KR100530281B1

KR100530281B1 - System and method for calculating displacement by vibration

Info

Publication number: KR100530281B1
Application number: KR10-2003-0033673A
Authority: KR
Inventors: 오현호; 김성아
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2005-11-22
Also published as: KR20040102286A

Abstract

본 발명은, 진동 변위 산출 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 기존의 안전 스위치 방식이나 콜피츠 공진회로 방식들보다 간단한 구조로 손쉽게 제조되며, 통계적인 방법을 이용하지 않고도 진동체가 진동하는 변위를 직접적으로 측정할 수 있어 보다 정확한 진동 변위를 측정한다. The present invention relates to a vibration displacement calculation system and a method thereof, which are easily manufactured with a simpler structure than the conventional safety switch method or Colpitts resonant circuit method, and directly detects the displacement of the vibrating body without using a statistical method. It can be measured to measure more accurate vibration displacement.

이를 위해 본 발명은, 발광부가, 진동체에 부착된 미러로 광을 조사하고, 그 발광부와 나란히 설치된 수광부가, 미러를 통해 반사된 광을 수광하여 그 수광한 광량에 따른 전위차를 발생하면, 진동 변위 산출 수단이 그 발생한 전위차의 해당 레벨 값을 측정하고, 그 측정한 해당 레벨 값 중에서 가장 높은 최대 피크 전압 레벨 값과 가장 낮은 최소 피크 전압 레벨 값을 검출하여 이들을 기설정된 수광부와 미러간의 소정의 최단거리값과 연산시켜 상기 진동체가 전후방향으로 진동함에 따라 발생된 진동 변위를 산출할 수 있도록 한다.To this end, in the present invention, when the light emitting unit irradiates light with a mirror attached to the vibrating body, and the light receiving unit installed in parallel with the light emitting unit receives light reflected through the mirror and generates a potential difference according to the amount of received light, The vibration displacement calculating means measures the corresponding level value of the generated potential difference, detects the highest maximum peak voltage level and the lowest minimum peak voltage level value among the measured corresponding level values, and sets them to predetermined values between the predetermined light receiving unit and the mirror. By calculating with the shortest distance value it is possible to calculate the vibration displacement generated as the vibrating body vibrates in the front and rear direction.

Description

System and method for calculating displacement by vibration

본 발명은 기존에 진동 변위를 측정하는데 사용되는 안전 스위치 방식이나 콜피츠 공진회로 방식들보다 간단한 구조와 저가의 회로로 손쉽게 제조할 수 있도록 하며, 통계적인 방법을 이용하지 않고도 진동체가 진동하는 변위를 직접 측정할 수 있게 하여 보다 정확한 진동 변위를 측정할 수 있도록 하는 진동 변위 산출 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention can be easily manufactured with a simpler structure and a lower cost circuit than the safety switch method or the Colpitts resonant circuit method, which is used to measure the vibration displacement. The present invention relates to a vibration displacement calculation system and method for allowing direct measurement to measure more accurate vibration displacement.

일반적으로, 진동변위센서는 세탁기에 널리 사용되는데, 이런 세탁기는 세탁조의 하부에 작은 날개가 붙은 회전날개가 회전할 때 생기는 수류가 세탁물에 충격을 주어 세탁하는 펄세이터 방식, 세탁조의 중앙에 날개가 붙어있는 큰 교반 날개가 규칙적으로 방향이 반전되면서 수류를 형성하여 세탁하는 에지테이터 방식, 드럼 내에 세탁물을 넣고 드럼을 회전시켜 낙차에 따른 충격과 세제의 세정력으로 세탁하는 드럼 방식으로 구분된다.In general, the vibration displacement sensor is widely used in the washing machine, such a washing machine is a pulsator method in which the water flow generated when the rotary wing with a small wing in the lower part of the washing tank rotates to impact the laundry, the wing in the center of the washing tank The large stirring vanes attached are regularly divided into two directions: an edge data method for washing water by forming a water flow, and a drum method for washing laundry by the impact of free fall and washing power by rotating the drum by putting the laundry in the drum.

특히, 드럼 방식은 다른 방식에 비해 세탁물의 손상이 적고, 세액이 적게 드는 장점이 있어 유럽 등에서 널리 쓰이고 있으며, 전세계적으로도 점차 시장 점유율이 증가하는 추세에 있다.In particular, the drum method is widely used in Europe, such as less damage to the laundry and less tax than other methods, the market share is gradually increasing worldwide.

도 1은 이러한 일반적인 드럼 방식의 세탁기(이하 " 드럼 세탁기"로 약칭함)에 대한 기본 구성도로서, 급수와 배수 관련부를 제외하면 본체(11), 댐퍼(12)와 스프링(13)에 의해 고정되어 있는 터브(14), 터브(14)내부에서 모터(15)에 의해 회전하는 드럼(16) 등으로 구성된다.1 is a basic configuration of a general drum type washing machine (hereinafter, abbreviated as "drum washing machine"), and is fixed by the main body 11, the damper 12, and the spring 13 except for water supply and drainage related parts. The tub 14, the drum 14, etc. which rotate by the motor 15 inside the tub 14 are comprised.

