CN108778075A - 用于检测电机“关闭”时的移动的烤架系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种烤架，包括：第一压板组件；第二压板组件，相对于第一压板组件可移动；电机，可操作成使第二压板组件相对于第一压板组件移动；以及控制器，可操作成在电机关闭时测量第二压板组件相对于第一压板组件的移动。

Description

用于检测电机“关闭”时的移动的烤架系统和方法

技术领域

本发明涉及一种烤架，更具体地说，涉及一种用于检测其位置的系统。

背景技术

烤架或烤盘用于烹饪各种食物，例如汉堡包。传统的蛤壳式烤架通常包括可移动地连接到第一压板组件的第二压板组件。例如，第二压板组件可枢转地联接到第一压板组件，以在覆盖第一压板组件的下烹饪位置和从第一压板组件向上倾斜的升高位置之间移动。当第二压板组件处于降低的烹饪位置时，在上压板组件和下压板组件之间产生间隙。该间隙通常可根据所烹饪食物的厚度进行调节。例如，汉堡肉饼以几种不同的尺寸进行(即四分之一磅馅饼具有比普通馅饼更大的厚度)。为了烹饪食物，操作者通过操作者界面为正在烹饪的食品选择间隙尺寸和烹饪时间。

可以利用传感器来识别上压板何时关闭，从而可以接合螺线管闩锁。这过了静止的“闭合”位置，因此闩锁不会阻止压板的闭合。在螺线管闩锁通电后，电机“关闭”以允许上压板在弹簧偏压下上升抵靠闩锁。传感器通常在此时显示打开状态，好像霍尔效应传感器被调节为在螺线管接合时显示“闭合”状态，它将过早接合并且闩锁将阻止上压板的完全闭合。

发明内容

根据本公开的一公开的非限制性实施例的烤架可包括：第一压板组件；第二压板组件，相对于第一压板组件可移动；电机，可操作成使第二压板组件相对于第一压板组件移动；以及控制器，可操作成在电机关闭时测量第二压板组件相对于第一压板组件的移动。

本公开的另一实施例可包括闩锁机构，其配置成选择性地将第二压板组件相对于第一压板组件联接。

本公开的另一实施例可包括弹簧机构，其可操作成将第二压板组件朝向打开位置偏压。

本公开的另一实施例可包括，其中所述控制器可操作成间歇地使电机的电机线圈短路，使得反EMF响应于上压板组件的机械移动而使电流在所述电机线圈中流动。

本公开的另一实施例可包括测量电流以识别上压板组件的相对位置。

本公开的另一实施例可包括测量电流以识别闩锁故障。

本公开的另一实施例可包括测量电流以识别超行程调节。

本公开的另一实施例可包括测量电流以测量上压板组件的位置。

一种在电机关闭时检测烤架压板的移动的方法，根据本公开的一公开的非限制性实施例的方法可以包括使电机的电机线圈短路，电机可操作成使第二压板组件相对于第一压板组件移动，使得反EMF响应于上压板组件的机械移动而使电流在所述电机线圈中流动；以及测量电流以识别上压板组件的相对位置。

本公开的另一实施例可包括，其中识别第二压板组件的相对位置包括识别闩锁故障。

本公开的另一实施例可包括，其中识别第二压板组件的相对位置包括识别超行程调节。

本公开的另一实施例可包括，其中识别第二压板组件的相对位置包括测量上压板组件的移动。

本公开的另一实施例可包括，其中识别第二压板组件的相对位置，同时弹簧机构偏压上压板组件。

本公开的另一实施例可包括，其中每当第二压板组件不移动时，识别第二压板组件的相对位置。

除非另有明确说明，否则前述特征和元件可以以各种组合方式组合而没有排他性。根据以下描述和附图，这些特征和元件以及其操作将变得更加明显。然而，应该理解的是，以下描述和附图旨在本质上是示例性的而非限制性的。

