CN101542035B - 家用电器旋转部件尤其是洗衣机滚筒的角位置检测装置 - Google Patents

Abstract

一种检测家用电器旋转部件(2)典型地是洗衣机滚筒的角位置检测装置，包括可相对旋转部件安装在一个固定位置例如由家用电器的框架支撑的磁场发生装置(3)、使用时一体安装在旋转部件的一个位置上以便周期性经过磁场发生装置的前面且处于靠近磁场发生装置的位置以便引起磁场磁通线在第一和第二场态之间的空间变化的与磁场发生装置对应的交感装置(5)以及用来在被磁场磁通线穿过时产生电信号的装置(7)；其中所述信号产生装置与磁场发生装置一体且相对交感装置安装在与磁场发生装置相同的侧但位于仅在所述第二场态被磁通线穿过的位置。

Description

家用电器旋转部件尤其是洗衣机滚筒的角位置检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测家用电器旋转部件，尤其是顶开式洗衣机或甩干机滚筒角位置的检测装置。

背景技术

显然特别地在顶开式洗衣机和甩干机中，或者一般而言在带有适于到达预设角位置以卸载或装填、或者为家用电器本身提供一项特殊功能的旋转部件的任何家用电器中，需要精确检测滚筒或旋转部件什么时候到达预设角位置，以便比如通过直接控制旋转部件的马达使其精确停止在该位置。

从FR-B1-2784403可知，一种用于检测顶开式洗衣机或甩干机旋转滚筒角位置的检测装置，其适于使滚筒停止在布置于家用电器家用电器的上面倾斜式顶部的装/卸开口处；该装置包括通过马蹄形结构承载为面向RID型传感器的永磁体(或电磁体)，马蹄形结构固定在桶体外部、家用电器的框架上。传感器和磁体之间的空间由滚筒传动轴的皮带轮占据，铁磁材料长条以预定角位置设置于其上。

当铁磁材料长条周期性地经过传感器和磁体之间的空间时，它就改变了磁场，使传感器检测所述改变然后发出电信号；因此该装置能显示滚筒到达了预定角位置，其中铁磁长条位于意图使用时设置在铁磁长条相对面的传感器和磁体之间。如EP-A1-067232中所述，这种类型的传感器还能用来检测滚筒的转速。

所述装置显示出相当笨重的缺陷而且最严重的是，其发出信号的识别取决于传感器和磁体之间的距离，而该距离在使用中可能相对于设计距离有变化，或者是由于装配误差或更简单地由于加工公差，或由于悬伸支撑传感器和在其相对侧支撑磁体的马蹄形支架的变形；因此，根据FR-B1-2784403的该装置不太可靠。

DE-C2-3306052进一步公开了一种装置，其用操作性地关联到旋转磁体、安装在不同角位置的两个霍耳效应传感器克服上述缺陷。该第二种方法，显示出较高可靠性的同时，也在尺寸更大之外还显得成本更高得多且结构复杂。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种检测家用电器旋转部件角位置的装置，其设计成克服了上述缺陷，尤其显示出高可靠性、低成本、小尺寸及较高易组装性。

根据本发明提供了一种检测家用电器旋转部件典型地是顶开式洗衣机或甩干机滚筒角位置的检测装置，如权利要求1所限定。

特别地，上述检测装置包括设置在相对旋转部件的一个固定位置上例如一体地安装在家用电器的框架上的磁场发生装置、使用中可一体安装在旋转部件上的一个位置上以便周期性地经过磁场发生装置的前面和靠近磁场发生装置的位置的与磁场发生装置对应的交感装置以及与磁场发生装置一体安装、用来在被磁场磁通线穿过时产生电信号的装置。

根据本发明，磁场发生装置形成为使交感装置的周期性地经过引起第一和第二场态间的磁场磁通线排列的空间变化；信号产生装置设定为相对于交感装置在与磁场发生装置相同的侧但位于仅让第二场态中磁通线穿过的位置。

