CN1072290C - 自动洗衣机和确定其接合工况的方法 - Google Patents

Abstract

一种自动洗衣机和一种确定洗衣机接合工况的方法。此洗衣机具有一外桶，一开有通孔的可动内桶，一用以根据外桶内水位升起内桶的浮力发生装置，一装在外桶外底部中心的驱动马达，一装在马达轴顶端的旋转器和一用以根据内桶在马达轴导向下升降的位置将内桶有选择地与外桶或旋转器接合的接合装置。它的接合工况的确定是通过计算马达的驱动时间或驱动停止时间，并将其与一预定的基准时间相比较来得出的。

Description

自动洗衣机和确定其 接合工况的方法

本发明总的涉及一种自动洗衣机，更确切地说，涉及一种自动洗衣机和一种确定其接合工况的方法，其中，一洗衣和脱水桶在靠浮力及其自重沿一驱动马达的轴向升降的同时在洗衣状态和脱水状态两个位置之间变换其位置。

本专业的技术人员都很熟悉，一种常用的自动洗衣机具有装在一外桶下部外面、通过一V形传动皮带彼此连接的一驱动马达和一离合器。洗衣机还具有一洗衣轴和一脱水轴，各在被驱转的离合器的接合操作下受到驱动马达旋转力的作用，从而实现所需的洗衣操作或脱水操作。

图1所示为常用自动洗衣机的一个实例。此洗衣机具有一洗衣和脱水桶或内桶12。此内桶装在一外桶11内，通过一驱动马达13的旋转力使其旋转。

这里，驱动马达13装在外桶11下部外面，通过一V形传动皮带14与一离合器16联接，此皮带绕装在一马达皮带轮和一离合器皮带轮上，如上面所述。

自动洗衣机还具有两种轴件，其一为包括上下脱水轴19和21的脱水轴，另一为洗衣轴27。脱水轴19和21以及洗衣轴27从离合器16作同轴延伸，分别与内桶12和一旋转器15连接。这里，旋转器15可以是一波动器或一搅动器，这取决于洗衣机的类型。

图2为离合器16结构的放大剖视图。在此离合器16中，一弹簧卷筒18固定在一齿轮轴17的下部，驱动马达13的旋转力通过V形皮带14直接作用在此弹簧卷筒上。

一离合器弹簧22绕装在下脱水轴21上，此轴与上脱水轴19和一制动鼓轮和齿轮箱体20连成一体。此离合器弹簧22在洗衣机洗衣操作中控制着驱动马达13传递给离合器16的旋转力。

为在制动鼓轮和齿轮箱体20的外表面上加上一预定的压力，在制动鼓轮和齿轮箱体20上绕装一制动带29。

离合器16还具有一离合器轮圈23，此轮圈在其周边表面上具有齿体23a并与离合器弹簧22的外表面接合。此外，一离合器轮圈凸轮25装在一制动杆24的下端并可转动。

制动杆24位于一预定的位置上，与离合器轮圈23的齿体23a相接合并与一装在外桶11一侧的操纵着排水阀的电磁线圈(未示出)配合动作。

为防止内桶12反转，离合器16具有一单向弹簧离合器26。

在离合器16内装有一行星齿轮28以便在齿轮轴17的旋转力传递给洗衣轴27之前减小此旋转力。

在这种常用自动洗衣机处于洗衣状态的情况下，离合器处于非接合状态，这样，仅只旋转器15交替地在正反两个方向上旋转而内桶12静止不动。但在洗衣机处于脱水状态的情况下，离合器处于接合状态，这样，旋转器15和内桶12同时高速旋转。

以下就这种常用洗衣机在洗衣状态和脱水状态下的操作情况作详细说明。

在洗衣机的洗衣状态下，驱动马达13将其正向旋转力通过绕装在离合器皮带轮上的V形皮带14传递给离合器16。在这种情况下，离合器皮带轮正向旋转而使离合器弹簧22旋紧，从而将驱动马达13的旋转力通过弹簧卷筒18传递给下脱水轴21。

