專利名稱：一種滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于洗衣機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種滾筒洗衣機(jī)，特別是一種滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
隨著白色家電產(chǎn)品的發(fā)展，滾筒洗衣機(jī)作為一種新型洗衣機(jī)形式被許多制造商看好，其具有的洗凈比高、節(jié)水、節(jié)電的優(yōu)點(diǎn)，也被更多消費(fèi)者的認(rèn)可和喜愛(ài)。滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)能力是確定洗衣機(jī)非常重要的一項(xiàng)技術(shù)性能，其是衡量各個(gè)滾筒洗衣機(jī)制造商產(chǎn)品品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)?，F(xiàn)有的脫水不平衡檢測(cè)方法普遍采用速度差的方法計(jì)算洗衣機(jī)內(nèi)筒偏心量判斷和檢測(cè)不平衡，此方法不是通過(guò)檢測(cè)導(dǎo)致偏心的直接影響參數(shù)，而是通過(guò)檢測(cè)速度變化的這種間接參數(shù)，由于洗衣機(jī)采用PID控制技術(shù)控制內(nèi)筒轉(zhuǎn)速以確保轉(zhuǎn)速的恒定，因此部分抵消了偏心量對(duì)速度參數(shù)的影響，使這種檢測(cè)方法的準(zhǔn)確率降低。這種不平衡檢測(cè)技術(shù)采用，在低速時(shí)依據(jù)檢測(cè)偏心量的大小確定脫水時(shí)最高轉(zhuǎn)速，無(wú)法實(shí)現(xiàn)在高速脫水過(guò)程中準(zhǔn)備檢測(cè)偏心量，因此不能依據(jù)衣物中水量的減少，進(jìn)而偏心量的變化調(diào)整轉(zhuǎn)速。另一種不平衡檢測(cè)技術(shù)是增加一個(gè)平衡檢測(cè)傳感器，此方法會(huì)增加洗衣機(jī)的成本和控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了一種通過(guò)取用控制信號(hào)而直接判斷出偏心量，從而實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、有效獲取偏心量數(shù)值的滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置，包括用于驅(qū)動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)的電機(jī)和連接電機(jī)的微機(jī)控制器，所述的電機(jī)上安裝有一測(cè)速傳感器，且所述測(cè)速傳感器反饋連接于上述微機(jī)控制器，其特征在于，所述的微機(jī)控制器內(nèi)設(shè)有能夠接收上述測(cè)速傳感器的反饋信號(hào)的控制單元，所述的控制單元經(jīng)由連通電路輸出用于保持上述電機(jī)按照設(shè)定值運(yùn)轉(zhuǎn)的控制信號(hào)，所述控制單元還將上述控制信號(hào)傳遞至與其連接的濾波單元，所述濾波單元將提取所得的整形信號(hào)輸出至其連接的計(jì)算單元。本裝置所應(yīng)用的洗衣機(jī)中的滾筒可直立設(shè)置或傾斜設(shè)置，微機(jī)控制器、電機(jī)連接滾筒均設(shè)置在洗衣機(jī)殼體內(nèi)，微機(jī)控制器內(nèi)具有集成電板，控制單元、濾波單元和計(jì)算單元均通過(guò)芯片載體集中設(shè)置于集成電板上。測(cè)速傳感器能夠檢測(cè)電機(jī)傳動(dòng)軸的瞬時(shí)速度，并將該瞬時(shí)速度以電信號(hào)的形式反饋傳輸至微機(jī)控制器的集成電板內(nèi)?？刂茊卧獌?nèi)存設(shè)有各個(gè)階段脫水轉(zhuǎn)速的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值，即為設(shè)定值。微機(jī)控制器內(nèi)部系統(tǒng)程序通過(guò)直接取用控制信號(hào)，進(jìn)行濾波、取值、計(jì)算等方法的操作步驟得出實(shí)際偏心量，將實(shí)際偏心量與設(shè)定值(預(yù)定偏心量)進(jìn)行大小比較得出是否滿足所處脫水階段的條件要求。