專利名稱：一種滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于洗衣機技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種滾筒洗衣機，特別是一種滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置。
背景技術(shù)：
隨著白色家電產(chǎn)品的發(fā)展，滾筒洗衣機作為一種新型洗衣機形式被許多制造商看好，其具有的洗凈比高、節(jié)水、節(jié)電的優(yōu)點，也被更多消費者的認(rèn)可和喜愛。滾筒洗衣機脫水不平衡檢測能力是確定洗衣機非常重要的一項技術(shù)性能，其是衡量各個滾筒洗衣機制造商產(chǎn)品品質(zhì)的一個重要指標(biāo)。現(xiàn)有的脫水不平衡檢測方法普遍采用速度差的方法計算洗衣機內(nèi)筒偏心量判斷和檢測不平衡，此方法不是通過檢測導(dǎo)致偏心的直接影響參數(shù)，而是通過檢測速度變化的這種間接參數(shù)，由于洗衣機采用PID控制技術(shù)控制內(nèi)筒轉(zhuǎn)速以確保轉(zhuǎn)速的恒定，因此部分抵消了偏心量對速度參數(shù)的影響，使這種檢測方法的準(zhǔn)確率降低。這種不平衡檢測技術(shù)采用，在低速時依據(jù)檢測偏心量的大小確定脫水時最高轉(zhuǎn)速，無法實現(xiàn)在高速脫水過程中準(zhǔn)備檢測偏心量，因此不能依據(jù)衣物中水量的減少，進而偏心量的變化調(diào)整轉(zhuǎn)速。另一種不平衡檢測技術(shù)是增加一個平衡檢測傳感器，此方法會增加洗衣機的成本和控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種通過取用控制信號而直接判斷出偏心量，從而實現(xiàn)準(zhǔn)確、有效獲取偏心量數(shù)值的滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置。本實用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)一種滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置，包括用于驅(qū)動滾筒旋轉(zhuǎn)的電機和連接電機的微機控制器，所述的電機上安裝有一測速傳感器，且所述測速傳感器反饋連接于上述微機控制器，其特征在于，所述的微機控制器內(nèi)設(shè)有能夠接收上述測速傳感器的反饋信號的控制單元，所述的控制單元經(jīng)由連通電路輸出用于保持上述電機按照設(shè)定值運轉(zhuǎn)的控制信號，所述控制單元還將上述控制信號傳遞至與其連接的濾波單元，所述濾波單元將提取所得的整形信號輸出至其連接的計算單元。本裝置所應(yīng)用的洗衣機中的滾筒可直立設(shè)置或傾斜設(shè)置，微機控制器、電機連接滾筒均設(shè)置在洗衣機殼體內(nèi)，微機控制器內(nèi)具有集成電板，控制單元、濾波單元和計算單元均通過芯片載體集中設(shè)置于集成電板上。測速傳感器能夠檢測電機傳動軸的瞬時速度，并將該瞬時速度以電信號的形式反饋傳輸至微機控制器的集成電板內(nèi)。控制單元內(nèi)存設(shè)有各個階段脫水轉(zhuǎn)速的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值，即為設(shè)定值。微機控制器內(nèi)部系統(tǒng)程序通過直接取用控制信號，進行濾波、取值、計算等方法的操作步驟得出實際偏心量，將實際偏心量與設(shè)定值(預(yù)定偏心量)進行大小比較得出是否滿足所處脫水階段的條件要求。本實用新型中的微機控制器內(nèi)設(shè)有的控制單元存儲PID控制系統(tǒng)程序，濾波單元存儲中值平滑濾波系統(tǒng)程序，計算單元存儲計算取值程序。