專利名稱：滾筒型洗衣機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滾筒型洗衣機(jī)，其具有可繞水平或傾斜定位的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)的滾筒。
尤其在脫水時(shí)，洗衣機(jī)90中濕的衣物由于離心作用而偏心地位于滾筒91的內(nèi)周壁上，這樣就在滾筒91上出現(xiàn)了不平衡的負(fù)載，在重力作用下圍繞旋轉(zhuǎn)中心產(chǎn)生了不平衡，從而引起了振動(dòng)或噪音的問題。
為了防止振動(dòng)傳遞到外部，在支撐滾筒91的外缸92和機(jī)殼96之間設(shè)置了減振緩沖器97和彈簧97a。
為了防止出現(xiàn)偏心負(fù)載以減少振動(dòng)和噪音，一些洗衣機(jī)具有多個(gè)設(shè)在滾筒端部并沿相同方向等距設(shè)置的液體保持室98，以及用于檢測(cè)負(fù)載偏心的位置的裝置99。根據(jù)偏心負(fù)載檢測(cè)裝置99所檢測(cè)到的偏心負(fù)載的位置來調(diào)節(jié)液體保持室98內(nèi)的液體量，從而抵消滾筒91的偏心負(fù)載，并減小振動(dòng)和噪音。
傳統(tǒng)上可得到的洗衣機(jī)的特征在于，外缸92設(shè)有用作偏心負(fù)載檢測(cè)裝置99的加速度傳感器，其適于檢測(cè)外缸92在向上和向下方向上的加速度，從而明確地確定偏心負(fù)載的位置。
通過預(yù)先為液體保持室98供應(yīng)大約相同量的水來調(diào)節(jié)液體保持室98內(nèi)的液體量，并且在偏心負(fù)載的位置大約到達(dá)滾筒91的旋轉(zhuǎn)中心的正上方位置時(shí)即刻使驅(qū)動(dòng)電機(jī)93反轉(zhuǎn)，使得電機(jī)因反轉(zhuǎn)而制動(dòng)，從而允許水從偏心負(fù)載的一側(cè)上的室98中自然地下落。
然而，由于無論所洗衣物的重量有多大，制動(dòng)力的大小都保持相同，所以當(dāng)所洗衣物的重量很大時(shí)，制動(dòng)的效果不佳，而且并不位于偏心負(fù)載的位置上的室98內(nèi)的水量也減小。由于這個(gè)原因，盡管調(diào)節(jié)了室98內(nèi)的水量，然而在重力作用下的偏心重量的平衡仍保持未調(diào)整，因此滾筒91的振動(dòng)增大。
本發(fā)明的目的是提供一種滾筒型洗衣機(jī)，其中通過檢測(cè)滾筒的慣性矩來根據(jù)滾筒內(nèi)所洗衣物的重量而改變制動(dòng)力的大小，從而可以正確地調(diào)節(jié)液體保持室內(nèi)的液體量。
洗衣機(jī)具有用于檢測(cè)滾筒旋轉(zhuǎn)的慣性矩測(cè)量裝置?？刂蒲b置根據(jù)慣性矩測(cè)量裝置所檢測(cè)到的滾筒旋轉(zhuǎn)來計(jì)算作用于滾筒上的慣性矩，并根據(jù)所計(jì)算出的慣性矩來調(diào)節(jié)將施加給滾筒的制動(dòng)力的大小，使得在液體保持室內(nèi)的液體量的調(diào)節(jié)中能以恒定的速率使?jié)L筒減速。
慣性矩檢測(cè)裝置檢測(cè)其中放有所洗衣物的滾筒的旋轉(zhuǎn)，例如滾筒的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù)，而且控制裝置從所得到的數(shù)據(jù)中計(jì)算慣性矩。滾筒的慣性矩隨所洗衣物的重量而變化，因此在液體保持室內(nèi)的液體量的調(diào)節(jié)中，如果制動(dòng)力的大小調(diào)節(jié)成可使?jié)L筒基于滾筒的慣性矩以恒定的速率減速，那么滾筒可以在同一位置處減速而與所洗衣物的重量無關(guān)，而且可以根據(jù)偏心負(fù)載的位置來調(diào)節(jié)保持室內(nèi)的液體量。
可檢測(cè)作為慣性矩測(cè)量裝置的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的磁極極性變化，以便從電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)中檢測(cè)到滾筒的旋轉(zhuǎn)，因此也可以精確地測(cè)量出慣性矩。制動(dòng)力根據(jù)與精確測(cè)定的慣性矩相關(guān)的信息來調(diào)節(jié)，從而可以精確地調(diào)節(jié)液體保持室中的液體量，從而保證滾筒的重量平衡，并因此減小振動(dòng)和降低噪音。
