專利名稱：帶有浮筒式離合器的洗衣機和浮筒式離合器的控制方法
背景技術：
也就是說，在洗滌和漂洗過程中由于被洗滌水提升浮筒與甩干軸分離。所以電機的旋轉(zhuǎn)力只傳遞給了洗滌軸，這樣就會使震動器正向或反向旋轉(zhuǎn)進行洗滌和漂洗工作。在洗滌和漂洗完成之后的排水過程中，浮筒由于自身重力而下降，這樣它就和甩干軸相接觸。所以當其高速沿一個方向旋轉(zhuǎn)時，洗衣缸就會進行甩干操作。


圖1是帶有傳統(tǒng)浮筒式離合器的洗衣機的部分剖視圖。
下面結(jié)合圖1描述上述洗衣機的結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，洗衣機包括儲水缸12，可旋轉(zhuǎn)地安裝在儲水缸12內(nèi)的洗滌缸14，洗滌缸14上安裝的并位于洗滌缸14內(nèi)部的震動器16，震動器16適用于按驅(qū)動電機22向洗滌軸74傳送的旋轉(zhuǎn)力正向或反向旋轉(zhuǎn)的同時洗滌衣物。同樣安裝在洗衣機中的驅(qū)動電機22用來提供洗滌缸14和震動器16旋轉(zhuǎn)的動力。洗衣機還包括浮筒式離合器60和傳動裝置70，浮筒式離合器60根據(jù)洗滌用水的存在與否可選擇地與洗滌缸14和震動器16相連，傳動裝置70將動力從驅(qū)動電機22傳遞到洗滌缸14和震動器16上。傳動裝置70包括固定地連接到洗滌缸14的中空甩干軸72。洗滌軸74還包括在傳動裝置70中。洗滌軸74固定地在其上端連接到震動器16上，而在其下端連接到驅(qū)動電動機22上。而且傳動裝置70還包括多個支承甩干軸72的軸承76。
浮筒式離合器60包括與洗滌軸74細齒連接的浮筒62，其連接方式使之按洗滌用水的進水和排水而豎直移動；固定地安裝在甩干軸72上端，獨立地連接浮筒62分開的固定構(gòu)件63。
浮筒62包括和洗滌軸74細齒連接的中心部621，以及沿中心部621環(huán)繞設置的管狀部分622。中心部621在其下面具有細齒形結(jié)構(gòu)，管狀部分622具有閉合的中空結(jié)構(gòu)。
固定構(gòu)件63的上表面具有細齒結(jié)構(gòu)，這樣就可以和帶有浮筒62內(nèi)的中心部621的下表面進行嚙合。
圖2和圖3說明了上述帶有傳統(tǒng)浮筒式離合器的洗衣機操作過程。下面我們結(jié)合圖2和圖3說明上述洗衣機的操作過程。
當向洗滌缸14供應洗滌用水時，浮筒62由于水位上升而上升，從而與固定構(gòu)件63分開。結(jié)果，浮筒式離合器就轉(zhuǎn)換到其動力關斷位置，使驅(qū)動電機22發(fā)出的動力只傳遞給洗滌軸74。
這樣洗滌操作就開始了，當驅(qū)動電機22對應于洗滌操作運轉(zhuǎn)時，和洗滌軸74相連的震動器16就開始旋轉(zhuǎn)。由于驅(qū)動電機22交替進行正向和反向旋轉(zhuǎn)，震動器16也對應地進行正向和反向旋轉(zhuǎn)。
對應于震動器16的正向和反向旋轉(zhuǎn)，就會形成渦旋洗滌水流。當震動器16在一個方向上連續(xù)旋轉(zhuǎn)預定的時間或者更長的時間，洗滌缸14同樣借助渦旋洗滌水流也以相同的方向旋轉(zhuǎn)，這樣就會產(chǎn)生一個離心力。這個離心力使洗滌用水從洗滌缸14向外排出。排出的洗滌用水經(jīng)過界定于洗滌缸14和儲水缸12之間的水流通路之后再次被引入洗滌缸14。這樣就可以進行一種稱為“瀑布洗滌”的方式的離心洗滌。
洗滌操作之后相繼地進行漂洗和甩干操作。在甩干操作之前，先將漂洗過程中的漂洗用水排放干凈。在漂洗用水排放凈之后，浮筒62由于自身重力而位置下降，這樣它就可以和固定構(gòu)件63嚙合，也就是說浮筒式離合器被轉(zhuǎn)換到其動力傳遞位置。
當洗滌軸74在這種狀態(tài)下靠驅(qū)動電機22工作而旋轉(zhuǎn)時，浮筒62與旋轉(zhuǎn)的洗滌軸74細齒連接。所以和浮筒的中心部621接合的固定構(gòu)件63以及與固定構(gòu)件63相連的洗滌缸14也沿與洗滌軸74相同的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。
當洗滌缸14沿一方向快速旋轉(zhuǎn)時，就會產(chǎn)生離心力，使洗滌缸14中的衣物和洗動缸14的內(nèi)壁相接觸。在這種狀態(tài)下由于離心力進行脫水，也就是離心力將衣物甩干。并通過多個形成在洗滌缸14內(nèi)壁上的孔14a將衣物中的水分排除掉。由于洗滌缸14和震動器16的旋轉(zhuǎn)方向相同，所以衣物不會纏在震動器16上，這樣就可以防止震動器16損壞衣物。
當上述帶有浮筒式離合器的洗衣機在脫水后或長時間沒有洗滌后進行洗滌過程時，浮筒62由于洗滌工作的供水而受提升，從而和固定構(gòu)件63分開，從而阻止向洗滌缸14傳遞動力。
但是，這種洗衣機的問題在于隨著水流向外排放纏在浮筒62中心部621或固定構(gòu)件63上的衣物形成的異物，因為當浮筒62由于水位上升而提高時，沒有能夠形成氣層防止洗滌用水被引入到中心部621和固定構(gòu)件63之間的結(jié)構(gòu)。
