CN204000315U - 一种滚波轮洗衣机波轮轴角度 - Google Patents

Abstract

一种滚波轮洗衣机波轮轴角度，包括滚波轮洗衣机的洗涤桶、波轮及波轮轴角度，洗涤桶部分为球体、或者为球体部分、以及圆筒；波轮为三波轮，分布在上述洗涤桶的球面上，或等球心的球面上；波轮直径，洗涤桶下半部分为球体的一半，上半部分是圆柱形，球体的半径与圆柱的半径相同，波轮在球体的内表面转动，当波轮轴与垂直轴夹角为90度时，波轮直径可达到最大值；波轮轴角度，θ=0到90度范围，δ=180度到60度范围；两两轮面的夹角δ与夹角θ有关，且衣物所受压力又与θ有关，θ越小压力越小，θ越大压力越大，洗涤效果越好；θ在50度到70度之间为宜。

Description

一种滚波轮洗衣机波轮轴角度

技术领域

本发明属于洗衣机领域，尤其涉及一种滚波轮洗衣机波轮轴角度。

背景技术

传统洗衣机分为，波轮、搅拌，滚筒三类，其中，波轮和搅拌洗衣机是垂直轴，波轮或搅拌轮周向旋转，带动水流和衣物周向旋转，因此必须衣物完全侵入水中，而其只能周向转动，上下翻滚能力很小，其缺点明显，用水量大，洗涤不不均，磨损大，下部分，或者与转动体靠近的部分，洗涤效果好，但磨损大，其他部分洗涤效果差。而滚筒洗衣机，原理是摔打衣物，由于筒直径的限制，上下落差小，且当衣物多时，很难达到摔打效果，洗涤能力差。在垂直桶的内壁上，安装有一个或两个波轮，波轮轴与垂直轴夹角为90，或小于90度的夹角。一个波轮只能一个面受力，而另一面不受力，洗涤靠近波轮处，能够带动衣物在水量很少的情况下，翻滚，而距离波轮较远的衣物，很难受到作用力，因此只能用作空腔很扁平的洗涤腔，结构不够优化，且偏心，不能洗涤，脱水在同一个部分，因此使用受限。在轴对称的方向，安装两个波轮，且波轮轴与垂直轴夹角是90度，或小于90度锐角。根据空间结构原理，两个轮子，无论其夹角多大，为了不互相干涉，尺寸受限，波轮的包络面，也即洗涤作用面受限，两两波轮的夹角，从0逐渐变大，波轮边缘的底部相对距离变小，上部变大，下部达到积压，而上部扩散，但洗涤力只在底部一个受力点，洗涤效果不理想，且洗涤桶内部，由于波轮尺寸的限制，很大部分没有洗涤作用力，洗涤不均匀，或者衣物直接抱团转动，衣团内部无法达到洗涤效果。本发明，是采用同球心的三个均布的波轮，可以把球面大部分都覆盖，作用面大，而且两两波轮都有一个渐近处，总共有三个受力点，起到积压效果，洗涤效果好。且其中有两个波轮同向转，另一个波轮反向，使得波轮翻转时，不是直接上下翻滚，而是旋转者翻滚，正转与反转时，衣物受力发生变化，达到松散衣物的作用，使衣物不会结团，洗涤更均匀，洗涤效果更好，更节水。

发明内容

本发明目的，均匀分布的三个同球心的波轮，通过限制波轮与垂直轴夹角 θ，两两波轮面夹角δ，以及波轮尺寸，使得洗涤效果达到最佳。设计一种滚波轮洗衣机波轮轴角度。

一种滚波轮洗衣机波轮轴角度，其特征在于，包括滚波轮洗衣机的洗涤桶、波轮及波轮轴角度，以及

洗涤桶部分为球体、或者为球体部分、以及圆筒；

波轮为三波轮，分布在上述洗涤桶的球面上，或等球心的球面上；

波轮轴角度，波轮轴与垂直轴夹角为θ，从0到90度范围，则两两波轮面的夹角为δ，从180度到60度范围；

两两波轮面的夹角δ与夹角θ有关，且衣物所受压力又与θ有关，θ越小压力越小，θ越大压力越大，洗涤效果越好；

波轮直径，洗涤桶下半部分为球体的一半，上半部分是圆柱形，球体的半径与圆柱的半径相同，波轮在球体的内表面转动，当波轮轴与垂直轴夹角为90度时，波轮直径可达到最大值。

