CN103781959B - 洗衣机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种主动解决不平衡的洗衣机（100）。该洗衣机包括（100）：滚筒（124），容纳衣物，并构造为可旋转；平衡单元（280），沿着所述滚筒（124）的圆周移动且改变所述滚筒（124）的重心；以及无线电力传输单元（200），向所述平衡单元（280）无线地供电。

Description

洗衣机

技术领域

本发明涉及一种洗衣机，特别是涉及一种主动解决不平衡的洗衣机。

背景技术

通常，洗衣机是一种通过使用水、清洁剂并经过如洗涤、漂洗、脱水等过程的机械操作洗去衣服、寝具等（在本文中被称为“衣物”）的污垢，以此来清洁衣物的装置。

洗衣机分为搅拌式洗衣机、波轮式洗衣机和滚筒式洗衣机。

搅拌式洗衣机通过水平旋转在洗涤桶的中心升起的洗涤棒来进行洗涤。波轮式洗衣机通过水平地旋转洗涤桶的下部形成的盘形旋转叶片而产生的水流与衣物之间的摩擦力来进行洗涤。滚筒式洗衣机通过将水、清洁剂和衣物放入滚筒内部然后旋转滚筒来进行洗涤。

在滚筒式洗衣机中，容纳洗涤水的盛水桶安装在机壳内，该机壳构成外观，容纳衣物的滚筒安装在盛水桶的内侧，使滚筒旋转的电机安装在盛水桶的后侧，以及穿过盛水桶连接到滚筒的后侧的驱动轴轴向地安装到电机。提升件安装在滚筒中，当滚筒在旋转时提升衣物。

在这样的洗衣机中，会发生衣物缠在一起而倾斜到一侧的现象，引起偏心，以至于滚筒的中心的一侧变得更重。当滚筒在衣物局部放置（即倾向一侧或者不平衡）的情况下高速旋转时（即衣物被脱水时），由于滚筒的旋转轴的几何中心和实际重心之间的不一致导致不平衡而产生振动和噪声。为了减少这样的振动和噪声，安装了被称为平衡器的装置，以减少滚筒的不平衡。

使用平衡物作为滚筒式洗衣机的平衡器，平衡物通过附接附加质量来校正局部布置（偏心），但是目前通常使用球平衡器，球平衡器通过在滚筒的前表面或者后表面的圆周方向形成具有一定宽度的环形空间，将球插入该空间，用液体填充该空间，然后通过热熔完全地密封闭合该空间来构造。当滚筒高速旋转时，球平衡器分布成使得内部的材料移动到衣物的重心的相反侧，以此使滚筒的重心接近旋转中心。

然而，这样的球平衡器是根据滚筒的旋转而被动旋转，从而具有滚筒中的平衡器不能被安装在期望的位置的问题。

附图说明

从以下结合了附图的优选实施例的描述，本发明的上述和其他的目的及特征将变得明显，其中：

图1是本发明一个实施例的洗衣机的剖面图。

图2是图1示出的洗衣机的示意性原理框图。

图3是图1示出的洗衣机的局部立体图。

图4是示出根据本发明的实施例的洗衣机的平衡单元的视图。

图5是根据本发明的实施例的洗衣机的局部剖切立体图。

图6是根据本发明的实施例的洗衣机的局部立体图。

图7是示出根据本发明的实施例的洗衣机的传输线圈单元和接收线圈单元的各种示例的视图。

图8是示出根据本发明的实施例的洗衣机的平衡方法的视图。

具体实施方式

本发明的前述和其他目的、特征、方面和优势将通过下文中结合附图描述的实施例来详细描述。然而，本发明的实施例可能以多种不同的方式实施，而不应理解为被限制于本文所提出的实施例。相反，这些实施例是为了完全充分公开而提供的，并将本发明的范围充分表达给本领域技术人员且本发明的范围由本发明权利要求的范围限定。在本说明书的全部内容中，相同的附图标记用于指示相同或相似的部件。

