CN101929052A - 对洗衣机、尤其是工业洗衣机内待洗衣物进行秤重的方法 - Google Patents

Abstract

一种对尤其是工业洗衣机的洗衣机中的衣物进行秤重的方法，该方法包括下列步骤：优化衣物在滚桶中分布的第一步骤，用恒定惯性力矩定义衣物惯性轮的第二步骤，在有负载的滚桶的预定义角加速度期间计测由电动机驱动装置吸收以使滚桶运动的能量的第三步骤。

Description

对洗衣机、尤其是工业洗衣机内待洗衣物进行秤重的方法

技术领域

本发明涉及一种对洗衣机内大量待洗衣物进行秤重的方法。

背景技术

洗衣机的洗涤循环，为了以完美和优选的方式进行，需要一系列不同步骤，在这期间衣物受到要求达到合需洗涤结果的处理。

在洗涤循环中洗衣机通常使用的资源一般是提供洗涤循环的水和洗涤剂、用于运作使滚桶移动的电机的电力、以及用于加热洗涤槽的电力、蒸汽或热水。

申请人在该领域内进行的研究以及获得的经验表明在用漂洗洗涤衣物所需的水量和放入洗衣机中的衣物的质量之间存在一个最佳比例。

在其整个使用寿命内，洗衣机执行各种洗涤动作，在不同负载状态下连续地重复程序设定的循环。

洗衣机随时间的流逝遵照在其购置、安装时设定的程序以及由用户设定的程序以完全自动的方式执行洗涤。

一般来说，这些循环适于工作在最大允许负载下。

如果洗衣机因完全任意原因没有完全装载，但仅使用其相对于额定容量的容量的一部分，则洗衣机仍在洗涤槽中使用额定量的水，即使在没必要这样做时。

结果，在这类情形下，可能使用比处理已置入衣物负载的装置实际需要的更多的资源。

具有部分负载的洗衣机的操作必然造成一系列间接消耗，例如：

-比实际需要更长的盛水时间；

-更高的洗涤剂消耗量；

-更多的水量；

-加热给出量的水所需的更多能量；

-提供每个特定洗涤步骤的时间周期要比必须的时间周期更长，这导致循环的总时间更长；

-不正确的机器洗涤动作。

这些列出的项具有洗涤活动的工作成本，这在工业洗衣机的情形下是最重要的。

此外，由于具有部分负载的洗衣机使用比它能提供一个循环所需的理论时间更长的时间，这必然导致洗衣机摊还其成本的能力降低，又不会减小分配给其使用和维护的人力资源的使用。

当前已知和商业可用的设备允许对装载入洗衣机的衣物量秤重，从而优化引入滚桶的水的量。

总的来说，这些系统由联接于能检测整个装置重量的已知电子传感器的机械装置构成：如果皮重是已知的，则重量差由衣物单独构成。

然而，由于洗衣机结构的重量相对于其负载容量占了很重要的因素，因此这种系统具有不是非常精确的缺陷。

此外，这种系统在洗衣机正常工作期间连续受压力作用并因此在新负载测试中会重新显出差异和相对于预定义状况的不理想。

已知由上述系统的变化形式构成的第二类型系统，它适于单独评估衣物容纳桶的重量，因此比对整个洗衣机秤重的系统更为准确。

这种第二类型系统的最大缺陷在于，它使用具有有时可比拟洗衣机本身成本的可观成本的一组组件。

第三类型秤重系统提供用来移动滚桶的电力控制。

借助这种测量，可通过如同家用洗衣机中的所谓半载操作的相应自动设置来辨别洗衣机是空的、满负载的还是部分负载的。

该半载检测在任何情形下都非常接近并且不涉及能有效地用于水量、洗涤剂用量和循环时间的值的精确重算的衣物质量精确值的评估。

发明内容

本发明的目的是提供一种秤重在洗衣机中待洗涤的衣物的方法，这种方法能克服已知类型的秤重系统和设备所表现出的那些缺陷。

为此，本发明的一个目的是提供一种秤重方法，该秤重方法能以可接受精度给出置入洗衣机的衣物量。

本发明另一目的是提供一种秤重方法，该秤重方法能获得传统地用于盛水时间、洗涤剂用量、水量、加热存在的水质量所需的电力量以及洗涤步骤持续时间的实际优化的待洗衣物的质量值。