可采用通常設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電機(jī)上的霍爾元件來作為磁極檢測(cè)裝置。這樣可以減少零件數(shù)量和降低成本。
當(dāng)采用直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使得滾筒直接與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連而無須采用任何減速齒輪時(shí)，滾筒和驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間不會(huì)發(fā)生動(dòng)力傳遞損耗。這樣，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)和滾筒的旋轉(zhuǎn)相匹配，允許高精度地測(cè)量慣性矩。
圖7是顯示了驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、所洗衣物量和慣性矩之間的關(guān)系的圖；圖8是顯示了為測(cè)量慣性矩而檢測(cè)的霍爾元件的脈沖間隔的圖；圖9是顯示了霍爾元件的脈沖間隔和慣性矩水平之間的關(guān)系的圖；和

圖10是傳統(tǒng)的滾筒型洗衣機(jī)的剖視圖。
圖1是顯示了洗衣機(jī)10的總體結(jié)構(gòu)的剖視圖。洗衣機(jī)10具有置于機(jī)殼12內(nèi)的外缸18，其由連接在機(jī)殼上的緩沖器14和彈簧16，16所支撐。中空的圓柱形滾筒20可旋轉(zhuǎn)地支撐在外缸18中。
所示洗衣機(jī)10為這樣一種類型，其中所洗衣物可通過機(jī)殼12的上部而放入滾筒中。用于將所洗衣物放入或取出的衣物入口22，24分別形成于機(jī)殼12和外缸18的上壁中。在滾筒20周邊上還形成有衣物入口26，其定位成與外缸18的衣物入口24對(duì)齊。這些衣物入口22，24，26中的每一個(gè)都設(shè)有門(未示出)。衣物入口也可設(shè)于洗衣機(jī)的側(cè)部。
滾筒20的形式為具有封閉相對(duì)端的中空?qǐng)A柱體，并在其周邊壁上具有多個(gè)通水孔(未示出)。壁的內(nèi)表面上設(shè)有多個(gè)用于堆積所洗衣物的隔板(未示出)。在滾筒20的內(nèi)周表面上與衣物入口26相對(duì)地設(shè)有重量平衡器28，其對(duì)應(yīng)于衣物入口26的重量并與衣物入口26的重量(包括門在內(nèi))平衡。
滾筒20具有從其相對(duì)端的中心處向外伸出的轉(zhuǎn)軸30，32，它們由外缸18上的軸承34，34可旋轉(zhuǎn)地支撐。轉(zhuǎn)軸30也用作位于外缸18之外的驅(qū)動(dòng)電機(jī)50(將在下文中介紹)的轉(zhuǎn)軸。
滾筒20在其相對(duì)端上設(shè)有液體保持室36，其以相等間距設(shè)置在滾筒的圓周上。室36位于離滾筒20的旋轉(zhuǎn)中心相等間距的位置，并朝向旋轉(zhuǎn)中心打開。
滾筒20的一個(gè)端面上具有環(huán)形的蓋板38，通過此蓋板可防止從通過旋轉(zhuǎn)中心上方的液體保持室36中在重力作用下溢出的液體(將在下文中介紹)進(jìn)入到下側(cè)的液體保持室36中。
滾筒20的另一端面上具有與其相連的中空的環(huán)形液體平衡器40。液體平衡器40內(nèi)的液體量對(duì)應(yīng)于其空間體積的一半。液體平衡器40的內(nèi)周邊也用作上述的蓋板。
在外缸18上連接了用于將清洗和漂洗用水供應(yīng)到外缸18的內(nèi)部的供水管(未示出)，用于將液體(在本實(shí)施例中為水)供應(yīng)給液體保持室36的進(jìn)水管42，以及將水從外缸18內(nèi)排出的排水管44。
進(jìn)水管42的一端與供水設(shè)備(未示出)相連。通過進(jìn)水閥46，46以及穿過外缸18的壁而延伸的其它端部，水可以供應(yīng)到正處于滾筒20的旋轉(zhuǎn)中心下方的液體保持室36，36中。當(dāng)閥46，46打開時(shí)，水流入位于下側(cè)的保持室36中。
排水管44的一端與外缸18的下部相連，排水閥48位于其中間部分，而另一端和排水口(未示出)相通。當(dāng)排水閥48關(guān)閉時(shí)，水就保持在外缸18內(nèi)，當(dāng)排水閥48打開時(shí)，水就排放到外部。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)50設(shè)置在外缸18的側(cè)壁上。驅(qū)動(dòng)電機(jī)50例如可以是直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)。在這種情況下，驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的轉(zhuǎn)軸也可用作滾筒20的轉(zhuǎn)軸30，如前所述。