本文中，将参照附图描述根据本发明的实施例的洗衣机。

图1是根据本发明的实施例的洗衣机的剖面图。图2是图1示出的洗衣机的示意性原理框图。图3是图1示出的洗衣机的局部立体图。

根据本发明的实施例的洗衣机100包括构成外观的机壳111、打开并关闭机壳111的一侧使得衣物被放入机壳111或者从机壳111取出的门112、安装在机壳111中并由机壳111支撑的盛水桶122、安装在盛水桶122中并接收和旋转衣物的滚筒124、使扭矩应用到滚筒124以旋转滚筒124的滚筒电机113、容纳清洁剂的清洁剂盒133以及接收用户的输入并显示洗衣机的状态的控制面板114。

机壳111包括供衣物放入或者取出的衣物入孔。门112可旋转地联接到机壳111，从而打开和关闭衣物入孔。控制面板114设置在机壳111上。清洁剂盒133设置在机壳111中，使得其可以被拉出。

盛水桶122设置为被机壳111中的弹簧115和减振器117缓冲。盛水桶122容纳洗涤水。滚筒124布置在盛水桶122中。

滚筒电机113产生旋转力。滚筒电机113连接到旋转轴116，以旋转滚筒124。滚筒电机113可以不同的速度或者不同的方向旋转滚筒124。滚筒电机113包括定子（未示出），定子上或者定子周围绕有线圈；以及转子（未示出），通过与线圈产生电磁感应而旋转。滚筒电机113的转子（未示出）连接到旋转轴116。

内部容纳有衣物的滚筒124旋转。滚筒124包括形成为供洗涤水经过的多个通孔。提升件125可安装在滚筒124的内壁，以提升衣物到一定的高度。滚筒124通过旋转轴116接收来自滚筒电机113的旋转力而旋转。

旋转轴116连接滚筒电机113和滚筒124。旋转轴116从滚筒电机113向滚筒124传递旋转力，以旋转滚筒124。旋转轴116的一端联接到滚筒124的后侧的旋转中心，旋转轴116的另一端联接到转子（未示出）。旋转轴116被多个轴承119支撑。

多个轴承119可旋转地支撑旋转轴116。多个轴承119联接到旋转轴116的圆周。各种轴承119可用作多个轴承119，在本实施例中，多个轴承119是滚珠轴承。在本实施例中，多个轴承119包括安装在滚筒124侧的第一轴承119a和安装在滚筒电机113侧的第二轴承119b。第一轴承119a和第二轴承119b被隔开以支撑旋转轴116。

轴承座118联接到盛水桶122以支撑多个轴承119。轴承座118联接到盛水桶122后侧。轴承座118是空心的，以使旋转轴116能够从中穿过，多个轴承119设置成在空心中被分隔开。滚筒电机113的定子（未示出）连接到轴承座118的后侧。

衬垫128密闭盛水桶122与机壳111之间的空隙。衬垫128布置在盛水桶122的入口与衣物入孔之间。衬垫128减少在滚筒124旋转时传递到门112的冲击，并防止盛水桶122中的洗涤水泄漏到外面。衬垫128可包括使洗涤水能够进入滚筒124的循环喷嘴127。

清洁剂盒133容纳清洁剂，如洗涤液、衣物柔顺剂、漂白剂等。优选地，清洁剂盒133设置于机壳111的前表面，从而使其能够被拉出。当供应洗涤水时，在清洁剂盒133中的清洁剂与洗涤水混合并随后被引入盛水桶122。

在机壳111中，优选地设有供水阀131，用以调整洗涤水从外部水源的流入；供水流路132，洗涤水沿着供水流路132被引入供水阀131，从而流向清洁剂盒133；供水管134，与清洁剂盒133中的清洁剂混合的洗涤水通过供水管134流向盛水桶122的内部。

在机壳111中，优选地设有排水管135，在盛水桶122中的洗涤水通过排水管135流出；泵136，使盛水桶122中的洗涤水流出；循环流路137，用于循环洗涤水；循环喷嘴127，使洗涤水流入滚筒124；以及排水流路138，洗涤水沿排水流路138排到外部。根据实施例，泵136可设置为分别连接到循环流路137和排水流路138的循环泵和排水泵。

平衡单元280沿着滚筒124的圆周移动以改变滚筒124的重心。此处，滚筒124的重心指的是包括滚筒124、容纳在滚筒124中且当滚筒124旋转时与滚筒124一同旋转的衣物、导轨125、平衡单元280、旋转轴116、和任何其他附接到滚筒124的部件的许多物体的共同重心，而非单指滚筒124的重心。

