CN114623986A - 一种基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测装置及方法 - Google Patents

一种基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测装置及方法，通过电机绳驱动连杆转动，进而带动滑块在密封装置顶部的滑轨中运动，使得密封装置底部橡胶密封圈与料盒孔位贴合，检测盒接入气源后，待筒内达到指定压力后电磁阀关闭，通过压力变送器采集筒内压力衰减数据并与标准气密性数据模型比对，最终将气密性检测结果实时显示到产线并上传至上位机数据库，最终实现了产线不通水即可检测洗衣机密封性能的目的。

Description

一种基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测装置及方法
技术领域
本发明涉及滚筒洗衣机检测技术领域，尤其涉及一种基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测装置及方法。
背景技术
滚筒洗衣机漏水属于机械故障，常见的漏水部位有前门视孔窗、底部、外筒盖边沿和进水部位。对于刚出厂的洗衣机，若不考虑其零部件损坏或制造缺陷，常见的漏水原因主要有以下五点。(1)排水管与排水泵的连接不够紧密或排水泵泵体密封处的螺钉松动引起的洗衣机底部右后部漏水。(2)外筒筒身与前盖之间没有紧固好，即扣紧环螺钉松脱引起的洗衣机底部中间偏前漏水。(3)外筒叉形架与外筒之间橡胶密封圈装配部正引起的外筒后部叉形架处漏水。(4)装配过程中前盖橡胶密封圈和大卡环没有装配好引起的外筒前盖边沿漏水。(5)进水管与进水阀连接不好引起的进水部分漏水。
目前，国内洗衣机制造商生产的滚筒洗衣机在出厂前都设立了加水试运转等检测工序，模拟用户正常洗衣的使用场景并检测洗衣机底部是否漏水，这被视为排查整机漏水问题等问题的有效方法。但由于检测前需要向桶内注水，检测完毕后要进行排水、吸干等工序，仍有少量水残留在洗衣机筒内，长时间可能导致水变质、发臭等问题，影响企业的售后和品牌形象，且检测工位使用的检测水需要频繁更换，检测成本高。本发明使用气体通入筒内进行气密性检测，由于省去了注水、排水、吸干等工序，极大地降低了检测成本，提高了检测速度和检测效率，且准确率高，与液体检测相比较有其独特的优势。因此研究一种基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测方法与装置是一种趋势，很有现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服上述背景技术中的不足，实现滚筒洗衣机无水泄露检测，通过通入气体保压检测系统压力的方式对洗衣机气密性进行检测和判定，快速准确地将洗衣机泄露问题展示出来，用于解决工业检测中残留水变质、成本高、检测速度慢等技术问题。
为实现上述目的，本发明首先提供了一种基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测装置，包括：气密性检测盒、步进电机、联轴器、定滑轮、绕绳、连杆、复位弹簧、滑块、密封装置、导槽、进气管、压力变送器、电磁阀、锥形塞；
其中，所述气密性检测盒内设置有步进电机，所述步进电机通过联轴器与定滑轮转动连接，所述连杆的一端通过绕绳与所述定滑轮连接，所述连杆的另一端与密封装置连接；所述密封装置通过所述滑块实现与所述导槽滑动连接，所述连杆还连接有所述复位弹簧，所述进气管与所述气密性检测盒连通，用于提供气体充入；所述压力变送器与所述进气管连接，用于检测系统气压；所述电磁阀控制进气通断，所述锥形塞设置在所述气密性检测盒的排气口。
优选的，所述步进电机通过带动所述定滑轮转动，从而利用绕绳驱动连杆(、滑块带动密封装置上下移动。
优选的，所述导槽固定于气密性检测盒的顶部，限制密封装置的运动轨迹，保证密封装置精准贴合料盒孔位
优选的，所述进气管通入气源，系统压力达到设定值后，电磁阀关闭，系统进行保压检测，压力变送器采集系统气压数据并传输至上位机。
优选的，所述复位弹簧在密封装置位于最顶部时处于无形变状态，在密封装置位于最底部时处于拉伸状态，检测完毕后，步进电机反转，复位弹簧将通过连杆带动滑块移动，密封装置复位。
另一方面，本发明还提供一种利用上述技术方案记载的基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测装置的检测方法，包括以下步骤：
