Система и способ регулирования температуры для устройства укладки волос
Предложено устройство для укладки волос, содержащее первый рычаг, нагревательный элемент и контактную пластину, выполненную с возможностью нагревания от нагревательного элемента и имеющую поверхность контакта с волосами. Устройства включает по меньшей мере один датчик температуры для восприятия температуры нагревательного элемента. Контроллер определяет, находится ли устройство для укладки волос в открытом или в закрытом положении и присоединено ли с возможностью взаимодействия по меньшей мере к одному датчику температуры. Контроллер используется для регулирования температуры нагревательного элемента: когда устройство для укладки волос находится в закрытом положении, обеспечивается подача электропитания на нагревательный элемент при падении измеренной температуры ниже первой пороговой температуры, и когда устройство для укладки волос находится в открытом положении, обеспечивается подача электропитания на нагревательный элемент при падении измеренной температуры ниже второй пороговой температуры. Вторая пороговая температура является выше первой пороговой температуры. Предложены система регулирования температуры устройства для укладки волос и способ управления устройством для укладки. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Эта заявка относится и испрашивает приоритет Предварительной Патентной заявки США № 62/264,904, зарегистрированной 9 декабря 2015 г., которая включена в данный документ согласно ссылке во всей своей полноте.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится в целом к системе управления нагревательного приспособления и, более конкретно, к системе регулирования температуры приспособления для выпрямления волос.
Многие обычные приспособления включают в себя один или несколько нагревательных элементов и систему управления для подачи электрического тока на нагревательные элементы для обеспечения их электропитанием. Например, устройство для выпрямления волос обычно включает в себя первый рычаг, имеющий первую нагревательную пластину, и второй рычаг, имеющий вторую нагревательную пластину, обеспечиваемые электропитанием, соответственно, с помощью первого и второго нагревательных элементов. Однако температура первой и второй нагревательных пластин может существенно меняться в зависимости от того, находятся ли первый и второй рычаги в закрытом положении (то есть, с нагревательными пластинами, проксимально расположенными друг к другу) или в открытом положении (то есть, с нагревательными пластинами, размещенными на расстоянии друг от друга).
Следовательно, имеется потребность в системе управления, которая поддерживает температуру нагревательных пластин независимо от того, находится ли устройство в открытом или закрытом положении.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном варианте осуществления устройство для укладки волос обычно содержит первый и второй рычаги, шарнирно присоединенные друг к другу для селективного, поворотного перемещения относительно друг друга с возможностью конфигурирования устройства для укладки волос между открытым положением и закрытым положением. Первый рычаг имеет нагревательный узел, содержащий нагревательный элемент и контактную пластину, нагреваемую с помощью нагревательного элемента и имеющую поверхность контакта с волосами. По меньшей мере, один датчик температуры выполнен с возможностью восприятия температуры нагревательного элемента. Контроллер выполнен с возможностью определения того, находится ли устройство для укладки волос в своем открытом положении или своем закрытом положении, и присоединено с возможностью сообщения, по меньшей мере, к одному датчику температуры. Контроллер выполнен с возможностью регулирования температуры нагревательного элемента посредством: обеспечения подачи электропитания на нагревательный элемент при падении измеренной температуры ниже первой пороговой температуры, когда устройство для укладки волос находится в своем закрытом положении; и обеспечения подачи электропитания на нагревательный элемент при падении измеренной температуры ниже второй пороговой температуры, когда устройство для укладки волос находится в своем открытом положении. Вторая пороговая температура является выше первой пороговой температуры.
В другом аспекте система регулирования температуры устройства для укладки волос, в общем, содержит запоминающее устройство и микроконтроллер, подсоединенный с возможностью сообщения к запоминающему устройству. Микроконтроллер выполнен с возможностью:
- получения температурного сигнала, по меньшей мере, от одного датчика температуры, выполненного с возможностью восприятия температуры нагревательного элемента;
- определения того, находится ли устройство для укладки волос в открытом или закрытом положении;
- обеспечения подачи электропитания на нагревательный элемент при падении измеренной температуры ниже первой пороговой температуры, когда устройство для укладки волос находится в своем закрытом положении; и
- обеспечения подачи электропитания на нагревательный элемент при падении измеренной температуры ниже второй пороговой температуры, когда устройство для укладки волос находится в своем открытом положении, при этом вторая пороговая температура является выше, чем первая пороговая температура.
