CN110725102B - 一种洗涤设备的配重平衡环 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种洗涤设备的配重平衡环，平衡环内部形成有中空环形结构，平衡环的内环壁上设有多个永磁体，多个永磁体的排列方式为N极，S极交替排列；在所述中空环形结构内部设有多个配重组件，每个配重组件均设有电磁线圈，通过改变所述电磁线圈的电流，每个配重组件可以在所述中空环形结构内滑动或静止。本发明采用可以移动的配重块平衡偏心载荷，采用电磁驱动，结构简单易于实现。空载时，配重块在平衡环中均匀分布，保证滚筒的平衡；高速脱水时，移动配重块平衡偏心载荷，抑制滚筒振动。有效降低滚筒洗衣机洗涤、漂洗和脱水整个过程产生的噪音振动，提高了滚筒洗衣机在运行过程中的稳定性。

Description

一种洗涤设备的配重平衡环

技术领域

本发明涉及一种配重平衡环，具体而言，涉及一种洗涤设备的配重平衡环。

背景技术

随着技术的发展，消费者对洗涤设备，如洗衣机的性能要求也越来越高，其中包括降低洗涤脱水时的振动噪音，提高洗衣机运行是的稳定性，不产生碰撞和移位等现象。碰撞和移位等现象通常是由于衣物随机分布而产生的偏心载荷导致的，洗衣机高速旋转脱水时，偏心载荷会产生激振力致使洗衣机剧烈振动。此过程中会产生噪音，甚至产生与地面共振的现象，给用户带来诸多不便。

本发明以抑制滚筒洗衣机运行过程中的振动为目标，通过动态调整配重块的位置，实现抑制滚筒洗衣机振动的目的。现有的滚筒洗衣机采用弹簧悬挂，阻尼器支撑的的方式将洗衣机外筒吊的框架上，同时在外筒上布置配重块令滚筒洗衣机的悬挂系统保持平衡。但是固定形状和质量的配重块仅能保证滚筒洗衣机空载时的平衡，在洗涤脱水的过程中，衣物可能出现缠绕导致偏心载荷过大的情况，此时会使洗衣机的振动突然增大，甚至于出现撞筒移位等现象。针对上述问题，可通过调整滚筒洗衣机偏心保护程序进行改善，但是预设偏心保护的阈值过小，在某些工况下也会导致无法顺利进入脱水程序，衣物将难以脱水。

现有技术中抑制滚筒洗衣机运行过程中的振动的方案，如专利号为201210574864.5的专利，该专利提出的方案存在以下两个不足之处。1、只能对一定范围内小负载偏心载荷平衡的作用，偏心载荷过大时难以起到平衡作用。2、该方案令小球在粘性油中运动来平衡偏心载荷，但粘性油同时也会阻碍小球的运动，令其无法迅速的维持动平衡。3、当筒内衣物均匀放置时，小球反而成了偏心载荷。专利号为201480079700.2的专利提出利用驱动马达和齿轮驱动平衡单元，令其能够迅速移动位置，以减小滚筒的偏心载荷。但是由于其采用多级齿轮传动，在平衡单元移动的过程中可能会产生额外的噪音。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种配重平衡环，可方便的对转动引起的偏心振动进行平衡。尤其可用于平衡洗涤设备的振动。另外本发明还提供一种洗涤设备(洗衣机)的振动平衡控制方法。通过振动传感器检测最大振幅情况，然后通过借助电磁力移动配重块(偏心块)对偏心载荷进行平衡。提高了系统平衡偏心载荷的响应速度以及准确性，能够实现快速抑制振动，提高洗衣机运行的稳定性。

本发明配重平衡环实现了洗衣机的动平衡调整，空载时，不影响洗衣机的平衡状态。运行时，能够动态调整配重块的位置，实现动平衡调整，减小洗衣机运行时的振幅。

本发明通过在滚筒洗衣机的外筒上布置多个振动传感器(加速度传感器)实时监测洗衣机在各个方向上的振幅，找出振幅最大的方向，根据振幅情况判断偏心运转情况，然后控制器驱动配重块移动，以抑制振动。

具体地：一种配重平衡环，所述平衡环包括壳体，所述平衡环内部形成有中空环形结构，所述平衡环的内环壁上设有多个永磁体，所述多个永磁体的排列方式为沿内环壁的周向方向上N极，S极交替排列；

在所述中空环形结构内部设有多个配重组件，多个配重组件沿所述中空环形结构周向方向上分布，每个配重组件均设有电磁线圈，通过控制所述电磁线圈的电流，每个配重组件可以在所述中空环形结构内滑动或静止。