S101：将气密性检测盒插入洗衣机料盒口，直到锥形塞与料盒排气口接触并密封；
S102：工控机控制步进电机转动，通过联轴器带动定滑轮转动，定滑轮上绕绳带动连杆转动，进而带动滑块在密封装置顶端的滑槽中右移，密封装置在导槽中向下移动，直至贴合料盒底部孔位，此时复位弹簧处于伸长状态；
S103：工控机控制电磁阀开启，气体通过进气管快速向筒内充气加压，压力变送器检测到系统压力达到设定值后，电磁阀关闭，系统开始保压检测；
S104：压力变送器将采集到的压力数据传递至上位机气密性曲线数据模型，判定系统是否满足气密性要求；
S105：检测完毕后，步进电机反转，连杆在复位弹簧的作用下顺时针旋转，带动滑块和密封装置复位。
在上述检测方法中，优选的，所述步骤S104中判定系统是否满足气密性要求的判定方法包括极差判定法、均值判定法和方差判定法中的一种或多种。
在上述检测方法中，优选的，所述极差判定法为比较标准气压数据的极差与待检气压数据的极差，如果其差的绝对值在容差常量之内即视为合格，其计算公式如下：
|(psimax-psimin)-(ptimax-ptimin)|≤δ1
上式中：i表示采样次数，psi表示实验测定的每次采样的标准压力数据，pti表示待检洗衣机每次采样的压力数据，max和min下标表示该组数据的最大值和最小值，δ1表示极差容差常量。
在上述检测方法中，优选的，所述均值判定法为比较标准压力数据和待检气压数据的平均值之差，若其落在容差常量之内即视为合格，其计算公式如下：
Figure BDA0003514765450000031
上式中：i表示采样次数，psi表示实验测定的每次采样的标准压力数据，pti表示待检洗衣机每次采样的压力数据，max和min下标表示该组数据的最大值和最小值，δ2表示均值容差常量，n表示采样总次数。
在上述检测方法中，优选的，所述方差判定法为比较标准压力数据和待检气压数据的方差之差，若其落在容差常量之内即视为合格，其计算公式如下：
Figure BDA0003514765450000032
上式中：i表示采样次数，psi表示实验测定的每次采样的标准压力数据，pti表示待检洗衣机每次采样的压力数据，max和min下标表示该组数据的最大值和最小值，δ3表示均值容差常量，n表示采样总次数。
本发明相对于现有技术的有益效果是：本申请提供的一种基于气密性的滚筒洗衣机泄漏检测方法与装置，使用气体代替液体检测滚筒洗衣机的密封性能，其通过密封装置和锥形塞对料盒底部和前端的孔位进行密封，在通入气体后关闭电磁阀开始保压检测，通过测量系统压力衰减数据进而判定滚筒洗衣机的气密性，最终实现了产线不通水即可检测洗衣机密封性能。该系统相比于其他工业加水试运转系统成本低，检测速度快，软件功能强大且灵活，智能化程度高，方便部署与应用，方便检测人员后续的维护和分析。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明的实施例的一种基于气密性的滚筒洗衣机泄漏检测装置的整体内部结构图；
图2是根据本发明的实施例的一种基于气密性的滚筒洗衣机泄漏检测装置的整体外部结构图；
图3是图2中A-A面的剖视图；
图4是一种基于气密性的滚筒洗衣机泄漏检测方法的整体流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
为了便于理解，请参阅图1-3，本发明提供的一种基于气密性的滚筒洗衣机泄漏检测系统，所述系统包括：气密性检测盒101定位各零件，步进电机102通过联轴器103实现定滑轮104旋转，绕绳105实现连杆106转动，滑块108实现密封装置109在导槽110中移动，复位弹簧107实现检测完毕后的系统复位，进气管111提供气体充入，压力变送器112检测系统气压，电磁阀113控制进气通断，锥形塞114密封料盒排气口。
需要说明的是，所述密封装置109是整个系统的核心零件，通过顶端滑槽与所述滑块108形成移动副，与所述导槽110形成移动副。检测开始时所述步进电机102通过绕绳105驱动连杆106带动所述滑块108向右移动，使得所述密封装置109向下移动直至与料盒孔位接触。在检测过程中，系统通过所述滑块108对密封装置109施加向下压力，使密封装置109底部橡胶密封圈与料盒孔位紧密贴合。
进一步地，所述步进电机102和电磁阀113由工控机软件控制，所述压力变送器112是整个检测系统的核心，在保压检测阶段，压力变送器112实时采集系统压力信号，将压力值传输至工控机经数据预处理、气密性数学模型，最终得出系统气密性的检测结果。