В еще другом аспекте, способ управления устройства для укладки волос содержит прием, на контроллере, позиционного сигнала, указывающего то, находится ли устройство для укладки волос в открытом положении или в закрытом положении. На контроллере получают температурный сигнал, указывающий измеренную температуру нагревательного элемента. Когда устройство для укладки волос находится в своем закрытом положении, нагревательный элемент обеспечивается подачей электропитания при падении измеренной температуры ниже первой пороговой температуры. Когда устройство для укладки волос находится в своем открытом положении, нагревательный элемент обеспечивается подачей электропитания при падении измеренной температуры ниже второй пороговой температуры. Вторая пороговая температура является выше первой пороговой температуры.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 представляет собой перспективный вид варианта осуществления устройства для выпрямления волос;
Фиг.2 представляет собой увеличенный перспективный вид участка устройства для выпрямления согласно фиг.1 с контактной пластиной, опущенной для демонстрации внутренней конструкции;
Фиг.3 представляет собой блок-схему системы управления для обеспечения работы устройства для выпрямления волос согласно фиг.1; и
Фиг.4 представляет собой схематический чертеж, изображающий вариант осуществления схемы регулирования температуры, которая может быть использована для управления устройства для выпрямления волос согласно фиг.1.
Соответствующие ссылочные позиции указывают соответствующие части повсюду на нескольких видах чертежей.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Далее со ссылкой на чертежи, и в частности на фиг.1-2, нагревательное устройство согласно одному варианту осуществления изображено в форме устройства для выпрямления волос и указано в целом ссылочной позицией 100. Однако предполагается, что варианты осуществления, описанные в данном документе, могут быть использованы в других электрических приспособлениях таких, как, например, утюжки для завивки колос, утюги для одежды, грили, тостеры, гриль-тостеры, духовки для пиццы, устройства для сушки волос, кофеварки, аквариумы для рыбы, террариумы, варочные котелки, паровые швабры и тому подобное.
Показанное устройство 100 для выпрямления волос содержит пару рычагов (а именно, первый рычаг 102 и второй рычаг 104), которые шарнирно соединены вместе для поворотного перемещения друг относительно друга между открытым положением и закрытым положением. Каждый рычаг 102, 104 включает в себя нагревательный узел 108, содержащий пластину 110 контакта с волосами, имеющую контактную поверхность 112 для контактирования с волосами пользователя, и нагревательный элемент 114, размещенный внутри рычага в теплопроводном соотношении с контактной пластиной для нагревания контактной пластины.
Нагревательный элемент, вмещенный внутрь каждого рычага 102, 104, подсоединен надлежащим образом к источнику электропитания устройства 100 для выпрямления волос с тем, чтобы при работе устройства 100 для выпрямления волос электрический ток подавался к нагревательному элементу 114 для нагревания контактной пластины 110.
В соответствии с настоящим изобретением, нагревательный узел 108, связанный с одним или обоими рычагами 102, 104, может включать в себя термистор 118 (показан схематично на фиг.4) для измерения температуры соответствующего нагревательного узла 108. Например, в одном варианте осуществления термисторы 118 могут использоваться для измерения температуры каждого соответствующего нагревательного элемента 114, при этом предполагается, что температура контактных пластин 110 и, более конкретно, контактных поверхностей, обычно ниже температуры нагревательных элементов, поскольку контактной пластины подвергаются воздействию воздуха.
В соответствии с одним соответствующим вариантом осуществления, нагревательные узлы 108 регулируются вместе (например, для работы по существу при одинаковой температуре). Термисторы 118 согласно одному варианту осуществления могут представлять собой термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). В качестве альтернативы, термистор может представлять собой любое подходящее устройство для контроля температуры. Также предполагается, что любой подходящий датчик температуры может использоваться в дополнение или вместо термистора, не выходя за рамки объема этого изобретения.
Со ссылкой на фиг.3, система 120 регулирования содержится устройством 100 для выпрямления волос и функционально подсоединена к каждому термистору 118. В одном варианте осуществления, система 120 регулирования содержит аналогово-цифровой преобразователь (ADC) 122, микроконтроллер 124 и запоминающее устройство 16 для хранения инструкций, подлежащих выполнению микроконтроллером 124. В качестве альтернативы, система 120 регулирования может включать в себя любое подходящее обрабатывающее устройство. Система 120 регулирования выполнена с возможностью управления устройством 100 для выпрямления волос с помощью регулирования каждого нагревательного узла 108 во время работы устройства 100 для выпрямления волос, как подробно описано в данном документе. В вариантах осуществления, изложенных ниже, аналогово-цифровой преобразователь 122 представляет собой 10-битное, 5-вольтовое устройство. Соответственно, в других вариантах осуществления могут быть использованы другие конфигурации аналогово-цифровых преобразователей.