但是，离合器弹簧22外表面上的离合器轮圈23的齿轮23a推动离合器轮圈凸轮25并阻止离合器弹簧22旋紧，从而使马达13的旋转力不能传递给上脱水轴19。

此时，传递给齿轮轴17的马达13的旋转力由行星齿轮28减小后只能传递给洗衣轴27。

因此，只是与洗衣轴27联接的旋转器15旋转以完成所需的洗衣操作。

同时，在洗衣状态下，驱动马达13的反向旋转力通过V形皮带14传递给离合器16，这与以上对正向旋转力所作说明是相同的。在此情况下，离合器皮带轮反向旋转，这使离合器弹簧22松开，因而使齿轮轴17的旋转力不能传递给脱水轴19而只是通过行星齿轮28传递给洗衣轴27。此时，在将旋转力传递给洗衣轴27之前就通过行星齿轮28将其减小了。

在齿轮轴17的旋转力通过行星齿轮28减小时，在齿轮箱体20内会产生一反抗转矩，从而使上脱水轴19作反向旋转。

但，单向弹簧离合器26和绕装在制动鼓轮和齿轮箱体20的制动带29都会可靠地阻止脱水轴19的这种反向旋转。

在洗衣机的脱水状态下，驱动马达13的正向旋转力通过绕装在离合器皮带轮上的V形皮带14传递给离合器16。在此情况下，离合器皮带轮正向旋转，这会使离合器弹簧22旋紧，因而接通操纵着排水阀的电磁线圈(未示出)，并拉动杆30。

离合器弹簧22于是紧贴在弹簧卷筒18上，而与杆30配合动作的制动杆24上的离合器轮圈凸轮25与离合器轮圈23的齿轮23a脱开，同时，制动带29与齿轮箱体20的外表面松开。因此，弹簧卷筒18的旋转力传递给齿轮壳体20的下脱水轴21，并使与齿轮箱体20构成一体的上脱水轴19不经减速而作高速旋转。分别与脱水轴19和洗衣轴27联接的内桶12和旋转器15于是作高速旋转，从而完成所需的脱水操作。

在所需脱水阶段已经结束或洗衣机的脱水状态予以取消时，操纵着排水阀的电磁线圈就断开了。

在断开操纵着排水阀的电磁线圈时，受拉的杆30从其受拉状态中脱出，离合器轮圈凸轮25与离合器轮圈23的齿部23a啮合。与此同时，使制动带29紧贴在齿轮箱体20的外表面上，因而使洗衣机转换入洗衣状态。制动鼓轮和齿轮箱体20于是停转。

因此，与脱水轴19和齿轮箱体20接合的内桶12停转，以结束洗衣机的操作。

如上所述，这样常用自动洗衣机必须设置一套复杂的离合器以便将驱动马达的旋转力根据洗衣机的操作状态有选择地传递给内桶。因此，洗衣机在其复杂的离合器部件中往往会发生故障，此外，设置离合器，在将驱动马达的旋转力有选择地传递给洗衣机轴或脱水轴时，会产生振动和功率耗损。

因此，本发明的目的在于提供一种自动洗衣机，在这种洗衣机中，以上所述问题都能给以解决，这种洗衣机通过使其内桶升降来实现洗衣机状态和脱水状态之间所需的状态转换，并使其驱动马达装在外桶的外底部中心，从而取得所需的结构稳定性。

本发明的另一目的在于提供一种方法来确定上述自动洗衣机的接合工况。

在一种型式中，本发明提供一种自动洗衣机，此自动洗衣机包括用来盛装洗衣水的外桶、同心可转动地装在所述外桶内并且侧壁上开有很多通孔、用来洗衣和脱水的内桶，安装在所述外桶下面的马达装置和设置在所述内桶中利用所述马达装置的旋转力产生水涡流的水流发生装置，所述洗衣机还包括：一个可旋转地穿过所述外桶和所述内桶的底部中心的轴，其一端连接到所述马达装置的输出轴，另一端连接到所述水流发生装置，其中，所述内桶相对于所述轴设置成能够沿着所述轴升、降，并且绕着所述轴转动；所述洗衣机还包括：一个根据装入所述外桶内洗衣水的水位产生浮力的浮力发生装置，该装置设置在所述内桶的底部位于所述内、外桶之间，所述浮力加在所述内桶上能使所述内桶上升；接合装置，分别设置在所述水流发生装置和所述内桶之间、所述内桶和所述外桶之间，当没有浮力作用在所述内桶上时，所述接合装置与所述水流发生装置和所述内桶接合，这时，所述内桶随着所述水流发生装置的转动而转动；当所述内桶上升后，所述接合装置与所述外桶和所述内桶接合，这时，只有所述水流发生装置转动。

