WO2010028468A1 - Máquina de lavar roupa com um sistema sensor - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a washing machine with a sensor system.
- sensors in washing machines are intended to detect parameters such as weight, flow rate, vibration, water level or degree of impurities in the water to automate washing machine operations.
- a sensor detects the weight of the washer tank, as a function of the weight detected, said sensor sends a signal to an electronic circuit that drives a pump, so that the tank is filled or Otherwise, the water is drained.
- US 4,742,698 comprises a weight sensor shown in Figure 1 for controlling the spinning process of the washing machine.
- the spin step occurs to remove excess water from the laundry.
- the basket A containing the laundry, is driven by motor B, and the water from the garment is removed by centrifugation through holes in the wall of said basket (not shown) and collected in tank C from where it flows through tube D.
- the above sensor comprises two electrodes E and F, where electrode F is pivotably mounted.
- the suspension rod G of the tank approaches or moves electrode F from electrode E, causing a variation in electrostatic capacitance between the two electrodes, which variation is detected by the electronic control board (not shown).
- the rotation of the washer basket A is slowed down to a complete standstill when excess water has already been removed.
- a drawback of known sensors is that they always constitute an additional component of the washer, which increases the final cost of the product.
- the present invention aims to provide a washer with a low cost sensor system.
- a washing machine with a sensor system comprising an electrical circuit comprising a mechanical component connected to electrical conductors, said conductors being connected to an electronic control board having electronic circuits constituting a source. and a voltage reading and acquisition system.
- the mechanical component defined above acts as a sensor, where a constant electric current is applied, generating voltages that vary according to the effort suffered by said component.
- the main advantage of the washer invention according to the invention is that it does not require sensors per se as additional components since the mechanical components of the washer themselves can act as sensors. This advantage provides a reduction in the final cost of the washing machine.
- Mechanical components acting as sensors may be, for example, the washer tank suspension rods, the rod-attached tie rods, or the washer feet.
- the mechanical components may be, for example, metal or electrically conductive elastomer.
- the electrical conductivity of the elastomer may be obtained, for example, by conductive particles added to the elastomer during manufacture and the particles may be, for example, carbon black.
- FIGURE 2 is a schematic sectional view of a washing machine according to the invention with a first embodiment of the sensor system
- FIGURE 3 Schematic view of the sensor system of Figure 2;
- FIGURE 4 is a schematic sectional view of a washing machine according to the invention with a second embodiment of the sensor system;
- FIGURE 5 Schematic view of the sensor system of Figure 4.
- FIGURE 6 top view of the washing machine shown in figure 4;
- FIGURE 7 is a schematic sectional view of a washing machine according to the invention with a third embodiment of the sensor system.
- FIGURE 8 Schematic view of the sensor system of Figure 7.
- FIG. 2 shows a schematic sectional view of a washing machine according to the invention, basically comprising an electric motor 1, a stirrer 2 disposed within a washing basket 3, and a tank 4, supported by four suspension rods 5 which have suspensions 6 at the lower ends.
- a control board 7 and operation panel 8 control washer operations.
- the suspension rods 5 which are, for example, steel, support the wash tank 4 by means of the fastenings 9 in the cabinet 10.
- the entire weight (mass) of the wash system including tank, basket, clothes and water, as well as the forces generated during the washing and centrifugation steps, are supported by the rods 5.
- the figure also shows the electric conductors 11 connected to a rod 5 and the electronic control board. 7, where it is observed that said rod is a component of the electric circuit.
- Figure 3 schematically shows the sensor system 12, with a current source 13, a voltage reading system 14, and an acquisition system 15, which are, in fact, electronic circuits incorporated in the electronic control board 7. These circuits are activated when there is a need to perform readings.
- Figure 4 shows a schematic view of a second embodiment of the washing machine according to the invention, which differs from the previous embodiment in that the sensor system has a second embodiment, where the mechanical component of the electrical circuit is a of the four tie rods 16 connected to the suspension rods 5.