当衣物被局部放置（或者变得偏心）时，平衡单元280沿着滚筒124的圆周方向移动以调整滚筒124的重心。当滚筒124与其中局部放置的衣物一同旋转时，由于旋转轴116的几何中心与实际重心之间的不一致而导致的不平衡产生振动和噪声。平衡单元280通过调整滚筒124的重心使其接近旋转轴116，来减少滚筒124的不平衡。平衡单元280可设置多个，在本实施例中，使用了两个平衡单元，即第一平衡单元280a和第二平衡单元280b。优选地，第一平衡单元280a和第二平衡单元280b以不同的方向移动。

平衡单元280可设置在滚筒124的前侧和/或后侧。在本实施例中，平衡单元280设置在滚筒124的前侧。当滚筒124旋转时，滚筒124中容纳的衣物通常集中在滚筒124的内侧，即集中在后侧，所以为了平衡集中在滚筒124的后侧的衣物，平衡单元280优选设置在滚筒124的前侧。平衡单元280沿着设置在滚筒124的圆周上的导轨125移动。稍后将参照图4具体描述平衡单元280。

导轨125是供平衡单元280通过的通路。导轨125具有环形，并被设置在滚筒124的前侧和/或后侧。在本实施例中，导轨125联接到滚筒124的前边缘。导轨125上可形成有突出部和凹陷部，从而防止释放平衡单元280。导轨电线126可设置在导轨125，从而为平衡单元280传送电力。导轨电线126与导轨125绝缘。

控制面板114可包括输入单元（未示出），接收来自用户的各种操作指令，例如洗涤过程选择、设定每个过程的操作时间、进行预约等；以及显示单元（未示出），显示洗衣机100的操作状态。

参照图2，根据本发明的实施例的洗衣机包括从外部供电的供电单元210和将供电单元210供应的电力无线传输到平衡单元280的无线电力传输单元200。

供电单元210把从外部供应的交流电（AC）的商电转换为适宜的电力。在本实施例中，供电单元210是开关式电源，把商电转换为14V直流电（DC）。供电单元210可设置在机壳111内或者控制面板114的一定位置。被供电单元210转换之后供应的电力也可被供应到滚筒电机113。

无线电力传输单元200无线地传输供电单元210所供应的电力。如果设置在机壳111或者控制面板114中的供电单元210通过固定线连接到设置在滚筒124中的平衡单元280，则当滚筒124旋转时会产生问题。因此无线电力传输单元200将供电单元210所供应的电力无线地传输到平衡单元280。

无线电力传输单元200可包括振荡单元220、放大单元230、传输线圈单元240、接收线圈单元250、校正单元260和调整单元270。

振荡单元220，即振荡器，引起供电单元210所供应的电力的电压波动宽度，从而可在传输线圈单元240中产生磁场。放大单元230放大电力，从而使传输线圈单元240可获得充足的电流。

传输线圈单元240产生磁场，而接收线圈单元250根据传输线圈单元240所产生的磁场的电磁感应产生电。传输线圈单元240和接收线圈单元250将稍后参照图5和图6详细描述。

校正单元260把接收线圈单元产生的电力转换为直流电。调整单元270把经校正的电力调整为一定的电压及电流。

根据本发明的实施例中，无线电力传输单元200可包括暂时储存调整单元270调整的电力的储存单元（未示出），在此处，储存单元（未示出）可被构造为电容器、电池等。

图4是示出根据本发明的实施例的洗衣机的平衡单元的视图。

根据本发明的实施例中的平衡单元280包括框架282、本体288、轮286、电机284、接触端子289和制动器281。

构成平衡单元280的骨架的框架282可包括轮286、本体288、电机284等。框架282优选地根据导轨125的形状而形成为具有弧形。

本体288可具有适当的重量以起到质量体的作用。根据本发明的实施例，前述的调整单元270和/或校正单元260可被容纳在本体288中。

轮286沿着导轨125滚动，从而使平衡单元280可移动。轮286可由具有大摩擦力的材料制成。轮286由电机284旋转。根据本实施例，轮286可被齿轮代替，且在此情况下，可使用小齿轮或者蜗轮。同样，当轮286被齿轮代替，导轨125上可形成齿条或者蜗杆。