本发明还提供一种确定自动洗衣机桶体接合工况的方法，包括以下步骤：在洗衣水已达到一预定的水位时驱动马达，并在对马达加上一预定的基准电压的同时计算马达的驱动时间；判定马达的转速是否达到一基准速度；在马达转速已达到基准速度时停止计算马达的驱动时间并停止加基准电压于马达；将计算的驱动时间与一基准时间相比较，在判定计算的时间长于基准时间时，确定为脱水状态，在此状态下，旋转器和内桶已被此接合以便一起旋转，而在判定计算的时间短于基准时间时，确定为洗衣状态，在此状态下，内桶已与外桶接合，仅仅水流发生装置旋转。

本发明还提供一种确定自动洗衣机桶体接合工况的方法，包括以下步骤：在洗衣水已达到一预定的水位时驱动一马达，并对所述马达加上一预定的基准电压；确定所述马达装置的转速是否达到基准速度；在所述马达的转速已达到所述基准速度时停止加所述基准电压于所述马达，并计算驱动停止时间直至所述马达完全停止旋转；将计算的驱动停止时间与一预定的基准时间相比较，在判定所述计算的时间长于所述基准时间时，确定为脱水状态，在此状态下，水流发生装置和一内桶彼此接合并一起旋转，而在判定所述计算时间短于所述基准时间时，确定为洗衣状态，在此状态下，所述内桶与外桶接合，仅使所述水流发生装置旋转。

对本发明的其他目的和情况可从以下参照附图对实施例所作说明中得出，附图中：

图1为一常用的自动洗衣机的示意图；

图2为图1所示洗衣机内离合器结构放大剖视图；

图3为本发明自动洗衣机一主要实施例的剖视示意图，同时示出洗衣机的洗衣状态和脱水状态；

图4为图3所示洗衣机的局部放大剖面图；

图5为图3所示洗衣机桶体接合装置接合状态的局部放大平面图；

图6a-6c分别为图3所示洗衣机各操作状态中齿体啮合情况的视图，其中，图6a示出一中间状态，图6a示出洗衣状态，图6c示出脱水状态；

图7为图3所示洗衣机内马达驱动控制装置的结构方框图；

图8为图3所示洗衣机在接通马达的情况下驱动马达转速对应于经历时间的变化曲线图；

图9为图3所示洗衣机在断马达的情况下驱动马达转速对应于经历时间的变化曲线图；

图10a为一流程图，示出本发明的一种利用关断马达后马达延续旋转的时间来确定洗衣机接合工况的方法；

图10b为一流程图，示出本发明的一种利用接通马达后马达达到一预定基准速度的时间来确定洗衣机接合工况的方法；

图11为本发明的自动洗衣机第二实施例的示意图。

图3所示为本发明自动洗衣机的一主要实施例。如图所示，洗衣机具有一外桶1，此桶由箱体或壳体内的一支承杆支承。一洗衣和脱水桶或称内桶2在外桶1内作同心可旋转式布置。此内桶2在其侧壁上开有很多通孔(未示出)。

此外，在外桶1的外底部装有一驱动马达3。此驱动马达3装在一端部支架6内，用螺钉之类的构件安装在外桶1的外底部。驱动马达3的输出轴可旋转地穿过外桶1和内桶2的底部中心。马达3的输出轴以其末端与一旋转器5或一波动器在内桶2的内底部上面作固定联接。通过马达3的旋转力使这一旋转器5旋转而在内桶2内在洗衣操作中产生水的流动。

由于将驱动马达3安装在外桶1的外底部中心，如上所述，驱动马达3及其输出轴4可同时组装在桶1和桶2上，因而可取得所要求的洗衣机重心位置和洗衣机的结构稳定性。这样，就可显著地减少在洗衣机操作中所产生的噪音和振动。

这种洗衣机一般称作直接驱动式洗衣机。

但是，必须注意到本发明不限于上述直接驱动式洗衣机，也可适用于间接驱动式洗衣机，在这种洗衣机中，驱动马达装在外桶外底部、但与底部中心有一径向偏离的位置上，并通过一V形皮带将其旋转力间接地传递给洗衣轴。

在本发明用于间接驱动式洗衣机时，对洗衣机的结构稳定性有所损害，因为，由于驱动马达与外桶底部中心作径向偏离，就可能达不到洗衣机所要求的平衡状态。但，这种洗衣机可改善马达轴和洗衣轴之间的功率传递，因而可采用额定功率较小的驱动马达。以下还将结合图11对可采用本发明的间接驱动式洗衣机进行说明。