- a tie rod 16 is shown in the figure connected to the electrical conductors 17 and these connected to the electronic control board 7.
- the tie rod may be, for example, an electrically conductive elastomer.
- the tie rods attach the suspension rods to the wash tank, and their function is to provide some stability to the system. In this way, the tie rods suffer all the stresses from the lateral displacements of the wash tank, which displacements can cause considerable damage. when the rotary system is unbalanced. It is therefore very important to immediately detect such displacements so that they do not generate stress that could damage the washer.
- Fig. 5 schematically shows the sensor system 18 of the washer of Fig. 4.
- the sensing system of this embodiment acts in the same way as the sensing system of the first embodiment, wherein in the present embodiment the variation of the electrical resistance of the rod 16 is related mechanical stress from lateral displacements of the wash tank 4, such displacements occurring during the operation of the washing machine.
- Figure 6 shows a top view of the washing machine of figure 4, where it is possible to observe in more detail the tie rods 16 attached to the tank 4 and the suspension rods 5.
- Figure 7 shows a schematic view of a third embodiment of the washing machine according to the invention, which differs from previous embodiments in that the sensor system has a third embodiment, where the mechanical component of the electrical circuit is a of the four feet 19 of the washing machine.
- Figure 19 shows a foot 19 connected to the electrical conductors 20 and these connected to the electronic control board 7.
- the foot may be, for example, a steel leveling foot with an electrically conductive elastomer 21. inserted inside its base.
- Fig. 8 schematically shows the sensor system 22 of the washer of Fig. 7.
- the sensing system of this embodiment acts in the same way as the sensing systems of the previous embodiments, in which case the variation of the electrical resistance of the foot 19 is related. to deform by compression of the elastomer 21 at the base of said foot.
- the weight of the washer deforms the elastomer by changing its electrical resistance, a necessary condition for establishing a relationship of voltage to weight V (m).
- To measure mass (weight) it is necessary to inject a constant electric current (A) and measure the electric voltage (V).
- the mechanical component that belongs to the sensor system may be any other component of the washer that undergoes tensile, compressive, twisting or shear stresses, and which generates a change in its electrical resistance when subjected to said stresses.
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Abstract
A presente invenção se refere a uma maquina de lavar roupa com um sistema sensor, que compreende um circuito elétrico compreendendo um componente mecânico (5, 16, 19) conectado a condutores elétricos (11, 17, 20), os ditos condutores estando ligados a uma placa de controle eletrônico (7) que apresenta circuitos eletrônicos constituindo uma fonte de corrente (13) e um sistema de leitura e aquisição (14, 15) da tensão.
Description
TÍTULO: "MÁQUINA DE LAVAR ROUPA COM UM SISTEMA
SENSOR"
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção se refere a uma máquina de lavar roupa com um sistema sensor.
TÉCNICA ANTERIOR E SEUS INCONVENIENTES
Conforme é de conhecimento geral, os sensores em máquinas de lavar se destinam a detectar parâmetros, como por exemplo, peso, vazão, vibrações, nível de água ou grau de impurezas na água, para automatizar as operações da máquina de lavar. Assim, quando, por exemplo, um sensor detecta o peso do tanque da máquina de lavar, em função do peso detectado o dito sensor envia um sinal para um circuito eletrônico que comanda uma bomba, a fim de que o tanque seja enchido ou, ao contrário, a água seja escoada.
O documento US 4.742.698 compreende um sensor de peso, mostrado na figura 1 , que se destina a controlar o processo de centrifugação da máquina de lavar.
Conforme já é conhecido, depois que a etapa de lavagem é concluída, ocorre a etapa de centrifugação para remover o excesso de água da roupa. Nesta etapa, o cesto A, que contém a roupa, gira acionado pelo motor B, e a água da rou- pa é removida por centrifugação, passando por orifícios na parede do dito cesto (não mostrados) e sendo recolhida no tanque C, de onde escoa por meio do tubo D.
