CN115110246A - 一种洗衣机自动投放装置的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种洗衣机自动投放装置的控制方法，包括通过温度传感器获取环境温度，并通过该环境温度计算最终投放量的步骤，本发明的洗衣机自动投放装置的控制方法，通过对环境温度的检测，实现了对投放量的调整，以使洗涤剂或柔顺剂的投放量与衣物重量匹配，防止出现投放量过多或过少的情况，其控制简单且环境温度对投放精度影响小。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制方法，尤其涉及一种洗衣机自动投放装置的控制方法。
背景技术
作为一种日用家电，洗衣机被广泛应用于人们的日常生活中。洗衣机在洗涤前，操作人员需要向洗衣机内投放一定量的洗涤剂及柔顺剂，以实现对衣物的清洗。投放时，操作人员一般是靠经验进行投放。这种投放方式，洗涤剂及柔顺剂的投放量难于控制，如果洗涤剂投放过量会导致漂洗不干净，这不仅造成洗涤剂的浪费，同时用水量也会增加，从而导致洗衣成本的提高。而如果投放量过少，则会出现洗衣不干净的问题。为解决上述问题，一些厂商设计了自动投放装置，用于实现对洗衣液或柔顺剂的自动投放。这种自动投放装置通过两个单独的驱动器对投放装置进行控制，控制器需要分别控制两个单独的驱动器以实现两种不同液体的投放，这不仅使得投放装置本身占用较大的空间，同时控制方式也较为复杂。此外，投放时，投放精度还受到外界环境温度的影响，从而导致投放偏差很大。
针对现有技术中的问题，如何通过新的自动投放装置及其控制方法来降低成本，提高投放精度，是本领域人员急需解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种控制简单且环境温度对投放精度影响小的洗衣机自动投放装置的控制方法。
本发明的洗衣机自动投放装置的控制方法，包括以下步骤：
S1：设定室温环境范围为T0～T1，环境温度高于T1时为高温，环境温度小于T0且大于0度时为低温；
S2：设定室温环境范围内洗涤剂或柔顺剂的基础投放量为A0；
S3：通过温度传感器感应外部环境温度t；
S4：通过步骤S3中获取的环境温度t确定洗涤剂或柔顺剂的投放量a；
当t<＝0时，投放量a＝0；
当0<t<T0时，外部环境温度为低温，投放量a＝A0*k1；
当T0<＝t且t<＝T1时，外部环境温度为室温环境，投放量a＝A0；
当t>T1时，外部环境温度为高温，投放量a＝A0*k2；
其中，k1为外部环境温度为低温时，投放量的温度系数，k2为外部环境温度为高温时，投放量的温度系数，并且k1<1，k2>1；
S5：控制器通过驱动电机驱动齿轮轴正转或反转，直至将投放量为a的洗涤剂或柔顺剂投入洗衣机内。
本发明的洗衣机自动投放装置的控制方法，通过温度系数k1、k2，分别调整了低温及高温环境时，洗涤剂或柔顺剂的投放量，进而使得洗涤剂或柔顺剂的投放量更为精确，避免了由于温度变化导致的洗涤剂过量、漂洗不干净、浪费水的问题，及投放量过少、清洗不干净的问题。同时，该洗衣机自动投放装置的控制方法，通过控制器控制驱动电机的正反转，实现了洗涤剂或柔顺剂的投放，相较于通过两个单独的驱动电机进行驱动的方式，其控制更为方便，而且自动投放装置能够占用更小的体积。
进一步的，本发明的洗衣机自动投放装置的控制方法，在获取投放量前包括获取洗涤剂或柔顺剂类型的步骤，当洗涤剂为高效洗涤剂或柔顺剂为高效柔顺剂时，投放量为a*s。
其中a为普通洗涤剂或柔顺剂的投放量，s为高效洗涤剂或高效柔顺剂的液体种类参数，s<1；
由于高效洗涤剂或柔顺剂的效用较普通洗涤剂或柔顺剂的效用要高，因此在投放高效洗涤剂或高效柔顺剂时，其投放量较普通的洗涤剂或柔顺剂要少，液体种类参数s的具体竖数值可通过有限次数试验得到，本实施例中，s优选为 0.9。
进一步的，本发明的洗衣机自动投放装置的控制方法，投放洗涤剂或柔顺剂前包括对衣物进行称重的步骤。