在此主要实施例中，洗衣机为一具有用作旋转器5的波动器的波动式洗衣机。但是，本发明也可适用于一具有用作旋转器5的搅动器的搅动式洗衣机。

本发明洗衣机还具有一装在端部支架6上表面和外桶1下表面之间用以防止洗衣水泄漏的密封垫7。

在马达轴4的外表面上装有若干滑动构件8，如滑动轴承或滑动轴衬。

这些滑动构件8平滑地支承内桶2沿马达轴4在旋转器5和外桶1之间的有限空间内所作升降动作和内桶2与马达轴4一起作出的旋转动作。

本发明洗衣机还具有装在旋转器5下表面和内桶2内底部表面之间以及装在内桶2外底部表面和外桶1内底部表面之间的桶体接合装置。这种桶体接合装置根据洗衣机操作状态使内桶2有选择地与旋转器5或外桶1接合。

图4为洗衣机的一局部放大剖面图，图5为洗衣机接合装置接合状态的局部放大平面图。按本实施例，接合装置具有第一和第二齿部2a和2b，此两齿部是在内桶2的底部形成的，沿垂直方向间隔一预定的距离。此外，在旋转器5的下部表面上形成有一第三齿部5a，在内桶2处于其低位或处于脱水状态时，与内桶2的第一齿部2a啮合。接合装置还具有一在外桶1的内底部表面上形成的第四齿部1a。在内桶2处于其高位或处于洗衣状态时与内桶2的第二齿部2b啮合。

按本发明的这一主要实施例，内桶2的第一齿部2a和第二齿部2b呈直齿轮形，各具有在一圆柱体的外周表面上形成的方齿。内桶2的齿部2a和2b沿垂直方向间隔预定的距离。第三和第四齿部5a和1a具有内齿轮，各内齿轮具有在一环形体的内周表面上形成的方齿，以便分别与第一和第二齿部2a和2b啮合。第三的第四齿部5a和1a的方齿分别与第一和第二齿部2a和2b啮合。

最好使第一到第四齿部的方齿具有圆弧形顶部以便彼此平滑地啮合。

在洗衣机内，在内桶2的下面设有内桶起浮装置或浮力发生装置以便根据外桶1内洗衣水的水位产生浮力而使内桶2作升降动作。

按此主要实施例，浮力发生装置具有形成多个气腔10的多个径向肋板9。

在内桶2的底部一侧上设有一排水管(未示出)。

此排水管用以从内桶2底部平稳地排出洗衣水，并防止在洗衣操作中在旋转器5的下表面上造成负压。在洗衣机的旨在收集废纤维料的平稳泵汲操作中，有必要防止产生这种负压。

在洗衣机停用而在外桶1内无洗衣水或此洗衣机处于洗衣起始状态时，洗衣机的内桶2位于其低位，如图3左侧和图6c所示。

在此状态下，旋转器5的第三齿部5a与内桶2的第一齿部2a啮合而内桶2的第二齿部2b与外桶的第四齿部1a脱开。

在此状态下接通马达3时，即可实现脱水状态，在此状态下旋转器5和内桶2以相同转速一起旋转。

以下对洗衣机根据所选定的操作状态而操作的情况结合附图进行说明。

选定洗衣机在图6c所示状态下的洗衣状态时，驱动马达3最好以较低速度按某一方向旋转，与此同时，洗衣水供入外桶1。

对应于马达3的低速旋转，旋转器5和内桶2一起慢速旋转。在洗衣水充入外桶1而达到一预定水位时，内桶2浮力发生装置的气腔10充满空气。因此，由于空气对应于外桶1内洗衣水水位而充满气腔10，内桶2加上了由此产生的浮力。

由浮力发生装置产生的浮力F可用下式表示：

                      F=ρGV

其中，ρ为洗衣水密度，G为重力加速度，V为浸入洗衣水中包括气腔在内的内桶体积。

作用在内桶2上的浮力F超过作用在内桶2上的重力时，内桶2即沿马达轴4上升。

由于内桶2受装在内桶和马达轴4之间的滑动构件8的导向，内桶2沿马达轴4可平滑地上升。

在内桶2与旋转器5慢速旋转而后通过由浮力发生装置产生的浮力上升时，其第一齿部2a即与旋转器5的第三齿部5a脱开，而其第二齿2b即与外桶1的第四齿部1a啮合，从而实现所需洗衣状态。