驅(qū)動(dòng)電機(jī)50由下面將介紹的控制裝置72所控制，它包括固定在外缸18上的定子52和可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子52上的轉(zhuǎn)子54。
如圖2所示，定子52包括一排線圈56，而轉(zhuǎn)子54包括交錯(cuò)設(shè)置在線圈56附近的磁極。通過從控制裝置72對(duì)線圈56施加驅(qū)動(dòng)電壓，可以使轉(zhuǎn)子54正向或反向旋轉(zhuǎn)。
參考圖2，轉(zhuǎn)子54在靠近磁極58處且與定子52的線圈56相反的一側(cè)上設(shè)有一個(gè)或多個(gè)磁極檢測(cè)裝置60。磁極檢測(cè)裝置60例如可以是霍爾元件62。圖2顯示了三個(gè)等距設(shè)置的霍爾元件62。霍爾元件62與將在下文中介紹的控制裝置72電連接，并在檢測(cè)到磁極的S極時(shí)傳送“高電平”信號(hào)給控制裝置72，在檢測(cè)到N極時(shí)傳送“低電平”信號(hào)。
在外缸18的底部的外表面上設(shè)有干燥裝置64(見圖1)。
機(jī)殼12還設(shè)有操作面板70，其具有操作單元66和顯示單元68。
用于控制上述結(jié)構(gòu)的滾筒型洗衣機(jī)10的所有操作都是通過設(shè)于機(jī)殼12的適當(dāng)部分處的控制裝置72來進(jìn)行的。如圖3所示，控制裝置72主要包括微型計(jì)算機(jī)74。微型計(jì)算機(jī)74包含存儲(chǔ)器(未示出)和計(jì)數(shù)器76，78。存儲(chǔ)器中已經(jīng)存儲(chǔ)了洗衣步驟的操作程序和各種存儲(chǔ)表。
在控制裝置72上連接了操作單元66和顯示單元68。操作單元66和顯示單元68將與用戶操作相一致的輸入信號(hào)從機(jī)殼12的操作面板70上傳遞給控制裝置72，并根據(jù)與操作狀態(tài)有關(guān)的操作及狀態(tài)來顯示信息。
微型計(jì)算機(jī)74包括用于打開或關(guān)閉閥46，48的閥驅(qū)動(dòng)部分80，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的逆變控制器82，以及與霍爾元件62相連的脈沖測(cè)量部分84。微型計(jì)算機(jī)74將轉(zhuǎn)速信號(hào)饋送給逆變控制器82，其將此命令信號(hào)轉(zhuǎn)換成脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)，并根據(jù)PWM信號(hào)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)50施加驅(qū)動(dòng)電壓，從而使電機(jī)50以所需的轉(zhuǎn)速正向或反向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)的電機(jī)50以與旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)因反向旋轉(zhuǎn)而制動(dòng)。
如圖4所示，脈沖測(cè)量部分84在霍爾元件62檢測(cè)到磁極58的極性時(shí)接收到高電平信號(hào)和低電平信號(hào)輸出，測(cè)量所接收到的信號(hào)的脈沖間隔，以確定所洗衣物的偏心位置和大小，同時(shí)還測(cè)量滾筒的慣性矩，如圖8和9所示。
所洗衣物的偏心位置和大小以下述方式測(cè)量。
在滾筒20內(nèi)的所洗衣物不存在不均衡的情況下，在轉(zhuǎn)子的一圈旋轉(zhuǎn)中磁極檢測(cè)裝置60的輸出信號(hào)的脈沖間隔是一定的。
然而，如果滾筒20內(nèi)的所洗衣物在滾筒20中出現(xiàn)不均衡，那么滾筒20的轉(zhuǎn)速因偏心負(fù)載而無法保持恒定，并在一圈旋轉(zhuǎn)中發(fā)生變化，如圖4所示。當(dāng)滾筒20的偏心負(fù)載(所洗衣物)移動(dòng)到經(jīng)過旋轉(zhuǎn)中心正上方的位置時(shí)，與滾筒20直接相連的驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的轉(zhuǎn)速變成最慢，磁極檢測(cè)裝置60的脈沖輸出的間隔增大。相反，當(dāng)偏心負(fù)載移動(dòng)到經(jīng)過旋轉(zhuǎn)中心正下方的位置時(shí)，滾筒20和驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的轉(zhuǎn)速變得最大，而且檢測(cè)裝置60所產(chǎn)生的脈沖的間隔變小。因此，可以從脈沖間隔中明確地確定所洗衣物的偏心位置。
