关于带搅拌功能的压力锅卡滞的优化设计

关于带搅拌功能的压力锅卡滞的优化设计

刘云祥 ,舒志君

飞利浦家电有限公司    广东省佛山市528000

摘要

本文通过对搅拌组件上联轴器和下联轴器之间设置弹性件，利用弹性件的弹性形变，从而在上下联轴器卡滞的情况下，在电机的带动下，让上下联轴器发生相对转动，使得上下联轴器恢复啮合的状态，即可恢复正常的工作。

关键词

搅拌棒；联轴器；弹性件

0引言

随着智能化的发展，用户对家电产品的要求越来越高，用户青睐的产品一定是具有人性化设计的。人性化设计强调坚持以人为本的设计理念，关注到用户物质需求（生理、行为习惯）与精神需求（思维观念、心理、情感、情绪及认知等），包括安全可靠、实用（技术、功能）、美观（风格、造型）、便捷舒适（触觉方面的人机交互、结构、材料及工艺；视觉方面的形与色、元素及肌理）、人文（文化、关怀及可持续）和商业经济等方面，涉及科学技术理性和文化艺术感性层面，兼顾个性、多样（多功能、通用、包容）及精细化体贴等特点

[1-3]。产品的人性化设计以人机工程学为基础，追求人、产品和环境关系的和谐，它是人类自身需求的特点对设计的内在要求[4]。

现有的带搅拌功能的压力锅都有搅拌棒，存在锅体无法放在煲体的正确位置，机器无法工作，用户体验非常不好，与人性化的设计理念相违背。本文针对上述问题点，对搅拌组件进行进行优化设计，利用弹性件的弹性变形，驱动第一、二联轴器由卡滞状态变为啮合状态。结果表明，改善后的设计比现有设计故障率大幅度降低，而且实现了整个过程无需人工干预，使用更方便，更具有人性化。

1优化设计

搅拌压力锅一般包括：锅体，其设置有安装搅拌组件的安装孔；搅拌组件穿设安装孔，搅拌组件包括搅拌座，搅拌座连接于安装孔处且部分穿过安装孔且延伸于锅体内；搅拌座内部形成有空腔；空腔内设置有轴承和油封；搅拌轴，搅拌轴穿设于轴承和油封，并穿出搅拌座；其中，搅拌座和锅体之间设置有第一密封件。搅拌座包括套筒主体，以及在靠近锅体处由套筒主体凸出形成的凸台，第一密封件设置在凸台和锅体之间。搅拌组件还包括搅拌套，搅拌套套设于搅拌座，且连接于搅拌轴穿出于搅拌座的一端；搅拌压力锅还包括搅拌叶，搅拌叶设置于搅拌套上，搅拌轴转动时带动搅拌套转动，搅拌套带动搅拌叶转动。搅拌套上形成有非圆孔，搅拌轴穿设于非圆孔，搅拌轴与搅拌套通过铆钉固定连接。搅拌套和搅拌座之间设置有第二密封件。凸台围绕套筒主体设置，在搅拌轴的径向上，第二密封件设置在凸台和搅拌套之间。第一密封件和第二密封件为一体结构，且一体结构内设置有支撑骨架；或者第二密封件为密封圈，嵌设于凸台和/或搅拌套的凹槽中。第一密封件朝向凸台的表面朝向锅体的表面设置有第一密封筋，第二密封件朝向搅拌套的表面设置有第二密封筋。搅拌叶包括连接主体及设置于连接主体外周的搅拌叶片，连接主体套设于搅拌套，连接主体的周壁与搅拌套的周壁非圆配合。搅拌组件穿设于锅体的底部，搅拌组件的最底端不低于锅体的最底端，从而保证锅底的食材也可以搅动，以免在锅底形成不能搅动的盲区。锅体的底部形成有朝向锅体的开口凸出的凸起部，安装孔形成在凸起部上，搅拌座的下端穿出安装孔并外露于锅体之外，搅拌轴的下端不低于锅体的最低端；或者，锅体的底部形成有背离锅体开口凸出的至少三个凸出部，凸出部围绕搅拌组件均匀分布。搅拌组件的最底端与锅体的最底端之间的距离大于等于2mm。

如图1上联轴器器和下联轴器离合和未离合时电压力锅的侧视剖面结构示意图；图2上联轴器器和下联轴器未离合时示意图，使用时，将锅体3放入煲体1后，由于搅拌叶10被食物卡住，下联轴器5和上联轴器4可能出现正对着的情况，此时，处于第一位置的下联轴器5和上联轴器4抵接，弹性件6沿轴向被压缩，下联轴器5与上联轴器4向靠近弹性件6的方向运动一段距离，即向下运动一段距离。此时锅体3可以放在煲体1的正确位置，锅盖2可以盖合到位。当电机通过驱动轴驱动下联轴器5转动时，上联轴器4因为搅拌叶10被食物卡住而无法转动，下联轴器5与上联轴器4发生相对转动，当转动至第二位置，下联轴器齿部5-1与上联轴器齿部4-1完全错开，在第一导向面与第二导向面的配合下，下联轴器齿部5-1进入上联轴器槽部4-2，上联轴器齿部4-1进入下联轴器槽部5-2，此时，下联轴器5向上运动一端距离，弹性件6恢复形变，下联轴器5与上联轴器4啮合，下联轴器5通过上联轴器4带动搅拌叶10转动，进而对锅体3中的食材进行搅拌。

1.煲体 2.锅盖 3.锅体 4.上联轴器 5.下联轴器 6.弹性件（压缩弹簧） 7.限制位元件（螺钉）  8. 搅拌轴  9.搅拌组件 10. 搅拌叶

图1 上联轴器器和下联轴器离合和未离合时电压力锅的侧视剖面结构示意图

4-1、上联轴器齿部；4-2、上联轴器槽部  5-1、下联轴器齿部；5-2、下联轴器槽部

图2 上联轴器器和下联轴器未离合时示意图

2、检测结果

   优化设计后，为检测设计效果及结构可靠性，在标准状况下，对搅拌件进行可靠性实验（搅拌

5min-停止5min-搅拌5min）, 如此反复，测试100次，卡滞次数为0，而优化前其卡滞率高到26%；由此可以看出，通过优化设计，彻底解决了卡滞的问题，全过程无需人为干预即可实现自动的故障解除。

3结论

本文通过对搅拌组件上联轴器和下联轴器之间设置弹性件，使得在下联轴器和上联轴器正对的情况发生时候，弹性件发生形变，下联轴器和上联轴器向下运动，当存在食物卡滞的时候，在电机的驱动下，下联轴器发生转动，上联轴器因为食材的卡滞无法运动，从而使得下联轴器和上联轴器发生相对转动，在其齿部完全错开的情况下，下联轴器和上联轴器向上运动，弹性件恢复形变，下联轴器和上联轴器啮合，从而带动搅拌叶转动，从而恢复正常的搅拌状态对食材进行搅拌。该方案通过巧妙的设计，方案可行，且不需要人工的干预，用户体验好，可靠性高。

参考文献

[1] 范圣玺.从行为和认知的视角看以人为中心的设计[J].机械设计,2013,30(2):97-99.

[2] 高媛.小家电消毒类产品研发中人性化设计的应用研究[J].包装工程,2018,39(24):221-225.

[3] 屈钰锟.人性化设计在产品设计中的应用研究[J].工业设计,2020(2):88-89.

[4] 桂元龙.产品人性化设计的方法[J].包装工程,2008(1):148-150.