Далее, со ссылкой на фиг.4, схема регулирования температуры, которая может быть использована с устройством 100 для выпрямления волос, в целом, указана ссылочной позицией 500. Схема 500 регулирования температуры включает в себя интегральный контроллер 502, который может быть осуществлен, например, с использованием системы 120 регулирования.
Как показано на фиг.4, при использовании с устройством 100 для выпрямления волос, имеющем шарнирные рычаги 102, 104, интегральный контроллер 502 присоединен с возможностью взаимодействия к приспособлению 504 для обеспечения контроля. Устройство 504 для контроля может использоваться для оценки того, находится ли устройство 100 для выпрямления волос в закрытом положении (то есть, с рычагами 102 и 104 и, более конкретно, контактными пластинами 112 близко расположенными друг к другу и в отдельных случаях по существу контактирующими друг с другом) или в открытом положении (то есть, с рычагами 102 и 104, расположенными на расстоянии друг от друга). Устройство 100 для выпрямления волос показано в частично открытом положении на фиг.1.
Приспособлению 504 для контроля может представлять собой любое электро-механическое устройство, выполненное с возможностью отслеживания того, находится ли устройство 100 для выпрямления волос в закрытом положении или в открытом положении. Например, устройство 504 для контроля в соответствии с одним вариантом осуществления может содержать а) датчик на эффекте Холла (не показан) на одном рычаге (например, верхнем рычаге 102) и b) соответствующий магнит (не показан), размещенный на другом рычаге (например, нижнем рычаге 104). В одном особо предпочтительном варианте осуществления датчик и соответствующий магнит расположены приблизительно на середине вдоль каждого соответствующего рычага 102, 104 (например, между шарниром и соответствующим нагревательным узлом 108). В других вариантах осуществления для отслеживания открытого и закрытого положения рычагов 102, 104 может быть использован переключатель с кнопкой мгновенного действия. Подразумевается, что другие подходящие приспособления для контроля могут использоваться для отслеживания открытого и закрытого положения рычагов 102, 104, не выходя за рамки объема этого изобретения.
Интегральный контроллер 502 регулирует температуру нагревательных элементов 114 нагревательных узлов 108 исходя из того, находятся ли рычаги 102, 104 устройства 100 для выпрямления волос в закрытом положении или в открытом положении. Более конкретно, когда устройство 100 для выпрямления волос находится в открытом положении, рассеивается больше тепла со стороны контактных пластин 110, поскольку контактные пластины подвергаются воздействию наружного воздуха. Это может снижать температуру контактных пластин 110 примерно на 10-20 градусов Цельсия (°С). Это вызывает разницу между температурой контактных пластин 110 и температурой нагревательных элементов 114.
Таким образом, хотя термистор 118 может указывать, что нагревательный узел 108 функционирует при одинаковой температуре в открытом положении и закрытом положении, действительная температура контактных пластин 110 в открытом положении будет существенно ниже, чем действительная температура контактных пластин 110 в закрытом положении.
Например, по меньшей мере, в некоторых известных устройствах для выпрямления волос контроллер может быть запрограммирован для поддержания температуры контактных пластин 110 при 230°С, независимо от того, находится ли устройство для выпрямления волос в закрытом положении или открытом положении. Для осуществления этого, контроллер обеспечивает подачу электропитания на нагревательные элементы 114 всякий раз, когда термистор 118 указывает, что температура нагревательных элементов 114 является ниже 230°С. Это приводит к температуре контактных пластин 230°С при нахождении устройства для выпрямления волос в закрытом положении, хотя приводит к температуре контактных пластин только 215°С при нахождении устройства для выпрямления волос в открытом положении.
В отличие от этого, в системах и способах, описанных в данном документе, интегральных контроллер 502 регулирует температуру нагревательных элементов 114 исходя из того, находится ли устройство 100 для выпрямления волос в закрытом положении или открытом положении (то есть, основываясь на сигналах, полученных от шарнирного переключателя 104).
Конкретно, для заранее заданного значения температуры (например, 230°С), когда устройство для выпрямления волос находится в закрытом положении, интегральный контроллер 502 обеспечивает подачу электропитания на нагревательные элементы 114 в нагревательных узлах 108 при падении температуры, измеренной термистором 118, ниже первой пороговой температуры (например, 230°С). Однако когда устройство 100 для выпрямления волос находится в открытом положении, интегральный контроллер 502 обеспечивает подачу электропитания на нагревательные элементы 114 при падении температуры, измеренной термистором 118, ниже второй пороговой температуры (например, 260°С). Для того чтобы учесть повышенное рассеивание тепла в открытом положении, вторая пороговая температура является выше первой пороговой температуры. Это приводит к тому, что контактные пластины 110 поддерживаются по существу при заранее заданной величине температуры (например, 230°С), независимо от того, находится ли устройство для выпрямления волос в открытом положении или закрытом положении.
