CN1090694C - 洗衣机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种具有门的洗衣机，它获得驱动单元的动力，使波轮和旋转甩干桶旋转，并进行洗涤和漂洗或旋转甩干，包括：浮漂件，随浮漂操作而上下移动；离合装置，当浮漂件向下移动时为旋转甩干转换动力，使波轮和旋转甩干桶同向旋转；多个行星齿轮，浮漂件向上移动时为洗涤和漂洗过程转换动力，使旋转甩干桶与波轮反向旋转；门监测单元；控制器，接收门监测单元的监测信号；和马达驱动单元，根据控制器的控制信号改变驱动单元的速度。

Description

洗衣机及其控制方法

本发明涉及一种电动洗衣机，更具体地涉及一种洗衣机及其控制方法，其中，当处于洗涤或漂洗过程中，波轮与旋转甩干桶朝相反的方向相互旋转，而在甩干过程中，波轮与旋转甩干桶朝相同的方向旋转，而且在洗涤或漂洗过程中门关上时，驱动装置会正常旋转，而当门打开时，通过驱动装置的受控制旋转来使驱动装置以较低的速度旋转。

如图1所示，常规的洗衣机包括固定安装在其机体1上的洗衣桶2，装在洗衣桶2下面的马达3，和安装在洗衣桶2中间底下的动力传输装置5。动力传输装置5用于通过皮带4获得马达3的驱动动力，从而将驱动动力传送到旋转甩干桶6或波轮7。

用于利用由马达3产生的离心力使衣物旋转甩干的旋转甩干桶6安装在设置于洗衣桶2内的动力传输装置5的一端。波轮7可旋转地设置在旋转甩干桶6的内侧底部，波轮7根据动力传输装置5的动力反复正向和反向旋转，使旋转甩干桶6中的水流搅动，并使衣物搅动来进行洗涤。

参考标号8和9分别表示供水装置和排水装置。

在前面提到的常规洗衣机中，当将衣物扔进洗衣桶2中的旋转甩干桶6内，并在控制板(未表示)上选择洗涤状态时，热水或冷水就通过供水装置8进入旋转甩干桶6中。

当预定量的水进入旋转甩干桶6中超过某一水位时，就会将由马达3的操作产生的旋转作用通过皮带4传送给动力传输装置5，在此，旋转作用减小并传送给波轮7，从而使其旋转。

这时，波轮7绕垂直轴振荡，从而在旋转甩干桶6中形成水流，可以进行洗涤。

当洗涤完成后，由排水装置9的操作将洗涤水排掉。

当通过供水装置8再注入水时，进行几次漂洗，其中旋转甩干桶6获得动力传输装置5的驱动力并高速旋转。

这时，通过离心力将衣物旋转甩干，从而完成洗涤。

如图2所示，在洗衣机的常规驱动装置中，安装了通过皮带4获得马达3的驱动力来转动的滑轮10。主动轴11可旋转地装在滑轮10上，而主动联轴器12以紧配合方式安装在主动轴11的下端。

下连接器13可旋转地装在主动联轴器12的上端，两只轴衬14可旋转地插在主动轴11与下连接器13之间的上侧和下侧，以使之相互稳定地旋转，而上连接器15安装在下连接器13的上部，以便与下连接器13同时旋转。

制动带38装在上连接器15的外环形面上，以便通过摩擦力使上连接器15停止旋转，或通过操作后面要描述的制动杆来使上连接器15的连接松脱。

从动联轴器16以锯齿状安装在上连接器15的上部，并利用多个紧固螺栓(参考标号省略)固定在旋转甩干桶6底部的中央上。两只轴衬17装在从动联轴器16内的上侧和下侧上，而且与波轮7连接的从动轴18可旋转地安装在其中。

此外，恒星齿轮20在主动轴11的上端与主动轴11啮合，在恒星齿轮20的周围装有多个行星齿轮21，以获得恒星齿轮20的旋转并以较低的速度旋转。在从动轴18的下端设置有一个上托盘22和下托盘23，以便接收多个行星齿轮21的旋转，使从动轴18旋转，并通过轴24同时支撑多个行星齿轮21旋转。