其利用偏心量會影響轉(zhuǎn)速發(fā)生微小偏差的原理，且該微小偏差的量值由偏心量的組成參數(shù)決定，由此獲取速度偏差的量值便可檢測到瞬時的偏心量，而PID控制系統(tǒng)作用消除轉(zhuǎn)速偏差，故無法通過直接檢測轉(zhuǎn)速變化獲取準(zhǔn)確的偏心量所影響產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息。由PID控制系統(tǒng)程序檢測轉(zhuǎn)速偏差后施加的控制信號包含能反映轉(zhuǎn)速偏差量值的數(shù)據(jù)信息，故通過獲取并處理控制信號即能得出實際瞬時的偏心量。再通過實際偏心量與設(shè)定值(預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)偏心量)的比較結(jié)果進行設(shè)定程序中的按級脫水步驟，從而實現(xiàn)在不產(chǎn)生移位的情況下，振動較少并最大限度提高脫水轉(zhuǎn)速，進一步優(yōu)化衣物的脫水質(zhì)量。在上述的滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置中，所述的微機控制器具有輸出軸端，所述的電機具有輸入軸端，且上述輸出軸端與輸入軸端固連。集成電板內(nèi)的控制單元發(fā)出控制信號經(jīng)由連通電路操控微機控制器的輸出軸端動作，并同步驅(qū)動與輸出軸端一體連接的電機輸入軸端動作，由此實現(xiàn)調(diào)控電機轉(zhuǎn)速的作用。在上述的滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置中，所述的電機具有傳動軸，且所述傳動軸與上述滾筒之間通過傳動裝置連接。電機的輸入軸端與傳動軸一體固連，故兩者形成同一軸線的相連軸體。測速傳感器安裝于傳動軸上。傳動裝置可為皮帶輪及皮帶組成的傳動帶組件，或者由齒輪、鏈條組成的傳動鏈組件，該傳動裝置為現(xiàn)有技術(shù)，故在本專利中不進行詳細(xì)描述。在上述的滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置中，所述的電機為串激電機。當(dāng)使用串激電機時，微機控制器的控制單元所發(fā)出的控制信號為電壓信號。在上述的滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置中，所述的電機為三相變頻電機。當(dāng)使用三相變頻電機時，微機控制器的控制單元所發(fā)出的控制信號為頻率信號。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置摒除了傳統(tǒng)技術(shù)因提取修正后的轉(zhuǎn)速而產(chǎn)生偏差的弊端。又另辟思路，因偏心導(dǎo)致變速，而PID控制技術(shù)直接消除并修正該因由變速的差量，由此利用PID控制技術(shù)輸出的控制信號對速度和轉(zhuǎn)矩的高敏感度特性，通過直接對控制信號提取獲得出的偏心量為實際真實值，從而顯著提高了偏心量測算的直接性和精準(zhǔn)性；同時本裝置為在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)及技術(shù)中增設(shè)濾波等處理系統(tǒng)，由此實施方案簡易，便于推廣，有利提高整體洗衣機的市場競爭力。

圖1是本滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置中脫水步驟的流程示意圖。圖3是本滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置中偏心量測量的流程示意圖。圖中，1、滾筒；2、傳動裝置；3、電機；4、測速傳感器；5、微機控制器。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。如圖1、圖2和圖3，滾筒洗衣機包括用于洗滌或脫水衣物的滾筒I，本滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置包括連接并驅(qū)動滾筒I的電機3，電機3連接有微機控制器5，電機3上安裝有測速傳感器4，并且測速傳感器4反饋連接微機控制器5。