发明内容
为了解决上述技术问题之一,根据本发明的一方面,提供了一种排水控制装置,其包括:阀芯,拉动部件,牵引部件,旋转驱动部件,输出离合部件,联动部件,制动部件,排水阀控制电机,其中,排水阀控制电机输出的驱动力经旋转驱动部件、输出离合部件、牵引部件和拉动部件被传递到阀芯,在阀芯从初始位置驱动变位到动作位置后,输出离合部件使得排水阀控制电机输出的驱动力不再传递到该阀芯,在排水阀控制电机输出驱动力时,联动部件将排水阀控制电机输出的驱动力传递给制动部件,该制动部件对输出离合部件进行控制,从而使得阀芯、拉动部件和牵引部件保持在阀芯处于动作位置时的状态;在排水阀控制电机不输出驱动力时,联动部件不向制动部件传递排水阀控制电机输出的驱动力,制动部件解除对输出离合部件的控制,从而使得阀芯、拉动部件和牵引部件回复到在阀芯处于初始位置时的状态。
根据本发明实施例的排水控制装置,可选地,联动部件包括:磁钢轮,磁钢轴齿,感应件,枢轴,其中,感应件的环形侧面和圆形顶面构成一体,将磁钢轮容纳在其内,二者均以枢轴为轴旋转,于径向方向在磁钢轮和感应件之间形成很小的固定间隙;旋转驱动部件通过磁钢轴齿将排水阀控制电机输出的驱动力传递给磁钢轮。
根据本发明实施例的排水控制装置,可选地,磁钢轮由永磁体材料制成,感应件由铜或者铝制成。
根据本发明实施例的排水控制装置,可选地,在磁钢轴齿与磁钢轮之间连接有扭簧。
根据本发明实施例的排水控制装置,可选地,制动部件包括制动轮和回复弹性件,其中,制动轮包括扇形齿轮及一体设置于该扇形齿轮一侧边的制动部。
根据本发明实施例的排水控制装置,可选地,排水控制装置进一步包括旋转平衡部件,该旋转平衡部件的控制片与制动部件的制动部对位匹配,制动部件通过旋转平衡部件控制输出离合部件。
根据本发明实施例的排水控制装置,可选地,输出离合部件包括:限位离合件,离合轮片,离合止逆轮,行星齿轮机构和离合止逆杆,其中,排水阀控制电机通电时,限位离合件的滑动接触部与牵引部件的输出轴齿轮的滑壁部连接,离合轮片与离合止逆轮相接合,旋转驱动部件的旋转驱动力,通过行星齿轮机构,输出轴齿轮及设置于该输出轴齿轮上的带轮,拉动部件,使得阀芯从初始位置驱动变位到动作位置;之后限位离合件作用于离合轮片,解除该离合轮片与离合止逆轮的接合状态;由于制动部件控制使得行星齿轮机构的外周齿轮停转,离合止逆杆阻止离合止逆轮的反方向旋转。
根据本发明实施例的排水控制装置,可选地,在输出离合部件和牵引部件之间设置有一个或多个过渡轮,和/或,在联动部件和制动部件之间设置有一个或多个过渡轮。
根据本发明实施例的排水控制装置,可选地,排水控制装置包括使得阀芯从动作位置回复到初始位置的复位机构。
根据本发明实施例的排水控制装置,可选地,牵引部件包括输出轴齿轮和带轮,拉动部件为拉带或者拉绳,输出轴齿轮旋转带动带轮旋转,从而卷绕拉带或拉绳;或者,牵引部件包括输出轮,拉动部件为拉杆,该拉杆一端套入设置于输出轮的销轴,从而输出轮转动带动拉杆移动。
根据本发明的另一方面,提供了一种洗衣机,其包括前述的排水控制装置。
根据本发明实施例的排水控制装置和洗衣机,可以具有以下效果中的一种或多种:将排水电机机械结构方式与排水阀有效结合,通过凸轮旋转方式或直线拉开方式将两部份联接在一起,并有效结合;控制部分采用机械齿轮结构,回复时通过阀体内弹簧作用可实现快速回复,有效解决止水性能差问题;阀与电机的联接可旋转方式动作,也可直线方式动作;纯粹的机械齿轮结构,无触点结构,避免了触点碳化问题而导致的失效,仅需要对同步电机进行控制,即可完成排水阀排水、止水功能,不需要多余的控制方式。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