O sensor citado acima compreende dois eletrodos E e F, onde o ele- trodo F é montado de maneira pivotável. Assim, quando o peso do tanque C varia, a vareta de suspensão G do tanque aproxima ou afasta o eletrodo F do eletrodo E, causando uma variação na capacitância eletrostática entre os dois eletrodos, variação esta que é detectada pela placa de controle eletrônico (não mostrada). Em função dos valores detectados pela dita placa, a rotação do cesto A da máquina de lavar vai sendo diminuída até paralisar totalmente, quando o excesso de água já tiver sido removido.
Um inconveniente dos sensores já conhecidos consiste em que eles sempre se constituem em um componente adicional da máquina de lavar, o que aumenta o custo final do produto.
OBJETIVOS E VANTAGENS DA INVENÇÃO
A presente invenção tem como objetivo proporcionar uma máquina de lavar com um sistema sensor de baixo custo.
Este objetivo é alcançado por meio de uma máquina de lavar roupa com um sistema sensor que compreende um circuito elétrico compreendendo um componente mecânico conectado a condutores elétricos, os ditos condutores estan- do ligados a uma placa de controle eletrônico que apresenta circuitos eletronicos constituindo uma fonte de corrente e um sistema de leitura e aquisição da tensão.
O componente mecânico definido acima é atuante como um sensor, onde uma corrente elétrica constante é aplicada, gerando tensões que variam em função do esforço sofrido pelo dito componente.
Assim, a principal vantagem da invenção da máquina de lavar de acordo com a invenção consiste em que esta não necessita de sensores em si, como componentes adicionais, uma vez que os próprios componentes mecânicos da máquina de lavar podem atuar como sensores. Esta vantagem proporciona uma redução do custo final da máquina de lavar.
Os componentes mecânicos atuantes como sensores podem ser, por exemplo, as varetas de suspensão do tanque da máquina de lavar, os tirantes vinculados às varetas, ou os pés da máquina de lavar.
Os componentes mecânicos podem ser, por exemplo, de metal ou de elastômero eletricamente condutivo. A condutividade elétrica do elastômero pode ser obtida, por exemplo, por meio de partículas condutoras adicionadas ao elastômero durante a sua fabricação e as partículas podem ser, por exemplo, de negro de fumo.
A invenção será a seguir mais detalhadamente descrita, a título de e- xemplo, com base nas figuras anexas:
DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS
FIGURA 2 - vista esquemática em corte de uma máquina de lavar de acordo com a invenção, com uma primeira concretização do sistema sensor;
FIGURA 3 - vista esquemática do sistema sensor da figura 2;
FIGURA 4 - vista esquemática em corte de uma máquina de lavar de acordo com a invenção, com uma segunda concretização do sistema sensor;
FIGURA 5 - vista esquemática do sistema sensor da figura 4;
FIGURA 6 - vista superior da máquina de lavar mostrada na figura 4;
FIGURA 7 - vista esquemática em corte de uma máquina de lavar de acordo com a invenção, com uma terceira concretização do sistema sensor; e
FIGURA 8 - vista esquemática do sistema sensor da figura 7.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
A figura 2 mostra uma vista esquemática em corte de uma máquina de lavar de acordo com a invenção, que compreende, basicamente, um motor elétrico 1 , um agitador 2 disposto dentro de um cesto de lavagem 3, e um tanque 4, sustentado por quatro varetas de suspensão 5, as quais apresentam suspensões 6 nas extremidades inferiores. Uma placa de controle 7 e o painel de operações 8 controlam as operações da máquina de lavar.
Conforme pode ser visto na figura, as varetas de suspensão 5, que são, por exemplo, de aço, sustentam o tanque de lavagem 4 por meio das fixações 9 no gabinete 10. Desta forma, todo o peso (massa) do sistema de lavagem, incluindo tanque, cesto, roupas e água, assim como os esforços gerados durante as etapas de lavagem e centrifugação, são suportados pelas varetas 5. A figura mostra ainda os condutores elétricos 11 conectados a uma vareta 5 e à placa de controle eletrôni- co 7, onde se observa que a dita vareta é um componente do circuito elétrico.
