CN1869315A - 转球式洗衣机及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及清洗机技术领域，一种转球式洗衣机及方法。采用球体作为衣服载体，内球体沿任意轴线在外壳体内旋转，可以带动衣服按任意方向旋转，内球体的运动方式大致可以分为两种：基本运动方式和复杂运动方式。转球式洗衣机由外壳(1)，外机门(2)，若干支撑(3)，球体(4)组成。在洗衣机不工作时，两个旋转轴都闭合；在洗衣机工作时，两个旋转轴一个闭合、一个分离，使洗衣机可以绕闭合的转动轴线旋转，通过两个旋转轴分离闭合的切换，可以实现内球体绕不同转动轴线的旋转运动，从而获得上述更好的洗涤效果，两个转动轴系上带有定位传感器，可以实现内外球体之间的可靠定位和旋转轴切换。

Description

转球式洗衣机及方法

技术领域

本发明涉及清洗机技术领域，特别是一种转球式洗衣机及方法。

背景技术

传统的滚筒洗衣机的特点是滚筒垂直旋转，带动衣物在重力作用下相互揉搓，以达到洗涤的效果。同水平旋转的波轮式洗衣机相比，滚筒式洗衣机的主要优点是衣物磨损小和省水。主要缺点是洗衣机机门侧开，需要人蹲下才能取放衣服，不方便操作；另外也不能在洗衣过程中打开机门添加衣服，否则会使洗衣机内的水溢出。为此，可以将洗衣机的滚筒倾斜一定角度，使机门也与水平面成一定角度，充分考虑到人体工程，方便人取放衣服的操作；另一方面，正常的洗衣水位也不会超过机门的最低位置，可以在洗衣过程中添加衣服。相关的专利有松下公司的滚筒洗衣机(CN1584174A，滚筒洗衣机)，海尔集团公司的斜置滚筒洗衣机(CN2425106Y，斜置滚筒洗衣机)，荣事达公司的滚筒洗衣机(CN1382733Y，滚筒洗衣机)等。但滚筒的斜置也有问题，位于位置低的部分成为洗衣的死角，该处的衣服不易被带上去，为此，在松下公司的方案中增加了多个搅拌突起物来消除这种影响。

发明内容

本发明的目的就是克服上述缺陷，考虑到洗衣机的洗净度、衣物磨损程度、耗水量、洗衣操作可间断性、人体工程性等因素，设计出一种结构更合理的洗衣机。

一种新式洗衣机，完全不同于传统的波轮式和滚筒式洗衣机，采用球体作为衣服载体，可以带动衣服按任意方向旋转，使衣服的各个部分都能实现充分的摩擦和洗涤，提高洗涤效果。球体停止时可以处于任意位置，因此机门也可以开在任意位置，如同滚筒的侧开口、或波轮的上开口、或充分考虑到人体工程的倾斜开口等。若考虑到外形尺寸大的影响，也可以将球体变化为椭球体，制造成薄型或窄型两种样式，方便放置。

本发明的目的是这样实现的，所设计的转球式洗衣机不同于传统的波轮式和滚筒洗衣机，但延续了滚筒洗衣机的优点，如利用衣服在重力作用下互相拍打产生揉搓效果减少衣服的磨损程度、耗水量小等的特点。主要变化是将衣服的载体由滚筒变成球体，其三维结构示意图见附图1。因此、同滚筒洗衣机相比、转球式洗衣机具有洗净度更高、衣物磨损小、耗水量更少、洗衣过程可间断、人体工程性更好等优点。

一种转球式洗衣机，采用球体作为衣服载体，内球体沿任意轴线在外壳体内旋转，可以带动衣服按任意方向旋转，内球体的运动方式大致可以分为两种：基本运动方式和复杂运动方式，基本运动方式指内球体沿两个相互垂直的水平轴线运动，复杂运动方式指内球体的运动轴线多于两个。

转球式洗衣机由外壳(1)，外机门(2)，若干支撑(3)，球体(4)组成，外机门安装在外壳的倾斜平面上，这种外形实际符合人体工程学，洗衣机的球体通过支撑与外壳固定。

球体(4)由外球体(5)，内球体(6)，内机门(7)，两个旋转轴系(8)和(9)组成，内机门安装在内球体上，其关闭后使内球体成为一个封闭球体，内球体和外球体之间有两个旋转轴系，使得内球体可以绕不同轴线进行旋转，这种绕不同旋转方向的旋转运动可以使衣物之间揉搓的更充分，洗净度更高，而衣物磨损小。

由于采用球体的设计，具有节水的特点，而且在相同水位的情况下，与滚筒洗衣机相比，水位越低，节水效果更好。

由于球体可以静止在任意位置，因此机门的开口位置也可以任意，如传统的滚筒式的侧开口或波轮式的上开口、考虑到使用洗衣机的习惯性，或倾斜位置、具有很好的人体工程性等。对于机门的上开口和倾斜开口，都可以在洗衣过程中随时打开机门添加衣服。