此时，多个行星齿轮21与形成在上连接器15的内表面周围的内接齿轮25相啮合。

此外，将滚珠轴承27插入在下连接器13的下部外表面周围的底盒26的底部，以使下连接器13容易旋转。将装有离合器轴承30的支撑件29装在滚珠轴承27上部，以使下连接器13持续旋转，并用紧固件31使支撑件29装在底盒26的底端。

在下连接器13与主动联轴器12之间的外表面周围装有离合器弹簧33，以便在洗涤过程中离合器弹簧33控制不将主动联轴器12的动力传送给下连接器13，或者在旋转甩干过程中传送给下连接器13。

在离合器弹簧33的整个外围装有离合器夹持器34，离合器弹簧33的上端与下连接器13啮合，同时离合器弹簧33的下端固定到离合器夹持器34上。

这时，在离合器夹持器34的外围设置有带齿的套筒36，它们两者之间插有制动环35。

此外，在底盒26的一侧装有制动杆37，在制动杆37的下端装有连接杆39，以便在操作制动杆37时套筒36和制动环35压缩离合器弹簧33。在制动杆37的一侧装有离合器操纵杆40，离合器操纵杆40获得排水驱动装置(未表示)的动力并操纵制动杆37和连接杆39。

参考标号32表示上盒。

在图2所示的前述的常规洗衣机中，当将马达3的动力通过皮带4传送给动力传输装置5的滑轮10时，离合器操纵杆40推动带齿的套筒36，并通过与套筒36连接的制动环35的摩擦力来使离合器夹持器34移动。离合器夹持器34朝使离合器弹簧33松驰的方向旋转，从而使离合器弹簧33伸开。结果，主动联轴器12使主动轴11旋转，并同时利用在离合器弹簧33和下连接器13之间形成的间隙防止下连接器13旋转。

也就是说，当主动轴11旋转时，设置在主动轴11上端的恒星齿轮20旋转，同时与恒星齿轮20啮合的多个行星齿轮21也旋转。

因此，设置在多个形星齿轮21的上侧和下侧上的上托盘22和下托盘23通过装在多个形星齿轮21内的轴24同时旋转，使以锯齿状装在上托盘22的中央的从动轴18旋转，结果使装在从动轴18上端的波轮7振荡，从而搅动进入旋转甩干桶6中的洗衣水，并搅动衣物。

另一方面，当在旋转甩干过程中通过排水驱动装置(未示出)操作离合器操纵杆40时，通过操作离合器操纵杆40来操纵套筒36和离合器夹持器34，并使与离合器夹持器34相连的离合器弹簧33扭曲，以便在离合器弹簧33与主动联轴器12之间不存在间隙。

这时，离合器弹簧33与主动联轴器12啮合并随下连接器13一起旋转。当操作离合器操纵杆40时，就启动了制动杆37，同时使与制动杆37连接的制动带38松开。

在前面提到的旋转甩干控制状态中，当马达3朝相反的方向旋转时，滑轮10通过皮带4获得动力传输装置5的动力，并通过主动轴11使与滑轮10连接的主动联轴器12旋转。主动联轴器12与通过离合器弹簧33与主动联轴器12连接的下连接器13同时旋转，以便使下连接器13的旋转作用传送给与下连接器13相连的上连接器15，并同时传送给以锯齿状设置在上连接器15上的从动联轴器16。结果，从动联轴器16使通过多个螺栓(参考标号省略)固定地安装在其上端的旋转甩干桶6高速旋转，从而进行旋转甩干处理。

然而，在前述的常规洗衣机中，由于为了在洗涤或旋转甩干过程中连接或切断动力而通过支撑件29将离合器轴承30、离合器弹簧33、离合器夹持器34、制动环35和套筒36安装在底盒26中的下部，因此，结构复杂，运转效率降低，而且制造成本增加。

此外，由于马达3安装在偏离洗衣桶2的下部中央的一侧，在洗涤和旋转甩干过程中就会严重地产生噪音。

在日本专利公开的出版物第62-207497号中公开了常规洗衣机的另一个例子。

在图3所示的日本专利公开的出版物第62-207497号中公开的洗衣机中，依次将滑轮300的旋转传送给向上和向下移动预定距离的主动轴301、装在主动轴301上端的主动齿轮302、中间齿轮303、从动齿轮304和从动轴305。

