一种齿轮齿条机构、推门装置、冰箱及门的制作方法

本发明涉及传动装置领域，具体而言涉及一种齿轮齿条机构、推门装置、冰箱及门。

背景技术：

齿轮齿条传动机构广泛应用于机械传动中，可将电机的旋转运动转化为齿条的直线运动。

冰箱门或其他门开启过程需要对门板、门框施加一个推力将门推开。尤其对于冰箱门，其门框四周设置的密封条在冰箱门关闭状态下产生负压，冰箱门打开的过程中需要由开门装置提供足够的推力，驱动冰箱门与门框分离。这种推出结构可以由齿轮齿条实现。为了限制齿条的运动范围避免其脱落，需要将齿条上一个或若干位置设计为定位位置，齿轮带动齿条运行至定位位置时，齿条定位而不受齿轮运转状态影响。

这种定位，目前仅能够通过设置在齿轮齿条外部的相对独立的结构实现，或者通过软件控制对齿轮的驱动实现。但是，软件控制容易出现算法故障或异常，而且软件控制通常需采用步进电机或伺服电机才能实现，步进电机或伺服电机的使用会增加齿轮齿条传动机构的成本；而独立设置的浮动回程装置又需要额外的安装空间。若需要压缩浮动回程装置的体积，则需要独立设置的浮动回程装置能够承受更大的扭矩，其材料成本较高。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种齿轮齿条机构、推门装置、冰箱及门，本发明能够通过齿条推动门体打开并使得齿条在设定的回程点定位，防止齿条松脱同时简化对齿条的控制、缩小推门装置的体积。本发明具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种齿轮齿条机构，其包括浮动回程装置，所述浮动回程装置设置在齿条的啮合齿的端部，齿轮位于所述浮动回程装置的上方时，齿轮与啮合齿之间脱离啮合或重新啮合。

可选的，上述齿轮齿条机构，其中，第一状态下，所述齿轮在所述浮动回程装置的上方旋转，所述齿轮与所述齿条之间脱离啮合，所述齿条定位；第二状态下，所述浮动回程装置的上端至少部分地抵接所述齿轮，推动所述齿轮与所述齿条的啮合齿重新啮合，驱动所述齿条。

可选的，上述齿轮齿条机构，其中，所述齿轮沿所述齿条以第一方向旋转至所述浮动回程装置上方时，该浮动回程装置处于第一状态；所述齿轮在该浮动回程装置上方相对该浮动回程装置以第二方向旋转时，该浮动回程装置处于第二状态；所述第一方向与所述第二方向相反。

可选的，上述齿轮齿条机构，其中，所述浮动回程装置包括回程控制头；所述第一状态下，所述齿轮沿第一方向旋转时，齿轮的轮齿反复按压所述回程控制头的上端面，反复驱动所述回程控制头向下移动；第二状态下，所述齿轮以第二方向旋转时，从所述齿条的传动方向抵接所述回程控制头的上端侧部，所述齿轮由所述回程控制头推动而啮合所述回程控制头旁边的啮合齿，驱动所述齿条。

可选的，上述齿轮齿条机构，其中，所述回程控制头的上端面向上倾斜，所述第一状态下，所述齿轮沿第一方向旋转时，齿轮轮齿的远端与所述回程控制头的上端面相切滑动，驱动所述回程控制头向下。

可选的，上述齿轮齿条机构，其中，所述回程控制头的上端面的高度顺所述齿轮旋转的第一方向由低过渡至高。

可选的，上述齿轮齿条机构，其中，所述浮动回程装置包括弹性件，所述回程控制头安装在弹性件上。

可选的，上述齿轮齿条机构，其中，所述齿条内还设置有安装槽，所述弹性件为弹性伸缩件，所述弹性伸缩件安装在所述安装槽内，所述弹性伸缩件的下端与所述安装槽的底面固定，所述弹性伸缩件的上端固定于所述回程控制头的下端，所述回程控制头在所述弹性伸缩件的弹性作用下沿所述安装槽上下浮动。