如果毛絨之類的異物牢牢地卡在中心部621和固定構(gòu)件63之間時，中心部621和固定構(gòu)件63之間的嚙合就會由于大于浮筒62浮力的摩擦力受到滯留。所以在這種情況下，可能會在浮筒62也沒有通過供水與固定構(gòu)件63分開的條件下進行洗滌操作。這樣中心部621和固定構(gòu)件63就會由于被擦傷而產(chǎn)生噪音。而且包括洗滌缸的洗衣機的整個旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)都旋轉(zhuǎn)，從而使驅(qū)動電機過載。
盡管在脫水過程中，降低浮筒中心部621位置以與固定構(gòu)件63嚙合，但這種嚙合精確度很低，在這種情況下，在齒輪之間就會產(chǎn)生打滑，在其甩干過程的旋轉(zhuǎn)中就會引起這些發(fā)生齒輪擦傷。而且上述齒輪還會相互沖突，從而產(chǎn)生相當大的噪音。嚴重時不能正常完成脫水工作。
發(fā)明簡述基于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種帶有浮筒式離合器的洗衣機，其中在浮筒因供或排洗滌水向上或向下時，浮筒把電動機的旋轉(zhuǎn)力連接到甩干軸，或者把該旋轉(zhuǎn)力從甩干軸脫開，從而使得洗滌和脫水工作能夠進行，同時形成一個氣層以防止洗滌用水接觸浮筒式離合器中的齒輪。
本發(fā)明的另一個目的就是提供一種帶有浮筒式離合器的洗衣機的離合器控制方法，包括判斷浮筒和甩干軸是否嚙合，并基于判斷結(jié)果執(zhí)行嚙合或脫離操作過程的算法，以及對應于浮筒是否嚙合的判斷算法來識別是否完成脫離或嚙合過程的算法，從而提高了浮筒嚙合或脫離操作的可靠性。
本發(fā)明的洗衣機在排放洗滌用水時，可以防止洗滌用水中毛絨之類的異物卡在浮筒式離合器齒輪之間，從而獲得可靠的浮筒式離合器的齒輪嚙合動作和分離動作。也就是說，本發(fā)明中的洗衣機具有提高防止異物滯留的可靠性的強大作用。
而且本發(fā)明中的離合器控制方法具有提高浮筒嚙合和分離動作的可靠性的強大作用。
圖10示意地根據(jù)本發(fā)明的浮筒式離合器控制方法中離合器脫開算法；圖11示意地示出根據(jù)本發(fā)明的浮筒式離合器控制方法中離合器嚙合算法；圖12是示意圖，示出應用于圖4中洗衣機的轉(zhuǎn)動傳感器原理；圖13是示意圖，示出基于驅(qū)動電機的角轉(zhuǎn)動加速度，識別浮筒式離合器操作的離合器操作識別算法。
優(yōu)選實施例的描述下面，參看附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的帶有浮筒式離合器的洗衣機和根據(jù)本發(fā)明的浮筒式離合器的控制方法。
首先，描述根據(jù)本發(fā)明的帶有浮筒式離合器的洗衣機。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的帶有浮筒式離合器的洗衣機的剖視圖。
現(xiàn)在參考圖4說明這種洗衣機結(jié)構(gòu)。
洗衣機包括驅(qū)動電機22；在洗滌操作中容納洗滌用水的儲水缸12、儲水缸12內(nèi)安裝的洗滌缸14；可旋轉(zhuǎn)地安裝在洗滌缸14底部的震動器16；按照電機22發(fā)出的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)動洗滌缸14的中空甩干軸72，洗滌軸74伸經(jīng)甩干軸72，并在其上端固定地連接在洗滌軸連接構(gòu)件上，在其下端連接驅(qū)動電機22，洗滌軸連接件18和震動器16相連，從而按照電機22的旋轉(zhuǎn)力正向和反向旋轉(zhuǎn)震動器16；以及傳動裝置70，該傳動裝置70包括多個支承甩干軸72的軸承，并且起高效地把電機的旋轉(zhuǎn)力傳遞到洗滌缸14和震動器16上的作用。
上述洗衣機包括具有浮動部82的浮筒81的浮筒式離合器，浮動部82用于按照洗滌用水的進水和排水向上或向下移動，在浮動部82的內(nèi)側(cè)上端設有一個中空圓柱中心部84和一個浮筒齒輪85，以及一個U形連接部83和浮動部82、中心部84形成一體。浮筒式離合器還包括一個設置在甩干軸72上端的甩干軸齒輪87，形狀和浮筒齒輪85相同，這樣就可以按照浮筒81的豎直運動來有選擇地和浮筒齒輪85相嚙合。
洗衣機還包括一個形成在洗滌軸連接件18下端的屏障20，其形成方式是與洗滌軸連接件18形成一體，并插入到浮筒81的連接部83中。在驅(qū)動電機22的底部安裝有一個轉(zhuǎn)動傳感器24用來檢測驅(qū)動電機22產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動脈沖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的浮筒式離合器透視圖。
下面參考圖5來詳細描述這種浮筒式離合器結(jié)構(gòu)。
如圖5所示，標號為80a的浮筒式離合器包括具有浮動部82的浮筒81、中空圓柱中心部84、以及一個和浮動部82、中心部84形成一體的U形連接部83。浮動部82形成在浮筒81下端，并限定了一個具有預定量的空間，這樣它就可以按照洗滌用水的進水和排水沿著洗滌軸74上下移動。當浮筒81由于排水而向下移動時，在浮動部82的內(nèi)側(cè)上端設置的浮筒齒輪85就會和設置在甩干軸72上端的甩干軸齒輪87嚙合。
形成在洗滌軸連接件18下端的屏障20在浮筒81由于進水而向上移動時，位于浮筒81連接部83底部的下端。