이렇게 구성된 드럼 세탁기의 세탁 행정은, 드럼 세탁기의 드럼 내부에 세탁물을 투입하여 포량을 감지한 후, 그 감지한 포량에 따라 수위, 세제량 및 전체 세탁 시간을 결정한다.In the washing process of the drum washing machine configured as described above, the laundry is put into the drum of the drum washing machine to detect the quantity of water, and then the water level, the amount of detergent and the total washing time are determined according to the detected quantity of water.

그리고 나서, 세탁과 헹굼 과정을 마친 후, 탈수 과정으로 진입하는데 탈수 과정은 분당 1000회 이상으로 드럼을 회전시킴으로써, 원심력을 이용하여 탈수를 수행한다.Then, after finishing the washing and rinsing process, the dehydration process is entered into the dehydration process by rotating the drum at least 1000 times per minute, dehydration is performed using centrifugal force.

이 때, 드럼(16)내의 세탁물이 편중되어 터브(14) 및 본체(11)에 심한 진동이 전달되고 동시에 소음이 발생할 수 있다.At this time, the laundry in the drum 16 is biased, severe vibrations are transmitted to the tub 14 and the main body 11 and noise may be generated at the same time.

특히, 세탁기의 심한 진동은 탈수 행정의 효율을 상당히 저하시킴으로 진동량을 정확히 감지하여 진동량에 따라서 세탁물이 편중 상태를 해결해 주는 방안을 강구할 필요성이 있다.In particular, the severe vibration of the washing machine significantly reduces the efficiency of the dehydration stroke, it is necessary to find a way to solve the unbalanced state of the laundry according to the vibration amount accurately.

그래서, 종래에는 이러한 진동을 감지하기 위해 안전 스위치를 이용하는 방식 또는 콜피츠 공진 회로를 이용하는 방식 등이 주로 사용되어 왔다.Therefore, conventionally, a method using a safety switch or a method using a Colpitts resonant circuit has been mainly used to detect such vibration.

종래의 안전 스위치 이용하는 방식은 도 2에 도시된 바와 같이, 드럼과 터브를 포함한 세탁조(20)의 진동이 커짐에 따라 스위치 레그(21)를 타격하여 스프링(22)에 연결된 스위치 레그를 반시계 방향으로 돌려주어 두 접점(23, 24)을 단락시키거나, 시계 방향으로 돌려주어 개방시킴으로써, 세탁조의 이상 진동을 감지하는 방식이다.In the conventional method of using a safety switch, as shown in Figure 2, as the vibration of the washing tub 20 including the drum and tub increases, the switch leg connected to the spring 22 by hitting the switch leg 21 counterclockwise By turning the two contacts (23, 24) to short or by turning clockwise to open, it detects abnormal vibration of the washing tank.

하지만, 이 안전 스위치를 이용하는 방식은 구조가 간단하다는 장점이 있으나, 진동량을 정확히 감지할 수 없으며 기구적인 취약성, 설치의 난이성, 접점의 불량 및 스프링의 복원력 저하 등으로 고정이 쉽다는 문제점이 있다.However, the method using the safety switch has the advantage that the structure is simple, but it is difficult to accurately detect the amount of vibration, and there is a problem that it is easy to fix due to mechanical weakness, difficulty of installation, poor contact point, and deterioration of spring restoring force. .

그리고, 콜피츠 공진 회로를 이용하는 방식은 도 3에 도시된 바와 같이, 소정 길이의 이동 경로가 형성된 보빈(31), 외부에서 가해지는 진동에 따라 보빈(31)의 내부를 이동하는 자기 코어(32)와 그 보빈(31)의 외부에 감겨있는 코일(33)로 구성되는데, 이 방식은 자기 코어(32)의 위치에 따라 코일(33)의 인덕턴스가 변화하면 콜피츠 공진 회로의 주파수가 변화하는데 그 변화량을 검출하여 진동량을 측정하는 방식이다.In addition, as shown in FIG. 3, the method using the Colpitts resonant circuit includes a bobbin 31 having a moving path having a predetermined length, and a magnetic core 32 moving inside the bobbin 31 according to vibrations applied from the outside. ) And the coil 33 wound on the outside of the bobbin 31. This method changes the frequency of the Colpitts resonant circuit when the inductance of the coil 33 changes depending on the position of the magnetic core 32. The vibration amount is measured by detecting the change amount.