根据第一可能的实施方式，磁场发生装置由永磁体组成，其具有沿使用时与交感装置相截的轴线取向的相对的N-S(北-南)极，使得永磁体产生的基本所有磁场磁通线都可与交感装置发生交感作用，以便离开它们不通过交感装置闭合的第一场态进入它们通过交感装置闭合的第二场态。

信号产生装置可替代地包括紧邻永磁体布置且与永磁体N-S极的取向轴线同轴线地设置的电感器和该电感器所属的电路。

在第二实施方式中，磁场发生装置由括电线圈的电磁体和构成磁路的芯组成，磁路包含至少一个电线圈(electrical winding)定位于那的第一分支和至少一个没有电线圈但信号产生装置定位于那的第二分支；所述芯形成为在磁路的第一和第二分支之间界定出使用时面向交感装置的空气隙且相对交感装置设置在同侧，由于旋转部件的转动交感装置至少接近该空气隙地周期性经过。

信号产生装置由用芯在磁路的第二分支上或接近第二分支一体承载使得仅当在第二场态中由于交感装置经过的影响而使磁场磁通线通过空气隙和磁路第二分支闭合时才被磁场磁通线穿过的霍耳效应传感器组成。

在两个实施方式中，交感装置包含在至少一个由铁磁材料形成且可以直接或间接地以预设角位置有角度地一体安装在可移动部件上的部件构成，例如金属箔、板、支架或嵌入件。

用这种方式，能产生一种易于识别的信号而不论检测装置的部件正确安装与否；的确，如果使用了永磁体，该装置，除非常便宜及小巧之外，能发出一种开一闭模式中在零(无信号——当铁磁条没有面对磁体和相应的电感器时)和对应于设计值的预设最大值(如，5V)之间变化的信号；使用时改变磁体和铁磁条之间距离的合理定位误差只会使信号的最大强度变化，但不管如何可以识别有信号(任何信号)和无信号。

如果使用了电磁体，霍耳传感器安装在与电磁体相同的结构中且不会经受装配误差或者无论如何装配误差不会显著影响当固定在旋转部件上的铁磁条面对空气隙时穿过传感器的磁通线(最大)数量与铁磁条不面对空气隙时穿过它的磁通线数量(基本没有)之间的区别。

最后，在两种情况中，由于该装置的两个主要固定件(传感器和磁体/电磁体)相对铁磁条设置在同侧而不是象FR-B1-2784403中在相对的侧，因此极易装配。

附图简介

根据下文描述的优选实施方式和参照相关附图，本发明其它特点和优势是明显的，所述优选实施方式仅以非限制性实施例的方式给出，其中：

-图1是本发明装置第一实施方式两种不同工作形态a)和b)的立体示意图，以及图1c)显示了布线图；以及

-图2显示了本发明第二实施方式的立体示意图，用不同的线条示意性地显示了两种工作形态。

实现发明最佳方式

对于图1、2，数字1表示家用电器(公知未显示)旋转部件2角位置的整个检测装置。典型地，旋转部件2是洗衣机或甩干机的滚筒，或者是以其它方式角度连接到它的部件，例如滚筒自身的致动皮带轮，其与滚筒相反，位于洗衣机或甩干机桶体的外部且更可及的位置。

装置1，图1中1a类型和图2中的1b类型，都包括磁场发生装置3，使用时可相对旋转部件2设置在一个固定的位置上，例如一体安装在家用电器的框架(未显示)外围面对旋转装置2的位置上；与磁场发生装置3对应的交感装置5，使用时可一体设置在旋转部件2的一个位置上使得周期性经过磁场发生装置3的前面和与磁场发生装置3相邻近的位置；和用来在被稍后可知根据本发明其可采用两种不同空间形态的磁场磁通线9穿过时产生电信号的装置7。信号产生装置7可与磁场发生装置3一体设置。

