力锅等锅具开合盖的顺畅性和平缓性，一般需要在锅具的锅体与锅盖之间设置正向弹簧和橡胶阻尼块，在开盖时，锅盖在正向弹簧的弹力以及橡胶阻尼块的阻尼力的综合作用下缓缓打开。由于橡胶阻尼块受热容易产生热胀冷缩且表面易发生损坏，会对开关盖过程造成影响，进而导致用户体验差，针对这一问题，现有技术中提出采用反向扭簧来替代橡胶阻尼块的方案，但是正向弹簧和反向扭簧的力度控制不好容易出现弹力过剩或者弹力不足的问题，导致开盖时锅盖后仰、锅具跳动或者锅盖无法完全开启。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一在于提供一种能够保证锅具能够顺利实现开盖动作的锅具开合盖用弹簧的设计方法及锅具。为达到上述目的，一方面，本专利技术采用以下技术方案：一种锅具开合盖用弹簧的设计方法，所述锅具还包括锅体和与所述锅体铰接的锅盖，所述弹簧包括第一弹簧和第二弹簧，在所述锅盖进行开盖动作时，所述第一弹簧向所述锅盖提供使得锅盖向开盖方向运动的偏置力，所述第二弹簧向所述锅盖提供使得锅盖向合盖方向运动的偏置力，其特征在于，所述设计方法包括：将锅盖在开盖状态下的最大打开角度定义为θ，所述第一弹簧产生的扭矩为T1，所述第二弹簧产生的扭矩为T2，所述锅盖的自身重力产生的力矩为TG，在锅盖的打开角度β在(0°，θ)的整个范围内，所述第一弹簧和所述第二弹簧始终满足第一条件：T1+T2-TG>0。优选地，所述第一弹簧为扭簧，所述第一弹簧产生的扭矩T1由如下公式获得：T1＝T1’(α-α’-β)，其中，T1’为第一弹簧的刚度；α为锅盖处于锁合状态时第一弹簧的臂角；α’为第一弹簧在不受力状态下的臂角；和/或，所述第二弹簧为扭簧，所述第二弹簧产生的扭矩T2由如下公式获得：T2＝T2’(γ-β)，其中，T2’为第二弹簧的刚度；γ为锅盖处于锁合状态时第二弹簧的臂角；和/或，所述锅盖的自身重力所产生的力矩TG由如下公式获得：TG＝m’glcosβ，其中，m’为锅盖的质量；g为重力加速度；l为锅盖的重心到锅盖的转轴之间的距离。优选地，根据第一弹簧、第二弹簧产生的扭矩的求解公式、锅盖的自身重力产生的扭矩的求解公式以及条件T1+T2-TG>0得到第一弹簧的刚度T1’和第二弹簧的刚度T2’的最优值。优选地，将所述第一弹簧、第二弹簧产生的扭矩的求解公式以及所述锅盖的自身重力产生的扭矩的求解公式代入公式T1+T2-TG>0中，得到另函数函数y2＝cosβ根据如下方程得到第一弹簧的刚度T1’和第二弹簧的刚度T2’的最优值：其中，Sy1为β在[0，θ]范围内y1函数曲线与x轴和y轴围成的图形的面积，Sy2为β在[0，θ]范围内y2函数曲线与x轴和y轴围成的图形的面积。优选地，在锅盖的打开角度为θ时，将所述锅盖、所述第一弹簧和所述第二弹簧等效为杠杆结构，所述第一弹簧和所述第二弹簧还满足第二条件：所述第一弹簧与所述第二弹簧对所述锅盖的施力力矩小于或等于锅盖的自身重力所产生的力矩。优选地，所述第一弹簧与所述第二弹簧对所述锅盖的施力力矩由公式F×X1获得，其中，F为第一弹簧与第二弹簧的合力，X1为合力F的施力力臂；和/或，所述锅盖的自身重力所产生的力矩由公式G'×X2获得，其中，G’为锅盖的重力，X2为重力G’在锅盖重心处的施力力臂。优选地，合力F由如下公式获得：其中，l’为合力F在所述锅盖上的施力点到锅盖的转轴之间的距离。优选地，合力F在所述锅盖上的施力点等效为所述锅盖的重心点。优选地，将所述杠杆结构的支点等效为所述锅盖的转轴。优选地，根据第二条件获得所述第一弹簧的刚度T1’和所述第二弹簧的刚度T2’的范围，并根据所述范围以及所述第一弹簧的刚度T1’和第二弹簧的刚度T2’的最优值确定所述第一弹簧的刚度T1’和所述第二弹簧的刚度T2’的最终值。优选地，根据确定的第一弹簧的刚度T1’和第二弹簧的刚度T2’以及扭簧刚度的计算公式设计第一弹簧和第二弹簧的弹性模量、弹簧线径、有效圈数和中径，扭簧刚度的计算公式为：其中，E为弹性模量；d为弹簧线径；n为有效圈数；D为弹簧中径。优选地，角度θ的范围为85°至95°。另一方面，本专利技术采用以下技术方案：一种锅具，包括锅体、与所述锅体铰接的锅盖、第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧和所述第二弹簧采用如上所述的设计方法进行设计。本专利技术提供的锅具开合盖用弹簧的设计方法中，通过限定第一弹簧和第二弹簧在锅盖的打开角度由0°到开盖状态时的打开角度θ的范围内均满足T1+T2-TG>0，使得锅具在开盖过程中的任意位置均能够保证受到的动力大于阻尼力，通过这种设计方法保证锅盖能够顺利开启到位。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出本专利技术具体实施方式提供的锅具除去锅盖的面盖后的结构示意图；图2示出本专利技术具体实施方式提供的锅盖与锅体配合简图；图3示出本专利技术具体实施方式提供的第一弹簧处于不受力状态以及受力状态的臂部位置示意图。