하지만, 이 콜피츠 공진 회로를 이용한 방식은, 구조가 간단하다는 장점이 있으나, 인덕턴스의 변화량이 적어 정확한 진동량을 측정하기 위해서는 이를 증폭한 후, 공진 주파수를 검출하는 추가의 회로가 필요함으로 가격이 비싸지며 또한 콜피츠 공진회로의 최적의 기능 수행을 위해 세탁기의 수평을 정확히 맞춰주어야만 하는 문제점이 있어 왔다. However, this method using the Colpitts resonant circuit has the advantage that the structure is simple. However, since the amount of change in inductance is small, an additional circuit for amplifying it and then detecting the resonant frequency is needed to measure the accurate amount of vibration. Expensive and there has been a problem in that the washing machine must be leveled correctly in order to perform an optimal function of the Colpitts resonant circuit.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해소시키기 위하여 개발된 것으로, 기존에 세탁기의 터브와 같은 진동체의 진동 변위를 측정하는데 사용되는 안전 스위치 방식이나 콜피츠 공진회로 방식들보다 간단한 구조와 저가의 회로로 손쉽게 제조할 수 있도록 하며, 통계적인 방법을 이용하지 않고도 진동체가 진동하는 변위를 직접 측정할 수 있게 하여 보다 정확한 진동 변위를 측정할 수 있도록 하는, 진동 변위 산출 시스템 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다. Accordingly, the present invention was developed to solve the above problems, and has a simpler structure and a lower cost circuit than the safety switch method or the Colpitts resonant circuit method, which are conventionally used for measuring vibration displacement of a vibrating body such as a tub of a washing machine. It is an object of the present invention to provide a vibration displacement calculation system and a method for making the vibration displacement that can be easily manufactured and to measure the vibration displacement more accurately by directly measuring the vibration displacement of the vibrating body without using a statistical method. .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진동 변위 산출 시스템은, 소정의 진동체(400)에 부착된 미러(mirror)(410), 상기 미러(410)와 일정 거리만큼 이격된 위치에 설치되어 상기 진동체(400)의 진동에 따라 미러(410)를 향하는 방향으로 광을 조사하는 발광부(420), 상기 발광부(420)와 나란히 설치되어 상기 미러(410)를 통해 반사된 광을 수광하여 그 수광한 광량에 대응되는 전위차를 발생하는 수광부(430), 상기 수광부(430)에서 발생한 전위차를 이용하여 상기 진동체가 전후방향으로 진동함에 따라 발생한 진동 변위를 산출하는 진동 변위 산출 수단(440)으로 이루어진다.First, as shown in FIG. 4, the vibration displacement calculation system according to the present invention includes a mirror 410 attached to a predetermined vibration body 400 and a position spaced apart from the mirror 410 by a predetermined distance. Installed in the light emitting unit 420 for irradiating light in a direction toward the mirror 410 according to the vibration of the vibrating body 400, installed in parallel with the light emitting unit 420 is reflected through the mirror 410 Vibration displacement calculation means for receiving the light and generating a potential difference corresponding to the received light amount, and a vibration displacement calculation means for calculating the vibration displacement generated as the vibrating body vibrates in the front-rear direction by using the potential difference generated in the light-receiving portion 430. 440.

이렇게 이루어진 본 발명의 진동 변위 산출 시스템에서, 먼저 발광부(420)가 진동체(400)의 진동에 따라 상하, 좌우, 또는 전후 방향으로 진동하는 미러(mirror)(410)를 향해 광을 조사한다. In the vibration displacement calculation system according to the present invention, the light emitter 420 first irradiates light toward a mirror 410 which vibrates in up, down, left, or right directions according to the vibration of the vibrating body 400. .

이 때, 발광부(420)는 그와 연결된 해당 기기의 시스템 제어부의 제어하에 진동체(400)의 구동과 동시에 주기적으로 광을 조사하도록 할 수 있으나, 이렇게 지속적으로 광을 조사하게 되면, 발광부(420)에 많은 전류가 흐르게 되어 그 발광부 수명을 단축시킬 수 있기 때문에, 가능한, 원하는 시간 동안만 광을 조사하도록 제어하는 것이 바람직하다.At this time, the light emitting unit 420 may be irradiated with the light periodically at the same time as the driving of the vibrating body 400 under the control of the system control unit of the corresponding device connected to the light emitting unit, Since a large amount of current flows to 420 to shorten the life of the light emitting portion, it is preferable to control the light to be irradiated for only the desired time as much as possible.

즉, 발광부(420)를 스위칭할 수 있도록 하는 것이 바람직한데, 이를 위해 진동체를 구동시키는 시스템 제어부에 발광부(420)를 연결하고, 이 시스템 제어부가 진동체의 진동을 모니터링한 결과, 그 진동이 감지되었을 경우에는 로우(low) 레벨의 신호 인가로 그 발광부(420)를 단락(ON)시켜 광이 조사되도록 하며, 이와 달리 진동이 감지되지 않을 경우에는 하이(high) 레벨의 신호 인가로 그 발광부를 개방(OFF)시켜 광이 조사되지 않도록 함으로써, 소자의 수명을 늘려주도록 하는 것이 바람직하다.That is, it is preferable to enable the light emitting unit 420 to be switched. For this purpose, the light emitting unit 420 is connected to a system control unit for driving the vibrating body, and the system control unit monitors the vibration of the vibrating body. When the vibration is detected, the light emitting unit 420 is short-circuited by applying a low level signal so that light is radiated. Otherwise, when the vibration is not detected, a high level signal is applied. It is preferable to extend the life of the device by opening the log light emitting part so that light is not irradiated.