本實(shí)用新型中的微機(jī)控制器內(nèi)設(shè)有的控制單元存儲(chǔ)PID控制系統(tǒng)程序，濾波單元存儲(chǔ)中值平滑濾波系統(tǒng)程序，計(jì)算單元存儲(chǔ)計(jì)算取值程序。其利用偏心量會(huì)影響轉(zhuǎn)速發(fā)生微小偏差的原理，且該微小偏差的量值由偏心量的組成參數(shù)決定，由此獲取速度偏差的量值便可檢測(cè)到瞬時(shí)的偏心量，而PID控制系統(tǒng)作用消除轉(zhuǎn)速偏差，故無(wú)法通過(guò)直接檢測(cè)轉(zhuǎn)速變化獲取準(zhǔn)確的偏心量所影響產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息。由PID控制系統(tǒng)程序檢測(cè)轉(zhuǎn)速偏差后施加的控制信號(hào)包含能反映轉(zhuǎn)速偏差量值的數(shù)據(jù)信息，故通過(guò)獲取并處理控制信號(hào)即能得出實(shí)際瞬時(shí)的偏心量。再通過(guò)實(shí)際偏心量與設(shè)定值(預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)偏心量)的比較結(jié)果進(jìn)行設(shè)定程序中的按級(jí)脫水步驟，從而實(shí)現(xiàn)在不產(chǎn)生移位的情況下，振動(dòng)較少并最大限度提高脫水轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步優(yōu)化衣物的脫水質(zhì)量。在上述的滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置中，所述的微機(jī)控制器具有輸出軸端，所述的電機(jī)具有輸入軸端，且上述輸出軸端與輸入軸端固連。集成電板內(nèi)的控制單元發(fā)出控制信號(hào)經(jīng)由連通電路操控微機(jī)控制器的輸出軸端動(dòng)作，并同步驅(qū)動(dòng)與輸出軸端一體連接的電機(jī)輸入軸端動(dòng)作，由此實(shí)現(xiàn)調(diào)控電機(jī)轉(zhuǎn)速的作用。在上述的滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置中，所述的電機(jī)具有傳動(dòng)軸，且所述傳動(dòng)軸與上述滾筒之間通過(guò)傳動(dòng)裝置連接。電機(jī)的輸入軸端與傳動(dòng)軸一體固連，故兩者形成同一軸線的相連軸體。測(cè)速傳感器安裝于傳動(dòng)軸上。傳動(dòng)裝置可為皮帶輪及皮帶組成的傳動(dòng)帶組件，或者由齒輪、鏈條組成的傳動(dòng)鏈組件，該傳動(dòng)裝置為現(xiàn)有技術(shù)，故在本專利中不進(jìn)行詳細(xì)描述。在上述的滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置中，所述的電機(jī)為串激電機(jī)。當(dāng)使用串激電機(jī)時(shí)，微機(jī)控制器的控制單元所發(fā)出的控制信號(hào)為電壓信號(hào)。在上述的滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置中，所述的電機(jī)為三相變頻電機(jī)。當(dāng)使用三相變頻電機(jī)時(shí)，微機(jī)控制器的控制單元所發(fā)出的控制信號(hào)為頻率信號(hào)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置摒除了傳統(tǒng)技術(shù)因提取修正后的轉(zhuǎn)速而產(chǎn)生偏差的弊端。又另辟思路，因偏心導(dǎo)致變速，而PID控制技術(shù)直接消除并修正該因由變速的差量，由此利用PID控制技術(shù)輸出的控制信號(hào)對(duì)速度和轉(zhuǎn)矩的高敏感度特性，通過(guò)直接對(duì)控制信號(hào)提取獲得出的偏心量為實(shí)際真實(shí)值，從而顯著提高了偏心量測(cè)算的直接性和精準(zhǔn)性；同時(shí)本裝置為在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)及技術(shù)中增設(shè)濾波等處理系統(tǒng)，由此實(shí)施方案簡(jiǎn)易，便于推廣，有利提高整體洗衣機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

