專利名稱：一種洗衣機(jī)的稱重方法及其實(shí)現(xiàn)所述方法的洗衣機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種洗衣機(jī)的稱重方法、實(shí)現(xiàn)所述方法的洗衣機(jī)，具體地講，本發(fā)明涉及的是一種利用減震器上的位移傳感器采集的信號(hào)經(jīng)過處理后得到被洗物品重量的稱重方法，以及實(shí)現(xiàn)所述方法的洗衣機(jī)，尤其適用于滾筒洗衣機(jī)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，滾筒洗衣機(jī)在其外筒底部與外箱體的底座之間裝設(shè)有兩個(gè)彈性支撐減振器，所述的彈性支撐減振器包括彈簧式的、液壓阻尼和空氣阻尼式的。所述的現(xiàn)有技術(shù)的減震器可參見CN2519049Y、CN2345773Y、JP5300992A、JP2002200392A、CN2422320Y等。
和本發(fā)明結(jié)構(gòu)相同的減震器是WO01/27375，但是，該文獻(xiàn)沒有公開如何測(cè)重的電路以及減震器活塞桿的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種測(cè)重方法；本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)所述方法的洗衣機(jī)；本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供一種具有增強(qiáng)減震器活塞桿的洗衣機(jī)。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為空氣阻尼減震器的示意圖。
圖3為帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器的示意圖。
圖4為其電氣原理方框圖。
圖5為所述增強(qiáng)結(jié)構(gòu)活塞桿的示意圖。
圖6為所述位移傳感器的特征曲線圖。
圖7為MCU的接口時(shí)序示意圖。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，所述的洗衣機(jī)應(yīng)該至少包括機(jī)殼、安裝在機(jī)殼和外筒之間的機(jī)械支承裝置、安裝在外筒中的內(nèi)滾筒、安裝在機(jī)殼和外筒之間的電機(jī)及其傳動(dòng)裝置、安裝在機(jī)殼上的進(jìn)排水機(jī)構(gòu)以及電氣控制系統(tǒng)。
機(jī)械支承裝置包括裝設(shè)在外筒底部與機(jī)殼的底座之間的兩個(gè)彈性支撐減振器。其中一個(gè)彈性支撐減振器為空氣阻尼減震器，由端部帶有連接環(huán)的氣缸體、套裝在氣缸體中且端部帶有連接環(huán)的活塞桿、套裝在活塞桿另一端的活塞密封環(huán)所組成。
另一個(gè)彈性支撐減振器為帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器，由端部帶有連接環(huán)的氣缸體、固定在氣缸體軸心線上的線圈架、安裝在線圈架外周部的線圈、制作在氣缸體外面與線圈連接的線圈接口、套裝在氣缸體中且端部帶有連接環(huán)的活塞桿、套裝在活塞桿另一端的活塞密封環(huán)所組成?；钊麠U由鐵磁材料制成，其端部帶有可以使線圈架及線圈進(jìn)出的內(nèi)孔。
工作時(shí)，帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器的線圈架及安裝其上的線圈插入活塞桿的內(nèi)孔中。當(dāng)加入衣物或進(jìn)水時(shí)，外筒及內(nèi)滾筒的重量增加，加在傾斜安裝的空氣阻尼減震器和帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器上的重力加大，迫使其向下壓縮。其氣缸體和活塞桿、活塞密封環(huán)之間的空氣受到壓縮，阻尼力增大，直至平衡。
帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器向下壓縮時(shí)，線圈與鐵磁材料活塞桿之間產(chǎn)生了位移，線圈的電感量必然改變。于是，位移量就轉(zhuǎn)換為電感量被檢測(cè)并傳輸至稱重模塊。
空氣阻尼減震器和帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器的阻尼力(彈力)相同或相近。這種可保持外筒及內(nèi)滾筒的左右平衡，減少振動(dòng)以及稱重準(zhǔn)確。
位移傳感器的輸出端和兩輸入端與稱重模塊連接，稱重模塊與電氣控制系統(tǒng)的微處理器連接。