电机284旋转轮286。电机284通过自无线电力传输单元200接收电力而产生旋转力。

接触端子289接触导轨电线126，以将无线电力传输单元200所供应的电力传送到电机284。接触端子289优选由具有小摩擦力的金属材料制成，从而可保持接触导轨电线126且不产生电力损失。

制动器281使平衡单元280能够停止在导轨125的具体位置。导轨125与滚筒124一同旋转，所以需要制动器281以防止平衡单元280自由旋转。制动器281应用与轮286反方向的力，以使平衡单元280固定到导轨125。

图5是根据本发明的实施例的洗衣机的部分剖切立体图。图6是根据本发明的实施例的洗衣机的局部立体图。

接收线圈单元250安装于旋转轴116的圆周，而传输线圈单元240安装于接收线圈单元250的圆周，从而使其与接收线圈单元250隔开。传输线圈单元240设置在轴承座118中，且设置在分隔开设置的第一轴承119a和第二轴承119b之间。接收线圈单元250固定设置在第一轴承119a和第二轴承119b之间，同时传输线圈单元240与旋转轴一同旋转，该旋转轴根据滚筒电机113的旋转而旋转。

传输线圈单元240包括传输线圈241和传输屏蔽构件242。传输线圈241缠绕成圆柱形并由供电单元210所供应的电力产生磁场。传输屏蔽构件242设置在传输线圈241的外侧，以防止传输线圈241与接收线圈251之间的电磁感应被外磁场干扰。

接收线圈单元250包括接收线圈251、接收屏蔽构件252和接收电线253。接收线圈251缠绕成圆柱形并根据传输线圈241所产生的磁场的电磁感应来产生电。接收屏蔽构件252设置在接收线圈251中，即，在旋转轴116和接收线圈251之间，以防止传输线圈241与接收线圈251之间的电磁感应被旋转轴116侧的磁场干扰。接收电线253连接接收线圈251和导轨电线126，以使接收线圈251产生的电力能够被传输到导轨电线126。接收电线253穿过旋转轴116的空心116a和滚筒124的后侧，并越过滚筒124的外侧而连接到导轨电线126。接收电线253可与旋转轴116和滚筒124绝缘。

上述根据本发明的实施例的洗衣机操作如下。

用户打开门112，将衣物放入滚筒124，然后操作控制面板114，以使洗衣机运转。当洗衣机运转时，相继执行以下过程：洗涤过程，用混合有洗涤用清洁剂的洗涤水浸湿衣物并且旋转滚筒124，以洗去衣物的污垢；漂洗过程，用混合有衣物柔顺剂的洗涤水浸湿衣物并且旋转滚筒124，以去除衣物中的剩余的洗涤用清洁剂；以及脱水过程，高速旋转滚筒124以使衣物脱水。在每个过程执行供水、洗涤、漂洗、排水、脱水、干燥等。

在洗涤过程、漂洗过程和脱水过程中执行脱水，脱水即滚筒124高速旋转以去除衣物中的洗涤水。在脱水时，滚筒124转速为400rpm或更大，且最大为1000rpm。因此，如果滚筒124很不平衡，则会产生大量的振动和噪声。

因此，当脱水开始时，平衡单元280移动到合适的位置，从而使滚筒124的重心接近旋转轴116，然后加速滚筒电机113。

为了使平衡单元280移动到合适的位置，无线电力传输单元200将供电单元210所供应的电力无线地传输到平衡单元280。无线电力传输单元200的振荡单元220产生电压波动宽度，放大单元230放大电力，且传输线圈单元240的传输线圈241产生磁场。当接收线圈单元250的接收线圈251通过与磁场的电磁感应而产生电时，生成的电力通过接收电线253被传输到导轨电线126。平衡单元280的接触端子289接触导轨电线126以接收电力。设置在平衡单元280的本体288中的校正单元260将接触端子289接收的电力变为直流电，调整单元270将改变的直流电调整到一定的电压、电流。经调整单元270调整的电力被供应到电机284，且当电机产生旋转力以旋转轮286时，平衡单元280移动。当平衡单元280被移动到适当位置时，操作制动器281以固定平衡单元280。