转球式洗衣机的缺点之一是占用空间大，可以将内外球体变形为椭

球体，洗衣机外形变为窄型或薄型，方便放置。

优点1：洗净度更高、衣物磨损小

转球式洗衣机与滚筒式洗衣机相比，主要改变是将后者的内外筒换成为内外球体，这种特点是可以使内球体沿任意轴线在外壳体内旋转。将转球式洗衣机内球体的运动大致分为两种方式：基本运动方式和复杂运动方式。

将基本运动方式定义为内球体沿两个相互垂直的水平轴线旋转，可以在普通的滚筒洗衣机的基础上加一个运动轴线而实现。这种运动方式能够使衣服在内球体的转动下带到上方，并在重力作用下进行衣物之间的拍打和揉搓，原理与滚筒洗衣机一致，但可以实现在更多方向上衣服之间的拍打和揉搓。需要增加一套电机系统来实现另外一个轴的运动，两个轴的运动通过离合器、交替控制完成。

复杂运动方式指内球体可以沿多于两个旋转轴的任意轴线运动，通过控制程序可以实现各种方式的旋转，如模拟手搓式的运动等。可以通过下面的方法实现：在外球体或与之固定的机体上分布安装磁场线圈，产生旋转磁场，内球体上的磁性材料通过感应而产生旋转运动。

因此，转球式洗衣机的这种沿不同轴线的旋转运动方式是主要优点。同波轮式、滚筒式、倾斜滚筒式洗衣机相比，不存在洗衣死角，衣物磨损小，洗净度更高。

一种转球式洗衣机的工作方法，在洗衣机不工作时，两个旋转轴都闭合，使内球体相对于外球体的位置固定，在洗衣机工作时，两个旋转轴一个闭合、一个分离，使洗衣机可以绕闭合的转动轴线旋转，带动衣物进行洗涤，通过两个旋转轴分离闭合的切换，可以实现内球体绕不同转动轴线的旋转运动，从而获得上述更好的洗涤效果，两个转动轴系上带有定位传感器，可以实现内外球体之间的可靠定位和旋转轴切换、以及确保在洗衣机停止工作时内外机门位置重合。可以打开机门添加衣物。

下面给出在基本运动方式下的转球式洗衣机的工作方法或洗涤方法流程：

1)启动：洗衣机内外机门关闭，内外球体之间的两个转动轴全部闭合，内球体相对于外球体的位置固定，洗衣机准备就绪，按启动按钮开始洗涤；

2)一个方向的转动：内外球体之间的两个转动轴的其中一个，第一个转动轴线，在离合器的作用下自动分离，同时第二个转动轴保持闭合，使内球体可以绕第二个转动轴、在驱动电机的带动下、在外球体内转动，对衣物进行洗涤；

3)另一个方向的转动：绕第二个转动轴的转动速度逐渐降低，此时，第一个转动轴的定位传感器开始工作，并在内外球体的第一个转动轴线方向重合时制动内球体，在两个轴离合器的分别作用下使第一个转动轴闭合、第二个转动轴分离，使内球体同理可以绕第一个转动轴转动对衣物进行洗涤；

4)不同方式的洗涤：以上分别沿两个轴线的内球体的旋转，可以设计为不同的旋转时间、旋转速度，从而构成多种洗涤方式；

5)洗涤完毕：上述两个转动方向的洗涤结束后，绕第一个转动轴的转动速度逐渐降低，此时，第二个转动轴的定位传感器开始工作，并在内外球体的第二个转动轴线方向重合时制动内球体，使内球体在两个旋转轴的作用下固定，也使内机门与外机门位置重合，可以打开机门取出衣物。

优点2：耗水量更少

对于相同表面积的几何体，球体的体积是最大的，因此，可以洗涤更多的衣服。在耗水量方面，由于从中心向边缘的球体截面积是逐渐减小的，转球内的水平面越低，用水量越少，而且与滚筒洗衣机相比，减少的比例更大。具体的尺寸参数见附表1，如在蓄水高度是球体半径的0.43倍时，两者的水量相当，而在蓄高度为0.3倍时，蓄水量球体要小于滚筒。因此，转球式洗衣机是节水的，而且水位越低，节水性能越突出。

附表1是滚筒式和砖球式洗衣机的容积和蓄水量比较。

优点3：洗衣过程可间断、人体工程性更好

由于转球体可以沿任意方向旋转，也可以以任意姿态静止下来，因此，洗衣机的机门可以开在任意位置，如考虑到人传统习惯的滚筒式的侧开口或波轮式的上开口、或考虑到人体工程的倾斜开口。对于机门的上开口或倾斜开口，都可以在洗衣过程中随时打开机门添加衣服。与滚筒洗衣机不同的是，内球体增加一个机门，由于沿不同轴线的旋转可能使内球体的开口转到下面，需要在洗衣机工作前关闭并锁定内机门。为确保内球体静止下来时，内机门同外机门位置重合，可以在内外球体上增加机械或光电定位装置等，与停止操作按钮相关联，这样可确保实现停止时的内机门定位。