详细地来说，在内桶2从其低位上升时，如图3左侧和图6c所示，则如图3右侧和图6a的箭头所示，内桶2的第一齿部2a与旋转器5的第三齿部5a脱开，而内桶2的第二齿部2b与外桶1的第四齿部1a啮合，因而实现洗衣状态，在此状态下，内桶2固定在外桶1上，如图6b所示。

在以上所述实现洗衣状态的接合操作中，内桶2的第一齿部2a在内桶上升时与旋转器5的第三齿部5a平滑地脱开。但是，由于内桶2的第二齿部2b会相对于外桶1的第四齿部1a处于彼此不能直接啮合的位置，必须使马达3作慢速旋转，从而使内桶2慢速旋转以使其第二齿部2b正确地与外桶1的第四齿部1a啮合。

在尽管以上接合操作尚未完全完成而操作状态已转换入洗衣状态时，由于内桶2由马达3的旋转力转动，因而还未能进入洗衣操作。此外，在慢速旋转的内桶2上升而完全完成接合操作时，内桶2内的衣物在旋转器5的单向旋转下往往会积聚在内桶2的一侧。为克服以上问题，有必要在水位达到一预定高度时，确定接合工况。这种确定接合工况的工作是通过以下所述接合工况确定装置来进行的。

如图7所示，接合工况确定装置具有一速度检测器S，用以检测驱动马达3的转速，此转速随洗衣机接合操作中产生的负载转矩而变化。此速度检测器S连接在微计算机M上，向此计算机M输出一代表测得驱动马达3转速的信号。微计算机M在取得速度检测器S的信号时，即计算马达3的驱动时间，直至测得的马达3的转速达到一预定的基准速度。此计算机M也在马达3上加上一预定的基准电压。微计算机M将计算的驱动时间与一预定的基准时间相比较，以确定哪一时间比较长。在计算的时间长于基准时间时，微计算机M即确定已实现脱水状态，在此状态下，内桶2在马达3的旋转力作用下与旋转器5一起旋转。而在计算的时间短于基准时间时，微计算机M确定已实现洗衣状态，在此状态下，仅旋转器5在马达3的旋转力作用下旋转。

在预置一微计算机M的电压指令值作为预定的基准电压时，微计算机M检测速度检测器S的信号，并驱动马达3，在马达3上加上基准电压直至马达3的转速达到预定的基准速度。

图8示出在接通马达3的情况下，驱动马达3的转速随经历时间而变化的曲线图。此曲线是通过在驱动马达3上加上基准电压并接通马达3的条件下检测驱动马达3的转速变化取得的。

在图8曲线图中，曲线A为在马达3的旋转力仅转动旋转器5时速度变化的曲线。在此情况下，驱动马达3的转速快速增长，因为旋转器5的惯性力非常小，换言之，机械时间常数很小。

在图8曲线图中，曲线B为在马达3的旋转力使内桶2和旋转器S一起旋转时速度变化的曲线。在这种情况下，驱动马达3的转速在相同的电压指令值下增长很慢，因为内桶2的惯性很大，换言之，机械时间常数很大。

因此，在达到预定基准速度ω0所需时间t1和t2之间存在着很明显的差别，这从图8曲线图里A和B曲线中可以看得很清楚。这样，利用启动马达3时由惯性力的差别所引起的速度变化的差别就可确定接合操作是否已完全完成。

图10b为一流程图，示出在接通马达3后，利用达到马达3预定基准速度所需的时间来确定接合工况的方法。

如这一流程图所示，将洗衣水供送到外桶1内以达到预定水位。在达到预定水位时，通过基准电压启动马达3，与此同时，计算马达驱动时间t。

然后确定马达3的转速是否已达到基准速度。在马达3的转速已达到基准速度时，即停止加基准电压于马达3，并停止计算驱动时间t。

于是将计算的驱动时间t与基准时间t0相比较。在计算的驱动时间长于基准时间时，也就是t＞t0时，就可以确定已经实现脱水状态，在此状态下，内桶2可与旋转器5一起旋转。相反，在计算的驱动时间短于基准时间时，也就是t＜t0时，就可确定已实现洗衣状态，在此状态下，只能使旋转器5旋转。洗衣机是根据以上判定来实现其操作状态的。