应当说明的是，工控机是整个系统控制和数据处理的核心，其软件模块包括参数设置模块、数据采集模块、数据处理模块等。其中上述参数设置模块包括设定压力变送器的测试模式、采集频率和实验测试得到的气密性曲线数据模型参数等，上述数据采集模块包括通过串口与压力变送器、电磁阀进行通信，实现整个气密性检测过程的连续高效进行；上述数据处理模块是对上述传感器得到的模拟信号进行预处理，再通过预先计算的气密性曲线数据模型，最终实现了产线不通水即可检测洗衣机密封性能的目的。
需要说明的是，对于数据处理模块，本实施例提供给建立了气密性曲线数据模型，该模型用于判定数据预处理后得到的压力数据是否在标准范围内，是数据处理算法的核心部分。在检测前需要进行气密性检测实验，通过建立合格产品的气密性曲线数据模型，将故障产品的泄漏曲线与合格产品的泄漏曲线进行对比进而做出合格性判定。本发明提出三种可行的判定方法：极差判定法、均值判定法和方差判定法。
其中极差判定法比较标准气压数据的极差与待检气压数据的极差，如果其差的绝对值在容差常量之内即视为合格，其计算公式如下：
|(psimax-psimin)-(ptimax-ptimin)|≤δ1
上式中：i表示采样次数，psi表示实验测定的每次采样的标准压力数据，pti表示待检洗衣机每次采样的压力数据，max和min下标表示该组数据的最大值和最小值。δ1表示极差容差常量，需要根据具体实验予以赋值。
均值判定法比较标准压力数据和待检气压数据的平均值之差，若其落在容差常量之内即视为合格，与极差判定法相比可以在一定程度上消除部分系统误差，其计算公式如下：
Figure BDA0003514765450000061
上式中：其中n表示采样总次数，δ2表示均值容差常量，需要根据具体实验予以赋值，其余符号表示同极差判别法。
方差判定法比较标准压力数据和待检气压数据的方差之差，若其落在容差常量之内即视为合格，方差判定法与上述两种方法想比可以更好地描述整组数据的稳定程度，其计算公式如下：
Figure BDA0003514765450000062
上式中：其中，n表示采样总次数，δ3表示方差容差常量，需要根据具体实验予以赋值，其余符号表示同极差判别法。
为了方便理解，请参阅图4，本实施例提供的一种基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测方法流程图，最终实现不通水即可检测出滚筒洗衣机的密封性能，基于上述实施例的一种基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测方法与装置，包括以下步骤：
S101：将检测盒插入洗衣机料盒口，直到锥形塞与料盒排气口接触并密封。
S102：工控机控制步进电机转动，通过联轴器带动定滑轮转动，定滑轮上绕绳带动连杆转动，进而带动滑块在密封装置顶端的滑槽中右移，密封装置在导槽中向下移动，直至贴合料盒底部孔位，此时复位弹簧处于伸长状态。
S103：工控机控制电磁阀开启，气体通过进气管快速向筒内充气加压，压力变送器检测到系统压力达到设定值后，电磁阀关闭，系统开始保压检测。
S104：压力变送器将采集到的压力数据传递至上位机气密性曲线数据模型，判定系统是否满足气密性要求。
S105：检测完毕后，步进电机反转，连杆在复位弹簧的作用下顺时针旋转，带动滑块和密封装置复位。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测装置，其特征在于，包括：气密性检测盒(101)、步进电机(102)、联轴器(103)、定滑轮(104)、绕绳(105)、连杆(106)、复位弹簧(107)、滑块(108)、密封装置(109)、导槽(110)、进气管(111)、压力变送器(112)、电磁阀(113)、锥形塞(114)；
其中，所述气密性检测盒(101)内设置有步进电机(102)，所述步进电机(102)通过联轴器(103)与定滑轮(104)转动连接，所述连杆(106)的一端通过绕绳(105)与所述定滑轮(104)连接，所述连杆(106)的另一端与密封装置(109)连接；所述密封装置通过所述滑块(108)实现与所述导槽(110)滑动连接，所述连杆(106)上还连接有所述复位弹簧(107)，所述进气管(111)与所述气密性检测盒(101)连通，用于提供气体充入；所述压力变送器(112)与所述进气管(111)连接，用于检测系统气压；所述电磁阀(113)控制进气通断，所述锥形塞(114)设置在所述气密性检测盒(101)的排气口。