稱重模塊包括與位移傳感器的輸出端連接的整流電路、與整流電路連接的低通濾波器、與低通濾波器連接的高增益放大器、與低通濾波器和高增益放大器連接的時(shí)序產(chǎn)生電路、與時(shí)序產(chǎn)生電路連接的方波產(chǎn)生電路、與時(shí)序產(chǎn)生電路連接的微處理器接口電路。
方波產(chǎn)生電路與位移傳感器的兩輸入端連接，微處理器接口電路和高增益放大器與微處理器連接。
稱重模塊對(duì)內(nèi)產(chǎn)生高精度時(shí)鐘信號(hào)、各種時(shí)序信號(hào)、濾波器/放大器的控制信號(hào)；對(duì)外則產(chǎn)生測(cè)量用雙相方波信號(hào)，并連接至微處理器MCU的接口電路。
稱重模塊首先對(duì)反饋回來(lái)的交流信號(hào)進(jìn)行整流，將方波信號(hào)變換成直流信號(hào)；然后對(duì)直流信號(hào)作低通濾波，濾除高頻干擾；最后進(jìn)行高增益放大，得到合適幅度的輸出信號(hào)。
稱重模塊設(shè)置了外部MCU接口電路，接口電路為IBIT雙向I/O的形式，MCU在啟動(dòng)稱重模塊工作時(shí)，首先，輸出一低電平時(shí)間大于10mS負(fù)脈沖，然后，將I/O口轉(zhuǎn)為輸入等待START信號(hào)的上升沿，檢測(cè)到上升沿后，MCU即可使用模塊的A/D OUT信號(hào)測(cè)量重量。電路結(jié)構(gòu)為帶內(nèi)部上拉電阻的開漏輸出。
稱重模塊與MCU、空氣阻尼減震器和帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器相配合，在MCU的控制下，完成對(duì)衣物重量和/或進(jìn)水量的稱量，實(shí)現(xiàn)了滾筒洗衣機(jī)的自動(dòng)稱重功能。
稱重模塊中的各部件可以集成為整體的集成電路電路。
本發(fā)明的任務(wù)就是這樣完成的。
本發(fā)明將位移傳感器和空氣阻尼減震器合二為一，然后利用位移傳感器輸出的信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的處理后，可以換算成實(shí)際的重量，通過該方法可以測(cè)控衣物量和/或進(jìn)水量，所述的方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，相應(yīng)的元件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，精度較高。它可廣泛應(yīng)用于滾筒洗衣機(jī)中。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1。一種設(shè)有稱重裝置的滾筒洗衣機(jī)，如圖1所示。它包括機(jī)殼1、安裝在機(jī)殼1和外筒2之間的機(jī)械支承裝置3、安裝在外筒2中的內(nèi)滾筒4、安裝在機(jī)殼1和外筒2之間的電機(jī)及其傳動(dòng)裝置、安裝在機(jī)殼1上的進(jìn)排水機(jī)構(gòu)以及電氣控制系統(tǒng)5。機(jī)械支承裝置3包括裝設(shè)在外筒2底部與機(jī)殼1的底座之間的兩個(gè)彈性支撐減振器6。
圖2所示，其中一個(gè)彈性支撐減振器為空氣阻尼減震器。它由端部帶有連接環(huán)7的氣缸體8、套裝在氣缸體8中且端部帶有連接環(huán)9的活塞桿10、套裝在活塞桿10另一端的活塞密封環(huán)11所組成。
圖3所示，其中另一個(gè)彈性支撐減振器為帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器。它由端部帶有連接環(huán)12的氣缸體13、固定在氣缸體13的軸心線上的線圈架14、安裝在線圈架14外周部的線圈15、制作在氣缸體13外面與線圈15連接的線圈接口16、套裝在氣缸體13中且端部帶有連接環(huán)17的活塞桿18、套裝在活塞桿18另一端的活塞密封環(huán)19及嵌裝在該端的環(huán)形件21所組成。
活塞桿18通常由工程材料注塑而成，在活塞桿的中心有一沿桿中心軸線的內(nèi)孔20，當(dāng)使線圈架14及線圈15因?yàn)槲灰七M(jìn)入其中的時(shí)候，使線圈架14及線圈15能夠自如地在其中移動(dòng)，在內(nèi)孔20的前端內(nèi)嵌一個(gè)由鐵磁材料制成環(huán)形件21。
所述的活塞桿18，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用的四肋方式或光滑圓柱方式，這種方式可能導(dǎo)致活塞桿18的強(qiáng)度下降并且會(huì)使活塞桿18沿軸線垂直方向擺動(dòng)，為了克服這樣的缺陷，本發(fā)明的研究人員采用了沿活塞桿18軸線片狀加強(qiáng)肋22和沿活塞桿18軸線垂直方向的片狀加強(qiáng)肋23的方式，采用了該方式的活塞桿能夠克服通常，沿軸線方向的片狀加強(qiáng)肋22為3-9片，沿軸線垂直方向的片狀加強(qiáng)肋23為2-7片；優(yōu)選的是沿軸線方向的片狀加強(qiáng)肋22是7片，沿軸線垂直方向的片狀加強(qiáng)肋23為5片。