除非另作定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。
图2示意性地示出了根据本发明一个实施例的排水控制装置的剖面图。如图2所示,该排水控制装置主要包括了两个部分:第I部分,阀门部分,该阀门部分包括了排水用阀门组件以及将该阀门组件连接于排水管以及阀门控制部分的连接结构,其中,阀门组件包括阀管、阀芯等部分;第II部分,阀门控制部分。
根据本发明实施例的方案,阀门控制部分采用纯机械结构,取代了电机驱动位置反馈结构,特别是取代了触点结构,从而可以避免触点碳化,防止因信号反馈失效而导致的阀门控制错误。
图2a是图2的局部放大视图,从图2a可以从平面视图(剖面图)的角度看到阀门控制部分的结构。其中,阀门控制部分包括:拉动部件2和牵引部件3。拉动部件2连接在阀门部分的阀芯1和牵引部件3之间,牵引部件3的带动拉动部件2运动,拉动部件2拉动阀芯1运动,从而实现阀门的开闭。在图2和图2a所示的实施例中,牵引部件3包括输出轴齿轮31和带轮32,带轮32设置于输出轴齿轮31上,随输出轴齿轮31转动,通过带轮32转动来带动拉动部件2运动。可选地,拉动部件2可以是拉带或拉杆。
图3示意性地示出了图2的排水控制装置去除上半外壳后的立体视图,图4是与图3a不同角度的立体视图,图3a和图4a分别是图3和图4的局部放大视图,从图3a和图4a可以更清晰地看到阀门控制部分的内部结构。
根据本发明的实施例,阀门控制部分进一步包括:旋转驱动部件4,输出离合部件5,传动部件6,联动部件7,旋转平衡部件8,制动部件9。
具体而言,旋转驱动部件4可以是由电机输出轴驱动的齿轮或齿轮组。
输出离合部件5包括限位离合件51,离合轮片52,离合止逆轮53,行星齿轮机构54和离合止逆杆55。
传动部件6可以包括一个或多个输出过渡轮61,构成减速齿轮组。
排水阀控制电机可以集成在该排水控制装置中。
电机通电时,限位离合件51的滑动接触部与输出轴齿轮31的滑壁部连接,因此在限位离合件51的作用下,离合轮片52与离合止逆轮53相接合。所以,旋转驱动部件4的旋转驱动力,通过行星齿轮机构54、输出过渡轮61、输出轴齿轮31,传送给带轮32,拉动部件2(例如,钢丝绳)被卷绕,装在钢丝绳2上的被操作对象(阀芯)1,可以从初始位置(例如,使得阀门关闭的位置)驱动变位到动作位置(使得阀门开启的位置)。
如前所述,电机输出的驱动力经旋转驱动部件4、输出离合部件5、传动部件6、牵引部件3、拉动部件2最终被传递到被驱动对象(即阀芯1),从而使得阀门从起始位置(关闭状态)开启为工作位置(排水状态)。当阀门开启到排水位置之后,输出离合部件5使得电机输出的驱动力不再被传递到牵引部件3。由于排水控制装置通常包括阀门复位机构(例如,设置在阀体内的弹簧),因此需要对输出离合部件5进行控制,使得电机驱动力不被传递到牵引部件3的同时,传动部件6、牵引部件3、拉动部件2、阀芯1保持在阀门开启时的位置。联动部件7、旋转平衡部件8和制动部件9配合操作,实现对输出离合部件5的控制。
联动部件7的主动部和从动部可以包括永磁-永磁,永磁-磁滞,永磁-电磁,电磁-电磁,磁感应式几种类型。考虑到用于洗衣机的排水控制装置体积较小,因此采用类似于永磁联轴器的永磁-永磁主从结构,永磁-磁滞的主从结构,或者磁感应式的主从结构,可以省去电励磁,结构更加简单。