可选的，上述齿轮齿条机构，其中，所述弹性件为一悬臂，所述悬臂的一端与所述齿条的侧壁固定，所述悬臂的另一端与所述回程控制头的侧端连接，所述回程控制头在所述悬臂的弹性作用下相对所述齿条的啮合齿所在平面上下浮动。

可选的，上述齿轮齿条机构，其中，所述齿条上部挖空形成所述回程控制头，所述弹性件为一悬臂，所述悬臂的一端与所述齿条的顶部连成一体，所述悬臂另一端与所述回程控制头连成一体，所述回程控制头在所述悬臂的弹性作用下相对所述齿条的啮合齿所在平面上下浮动。

可选的，上述齿轮齿条机构，其中，所述齿条的两端分别设置有2个所述浮动回程装置，2个所述浮动回程装置分别为所述齿条提供定位，限制所述齿轮相对所述齿条在2个所述浮动回程装置之间运动。

同时，为实现上述目的，本发明还提供一种推门装置，其包括上述任一所述的齿轮齿条机构。

基于上述方案，本发明还提供一种冰箱，该冰箱的冰箱门上安装上述的推门装置或齿轮齿条机构。

同时，本发明还提供一种门，该门上安装有上述的推门装置或齿轮齿条机构。

有益效果

本发明在齿条的啮合齿的端部的浮动回程装置。该浮动回程装置其处于第一状态时，所述齿轮与所述齿条之间脱离啮合以实现对齿条的定位；所述浮动回程装置处于第二状态时，所述浮动回程装置其上端至少部分地抵接所述齿轮，推动所述齿轮与所述齿条重新啮合，进而驱动所述齿条传动。本发明能够通过在齿条行程的回程点设置上述浮动回程装置，使得由普通电机所驱动的齿轮也能够自动的在该回程点脱离与齿条的啮合，及时停止齿条传动，使齿条停留在原有位置而实现准确定位。当该电机反转时，本发明又能在浮动回程装置的作用下，自动的使得该齿轮从定位面中脱离而与齿条正常啮合实现传动。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的齿轮齿条机构处于第一状态下的示意图；

图2是本发明的齿轮齿条机构处于第二状态下的示意图；

图3是本发明中齿条结构的整体示意图；

图4是本发明中第二种实现方式下浮动回程装置的结构示意图；

图5是本发明中第三种实现方式下浮动回程装置的结构示意图；

图6是应用本发明的齿轮齿条机构的一种推门装置的剖视图；

图7是应用本发明的齿轮齿条机构的一种推门装置的立体图。

图中，1表示齿轮，2表示齿条，22表示定位面，23表示末齿，24表示定位面的起始端，25表示驱动齿，3表示浮动回程装置，31表示回程控制头，32表示安装槽的底面，33表示轮齿的远端，34表示弹性伸缩件，35表示悬臂，40表示第一驱动装置，41表示第一传动装置；42表示轴承块，43表示第一传动齿轮，44表示第二传动齿轮，45表示第三传动齿轮。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。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。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于齿条本身而言，指向齿条内部的方向为内，反之为外；而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本发明中所述的“上、下”的含义指的是，由齿条的背侧指向啮合齿所在平面的方向即为上，反之即为下，而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明中所述的“第一方向”的含义指的是齿轮能够由浮动回程装置定位空转的旋转方向。

图1为根据本发明的一种齿轮齿条机构，其安装于图6或图7所示的推门装置中，由推门装置的第一驱动装置40驱动而伸出所述推门装置顶推门体，或收缩至所述推门装置内。

所述的推门装置安装在冰箱门上或其他装置、家具、电器或任意设备的门上，参照图6或图7所示，其包括：

第一驱动装置40，通常选用电机实现，为实现对齿轮齿条的往复驱动，电机需要配合相应的控制手段和驱动电路实现正转和反转两个状态的切换；

第一传动组件，其包括：直接连接电机驱动轴的第一传动装置41，第一传动装置41的远端可通过轴承块42固定而由电机驱动旋转。所述的第一传动装置41可选择为蜗轮蜗杆，输出驱动力至后面的第一传动齿轮43、第二传动齿轮44、第三传动齿轮45等传动齿轮，实现对转速和驱动方向的调节。最后，所述传动齿轮啮合齿轮齿条机构的齿轮1，驱动齿轮1正转或反转而相应的驱动齿条2伸出所述推门装置顶推门体，或收缩至所述推门装置内。