沿軸線方向的片狀加強(qiáng)肋22的外形和汽缸體13滑動(dòng)配合，而沿軸線垂直方向的片狀加強(qiáng)肋23的高度應(yīng)該低于沿軸線方向的片狀加強(qiáng)肋1-5mm，這是因?yàn)?，如果高度一致，可能?dǎo)致活塞桿18與汽缸體13之間的氣密性不一致。
同時(shí)，活塞桿18端部的環(huán)狀件21雖然和汽缸體13滑動(dòng)配合，但是，在所述環(huán)狀件上應(yīng)該有通孔，這樣，將氣密性完全由活塞密封環(huán)19把握，可實(shí)現(xiàn)高度的一致性。
上述空氣阻尼減震器和帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器的阻尼力相近，可使外筒2及內(nèi)滾筒4左右平衡，減少振動(dòng)、稱重準(zhǔn)確。
圖4所示，位移傳感器21的輸出端22和兩輸入端23與稱重模塊24連接，稱重模塊24還與電氣控制系統(tǒng)5的微處理器25連接。
稱重模塊24包括與位移傳感器21的輸出端22連接的整流電路26、與整流電路26連接的低通濾波器27、與低通濾波器27連接的高增益放大器28、與低通濾波器27和高增益放大器28連接的時(shí)序產(chǎn)生電路29、與時(shí)序產(chǎn)生電路29連接的方波產(chǎn)生電路30、與時(shí)序產(chǎn)生電路30連接的微處理器接口電路31。方波產(chǎn)生電路30與位移傳感器21的兩輸入端23連接，微處理器接口電路31和高增益放大器28分別與微處理器25連接。稱重模塊24是一種可以集成為整體的集成電路電路。
其中，圖4中24代表的稱重模塊中的XIN為輸入位移傳感器的反饋信號(hào)(-5V---+5V方波信號(hào)輸入)，XOUT為輸出到位移傳感器的方波信號(hào)(0-5V方波輸出)，A/D OUT是測(cè)重測(cè)量信號(hào)輸出(1.5-4.5V輸出，輸出阻抗1000歐姆)，VCC為電源(4.75-5.25V)，GND為接地，START為I/O測(cè)重測(cè)量啟動(dòng)(0-5V，內(nèi)部上拉電阻)、握手信號(hào)。
作為提供信號(hào)的重要部件，本發(fā)明所述的測(cè)重方法中的位移傳感器具有如下指標(biāo)其模擬輸出小于等于正負(fù)3.5V；當(dāng)測(cè)量范圍在正負(fù)25.5mm內(nèi)，其線性度為正負(fù)1.5％，其靈敏度為107mV/mm正負(fù)10％。
為了實(shí)現(xiàn)所述的參數(shù)，本發(fā)明的研究人員提出，在位移傳感器中的線圈，應(yīng)該滿足如下指標(biāo)其有效電阻為68歐姆正負(fù)3％，在15kHz下其電感L為2.55mH正負(fù)3％，在15kHz下并且減震器長(zhǎng)度為220mm時(shí)其電感L為2.13mH正負(fù)3％，在15kHz下其電容為1.85nF正負(fù)10％。
為了進(jìn)一步說明并規(guī)范所述減震器的減震性能，研究人員還提出了，適用的減震器推力FD(即(FD+FZ)/2)為80-120N，其拉力FZ(即(FZ-FD))小于等于25N。
本發(fā)明提供了一種將位移傳感器和空氣阻尼減震器合二為一，并且與另一個(gè)專用的空氣阻尼減震器配套使用，通過位移傳感器測(cè)得的信號(hào)轉(zhuǎn)化為重量信號(hào)，可以測(cè)控被洗衣物的重量量和進(jìn)水量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，測(cè)量精度較高的稱重裝置，它尤其可廣泛適用于滾筒洗衣機(jī)中。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)有稱重裝置的滾筒洗衣機(jī)，它包括機(jī)殼、安裝在機(jī)殼和外筒之間的機(jī)械支承裝置、安裝在外筒中的內(nèi)滾筒、安裝在機(jī)殼和外筒之間的電機(jī)及其傳動(dòng)裝置、安裝在機(jī)殼上的進(jìn)排水機(jī)構(gòu)以及電氣控制系統(tǒng)，機(jī)械支承裝置包括裝設(shè)在外筒底部與機(jī)殼的底座之間的兩個(gè)彈性支撐減振器，其特征在于其中一個(gè)彈性支撐減振器帶有位移傳感器，位移傳感器的輸出輸入端和稱重模塊連接，稱重模塊與電氣控制系統(tǒng)的微處理器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒洗衣機(jī)，其特征在于洗衣機(jī)上設(shè)置的所有空氣阻尼減震器的阻尼力相同或相近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)有稱重裝置的滾筒洗衣機(jī)，其特征在于所說的稱重模塊包括與位移傳感器的輸出端連接的整流電路、與整