更优选地,由于实际需要的控制扭矩并不大,采用磁感应式的主从结构来实现传动和离合,可以使得结构更加简化,所需空间更小。
根据本发明的实施例,联动部件7包括:磁钢轮,磁钢轴齿,感应件71。其中,感应件71的环形侧面和圆形顶面构成一体,将磁钢轮容纳在其内,感应件71和磁钢轮各自通过非导磁材料(例如,塑料)制成的齿轮连接于同一枢轴72,并可以以该枢轴72同轴旋转。所述枢轴72可以用金属材料(例如,铁)制成。磁钢轮的直径略小于感应件71的内径,因而可以于径向方向在磁钢轮和感应件71之间形成很小的固定间隙;同时,磁钢轮的上表面也不会与感应件71的圆形顶面的内表面相接触;磁钢轮和感应件71各自中心部分设置的齿轮可以限制它们的空间位置,使得磁钢轮在旋转时不会与感应件71发生接触和摩擦。磁钢轮由永磁体材料制成,感应件71可以由铜或者铝制成。当磁钢轮高速旋转时,感应件71相对于磁钢轮反向旋转,从而以径向固定间隙切割磁钢轮的磁力线产生涡流,涡流产生的感应磁场与磁钢轮的永磁场相互作用,于是产生相互作用力,该作用力带动感应件71以与磁钢轮旋转方向相同的方向进行旋转。
可选地,磁钢轴齿与磁钢轮直接连接,由旋转驱动部件4的旋转直接或者驱动磁钢轴齿旋转,从而带动磁钢轮旋转。
优选地,在磁钢轴齿与磁钢轮之间连接有扭簧,旋转驱动部件4的旋转直接或者间接驱动磁钢轴齿旋转,在扭簧和磁钢轴齿的作用下,磁钢轮也进行旋转。当电机停转而使得旋转驱动部件4停止旋转时,扭簧可以对仍在旋转的磁钢轮实现缓冲。
制动部件9可以包括制动轮91和回复弹性件(例如弹簧,未示出)。其中,制动轮91由扇形齿轮及一体设置于扇形齿轮一侧边的制动部911构成。该制动部911可以与旋转平衡部件8的控制片81对位匹配,从而当制动部911与控制片81接触时,可以阻止旋转平衡部件8的转动。
当电机运转时,旋转驱动部件4驱动联轴器传动轮63旋转,联动磁钢轴齿旋转,从而带动磁钢轮旋转,如前述作用机理,感应件71随磁钢轮旋转,固定于感应件71上的小齿轮711旋转驱动制动轮91的扇形齿轮,使其在克服回复弹性件的复位力作用下向旋转平衡轮8的旋转方向的反方向转动。
优选地,在感应件71的小齿轮711和制动轮91的扇形齿轮之间设置两个传动过渡轮62,该两个传动过渡轮62可以起到减速的作用,从而控制制动轮91的转动速度。
于是,当制动轮91的制动部911转动到与旋转平衡轮8的控制片81接触时,旋转平衡部件8的转动被阻止,进而,行星齿轮机构54的外齿齿轮的转动也被阻止。因此行星齿轮机构54的箱体的转动也被阻止。由于此时输出离合部件5处于连接状态,电机的旋转力通过齿轮减速组61和输出轴齿轮31传送到带轮32上,把被操作对象从初始位置驱动变位到动作位置。可选地,制动轮91的制动部911也可以不通过旋转平衡部件8而直接作用于行星齿轮机构54。
在旋转平衡部件8的控制片81受制动部件9的制动部911控制时,感应件71下侧的磁钢轮成为空转状态。在磁钢轮空转状态下,通过输出离合部件5,也可以保持来自电机的扭矩传送。此时,制动部件9保持对旋转平衡部件8的控制片81制动的状态。
将阀芯1驱动到动作位置后,限位离合件51的滑动接触部因输出轴齿轮31的突起作用而被推到输出轴齿轮31的旋转方向,限位离合件51作用于离合轮片52,解除离合轮片52与其上侧的离合止逆轮53的接合状态,从而旋转驱动部件4的旋转驱动力传递不到离合止逆轮53上。