Предполагается, что заранее заданная величина температуры (заданная величина) контактных пластин 110, а также пороговые температуры нагревательных элементов 114 в открытом (T1) или закрытом (T2) положениях устройства 100 для выпрямления волос могут отличаться от таковых, описанных выше. Например, в некоторых вариантах осуществления контроллер 502 может работать в соответствии с любым из нижеследующего.
| заданная величина | T1 | T2 |
| 130 | 130 | 140 |
| 140 | 140 | 152 |
| 150 | 150 | 164 |
| 160 | 160 | 176 |
| 170 | 170 | 188 |
| 180 | 180 | 200 |
| 190 | 190 | 212 |
| 200 | 200 | 224 |
| 210 | 210 | 236 |
| 220 | 220 | 248 |
| 230 | 230 | 260 |
При введении элементов настоящего изобретения или его предпочтительного(ных) варианта(ов) изобретения, артикли "а", "an", "the" и "said" предназначены для обозначения того, что имеются один или несколько элементов. Термины "содержащий", "включающий в себя" и "имеющий" предназначены для обозначения содержания и подразумевают, что кроме перечисленных элементов могут иметься дополнительные элементы.
В вышеописанных конструкциях могут быть выполнены разнообразные изменения, не выходя за пределы объема настоящего изобретения; следует понимать, что весь материал, содержащийся в вышеизложенном описании или показанный в сопроводительных чертежах, следует интерпретировать как иллюстративный и не в ограничивающем смысле.
1. Устройство для укладки волос, содержащее:
первый и второй рычаги, шарнирно присоединенные друг к другу для селективного, поворотного перемещения относительно друг друга с возможностью конфигурирования устройства для укладки волос между открытым положением и закрытым положением, при этом первый рычаг имеет нагревательный узел, содержащий нагревательный элемент и контактную пластину, нагреваемую с помощью нагревательного элемента и имеющую поверхность контакта с волосами;
по меньшей мере один датчик температуры, выполненный с возможностью восприятия температуры нагревательного элемента; и
контроллер, выполненный с возможностью определения того, находится ли устройство для укладки волос в своем открытом положении или своем закрытом положении, и присоединенный с возможностью сообщения по меньшей мере к одному датчику температуры, причем контроллер выполнен с возможностью регулирования температуры нагревательного элемента посредством:
обеспечения подачи электропитания на нагревательный элемент при падении измеренной температуры ниже первой пороговой температуры, когда устройство для укладки волос находится в своем закрытом положении; и
обеспечения подачи электропитания на нагревательный элемент при падении измеренной температуры ниже второй пороговой температуры, когда устройство для укладки волос находится в своем открытом положении, при этом вторая пороговая температура выше первой пороговой температуры.
2. Устройство для укладки волос по п.1, в котором вторая пороговая температура по меньшей мере на 10°С выше, чем первая пороговая температура.
3. Устройство для укладки волос по п.1, в котором контроллер выполнен с возможностью управления температурой нагревательного элемента таким образом, чтобы контактная пластина поддерживалась, в основном, при заранее заданной температуре как в открытом положении, так и в закрытом положении устройства для укладки волос.
4. Устройство для укладки волос по п.3, в котором заранее заданная температура нагревательной пластины составляет примерно 230°С, первая пороговая температура составляет примерно 230°С и вторая пороговая температура составляет примерно 260°С.
5. Устройство для укладки волос по п.1, в котором по меньшей мере один датчик температуры содержит термистор.
6. Устройство для укладки волос по п.1, в котором по меньшей мере один датчик температуры содержит термистор с отрицательным температурным коэффициентом.
7. Устройство для укладки волос по п.1, в котором контроллер имеет устройство контроля, работающее с возможностью отслеживания перемещения рычагов между открытым и закрытым положениями устройства для укладки волос.
8. Устройство для укладки волос по п.1, в котором второй рычаг имеет соответствующий нагревательный узел, содержащий нагревательный элемент и контактную пластину, нагреваемую с помощью нагревательного элемента и имеющую поверхность контакта с волосами, и по меньшей мере один датчик температуры, выполненный с возможностью восприятия температуры нагревательного элемента второго рычага, при этом контроллер выполнен с возможностью управления работой как нагревательного элемента первого рычага, так и нагревательного элемента второго рычага.