另外，所洗衣物的偏心重量越大，滾筒20的轉(zhuǎn)速變化就越大。因此，偏心重量的大小可通過測(cè)量轉(zhuǎn)速的變化而明確地確定。如上所述并如圖4所示，可以根據(jù)脈沖間隔來計(jì)算轉(zhuǎn)速。脈沖間隔的最大值和最小值之間的差異表示了偏心重量的大小。
脈沖測(cè)量部分84測(cè)量磁極檢測(cè)裝置60的脈沖輸出的間隔，使得微型計(jì)算機(jī)74可以確定偏心負(fù)載的位置和大小。根據(jù)所得到的與所洗衣物的偏心負(fù)載的位置和大小相關(guān)的信息，可以相對(duì)遠(yuǎn)離偏心負(fù)載位置的液體保持室36中的水量來減少靠近偏心負(fù)載位置的液體保持室36中的水量，從而抵消偏心負(fù)載并確保滾筒20的重量平衡。
液體保持室36中的水量可通過兩種方式調(diào)節(jié)，即，排水方法和供水方法。
排水方法包括在滾筒20旋轉(zhuǎn)時(shí)確定偏心負(fù)載的位置和大小，之后打開進(jìn)水閥46以向所有的保持室36供應(yīng)等量的水，關(guān)閉閥46，在偏心負(fù)載的位置到達(dá)旋轉(zhuǎn)中心正上方的位置時(shí)即刻使驅(qū)動(dòng)電機(jī)50反轉(zhuǎn)，使得電機(jī)因反轉(zhuǎn)而制動(dòng)，并允許偏心負(fù)載側(cè)的室36內(nèi)的水自然地落下。在確定偏心負(fù)載的位置之前水保持在室36內(nèi)。
供水方法包括使?jié)L筒20和空的所有液體保持室36一起旋轉(zhuǎn)以確定偏心負(fù)載的位置，通過反轉(zhuǎn)來制動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)50，在偏心負(fù)載的位置到達(dá)旋轉(zhuǎn)中心正上方的位置時(shí)打開進(jìn)水閥46，以將水供應(yīng)給位于與偏心負(fù)載相對(duì)的下側(cè)上的保持室36。
通過實(shí)施這些方法中的任一種，可以抵消滾筒20上的偏心負(fù)載。
如果反轉(zhuǎn)制動(dòng)力的大小在液體保持室36內(nèi)的水量調(diào)節(jié)中保持恒定的話，那么，不在偏心位置上的保持室內(nèi)的水量就會(huì)因滾筒20內(nèi)的所洗衣物的重量而減少，無法校正偏心負(fù)載的重量平衡。因此，根據(jù)本發(fā)明，可以從作用在滾筒20上的慣性矩中測(cè)出所洗衣物的重量，以使反轉(zhuǎn)制動(dòng)力的大小能反映測(cè)量結(jié)果。
通過驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)50而使?jié)L筒以預(yù)定速度旋轉(zhuǎn)，在電機(jī)隨后加速到最高速度時(shí)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的加速度大小，或者在以預(yù)定速度轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒后在預(yù)定條件下通過反轉(zhuǎn)而制動(dòng)電機(jī)50時(shí)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的減速大小，并將所檢測(cè)到的值與預(yù)先測(cè)得的數(shù)據(jù)相比較，從而可以測(cè)量滾筒20的慣性矩?？捎米鞔響T性矩的參數(shù)為減速或加速啟動(dòng)后的指定時(shí)間周期內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)數(shù)，或者電機(jī)達(dá)到預(yù)定轉(zhuǎn)速所花的時(shí)間。
圖7顯示了當(dāng)電機(jī)50在以預(yù)定轉(zhuǎn)數(shù)驅(qū)動(dòng)中因反轉(zhuǎn)而制動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的轉(zhuǎn)數(shù)的減少。圖7顯示了如下內(nèi)容。當(dāng)所洗衣物量較大時(shí)，滾筒20的慣性較大，因此在經(jīng)過一段指定時(shí)間周期后驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的轉(zhuǎn)數(shù)較大。相反，如果所洗衣物量較小，滾筒20的慣性也較小，因此在經(jīng)過一段指定時(shí)間周期后電機(jī)50的轉(zhuǎn)數(shù)較小。這樣，通過測(cè)量作用在滾筒20上的慣性矩，可以測(cè)出滾筒20內(nèi)的衣物總重量。