所述的齿轮齿条机构，参考图1所示，其包括浮动回程装置3，所述浮动回程装置3设置在齿条2的啮合齿的端部，齿轮1位于所述浮动回程装置3的上方时，齿轮与啮合齿之间脱离啮合或重新啮合。

具体而言，上述的齿轮齿条机构，受电机正转或反转的驱动而存储在两个状态。第一状态下，所述齿轮1在所述浮动回程装置3的上方旋转，所述齿轮1与所述齿条2之间脱离啮合，所述齿条2定位；

第二状态下，所述浮动回程装置3的上端至少部分地抵接所述齿轮1，推动所述齿轮1与所述齿条2的啮合齿重新啮合，驱动所述齿条2。

该浮动回程装置3设置在所述齿条的回程点位置，若需要保证齿条往复运动均能够分别在两端回程过程中进行限位，保护齿条不松脱，本发明可在齿条往复的回程端点分别设置两个相对的浮动回程装置3。对应的所述的齿条上还在该回程位置设置有定位面22。所述定位面22沿所述齿条的长度方向或传动方向开设在所述齿条2的啮合齿的端部，所述浮动回程装置3设置在所述定位面22内，所述齿轮1在所述定位面22内定位所述齿条2或重新驱动所述齿条2。在图1所示的实现方式下，所述的定位面22可设置为下凹的定位槽。该定位槽的起始端24自其前方的末齿23（附图1中末齿的虚线部分用于示意因开设定位槽而去除的一部分末齿）开设，末齿上的任意位置均可作为该起始端24，末齿为齿条上的任意一个啮合齿。沿齿条宽度方向，在定位槽处设置有上述的浮动回程装置3。

由此，所述齿轮1沿所述齿条以第一方向旋转至所述浮动回程装置3上方时，该浮动回程装置3处于第一状态；所述齿轮1在该浮动回程装置3上方相对该浮动回程装置以第二方向旋转时，该浮动回程装置3处于第二状态；所述第一方向与所述第二方向相反，可根据浮动回程装置3的具体结构而分别对应于电机正转或反转。

其中，在一种较为典型的实现方式下，所述浮动回程装置3包括回程控制头31。所述第一状态下，所述齿轮1由电机驱动沿第一方向旋转时，齿轮1的轮齿反复按压所述回程控制头31的上端面，反复驱动所述回程控制头31向下移动；而在第二状态下，所述齿轮1由电机反向驱动以第二方向旋转时，从所述齿条的传动方向抵接所述回程控制头31的上端侧部，所述齿轮1由所述回程控制头31推动而啮合所述回程控制头31旁边的啮合齿，驱动所述齿条2。

参考图2，上述回程控制头31的上端面向上倾斜，为配合齿轮实现第一状态和第二状态之间的切换，所述回程控制头31的上端面的高度顺所述齿轮1旋转的第一方向由低过渡至高。所述第一状态下，所述齿轮1沿第一方向旋转时，齿轮1轮齿的远端与所述回程控制头31的上端面相切滑动，驱动所述回程控制头31向下；而所述第二状态下，所述回程控制头31的较高一侧的端部又能够推动齿轮1啮合所述回程控制头31旁边的啮合齿恢复对齿条的驱动。

以图2为例，所述的回程控制头31可设置为独立的部件，其下端连接弹性件而形成上下浮动的结构。回程控制头31相对齿条竖向安装。所述的弹性件为弹性伸缩件34，所述的弹性伸缩件可通过弹簧或微小的液压装置或弹片等结构实现。所述齿条2内还设置有安装槽，所述弹性伸缩件34安装在所述安装槽内，所述弹性伸缩件34的下端与所述安装槽的底面固定，所述弹性伸缩件34的上端固定于所述回程控制头31的下端，所述回程控制头31在所述弹性伸缩件34的弹性作用下沿所述安装槽上下浮动。