附图说明

从以下对所公开的非限制性实施例的详细描述，各种特征对于本领域技术人员而言将变得显而易见。伴随详细描述的附图可以简要描述如下：

图1是根据一公开的非限制性实施例的示例烤架系统的透视图；

图2是用于烤架系统的电机的示意图；

图3是用于烤架系统的电机的示意图；

图4和5是电机的相图；

图6、6A、6B是根据另一公开的非限制性实施例的在电机关闭时检测烤架压板移动的方法的框图。

具体实施方式

图1示意性地示出了烤架系统20。烤架20包括用于支撑第一压板组件24和第二压板组件26的刚性基座结构22。第二压板组件26可以通过安装结构28可移动地附接到基座结构22，使得第二压板组件26配置成相对于第一压板组件24在降低的烹饪位置和上升位置之间移动。应当理解，尽管公开了上压板组件和下压板组件的特定关系，第一和/或第二压板组件可以是可移动的。

在一实施例中，安装结构28是铰链43，使得第二压板组件26配置成相对于第一压板组件24枢转；然而，在其他实施例中，第二压板组件26可以以大致线性运动降低和升高。第二压板组件26可以自动或手动地在升高和降低位置之间移动。在手动移动第二压板组件26的实施例中，第二压板组件26可包括手柄30，手柄30可被操作者抓住以使第二压板组件26在升高位置和降低位置之间移动。

第一压板组件24包括下烤盘32，第二压板组件26包括上烤盘34。食品由操作者放置在下烤盘32上以进行烹饪。电机35(示意性地示出)可操作成使第二压板组件26在打开位置和降低位置之间移动，从而使待烹饪的一个或多个食品定位在上烤盘32和下烤盘34之间形成的间隙36内，然后用闩锁37锁定，例如通过手柄30。

烤盘32、34由加热器(未示出)加热以烹饪食品。为了将热量传递给食品，烤盘32、34可以分别由导热材料形成，比如铸铝、耐磨钢、铸铁、不锈钢、低碳钢、陶瓷材料或用于烤架的其他合适的导热材料。虽然烤盘32、34显示为具有矩形形状，但是烤盘32、34中的一个或两个也可以形成为其他形状，例如圆形或椭圆形。尽管详细描述了单个烤架，但是多个单独的烤架20可以彼此相邻地布置以形成烤架组件。

参考图2，电机35可响应于控制系统50而操作以移动第二压板组件26。用于闭合循环的电机移动可包括加速阶段、稳定运行速率阶段和减速阶段。在一实施例中，电机35转动线性致动器41中的导螺杆，使得每轴旋转行程为0.500英寸，总行程为约5英寸，以升高或降低第二压板组件26。

在闭合第二压板组件26的同时，减速必须在闭合循环中的特定点处开始，以使第二压板组件26平稳停止。如果操作者在电机驱动闭合之前手动地移动压板，则控制系统需要跟踪此移动，以便可以重新计算开始减速点的点。在闭合压板之后，启动闩锁螺线管40以将第二压板组件26闩锁到第一压板组件24。在一实施例中，闩锁螺线管40固定在底部上并且闩锁37在其上滑动。当螺线管40通电时，螺线管40侧的两个球突出以接合闩锁37。

然后停用电机35以允许弹簧机构42略微打开第二压板组件26并保持抵靠着闩锁37。也就是说，一旦电机35停用，弹簧机构42操作以将第二压板组件26推向打开位置直到由闩锁37保持。如果闩锁螺线管40未能与闩锁37接合，则弹簧机构42将第二压板组件26升高到完全打开位置。关闭时跟踪电机移动可以检测闩锁故障。这些及其他情况使得希望在电机停用时检测压板的移动。