為了測(cè)量慣性矩，可通過脈沖測(cè)量部分84測(cè)量霍爾元件62的脈沖輸出的間隔。
圖8顯示了在驅(qū)動(dòng)電機(jī)50以100轉(zhuǎn)/分(rpm)旋轉(zhuǎn)下反轉(zhuǎn)制動(dòng)0.1秒時(shí)的霍爾元件62的輸出脈沖的間隔。圖中顯示了在0.6秒位置處施加制動(dòng)，導(dǎo)致了脈沖間隔更長(zhǎng)和轉(zhuǎn)數(shù)下降。測(cè)量施加制動(dòng)后0.07秒的脈沖間隔，并將所得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為慣性參數(shù)。由于對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的旋轉(zhuǎn)的影響根據(jù)在轉(zhuǎn)速降低或增大期間是否出現(xiàn)偏心負(fù)載而有所不同，因此希望在不同點(diǎn)進(jìn)行多次間隔測(cè)量以保證測(cè)量精度。在所示示例中，在多個(gè)點(diǎn)上進(jìn)行兩次相差180度的間隔測(cè)量，測(cè)量的平均值為10900微秒。
圖9顯示了通過實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，即，霍爾元件62的脈沖間隔為x軸，而慣性矩為y軸。這些數(shù)據(jù)提供了顯示霍爾元件62的脈沖間隔和慣性矩之間的關(guān)系的表達(dá)式。
當(dāng)將圖8中的脈沖間隔測(cè)量結(jié)果(10900微秒)應(yīng)用到圖9的關(guān)系表達(dá)式中時(shí)，可以估測(cè)慣性矩為3.8。圖9所示慣性矩的水平是指表示了慣性矩大小的參考值；這個(gè)值越大，慣性矩也越大，但是這個(gè)值并不代表慣性矩本身的大小。
控制裝置72已經(jīng)預(yù)先存儲(chǔ)了慣性矩和與此慣性矩值相對(duì)應(yīng)的反轉(zhuǎn)制動(dòng)力的大小之間的關(guān)系。從所得的慣性矩中可以確定將施加給驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的反轉(zhuǎn)制動(dòng)力的大小，以便調(diào)節(jié)室36內(nèi)的液體量。當(dāng)確定了反轉(zhuǎn)制動(dòng)力的大小時(shí)，逆變控制器82對(duì)電機(jī)50施加與制動(dòng)力大小相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電壓，從而使電機(jī)50反轉(zhuǎn)。
通過根據(jù)慣性矩來調(diào)節(jié)制動(dòng)力的大小，可以調(diào)節(jié)與偏心位置有關(guān)的液體保持室36內(nèi)的液體量。
滾筒型洗衣機(jī)10以下述方式進(jìn)行控制。
尤其是在脫水過程中當(dāng)滾筒20上出現(xiàn)偏心負(fù)載時(shí)需要抑制振動(dòng)等，因此這里就不介紹清洗操作或漂洗操作，而是參考圖5和6的流程圖來介紹控制裝置72和洗衣機(jī)10在脫水過程中的操作。
脫水過程通?？梢詣澐譃槿鐖D5中步驟4和5所示的偏心負(fù)載測(cè)量程序，如圖6中步驟15到17所示的偏心負(fù)載調(diào)節(jié)程序，以及如圖5中步驟20所示的通過高速旋轉(zhuǎn)從所洗衣物中脫水的過程?？紤]到無法正確執(zhí)行偏心負(fù)載的測(cè)量和調(diào)節(jié)的情況，為各偏心負(fù)載測(cè)量程序和偏心負(fù)載調(diào)節(jié)程序都設(shè)定了重復(fù)執(zhí)行程序的次數(shù)的上限。此次數(shù)通過微型計(jì)算機(jī)74中各個(gè)計(jì)數(shù)器76，78來計(jì)數(shù)(步驟7和步驟18)。
在漂洗操作或響應(yīng)于用戶對(duì)操作面板70所進(jìn)行的操作之后，開始進(jìn)行脫水過程(步驟1)。
在測(cè)量偏心負(fù)載中，用于計(jì)算偏心負(fù)載測(cè)量程序的執(zhí)行次數(shù)C1的計(jì)數(shù)器76被復(fù)位(步驟2)。