至于该平衡单元280所移动到的适当位置，电机113的操作速度被均匀地保持以测量滚筒124的不平衡度，且随着平衡单元280移动不平衡度最小时，制动器281可操作为使平衡单元280定位。而且，平衡单元280可根据不平衡度移动到之前储存的位置。此过程将稍后参照图8详细描述。

图7是示出根据本发明的实施例的洗衣机的传输线圈单元和接收线圈单元的各种示例的视图。

在本发明的实施例中，可设置多个传输线圈单元240和多个接收线圈单元250。当平衡单元280被设置为多个平衡单元时，即第一平衡单元280a和第二平衡单元280b，多个传输线圈单元240和多个接收线圈单元250用来移动各平衡单元280。

在导轨125上可设置多个导轨电线126，从而使电力传送到各平衡单元280。

可设置多个接收电线253，从而连接多个接收线圈251和多个导轨电线126。

多个接收线圈单元250设置为在旋转轴116的圆周上彼此隔开，且多个传输线圈单元240设置为在每个接收线圈单元250的圆周上彼此隔开。多个接收线圈单元250优选为彼此绝缘，且多个传输线圈单元240彼此绝缘。

参照图7（a），可设置两个传输线圈单元240和两个接收线圈单元250。第一传输线圈单元240a和第一接收线圈单元250a为第一平衡单元280a传输电力，而第二传输线圈单元240b和第二接收线圈单元250b为第二平衡单元280b传输电力。

无线电力传输单元200为第一传输线圈单元240a或者第二传输线圈单元240b供电，以分别移动第一平衡单元280a或者第二平衡单元280b。优选地，第一平衡单元280a和第二平衡单元280b以不同的方向移动。

参照图7（b），可设置三个传输线圈单元240和三个接收线圈单元250。第一传输线圈单元240a和第一接收线圈单元250a为第一平衡单元280a和第二平衡单元280b传输电力。第二传输线圈单元240b和第二接收线圈单元250b为第一平衡单元280a传输电力。第三传输线圈单元240c和第三接收线圈单元250c为第二平衡单元280b传输电力。

第一平衡单元280a和第二平衡单元280b包括一个逻辑门，以根据第一接收线圈单元250a、第二接收线圈单元250b或者第三接收线圈单元250c的组合实施第一平衡单元280a和第二平衡单元280b的前行（向前移动）和后退（向后移动）。

例如，当无线电力传输单元200仅为第一接收线圈单元250a供电时，第一平衡单元280a和第二平衡单元280b向前移动。当无线电力传输单元200为第一接收线圈单元250a和第二接收线圈单元250b供电时，第一平衡单元280a可向后移动，而第二平衡单元280b可向前移动。

图8是示出根据本发明的实施例的洗衣机的平衡方法的视图。

如图8（a）所示，第一平衡单元280a和第二平衡单元280b被聚集。在此情况下，第一平衡单元280a和第二平衡单元280b可通过分别地以不同的方向移动它们来聚集，或者可通过当其中的一个停止时移动另一个来聚集。当第一平衡单元280a和第二平衡单元280b被聚集在一起时，供电单元210产生过载，所以该过载可被检测。

如图8（b）所示，在第一平衡单元280a和第二平衡单元280b被聚集的状态下，第一平衡单元280a和第二平衡单元280b分别移动，在此期间测量滚筒124的不平衡度。当不平衡度最小时，停止第一平衡单元280a和第二平衡单元280b。

根据本发明的实施例，如图8（c）所示，第一平衡单元280a和第二平衡单元280b可从不平衡度最小的位置移动到最优的位置。即第一平衡单元280a和第二平衡单元280b根据之前储存的数据分别移动。在该实施例中，第二平衡单元280b移动θ，而第一平衡单元280a移动π-θ。

根据本发明的实施例的洗衣机具有以下一个或者多个优点。

首先，通过主动地移动不平衡单元解决了不平衡。

其次，电力被无线地传输到主动移动的不平衡单元。

第三，无线传输电力的传输线圈和接收线圈可被有效地布置在洗衣机中。

本发明的优点不限于前述的优点，本领域技术人员将从随附的权利要求书的具体描述中清楚理解未提及的任何其他优点。

尽管已经结合实施例示出并描述了本发明，但是将对本领域技术人员明显的是，能够进行修改和变型而不背离随附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (18)