本发明有益效果：

1.三波轮交汇处有三个，因此挤压的部位有三处，效力大大提高。

2.在三个波轮同大小，与垂直轴同夹角时，波轮的直径各相对夹角为120度；三波轮在洗涤桶球体部分保持互不干涉的最小间距，使其达到衣物洗涤的最大功效。

3.波轮可做适合洗涤桶球体的最大直径，波轮越大，作用面越大，洗涤效果越好。

4.三波轮且其中有两个波轮同向转，另一个波轮反向，使得波轮翻转时，不是直接上下翻滚，而是旋转者翻滚，达到松散衣物的作用。5.两两波轮面的夹角δ，与波轮与垂直轴的夹角θ有关，因此衣物所受的压力与θ有关；θ越小压力越小，θ越大压力越大，洗涤效果越好；θ在50度到70度之间为宜。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案下面将对实施例描述中需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本技术领域普通技术人员来讲，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它的附图，在附图中：

图1为本发明三波轮交汇处示意图。

图2为本发明静态时重力G对波轮面压力N和沿波轮面下滑力F分解示意图。

图3为本发明三波轮相对夹角为120度及两两波轮面夹角δ示意图。

图4为本发明衣物的受力状态示意图。(G为衣物的重力，N1、N2为波轮的反抗压力，F1，F2为波轮的摩擦力)

图5为本发明波轮轴与垂直轴夹角为90度时，波轮直径可达到最大值示意图。

图6为本发明波轮轴与垂直轴夹角θ变化与两两波轮面的夹角δ变化的关系示意图一。

图7为本发明波轮轴与垂直轴夹角θ变化与两两波轮面的夹角δ变化的关系示意图二。

具体实施方式

图1-4所示，两个波轮与三个波轮的效果比较，两个波轮交会处，即波轮最近的位置只有一个，该处是挤压衣物的部分。而三个波轮交汇处有三个，因此挤压的部位有三处，效力大大提高。

衣物重力为G，静态时重力G分解为对波轮面的压力N和沿波轮面下滑的力F。当波轮轴与垂直轴夹角为θ，则F＝G*SINθ，N＝G*COSθ。因此，波轮轴与垂直轴夹角，从0到90过度，时，N则G变化到0，而F则从0变化到G。

波轮尺寸，保持波轮不干涉的最小间距，波轮的直径，在三个波轮同大小，与垂直轴同夹角时，各相对夹角为120度，在其与垂直轴夹角为0时，波轮直径为0，在与垂直轴夹角为90度时，波轮可做最大直径，2*R*SIN60＝1.73R，其中R为洗涤桶球体半径。波轮面两两的夹角δ，发生变化，当θ从0过度到90度时，两两波轮面的夹角δ则由180度变化到60度。

波轮转动时，衣物受力与波轮夹角θ的关系。当波轮转动，衣物随波轮在波轮面运动，主要受波轮垂直波轮面的反抗压力，以及波轮的摩擦力。摩擦力f＝N*μ，N为衣物对波轮面的压力，与波轮的反抗压力相同，μ为波轮面的摩擦系数，与波轮上的筋和光洁度有关，衣物随波轮面上升时，摩擦力f和下滑力F的方向发生改变，在衣物到达波轮最近处，衣物的受力状态，G为衣物的重力，N1、N2为波轮的反抗压力，F1，F2为波轮的摩擦力。摩擦力带动衣物翻滚，反抗压力则直接挤压衣物，当波轮面夹角越大，N1，N2的合力就越小，当两两波轮面的夹角越小时，N1，N2的合力就越大。

两两波轮面的夹角δ，与波轮与垂直轴的夹角θ有关。因此衣物所受的压力与θ有关。θ越小压力越小，θ越大压力越大，洗涤效果越好。但压力过大时，机器容易过载，出现不良问题。综合考虑θ在50度到70度之间为宜。

三波轮且其中两个波轮同向转，另一个波轮反向，波轮翻转时，衣物松散、不结团，洗涤均匀。

波轮轴与垂直轴夹角θ变化与两两波轮面的夹角变化的关系。

假设波轮为平面，三个平面与水平面夹角与波轮轴与垂直轴夹角相同，为θ角。

简化理论结构：

图6所示，平面OAB，平面OAC，平面OBC，分别代表三个波轮的理论平面，由于这三个平面是均匀分布，且与水平面夹角相同，因此这三个平面的三角形相同，也是等边三角形，OA＝OB＝OC。而这三个平面的三角形的一个边，又组成一个等边三角形ABC，AB＝BC＝CA。这个三角形面是水平的。等边三角形ABC的各个边的中点分别是A`，B`，C`。连接AA`，BB`，CC`，OA`，OB`，OC`。则AA`与OA`的夹角，即为波轮面与水平面的夹角θ。