微機控制器5、電機3及滾筒I均設(shè)置在洗衣機殼體內(nèi)，本裝置中的電機3為串激電機3或者三相變頻電機3。電機3 —端伸出有輸入軸端,另一端伸出有傳動軸，且電機3的輸入軸端與傳動軸一體固連，故兩者形成同一軸線的相連軸體。微機控制器5具有伸出的輸出軸端，且該輸出軸端與電機3的輸入軸端固連。本裝置所應(yīng)用的洗衣機中的滾筒I可直立設(shè)置或傾斜設(shè)置，電機3的傳動軸與滾筒I之間通過傳動裝置2連接，該傳動裝置2可為皮帶輪及皮帶組成的傳動帶組件，或者由齒輪、鏈條組成的傳動鏈組件，因該傳動裝置2為現(xiàn)有技術(shù)，故在本專利中不再進行詳細(xì)描述。測速傳感器4安裝在電機3的傳動軸上，并能隨時監(jiān)控檢測出傳動軸的瞬時轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩。微機控制器5內(nèi)設(shè)有集成電板，集成電板上分布有控制單元的芯片。測速傳感器4通過反饋電路連接控制單元，控制單元依次連接濾波單元和計算單元?？刂茊卧獌?nèi)存儲PID控制系統(tǒng)程序，且其還存設(shè)有各個階段脫水轉(zhuǎn)速的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值，即為設(shè)定值；濾波單元內(nèi)存儲中值平滑濾波系統(tǒng)程序；計算單元內(nèi)存儲計算取值程序。滾筒洗衣機在對衣物等進行洗滌或脫水過程時，由衣物在旋轉(zhuǎn)的滾筒I內(nèi)的位置存在偏心量，該偏心量導(dǎo)致滾筒I的轉(zhuǎn)速發(fā)生微小偏差，且該種變速與偏心量的組成參數(shù)之間具有特定規(guī)律的應(yīng)對關(guān)聯(lián)。由偏心量導(dǎo)致的滾筒I變速傳遞至電機3的傳動軸，傳動軸上安裝的測速傳感器4檢測出傳動軸的瞬時轉(zhuǎn)速，并將該瞬時速度以電信號的形式反饋傳輸至微機控制器5的集成電板上的控制單元內(nèi)。控制單元中的PID控制系統(tǒng)程序分析出實際轉(zhuǎn)速與其內(nèi)存設(shè)的設(shè)定值(所處該操作階段預(yù)定出的標(biāo)準(zhǔn)值)之間具有的差量，繼后PID控制系統(tǒng)程序迅速輸出用于彌補差量的控制信號，該控制信號經(jīng)由連通電路操控微機控制器5的輸出軸端動作，并同步驅(qū)動與輸出軸端一體連接的電機3輸入軸端動作，由此消除因偏心量導(dǎo)致的實際與預(yù)訂轉(zhuǎn)速的差值，使?jié)L筒I在運作中能夠嚴(yán)格按照微機控制器5內(nèi)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)值的速度旋轉(zhuǎn)。當(dāng)使用串激電機3時，微機控制器5的控制單元所發(fā)出的控制信號為電壓信號；當(dāng)使用三相變頻電機3時，微機控制器5的控制單元所發(fā)出的為頻率控制信號。因PID控制系統(tǒng)程序隨時跟蹤調(diào)控滾筒I的工作轉(zhuǎn)速，即其能夠即時、強效消除滾筒I因偏心量等因素造成的偏離設(shè)定值的轉(zhuǎn)速差量。由此直接檢測滾筒I的工作轉(zhuǎn)速所得為經(jīng)過PID控制系統(tǒng)程序修正后的轉(zhuǎn)速值，故無法由該值判斷獲取精準(zhǔn)的偏心量。本滾筒洗衣機脫水不平衡檢測方法，該方法包括以下順序的步驟(I)當(dāng)洗衣機的滾筒I轉(zhuǎn)速達到低速檢測速度時，由偏心量導(dǎo)致電機3轉(zhuǎn)速產(chǎn)生微小偏差，PID控制系統(tǒng)對應(yīng)輸出用于消除轉(zhuǎn)速偏差的控制信號，中值平滑濾波系統(tǒng)對該控制信號進行提取后形成整形信號，而后根據(jù)上述整形信號中的最大值和最小值計算出最大偏差幅度值，利用最大偏差幅度值與設(shè)定值比較得出偏心量是否符合要求；(2)若檢測出偏心量符合要求，則進入低速脫水步驟，不符合則進行偏心修正，進入下一次偏心檢測；(3)當(dāng)進入低速脫水步驟后，同時重復(fù)上述方法進行偏心量檢測，并判斷偏心量是否符合預(yù)定提高脫水轉(zhuǎn)速的設(shè)定值，若符合則進入高速脫水步驟；若不符合則維持當(dāng)前低速脫水步驟，繼續(xù)進行偏心量檢測；(4)若在高速脫水步驟中偏心量符合要求，則按等極逐步提高脫水轉(zhuǎn)速直至達到預(yù)定最高轉(zhuǎn)速；若偏心量不符合要求，則維持當(dāng)前級別脫水轉(zhuǎn)速，或者降低至相應(yīng)級別脫水轉(zhuǎn)速。