在支撑主动轴301的套筒306的下端形成有槽309，装在滑轮300的中央上表面的突出部分307与槽309啮合，以使减速齿轮308与滑轮300作为一个部件旋转。

此外，主动轴301的下端与由设置在洗衣桶310下底部的园筒形线圈311的压缩弹簧312支撑的可移动件313和滑动件314连接，通过给园筒形线圈311接通或关闭电流而使滑轮300向上和向下移动。

这时，波轮315与旋转甩干桶316相互朝相反或相同的方向旋转。

在前述的另一种常规洗衣机中，当在洗涤和漂洗过程中接通园筒形线圈311时，槽309就与突出部分307脱离。因此，滑轮300的旋转作用就依次传给主动轴301、主动齿轮302、中间齿轮303、从动齿轮304和从动轴305，从而使安装在从动轴305上的波轮315以低速旋转。

这时，由于滑轮300的旋转作用没有传送给旋转甩干桶316，当波轮315旋转时，旋转甩干桶316就通过旋转效应而接收一个力矩，并按相对于波轮315的旋转相反的方向旋转。

然而，在此另一种常规洗衣机中，由于在波轮315旋转时，旋转甩干桶316不能接收滑轮300的旋转作用，而是通过旋转反应(turning reaction)产生的力矩旋转，因此，旋转反应就会由于在波轮315旋转时产生的搅动水流而减小，或者旋转甩干桶316由于受衣物的摩擦力影响而朝与波轮315的旋转相同的方向旋转。

因此，为解决上述缺点公开了本发明，而且，本发明的目的是提供一种洗衣机及其控制方法，其中，在洗涤和旋转甩干过程中，动力转换靠浮漂进行，驱动单元设置在洗衣桶的下部中央，以便减少装配操作时间，提高操作效率，降低制造成本，并大大减小洗涤、漂洗和旋转甩干过程中的噪音。

本发明的另一个目的是提供一种洗衣机及其控制方法，其中，当在洗涤或漂洗过程中门为关闭状态时，驱动单元正常旋转，而当门打开时，通过控制驱动装置的转数而使驱动单元以低速旋转。

本发明的再一个目的是提供一种洗衣机及其控制方法，其中在洗涤和漂洗过程中，波轮与旋转甩干桶相互朝相反的方向旋转，以改善洗涤和漂洗能力，缩短洗涤和漂洗的时间。

为了实现本发明的目的，提供了一种具有门的洗衣机，它获得驱动单元的动力，使波轮和旋转甩干桶旋转，并进行洗涤和漂洗或旋转甩干，该洗衣机包括：浮漂件，它随根据供水和排水而动作的浮漂操作而上下移动；离合装置，当所述浮漂件向下移动时它用于获得驱动单元的动力并为所述旋转甩干转换动力，以使所述波轮和所述旋转甩干桶按相同的方向旋转；多个行星齿轮，当所述浮漂件向上移动时它用于获得所述离合装置的动力并为所述洗涤和漂洗过程转换动力，以便所述旋转甩干桶能按与所述波轮的旋转相反的方向旋转；一个门监测单元，用于监测所述门是否打开；一个控制器，用于接收所述门监测单元的监测信号；以及一个马达驱动单元，用于根据所述控制器的控制信号来改变所述驱动单元的速度。

此外，提供了一种洗衣机的控制方法，该方法包括以下步骤：开始洗涤或漂洗过程，包括：打开门，将衣物扔进旋转甩干桶，关上所述门和按启动按钮；进行洗涤或漂洗操作；在洗涤或漂洗时，从门监测单元中接收监测信号，通过控制器判断所述门是否开着；当进行洗涤或漂洗时所述门关着，驱动单元按正常速度旋转，而所述门是打开的时，就要通过将由控制器产生的控制信号输入马达驱动单元来减小所述驱动单元的转速；判断洗涤或漂洗的时间是否超过预定的时间；如果洗涤或漂洗的时间没有超过预定的时间就继续洗涤或漂洗，如果洗涤或漂洗的时间超过预定的时间就结束洗涤或漂洗。