投放洗涤剂或柔顺剂前对衣物进行称重，使得控制器能够根据该重量自动计算洗涤剂或柔顺剂的基础投放量。具体的，当衣物重量为w时，基础投放量 A0＝w*A，其中A为单位重量衣物液体的投放量，其值可为系统默认值或操作人员手动设置的值，其默认取值20毫升。
进一步的，本发明的洗衣机自动投放装置的控制方法，控制器控制齿轮轴正转，直至预定投放量的洗涤剂投入洗衣机内，待衣物洗涤并漂洗完成后，控制器控制齿轮轴反转，直至预定投放量的柔顺剂投入洗衣机内。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段，并依照说明书的内容予以具体实施，以下以本发明的实施例对其进行详细说明。
附图说明
图1是该洗衣机自动投放装置的控制方法的流程图；
图2是洗衣机自动投放装置的主视图；
图3是图2中A-A剖视图；
图4是洗衣机自动投放装置的后视图；
图5是图4中B-B向剖视图；
图6是壳体的剖视图；
图7是活塞及活塞板的主视图；
图8是进液止逆阀或出液止逆阀的剖视图；
图9是齿轮轴、单向非全齿齿轮等部件的拆解图；
图10是洗衣机自动投放装置的立体剖视图。
图中，壳体1，安装腔2，活塞腔3，活塞4，进液孔5，出液孔6，进液止逆阀7，出液止逆阀8，活塞板9，齿轮轴10，单向非全齿齿轮11，轴套12，啮合齿13，第一齿条14，第二齿条15，齿轮轴转动驱动器16，隔板17，圆管 18，阀座19，输入孔20，输出孔21，阀体22，弹簧23，楔块24，驱动块25，环形安装板26，凹槽27，压簧28中轴从动齿轮29，主驱动齿轮30，腰孔31，环状凸缘32，密封槽33，密封圈34。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参见图1，本实施例的洗衣机自动投放装置的控制方法，包括
本实施例的洗衣机自动投放装置的控制方法，包括以下步骤：
S1：设定室温环境范围为T0～T1，环境温度高于T1时为高温，环境温度小于T0且大于0度时为低温；
S2：设定室温环境范围内洗涤剂或柔顺剂的基础投放量为A0；
S3：通过温度传感器感应外部环境温度t；
S4：通过步骤S3中获取的环境温度t确定洗涤剂或柔顺剂的投放量a；
当t<＝0时，投放量a＝0；
当0<t<T0时，外部环境温度为低温，投放量a＝A0*k1；
当T0<＝t且t<＝T1时，外部环境温度为室温环境，投放量a＝A0；
当t>T1时，外部环境温度为高温，投放量a＝A0*k2；
其中，k1为外部环境温度为低温时，投放量的温度系数，k2为外部环境温度为高温时，投放量的温度系数，并且k1<1，k2>1；
S5：控制器通过驱动电机驱动齿轮轴正转或反转，直至将投放量为a的洗涤剂或柔顺剂投入洗衣机内。
本发明的洗衣机自动投放装置的控制方法，通过温度系数k1、k2，分别调整了低温及高温环境时，洗涤剂或柔顺剂的投放量，进而使得洗涤剂或柔顺剂的投放量更为精确，避免了由于温度变化导致的洗涤剂过量、漂洗不干净、浪费水的问题，及投放量过少、清洗不干净的问题。同时，该洗衣机自动投放装置的控制方法，通过控制器控制驱动电机的正反转，实现了洗涤剂或柔顺剂的投放，相较于通过两个单独的驱动电机进行驱动的方式，其控制更为方便，而且自动投放装置能够占用更小的体积。
其中，T0一般设置为15，T1一般设置为25；
温度系数k1及温度系数k2可通过多次试验获取，本实施例中，k1优选为0.9， k2优选为1.1；
基础投放量可由衣物的重量进行确定。如一公斤衣物投放50毫升洗涤剂或柔顺剂。
投放量确定后，控制器可通过驱动电机驱动齿轮抽正转或反转实现液体的投放。具体的，由于驱动电机每转一圈，其驱使齿轮轴转动固定的角度，通过齿轮轴驱动移动的活塞，在活塞腔内移动固定的距离，因此驱动电机每转动一圈，其投放的液体量固定。控制器可根据该固定量及预投放液体的总量获得驱动电机转动的角度，进而实现对液体投入量的精确控制。