浮筒81還包括具有預定直徑的通孔86，用于在屏障20內(nèi)部形成氣層88。通孔86形成在連接浮動部82、中心部84的連接部83底部。設置在甩干軸72上端的甩干軸齒輪87和浮筒齒輪85形狀相同，這樣就可以在浮筒81由于排水因其自身重量而向下運動時和設在圓柱中心部84上的浮筒齒輪85相嚙合，從而使洗滌缸14和震動器16同時旋轉(zhuǎn)。
如圖5所示，浮筒81最好是圓錐形結(jié)構(gòu)，以便于它可以向上移動到和震動器16下面發(fā)生緊密接觸處卻不受震動器的任何影響，從而能夠去減小構(gòu)成洗衣機的洗滌缸14和震動器16所占據(jù)的軸向空間。
下面，更詳細地介紹根據(jù)本發(fā)明帶有浮筒式離合器的洗衣機結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明中的洗衣機是通過在結(jié)合相關技術所述洗衣機構(gòu)形中加入浮筒式離合器80a而構(gòu)成的。
如圖4和圖5所示，浮筒式離合器80a包括浮筒81和甩干軸齒輪87。浮筒81設置在震動器16和洗滌缸14之間，從而可以按照洗滌用水的進水和排水沿著洗滌軸74上下移動，當浮筒齒輪85和甩干軸齒輪87嚙合時，洗滌缸14和震動器16就會同時地按甩干軸72的旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)。
如圖5所示，包括在浮筒式離合器80a中的浮筒81具有形成在浮筒81下端的浮動部82，并限定有一個具有所需量的空間，這樣它就會由于在洗滌缸14和震動器16之間灌入一定水位的洗滌用水所產(chǎn)生的浮力而向上移動。
如上所述，浮筒齒輪85設置在通過有所需要深度的U形連接部83與浮動部82連成一體的圓柱中心部84內(nèi)表面上端。浮筒齒輪85具有花鍵結(jié)構(gòu)，從而當浮筒81在排水而向下移動時，與甩干軸72上端的甩干軸齒輪87嚙合。
具有預定直徑的通孔86形成在用于與浮動部82、圓柱中心部84相連的連接部83的下端，用于防止形成在屏障20內(nèi)部的氣層88向屏障20外部移動。如上所述，屏障20形成在洗滌軸連接件18下端。
當洗滌用水被引入洗滌缸14和震動器16之間限定的空間時，洗滌用水就會通過通孔86進入屏障20內(nèi)部的空間，結(jié)果屏障20中的氣層88就會因屏障20內(nèi)空隙中的洗滌用水上升而受壓，所以氣層88不能從屏障20中的空間脫出。
當屏障20內(nèi)空隙中的洗滌用水壓力和氣層88的壓力達到平衡時，洗滌用水停止上升。因此可以防止洗滌用水上升到安裝在浮筒81中心部84的甩干軸齒輪87上。
如圖5所示，甩干軸齒輪87形成在甩干軸72上端，和浮筒齒輪85形狀相同，從而浮筒81由于排水因其自身重量而向下運動時能夠與包括在浮筒內(nèi)的圓柱中心部84上上端形成的齒輪85相嚙合。
當浮筒齒輪85和甩干軸齒輪87相嚙合時，洗滌缸14、震動器16同時按甩干軸72的轉(zhuǎn)動而旋轉(zhuǎn)。
圖6所示為根據(jù)本發(fā)明的浮筒式離合器中所含的浮筒的另一個實施例。
參照圖6所示的浮筒81a。該浮筒81a包括設有多個洗滌用水導引縫89的錐形浮動部82a和圓柱形中心部84a。通過洗滌水引導縫89的作用，可以把洗滌水引入圓柱形的中心部84a周圍，從而防止形成在從洗滌軸連接件18下端伸出的屏障20內(nèi)的氣層88向屏障20外移動。為了使進入浮動部82a內(nèi)部的洗滌用水量最小，在浮動部82a的下側(cè)以點陣的形式安排有多個空間90。
當洗滌用水進入浮筒81a內(nèi)部時，氣層88由于屏障20空隙中的洗滌用水上升受壓。當屏障20內(nèi)空隙中的洗滌用水壓力和氣層88的壓力達到平衡時，洗滌用水停止上升，因此可以防止洗滌用水上升到安裝在中心部84a的甩干軸齒輪87。
當洗滌操作完成后，排放洗滌用水時，洗滌用水中的異物會被留在震動器16和洗滌缸14之間的空隙中，而不被排放出去。但是洗滌用水再次進入震動器16和洗滌缸14之間的空隙時，由于洗滌水不能抵達甩干軸齒輪87浮筒齒輪85，留在震動器16和洗滌缸14之間空隙中的異物就不可能接觸到甩干軸齒輪87和浮筒齒輪85，這樣就達到了所需的可靠性要求。
在洗滌過程中，浮筒式離合器81a隨著洗滌軸74和震動器16一起旋轉(zhuǎn)時，洗滌用水可能會通過浮動部82a下側(cè)就會進入浮動部82a內(nèi)部。但是因這些空間的點陣形式，洗滌用水只能進入空間90中的一部分，所以浮動部82a仍然會受到浮力作用。
圖7和圖8分別示出根據(jù)本發(fā)明的洗衣機洗滌操作和甩干操作時浮筒式離合器的操作。
下面結(jié)合圖7和圖8分別說明根據(jù)本發(fā)明的洗衣機洗滌和甩干操作時浮筒式離合器的操作。
由于水流的浮力作用，洗衣機進行洗滌操作，洗滌用水進入洗滌缸14時，設置在洗滌缸14和震動器16之間的浮筒式離合器81a的浮筒81上升到震動器16的下表面，同時與甩干軸齒輪87分開。
結(jié)果，浮筒式離合器81a就被轉(zhuǎn)換到其動力切斷狀態(tài)，這樣驅(qū)動電機22發(fā)出的旋轉(zhuǎn)力就只傳遞給洗滌軸74。在這種情況進行洗滌時，洗滌軸74，浮筒81和震動器16就會同時地正向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)。