下面将参考附图对本发明的优选实施例进行详细描述。其中：

图1表示常规洗衣机的纵剖视图；

图2表示常规洗衣机的放大了的局部纵剖视图；

图3表示另一种常规洗衣机的放大了的局部纵剖视图；

图4表示根据本发明在洗衣时动力系统的放大了的局部纵剖视图；

图5表示根据本发明在旋转甩干时动力系统的放大了的局部纵剖视图；

图6是根据本发明的洗衣机驱动装置的控制框图；以及

图7表示根据本发明的洗衣和漂洗过程的流程图。

如图4-7所示，由控制器200操作的驱动单元60安装在洗衣桶100的下部，主动轴70设置在驱动单元60内，由多个装在驱动单元60的上部和下部的轴承62支撑着，并通过驱动单元60的动力平滑地旋转。

下转筒71可旋转地装在驱动单元60的上端中央，下转筒71与驱动单元60之间插入轴承61，而上转筒73装在下转筒71的上部。

在下转筒71的内侧中部设置有凹槽71a，以便下面要描述的连接器的突出部分可以插入或拔出。

旋转甩干轴91强制插入上转筒73的内侧中间部分，旋转甩干轴91的上部借助于螺栓56固定到旋转甩干桶101上。不加油轴承55和55安装在旋转甩干轴91的上部和下部内，以使下面要描述的洗衣轴平稳地旋转，而且在装在上部的不加油轴承55的上边设置有密封垫57，以防止洗衣机漏水。

轴承58装在上转筒73的外侧上周边周围，并装在由多个螺栓53固定在洗衣桶100的底部的外罩50内，以使上转筒73平稳地旋转。

另外，密封垫51安装在外罩50上端中部，以防止洗衣桶100内的洗衣水泄漏。

此外，在由驱动单元60的动力驱动而旋转的主动轴70的内侧形成有多边形孔70a，并借助于下面要描述的浮漂件而向上和向下移动的连接器80插入空心部分70a。

在连接器80的下部形成一个形状与主动轴70的多边形孔部分70a相同的下轴83，在连接器80的中间部分形成与下转筒71的凹槽71a相对应的突起部分84，而且在它的上端中央形成槽81a，形成于下面要描述的杆子的下端上的球形端部插入其中，同时在其上外环形面周围以锯齿状形成上轴81。

在连接器80的上轴81周围设置了多个能低速旋转的行星齿轮77，而且这些行星齿轮77的外圆周都与形成在上转筒73内侧的环形齿轮79相啮合。

在行星齿轮77的上部安装有托盘90(carrier)，由设置在行星齿轮77的内部的轴72根据行星齿轮77的旋转来使托盘90同时旋转。

将洗衣轴93的下端以锯齿状设置在托盘90的内侧中心，而洗衣轴93的上端用螺栓109安装在波轮103上。

在洗衣轴93的内部形成了空心部分93a，将上端具有浮漂件107的杆子110插入空心部分93a，并在杆子110的下端形成球形端110a，以便将球形端部110a插入形成在连接器80的上端的槽81a中。

进一步地，在波轮103的中部形成突起部分104来安装浮漂件107，而且在突起部分104的上部设置了具有多个孔106a的罩106，以使洗衣水能流入。

在浮漂件107的上端形成了倾斜部分107a，以致当通过形成在罩106上的孔106a流入洗衣水时预定量的洗衣水能即时存储，然后，浮漂件107快速向下移动，以完成旋转甩干操作，折叠密封垫108通过形成在波轮103的突起部分104的内部中间部分上的肋条105固定在浮漂件107的下部，以防止通过罩106的孔106a流入的洗衣水流入洗衣轴93的空心部分93a中。

参考标号111表示装在槽81a上的罩，用于使形成在杆子110的下端并插入连接器80的槽81a中的球形端不能拆下。

如图6所示，控制器200是一台控制洗涤过程的微型计算机。与控制器200的输入端连接的是用于接收交流电压并为控制器提供操作电压(大约为DC 5V)的电源输入单元210和用于检测门是否打开的门监测单元230。此外，与控制器200的输出端连接的是马达驱动单元250，它接收来自控制器200的根据门监测器230的检测信号的控制信号，并改变马达60的转速。