그리고, 발광부(420)는, 가능한 미러(410)의 중심을 향해 광이 조사될 수 있도록 위치시키고, 가능한 발산각이 큰 소자를 사용하도록 하는데, 특히 상기 발광부(420)에 사용되는 광 방출 소자로는 발광 다이오드(Light Emitting Diode)를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the light emitting unit 420 is positioned so that light can be irradiated toward the center of the mirror 410 as much as possible, and an element having a large divergence angle is used, and in particular, light emission used in the light emitting unit 420. It is preferable to use a light emitting diode as a device.

한편, 상기 발광부(420)가 진동하는 미러(410)를 향해 광을 조사하면, 미러(410)가 그 조사된 광을 반사시키고, 상기 발광부(420)와 일정 거리만큼 이격되어 나란히 설치된 수광부(430)는 미러(410)를 통해 반사된 광을 수광하여 그에 대응되는 전위차를 발생한다. Meanwhile, when the light emitter 420 irradiates light toward the vibrating mirror 410, the mirror 410 reflects the irradiated light and is spaced apart from the light emitter 420 by a predetermined distance and installed side by side. 430 receives the light reflected through the mirror 410 and generates a potential difference corresponding thereto.

이 때, 진동체(400)가 전후 방향의 진동은 하지 않고, 좌우 또는 상하 방향만으로 진동을 하는 경우에는, 발광부(420)에서 조사된 광이 미러(410)에 반사되어 수광부(430)로 수광될 때까지 그 광 경로의 길이는 변화되지 않아 해당 광량이 변화하지 않기 때문에, 이에 본 발명에 의한 시스템은 전후 방향의 진동 변위만을 측정할 수가 있다.At this time, when the vibrating body 400 vibrates only in the left and right or up and down directions without vibrating in the front-rear direction, the light irradiated from the light emitting part 420 is reflected by the mirror 410 to the light receiving part 430. Since the length of the optical path does not change until it is received and the corresponding light amount does not change, the system according to the present invention can thus measure only the vibration displacement in the front-back direction.

그리고, 상기 수광부(430)에 사용되는 광전 변환 소자로는, 광 다이오드(Photo Diode) 또는 광 트랜지스터(Photo Transistor) 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.As the photoelectric conversion element used in the light receiving unit 430, it is preferable to use any one selected from a photo diode and a photo transistor.

계속해서, 상기 진동 변위 산출 수단(440)은 상기 수광부(430)에서 출력한 전위차의 해당 레벨 값 중에서 가장 높은 최대 피크 전압 레벨 값과, 가장 낮은 최소 피크 전압 레벨 값을 검출하고, 진동하지 않을 경우의 수광부(430)와 미러(410)간의 최단거리값과 연산하여, 상기 진동체(400)가 전후방향으로 진동함에 따라 발생된 진동 변위를 산출하는데, 그에 대한 상세한 설명은 도 5를 참조하여 상세히 후술하며, 상기 수광부(430)와 미러(410)간의 최단거리값은 미리 설정된 값이다.Subsequently, the vibration displacement calculating means 440 detects the highest maximum peak voltage level value and the lowest minimum peak voltage level value among the corresponding level values of the potential difference output from the light receiving unit 430, and does not vibrate. By calculating the shortest distance value between the light receiving unit 430 and the mirror 410 of the, the vibration displacement generated as the vibrating body 400 vibrates in the front and rear directions, a detailed description thereof will be described in detail with reference to FIG. As described later, the shortest distance value between the light receiving unit 430 and the mirror 410 is a preset value.

덧붙여서, 상기 진동 변위 산출 수단(440)을 통해 산출된 진동 변위는, 예컨대, 진동체의 이상 진동 유무를 판별하는 시스템 제어부에 출력함으로써 그 시스템 제어부가 이 산출된 진동 변위 정보를 이용해 진동체의 이상 진동 유무를 정확히 판별할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the vibration displacement calculated by the vibration displacement calculating means 440 is outputted to the system control unit for determining whether or not the abnormal vibration of the vibration body, for example, the system control unit abnormality of the vibration body using the calculated vibration displacement information It is desirable to be able to accurately determine the presence or absence of vibration.