然后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)50被驅(qū)動(dòng)，使得滾筒20的轉(zhuǎn)數(shù)從約30rpm逐漸提高到100rpm(步驟3)，以松開或分離在滾筒20內(nèi)不均衡出現(xiàn)的所洗衣物，并使衣物盡可能均勻地分布在滾筒20內(nèi)。然后進(jìn)行偏心負(fù)載測(cè)量程序。
偏心負(fù)載測(cè)量程序包括從滾筒20的慣性矩中測(cè)量滾筒20內(nèi)所洗衣物的總重量(包括水的重量)的步驟(步驟4)，以及測(cè)量偏心負(fù)載的位置和大小的步驟(步驟5)。
測(cè)量滾筒20內(nèi)的所洗衣物的慣性矩，以便確定在后面將介紹的步驟14(圖6)中將施加的反轉(zhuǎn)制動(dòng)力的大小。測(cè)量偏心負(fù)載的位置和大小是用于調(diào)節(jié)液體保持室36中的水量(圖6中的步驟16)。
下面測(cè)量與滾筒20的旋轉(zhuǎn)有關(guān)的慣性矩(步驟4)。
通過驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)50而使?jié)L筒20以預(yù)定速度轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可測(cè)量滾筒20的慣性矩，之后在指定情況下通過反轉(zhuǎn)來制動(dòng)電機(jī)50，并在制動(dòng)后一段預(yù)定時(shí)間周期時(shí)檢測(cè)電機(jī)50的轉(zhuǎn)速。通過脈沖測(cè)量部分84測(cè)量霍爾元件62的輸出脈沖間隔，可以測(cè)量驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的轉(zhuǎn)速。測(cè)量程序已參考圖8進(jìn)行了詳細(xì)介紹?？蓮乃玫降霓D(zhuǎn)速變化中計(jì)算慣性矩。
在測(cè)量了滾筒20的慣性矩之后，測(cè)量偏心負(fù)載的位置和大小(步驟5)。
在預(yù)定速度如100rpm下使?jié)L筒20即驅(qū)動(dòng)電機(jī)50旋轉(zhuǎn)，并在旋轉(zhuǎn)到超過約1.3圈的過程中測(cè)量霍爾元件62的輸出脈沖間隔的變化，從而可以檢測(cè)到偏心負(fù)載的位置和大小。使用1.3圈的旋轉(zhuǎn)是因?yàn)樵谝蝗Φ男D(zhuǎn)過程中，如果輸出脈沖的峰值出現(xiàn)在測(cè)量起始處，那么很難確定偏心位置。而在1.3圈的旋轉(zhuǎn)過程中，至少可從輸出脈沖中檢測(cè)到一個(gè)最大值點(diǎn)。
圖4是顯示了霍爾元件62的輸出脈沖和驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的相應(yīng)轉(zhuǎn)數(shù)的圖。參考圖4，當(dāng)所洗衣物處于滾筒20的旋轉(zhuǎn)中心的上側(cè)時(shí)，霍爾元件62的脈沖輸出的間隔t1，t2，…較大，驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的轉(zhuǎn)數(shù)較小，而當(dāng)所洗衣物相反地處于滾筒20的旋轉(zhuǎn)中心的下側(cè)時(shí)，霍爾元件62的輸出脈沖間隔較小，驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的轉(zhuǎn)數(shù)增加。
從這種相互關(guān)系中可以確定滾筒20內(nèi)所洗衣物的偏心位置。
另外，從在驅(qū)動(dòng)電機(jī)50的一圈旋轉(zhuǎn)過程中的脈沖間隔的最大值和最小值之間的差異中可以確定偏心負(fù)載的大小。在這種情況下，脈沖間隔的差異和偏心負(fù)載的大小之間的關(guān)系可以通過預(yù)先的實(shí)驗(yàn)來測(cè)量，并存儲(chǔ)在微型計(jì)算機(jī)74的存儲(chǔ)器中。
滾筒20的慣性矩和所洗衣物的偏心負(fù)載的位置及大小可以通過偏心負(fù)載測(cè)量程序(步驟4和步驟5)來確定。
由于偏心負(fù)載通過如上所述的調(diào)節(jié)液體保持室36內(nèi)的水量來抵消，因此可被抵消的偏心重量的大小受到保持室36的大小的限制。因此，必須查詢偏心負(fù)載是否為可由保持室36抵消的這種大小(步驟6)。如果偏心負(fù)載的大小超過了允許值A(chǔ)，那么不能抵消負(fù)載，這樣，執(zhí)行偏心負(fù)載測(cè)量程序的次數(shù)C1增加(步驟7)。如果次數(shù)C1小于指定值N，那么程序又返回到步驟3，以松開或分離所洗衣物，并盡可能均衡地將衣物分布在滾筒20內(nèi)，然后再次進(jìn)行偏心負(fù)載測(cè)量程序。如果次數(shù)C1超過N，那么這表示偏心負(fù)載是不可調(diào)節(jié)的，并在顯示單元68上給出錯(cuò)誤顯示(步驟9)，這樣就完成了脫水過程(步驟21)。