现在根据夹角θ，推算三角形OBC的一个角α，即OB与BC的夹角。假设等边三角形ABC的边长是X，AB＝BC＝AC＝X。O`是等边三角形ABC的重心。

图7所示，等边三角形OAB、OAC、OBC，的底角都是α，上述已经论述。在根据α，推导平面OAB、OBC、OAC相互的平面夹角。以平面OAC和平面OBC论述。以A点和B点分别向直线OC引垂直线，应交于同一点D，即AD在平面OAC中垂直于OC，BD在平面OBC中垂直于OC。

则AD＝SIN(α)*X，BD＝SIN(α)*X；

三角形ADB也是等腰三角形，C`为AB的中点；

因此面OAC与面OBC的夹角，即为AD与BD的夹角；

δ＝2*arcsin(AC`/AD)＝2*arcsin(0.5/SIN(α))；

分析：当θ等于0，α＝arccos(A`B/OB)＝arccos(0.5/(1/3+TAN(θ)^2/12)^0.5)＝30度；

δ＝2*arcsin(0.5/SIN(α))＝180度；

当θ趋向于90，TAN(θ)趋向于无穷大；

α＝arccos(A`B/OB)＝arccos(0.5/(1/3+TAN(θ)^2/12)^0.5)趋向于90。

δ＝2*arcsin(0.5/SIN(α)趋向于60度；

当θ等于50，α＝arccos(A`B/OB)＝arccos(0.5/(1/3+TAN(θ)^2/12)^0.5)＝41.93度；

δ＝2*arcsin(0.5/SIN(α))＝97度；

当θ等于70度，α＝arccos(A`B/OB)＝arccos(0.5/(1/3+TAN(θ)^2/12)^0.5)＝59.35度；

δ＝2*arcsin(0.5/SIN(α))＝71度。

两波轮面之间的夹角，与洗涤效果有关，当波轮转动时，两两波轮边缘最小距离处的夹角，即为波轮理论平面的夹角，夹角越小，夹持衣物的能力越大，当然，波轮堵转和卡死的风险越大。根据试验验证，两两波轮的夹角在70度到100之间时比较理想。反算得波轮轴与垂直轴的夹角在50度到70度之间。

波轮直径，洗涤桶下半部分为球体的一半，上半部分是圆柱形，球体的半径与圆柱的半径相同，波轮在球体的内表面转动，当波轮轴与垂直轴夹角为90度时，波轮直径可达到最大值。

根据前面论述，当波轮轴与垂直轴夹角为90度时，两两波轮面夹角是60度。波轮最外缘接触上时，波轮最大。直径D＝2*R*SIN(60)，其中R为球体半径。根据实际洗涤效果，波轮越大，作用面越大，洗涤效果越好，在不干涉的基础上，波轮尽量做大，但是根据前述，波轮大小，还受波轮轴角度影响。

假设波轮轴与垂直轴夹角为θ，则两两波轮面的夹角为δ，波轮轴与洗涤桶理论球面的交点为球面上三个均布的点，波轮的半径R`＝R*COS(δ/2)。

当θ等于50，δ＝97时，R`＝0.66R；

当θ等于70，δ＝71时，R`＝0.84R；

因此波轮直径在0.66R到0.84R之间，R为洗涤桶球体的半径，R`为波轮所在球面的半径。确保波轮不干涉的状态，间隙在5到10毫米之间，因此上述尺寸应减去5到10。

A`B＝0.5*X；

O`A`＝TAN(30)*A`B＝TAN(30)*0.5*X；

O`B＝0.5*X/SIN(60)＝X/3^0.5；

OO`＝TAN(θ)*O`A`＝TAN(θ)*TAN(30)*0.5*X＝3^0.5/6*TAN(θ)*X；

OA＝OB＝OC＝(O`B^2+OO`^2)^0.5＝(1/3+TAN(θ)^2/12)^0.5*X；

直角三角形OBA`中，已知A`B，OB，则夹角α＝arccos(A`B/OB)＝arccos(0.5/(3+TAN(θ)^2/12)^0.5)。

再演变上述几何模型：

图5所示，O点是波轮所在球面的球心，O1、O2分别是两个波轮轴线与波轮理论平面的交点。D点是上述两个波轮的交汇处。根据上述O1D和O2D的夹角为δ，O1O和O2O分别垂直于两个波轮的理论平面，因此O1O和O1D的夹角是90度，OD是波轮所在球面的半径，O1D和O2D是波轮的理论半径。根据直角三角形原理，可由波轮所在球面半径和波轮轴与垂直轴角度，推算出最佳波 轮直径。R为洗涤桶球体半径，R`为波轮半径。