图中，1、锅体；2、锅盖；3、第一弹簧；4、第二弹簧；5、铰轴。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本专利技术提供了一种锅具开合盖用弹簧的设计方法，如图1所示，锅具包括锅体1和锅盖2，锅盖2通过铰轴5铰接于锅体1上，使得锅盖2能够相对铰轴5转动，以实现锅具的开合盖动作。进一步地，还包括第一弹簧3和第二弹簧4，在锅盖2进行开盖和合盖动作时，第一弹簧3和第二弹簧4分别向锅盖2提供不同方向的偏置力，具体地，第一弹簧3即正向弹簧用于对锅盖2的开盖动作提供向开盖方向运动的偏置力，自然地，当锅盖2进行合盖动作时，第一弹簧3会对锅盖2提供向合盖方向运动的阻尼力，第二弹簧4即反向弹簧用于对锅盖2的合盖动作提供向合盖方向运动的偏置力，自然地，当锅盖2进行开盖动作时，第二弹簧4会对锅盖2提供向开盖方向运动的阻尼力。将锅盖2在开盖状态下的最大打开角度定义为θ，在最优的情况下，θ为90°，考虑到设计误差等因素，以及为了在设计过程中留有设计余量，优选地，角度θ的范围为85°至95°。锅盖2的打开角度即锅具处于正常使用状态时，锅盖2所在面相对水平面翻转的角度，例如如图2中所示的β，第一弹簧3产生的扭矩为T1，所述第二弹簧4产生的扭矩为T2，所述锅盖2的自身重力产生的力矩为TG。若要保证锅盖2能够顺利打开并运动至正确的开盖位置，需要保证在锅盖2由合盖位置运动至开盖位置的过程中，锅盖2受到的偏执力始终大于阻力，因此，在本申请的设计方法中，锅盖2的打开角度β在(0°，θ)的整个范围内，第一弹簧3和第二弹簧4始终满足第一条件：T1+T2-TG>0。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锅具开合盖用弹簧的设计方法，所述锅具包括锅体和与所述锅体铰接的锅盖，所述弹簧包括第一弹簧和第二弹簧，在所述锅盖进行开盖动作时，所述第一弹簧向所述锅盖提供使得锅盖向开盖方向运动的偏置力，所述第二弹簧向所述锅盖提供使得锅盖向合盖方向运动的偏置力，其特征在于，所述设计方法包括：将锅盖在开盖状态下的最大打开角度定义为θ，所述第一弹簧产生的扭矩为T1，所述第二弹簧产生的扭矩为T2，所述锅盖的自身重力产生的力矩为TG，在锅盖的打开角度β在(0°，θ)的整个范围内，所述第一弹簧和所述第二弹簧始终满足第一条件：T1+T2‑TG>0。

【技术特征摘要】
1.一种锅具开合盖用弹簧的设计方法，所述锅具包括锅体和与所述锅体铰接的锅盖，所述弹簧包括第一弹簧和第二弹簧，在所述锅盖进行开盖动作时，所述第一弹簧向所述锅盖提供使得锅盖向开盖方向运动的偏置力，所述第二弹簧向所述锅盖提供使得锅盖向合盖方向运动的偏置力，其特征在于，所述设计方法包括：将锅盖在开盖状态下的最大打开角度定义为θ，所述第一弹簧产生的扭矩为T1，所述第二弹簧产生的扭矩为T2，所述锅盖的自身重力产生的力矩为TG，在锅盖的打开角度β在(0°，θ)的整个范围内，所述第一弹簧和所述第二弹簧始终满足第一条件：T1+T2-TG>0。2.根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述第一弹簧为扭簧，所述第一弹簧产生的扭矩T1由如下公式获得：T1＝T1’(α-α’-β)，其中，T1’为第一弹簧的刚度；α为锅盖处于锁合状态时第一弹簧的臂角；α’为第一弹簧在不受力状态下的臂角；和/或，所述第二弹簧为扭簧，所述第二弹簧产生的扭矩T2由如下公式获得：T2＝T2’(γ-β)，其中，T2’为第二弹簧的刚度；γ为锅盖处于锁合状态时第二弹簧的臂角；和/或，所述锅盖的自身重力所产生的力矩TG由如下公式获得：TG＝m’glcosβ，其中，m’为锅盖的质量；g为重力加速度；l为锅盖的重心到锅盖的转轴之间的距离。3.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于，根据第一弹簧、第二弹簧产生的扭矩的求解公式、锅盖的自身重力产生的扭矩的求解公式以及条件T1+T2-TG>0得到第一弹簧的刚度T1’和第二弹簧的刚度T2’的最优值。4.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，将所述第一弹簧、第二弹簧产生的扭矩的求解公式以及所述锅盖的自身重力产生的扭矩的求解公式代入公式T1+T2-TG>0中，得到另函数函数y2＝cosβ根据如下方程得到第一弹簧的刚度T1’和第二弹簧的刚度T2’的最优值：其中，Sy1为β在[0，θ]范围内y1函数曲线与x轴和y...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈群，林康桂，左双全，肖彪，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44