控制系统50可以包括具有处理器62、存储器64和接口66的控制模块60。处理器62可以包括具有期望性能特性的任何类型的微处理器或其他处理设备。存储器64可以包括存储本文公开的数据和控制过程的任何类型的计算机可读介质。也就是说，存储器64是示例性计算机存储介质，其上可以包含计算机可用指令，例如当被执行时可以执行期望方法的过程。控制模块60的接口66可以促进控制模块60和其他系统之间的通信。

参考图3，根据一实施例，电机35可以是2相双极步进电机设计。每个线圈通过全桥(Q1-Q4)和(Q5-Q8)驱动，以允许改变所施加电压的极性。晶体管Q1和Q4导通而Q2和Q3截止以向电机线圈A施加正电压。晶体管Q2和Q3导通而Q1和Q4截止以向线圈A施加负电压。Q5-Q8对线圈B执行类似的作用。当每个线圈被主动驱动时，线圈电流流过分流电阻器R1或R2。这些分流电阻两端的电压与电机线圈中的电流成比例。线圈是脉冲宽度调制(PWM)占空比，每个PWM周期测量每个线圈中的电流。PWM占空比逐周期调整，以维持所需的电流水平。在这个例子中，电机每转200步。每个完整步骤可以分成1/4正弦周期，以允许驱动“微步”以产生更平滑的移动。(图4和5)。

当电机轴39旋转时，电机35产生电压。由电机产生的EMF提供了一种机构，用于在电机“关闭”时检测和跟踪上压板的手动运动。硬件不需要直接感测该电压，因为线圈可能暂时短路，因此产生的电压导致电流在电机线圈中流动。控制器测量产生的电流以检测电机移动。通过导通线圈“A”的晶体管Q2和Q4以及线圈“B”的晶体管Q6和Q8，可以使电机线圈短路。

该电流用于抵抗机械移动。这对移动轴39提供了显著阻力，使得运动越快，阻尼力越大。线圈短路的时间长度可以改变，使得在线圈中流动的电流减小并且机械负载可忽略不计。这允许在相对大的速度范围内测量移动。

为了进一步避免这种显著的移动阻力，一次仅短路一个线圈，并且仅足够长以从EMF产生可测量的电流。线圈短路的时间量与检测到的电机速度成比例地控制。线圈电流仅在线圈被主动驱动时在分流电阻器(R1和R2)中流动。由于驱动线圈导致电流在线圈中流动，因此测量电流的驱动脉冲仅为1.5uS宽，使得线圈电感防止测量期间的大量电流。驱动极性也可以交替进行，因此这种轻微的偏置电流不会影响整体移动检测。

感测到的电流产生有符号的值，其提供幅度以及极性。当幅度高于阈值时，电机线圈象限是已知的。通过比较两个线圈的象限的变化，可以确定运动的速度和距离。除了调整线圈短路的时间之外，不需要速度。可以执行计数移动以确定轴位置。

参考图6，在一实施例中，示意性地示出了在电机关闭时检测烤架压板的移动的方法100。最初，通过处理当前样本以确定线圈极性并且如果已经发生运动(步骤102；图6A)来启动该方法，则下一周期的桥接状态是(步骤104；图6B)。

更具体地，每个线圈的当前样本被单独处理。通过确定当前状态来启动处理，例如是当前感测到的最后周期(步骤110)；是当前样本大于前一峰值(步骤112)；是电流极性与前一状态不同(步骤114)，并且是当前样本大于阈值(步骤116)。

接下来，一旦检测到移动，就设置该线圈的极性状态(步骤120)。接下来，基于两个线圈的极性确定移动方向(步骤122)。然后从最后移动开始设定时间(步骤124)。最后，为下一检测到的移动重新启动计时器(步骤126)。

接下来，通过移动检测计时器大于最后移动时间(步骤132)，为下一个周期设置桥接状态(步骤130)。如果在检测到最后移动时未检测到移动，则延长时间以使线圈短路达更长时间以增加灵敏度。