下面更詳細的描述這種過程。當洗滌用水沿著浮筒81下端進入設置在洗滌缸14和震動器16之間的浮筒式離合器81a內(nèi)部時，水流漸漸地灌充限定有預定量空間的浮動部82和中空圓柱中心部84。所以浮筒81就會借助洗滌用水的浮力向上移動。
當浮動部82中的空氣受水位上升的洗滌用水的壓力壓縮時，從而由于受洗滌用水加壓氣層壓力超過了浮筒81的自身重力，從而相當于減輕了浮筒81的重量，這時浮筒81向上移動。
當浮筒81上升到某一確定的水位時，也就是上升到震動器16的下面時，由于浮動部82中的氣層存在，洗滌用水不再進入浮筒81中，所以浮筒81也不再上升。
進入浮動部82的洗滌用水也可以引入分別形成在中心部84和U形連接部83上的空間中。如上所述，連接部83構(gòu)成得連接中心部84與浮動部82。通過形成在連接部83下面的通孔86，可以將洗滌用水引入到連接部83中。在這種條件下，經(jīng)過通孔86的洗滌用水充滿到一定水位時，向上和連接部83的下端相隔開，洗滌軸連接件18下端伸出的屏障20就會位于浮筒81的連接部83的底部下端。
當洗滌用水的水位上升時，洗滌軸連接件18下端的屏障20內(nèi)形成的氣層88由于洗滌用水的進入而壓力增大，因為氣層88受阻不能沿著屏障20的下端移出屏障20。
進入中心部84內(nèi)部的洗滌用水阻止洗滌軸連接件18下端的屏障20內(nèi)形成的氣層88離開屏障20。屏障20內(nèi)的氣層88和中心部84內(nèi)的氣層由于洗滌用水的水位上升而受壓。
當洗滌用水壓力和屏障20內(nèi)氣層88以及中心部84內(nèi)氣層的壓力達到平衡時，洗滌用水停止上升。
所以，可以防止洗滌用水上升抵達浮筒齒輪85和甩干軸齒輪87。
完成洗滌操作之后，就開始甩干操作。為了甩干操作，首先排凈洗滌缸14中的洗滌用水。當排凈洗滌用水后，上升到震動器16下表面的浮筒式離合器81a的浮筒81就會由于自身重力而下降，如圖8所示。結(jié)果，中心部84內(nèi)容納的甩干軸齒輪87與形成在中心部84內(nèi)側(cè)的浮筒齒輪85相嚙合，所以洗滌缸14和震動器16就會沿一個方向按甩干軸72和旋轉(zhuǎn)同時旋轉(zhuǎn)。這樣就可以甩干洗滌缸14中的衣物。
根據(jù)本發(fā)明中的浮筒式離合器浮筒的浮動部已經(jīng)說明可以有錐形結(jié)構(gòu)，但它的形狀并不限定于此。
下面來描述根據(jù)本發(fā)明的洗衣機浮筒式離合器的控制方法。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的洗衣機的離合器控制方法的流程圖。
下面參考圖9詳細說明上述控制方法。如圖9所示，控制方法包括一個在洗衣機洗滌過程中第一預定水位判斷步驟100，它用來判斷洗滌用水是否達到第一預定水位；一個基本離合器操作識別算法執(zhí)行步驟110，用于當判斷洗滌用水達到第一預定水位時，通過離合器操作識別算法判斷浮筒式離合器81a是否轉(zhuǎn)換到其脫開狀態(tài)，也就是，是否浮筒齒輪85脫開甩干軸齒輪87；一個離合器脫開算法執(zhí)行步驟120，當步驟110判斷浮筒式離合器81a并沒有轉(zhuǎn)換到脫開狀態(tài)時，該執(zhí)行步驟可以根據(jù)該離合器脫開算法使浮筒齒輪85脫開甩干軸齒輪87；一個第二預定水位判斷步驟130，當浮筒式離合器80轉(zhuǎn)換到其脫開狀態(tài)時，它用來開始進水操作，并判斷洗滌用水是否達到取決于要洗滌衣物量的第二預定水位；
一個洗滌和漂洗步驟140，當在步驟130中判定洗滌用水達到第二預定水位時，該步驟根據(jù)洗衣機的洗滌和漂洗操作，在洗滌缸14中洗滌和漂洗衣物；一個在步驟140中的洗滌缸14內(nèi)衣物洗滌和漂洗操作完成之后的排水步驟150；一個離合器嚙合算法執(zhí)行步驟160，根據(jù)離合器嚙合算法，在洗滌用水排放完之后，它用來執(zhí)行由于其自身重力相下移動的浮筒齒輪85與甩干軸齒輪87嚙合；一個第二離合器操作識別算法執(zhí)行步驟170，根據(jù)離合器嚙合算法，該步驟用來判定浮筒式離合器81a是否處于嚙合狀態(tài)；一個脫水步驟180，當在步驟170中判定浮筒式離合器81a處于嚙合狀態(tài)時，根據(jù)洗衣機的甩干操作，旋轉(zhuǎn)洗滌缸14，從而將衣物甩干。
下面詳細描述這種控制方法。
當在洗滌操作開始洗滌衣物時，供應洗滌用水達到第一預定水位，使浮筒式離合器81a轉(zhuǎn)換到其脫開狀態(tài)，也就是浮筒齒輪85脫開甩干軸齒輪87(步驟100)。當浮筒齒輪85脫開甩干軸齒輪87時，驅(qū)動電機22產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力只傳遞給洗滌軸74，這樣就會使震動器16正向或反向旋轉(zhuǎn)。于是震動器16執(zhí)行洗滌操作。
當洗滌用水水位達到第一預定水位時，離合器操作識別算法就開始執(zhí)行，來判斷浮筒式離合器80a的浮筒齒輪85是否由于洗滌水流的浮力脫開甩干軸齒輪87(步驟110)。