2.根据权利要求1所述的基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测装置，其特征在于：所述步进电机(102)通过带动所述定滑轮(104)转动，从而利用绕绳(105)驱动连杆(106)、滑块(108)带动密封装置(109)上下移动。
3.根据权利要求1所述的基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测装置，其特征在于：所述导槽(110)固定于气密性检测盒(101)的顶部，限制密封装置(109)的运动轨迹，保证密封装置(109)精准贴合料盒孔位。
4.根据权利要求1所述的基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测装置，其特征在于：所述进气管(111)通入气源，系统压力达到设定值后，电磁阀(113)关闭，系统进行保压检测，压力变送器(112)采集系统气压数据并传输至上位机。
5.根据权利要求1所述的基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测装置，其特征在于：所述复位弹簧(107)在密封装置(109)位于最顶部时处于无形变状态，在密封装置(109)位于最底部时处于拉伸状态，检测完毕后，步进电机(102)反转，复位弹簧(107)将通过连杆(106)带动滑块(108)移动，密封装置(109)复位。
6.一种利用权利要求1-5中任意一项所述的基于气密性的滚筒洗衣机泄露检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101：将气密性检测盒(101)插入洗衣机料盒口，直到锥形塞(114)与料盒排气口接触并密封；
S102：工控机控制步进电机(102)转动，通过联轴器(103)带动定滑轮(104)转动，定滑轮(104)上绕绳(105)带动连杆(106)转动，进而带动滑块(108)在密封装置(109)顶端的滑槽中右移，密封装置(109)在导槽(110)中向下移动，直至贴合料盒底部孔位，此时复位弹簧(107)处于伸长状态；
S103：工控机控制电磁阀(113)开启，气体通过进气管(111)快速向筒内充气加压，压力变送器(112)检测到系统压力达到设定值后，电磁阀(114)关闭，系统开始保压检测；
S104：压力变送器(112)将采集到的压力数据传递至上位机气密性曲线数据模型，判定系统是否满足气密性要求；
S105：检测完毕后，步进电机(102)反转，连杆(106)在复位弹簧(107)的作用下顺时针旋转，带动滑块(108)和密封装置(109)复位。
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述步骤S104中判定系统是否满足气密性要求的判定方法包括极差判定法、均值判定法和方差判定法中的一种或多种。
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于：所述极差判定法为比较标准气压数据的极差与待检气压数据的极差，如果其差的绝对值在容差常量之内即视为合格，其计算公式如下：
|(psimax-psimin)-(ptimax-ptimin)|≤δ1
上式中：i表示采样次数，psi表示实验测定的每次采样的标准压力数据，pti表示待检洗衣机每次采样的压力数据，max和min下标表示该组数据的最大值和最小值，δ1表示极差容差常量。
9.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于：所述均值判定法为比较标准压力数据和待检气压数据的平均值之差，若其落在容差常量之内即视为合格，其计算公式如下：
Figure FDA0003514765440000021
上式中：i表示采样次数，psi表示实验测定的每次采样的标准压力数据，pti表示待检洗衣机每次采样的压力数据，max和min下标表示该组数据的最大值和最小值，δ2表示均值容差常量，n表示采样总次数。
10.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于：所述方差判定法为比较标准压力数据和待检气压数据的方差之差，若其落在容差常量之内即视为合格，其计算公式如下：
Figure FDA0003514765440000031
上式中：i表示采样次数，psi表示实验测定的每次采样的标准压力数据，pti表示待检洗衣机每次采样的压力数据，max和min下标表示该组数据的最大值和最小值，δ3表示均值容差常量，n表示采样总次数。
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