當(dāng)偏心負(fù)載的大小達(dá)到允許值A(chǔ)時(shí)，偏心負(fù)載可以通過調(diào)節(jié)室36內(nèi)的水量來抵消，使得程序前進(jìn)到步驟10。
在步驟10中進(jìn)行是否需要抵消偏心負(fù)載的查詢，這是因?yàn)?，如果偏心?fù)載的大小達(dá)到允許值B，即使在通過高速旋轉(zhuǎn)(步驟20)而從所洗衣物中脫水時(shí)，也幾乎不會(huì)因偏心負(fù)載而產(chǎn)生振動(dòng)或噪音，不需要執(zhí)行偏心負(fù)載調(diào)節(jié)程序。因此，圖6所示的偏心負(fù)載調(diào)節(jié)程序(步驟11)僅在當(dāng)偏心負(fù)載的大小超過允許值B時(shí)進(jìn)行。
圖6是顯示了偏心負(fù)載調(diào)節(jié)程序的流程圖。
為了啟動(dòng)此程序，應(yīng)打開進(jìn)水閥46以將水注滿所有液體保持室36(步驟12)。
當(dāng)保持室36被充滿時(shí)，進(jìn)水閥46關(guān)閉，對(duì)偏心負(fù)載測(cè)量程序的執(zhí)行次數(shù)C2進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器78被復(fù)位(步驟13)。
接下來，根據(jù)步驟4中測(cè)得的慣性矩來確定反轉(zhuǎn)制動(dòng)力的大小，以便在所洗衣物(偏心負(fù)載)移動(dòng)到滾筒20的旋轉(zhuǎn)中心正上方的位置時(shí)通過反轉(zhuǎn)來制動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使得偏心負(fù)載側(cè)的室36內(nèi)的水部分地自然下落，以調(diào)節(jié)偏心負(fù)載(步驟15)。
通過以與前述步驟5相同的方式進(jìn)行檢查，進(jìn)行步驟15是否已調(diào)節(jié)滾筒20的偏心負(fù)載的查詢(步驟16)。如果發(fā)現(xiàn)所得的偏心負(fù)載(步驟17)達(dá)到允許值B(見前述步驟10)，那么就完成了偏心負(fù)載調(diào)節(jié)程序，接著通過高速旋轉(zhuǎn)來進(jìn)行脫水(步驟20)。
在偏心負(fù)載超過允許值B的情況下，執(zhí)行調(diào)節(jié)程序的次數(shù)C2增加(步驟18)。當(dāng)次數(shù)C2小于指定值M時(shí)，再一次進(jìn)行步驟15以調(diào)節(jié)偏心負(fù)載。
如果次數(shù)C2不小于數(shù)值M時(shí)，則再次進(jìn)行步驟7。
在完成偏心負(fù)載的調(diào)節(jié)后，滾筒20保持約1000rpm的旋轉(zhuǎn)一段指定的時(shí)間周期，以通過高速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行脫水(步驟20)，從而將水從所洗衣物中去除。由于所洗衣物在滾筒20內(nèi)不是不均衡的，因此高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的振動(dòng)很小，同時(shí)與振動(dòng)有關(guān)的噪音也很小。
在完成了高速旋轉(zhuǎn)的脫水后，脫水過程就完成了(步驟21)。
本發(fā)明不僅可用于清洗和脫水的洗衣機(jī)，而且可用于那些具有干燥功能的洗衣機(jī)。
很明顯，在不脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)的前提下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改或改動(dòng)，而這些修改包含在附屬權(quán)利要求所述的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種滾筒型洗衣機(jī)，包括可繞水平或傾斜的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)的滾筒，所洗衣物置于所述滾筒中以清洗所述衣物并從所述衣物中脫水，用于使所述滾筒旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