當離合器脫開操作算法判定浮筒式離合器80已經(jīng)轉(zhuǎn)換到其脫開狀態(tài)時，程序轉(zhuǎn)入按照第二進水操作把洗滌用水供應達到第二預定水位的步驟。另一方面，如果判定浮筒式離合器80a還沒有轉(zhuǎn)換到其脫開狀態(tài)時，離合器脫開算法就會在很短的時間間隔內(nèi)正向或反向驅(qū)動電機，從而產(chǎn)生松開浮筒式離合器80a嚙合的沖擊(步驟120)。
此后，根據(jù)離合器操作識別算法判定浮筒式離合器80a是否轉(zhuǎn)換到其脫開狀態(tài)，也就是，判斷浮筒齒輪85是否和甩干軸齒輪87脫開。
如果離合器操作識別算法判定浮筒式離合器80a轉(zhuǎn)換到其脫開狀態(tài)時，程序就轉(zhuǎn)入到按照第二進水操作把洗滌用水供應達到第二預定水位的步驟。另一方面，如果判定浮筒式離合器80a還沒有轉(zhuǎn)換到其脫開狀態(tài)時，離合器脫開算法就會再次執(zhí)行(步驟120)。然后通過離合器操作識別算法再次判定浮筒式離合器80a是否轉(zhuǎn)換到其脫開狀態(tài)。
當浮筒式離合器80a的浮筒齒輪85由于上述程序和甩干軸齒輪87脫開時，把洗滌用水供應到取決于要洗滌衣物量的第二預定水位。
當判定洗滌用水供應到第二預定水位時(步驟130)，洗衣機的震動器16就會因為驅(qū)動電機22傳遞給洗滌軸14的旋轉(zhuǎn)力而正向旋轉(zhuǎn)或反向旋轉(zhuǎn)(步驟140)。當洗滌水流供應達到第二預定水位時，浮筒式離合器80a的浮筒81就會由于洗滌水的浮力上升到震動器16的下面。
在完成洗滌和漂洗程序之后(步驟140)，洗滌缸14中的洗滌用水就開始向外排放。當洗滌用水排放到相應于浮筒式離合器80a的中部位置時，也就是排放到浮筒81的下端，由于洗滌水的浮力上升到震動器16下面的這個浮筒81因自身的重力而下降。
排水完成后，浮筒81通?？梢蕴幵谒Ω奢S齒輪87的上端，不必在下降之后與甩干軸齒輪87嚙合。為了保證浮筒式離合器80a嚙合的可靠性，執(zhí)行離合器嚙合算法(步驟160)。根據(jù)離合器嚙合算法，驅(qū)動電機22在短時間內(nèi)重復地正向旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，然后反向旋轉(zhuǎn)。這樣浮筒85就會可靠地與甩干軸齒輪87嚙合。
之后，通過離合器操作識別算法判斷浮筒式離合器80a是否處在其嚙合狀態(tài)，也就是判斷浮筒齒輪85是否處于與甩干軸齒輪87嚙合的狀態(tài)(步驟170)。
浮筒式離合器80a處于嚙合狀態(tài)時，通過電機22發(fā)出的旋轉(zhuǎn)力，甩干軸72，浮筒式離合器80a，洗滌軸74沿一個方向高速旋轉(zhuǎn)，以此狀態(tài)下進行甩干。另一方面，如果浮筒式離合器80a沒有處于嚙合狀態(tài)，就會再次執(zhí)行離合器嚙合算法(步驟160)。此之后，根據(jù)離合器操作識別算法再次判斷浮筒式離合器80a的嚙合狀態(tài)。
通過上述的程序，也就是離合器操作識別算法判斷浮筒式離合器80a的浮筒齒輪85與甩干軸齒輪87嚙合時，就執(zhí)行甩干程序，這樣，就會甩干洗滌缸14中的衣物(步驟180)。根據(jù)上述的程序，包括洗滌，漂洗和脫水工作等的一個循環(huán)就完成了。
如圖13所示，當驅(qū)動電機22沿一個方向旋轉(zhuǎn)預定周期時，離合器操作識別算法就會基于驅(qū)動電機22產(chǎn)生的角轉(zhuǎn)動加速度區(qū)分浮筒式離合器80a的操作。下面介紹這種情況。
圖10示意說明根據(jù)本發(fā)明的浮筒式離合器控制方法中離合器脫開算法。
下面參考圖10來說明離合器脫開算法。
盡管可以通過驅(qū)動電機22在很短的間隔內(nèi)交替地正、反向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的沖擊，松開浮筒式離合器80a的浮筒齒輪85與甩干軸齒輪87之間的嚙合，但是離合器脫開算法配置成可以控制驅(qū)動電機反復地先短時間正向旋轉(zhuǎn)，然后再反向旋轉(zhuǎn)。在這種情況下，就有可能在很短的時間內(nèi)有效地釋放浮筒式離合器80a的嚙合力。
根據(jù)離合器脫開算法，驅(qū)動電機22在正向旋轉(zhuǎn)過程中反復接通/關斷操作2到5次，其中接通大約1到50毫秒，關斷大約0.1到1秒，然后在反向旋轉(zhuǎn)過程中再重復接通/關斷操作2到5次。進行上述整個過程至少一次。變通地，驅(qū)動電機22在正向旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)過程中還可以交替的進行接通/關斷操作。其中對于后者，這種整個的操作重復2到5次。
圖11示意地表示根據(jù)本發(fā)明的浮筒式離合器控制方法中離合器嚙合算法。
下面參考圖11說明離合器嚙合算法。
這種離合器嚙合算法設計成使驅(qū)動電機22在正向旋轉(zhuǎn)過程中先短時間重復旋轉(zhuǎn)幾次，然后使驅(qū)動電機22在反向旋轉(zhuǎn)過程中再短時間重復旋轉(zhuǎn)幾次，這樣能夠可靠地獲得浮筒式離合器80a所需嚙合。