该控制器可为单片机或PLC，驱动电机可为步进电机，控制器通过脉冲信号控制该驱动电机转动预定角度，其具体原理结构及连接方式为常规技术，此处不再赘述。
参见图2～10，本实施例中，洗衣机自动投放装置包括壳体1，壳体内设有安装腔2，壳体内还设有两个活塞腔3，每个活塞腔内均设有活塞4，活塞腔的外壁上还设有与活塞腔连通的进液孔5和出液孔6，进液孔内设有进液止逆阀7，出液孔内设有出液止逆阀8，活塞上设有活塞板9，活塞板的一端与活塞固连，活塞板的另一端位于安装腔内；
安装腔内设有齿轮轴10，齿轮轴的两端分别设有旋向相反的单向非全齿齿轮11，每个单向非全齿齿轮包括套在齿轮轴上的轴套12、设于轴套上的若干啮合齿13；
活塞板上设有位于单向非全齿齿轮一侧的第一齿条14及位于单向非全齿齿轮另一侧的第二齿条15，并且单向非全齿齿轮上的啮合齿能够依次与活塞板上的第一齿条和第二齿条啮合；
洗衣机自动投放装置还包括驱动齿轮轴转动的齿轮轴转动驱动器16，齿轮轴正转时，两个单向非全齿齿轮中的一个单向非全齿齿轮正向转动，齿轮轴反转时，两个单向非全齿齿轮中的另一个反向转动。
该洗衣机自动投放装置，通过在壳体内设置两个独立的活塞腔，实现了对两种液体的输入输出功能。同时，其通过齿轮轴的正反转，可按需驱动对应的单向非全齿齿轮转动，进而通过活塞板上的第一齿条及第二齿条驱动活塞及活塞板往复运动，最终实现外部液体的输入及将外部输入的液体输出的功能。相较于现有的通过单独设置两种液体的注入装置，该洗衣机自动投放装置结构更为紧凑，占用空间更小，同时只需一个控制器控制齿轮轴的正反转即可实现两种液体的输入及输出，因此其成本也更小。
其中，壳体内的安装腔用于安装活塞板、齿轮轴等部件，壳体内的活塞腔可通过在壳体内的前端设置隔板17，以将壳体内腔的前部分隔为两个活塞腔，该活塞腔优选为圆柱腔体。设于活塞腔内的活塞可沿圆柱腔体的中轴前后往复移动。
壳体前壁可设置与活塞腔连通的圆管18，该圆管的内腔形成上述进液孔或出液孔。该圆管可与壳体一体成型或通过焊接、螺接等方式与壳体固连。
进液止逆阀和出液止逆阀分别用于将外部液体通过进液孔输入至活塞腔内和将活塞腔内的液体从出液孔输出至外部，同时其能够防止液体的回流。自动投放装置可分别通过活塞腔内的压力控制阀体的开启与关闭。
当活塞板驱动活塞从活塞腔中伸出时，活塞内侧的容积逐渐变大，位于进液孔内的进液止逆阀在压力作用下开启，外部液体被抽入活塞腔内。
活塞板驱动活塞向活塞腔内部移动时，活塞内侧容积逐渐变小，进液止逆阀关闭，出液止逆阀在压力作用下开启，位于活塞腔内的液体便在压力作用下从出液孔输出至外部。
上述进液止逆阀和出液止逆阀可为结构相同、安装方向相反的止逆阀。具体的，其包括阀座19，阀座的一端设有输入孔20，阀座另一端设置输出孔21，阀座内设有位于输入孔和输出孔之间的阀体22，阀体与阀座之间设置弹簧23，正常情况下，阀体在弹簧作用下压在输入孔上，以关闭止逆阀，当阀体外侧压力大于弹簧弹力时，阀体被流体压力顶开，此时流体可依次通过输入孔和输出孔流通。
设于进液孔内的进液止逆阀，其输入孔位于进液孔的外端。当活塞伸出活塞腔时，活塞内侧容积变大，压力变小，其阀体便在活塞腔的负压作用下打开，外部流体在抽吸作用下被吸入活塞腔内。当活塞向活塞腔内部移动时，活塞内侧容积变小，压力增大，原先开启的阀体便在该压力作用下关闭。
出液止逆阀的工作原理与进液止逆阀类似，只不过其安装方向与进液止逆阀相反。具体的，出液止逆阀的输出孔位于出液孔的外端，其输入孔位于活塞腔一端。当活塞向内移动时压缩活塞腔内的液体，使得内部压力增大，从而使得出液止逆阀的阀体被推开，液体便可通过出液止逆阀输出至外部。当活塞反向移动时，内部压力减小，原先打开的出液止逆阀的阀体便被关闭，停止向外输出，与此同时，进液止逆阀打开，向内输入液体，如此循环往复。
齿轮轴用于安装单向非全齿齿轮，并通过齿轮轴转动驱动器带动单向非全齿齿轮转动。