A figura 3 mostra esquematicamente o sistema sensor 12, com uma fonte de corrente 13, um sistema de leitura da tensão 14 e um sistema de aquisição 15, os quais são, de fato, circuitos eletrônicos incorporados na placa de controle ele- trônico 7. Esses circuitos são acionados quando há a necessidade de se efetuarem
leituras.
Assim, quando a vareta 5 sofre, por exemplo, um esforço de tração devido ao que peso que suporta e às oscilações provocadas pelo funcionamento da máquina de lavar, a área de sua seção transversal diminui, causando o aumento da resistência elétrica. Tendo em vista que a corrente elétrica aplicada ao circuito é constante, consequentemente ocorre um aumento da tensão. As múltiplas variações da tensão são detectadas e interpretadas pelos sistemas de leitura 14 e aquisição 15, e pelos demais circuitos eletrônicos da placa de controle eletrônico 7, a qual, em seguida, emite sinais para controlar o funcionamento da máquina de lavar.
Assim, conforme descrito acima, para se obter uma relação entre a resistência elétrica da vareta de suspensão 5 e o esforço mecânico ao qual ela está sendo submetida, é necessário injetar uma corrente elétrica (A) constante no circuito e medir a tensão elétrica (V), conforme indicado na figura 3. Desta forma, é possível obter uma função V(m), onde "m" é a massa colocada dentro do cesto de lavagem (roupas, por exemplo). Para detecção somente da massa, é necessário analisar valores médios da função, de tal forma que outras solicitações, como oscilações durante a centrifugação ou variações de vazão de água, não influenciem o valor detectado.
A figura 4 mostra uma vista esquemática de uma segunda concretiza- ção da máquina de lavar de acordo com a invenção, que se diferencia da concretização anterior pelo fato de que o sistema sensor apresenta uma segunda concretização, onde o componente mecânico do circuito elétrico é um dos quatro tirantes 16 vinculados às varetas de suspensão 5. Observa-se na figura um tirante 16 conectado aos condutores elétricos 17 e estes conectados à placa de controle eletrônico 7. O tirante pode ser, por exemplo, de um elastômero eletricamente condutivo.
Conforme já é conhecido, os tirantes fixam as varetas de suspensão ao tanque de lavagem, e sua função é conferir certa estabilidade ao sistema. Desta forma, os tirantes sofrem todos os esforços provenientes dos deslocamentos laterais do tanque de lavagem, deslocamentos estes que podem causar danos considerá-
veis quando o sistema rotativo está desbalanceado. Assim, é muito importante detectar imediatamente tais deslocamentos, a fim de que eles não gerem esforços que possam danificar a máquina de lavar.
A figura 5 mostra esquematicamente o sistema sensor 18 da máquina de lavar da figura 4. O sistema sensor desta concretização atua da mesma forma que o sistema sensor da primeira concretização, sendo que, na presente concretização a variação da resistência elétrica do tirante 16 é relacionada aos esforços mecânicos provenientes dos deslocamentos laterais do tanque de lavagem 4, deslocamentos estes que ocorrem durante o funcionamento da máquina de lavar roupa.
Para se obter uma relação entre a resistência elétrica do tirante e o esforço mecânico ao qual ele está sendo submetido, é necessário injetar uma corrente elétrica (A) constante no circuito e medir a tensão elétrica (V), conforme indicado na figura 5. Assim, é possível obter uma função V(F), onde F é a força instantânea gerada durante o funcionamento do sistema.
A figura 6 mostra uma vista superior da máquina de lavar da figura 4, onde é possível observar com mais detalhes os tirantes 16 fixados ao tanque 4 e às varetas de suspensão 5.