优选地，每个配重组件包括配重块和至少一个导轮，平衡环内部还形成有与至少一个导轮配合的至少一个导轨，每个配重组件通过至少一个导轮在至少一个导轨上的滚动实现滑动。

优选地，至少一个导轮的个数为四个，其中两个导轮位于配重块的一侧，另两个导轮位于配重块的另一侧，至少一个导轨的个数为两个。

优选地，中空环形结构形成有第一环形空间、第二环形空间、第三环形空间，第一环形空间、第三环形空间分别位于第一环形空间的两侧；其中，配重块设置于第二环形空间内，位于配重块的一侧的两个导轮和与之配合的一个导轨位于第一环形空间内，位于配重块的另一侧的两个导轮和与之配合的另一个导轨位于第三环形空间内。

优选地，第一环形空间、第三环形空间二者的大小相同，分别对称位于第二环形空间的两侧，第一形空间小于第二环形空间的大小。

优选地，所述中空环形结构内部的多个配重组件在平衡时，被控制为沿所述中空环形结构周向方向上等间距均匀分布。

优选地，多个配重组件能够被控制同步滑动或同步静止，且在滑动时以相同速度运动。

本发明还提供一种洗涤设备，包括本发明所述的平衡环。

优选地，所述洗涤设备包括外筒，可旋转内筒，所述平衡环设置在所述外筒上。

优选地，所述外筒形成有王环形凹槽，壳体的部分安装在所述凹槽内。

优选地，外筒设有多个加速度传感器，用于检测衣物的偏心载荷。

本发明还提供一种洗涤设备的振动控制方法，其特征在于包括如下步骤：

S01：检测洗涤设备在多个方向的振幅；

S02：根据检测的振幅情况，控制电磁线圈的电流。

优选地，步骤S02中控制电磁线圈的电流包括改变线圈的电流方向和/或改变电流的频率大小。

优选地，步骤S02中根据检测的振幅情况，控制电磁线圈电流的方式为：根据振幅情况，判断洗涤设备的偏心运转情况，根据偏心运转情况控制电磁线圈的电流。

有益效果：

本发明公开的洗涤设备的平衡环，采用可以移动的配重块平衡偏心载荷，采用电磁驱动，结构简单易于实现。空载时，配重块在平衡环中均匀分布，保证滚筒的平衡；高速脱水时，移动配重块平衡偏心载荷，抑制滚筒振动。平衡环结构尺寸设计可随滚筒尺寸调节。有效降低了滚筒洗衣机洗涤、漂洗和脱水整个过程产生的噪音振动，提高了滚筒洗衣机在运行过程中的稳定性，降低了弹簧-阻尼器的损耗。本发明工作原理简单，结构易于实现，有效抑制偏心载荷导致的振动，减少振动导致撞筒和移位现象的发生。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明的平衡环剖视图。

图2本发明的配重组件的立体示意图。

图3本发明的平衡环安装在洗涤设备上的示意图。

图4本发明的平衡环安装在洗涤设备上的立体示意图。

其中：1-壳体，2－导轨，3－配重组件，4－永磁体，5－电磁线圈，6－平衡配重，7－外筒，8－导轮，9－配重块外壳，10－配重块，11－平衡环。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本公开的各方面。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种结构，但这些结构不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一结构与另一结构。因此，下文论述的第一结构可称为第二结构而不偏离本公开概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本公开所必须的，因此不能用于限制本公开的保护范围。

下面结合附图1-4对本发明中的具体实施方式的内容进行详细描述：

如图1，2所示，示意出了一种配重平衡环11，所述平衡环11包括壳体1，所述平衡环11内部形成有中空环形结构，所述平衡环11的内环壁上设有多个永磁体4，所述多个永磁体4的排列方式为沿中空环形结构的周向上N极，S极交替排列；在所述中空环形结构内部设有多个配重组件3，多个配重组件3沿所述中空环形结构的周向上均匀分布，每个配重组件3均设有电磁线圈5(电枢/线圈绕组)，通过改变所述电磁线圈5的电流，每个配重组件3可以在所述中空环形结构内滑动或静止。

如图2，3所示，其中，可选地，每个配重组件3还设有配重块10和至少一个导轮8，平衡环11内部还形成有与至少一个导轮8配合的至少一个导轨2，每个配重组件3通过至少一个导轮8在至少一个导轨2上的滚动实现滑动。其中，配重块10还形成有配重块外壳9，导轮8位于配重块10两侧。其中，导轮8可在左右两侧分布，可为对称分布，图2中只显示了其中一侧的导轮8，其中一侧的导轮8前后设置两个，另一侧的导轮8也为前后两个，共四个导轮。