最后移动时间被设置为等于移动检测计时器(步骤134)。最后，计算使线圈短路的时间，并且关闭时间基于最后移动时间(步骤136)。

如果操作者手动移动压板，检测失效的闩锁螺线管，并且在不改变硬件或额外的产品成本的情况下自动测量闩锁开关和闩锁螺线管之间的超行程调节，则该方法有助于第二压板组件更平稳地闭合。

这里公开和描述的元件，包括在整个附图中的流程图和框图，暗示了元件之间的逻辑边界。然而，根据软件或硬件工程实践，所描绘的元件及其功能可以通过计算机可执行介质在机器上实现，所述计算机可执行介质具有能够执行存储在其上的程序指令的处理器作为单片软件结构、作为独立软件模块或作为采用外部例程、代码、服务等的模块或者这些的任何组合，所有这些实施方式都可以在本公开的范围内。

应该理解的是，相对位置术语比如“向前”、“向后”、“上”、“下”、“上方”、“下方”、“底部”、“顶部”等是指正常的操作态度，而不应视为是限制性的。

应当理解，在几个附图中，相同的附图标记表示相应或相似的元件。还应当理解，尽管在所示实施例中公开了特定的部件布置，但是其他布置将从中受益。

尽管不同的非限制性实施例具有特定示出的部件，但本发明的实施例不限于那些特定的组合。可以将来自任何非限制性实施例的一些部件或特征与来自任何其他非限制性实施例的特征或部件组合使用。

尽管示出、公开和要求保护了特定的步骤顺序，但应当理解，除非另有说明，否则步骤可以以任何顺序进行、分离或组合，并且仍将受益于本公开。

前面的描述是示例性的而不是由其中的限制来定义。本文公开了各种非限制性实施例，然而，本领域普通技术人员将认识到，根据上述教导的各种修改和变化将落入所附权利要求的范围内。因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，本公开可以以不同于具体公开的方式实施。因此，应研究所附权利要求以确定真实范围和内容。

Claims (14)

1.一种烤架，包括：

第一压板组件；

第二压板组件，相对于第一压板组件可移动；

电机，可操作成使第二压板组件相对于第一压板组件移动；以及

控制器，可操作成在电机关闭时测量第二压板组件相对于第一压板组件的移动。

2.如权利要求1所述的烤架，还包括闩锁机构，其配置成选择性地将第二压板组件相对于第一压板组件联接。

3.如权利要求2所述的烤架，还包括弹簧机构，其可操作成将第二压板组件朝向打开位置偏压。

4.如权利要求1所述的烤架，其中，所述控制器可操作成间歇地使电机的电机线圈短路，使得反EMF响应于上压板组件的机械移动而使电流在所述电机线圈中流动。

5.如权利要求4所述的烤架，还包括测量电流以识别上压板组件的相对位置。

6.如权利要求4所述的烤架，还包括测量电流以识别闩锁故障。

7.如权利要求4所述的烤架，还包括测量电流以识别超行程调节。

8.如权利要求4所述的烤架，还包括测量电流以测量上压板组件的位置。

9.一种在电机关闭时检测烤架压板的移动的方法，该方法包括：

使电机的电机线圈短路，电机可操作成使第二压板组件相对于第一压板组件移动，使得反EMF响应于上压板组件的机械移动而使电流在所述电机线圈中流动；以及

测量电流以识别上压板组件的相对位置。

10.如权利要求9所述的方法，其中，识别第二压板组件的相对位置包括识别闩锁故障。

11.如权利要求9所述的方法，其中，识别第二压板组件的相对位置包括识别超行程调节。

12.如权利要求9所述的方法，其中，识别第二压板组件的相对位置包括测量上压板组件的移动。

13.如权利要求9所述的方法，其中，当弹簧机构偏压上压板组件时，识别第二压板组件的相对位置。

14.如权利要求9所述的方法，其中，每当第二压板组件不移动时，识别第二压板组件的相对位置。