其中，所述的回程控制头31的顶部形状可设置为接近三角形，其背离末齿朝向齿条近端的侧面为斜面，且该斜面朝向末齿倾斜，倾斜角度α不大于30°在所述回程控制头31的顶端形成h的高度差；其朝向末齿的侧面基本为竖直面。回程控制头的位置，沿齿条长度方向，回程控制头处于第一状态时，其上端面剋有部分应进入齿轮的齿间隙之间，优选的，其进入齿轮齿顶圆的高度不小于0.03m（m为齿轮的模数）。所述齿轮1沿第一方向旋转的过程中，齿轮1轮齿的远端33与所述回程控制头31的上端面相切，各轮齿顺次的由回程控制头31上端面较低位置逐渐滑动至回程控制头31上端面较高位置，各轮齿反复驱动所述回程控制头31向下。由此，齿轮脱离啮合在所述回程控制头31上空转，相对齿条无明显位移，即实现对齿条的定位，将齿条相对齿轮限制在对应该回程控制头31的位置。

图3中，沿齿条2宽度方向，回程控制头31可穿设在齿条宽度区域中。当然，回程控制头31也可设置在齿条侧边。或者，如果齿轮、齿条的宽度一致，则还可以在沿齿条长度方向设置回程控制头的位置区域，将齿条的宽度设置为相比齿轮宽度较窄，使回程控制头始终处于齿轮的宽度范围中，以充分于齿轮接触发生作用实现两状态之间的切换。

图3中，所述齿条2的两端分别设置有2个所述浮动回程装置3，2个所述浮动回程装置3结构对称，能够分别为所述齿条2提供两个方向的定位，限制所述齿轮相对所述齿条在2个所述浮动回程装置3之间运动。

以图4或图5为例，述弹性件与所述回程控制头31之间还可以设置为一体成型。所述弹性件的一端可连接所述齿条2的内壁、侧壁或顶部，所述弹性件的另一端连接所述回程控制头31。

具体而言，在图4的实现方式下，所述齿条2上部挖空形成所述回程控制头31，所述弹性件为一悬臂35，所述悬臂35的一端与所述齿条2的顶部连成一体，所述悬臂35另一端与所述回程控制头31连成一体，所述回程控制头31在所述悬臂35的弹性作用下相对所述齿条的啮合齿所在平面上下浮动。

而在图5所示的另一实现方式下，所述弹性件同样可设置为一悬臂35。该悬臂35的一端与所述齿条2的侧壁固定，所述悬臂35的另一端与所述回程控制头31的侧端连接。该实现方式下的回程控制头、悬臂不是在齿条上挖空而形成的，是外设部件，悬臂35可采用弹簧钢丝。所述回程控制头31在所述悬臂35的弹性作用下相对所述齿条的啮合齿所在平面上下浮动。

齿轮顺时针转动，齿条向左平移，当齿轮与齿条传动到回程点，齿轮与末齿脱离啮合后，就进入了右侧的定位槽。此时，齿条不能继续向左平移而是在回程点及时停止。此时，即使电机继续工作带动齿轮继续顺时针转动，但是由于齿轮始终保持在定位槽中空转，与齿条之间没有啮合传动，因而，齿条在回程点也始终是停留在原有位置。由此本方案实现准确定位。由于回程控制头是可向下浮动的，因此其不会阻碍齿轮进入定位槽，齿轮进入定位槽中后，回程控制头处于下压状态或临界处于自由状态。如附图2所示，需要回程时，齿轮受到电机带动，从右侧的定位槽逆时针转动，当齿轮的某个齿与回程控制头的上端面抵合时，则齿轮对齿条产生向右的推力，促使齿条向右产生较小的位移，由于回程控制头31的上端面进入齿轮的齿间隙之间具有一定的高度，因此能满足这样的推力，同时回程控制头31的上端面、以及接近于竖直的侧面还对齿轮产生向左的支撑力促使齿轮与齿条上的啮合齿进一步形成啮合继而连续传动，齿条继续向右平移，从而形成往复传动。该侧面接近竖直面，可形成良好的推力和支撑力，而回程控制头31的另一面朝齿条的近端倾斜向下，能够降低齿轮空转所受阻力。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。