但是，如果浮筒式離合器80的甩干軸齒輪87旋轉(zhuǎn)量超過其齒輪節(jié)距，它就不可能和浮筒齒輪85嚙合，這是因為其每個齒都沒有對齊浮筒齒輪85相關的鄰齒之間所限定的空隙。為了避免這樣的現(xiàn)象發(fā)生，對于一個驅(qū)動間期內(nèi)，驅(qū)動電機22的轉(zhuǎn)動角優(yōu)選地設置成小于浮筒齒輪85和甩干軸齒輪87的齒輪節(jié)，也就是說，在驅(qū)動電機22的一個驅(qū)動間期內(nèi)，甩干軸齒輪87的旋轉(zhuǎn)位移量不要超過和其嚙合的浮筒齒輪85的齒輪節(jié)距。
根據(jù)離合器嚙合算法，驅(qū)動電機22在正向旋轉(zhuǎn)過程中反復地接通/關斷操作2到5次，其中接通操作大約1到50毫秒，關斷操作大約0.1到1秒，然后在反向旋轉(zhuǎn)過程中再重復接通/關斷操作2到5次。進行上述整個過程至少一次。變通地，驅(qū)動電機22在正向旋轉(zhuǎn)和反向旋轉(zhuǎn)過程中還可以交替的進行接通/關斷操作。其中對于后者，這種整個的操作需要重復2到5次。
下面，更詳細的說明在根據(jù)本發(fā)明的洗衣機洗滌，漂洗和甩干操作中浮筒式離合器的嚙合和分離控制方法。
為了可靠地執(zhí)行浮筒式離合器控制方法，在驅(qū)動電機22的底部安裝有轉(zhuǎn)動傳感器24。轉(zhuǎn)動傳感器24起檢測驅(qū)動電機22產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動脈沖的作用。如圖4所示裝備有轉(zhuǎn)動傳感器24的洗衣機結(jié)構(gòu)。
圖12示意地示出應用于圖4中洗衣機的轉(zhuǎn)動傳感器的原理。
下面參考圖12說明應用于本發(fā)明洗衣機上的轉(zhuǎn)動傳感器原理。如圖12所示，轉(zhuǎn)動傳感器24包括至少一個磁鐵26和一個磁力傳感器28，磁鐵26圍繞驅(qū)動電機22轉(zhuǎn)軸安排，以按照驅(qū)動電機22的旋轉(zhuǎn)繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，磁力傳感器28安排在可以檢測旋轉(zhuǎn)磁鐵26磁力的位置上。轉(zhuǎn)動傳感器24基于順序的時間之間磁力傳感器28檢測出的旋轉(zhuǎn)磁鐵26磁力差別，檢測驅(qū)動電機22轉(zhuǎn)速的變化。在本實施例中，安排了四個磁鐵26。所以轉(zhuǎn)動傳感器24可以檢測磁鐵26。
圖13示意地說明基于驅(qū)動電機角轉(zhuǎn)動加速度的基礎上，識別浮筒式離合器操作的方法。
下面參考圖13來說明基于驅(qū)動電機角轉(zhuǎn)動加速度，離合器操作識別方法。
可以用下列表達式來表達基于傳感器28的檢測時間識別角加速度的方法[表達式]α(i)＝{4π·[T(i)-T(i+1)]}/{N·T(i)·T(i+1)·[T(i)+T(i+1)])其中，
α(i)從i時刻檢測時間到“i+1”時刻檢測時間的這段時間內(nèi)的平均角轉(zhuǎn)動加速度；T(i)i時刻的檢測時間；N磁鐵的數(shù)量；離合器嚙合狀態(tài)α(i)＜第一預定值；離合器脫開狀態(tài)α(i)＞第二預定值；其中，第一預定值＜第二預定值。
當離合器80a處于脫開狀態(tài)時，離合器操作識別算法就會對驅(qū)動電機22的角加速度進行識別，根據(jù)上述的表達式，判斷是否超過第二預定值，這是因為此時施加在驅(qū)動電機上的載荷很小。而另一方面，當離合器80a處于嚙合狀態(tài)時，離合器操作識別算法就會對驅(qū)動電機22的角加速度進行識別，根據(jù)上述的表達式，判斷是否小于第一預定值。這樣根據(jù)識別的結(jié)果，我們就可以有效的避免洗衣機的錯誤操作。
如果驅(qū)動電機22的角加速度超過第一預定值，但卻小于第二預定值(也就是第一預定值＜α(i)＜第二預定值)，那么離合器操作識別算法就會再次進行識別。
上述表達式中驅(qū)動電機22的角轉(zhuǎn)動加速度還可以作為檢測衣物量或檢測甩干操作之前發(fā)生的不平衡的數(shù)值參數(shù)。尤其是，其中驅(qū)動電機22的角轉(zhuǎn)動加速度較小表示衣物量較大。而且，如果取決于轉(zhuǎn)速或時間變化的驅(qū)動電機22角轉(zhuǎn)動加速度變化增大，那么表示較大的不平衡。
而且，離合器操作識別算法中的識別方法可以使用給定時間內(nèi)相繼的磁檢測時間的平均時間間期得出的數(shù)值。在這種情況下，平均時間間隔短表示浮筒式離合器80a處于脫開狀態(tài)，而平均時間間隔長則表示浮筒式離合器80a處于嚙合狀態(tài)。當然合適的識別條件也可以根據(jù)載荷條件和其它環(huán)境條件來判斷。
盡管為了說明發(fā)明目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本領域中的技術人員能夠理解不偏離本發(fā)明權利要求精神和范圍可以有各種修改、添加和替換。
權利要求