单向非全齿齿轮能够通过活塞板上的第一齿条和第二齿条驱动活塞板及活塞往复运动。具体的，其轴套上的啮合齿沿圆弧分布于轴套的周面，并且该圆弧为轴套圆周面的局部，如沿圆周方向占整个圆周的四分之一，具体实施时以该啮合齿不能同时与第一齿条和第二齿条啮合为准。
驱动时，单向非全齿齿轮在齿轮轴的带动下转动，其上的啮合齿依次与一侧的第一齿条及另一侧的第二齿条啮合，从而依次驱动第一齿条前进、第二齿条返回，或按上述相反方向移动，具体以单向非全齿齿轮的转向为准。第一齿条和第二齿条便可带动与其固连的活塞板及活塞在活塞腔内往复移动，进而实现液体的输入及输出。
单向非全齿齿轮的单向旋转功能可通过在轴套上设置楔块24，并在齿轮轴上设置驱动块25实现。
具体的，在一种实施方式中，轴套的端部设置环形安装板26，环形安装板的表面设置楔块，楔块的一端固设于环形安装板上，楔块的另一端为斜面或曲面。上述斜面或曲面的一端位于环状安装板上方，另一端位于环状安装板表面。
齿轮轴上固定设置驱动块，驱动块端面设置与楔块对应的凹槽27。轴套与壳体之间设置压簧28。初始状态下，轴套在压簧压力作用下，其一端的楔块位于驱动块表面的凹槽内。当齿轮轴转动时，带动其上的驱动块转动。随着驱动块的转动，此时位于齿轮轴一端的楔块，其端面与驱动块表面的凹槽内壁接触，该楔块便在驱动块的带动下转动，进而驱动轴套及啮合齿转动，最终实现对活塞板的往复驱动。
而位于齿轮轴另一端的轴套上的楔块，由于其方向与上述楔块相反，齿轮轴转动时，凹槽的内壁首先与楔块位于环状安装板表面的一端接触，由于该端面与环状安装板表面相接，驱动块便逐渐沿着该楔块的斜面或曲面相对滑动。由于轴套可滑动地套在齿轮轴上，轴套便在驱动块对其的反作用下克服压簧的压力向远离驱动块一侧的方向移动，直至楔块完全从驱动块的凹槽内移出，从而实现驱动块及齿轮轴与轴套的分离。该单向非全齿齿轮便不能在驱动块驱动下转动。为了使其转动，可使齿轮轴反向旋转，并以类似的方式驱动该单向非全齿齿轮转动。而原先转动的单向非全齿齿轮便不再转动。
在另一方式中，可将环形安装板上的楔块铰接于环形安装板上，并将单向非全齿齿轮固定于齿轮轴上，这样楔块在驱动块的反作用力下会收缩至环形安装板表面的容置槽内，从而实现驱动块与楔块的分离，其具体结构不再赘述。
齿轮轴转动驱动器用于驱动齿轮轴转动，其优选为驱动电机，其可通过联轴器直接与齿轮轴连接，或者通过齿轮传动组件驱动齿轮轴转动。
本实施例中，齿轮轴的中部设置中轴从动齿轮29，驱动电机的机体固设于壳体外壁上，驱动电机的输出轴穿过壳体的侧壁并连接与中轴从动齿轮啮合的主驱动齿轮30，以实现对齿轮轴的转动驱动。
优选的，上述中轴从动齿轮设置于两个活塞板之间，以减小壳体整体体积。为了便于连接，上述中轴从动齿轮和主驱动齿轮均为锥齿轮，驱动电机的输出轴与中轴从动齿轮垂直设置。
优选的，上述活塞板上开设有腰孔31，腰孔的四周设置环状凸缘32，环状凸缘的上下两侧分别设置连接齿，环状凸缘的一侧壁及其上的连接齿形成上述第一齿条，环状凸缘另一侧的侧壁及其上的连接齿形成上述第二齿条。
优选的，活塞的周面设有密封槽33，密封槽内设置有密封圈34。
密封圈的设置实现了对活塞腔的密封。
作为优选，本实施例的洗衣机自动投放装置的控制方法，在获取投放量前包括获取洗涤剂或柔顺剂类型的步骤，当洗涤剂为高效洗涤剂或柔顺剂为高效柔顺剂时，投放量为a*s。
其中a为普通洗涤剂或柔顺剂的投放量，s为高效洗涤剂或高效柔顺剂的液体种类参数，s<1；
由于高效洗涤剂或柔顺剂的效用较普通洗涤剂或柔顺剂的效用要高，因此在投放高效洗涤剂或高效柔顺剂时，其投放量较普通的洗涤剂或柔顺剂要少，液体种类参数s的具体竖数值可通过有限次数试验得到，本实施例中，s优选为 0.9。
洗涤剂或柔顺剂类型由操作人员通过面板上的按钮进行选择，选择完成后数据被录入控制板的内存中，控制器通过读取内存中相应数据获取洗涤剂或柔顺剂的类型。
作为优选，本实施例的洗衣机自动投放装置的控制方法，投放洗涤剂或柔顺剂前包括对衣物进行称重的步骤。