另一方面，微计算机M在马达3上加上基准电压。直至由速度检测器S检测出的马达3转速达到预定的基准速度。在检测出的马达3转速已达到基准速度时，也就是停止加基准电压于马达3时，计算机M即计算驱动停止时间直至马达3的旋转完全停止。

于是，将计算的驱动停止时间与基准时间相比较。在计算的停止时间长于基准时间时，即可确定已经实现脱水状态，在此状态下，内桶2可与旋转器5一起旋转。相反，在计算的停止时间短于基准时间时，即可确定已完成洗衣状态，在此状态下，只能使旋转器5旋转。

因此，本发明可提供一种利用内桶2和旋转器5之间惯性力的差别确定接合工况的方法如图9和10a所示。

图9为在关断马达3的情况下驱动马达3的转速随经历时间变化的曲线图。如图所示，将预定的基准电压加在马达3上直至马达3的转速达到预定的基准速度ω0。在马达3的转速达到基准速度时，即停止加基准电压于马达3，并用微计算机M计算驱动停止时间直至马达3的旋转完全停止。从曲线图中，可明显地看出，计算的驱动停止时间随洗衣机的操作状态而异。也就是，驱动停止时间在表明仅使旋转器5旋转的曲线A的情况下相对较短，而在表明旋转器5和内桶2一起旋转的曲线B的情况下相对较长。因此，就可以利用在关停马达3后由惯性力的差别所引起的速度变化的差别来确定接合操作是否已完全完成。

图10a为一流程图，示出在关停马达3后利用马达3的延续旋转时间来确定接合工况的方法。

如这一流程图所示，将洗衣水供送到外桶1以达到预定水位。在达到预定水位时，通过基准电压启动马达3。在马达3的转速达到基准速度时，即停止加基准电压于马达3，并用微计算机M计算直至马达3完全停止时的驱动停止时间t′。

在马达3的旋转完全停止时，将计算的驱动停止时间t′与基准时间t0′相比较。在计算的驱动停止时间长于基准时间时，也就是t′＞t0′时，即可确定已实现脱水状态，在此状态下，内桶2可与旋转器5一起旋转。相反，在计算的驱动停止时间短于基准时间时，也就是t′＜t0′时，即可确定已实现洗衣状态，在此状态下，只能使旋转器5旋转。洗衣机是根据以上判定实现其操作状态的。

一旦确定了接合工况时，继续向外桶1供送洗衣水以达到预定的洗衣状态的水位。固定在马达轴4上的旋转器5随马达3正反两个方向的旋转而作正反两个方向的旋转，因而在内桶2内造成水的流动，实现所需洗衣操作。

在此洗衣状态下，在内桶2上作用有洗衣水和衣物之间的摩擦力和水的流动这两方面的旋转力，因而内桶具有旋转的倾向。但，按照本发明，由于其第二齿部2b与固定的外桶1的第四齿部1a相啮合，能够可靠地防止内桶2的旋转。

在上述洗衣操作后开始脱水操作时，通过一电磁线圈或一排水马达使装在外桶1下部的排水阀(未示出)打开，从而从外桶1中排出洗衣水。随着渐次从外桶1中排放洗衣水，内桶2下降，这与上述内桶2的上升情况是相反的。

也就是，在由于排水而洗衣水水位逐渐下降时，浸在洗衣水中的内桶2的体积减少，因而减小了作用在内桶2上的浮力。

作用在内桶2上的浮力小于作用在同一内桶2上的重力时，内桶2沿马达轴4下降，因而降至其低位。

随着内桶2沿马达轴4下降，内桶2的第二齿部2b与外桶1的第四齿部1a脱开，而内桶2的第一齿部2a与旋转器5的第三齿部5a啮合。

换言之，内桶2与旋转器5连接而不再与外桶1连接，这样，内桶2和旋转器5通过其相互啮合的齿部2a和5a彼此传递其转矩，从而使其一起高速旋转而实现所需脱水操作。

在此情况下，由于内桶2的第一齿部2a相对于旋转器5的第三齿部5a所处位置可能会使其彼此不能直接啮合，马达3必须慢速旋转以便旋转器5慢速旋转而使第三齿部5a正确地与内桶2的第一齿部2a啮合。这里，由于内桶2具有相对较大的重量，在其在外桶1中无水的条件下自由落下以使第一齿部2a与旋转器5的第三齿部5a啮合时会使内桶受到一严重的机械冲击。