而在此时,阀芯1因自身带有的复位力,开始向初始位置做复位动作,但是由于联动部件7中磁钢轮对于其上侧设置的感应件71作相对旋转,仍会产生前述的磁感应力,使得感应件71和制动部件9保持在制动位置。旋转平衡部件8也保持在被控位置,从而,如前所述,行星齿轮机构54的外周齿轮停转,此时离合止逆轮53与其下侧的离合轮片52之间处于解除控制状态,依靠限位离合件51的摆动位置,离合止逆杆55可以阻止离合止逆轮53的反方向旋转。于是,可以使被操作对象保持在动作位置。
当停止电机供电时,旋转驱动部件4立即停止转动,经联轴器传动轮63的传递,磁钢轴齿也停止转动。受磁钢轴齿驱动的磁钢轮也随之处于停止状态。由于磁感应力的不存在,在制动部件9的回复弹性件的复位力作用下,制动轮91的扇形齿轮带动过渡轮62和感应件71进行反向高速旋转而返回各自的初始位置。同时因制动轮91的制动部911解除了对旋转平衡轮8的控制片81的约束,行星齿轮机构54的箱体处于可自由旋转的状态。在阀芯1自身的复位力的作用下,输出轴齿轮31、输出过渡轮61、离合止逆轮53及行星齿轮结构54在旋转平衡轮8的限制下平稳旋转,使阀门控制部分的内部齿轮系统返回到初始状态,阀门也因此快速回复到关闭状态。
同理,当突然断电时,根据本发明实施例的排水控制装置可以自动回复到初始状态,阀门也可以快速关闭。
图5a和图5b是图2的排水控制装置装配上半外壳后的不同角度的立体视图。从图5a和图5b可以看出,阀门控制部分II全部被容纳入外壳之内,仅通过电机电源接口10与外部电气连接。如前所述,由于没有信号反馈机制,该电机电源接口10仅用于向排水阀控制电机提供电力。
图6示意性地示出了根据本发明另一个实施例的排水控制装置的剖面图,图6a是图6的局部放大视图。
对比图6a和图2a可知,图6所示的实施例与图2所示的实施例相比,差别仅在于用输出轮33替代了输出轴齿轮31和带轮32的组合,并且相应地拉动部件2用刚性的拉杆取代了非刚性的拉带或者拉绳(钢丝绳)。具体而言,在输出轮33上设置有销轴331,拉杆2一端套入销轴331,从而输出轮33转动带动拉杆2移动,改变阀芯1的位置。因此,可以认为图2的阀芯控制方案是直线工作方式,图6的方案是旋转工作方式。
图7示意性地示出了图6的排水控制装置去除上半外壳后的立体视图;图7a是图7的局部放大视图。对比图7a和图3a、图4a可知,除了前述的牵引部件3和拉动部件2的结构之外,排水控制装置的其余部分的原理和结构可以是相同的。
图8a和图8b是图6的排水控制装置装配上半外壳后的不同角度的立体视图。将图8a和图8b与图5a和图5b进行对比,可见,在图6的排水控制装置方案中,牵引部件3和拉动部件2位于外壳之外。
根据本发明的实施例,传动部件6可以包括一个或多个过渡齿轮或齿轮组,例如,输出过渡轮61,传动过渡轮62等。可选地,这些过渡齿轮(组)用作减速齿轮(组)。根据本发明实施例的排水控制装置也可以不包括传动部件6。
根据本发明的排水控制装置,将排水电机机械结构方式与排水阀有效结合,通过凸轮旋转方式或直线拉开方式将两部份联接在一起,并有效结合;控制部分采用机械齿轮结构,回复时通过阀体内弹簧作用可实现快速回复,有效解决止水性能差问题;阀与电机的联接可旋转方式动作,也可直线方式动作;纯粹的机械齿轮结构,无触点结构,避免了触点碳化问题而导致的失效,仅需要对同步电机进行控制,即可完成排水阀排水、止水功能,不需要多余的控制方式。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式,而非用于限制本发明的保护范围,本发明的保护范围由所附的权利要求确定。