根据本发明的一个方面，磁场发生装置3成形为交感装置5的周期性经过能引起两者的两者所产生磁场磁通线9排列的空间在图1和2中由磁通线9a表示的第一场态以及由磁通线9b表示的第二场态之间变化。结合本发明的这个方面，信号产生装置7相对交感装置5设置在与磁场发生装置3的相同侧，(如，在同一个带上)，但位于仅在第二场态中被磁通线9穿过的位置，即以便仅被磁通线9b穿过或仅与磁通线9b有效关联。

交感装置5成形为使用时沿预定宽度的、中心与旋转部件2的旋转轴线(为简便未显示)一致的角度弧(angular arc)设置；此外，交感装置5的延伸角度弧设定为使用时相对于旋转部件2占用一预定的角位置，例如对应于或者关联于家用电器滚筒的理想的停止角位置。

实践中，交感装置5包含至少一个由铁磁材料形成的部件，且直接或间接地在预定角位置以角度一体方式可安装到可移动部件2，优选由金属箔、板、支架或嵌入件形成，有角度地可固定到旋转部件2。

根据图1中显示的非限制性实施方式，磁场发生装置3包括具有相对的N-S极(北一南)的永磁体10，其取向成使得在使用时基本所有永磁体10产生的磁场磁通线9都与从第一场态9a转移到第二场态9b的交感装置5(即与部件2一体携带的板或金属箔5)发生交感作用，在第一场态中磁通线9远离所述板或箔5(图1a)闭合，第二场态中磁通线9通过铁磁板或箔5(图1b)闭合。

永磁体1O相对的N-s极是特别沿轴线A取向的，这样在使用时轴线A总是与交感装置5(以及携带有它们的部件2)相截，或者是正面地(布置在部件2旋转轴线的正面的情况下)或者是径向地(布置成垂直于部件2旋转轴线的情况下)。

根据图1中的实施方式，信号产生装置7包括一个紧邻永磁体10且与永磁体N-S极的取向轴线A同轴线的电感器12和一个电路14(示意性地显示在图1c中)，电感器12属于该电路。

在显示的实施例中，电路14包括，除电感器12外，至少一个电布置成与电感器12串联晶体管15和至少一个电布置成与电感器12和晶体管15并联的电阻器17，以便在第二场态中(图1b)当磁场的磁通线9b穿过电感器12时在相对的终端T处产生直流(dc)电压信号Vt。

电路12优选承载于电路板16上(印制电路或PCB)，电路板胶着或以其它方式固定在永磁体10的一面上；在永磁体10的相反面上以相同方式固定着电感器12使得其从永磁体10悬伸突出朝向板或箔5且通过导电体(为简便未显示)例如焊接金属线或比如沉积在永磁体10外侧上的传导线路电连接到板16上电路14的其余部分。

关于图2中的实施方式，磁场发生装置3由包括电线圈21的电磁体20和构成磁路23的芯22组成，磁路23包括至少一个电线圈21定位在那的第一分支24和至少一个没有电线圈但信号产生装置7定位在那的第二分支25。

特别地，芯22形成为在磁路23的第一分支24和第二分支25之间界定出使用时面向交感装置5的空气隙26且相对于交感装置设置在同侧。在这种方式中，由板或箔5形成的交感装置使用时由于旋转部件2的转动至少接近空气隙26地周期性经过。

根据该实施方式，信号产生装置7由被芯23位于或者接近于磁路23的第二分支25一体携带的(已知类型)霍耳效应传感器30组成，以便仅当由于作为交感装置5的金属板或箔经过(或靠近)空气隙26磁通线9b通过空气隙26和磁路23的第二分支25闭合而形成上述的第二场态时被磁场磁通线9b穿过。

实际上，芯22是U形的，具有分别形成磁路25的第一分支24和第二分支25的第一直臂和第二直臂以及在两臂24、25相应底端之间的连接部分40；所述两臂从连接部分40悬伸突出且设置为使用时朝向旋转部件2；霍耳效应传感器30靠近第二臂25设置在连接部件40上，且一体安装于也由芯22一体承载、用来处理所产生信号的电路板42。