1.一种洗衣机，包括：

滚筒，容纳衣物，并构造为能旋转；

滚筒电机，产生旋转力；

旋转轴，连接所述滚筒电机和所述滚筒，从而将所述滚筒电机的旋转力传送到所述滚筒；

平衡单元，沿着所述滚筒的圆周移动且改变所述滚筒的重心；以及

无线电力传输单元，向所述平衡单元无线地供电，

其中所述无线电力传输单元包括：

传输线圈单元，由电力产生磁场；以及

接收线圈单元，由所述传输线圈单元产生的磁场来产生电，并将生成的电力供应到所述平衡单元；

其中所述接收线圈单元布置在所述旋转轴的圆周，以及所述传输线圈单元布置在所述接收线圈单元的圆周，使得所述传输线圈单元与所述接收线圈单元隔开。

2.如权利要求1所述的洗衣机，其中所述接收线圈单元包括接收线圈和设置于所述接收线圈内的接收屏蔽构件，且所述传输线圈单元包括传输线圈和设置在所述传输线圈外侧的传输屏蔽构件。

3.如权利要求1所述的洗衣机，还包括多个轴承，所述多个轴承彼此隔开，从而可旋转地支撑所述旋转轴，

其中所述传输线圈单元和所述接收线圈单元设置在所述多个轴承之间。

4.如权利要求3所述的洗衣机，还包括轴承座，所述轴承座支撑所述多个轴承，

其中所述传输线圈单元和所述接收线圈单元设置在所述轴承座内。

5.如权利要求1所述的洗衣机，其中设置多个平衡单元，

其中设置多个传输线圈单元并设置多个接收线圈单元。

6.如权利要求5所述的洗衣机，其中所述多个接收线圈单元被设置为彼此隔开，以及所述多个传输线圈单元被设置为彼此隔开。

7.如权利要求5所述的洗衣机，其中所述多个接收线圈单元彼此绝缘，以及所述多个传输线圈单元彼此绝缘。

8.如权利要求1所述的洗衣机，还包括导轨，所述导轨设置在所述滚筒的圆周，使所述平衡单元能够沿所述导轨移动。

9.如权利要求8所述的洗衣机，还包括设置在所述导轨上从而将所述无线电力传输单元所供应的电力传送到所述平衡单元的导轨电线。

10.如权利要求9所述的洗衣机，其中所述导轨电线与所述导轨绝缘。

11.如权利要求9所述的洗衣机，还包括连接所述无线电力传输单元和所述导轨电线的接收电线。

12.如权利要求11所述的洗衣机，还包括：

滚筒电机，产生旋转力；以及

旋转轴，连接所述滚筒电机和所述滚筒，从而将所述滚筒电机的旋转力传送到所述滚筒，

其中所述接收电线穿过所述旋转轴的空心和所述滚筒的后侧，并越过所述滚筒的外侧而连接到所述导轨电线。

13.如权利要求11所述的洗衣机，其中所述无线电力传输单元包括多个传输线圈单元和多个接收线圈单元，

其中所述导轨电线设置为多个导轨电线，以及所述接收电线设置为多个接收电线。

14.一种洗衣机，包括：

旋转轴；

接收线圈单元，设置在所述旋转轴的圆周；

传输线圈单元，设置在所述接收线圈单元的圆周，使得所述传输线圈单元与所述接收线圈单元隔开；

多个轴承，与所述旋转轴隔开，可旋转地支撑所述旋转轴，且使所述传输线圈单元设置在所述多个轴承之间；以及

轴承座，支撑所述多个轴承，且在所述轴承座内设置所述传输线圈单元。

15.如权利要求14所述的洗衣机，其中所述接收线圈单元包括接收线圈和设置于所述接收线圈内的接收屏蔽构件，以及所述传输线圈单元包括传输线圈和设置在所述传输线圈的外侧的传输屏蔽构件。

16.如权利要求15所述的洗衣机，其中所述接收线圈单元还包括接收电线，所述接收电线连接到所述接收线圈，所述接收电线设置为穿过所述旋转轴的空心。

17.如权利要求16所述的洗衣机，其中所述接收电线与所述旋转轴绝缘。

18.如权利要求14所述的洗衣机，其中设置多个传输线圈单元并且设置多个接收线圈单元。