A figura 7 mostra uma vista esquemática de uma terceira concretização da máquina de lavar de acordo com a invenção, que se diferencia das concretiza- ções anteriores pelo fato de que o sistema sensor apresenta uma terceira concretização, onde o componente mecânico do circuito elétrico é um dos quatro pés 19 da máquina de lavar. Observa-se na figura um pé 19 conectado aos condutores elétri- cos 20 e estes conectados à placa de controle eletrônico 7. Conforme mostrado na figura 8, o pé pode ser, por exemplo, um pé nivelador de aço com um elastômero 21 eletricamente condutivo inserido no interior de sua base.
A figura 8 mostra esquematicamente o sistema sensor 22 da máquina de lavar da figura 7. O sistema sensor desta concretização atua da mesma forma que os sistemas sensores das concretizações anteriores, sendo que, na presente concretização a variação da resistência elétrica do pé 19 é relacionada à deforma-
ção por compressão do elastomero 21 na base do dito pé. O peso da máquina de lavar deforma o elastomero alterando a sua resistência elétrica, condição necessária para se estabelecer uma relação da tensão em relação ao peso V(m). Para se efe- tuar a medição da massa (peso) é necessário injetar uma corrente elétrica (A) cons- tante e medir a tensão elétrica (V).
Além das concretizações apresentadas anteriormente, o mesmo conceito inventivo poderá ser aplicado a outras alternativas ou possibilidades de utilização do invento. Por exemplo, o componente mecânico que pertence ao sistema sensor pode ser qualquer outro componente da máquina de lavar que sofra esforços de tração, compressão, torção ou de cisalhamento, e que gere uma alteração na sua resistência elétrica ao ser submetido aos citados esforços.
Assim sendo, será compreendido que a presente invenção deverá ser interpretada de maneira ampla, sendo sua abrangência determinada pelos termos das reivindicações anexas.
Claims
1. Máquina de lavar roupa com um sistema sensor, CARACTERIZADA pelo fato de que o sistema compreende um circuito elétrico compreendendo um componente mecânico (5, 16, 19) conectado a condutores elétricos (11 , 17, 20), os ditos condutores estando ligados a uma placa de controle eletrônico (7) que apresenta circuitos eletrônicos constituindo uma fonte de corrente (13) e um sistema de leitura e aquisição (14, 15) da tensão.
2. Componente mecânico de uma máquina de lavar roupa conforme definida na reivindicação 1 , CARACTERIZADO pelo fato de que é atuante como um sensor, em que uma corrente elétrica constante (A) é aplicada ao dito componente gerando tensões (V) que variam em função do esforço sofrido pelo componente.
3. Componente mecânico de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que é uma vareta de suspensão (5) do tanque (4) da máquina de lavar.
4. Componente mecânico de acordo com a reivindicação 1 ou 2,
CARACTERIZADO pelo fato de que é um tirante (16) vinculado a uma vareta de suspensão (5) do tanque (4) da máquina de lavar.
5. Componente mecânico de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que é um pé (19) da máquina de lavar.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI0804071-0A BRPI0804071A2 (pt) | 2008-09-12 | 2008-09-12 | máquina de lavar roupa com um sistema sensor |
| BRPI0804071-0 | 2008-09-12 |
Publications (1)
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|---|---|
| WO2010028468A1 true WO2010028468A1 (pt) | 2010-03-18 |
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| WO (1) | WO2010028468A1 (pt) |
Cited By (1)
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| JP2018508289A (ja) * | 2015-03-12 | 2018-03-29 | 青島海爾洗衣机有限公司ＱｉｎｇＤａｏ Ｈａｉｅｒ Ｗａｓｈｉｎｇ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | 自動計量構造を備えた洗濯機の脚 |
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- 2009-09-11 WO PCT/BR2009/000288 patent/WO2010028468A1/pt not_active Ceased
- 2009-09-11 AR ARP090103505A patent/AR073583A1/es unknown
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BRPI0804071A2 (pt) | 2010-07-06 |
| AR073583A1 (es) | 2010-11-17 |
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