1.一種洗衣機，包括一個驅(qū)動電機；一個容納在洗滌操作中提供的洗滌用水的儲水缸；一個儲水缸上設置的洗滌缸；一個可旋轉(zhuǎn)的安裝在洗滌缸上的震動器；一個依從電機的旋轉(zhuǎn)力來轉(zhuǎn)動洗滌缸的中空甩干軸；一個洗滌軸，它伸過甩干軸并固定在其上端和震動器相連的洗滌軸連接件上并在下端連接在驅(qū)動電機上，從而依從電機的旋轉(zhuǎn)力來正向和反向地旋轉(zhuǎn)震動器；一個傳動裝置，它包括多個支撐甩干軸的軸承，這些軸承適用于高效的將電機發(fā)出的旋轉(zhuǎn)力傳遞到洗滌缸和震動器上；一個浮筒式離合器，它包括具有浮動部的浮筒，所述浮動部依洗滌用水的進水和排水或向上或向下移動，在浮動部的內(nèi)表面上端設置的一個中空圓柱中心部和一個浮筒齒輪；以及一個把浮動部和中心部連接成一體的U形連接部，浮筒式離合器還包括一個設置在甩干軸上端的甩干軸齒輪，形狀和浮筒齒輪相同，從而依浮筒的豎直運動來有選擇地與浮筒齒輪相嚙合；一個形成在洗滌軸連接件下端的屏障，其與洗滌軸連接件形成一體，并插入到浮筒的連接部中。
2.如權利要求1所述的洗衣機，其特征在于，連接部底端至少形成有一個通孔，可以把洗滌用水豎直地引進到連接部所限定的空間中。
3.如權利要求1所述的洗衣機，其特征在于，浮動部上至少形成一個洗滌用水導引縫，使洗滌用水能夠從浮動部外面引入到環(huán)繞中心部的區(qū)域。
4.如權利要求1所述的洗衣機，其特征在于，在浮動部下側(cè)以點陣的形式設置有多個空間。
5.如權利要求1所述的洗衣機，其特征在于，浮動部具有其直徑朝著其上端逐漸減小的錐形形狀。
6.一種洗衣機包括一個驅(qū)動電機；一個容納在洗滌操作中供給洗滌用水的儲水缸；一個儲水缸上設置的洗滌缸；一個可旋轉(zhuǎn)的安裝在洗滌缸上的震動器；一個依從電機的旋轉(zhuǎn)力來轉(zhuǎn)動洗滌缸的中空甩干軸；一個洗滌軸，它伸過甩干軸并在其上端固定地連接在和震動器相連的洗滌軸連接件上并在其下端連接驅(qū)動電機，從而依從電機的旋轉(zhuǎn)力來正向和反向旋轉(zhuǎn)震動器；一個傳動裝置，它包括多個支撐甩干軸的軸承，這些軸承適用于高效的將電機的旋轉(zhuǎn)力傳遞到洗滌缸和震動器上；一個浮筒式離合器，所述浮動部依從洗滌用水的進水和排水或向上或向下移動，從而與甩干軸齒輪嚙合或分離；一個形成在洗滌軸連接件下端的屏障，從而與洗滌軸連接件形成一體，并插入到浮筒的連接部中；以及一個安裝在驅(qū)動電機底部的轉(zhuǎn)動傳感器用來檢測驅(qū)動電機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動脈沖。
7.一種帶有浮筒式離合器的洗衣機的離合器控制方法，包括(A)一個在洗衣機洗滌過程中第一預定水位判斷步驟，它用來判斷洗滌用水是否供給抵達第一預定水位；(B)一個離合器脫開算法執(zhí)行步驟，基于步驟(A)的結(jié)果，將浮筒式離合器轉(zhuǎn)換到脫開狀態(tài)，所述脫開狀態(tài)下浮筒式離合器的浮筒齒輪與甩干軸齒輪相互脫開；(C)一個第二預定水位判斷步驟，當浮筒式離合器轉(zhuǎn)換到其脫開狀態(tài)時，它用來開始進水操作，并判斷洗滌用水是否供應抵達取決于要洗滌衣物量的第二預定水位；(D)一個洗滌和漂洗步驟，當在步驟(C)中判定洗滌用水達到第二預定水位時，該步驟按照洗衣機的洗滌和漂洗操作，在洗滌缸中洗滌和漂洗衣物；(E)一個在步驟(D)中的洗滌缸內(nèi)衣物洗滌和漂洗操作完成之后的排水步驟；(F)一個離合器嚙合算法執(zhí)行步驟，在洗滌用水排放完之后，它用來執(zhí)行由于其自身重力向下移動的浮筒齒輪和甩干軸齒輪嚙合；(G)一個甩干步驟，在步驟(F)之后按照洗衣機的甩干操作，旋轉(zhuǎn)洗滌缸，從而將衣物甩干。
8.如權利要求7所述的離合器控制方法，其特征在于，實施離合器脫開算法可以通過重復地短時間正向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機，然后反復地反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電動機，從而松開浮筒式離合器的嚙合狀態(tài)。
9.如權利要求7所述的離合器控制方法，其特征在于，實施離合器嚙合算法可以通過反復地短時間正向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機，然后反復地反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電動機，從而有效的達到浮筒式離合器的嚙合狀態(tài)。
10.如權利要求8所述的離合器控制方法，其特征在于，根據(jù)離合器脫開算法，驅(qū)動電機在正向旋轉(zhuǎn)過程中反復接通/關斷操作2到5次，其中接通操作大約1到50毫秒，關斷操作大約0.1到1秒，然后在反向旋轉(zhuǎn)過程中再重復接通/關斷操作2到5次，進行上述整個過程至少一次。
11.如權利要求9所述的離合器控制方法，其特征在于，根據(jù)離合器嚙合算法，驅(qū)動電機在正向旋轉(zhuǎn)過程中反復接通/關斷操作2到5次，其中接通操作大約1到50毫秒，關斷操作大約0.1到1秒，然后在反向旋轉(zhuǎn)過程中再重復接通/關斷操作2到5次，進行上述整個過程至少一次。
12.如權利要求9所述的離合器控制方法，其特征在于，實施離合器嚙合算法需要在這樣的條件下進行，那就是驅(qū)動電機一個驅(qū)動間期的轉(zhuǎn)動角設定為小于浮筒齒輪和甩干軸齒輪的齒輪節(jié)距。
13.如權利要求7所述的離合器控制方法，其特征在于，通過在一個方向上很短的時間內(nèi)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機2到5次，來執(zhí)行離合器嚙合算法，從而松開浮筒式離合器的嚙合狀態(tài)。