圖1是本滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置中脫水步驟的流程示意圖。圖3是本滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置中偏心量測(cè)量的流程示意圖。圖中，1、滾筒；2、傳動(dòng)裝置；3、電機(jī)；4、測(cè)速傳感器；5、微機(jī)控制器。
具體實(shí)施方式
以下是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施例。如圖1、圖2和圖3，滾筒洗衣機(jī)包括用于洗滌或脫水衣物的滾筒I，本滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置包括連接并驅(qū)動(dòng)滾筒I的電機(jī)3，電機(jī)3連接有微機(jī)控制器5，電機(jī)3上安裝有測(cè)速傳感器4，并且測(cè)速傳感器4反饋連接微機(jī)控制器5。微機(jī)控制器5、電機(jī)3及滾筒I均設(shè)置在洗衣機(jī)殼體內(nèi)，本裝置中的電機(jī)3為串激電機(jī)3或者三相變頻電機(jī)3。電機(jī)3 —端伸出有輸入軸端,另一端伸出有傳動(dòng)軸，且電機(jī)3的輸入軸端與傳動(dòng)軸一體固連，故兩者形成同一軸線的相連軸體。微機(jī)控制器5具有伸出的輸出軸端，且該輸出軸端與電機(jī)3的輸入軸端固連。本裝置所應(yīng)用的洗衣機(jī)中的滾筒I可直立設(shè)置或傾斜設(shè)置，電機(jī)3的傳動(dòng)軸與滾筒I之間通過(guò)傳動(dòng)裝置2連接，該傳動(dòng)裝置2可為皮帶輪及皮帶組成的傳動(dòng)帶組件，或者由齒輪、鏈條組成的傳動(dòng)鏈組件，因該傳動(dòng)裝置2為現(xiàn)有技術(shù)，故在本專利中不再進(jìn)行詳細(xì)描述。測(cè)速傳感器4安裝在電機(jī)3的傳動(dòng)軸上，并能隨時(shí)監(jiān)控檢測(cè)出傳動(dòng)軸的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩。微機(jī)控制器5內(nèi)設(shè)有集成電板，集成電板上分布有控制單元的芯片。測(cè)速傳感器4通過(guò)反饋電路連接控制單元，控制單元依次連接濾波單元和計(jì)算單元?？刂茊卧獌?nèi)存儲(chǔ)PID控制系統(tǒng)程序，且其還存設(shè)有各個(gè)階段脫水轉(zhuǎn)速的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值，即為設(shè)定值；濾波單元內(nèi)存儲(chǔ)中值平滑濾波系統(tǒng)程序；計(jì)算單元內(nèi)存儲(chǔ)計(jì)算取值程序。滾筒洗衣機(jī)在對(duì)衣物等進(jìn)行洗滌或脫水過(guò)程時(shí)，由衣物在旋轉(zhuǎn)的滾筒I內(nèi)的位置存在偏心量，該偏心量導(dǎo)致滾筒I的轉(zhuǎn)速發(fā)生微小偏差，且該種變速與偏心量的組成參數(shù)之間具有特定規(guī)律的應(yīng)對(duì)關(guān)聯(lián)。由偏心量導(dǎo)致的滾筒I變速傳遞至電機(jī)3的傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸上安裝的測(cè)速傳感器4檢測(cè)出傳動(dòng)軸的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，并將該瞬時(shí)速度以電信號(hào)的形式反饋傳輸至微機(jī)控制器5的集成電板上的控制單元內(nèi)?？