本发明另一目的是提供一种秤重方法，该秤重方法不仅减少上述成本而且减少洗衣机的环境影响。

本发明的另一目的是给出一种容易应用于任何洗衣机的、对洗衣机中的待洗衣物的量秤重而无需在其上安装特殊装置或对其作出特殊改型的方法。

在下文中将变得更为易懂的这些和其它目的是通过一种对尤其是工业洗衣机的洗衣机中的衣物进行秤重的方法达成的，其特征在于，该方法包括下列步骤：

-优化衣物在滚桶中分布的第一步骤，

-用恒定惯性力矩定义衣物惯性轮的第二步骤，

-在有负载的滚桶的预定义角加速度期间计测由电动机驱动装置吸收以使滚桶运动的能量的第三步骤。

附图说明

此外，本发明的特征和优点将从下面对根据本发明的较佳但非排他方法实施例的详细描述中变得更为易懂，这是通过图1中的非限定性例示意地示出的，图1示出横轴为时间标度而纵轴为关联于角速度的标度的图表。

具体实施方式

根据本发明，一种对尤其是工业洗衣机中的洗衣机内的衣物秤重的方法，其特征在于，包括下列步骤：

-优化滚桶中的衣物分布的第一步骤；

-用恒定惯性力矩定义衣物惯性轮的第二步骤；

-在有负载的滚桶的预定义的角加速度期间计测由电动机驱动装置吸收以使滚桶运动的能量的第三步骤。

采用根据本发明的方法的优化洗衣机滚桶中衣物分布的第一步骤必然要起动静止的滚桶、使其回转状态从ω0＝0加速至第一回转速度，在下文中称其为中间速度ω1。

第一回转速度ω1例如包含在所谓中间速度间隔中，也就是根据滚桶的尺寸在20rpm和200rpm之间。

在该第一速度，作用在衣物上的力的离心分量与衣物重量相当，并且衣物容易自由分布并贴合在盛装它们的滚桶上。

术语“衣物惯性轮”表示以稳定和基本平衡方式紧靠滚桶内表面分布的衣物的质量。

形成具有恒定惯性转矩的衣物惯性轮的第二步骤是通过使有负载的滚桶加速至高于ω1的第二速度ω2(称其为高速)而实现的。

这种加速必然导致衣物惯性轮的形成和沉降(settling)；实际上衣物在被称为“高转速”的该转速下主要受由离心力引起的压力影响并在高于ω1的任意回转状态下继续贴合于滚桶。

在该转速下，可以认为即便在中间速度间隔内转速有所减小，由滚桶和衣物构成的系统的惯性转矩Itot仍保持基本恒定。

在有负载滚桶的预定义的角加速度期间计测由电动机驱动装置吸收以使滚桶运动的能量第三步骤提供：

-使有负载滚桶的转速从ω2下降至高于ω1并因此在ω2和ω1之间的第三转速ω3；

-随后加速至低于ω2并高于ω1的速度ω4。

在该步骤中，假设惯性转矩Itot基本保持恒定。

然后测量有负载的滚桶从ω3角加速至ω4期间由电动机驱动装置吸收的供滚桶移动的能量。

然后停止滚桶的旋转。

由于从物理学可知：

ΔE＝Ef-Ei＝1/2I(ωf²-ωi²)