为防止这种在齿部2a与5a啮合时作用在内桶2上的机械冲击，本发明洗衣机使齿部2a和5a的啮合在外桶1内留有一定洗衣水的条件下进行，因而可用水来缓冲这种机械冲击。

在微计算机M尚未确定接合已完成时，不论内桶2中有多少衣物，还是将洗衣水供送到外桶1中直至达到预定的最高水位。此外，即使洗衣水已达到最高水位则微计算机M尚未确定接合工况时，洗衣机的洗衣操作不会开始。

图11所示为本发明自动洗衣机的第二实施例。在此实施例中，总的构形和操作效果与主要实施例所述相同，但改变了驱动马达的位置，使其旋转力间接地传递给洗衣轴。也就是，驱动马达103不是装在外桶的外底部中心，而是装在外桶1的外底上偏离中心处，间接地将其旋转力通过一绕装在马达103输出轴103a和一洗衣轴104皮带轮101上的传动皮带102传递给洗衣轴104。这里，在洗衣轴104的顶端装有旋转器5。换言之，在此实施例中，本发明用于间接驱动式洗衣机。

在本发明如图11所示用于间接驱动式洗衣机时，洗衣机的结构稳定性稍差，因为由于驱动马达径向偏离外桶的底部中心，不能取得洗衣机应有的平衡。但是，此第二实施例会改善或提高马达轴103a和洗衣轴104之间的功率传动比，因而对马达103可采用额定功率相对较小的驱动马达。

如上所述，本发明自动洗衣机利用由洗衣水产生的浮力或内桶的重量来升或降内桶，以便将此内桶与外桶或旋转器接合，从而实现洗衣状态或脱水状态，并有选择地将驱动马达的旋转力传递到内桶上，而不用复杂的常用离合器。在供送给外桶的洗衣水达到一预定水位时，使驱动马达在正反两个方向上慢速旋转以正确地使一内桶的直齿轮型齿部与旋转器或外桶的相应齿部啮合，并平滑地实现所需桶体的接合。

在本发明洗衣机中，各齿部的啮合是在一定量的洗衣水留在外桶内的条件下完成的，因而通过剩留的水缓冲了的啮合齿部时作用在内桶上的机械冲击。

在洗衣机中，其驱动马达是装在外桶的外底部中心上，因而取得所需的结构稳定性。这种马达的安装结构还减小了洗衣机操作中产生的噪音和振动。

这种洗衣机的另一优点在于：其结构简单，制造容易。这种简单的洗衣机结构同时减少了构件的数量，因而防止了操作故障，改善了洗衣机的可靠性。

以上对本发明特定的优选实施例按附图作了说明，可以理解：本发明不限于这些具体的实施例，对熟悉本专业的人员可对其作出各种不同的变动和改型而并不脱离所附权利要求书中限定的本发明的范围和实质。

Claims (10)

1．一种自动洗衣机，包括用来盛装洗衣水的外桶、同心可转动地装在所述外桶内并且侧壁上开有很多通孔、用来洗衣和脱水的内桶，安装在所述外桶下面的马达装置和设置在所述内桶中利用所述马达装置的旋转力产生水涡流的水流发生装置，其特征在于，所述洗衣机还包括：

一个可旋转地穿过所述外桶和所述内桶的底部中心的轴，其一端连接到所述马达装置的输出轴，另一端连接到所述水流发生装置，

其中，所述内桶相对于所述轴设置成能够沿着所述轴升、降，并且绕着所述轴转动；

所述洗衣机还包括：

一个根据装入所述外桶内洗衣水的水位产生浮力的浮力发生装置，该装置设置在所述内桶的底部位于所述内、外桶之间，所述浮力加在所述内桶上能使所述内桶上升；

接合装置，分别设置在所述水流发生装置和所述内桶之间、所述内桶和所述外桶之间，当没有浮力作用在所述内桶上时，所述接合装置与所述水流发生装置和所述内桶接合，这时，所述内桶随着所述水流发生装置的转动而转动；当所述内桶上升后，所述接合装置与所述外桶和所述内桶接合，这时，只有所述水流发生装置转动。