转球式洗衣机的主要缺点是球体的占用空间大、制造工艺复杂，多轴线运动的设计制造复杂。针对占用空间大的缺点，可以将球体变形为椭球体，只能采用上面提到基本运动方式，即沿椭球体的两个相互垂直的中心轴线转动。在外形制造上可以加工成薄型或窄型两种样式，方便放置。球体的制造工艺稍微复杂，只是成本会略有增加。对于多轴线运动中的基本运动方式，由于增加了一套电机驱动系统等，两个轴之间的运动切换控制部分的设计比较复杂，有一定加工难度，成本也会增加。对于多轴线运动中的复杂运动方式，会随着设计的完善或创新而实现。预计不久的将来，会有转球式洗衣机问世的，而且完全取代现有的各种洗衣机产品。

附图说明

图1是转球式洗衣机的三维结构示意图。

图2是转球式洗衣机的内部三维结构原理图。

具体实施方式

上述基本运动方式下的转球式洗衣机的具体实施方式如下：

如图1所示，转球式洗衣机由外壳1，外机门2，若干支撑3、转球体各部分4组成。

如图2所示，转球式洗衣机的内部三维机构由外球体5、内球体6，内机门7，基本运动方式下的第一转动轴系8和第二转动轴系9组成。

外机门安装在外壳的倾斜平面上，这种外形符合人体工程学。洗衣机的球体通过若干支撑与外壳固定。内机门安装在内球体上，其关闭后使内球体成为一个封闭球体。内球体和外球体之间有两个旋转轴系，使得内球体可以绕不同轴线进行旋转。

	圆柱体(滚筒式)圆的半径为1，圆柱高为1	球体(转球式)半径为1
			表面积	4	4
体积		4/3
			蓄水体积(水位高度＝1.0)	1/2	2/3
蓄水体积(水位高度＝0.43)	0.49	0.49
			蓄水体积(水位高度＝0.3)	0.30	0.25

表1  滚筒式和砖球式洗衣机的容积和蓄水量比较。

Claims (5)

1.一种转球式洗衣机，其特征在于，采用球体作为衣服载体，内球体沿任意轴线在外壳体内旋转，可以带动衣服按任意方向旋转，内球体的运动方式大致可以分为两种：基本运动方式和复杂运动方式，基本运动方式指内球体沿两个相互垂直的水平轴线运动，复杂运动方式指内球体的运动轴线多于两个。

2.根据权利要求1的转球式洗衣机，其特征在于，转球式洗衣机由外壳(1)，外机门(2)，若干支撑(3)，球体(4)组成，外机门安装在外壳的倾斜平面上，这种外形实际符合人体工程学，洗衣机的球体通过支撑与外壳固定。

3.根据权利要求2的转球式洗衣机，其特征在于，球体(4)由外球体(5)，内球体(6)，内机门(7)，两个旋转轴系(8)和(9)组成，内机门安装在内球体上，其关闭后使内球体成为一个封闭球体，内球体和外球体之间有两个旋转轴系，使得内球体可以绕不同轴线进行旋转，这种绕不同旋转方向的旋转运动可以使衣物之间揉搓的更充分。

4.一种转球式洗衣机的工作方法，其特征在于，在洗衣机不工作时，两个旋转轴都闭合，使内球体相对于外球体的位置固定，在洗衣机工作时，两个旋转轴一个闭合、一个分离，使洗衣机可以绕闭合的转动轴线旋转，带动衣物进行洗涤，通过两个旋转轴分离闭合的切换，可以实现内球体绕不同转动轴线的旋转运动，从而获得上述更好的洗涤效果，两个转动轴系上带有定位传感器，可以实现内外球体之间的可靠定位和旋转轴切换、以及确保在洗衣机停止工作时内外机门位置重合。

5.根据权利要求4的转球式洗衣机的工作方法，其具体步骤如下：

1)启动：洗衣机内外机门关闭，内外球体之间的两个转动轴全部闭合，内球体相对于外球体的位置固定，洗衣机准备就绪，按启动按钮开始洗涤；

2)一个方向的转动：内外球体之间的两个转动轴的其中一个，第一个转动轴线，在离合器的作用下自动分离，同时第二个转动轴保持闭合，使内球体可以绕第二个转动轴、在驱动电机的带动下、在外球体内转动，对衣物进行洗涤；

3)另一个方向的转动：绕第二个转动轴的转动速度逐渐降低，此时，第一个转动轴的定位传感器开始工作，并在内外球体的第一个转动轴线方向重合时制动内球体，在两个轴离合器的分别作用下使第一个转动轴闭合、第二个转动轴分离，使内球体同理可以绕第一个转动轴转动对衣物进行洗涤；

4)不同方式的洗涤：以上分别沿两个轴线的内球体的旋转，可以设计为不同的旋转时间、旋转速度，从而构成多种洗涤方式；

5)洗涤完毕：上述两个转动方向的洗涤结束后，绕第一个转动轴的转动速度逐渐降低，此时，第二个转动轴的定位传感器开始工作，并在内外球体的第二个转动轴线方向重合时制动内球体，使内球体在两个旋转轴的作用下固定，也使内机门与外机门位置重合，可以打开机门取出衣物。

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