以上具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护范围内。

Claims (10)

1.一种滚波轮洗衣机波轮轴角度，其特征在于，包括滚波轮洗衣机的洗涤桶、波轮及波轮轴角度，以及

洗涤桶部分为球体、或者为球体部分、以及圆筒；

波轮为三波轮，分布在上述洗涤桶的球面上，或等球心的球面上；

波轮轴角度，波轮轴与垂直轴夹角为θ，从0到90度范围，则两两波轮面的夹角为δ，从180度到60度范围；

两两波轮面的夹角δ与夹角θ有关，且衣物所受压力又与θ有关，θ越小压力越小，θ越大压力越大，洗涤效果越好；

波轮直径，洗涤桶下半部分为球体的一半，上半部分是圆柱形，球体的半径与圆柱的半径相同，波轮在球体的内表面转动，当波轮轴与垂直轴夹角为90度时，波轮直径可达到最大值。

2.根据权利要求1所述的滚波轮洗衣机波轮轴角度，其特征在于，三波轮交汇处有三个挤压部位，静态时，衣物重力为G分解为对波轮面的压力N和沿波轮面下滑的力F，当波轮轴与垂直轴夹角为θ，则F=G*SINθ，N=G*COSθ，因此，波轮轴与垂直轴夹角，从0到90过度时，N则从G变化到0，而F则从0变化到G。

3.根据权利要求1或2所述的滚波轮洗衣机波轮轴角度，其特征在于，波轮相互尺寸保持波轮不干涉的最小间距；波轮的直径，在三个波轮同大小，与垂直轴同夹角时，各相对夹角为120度，波轮的轴心线交汇到洗涤桶球体的中心点。

4.根据权利要求3所述的滚波轮洗衣机波轮轴角度，其特征在于，波轮轴与垂直轴夹角为0时，波轮直径为0，在与垂直轴夹角为90度时，波轮可做最大直径，2*R*SIN60=1.73R，其中R为洗涤桶半径。

5.根据权利要求4所述的滚波轮洗衣机波轮轴角度，其特征在于，所述的波轮面两两的夹角δ，发生变化，当θ从0过度到90度时，两两波轮面的夹角δ则由180度变化到60度。

6.根据权利要求4所述的滚波轮洗衣机波轮轴角度，其特征在于，所述的波轮轴与垂直轴的夹角0是50度到70度之间。

7.根据权利要求4所述的滚波轮洗衣机波轮轴角度，其特征在于，所述的波轮两两波轮面的夹角δ在70度到100之间。

8.根据权利要求1或4所述的滚波轮洗衣机波轮轴角度，其特征在于，所述的波轮转动时，衣物受力与波轮夹角θ的关系，衣物随波轮在波轮面运动，主要受波轮垂直波轮面的反抗压力，以及波轮的摩擦力，摩擦力f=N*μ，N为衣物对波轮面的压力，与波轮的反抗压力相同，μ为波轮面的摩擦系数，与波轮上的筋和光洁度有关，衣物随波轮面上升时，摩擦力f和下滑力F的方向发生改变，在衣物到达波轮最近处，衣物的受力状态，G为衣物的重力，N1、N2为波轮的反抗压力，F1，F2为波轮的摩擦力，摩擦力带动衣物翻滚，反抗压力则直接挤压衣物，当波轮面夹角越大，N1，N2的合力就越小，当两两波轮面的夹角越小时，N1，N2的合力就越大。

9.根据权利要求8所述的滚波轮洗衣机波轮轴角度，其特征在于，波轮轴与洗涤桶理论球面的交点为球面上三个均布的点，波轮的半径R`=R*COS(δ／2)，以及

当θ等于50度，δ=97度时，R`=0.66R，

当θ等于70度，δ=71度时，R`=0.84R，及

波轮直径在0.66R到0.84R之间，R为洗涤桶球体半径，R`为波轮所在球面的半径，确保波轮不干涉的状态，间隙在5到10毫米之间。

10.根据权利要求9所述的滚波轮洗衣机波轮轴角度，其特征在于，三波轮且其中两个波轮同向转，另一个波轮反向，波轮翻转时，衣物松散、不结团，洗涤均匀。