在两个例举的实施方式中，当板或箔5所在的角位置与相对于旋转部件2的角位置由磁场发生装置3占据的角位置不同时，所产生的磁场显示出磁通线9a所示的空间形态。在该形态中，电感器12和传感器30仅边缘性地受磁通线9a的影响，且因此电路14发出的信号基本没有电压(零值)，同样电路板42发出的信号也将基本为零(或极弱)。

当铁磁板或箔经过接近永磁体10即在空气隙26中或接近空气隙26时，，其吸引磁通线，使之变形并因此获得磁通线9b显示的空间磁场形态。由于为电感器12和传感器30选择的相对位置，它们将被所有或大部分磁通线9b穿过，因此产生非常强并且清晰的信号，即5v直流电压Vt(图1)或确定波幅和频率的信号(图2)，在所有情况下都易于与磁通线9a表示的场态相关联的几乎无信号的情形相区别。

Claims (12)

1.一种检测家用电器旋转部件的角位置的检测装置，包括：磁场发生装置，其相对于旋转部件安装在一个固定位置上；与所述磁场发生装置对应的交感装置，所述交感装置在使用时一体安装在旋转部件的一个位置上以周期性地经过所述磁场发生装置的前面和靠近所述磁场发生装置的位置；和与所述磁场发生装置一体安装且在被磁场磁通线穿过时产生电信号的信号产生装置；其特征在于，所述磁场发生装置形成为所述交感装置的周期性经过引起磁场磁通线空间排列在第一场态和第二场态之间变化；并且同时，所述信号产生装置相对于交感装置设置在与磁场发生装置相同的侧但位于仅在所述第二场态中被磁通线穿过的位置。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述交感装置形成为使用时沿预定宽度、中心与旋转部件的旋转轴线重合的角度弧设置；所述交感装置延伸角度弧在使用时相对于旋转部件占据预定的角位置。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述交感装置包括至少一个用铁磁材料形成且可用直接或间接的方式以预设的角位置与所述旋转部件有角度地一体安装的铁磁部件。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述至少一个铁磁部件由金属箔、板、支架或嵌入件构成。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述磁场发生装置包括具有相对极的永磁体，相对极取向使得使用时永磁体产生的基本所有磁场磁通线与从它们不通过交感装置闭合的第一场态转移到它们通过交感装置闭合的第二场态的交感装置发生交感。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述永磁体相对的极(N-S)沿使用时与所述交感装置相截的轴线(A)取向。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述信号产生装置包括紧邻永磁体且与永磁体的极(N-S)取向的所述轴线(A)同轴地安装的电感器和该电感器所属的电路。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述电路包括至少一个电力上与电感器串联的晶体管和至少一个电力上与电感器和晶体管并联的电阻器以便用来在所述第二场态中磁场磁通线穿过所述电感器时产生直流电压信号。

9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述磁场发生装置由包含电线圈的电磁体和构成磁路的芯组成，磁路包含至少一个电线圈定位于那的第一分支和至少一个没有电线圈但信号产生装置定位于那的第二分支；所述芯形成为在磁路的所述第一和第二分支之间形成使用时面向交感装置的空气隙且相对于交感装置设置在同侧，由于旋转部件的转动，交感装置至少接近空气隙地周期性经过。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述信号产生装置由所述芯在或靠近磁路的所述第二分支处一体承载的霍尔效应传感器组成，使得仅当在所述第二场态中磁场磁通线由于交感装置的经过而通过所述空气隙和磁路的第二分支闭合时，霍尔效应传感器才被磁场磁通线穿过。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于所述芯是U形的，具有形成磁路所述第一和第二分支的第一和第二直臂和在两臂相应底端之间的连接部分，所述两臂从连接部分悬伸突出且设置为使用时朝向旋转部件；并且所述霍尔效应传感器靠近第二臂安装在连接部分上。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述霍尔效应传感器一体安装在用来处理其产生的信号的电路板上。

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