14.如權利要求7所述的離合器控制方法，其特征在于，通過在一個方向上很短的時間內(nèi)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機2到5次，來執(zhí)行離合器嚙合算法，從而有效的達到浮筒式離合器的嚙合狀態(tài)。
15.如權利要求14所述的離合器控制方法，其特征在于，實施離合器嚙合算法需要在這樣的條件下進行，那就是驅(qū)動電機在一個驅(qū)動間期中的轉(zhuǎn)動角設定為小于浮筒齒輪和甩干軸齒輪的齒距。
16.一種帶有浮筒式離合器的洗衣機的離合器控制方法，包括(A)一個第一預定水位判斷步驟，它用來判斷洗衣機洗滌工作中洗滌用水是否提供低達第一預定水位；(B)一個基本離合器操作識別算法執(zhí)行步驟，當判斷洗滌用水提供低達到第一預定水位時，通過離合器操作識別算法判斷浮筒式離合器是否轉(zhuǎn)換到其脫開狀態(tài)，也就是使浮筒式離合器的浮筒齒輪和甩干軸齒輪相互脫開的狀態(tài)；(C)一個離合器脫開算法執(zhí)行步驟，當步驟(B)判定浮筒式離合器還沒有轉(zhuǎn)換到其脫開狀態(tài)時，按照離合器脫開算法將浮筒齒輪和甩干軸齒輪相互脫開；(D)一個第二預定水位判斷步驟，當浮筒式離合器轉(zhuǎn)換到其脫開狀態(tài)時，它用來開始進水操作，并判斷洗滌用水是否達到取決于要洗滌衣物量的第二預定水位；(E)一個洗滌和漂洗步驟，當在步驟(C)中判定洗滌用水達到第二預定水位時，該步驟按照洗衣機的洗滌和漂洗操作在洗滌缸中洗滌和漂洗衣物；(F)一個在步驟(E)中的洗滌缸內(nèi)衣物洗滌和漂洗操作完成之后的排水步驟；(G)一個離合器嚙合算法執(zhí)行步驟，在洗滌用水排放完之后，它用來執(zhí)行由于其自身重力向下移動的浮筒齒輪和甩干軸齒輪嚙合；(H)一個第二離合器操作識別算法執(zhí)行步驟，根據(jù)離合器嚙合算法，該步驟用來判定浮筒式離合器是否處于嚙合狀態(tài)；(I)一個甩干步驟，當在步驟(H)中判定浮筒式離合器處于嚙合狀態(tài)時，按照洗衣機的甩干操作，旋轉(zhuǎn)洗滌缸，從而將衣物甩干。
17.如權利要求16所述的離合器控制方法，其特征在于，當驅(qū)動電機沿一個方向旋轉(zhuǎn)預定時間后，離合器操作識別算法基于驅(qū)動電機產(chǎn)生的角轉(zhuǎn)動加速度判斷浮筒式離合器的動作。
18.如權利要求17所述的離合器控制方法，其特征在于，離合器操作識別算法包括下列步驟識別驅(qū)動電機的角轉(zhuǎn)動加速度；當識別的角轉(zhuǎn)動加速度小于第一預定值時，判定浮筒式離合器處于嚙合狀態(tài)，而當識別的角轉(zhuǎn)動加速度大于第二預定值時，判定浮筒式離合器處于脫開狀態(tài)，其中，第二預定值大于第一預定值。
19.如權利要求17所述的離合器控制方法，其特征在于，基于分別安裝在驅(qū)動電機軸上的磁鐵相應的傳感器的相繼的檢測時間之間的時間間隔數(shù)值，來識別驅(qū)動電機的角轉(zhuǎn)動加速度。
20.如權利要求17所述的離合器控制方法，其特征在于，驅(qū)動電機的角轉(zhuǎn)動加速度通過對安裝在驅(qū)動電機軸上的磁鐵起作用的傳感器進行識別，識別基于下列表達式[表達式]α(i)＝{4π·[T(i)-T(i+1)]}/{N·T(i)·T(i+1)·[T(i)+T(i+1)]}其中，α(i)從i時刻檢測時間到“i+1”時刻檢測時間的這段時間內(nèi)的平均角轉(zhuǎn)動加速度；T(i)i時刻的檢測時間；N磁鐵的數(shù)量；離合器嚙合狀態(tài)α(i)＜第一預定值；離合器脫開狀態(tài)α(i)＞第二預定值；其中，第一預定值＜第二預定值。
21.如權利要求17所述的離合器控制方法，其特征在于，驅(qū)動電機的角轉(zhuǎn)動加速度還可以作為檢測要洗衣物量或檢出甩干操作之前發(fā)生不平衡的數(shù)值參數(shù)，從而驅(qū)動電機的角轉(zhuǎn)動加速度較小表示衣物量較大，而且如果取決于轉(zhuǎn)速或時間變化的驅(qū)動電機角轉(zhuǎn)動加速度變化增大，代表較大的不平衡。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶有浮筒式離合器的洗衣機，其中通過電機的旋轉(zhuǎn)力，由于洗滌用水進水或排水而浮筒或向上或向下移動時，浮筒把電動機發(fā)出的旋轉(zhuǎn)力相應地耦連到甩干軸或者把該旋轉(zhuǎn)力與甩干軸脫開，從而使之能夠進行洗滌或甩干操作，而且還形成有氣層以防止洗滌用水接觸到浮筒式離合器的齒輪。本發(fā)明還公開了一種帶有浮筒式離合器的洗衣機的離合器控制方法，包括判斷浮筒和甩干軸是否嚙合，并基于判斷結(jié)果執(zhí)行嚙合或脫離操作過程的算法，以及根據(jù)浮筒是否嚙合的判斷算法識別來是否完成脫離或嚙合過程的算法，從而提高了浮筒嚙合或脫離操作過程的可靠性。
文檔編號D06F37/40GK1425822SQ02122890
公開日2003年6月25日 申請日期2002年6月17日 優(yōu)先權日2001年12月14日
發(fā)明者李泰喜, 金鎮(zhèn)雄, 全時汶 申請人:Lg電子株式會社