刂茊卧械腜ID控制系統(tǒng)程序分析出實(shí)際轉(zhuǎn)速與其內(nèi)存設(shè)的設(shè)定值(所處該操作階段預(yù)定出的標(biāo)準(zhǔn)值)之間具有的差量，繼后PID控制系統(tǒng)程序迅速輸出用于彌補(bǔ)差量的控制信號(hào)，該控制信號(hào)經(jīng)由連通電路操控微機(jī)控制器5的輸出軸端動(dòng)作，并同步驅(qū)動(dòng)與輸出軸端一體連接的電機(jī)3輸入軸端動(dòng)作，由此消除因偏心量導(dǎo)致的實(shí)際與預(yù)訂轉(zhuǎn)速的差值，使?jié)L筒I在運(yùn)作中能夠嚴(yán)格按照微機(jī)控制器5內(nèi)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值的速度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)使用串激電機(jī)3時(shí)，微機(jī)控制器5的控制單元所發(fā)出的控制信號(hào)為電壓信號(hào)；當(dāng)使用三相變頻電機(jī)3時(shí)，微機(jī)控制器5的控制單元所發(fā)出的為頻率控制信號(hào)。因PID控制系統(tǒng)程序隨時(shí)跟蹤調(diào)控滾筒I的工作轉(zhuǎn)速，即其能夠即時(shí)、強(qiáng)效消除滾筒I因偏心量等因素造成的偏離設(shè)定值的轉(zhuǎn)速差量。由此直接檢測(cè)滾筒I的工作轉(zhuǎn)速所得為經(jīng)過(guò)PID控制系統(tǒng)程序修正后的轉(zhuǎn)速值，故無(wú)法由該值判斷獲取精準(zhǔn)的偏心量。本滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)方法，該方法包括以下順序的步驟(I)當(dāng)洗衣機(jī)的滾筒I轉(zhuǎn)速達(dá)到低速檢測(cè)速度時(shí)，由偏心量導(dǎo)致電機(jī)3轉(zhuǎn)速產(chǎn)生微小偏差，PID控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)輸出用于消除轉(zhuǎn)速偏差的控制信號(hào)，中值平滑濾波系統(tǒng)對(duì)該控制信號(hào)進(jìn)行提取后形成整形信號(hào)，而后根據(jù)上述整形信號(hào)中的最大值和最小值計(jì)算出最大偏差幅度值，利用最大偏差幅度值與設(shè)定值比較得出偏心量是否符合要求；(2)若檢測(cè)出偏心量符合要求，則進(jìn)入低速脫水步驟，不符合則進(jìn)行偏心修正，進(jìn)入下一次偏心檢測(cè)；(3)當(dāng)進(jìn)入低速脫水步驟后，同時(shí)重復(fù)上述方法進(jìn)行偏心量檢測(cè)，并判斷偏心量是否符合預(yù)定提高脫水轉(zhuǎn)速的設(shè)定值，若符合則進(jìn)入高速脫水步驟；若不符合則維持當(dāng)前低速脫水步驟，繼續(xù)進(jìn)行偏心量檢測(cè)；(4)若在高速脫水步驟中偏心量符合要求，則按等極逐步提高脫水轉(zhuǎn)速直至達(dá)到預(yù)定最高轉(zhuǎn)速；若偏心量不符合要求，則維持當(dāng)前級(jí)別脫水轉(zhuǎn)速，或者降低至相應(yīng)級(jí)別脫水轉(zhuǎn)速。滾筒洗衣機(jī)進(jìn)入脫水步驟的低速檢測(cè)速度為50 90rpm。在該不平衡檢測(cè)方法中的偏心量判斷依次由濾波整形、計(jì)算取值兩步驟實(shí)現(xiàn)，對(duì)于進(jìn)入每等級(jí)脫水步驟前，選取其中最大值作為偏心量的確定值進(jìn)行比較，為獲取一較為準(zhǔn)確的偏心量數(shù)值，應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)進(jìn)行多次判斷。且判斷次數(shù)與脫水轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，即轉(zhuǎn)速低判斷次數(shù)少，轉(zhuǎn)數(shù)高判斷次數(shù)多，并該判斷次數(shù)為5 80次。多次判斷所得結(jié)論若偏心量符合要求，則進(jìn)入更高一級(jí)脫水的步驟，并提高脫水轉(zhuǎn)速同時(shí)進(jìn)行下一階段偏心檢測(cè)，由此依次達(dá)到最高脫水轉(zhuǎn)速；若偏心量不符合預(yù)定提高脫水轉(zhuǎn)速的設(shè)定值時(shí)，保持現(xiàn)有的脫水轉(zhuǎn)速繼續(xù)脫水；若偏心量不符合當(dāng)前預(yù)定脫水轉(zhuǎn)速的設(shè)定值時(shí)，降低脫水轉(zhuǎn)速進(jìn)入更低一級(jí)的脫水狀態(tài)，并繼續(xù)檢測(cè)偏心量，直至降低至低速檢測(cè)速度狀態(tài)。