이와 같이, 본 발명은, 발광부가 진동체에 부착된 미러로 광을 조사하고, 그 발광부와 나란히 설치된 수광부가 미러를 통해 반사된 광을 수광하여 수광한 광량에 따른 전위차를 발생하면, 진동 변위 산출 수단이 그 발생한 전위차의 해당 레벨 값을 측정하고, 그 측정한 해당 레벨 값 중에서 가장 높은 최대 피크 전압 레벨 값과 가장 낮은 최소 피크 전압 레벨 값을 검출하여 이들을 기설정된 수광부와 미러간의 최단거리값과 연산시켜 상기 진동체가 전후방향으로 진동함에 따라 발생된 진동 변위를 산출할 수 있도록 한다.As described above, the present invention provides a vibration displacement when the light emitting unit irradiates light with a mirror attached to the vibrating body, and a light receiving unit provided in parallel with the light emitting unit receives the light reflected through the mirror and generates a potential difference corresponding to the amount of light received. The calculating means measures the corresponding level value of the generated electric potential difference, detects the highest maximum peak voltage level and the lowest minimum peak voltage level value among the measured corresponding level values, and compares them with the shortest distance value between the predetermined light receiving unit and the mirror. By calculating the vibration displacement generated as the vibrating body vibrates back and forth.

다음으로는, 도 5를 참조하여 도 4에 도시된 진동 변위 산출 수단(440)을 예로 들어 설명한다. Next, the vibration displacement calculating means 440 shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG. 5 as an example.

상기 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 사용되는 진동 변위 산출 수단(440)은, 상기 수광부(430)에서 발생한 전위차의 해당 레벨 값을 측정하는 수광부 출력 전압 측정부(441), 상기 수광부 출력 전압 측정부(441)가 측정한 전위차의 해당 레벨 값 중에서 가장 높은 최대 피크 전압 레벨 값과 가장 낮은 최소 피크 전압 레벨 값을 검출하는 피크 레벨 검출부(442), 상기 피크 레벨 검출부(442)에서 검출한 최대/최소 피크 레벨 값과, 진동하지 않을 경우에 있어서의 수광부와 미러간의 최단거리값을 연산하여 상기 진동체가 전후방향으로 진동함에 따라 발생된 진동 변위를 산출하는 마이컴(443)으로 이루어진다.As shown in FIG. 5, the vibration displacement calculating means 440 used in the present invention includes: a light receiving unit output voltage measuring unit 441 and a light receiving unit output for measuring a corresponding level value of the potential difference generated in the light receiving unit 430. The peak level detector 442 and the peak level detector 442 which detect the highest maximum peak voltage level value and the lowest minimum peak voltage level value among the corresponding level values of the potential difference measured by the voltage measuring unit 441. The microcomputer 443 calculates the vibration displacement generated as the vibrating body vibrates in the front-back direction by calculating the maximum / minimum peak level value and the shortest distance value between the light-receiving unit and the mirror when not vibrating.

이렇게 이루어지는, 진동 변위 산출 수단(440)에서, 먼저 수광부 출력 전압 측정부(441)는 상기 수광부(430)에서 수광한 광량에 따라 발생된 전위차의 해당 레벨 값을 측정하여 피크레벨 검출부(442)로 출력한다.In this way, in the vibration displacement calculation means 440, first, the light receiving unit output voltage measuring unit 441 measures the corresponding level value of the potential difference generated according to the amount of light received by the light receiving unit 430 to the peak level detecting unit 442. Output

그러면, 상기 피크 레벨 검출부(442)는, 상기 수광부 출력 전압 측정부(441)가 측정한 전위차의 해당 레벨 값 중에서 가장 높은 "최대 피크 전압 레벨 값"과, 가장 낮은 "최소 피크 전압 레벨 값"을 검출하고, 마이컴(443)은 상기 피크 레벨 검출부(442)에서 검출한 최대/최소 피크 레벨 값과, 진동하지 않을 경우에 있어서의 수광부와 미러간의 최단거리값을 연산하여 상기 진동체가 전후방향으로 진동함에 따라 발생된 진동 변위를 산출하는데, 상기 진동하지 않을 경우에 있어서의 수광부와 미러간의 최단거리값은 기설정된 소정의 값이다. Then, the peak level detector 442 selects the highest "maximum peak voltage level value" and the lowest "minimum peak voltage level value" among the corresponding level values of the potential difference measured by the light receiving unit output voltage measurement unit 441. The microcomputer 443 calculates the maximum / minimum peak level value detected by the peak level detection unit 442 and the shortest distance value between the light receiving unit and the mirror when not vibrating, thereby vibrating the vibrating body in the front-rear direction. The vibration displacement generated as a result is calculated, and the shortest distance value between the light receiving portion and the mirror in the case of not vibrating is a predetermined value.

한편, 마이컴(442)이 산출한 진동 변위의 해당 신호는 진동체의 이상 진동 유무를 판별하는 시스템 제어부에 출력하도록 함으로써, 그 시스템 제어부가 이 산출된 진동 변위 정보를 이용해 진동체의 이상 진동 유무를 정확히 판별할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, the corresponding signal of the vibration displacement calculated by the microcomputer 442 is output to the system controller for discriminating whether or not there is an abnormal vibration of the vibrating body, so that the system control unit uses the calculated vibration displacement information to determine whether there is an abnormal vibration of the vibrating body. It is desirable to be able to accurately determine.