2．如权利要求1所述自动洗衣机，其特征在于，所述接合装置包括：

一第一齿部，位于所述内桶底部的上部；

一第二齿部，位于所述内桶底部的下部；

一第三齿部，位于所述水流发生装置的下表面上，在所述内桶没有受到浮力作用时与所述第一齿部啮合；

一第四齿部，位于所述外桶的内底部表面上，在所述内桶完全上升时与所述第二齿部啮合。

3．如权利要求1所述自动洗衣机，其特征在于，所述马达装置位于所述外桶底部中心的下面，所述轴为所述马达装置的输出轴。

4．如权利要求1所述自动洗衣机，其特征在于，还包括一滑动构件，装在所述轴和所述内桶的接触面之间，引导所述内桶沿着所述轴的升、降以及所述内桶绕所述轴的转动。

5．如权利要求1所述自动洗衣机，其特征在于，还包括设置在所述轴和所述外桶之间用以防止洗衣水从该处泄漏的密封垫。

6．如权利要求2所述自动洗衣机，其特征在于，所述第一至第四齿部的顶部呈圆弧形，以便彼此作平滑的啮合。

7．如权利要求1所述自动洗衣机，其特征在于，还包括一接合工况确定装置，用以确定将所述内桶有选择地与所述外桶和所述水流发生装置两者中之一接合的操作是否已完全完成。

8．如权利要求7所述自动洗衣机，其特征在于，所述接合工况确定装置包括用以检测所述马达装置转速的检测装置和一个微计算机，其中所述检测装置与所述微计算机相连接，并向所述微计算机输出一个代表所检测到的转速的信号，所述微计算机与所述马达装置相连接，确认所述接合装置的操作。

9．一种确定自动洗衣机桶体接合工况的方法，其中所述洗衣机包括：一个外桶；同心可转动地装在所述外桶内的内桶；安装在所述外桶下面的马达装置；设置在所述内桶中产生水涡流的水流发生装置；一个可旋转地穿过所述外桶和所述内桶的底部中心的轴，其一端连接到所述马达装置的输出轴，另一端连接到所述水流发生装置，其中，所述内桶相对于所述轴设置成能够沿着所述轴升、降，并且绕着所述轴转动；一个产生浮力的浮力发生装置，设置在所述内桶的底部位于所述内、外桶之间；接合装置，分别设置在所述水流发生装置和所述内桶之间、所述内桶和所述外桶之间，

所述方法包括以下步骤：

在洗衣水已达到一预定的水位时驱动一马达，并在对所述马达加上一预定的基准电压的同时计算所述马达的驱动时间；

判定所述马达的转速是否已达到一基准速度；

在所述马达转速已达到基准速度时，停止计算所述马达的驱动时间，并停止加基准电压于所述马达；

将计算的驱动时间与一基准时间相比较，在判定所述计算的时间长于所述基准时间时，确定为脱水状态，在此状态下，水流发生装置和一内桶彼此接合并一起旋转，而在判定所述计算的时间短于所述基准时间时，确定为洗衣状态，在此状态下，所述内桶与外桶接合，仅使所述水流发生装置旋转。

10．一种确定自动洗衣机桶体接合工况的方法，其中所述洗衣机包括：一个外桶；同心可转动地装在所述外桶内的内桶；安装在所述外桶下面的马达装置；设置在所述内桶中产生水涡流的水流发生装置；一个可旋转地穿过所述外桶和所述内桶的底部中心的轴，其一端连接到所述马达装置的输出轴，另一端连接到所述水流发生装置，其中，所述内桶相对于所述轴设置成能够沿着所述轴升、降，并且绕着所述轴转动；一个产生浮力的浮力发生装置，设置在所述内桶的底部位于所述内、外桶之间；接合装置，分别设置在所述水流发生装置和所述内桶之间、所述内桶和所述外桶之间，

所述方法包括以下步骤：

在洗衣水已达到一预定的水位时驱动一马达，并对所述马达加上一预定的基准电压；

确定所述马达装置的转速是否达到基准速度；

在所述马达的转速已达到所述基准速度时停止加所述基准电压于所述马达，并计算驱动停止时间直至所述马达完全停止旋转；

将计算的驱动停止时间与一预定的基准时间相比较，在判定所述计算的时间长于所述基准时间时，确定为脱水状态，在此状态下，水流发生装置和一内桶彼此接合并一起旋转，而在判定所述计算时间短于所述基准时间时，确定为洗衣状态，在此状态下，所述内桶与外桶接合，仅使所述水流发生装置旋转。

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