該方法的判斷原理為實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的偏心量導(dǎo)致產(chǎn)生轉(zhuǎn)速偏差量值的出現(xiàn)，而PID控制系統(tǒng)程序檢測(cè)轉(zhuǎn)速偏差后施加的控制信號(hào)中包含能反映轉(zhuǎn)速偏差量值的數(shù)據(jù)信息，故通過(guò)獲取并處理控制信號(hào)即能得出實(shí)際瞬時(shí)的偏心量。及時(shí)掌握精準(zhǔn)的瞬間偏心量，再通過(guò)其與設(shè)定值(預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)偏心量)的比較結(jié)果進(jìn)行設(shè)定程序中的按級(jí)脫水步驟，從而實(shí)現(xiàn)在不產(chǎn)生移位的情況下，振動(dòng)較少并最大限度提高脫水轉(zhuǎn)速，進(jìn)一步優(yōu)化衣物的脫水質(zhì)量。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。盡管本文較多地使用了滾筒I ;傳動(dòng)裝置2 ;電機(jī)3 ;測(cè)速傳感器4 ;微機(jī)控制器5等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置，包括用于驅(qū)動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)的電機(jī)和連接電機(jī)的微機(jī)控制器，所述的電機(jī)上安裝有一測(cè)速傳感器，且所述測(cè)速傳感器反饋連接于上述微機(jī)控制器，其特征在于，所述的微機(jī)控制器內(nèi)設(shè)有能夠接收上述測(cè)速傳感器的反饋信號(hào)的控制單元，所述的控制單元經(jīng)由連通電路輸出用于保持上述電機(jī)按照設(shè)定值運(yùn)轉(zhuǎn)的控制信號(hào)，所述控制單元還將上述控制信號(hào)傳遞至與其連接的濾波單元，所述濾波單元將提取所得的整形信號(hào)輸出至其連接的計(jì)算單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的微機(jī)控制器具有輸出軸端，所述的電機(jī)具有輸入軸端，且上述輸出軸端與輸入軸端固連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的電機(jī)具有傳動(dòng)軸，且所述傳動(dòng)軸與上述滾筒之間通過(guò)傳動(dòng)裝置連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的電機(jī)為串激電機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的電機(jī)為三相變頻電機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種滾筒洗衣機(jī)脫水不平衡檢測(cè)裝置。它解決了現(xiàn)有的檢測(cè)技術(shù)通過(guò)速度差的方法計(jì)算偏心量，因間接檢測(cè)而導(dǎo)致偏心量誤差大、精準(zhǔn)度差的問(wèn)題。本實(shí)用新型包括用于驅(qū)動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)的電機(jī)和連接電機(jī)的微機(jī)控制器，電機(jī)上安裝有一測(cè)速傳感器，且測(cè)速傳感器反饋連接于微機(jī)控制器，微機(jī)控制器內(nèi)設(shè)有能夠接收測(cè)速傳感器的反饋信號(hào)的控制單元，控制單元經(jīng)由連通電路發(fā)送用于保持電機(jī)按照設(shè)定值運(yùn)轉(zhuǎn)的控制信號(hào)，控制單元還通過(guò)電路連接能夠收集控制信號(hào)的濾波單元，濾波單元將提取所得的整形信號(hào)經(jīng)由連通電路發(fā)送至計(jì)算單元。本實(shí)用新型通過(guò)直接對(duì)控制信號(hào)監(jiān)測(cè)提取出實(shí)際真實(shí)的偏心量，顯著提高了偏心量測(cè)算的直接性和精準(zhǔn)性。
文檔編號(hào)D06F37/20GK202898806SQ20122047965
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者王啟先, 張斌, 路積勝, 王哲, 遲曉梅 申請(qǐng)人:青島澳柯瑪洗衣機(jī)有限公司