상기에서는 미러를 진동체에 부착시키는 양태에 대해서만 설명하였으나, 발광부및 수광부를 진동체에 부착시키고 미러를 별도의 고정체에 고정시키는 시스템도 가능하다.In the above, only the aspect in which the mirror is attached to the vibrating body has been described, but a system in which the light emitting part and the light receiving part are attached to the vibrating body and the mirror is fixed to a separate fixed body is also possible.

다음으로는, 도 6a와 도 6b를 참조하여 도 5에 도시된 진동 변위 산출 수단의 진동 변위 산출 양태에 대해 좀 더 상세히 설명한다.Next, the vibration displacement calculation aspect of the vibration displacement calculation means shown in FIG. 5 will be described in more detail with reference to FIGS. 6A and 6B.

먼저, 수광부에 도달하는 광 경로의 길이는, 하기의 수학식1과 같다.First, the length of the optical path that reaches the light receiving portion is as shown in Equation 1 below.

{d : 발광부와 수광부 사이의 간격, x : 진동하지 않을 경우의 수광부(또는 발광부)와 미러의 최단거리, d/2는 x에 비해 상당히 작은 값으로 가정}{d: distance between the light emitting portion and the light receiving portion, x: shortest distance between the light receiving portion (or light emitting portion) and the mirror when not vibrating, and d / 2 is assumed to be considerably smaller than x}

그리고, 도 6a에서와 같이, 수광부 회로를 구성하게 되면, 광량에 비례하는 전류가 저항에 공급될 때의 출력전압 Vo와 광 경로 길이 L의 관계는 하기의 수학식2와 같다.6A, when the light receiving unit circuit is configured, the relationship between the output voltage Vo and the optical path length L when a current proportional to the amount of light is supplied to the resistor is represented by Equation 2 below.

{k : 광량, 수광부 효율, 수광부에 연결된 저항에 의한 전류-전압 이득 등을 포함하는 상수}{k: constant including light quantity, light receiving unit efficiency, current-voltage gain due to resistance connected to light receiving unit}

그리고, 진동체가 진동변위()만큼 소정의 시간 주기로 진동을 하는 경우, 시간에 따른 수광부의 출력 전압(Vo)은 도 6b와 같이 나타나는데, 이 때, 는 수광부와 미러의 거리가 /2만큼 가까워졌을 때의 전위차,는 수광부와 미러의 거리가 /2만큼 멀어졌을 때의 전위차이다.And the vibrating body vibrates displacement ( When oscillating at a predetermined time period by), the output voltage Vo of the light receiver according to time is shown in FIG. 6B. Has a distance between the light receiver and the mirror Potential difference when close to / 2, Has a distance between the light receiver and the mirror This is the potential difference when it moves away by / 2.

마지막으로, 상기 와, 즉, 도 5의 수광부 출력 전압 측정부가 측정한 전위차의 해당 레벨 값 중에서 가장 높은 "최대 피크 전압 레벨 값"과, 가장 낮은 "최소 피크 전압 레벨 값"을 검출하면, 하기의 수학식3을 이용해 도 3의 마이컴이 진동 변위를 산출할 수 있게 된다.Finally, the above Wow That is, when the highest "maximum peak voltage level value" and the lowest "minimum peak voltage level value" are detected among the corresponding level values of the potential difference measured by the light receiving unit output voltage measuring unit of FIG. 5, Equation 3 below is used. The microcomputer of FIG. 3 can calculate the vibration displacement.

{ }{ }

이와 같이, 진동체가 진동하지 않을 경우의 수광부와 미러간의 최단거리(x)와, 수광부가 그 진동체의 진동후 미러를 통해 반사된 광량에 따라 발생한 전위차중에서 최대 피크 레벨 값과, 최소 피크 레벨 값을 이용해 상기 진동체가 전후 방향으로 진동함에 따라 발생되는 진동 변위를 산출할 수 있게 된다. Thus, the maximum peak level value and the minimum peak level value among the potential difference generated between the light receiving portion and the mirror when the vibrating body does not vibrate (x) and the light receiving portion according to the amount of light reflected through the mirror after the vibration of the vibrating body. The vibration displacement generated as the vibrating body vibrates in the front and rear directions can be calculated.

마지막으로, 또 다른 본 발명인 진동 변위 산출 방법에 대해 도 7을 참조하여 설명한다.Finally, another vibration vibration calculation method of the present invention will be described with reference to FIG.

상기 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진동 변위 산출 방법은, 발광부가 진동체의 진동에 따라 상/하, 좌/우, 또는 전/후 방향으로 진동하는 미러(mirror)를 향해 광을 조사한다(S700). As shown in FIG. 7, in the vibration displacement calculation method according to the present invention, the light emitting part is directed toward a mirror vibrating in up / down, left / right, or front / rear directions according to the vibration of the vibrating body. Investigate (S700).