通过计测：

-Ef，即在速度ω3下由滚桶电动机驱动装置系统存储的能量，

-Ei，即在速度ω4下由滚桶电动机驱动装置系统存储的能量，

且由于ω3和ω4是事先已知和设定的，因此Itot是确定的。

通过如此假设最初和最终旋转条件是事先设定的，可发现由系统交换的能量和要转动的衣物质量之间存在正比关系。

也使用由系统吸收的能量值和存在于滚桶内的衣物负载之间的关联函数通过经验试验的确认获得衣物的质量值。

对该质量的角加速度读取的能量值包括两个部分：其一用于由电动机驱动装置和空滚桶形成的组合件加速度，再加上由于衣物存在的部分。

通过用空滚桶进行秤重计测，滚桶所引起的能量部分是已知的并用于确定相对于衣物本身的净值。

当然，为了能够在维护、磨损或其它事件过后重调滚桶的零值，可在任何需要的时候设定系统。

可通过适合的计测仪器精确地检测在整个秤重步骤中提供给系统的能量，所述计测仪器一般直接集成在为当前洗衣机赋予特征的变速驱动器中。

待洗衣物的质量值显然必须通过针对洗衣机的电子控制单元实现的适应算法关联于其它变量以自动地管理洗衣机。

在实践中，已发现本发明获得意图的目的和宗旨。

尤其，采纳这种秤重方法的优点在于就理念和应用观点看极为简单。

为了通过这种方法实现秤重，实际上不需要以任何方式修正已知洗衣机的构造：任何已有洗衣机可通过这种方法对衣物进行秤重并得知已置入的负载。

此外，不需要附加或昂贵的组件以使该方法生效。

由于没有组件必须引入到洗衣机中，因此不需要进行相应的维护并且不存在附加的磨损部分；因此，该方法的可靠性是完全的。

所存在的唯一磨损是由于洗衣机的自然老化，伴随着损失任何电气或机械特性：在任何情形下，该方法也有可能直接在用户部分自动进行调节而不必请求技师支持的介入。

此外，通过衣物质量大致精确的评估获得的洗衣机性能的总体提升能够延长洗衣机本身的寿命。

最后，该方法与洗衣机的全程操作相同，不管其尺寸或负载容量如何，并因此使用根据本发明的该方法从工业角度看不会引起任何复杂性。

此外，本发明提供一种秤重方法，该秤重方法能以可接受精度给出置入洗衣机的衣物量。

此外，本发明提供一种秤重方法，该秤重方法能获得有利地用于盛水时间、洗涤剂用量、水量、加热存在的水质量所需的能量以及洗涤步骤持续时间的实际优化的待洗衣物的质量值；结果，作用于衣物的机械动作最终根据选定类型的周期和由装置检测到的重量也得以优化。

此外，本发明已提供一种秤重方法，该秤重方法不仅减少前述成本而且减少洗衣机的环境影响。

此外，本发明提供一种容易应用于任何洗衣机的、对洗衣机中待洗衣物的质量秤重而无需在其上安装特殊装置或对其作出特殊改型的方法。

因此，本发明可用于多种改型和变化，它们都落在所附权利要求书的范围内。

Claims (7)

1.一种对洗衣机、尤其是工业洗衣机中的衣物秤重的方法，其特征在于，包括下列步骤：

-优化滚桶中的衣物分布的第一步骤；

-用恒定惯性力矩定义衣物惯性轮的第二步骤；

-在有负载的滚桶的预定义的正、负角加速度期间计测由电动机驱动装置吸收以使所述滚桶运动的能量的第三步骤。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一步骤需要起动静止的滚桶、使其回转状态从等于0的ω0加速至第一回转速度ω1，所述第一回转速度ω1包含在所谓中间速度间隔内并且此时作用在衣物上的力的离心分量与所述衣物的重量相当且因此衣物容易贴紧在盛装衣物的滚桶上。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述中间速度间隔包含在20rpm和200rpm之间。

4.如前面任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述第二步骤是通过使所述有负载的滚桶加速至第二速度ω2以使衣物主要受由离心力造成的压力并在每个转速下继续贴紧于滚桶而实现的。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二转速大于ω1并使所述滚桶和衣物构成的系统的惯性转矩Itot即使当转速在中间速度间隔内降低时也能被认为是基本恒定的。

6.如前面任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述第三步骤提供：

-使所述有负载滚桶的转速从ω2下降至大于ω0的第三转速ω3；

-并随后加速至低于ω2的ω4；

所述步骤包括计测在有负载的滚桶从ω3角加速至ω4期间由电动机驱动装置吸收以使滚桶运动的能量。

7.如前面任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，包括当所述滚桶为空时执行由所述电动机驱动装置吸收的能量的计测，滚桶所引起的该已知能量部分用来识别单单关联于衣物的吸收能量的净值。