如图3所示，可选地，中空环形结构形成有第一环形空间、第二环形空间、第三环形空间，第一环形空间、第三环形空间分别位于第一环形空间的两侧；其中，配重组件3设置于第二环形空间内，两个导轮8和与之配合的一个导轨2位于第一环形空间内，另两个导轮8和与之配合的另一个导轨2位于第三环形空间内。可选地，第一环形空间、第三环形空间二者的大小相同，分别对称位于第二环形空间的两侧，第一形空间小于第二环形空间的大小。

平衡环11为环形壳体1，内环壁面沿环形面放置磁极，由永磁体4构成。第一、第三环形空间设置导轨2。配重块10质量为2kg，长条形，在侧面连接有导轮8，线圈可以设置在底面、侧面或顶面。线圈可以产生行波磁场，为配重块10移动提供推力。配重块10通过导轮8沿导轨2滑动。当配重块10移动到指定位置上，配重块10上的线圈通直流电，线圈磁极不再发生改变，与正下方的永磁体4产生吸引力，令配重块10固定在指定位置上。

如图3，4所示，本发明还提供一种洗涤设备，所述洗涤设备包括外筒7，可旋转内筒，所述平衡环11设置在所述外筒7上。可选地，所述外筒7形成有环形凹槽，壳体1的部分安装在所述凹槽内。

本发明还提供一种洗涤设备的控制方法，包括如下步骤：

S01：检测洗涤设备在多个方向的振幅；

S02：根据检测的振幅情况，控制电磁线圈5的电流。

其中，步骤S02中根据检测的振幅情况，控制电磁线圈5电流的方式为：根据振幅情况，判断洗涤设备的偏心运转方向，根据偏心运转情况控制电磁线圈5的电流。

如图3，4所示一种洗涤设备，包括外筒7，可旋转内筒，所述平衡环11设置在所述外筒7上，其具有平衡配重6。平衡环11内侧紧贴滚筒外壁，为保证其平衡效果，其旋转轴应与内筒旋转轴重合。可选地，配重块10共有三块，每块质量为2kg，形状如图2所示。空载时，配重块10于平衡环11内部均匀分布，夹角为120°。配重块10底部设置有电枢，即线圈绕组，铁芯用硅钢片叠压而成，外侧用金属线环绕。线圈绕组正下方的平衡环11内壁上贴有永磁体4，永磁体4的排列方式为N极和S极交替出现。当电枢线圈输入三相交流电源时，在电枢线圈与永磁体4之间的间隙中产生行波磁场，行波磁场会推动配重块10运动。行波磁场的移动速度可通过调整电枢电源的频率控制，提高电枢电源的频率会提高行波磁场的移动速度，进而提高配重块10的运动速度。其中，速度的计算公式为：

v＝2τf (1)

式中：v为行波磁场的移动速度，τ为极距，f为电枢电源的频率。

由于电枢与永磁体4之间法向的吸引力大于切向的推力，在配重块10两侧设置导轮8和导轨2有利于保证电枢与永磁体4之间的气隙，同时亦能保证配重块10运行的稳定性。配重块10底部线圈有两个作用，其一，当线圈通三相交流电时，此时线圈主要用于给配重块10提供推力；其二，当配重块10运动到指定位置时，该线圈通直流电，此时线圈的磁场两极不再发生变化与永磁体4互相吸引，令配重块10固定在指定位置上。

可选地，振动传感器(加速度传感器)的数量可为12个，在外筒7的周向均布。洗衣机外筒7横截面接近圆形，将截面划分为12个区域，每个区域设置一个用于振动监测的加速度传感器，用于实时监测衣物偏心载荷的位置。通过在滚筒洗衣机的外筒7上布置多个(12个)加速度传感器实时监测洗衣机在各个方向上的振幅，找出振幅最大的方向，判断得出偏心旋转的方向，如在洗衣机脱水时，发现振幅最大的方向沿逆时针方向变化，则说明内筒沿逆时针转动，且有多部分衣物聚焦在一起，从而引起偏心振动。然后由控制器驱动配重块10移动，使其移动方向沿到最大振幅变化的反方向即顺时针方向旋转，以抑制振动。可根据加速度传感器检测的振动的大小，设置电流的频率大小，振动越大，频率越大，以使配重块10的转速越大，从而平衡振动。可通过变频器改变交流电的频率。