下面将详细描述根据本发明的洗衣机及其控制方法的操作和效果。

当在洗涤过程中将洗衣水注入旋转甩干桶101中时，洗衣水就通过形成在装于波轮103上端的罩106上的多个孔106a流入突出部分104，以便浮漂件107向上移动。

这时，由于形成在与浮漂件107相连的杆子110的下端上的球形端部110a由设置在连接器80的槽81a的上部的罩111所固定，因此，连接器80向上移动，而在连接器80中部形成的突出部分84从下转筒71的凹槽71a中脱出。

因此，当主动轴70通过由控制器200操纵的驱动单元60的动力而旋转时，插入主动轴70中的连接器80就旋转，连接器80的转速通过多个行星齿轮77而减小，然后，这些行星齿轮77沿着形成在上转筒73内的环形齿轮79而旋转。

当多个行星齿轮77旋转时，通过轴72与行星齿轮77连接的托盘90也同时旋转，形成在托盘90上部的洗衣轴93旋转，装在洗衣轴93上端的波轮103也依次在旋转甩干桶101内按顺时钟和逆时钟方向旋转，以使提供给旋转甩干桶101中的洗衣水搅动，同时也使衣物搅动。

此外，由于行星齿轮77和环形齿轮79相对转动，从而实现力的分配，而且驱动单元60与上转筒73按相反的方向相互旋转。

因此，与上转筒73连接的旋转甩干桶101和与驱动单元60的主动轴70连接的波轮103按相反的方向旋转。

另一方面，当完成了洗涤和漂洗过程并通过控制器200启动旋转甩干过程时，浮漂件107就随排水装置(未示出)排出洗衣水而向下移动。

这时，由于与浮漂件107的下部连接的杆子110和与杆子110的下端连接的连接器80同时向下移动，形成在连接器80中部的突出部分84就与形成在下转筒71内部中间的凹槽71a啮合。

因此，当主动轴70旋转时，插入主动轴70中的连接器80旋转，而且下转筒71与上转筒73随连接器80的旋转同时旋转。

即，通过旋转甩干轴91装在上转筒73上部内侧的旋转甩干桶101按与波轮103的旋转方向相同的方向旋转，在旋转甩干过程中波轮103与驱动单元60的主动轴70啮合，从而进行旋转甩干。

另一方面，门监测单元230不断监测门是否打开。当在洗涤和漂洗过程中门打开时，门监测器230监测门的打开状态，接收监测信号的控制器200将控制信号传送给马达驱动单元250，并将驱动单元60的转速减小到预定的速度。

图7是根据本发明的洗涤过程的流程图，其中S代表步骤。

起始状态是洗衣桶100内没有加水，衣物没有扔进旋转甩干桶101中。

首先，用户打开门，将送去洗的衣物扔进旋转甩干桶101内，并关上门。

用户通过与控制器200连接的电源输入单元210接通电源，选择设置在控制板(未示出)上的模式，按启动键。

在步骤S1，波轮103与旋转甩干桶101相互以相反的方向旋转，以进行洗涤或漂洗操作。

S2步，在进行S1步的同时门监测器230检测门是开着还是关上的，控制器200通过接收检测的信号判断门是打开的还是关上的。

当在S2步判断门是关上的时(NO状态)，执行S3步，而当门是开着时(YES状态)，执行S5步。

在S3步，当门关上时驱动单元60正常旋转，而在S5步，门监测器230检测门是打开的，然后接收检测的信号的控制器200将控制信号输入给马达驱动单元250，从而使马达60低速运转。

在S4步中判断洗涤或漂洗时间t(在此期间驱动单元60正常旋转)是否超过由控制器200所预定的时间。

此时，当在S4步判断洗涤或漂洗时间t少于由控制器200所预定的时间时(NO状态)，就进行S2步，以便继续完成洗涤或漂洗周期。

在上述根据本发明的洗衣机中，由于连接器在洗涤、漂洗和旋转甩干过程中通过连接或断开电源的浮漂件来向上和向下移动，因此通过减少装配操作和时间而改进了操作效率，制造成本降低了，而且减少了洗涤和旋转甩干过程中的噪声。