投放洗涤剂或柔顺剂前对衣物进行称重，使得控制器能够根据该重量自动计算洗涤剂或柔顺剂的基础投放量。具体的，当衣物重量为w时，基础投放量 A0＝w*A，其中A为单位重量衣物液体的投放量，其值可为系统默认值或操作人员手动设置的值，其默认取值20毫升。
其中，衣物的重量可通过在放置衣物的容器底面设置压力传感器的方式获取。压力传感器将感应的压力数据传输至控制器，控制器将该数据减去容器本身的重量即可获取衣物的总重量。
作为优选，本实施例的洗衣机自动投放装置的控制方法，控制器控制齿轮轴正转，直至预定投放量的洗涤剂投入洗衣机内，待衣物洗涤并漂洗完成后，控制器控制齿轮轴反转，直至预定投放量的柔顺剂投入洗衣机内。
具体工作时，当洗衣机开机启动后，控制器首先检测洗涤剂或柔顺剂是否足够，如果液体足够则通过压力传感器对衣物进行称重，以确定洗涤剂或柔顺剂的基础投放量。
接着，控制器根据温度传感器感测周围环境的温度，以确定温度系数。
待温度系数确定后，控制器通过内存中保存的数据，确认洗涤剂或柔顺剂的种类，以确认其是否为高效洗涤剂或高效柔顺剂，如果是，则确定液体种类参数s；
控制器根据基础投放量、温度系数及液体种类参数确定最终的投放量。
随后控制器根据上述投放量自动计算相应的驱动时间，并驱动自动投放装置的齿轮轴正转或反转上述驱动时间，以实现洗涤剂的投放；
待衣物洗涤漂洗后，控制器控制齿轮轴反转上述驱动时间，以实现柔顺剂的投入。
以上仅是本发明优选的实施方式，用于辅助本领域技术人员实现相应的技术方案，而并不用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附权利要求限定。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本发明的技术方案基础上，可做出若干与其等同的改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。同时，应当理解，虽然本说明书按照上述实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种洗衣机自动投放装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：设定室温环境范围为T0～T1，环境温度高于T1时为高温，环境温度小于T0且大于0度时为低温；
S2：设定室温环境范围内洗涤剂或柔顺剂的基础投放量为A0；
S3：通过温度传感器感应外部环境温度t；
S4：通过步骤S3中获取的环境温度t确定洗涤剂或柔顺剂的投放量a；
当t<＝0时，投放量a＝0；
当0<t<T0时，外部环境温度为低温，投放量a＝A0*k1；
当T0<＝t且t<＝T1时，外部环境温度为室温环境，投放量a＝A0；
当t>T1时，外部环境温度为高温，投放量a＝A0*k2；
其中，k1为外部环境温度为低温时，投放量的温度系数，k2为外部环境温度为高温时，投放量的温度系数，并且k1<1，k2>1；
S5：控制器通过驱动电机驱动齿轮轴正转或反转，直至将投放量为a的洗涤剂或柔顺剂投入洗衣机内。
2.根据权利要求1所述的洗衣机自动投放装置的控制方法，其特征在于：在获取投放量前包括获取洗涤剂或柔顺剂类型的步骤，当洗涤剂为高效洗涤剂或柔顺剂为高效柔顺剂时，投放量为a*s；
其中a为普通洗涤剂或柔顺剂的投放量，s为高效洗涤剂或高效柔顺剂的液体种类参数，s<1。
3.根据权利要求1所述的洗衣机自动投放装置的控制方法，其特征在于：投放洗涤剂或柔顺剂前包括对衣物进行称重的步骤。
4.根据权利要求1所述的洗衣机自动投放装置的控制方法，其特征在于：控制器控制齿轮轴正转，直至预定投放量的洗涤剂投入洗衣机内，待衣物洗涤并漂洗完成后，控制器控制齿轮轴反转，直至预定投放量的柔顺剂投入洗衣机内。
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