，以相等間距設(shè)置于所述滾筒周邊的多個(gè)液體保持室，用于通過所述滾筒的旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力將液體保持在其中，用于檢測(cè)因所述滾筒內(nèi)所述衣物存在不均衡而產(chǎn)生的偏心負(fù)載的裝置，以及控制裝置，其用于確定所檢測(cè)到的所述偏心負(fù)載的位置和大小，并根據(jù)所述偏心負(fù)載的位置和大小來調(diào)節(jié)所述液體保持室內(nèi)的液體量，所述液體保持室內(nèi)的液體量可以通過制動(dòng)所述滾筒的旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)，所述滾筒型洗衣機(jī)的特征在于，所述洗衣機(jī)具有用于檢測(cè)所述滾筒旋轉(zhuǎn)的慣性矩測(cè)量裝置，所述控制裝置可根據(jù)所述慣性矩測(cè)量裝置所檢測(cè)到的所述滾筒的旋轉(zhuǎn)來計(jì)算作用于所述滾筒上的慣性矩，并根據(jù)所計(jì)算出的慣性矩來調(diào)節(jié)將施加給所述滾筒的制動(dòng)力的大小，使得在所述液體保持室內(nèi)的液體量的調(diào)節(jié)中能以恒定的速率使所述滾筒減速。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒型洗衣機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)包括作為轉(zhuǎn)子的多個(gè)交錯(cuò)設(shè)置的磁極和作為定子的多個(gè)線圈，所述慣性矩檢測(cè)裝置是設(shè)置于所述轉(zhuǎn)子磁極附近且用于檢測(cè)所述磁極的極性的磁極檢測(cè)裝置，可操作所述慣性矩檢測(cè)裝置來檢測(cè)當(dāng)所述滾筒在預(yù)定條件下減速或加速時(shí)所述轉(zhuǎn)子極性變化的間隔，可操作所述控制裝置來根據(jù)所檢測(cè)到的極性變化間隔而計(jì)算所述滾筒的慣性矩。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的滾筒型洗衣機(jī)，其特征在于，所述慣性矩測(cè)量裝置是一個(gè)或多個(gè)設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子磁極附近的霍爾元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的滾筒型洗衣機(jī)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)具有直接和所述滾筒的端面相連的轉(zhuǎn)軸。
全文摘要
一種滾筒型洗衣機(jī)10，包括可繞水平或傾斜的旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)的滾筒20，用于使?jié)L筒旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)50，用于將液體離心式地保持在其中的多個(gè)液體保持室36，用于檢測(cè)滾筒內(nèi)的所洗衣物的偏心負(fù)載的裝置，以及根據(jù)所檢測(cè)到的偏心負(fù)載來調(diào)節(jié)保持室內(nèi)的液體量的控制裝置72。保持室內(nèi)的液體量可以通過制動(dòng)滾筒的旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)。洗衣機(jī)具有用于檢測(cè)滾筒旋轉(zhuǎn)的慣性矩測(cè)量裝置60?？刂蒲b置根據(jù)慣性矩測(cè)量裝置所檢測(cè)到的滾筒旋轉(zhuǎn)來計(jì)算作用于滾筒上的慣性矩，并根據(jù)所計(jì)算出的慣性矩來調(diào)節(jié)將施加給滾筒的制動(dòng)力的大小，使得在保持室內(nèi)的液體量的調(diào)節(jié)中能以恒定的速率使?jié)L筒減速。
文檔編號(hào)D06F37/22GK1408930SQ0214273
公開日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2002年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月13日
發(fā)明者園田泰亮, 山本宏, 橫井康彥, 紀(jì)之內(nèi)隆生 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社