9. Система регулирования температуры устройства для укладки волос, имеющего первый и второй рычаги, шарнирно присоединенные друг к другу для селективного, поворотного перемещения относительно друг друга с возможностью конфигурирования устройства для укладки волос между открытым положением и закрытым положением, при этом первый рычаг имеет нагревательный узел, включающий в себя нагревательный элемент и контактную пластину, нагреваемую с помощью нагревательного элемента и имеющую поверхность контакта с волосами, причем система регулирования температуры содержит:
запоминающее устройство; и
микроконтроллер, подсоединенный с возможностью сообщения к запоминающему устройству и конфигурированный с возможностью:
получения температурного сигнала по меньшей мере от одного датчика температуры, выполненного с возможностью восприятия температуры нагревательного элемента;
определения того, находится ли устройство для укладки волос в своем открытом или своем закрытом положении;
обеспечения подачи электропитания нагревательного элемента при падении измеренной температуры ниже первой пороговой температуры, когда устройство для укладки волос находится в своем закрытом положении; и
обеспечения подачи электропитания нагревательного элемента при падении измеренной температуры ниже второй пороговой температуры, когда устройство для укладки волос находится в своем открытом положении, при этом вторая пороговая температура является выше, чем первая пороговая температура.
10. Система регулирования температуры по п.9, в которой микроконтроллер дополнительно конфигурирован с возможностью получения позиционного сигнала от устройства для контроля, при этом позиционный сигнал указывает на то, находится ли устройство для укладки волос в своем открытом положении или своем закрытом положении.
11. Система регулирования температуры по п.9, в которой вторая пороговая температура по меньшей мере на 10°С выше, чем первая пороговая температура.
12. Система регулирования температуры по п.9, в которой микроконтроллер выполнен с возможностью управления температурой нагревательного элемента таким образом, чтобы контактная пластина поддерживалась, в общем, при заранее заданной температуре как в открытом положении, так и закрытом положении устройства для укладки волос.
13. Система регулирования температуры по п.12, в которой заранее заданная температура контактной пластины составляет примерно 230°С, первая пороговая температура составляет примерно 230°С и вторая пороговая температура составляет примерно 260°С.
14. Система регулирования температуры по п.9, в которой второй рычаг имеет соответствующий нагревательный узел, включающий в себя нагревательный элемент и контактную пластину, нагреваемую с помощью нагревательного элемента и имеющую поверхность контакта с волосами, при этом контроллер выполнен с возможностью управления работой как нагревательного элемента первого рычага, так и нагревательного элемента второго рычага.
15. Способ управления устройством для укладки волос, причем устройство имеет первый и второй рычаги, шарнирно присоединенные друг к другу для селективного, поворотного перемещения относительно друг друга с возможностью конфигурирования устройства для укладки волос между открытым положением и закрытым положением, при этом первый рычаг имеет нагревательный узел, включающий в себя нагревательный элемент и контактную пластину, нагреваемую с помощью нагревательного элемента и имеющую поверхность контакта с волосами, причем способ содержит:
прием, на контроллере, позиционного сигнала, указывающего, находится ли устройство для укладки волос в своем открытом положении или в своем закрытом положении;
прием, на контроллере, температурного сигнала, указывающего измеренную температуру нагревательного элемента;
обеспечение подачи электропитания на нагревательный элемент при падении измеренной температуры ниже первой пороговой температуры, когда устройство для укладки волос находится в своем закрытом положении; и
обеспечение подачи электропитания на нагревательный элемент при падении измеренной температуры ниже второй пороговой температуры, когда устройство для укладки волос находится в своем открытом положении, при этом вторая пороговая температура выше первой пороговой температуры.
16. Способ по п.15, в котором прием позиционного сигнала содержит получение позиционного сигнала от шарнирного переключателя.
17. Способ по п.15, в котором второй рычаг имеет соответствующий нагревательный узел, включающий в себя нагревательный элемент и контактную пластину, нагреваемую с помощью нагревательного элемента и имеющую поверхность контакта с волосами, и по меньшей мере один датчик температуры, выполненный с возможностью восприятия температуры нагревательного элемента второго рычага, и в котором прием температурного сигнала содержит получение температурного сигнала от термистора на каждом рычаге нагревательного приспособления.
18. Способ по п.15, в котором прием температурного сигнала содержит получение температурного сигнала от одного термистора.
19. Способ по п.15, в котором подача электропитания на нагревательный элемент, когда измеренная температура падает ниже первой пороговой температуры, предусматривает подачу электропитания на нагревательный элемент, когда измеренная температура падает ниже около 230ºC.
20. Способ по п.15, в котором подача электропитания на нагревательный элемент, когда измеренная температура падает ниже второй пороговой температуры, предусматривает подачу электропитания на нагревательный элемент, когда измеренная температура падает ниже около 260ºC.