流電路連接的低通濾波器、與低通濾波器連接的高增益放大器、與低通濾波器和高增益放大器連接的時(shí)序產(chǎn)生電路、與時(shí)序產(chǎn)生電路連接的方波產(chǎn)生電路、與時(shí)序產(chǎn)生電路連接的微處理器接口電路，方波產(chǎn)生電路與位移傳感器的兩輸入端連接，微處理器接口電路和高增益放大器與微處理器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洗衣機(jī)，其特征在于所述的稱重模塊對(duì)內(nèi)產(chǎn)生高精度時(shí)鐘信號(hào)、各種時(shí)序信號(hào)、濾波器/放大器的控制信號(hào)；對(duì)外則產(chǎn)生測(cè)量用雙相方波信號(hào)，并連接至微處理器MCU的接口電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洗衣機(jī)，其特征在于所述的稱重模塊中的XIN為輸入位移傳感器的反饋信號(hào)(-5V---+5V方波信號(hào)輸入)，XOUT為輸出到位移傳感器的方波信號(hào)(0-5V方波輸出)，A/D OUT是測(cè)重測(cè)量信號(hào)輸出(1.5-4.5V輸出，輸出阻抗1000歐姆)，VCC為電源(4.75-5.25V)，GND為接地，START為I/O測(cè)重測(cè)量啟動(dòng)(0-5V，內(nèi)部上拉電阻)、握手信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洗衣機(jī)，其特征在于所述的位移傳感器具有如下指標(biāo)其模擬輸出小于等于正負(fù)3.5V；當(dāng)測(cè)量范圍在正負(fù)25.5mm內(nèi)，其線性度為正負(fù)1.5％，其靈敏度為107mV/mm正負(fù)10％。
7.一種洗衣機(jī)的測(cè)重方法，其特征在于所述的稱重模塊首先對(duì)反饋回來(lái)的交流信號(hào)進(jìn)行整流，將方波信號(hào)變換成直流信號(hào)；然后對(duì)直流信號(hào)作低通濾波，濾除高頻干擾；最后進(jìn)行高增益放大，得到合適幅度的輸出信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的洗衣機(jī)，其特征在于所述的稱重模塊設(shè)置的外部MCU接口電路為IBIT雙向I/O的形式，MCU在啟動(dòng)稱重模塊工作時(shí)，首先，輸出一低電平時(shí)間大于10mS負(fù)脈沖，然后，將I/O口轉(zhuǎn)為輸入等待START信號(hào)的上升沿，檢測(cè)到上升沿后，MCU即可使用模塊的A/D OUT信號(hào)測(cè)量重量，電路結(jié)構(gòu)為帶內(nèi)部上拉電阻的開漏輸出。
9.一種具有增強(qiáng)減震器活塞桿的洗衣機(jī)，其特征在于所述的活塞桿18設(shè)置有軸線片狀加強(qiáng)肋22和沿活塞桿18軸線垂直方向的片狀加強(qiáng)肋23，沿軸線方向的片狀加強(qiáng)肋22為3-9片，沿軸線垂直方向的片狀加強(qiáng)肋23為2-7片。
10.根據(jù)權(quán)利要求10所述的洗衣機(jī)，其特征在于沿軸線方向的片狀加強(qiáng)肋22是7片，沿軸線垂直方向的片狀加強(qiáng)肋23為5片。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的洗衣機(jī)，其特征在于所述減震器適用的減震器推力FD(即(FD+FZ)/2)為80-120N，其拉力FZ(即(FZ-FD))小于等于25N。
全文摘要
一種洗衣機(jī)的稱重方法及其實(shí)現(xiàn)所述方法的洗衣機(jī)，包括機(jī)殼、外筒、兩個(gè)彈性支撐減振器、內(nèi)滾筒、電機(jī)傳動(dòng)裝置等，其中的一個(gè)彈性支撐減振器為帶位移傳感器的空氣阻尼式，由帶連接環(huán)的氣缸體、固定在氣缸體上的線圈架、線圈、線圈接口、帶連接環(huán)和內(nèi)孔的鐵磁活塞桿及密封環(huán)組成，位移傳感器經(jīng)稱重模塊與微處理器連接，稱重模塊包括整流、低通濾波、高增益放大、時(shí)序產(chǎn)生、方波等電路和接口，它將位移傳感器和空氣阻尼減震器合二為一，可以測(cè)控衣物量和進(jìn)水量，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，精度較高?？蓮V泛應(yīng)用于滾筒洗衣機(jī)中。
文檔編號(hào)D06F37/00GK1690291SQ20041006253
公開日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月22日
發(fā)明者杜光林, 舒海, 李文偉 申請(qǐng)人:海爾集團(tuán)公司, 海爾梅洛尼(青島)洗衣機(jī)有限公司