이 때, 발광부는 그와 연결된 제어부의 제어하에 원하는 시간 동안만 광을 조사하도록 제어되는 것이 바람직하며, 또한 가능한 플레이트의 중심을 향해 광이 조사될 수 있도록 위치시키고, 광 방출 소자로는 발광 다이오드(Light Emitting Diode)를 사용하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the light emitting unit is controlled to irradiate light only for a desired time under the control of a control unit connected thereto, and the light emitting unit is positioned so that light can be irradiated toward the center of the plate if possible. Light Emitting Diode) is preferably used.

한편, 상기 발광부가 진동체의 진동과 더불어 진동하게 된 미러를 향해 광을 조사하면, 미러는 그 조사된 광을 반사하고, 상기 발광부와 일정 거리만큼 이격되어 나란히 설치된 수광부는 미러를 통해 반사된 광을 수광하여 그 수광한 광량에 대응되는 전위차를 발생한다(S701).On the other hand, when the light emitting unit irradiates the light toward the mirror that is vibrated with the vibration of the vibrating body, the mirror reflects the irradiated light, and the light receiving unit installed side by side spaced apart from the light emitting unit by a predetermined distance is reflected through the mirror The light is received and a potential difference corresponding to the received light amount is generated (S701).

이 때, 진동체가 전후 방향의 진동은 하지 않고, 좌우 또는 상하 방향만으로 진동을 하는 경우에는, 발광부에서 조사된 광이 미러에 반사되어 수광부로 수광될 때까지 그 광 경로의 길이는 변화되지 않아 해당 광량이 변화하지 않기 때문에, 이에 본 발명에 의한 시스템은 전후 방향의 진동 변위만을 측정할 수가 있다.At this time, when the vibrator does not vibrate in the front-rear direction and only vibrates in the left-right or up-down direction, the length of the optical path does not change until the light irradiated from the light emitting unit is reflected by the mirror and received by the light receiving unit. Since the amount of light does not change, the system according to the present invention can only measure vibration displacement in the front-back direction.

그리고, 상기 수광부에 사용되는 광전 변환 소자로는, 광 다이오드(Photo Diode) 또는 광 트랜지스터(Photo Transistor) 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것이 바람직하다.As the photoelectric conversion element used in the light receiving unit, it is preferable to use any one selected from a photo diode and a photo transistor.

계속해서, 상기 수광한 광량에 따라 발생된 전위차를 측정하고, 이렇게 측정한 전위차의 해당 레벨 값 중에서 가장 높은 "최대 피크 전압 레벨 값"과, 가장 낮은 "최소 피크 전압 레벨 값"을 각기 검출한 다음(S703)(S704), 검출한 최대 피크 전압 레벨 값과 최소 피크 전압 레벨 값의 비(ratio)를 산출한다(S705).Subsequently, the potential difference generated according to the received light amount is measured, and the highest "maximum peak voltage level value" and the lowest "minimum peak voltage level value" are respectively detected among the corresponding level values of the measured potential difference. (S703) (S704), the ratio of the detected maximum peak voltage level value and minimum peak voltage level value is calculated (S705).

그런 다음, 마지막으로 상기 산출한 비(ratio)와, 진동체가 진동하지 않을 경우의 수광부와 미러간의 최단거리값을 연산하여 상기 진동체가 전후방향으로 진동함에 따라 발생된 진동 변위를 산출하는데(S706), 산출식은 전술한 수학식3과 같으며, 상기 수광부와 미러간의 최단거리값은 미리 설정된 값이다.Then, the calculated ratio and the shortest distance value between the light-receiving unit and the mirror when the vibrating body does not vibrate are calculated to calculate the vibration displacement generated as the vibrating body vibrates in the front-back direction (S706). The calculation formula is the same as Equation 3, and the shortest distance value between the light receiving unit and the mirror is a preset value.

그 결과, 본 발명의 진동 변위 산출 방법은, 상기 미러가 부착된 진동체가, 전후방향으로 진동함에 따라 발생하는, 진동 변위를 산출할 수 있게 된다.As a result, according to the vibration displacement calculation method of the present invention, the vibration displacement generated as the vibrating body with the mirror vibrates in the front-back direction can be calculated.