可选地，加速度传感器是单向传感器，检测其接触面法向方向的振动值，通过相邻两个加速度传感器检测到最大振幅的时间差，和相邻两个加速度传感器之间的圆周距离，可求出大振动幅值位置的实时位置与移动方向，根据位置和时间差，可得出偏心的转动速度。因为洗衣机在运行过程中偏心是在不断运动的，所以控制器控制配重块10以相同的速度反向运动。即可根据公式1得到电流的频率，从而控制配重块10的移动速度。配重块10的移动方向可通过改变电流的方向实现。

空载时，三块配重块10于平衡环11内部均匀分布，夹角为120°。运行时，令其以相同的速度同时运动以平衡偏心载荷带来的激振力。因为三块配重原本间距相等，以同样的速度移动时，不会出现碰撞的问题。当洗衣机空载时，需要将多个配重块10固定在周向的位置，此时，可通过切换交流电为直流电的方式，使电磁线圈5形成为电磁铁，使其与内环壁上的永磁体4相互吸引，固定在周向位置。通过上述设置，可将配重块10牢固的固定在平衡环11的周向上。在不需要平衡时，使其均均分布，不影响洗涤设备的平衡。

有益效果：

本发明具有至少以下有益效果：

本发明采用可以移动的配重块10平衡洗涤设备的偏心载荷，同时采用电磁驱动，结构简单易于实现。空载时，配重块10在平衡环11中均匀分布，保证滚筒的平衡；高速脱水时，移动配重块10平衡偏心载荷，抑制滚筒振动。有效降低滚筒洗衣机洗涤、漂洗和脱水整个过程产生的噪音振动，提高了滚筒洗衣机在运行过程中的稳定性，降低了弹簧-阻尼器的损耗。本发明工作原理简明，结构易于实现，可有效抑制偏心载荷导致的振动，减少振动导致撞筒和移位现象的发生。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (9)

1.一种洗涤设备，其特征在于：包括配重平衡环(11)，所述平衡环(11)包括壳体(1)，所述平衡环(11)内部形成有中空环形结构，其特征在于：所述平衡环(11)的内环壁上设有多个永磁体(4)，所述多个永磁体(4)的排列方式为沿内环壁的周向方向上N极，S极交替排列；

在所述中空环形结构内部设有多个配重组件(3)，多个配重组件(3)沿所述中空环形结构周向方向上分布，每个配重组件(3)均设有电磁线圈(5)，通过控制所述电磁线圈(5)的电流，每个配重组件(3)可以在所述中空环形结构内滑动或静止；

每个配重组件(3)包括配重块(10)和四个导轮(8)，平衡环(11)内部还形成有与四个导轮(8)配合的二个导轨(2)，其中两个导轮(8)位于配重块(10)的一侧，另两个导轮(8)位于配重块(10)的另一侧；

中空环形结构形成有第一环形空间、第二环形空间、第三环形空间，第一环形空间、第三环形空间分别位于第一环形空间的两侧；其中，配重块(10)设置于第二环形空间内，位于配重块(10)的一侧的两个导轮(8)和与之配合的一个导轨(2)位于第一环形空间内，位于配重块(10)的另一侧的两个导轮(8)和与之配合的另一个导轨(2)位于第三环形空间内。

2.根据权利要求1所述的洗涤设备，其特征在于：第一环形空间、第三环形空间二者的大小相同，分别对称位于第二环形空间的两侧，第一形空间小于第二环形空间的大小。

3.根据权利要求2所述的洗涤设备，其特征在于：所述中空环形结构内部的多个配重组件(3)在平衡时，被控制为沿所述中空环形结构周向方向上等间距均匀分布。

4.根据权利要求3所述的洗涤设备，其特征在于：所述中空环形结构内部的多个配重组件(3)能够被控制同步滑动或同步静止，且在滑动时以相同速度运动。

5.根据权利要求1-4任一所述的洗涤设备，其特征在于：所述洗涤设备包括外筒(7)，可旋转内筒，所述平衡环(11)设置在所述外筒(7)上。

6.根据权利要求5所述的洗涤设备，其特征在于：所述外筒(7)形成有环形凹槽，壳体(1)的部分安装在所述环形凹槽内。

7.根据权利要求6所述的洗涤设备，其特征在于：外筒(7)设有多个加速度传感器，用于检测洗涤设备在多个方向的振幅。

8.一种如权利要求1-7任一所述的洗涤设备的振动控制方法，其特征在于包括如下步骤：

S01：检测洗涤设备在多个方向的振幅；

S02：根据检测的振幅情况，控制电磁线圈(5)的电流。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：步骤S02中控制电磁线圈(5)的电流包括改变线圈的电流方向和/或改变电流的频率大小。

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