此外，当门打开时，通过驱动单元的低速旋转来进行洗涤和漂洗，从而增加了使用的稳定性。

在参照附图描述了本发明的特定实施例后，可以理解本发明并不局限于这些具体的实施例，对于本领域的技术人员来说，在不离开所附权利要求限定的本发明的领域或精神的前提下，对其进行的各种改动和改变都可能是有效的。

Claims (13)

1.一种洗衣机，其具有门，它获得驱动单元的动力，使波轮和旋转甩干桶旋转，并进行洗涤和漂洗或旋转甩干过程，所述洗衣机包括：离合装置，多个行星齿轮，一门监测单元，用于监测所述门是否打开；一控制器，用于接收所述门监测器的监测信号；以及一马达驱动单元，

其特征在于，该洗衣机还包括：

浮漂件，它随根据供水和排水而动作的浮漂操作而上下移动；

该离合装置当所述浮漂件向下移动时它用于获得驱动单元的动力并为所述旋转甩干转换动力，以使所述波轮和所述旋转甩干桶按相同的方向旋转；

该多个行星齿轮当所述浮漂件向上移动时它用于获得所述离合装置的动力并为所述洗涤和漂洗过程转换动力，以使所述旋转甩干桶能按与所述波轮的旋转相反的方向旋转；

马达驱动单元用于根据所述控制器的控制信号来改变所述驱动单元的速度。

2.如权利要求1所限定的洗衣机，其特征在于，所述离合装置包括用于通过所述浮漂件的上下移动而作上下移动的连接器，和由所述驱动单元驱动的下转筒，所述连接器与下转筒啮合或者分开。

3.如权利要求2所限定的洗衣机，其特征在于，所述连接器和所述下转筒分别包括相互对置的突起和凹槽。

4.如权利要求2所限定的洗衣机，其特征在于，所述连接器与设置在所述洗衣机的下部中央的传递所述驱动单元的动力的主动轴驱动连接。

5.如权利要求4所限定的洗衣机，其特征在于，所述主动轴的内部和所述连接器的外部及下圆周表面呈现多边形。

6.如权利要求2所限定的洗衣机，其特征在于，所述连接器通过能让所述连接器随所述浮漂件的上下移动而作上下移动的杆子与所述浮漂件连接。

7.如权利要求6所限定的洗衣机，其特征在于，在所述杆子的下端形成有球形端部，所述球形端部安装在所述连接器上端形成的槽中，而且在所述槽的上端设置了防止所述球形端部从所述槽脱离出来的罩。

8.如权利要求1所限定的洗衣机，其特征在于，在所述波轮中形成的突起部分内设置有所述浮漂件，在所述突起部分的上端安装了具有能让洗衣水通过而流入所述突起部分的多个孔的罩。

9.如权利要求8所限定的洗衣机，其特征在于，所述突起部分包括在内部中央形成的肋条以及环绕所述肋条的上端设置的防止洗衣水流入洗衣轴的密封垫。

10.如权利要求8所限定的洗衣机，其特征在于，在所述浮漂件的上端形成倾斜部分。

11.如权利要求1所限定的洗衣机，其特征在于，在所述离合装置的连接器与所述旋转甩干桶的上转筒之间设置了所述行星齿轮。

12.一种洗衣机的控制方法，包括以下步骤：

开始洗涤或漂洗过程，包括：打开门，将衣物扔进旋转甩干桶，关闭所述门，和按启动按钮；

进行洗涤或漂洗操作。

从门监测单元中接收监测信号，并在洗涤或漂洗时通过控制器判断所述门是否开着；

当进行洗涤或漂洗时，所述门关着时，驱动单元按正常速度旋转，而所述门是打开的时，就要通过将由控制器产生的控制信号输入马达驱动单元来减小所述驱动单元的转速；

判断洗涤或漂洗的时间是否超过预定的时间；和

如果洗涤或漂洗的时间没有超过预定的时间就继续洗涤或漂洗。如果洗涤或漂洗的时间超过预定的时间就结束洗涤或漂洗。

13.如权利要求12所限定的洗衣机的控制方法，其特征在于，在进行洗涤或漂洗时，所述旋转甩干桶按与波轮的旋转方向相反的方向旋转，波轮通过获得所述驱动单元的驱动力而按顺时钟和反时钟方向旋转。

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