그리고, 덧붙여서, 이렇게 산출된 상기 진동 변위는, 예컨대, 진동체의 이상 진동 유무를 판별하는 시스템 제어 부에 출력하도록 함으로써, 그 시스템 제어부가 이 산출된 진동 변위 정보를 이용해 진동체의 이상 진동 유무를 정확히 판별할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the vibration displacement calculated as described above is output to, for example, a system control unit for determining the presence or absence of abnormal vibration of the vibrating body, so that the system control unit uses the calculated vibration displacement information to determine whether there is abnormal vibration of the vibrating body. It is desirable to be able to accurately determine.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 진동 변위 산출 시스템 및 그 방법은 종래의 안전 스위치 방식이나 콜피츠 공진회로 방식들보다 구조가 간단하고 저가의 회로로 간단히 구현할 수 있으며, 통계적인 방법을 이용하지 않고도 진동체가 진동하는 변위를 직접 측정할 수 있기 때문에 정확한 진동 변위를 측정할 수 있으며, 나아가 이러한 본 발명을 드럼 세탁기에 장착하게 되면, 탈수 행정시 세탁물의 편중에 의해 발생하는 이상 진동 유무를 정확히 감지할 수 있는 효과가 있다.As described in detail above, the vibration displacement calculation system and method thereof of the present invention are simpler in structure and cheaper to implement than the conventional safety switch method or Colpitts resonant circuit method, and do not use a statistical method. Since it is possible to directly measure the displacement of the vibrating body without vibration, accurate vibration displacement can be measured, and furthermore, if the present invention is installed in the drum washing machine, the presence of abnormal vibration caused by the bias of the laundry during the dehydration stroke can be accurately detected. It can work.

본 발명은 기재된 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the invention has been described in detail only with respect to the specific examples described, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations are possible within the spirit of the invention, and such modifications and variations belong to the appended claims.

도 1은 일반적인 드럼 세탁기의 기본 구성도,1 is a basic configuration of a typical drum washing machine,

도 2는 종래 기술에 따른 안전 스위치를 이용하여 진동을 감지하는 장치를 개략적으로 도시한 도면,2 is a view schematically showing a device for detecting vibration using a safety switch according to the prior art,

도 3은 종래 기술에 따른 콜피츠 공진 회로를 이용하여 진동을 감지하는 장치를 개략적으로 도시한 도면,3 is a view schematically showing an apparatus for detecting vibration using a Colpitts resonant circuit according to the prior art;

도 4는 본 발명에 따른 진동 변위 산출 시스템을 도시한 도면,4 is a view showing a vibration displacement calculation system according to the present invention,

도 5는 도 4의 진동 변위 산출 수단을 예로 들어 도시한 도면, 5 is a view showing the vibration displacement calculating means of FIG. 4 as an example;

도 6a와 도 6b는 도 5에 도시된 진동 변위 산출 수단의 진동 변위 산출 양태를 설명하기 위한 도면,6A and 6B are views for explaining a vibration displacement calculation mode of the vibration displacement calculation means shown in FIG. 5;

도 7은 또 다른 본 발명인 진동 변위 산출 방법을 도시한 도면이다.7 is a view showing another vibration displacement calculation method according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

400 : 진동체 410 : 미러(mirror)400: vibrating body 410: mirror

420 : 발광부 430 : 수광부420: light emitting unit 430: light receiving unit

440 : 진동 변위 산출 수단440: vibration displacement calculation means

Claims

A mirror attached to the vibrating body;

A light emitting unit installed at a position spaced apart from the mirror by a predetermined distance to emit light in a direction toward the mirror according to the vibration of the vibrating body;

A light receiving unit installed in parallel with the light emitting unit to receive light reflected through the mirror to generate a potential difference corresponding to the received light amount;

A light receiving unit output voltage measuring unit measuring a corresponding level value of the potential difference generated in the light receiving unit;

A peak level detector for detecting a highest peak voltage level value and a lowest minimum peak voltage level value among corresponding level values of the voltage output by the light receiver output voltage measurer;

And a micom that calculates the vibration displacement generated as the vibrating body vibrates in the front-rear direction by calculating the maximum / minimum peak level value detected by the peak level detection unit and the shortest distance value of the light-receiving unit and the mirror when not vibrating. Vibration displacement calculation system.

delete

According to claim 1, The light emitting unit;

Vibration displacement calculation system, characterized in that the light emitting diode (Light Emitting Diode).

According to claim 1, The light receiving unit;

A vibration displacement calculation system, characterized in that it is a photo diode or a photo transistor.

A first step of irradiating light toward a mirror in which a light emitting part spaced apart from the mirror attached to the vibrating body by a predetermined distance and vibrates with the vibration of the vibrating body;

A second step of receiving a light receiving unit installed in parallel with the light emitting unit for the light irradiated according to the first step and reflected from the mirror;

A third step of measuring a corresponding level value of the potential difference generated according to the amount of light received according to the second step:

A fourth step of detecting a highest maximum peak voltage level value and a lowest minimum peak voltage level value among corresponding level values measured according to the third step;

A fifth step of calculating the vibration displacement generated as the vibrating body vibrates in the front-rear direction by calculating the maximum / minimum peak level value detected in the fourth step and the shortest distance value between the light-receiving unit and the mirror when not vibrating Vibration displacement calculation method.

The method of claim 5, wherein the fifth step;

The vibration displacement calculation method, characterized in that for calculating the vibration displacement generated as the vibrating body vibrates in the front and rear direction using the following equation.

Equation

:

( : Vibration displacement, , The distance of the light receiver and the mirror Potential difference when close to / 2, : The distance between the light receiver and the mirror Potential difference when it moves away by / 2, x: the shortest distance between the light-receiving unit and the mirror if it does not vibrate)