滾筒洗衣機進入脫水步驟的低速檢測速度為50 90rpm。在該不平衡檢測方法中的偏心量判斷依次由濾波整形、計算取值兩步驟實現(xiàn)，對于進入每等級脫水步驟前，選取其中最大值作為偏心量的確定值進行比較，為獲取一較為準(zhǔn)確的偏心量數(shù)值，應(yīng)在規(guī)定范圍內(nèi)進行多次判斷。且判斷次數(shù)與脫水轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，即轉(zhuǎn)速低判斷次數(shù)少，轉(zhuǎn)數(shù)高判斷次數(shù)多，并該判斷次數(shù)為5 80次。多次判斷所得結(jié)論若偏心量符合要求，則進入更高一級脫水的步驟，并提高脫水轉(zhuǎn)速同時進行下一階段偏心檢測，由此依次達到最高脫水轉(zhuǎn)速；若偏心量不符合預(yù)定提高脫水轉(zhuǎn)速的設(shè)定值時，保持現(xiàn)有的脫水轉(zhuǎn)速繼續(xù)脫水；若偏心量不符合當(dāng)前預(yù)定脫水轉(zhuǎn)速的設(shè)定值時，降低脫水轉(zhuǎn)速進入更低一級的脫水狀態(tài)，并繼續(xù)檢測偏心量，直至降低至低速檢測速度狀態(tài)。該方法的判斷原理為實際運轉(zhuǎn)的偏心量導(dǎo)致產(chǎn)生轉(zhuǎn)速偏差量值的出現(xiàn)，而PID控制系統(tǒng)程序檢測轉(zhuǎn)速偏差后施加的控制信號中包含能反映轉(zhuǎn)速偏差量值的數(shù)據(jù)信息，故通過獲取并處理控制信號即能得出實際瞬時的偏心量。及時掌握精準(zhǔn)的瞬間偏心量，再通過其與設(shè)定值(預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)偏心量)的比較結(jié)果進行設(shè)定程序中的按級脫水步驟，從而實現(xiàn)在不產(chǎn)生移位的情況下，振動較少并最大限度提高脫水轉(zhuǎn)速，進一步優(yōu)化衣物的脫水質(zhì)量。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管本文較多地使用了滾筒I ;傳動裝置2 ;電機3 ;測速傳感器4 ;微機控制器5等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置，包括用于驅(qū)動滾筒旋轉(zhuǎn)的電機和連接電機的微機控制器，所述的電機上安裝有一測速傳感器，且所述測速傳感器反饋連接于上述微機控制器，其特征在于，所述的微機控制器內(nèi)設(shè)有能夠接收上述測速傳感器的反饋信號的控制單元，所述的控制單元經(jīng)由連通電路輸出用于保持上述電機按照設(shè)定值運轉(zhuǎn)的控制信號，所述控制單元還將上述控制信號傳遞至與其連接的濾波單元，所述濾波單元將提取所得的整形信號輸出至其連接的計算單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置，其特征在于，所述的微機控制器具有輸出軸端，所述的電機具有輸入軸端，且上述輸出軸端與輸入軸端固連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置，其特征在于，所述的電機具有傳動軸，且所述傳動軸與上述滾筒之間通過傳動裝置連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置，其特征在于，所述的電機為串激電機。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置，其特征在于，所述的電機為三相變頻電機。
專利摘要本實用新型提供了一種滾筒洗衣機脫水不平衡檢測裝置。它解決了現(xiàn)有的檢測技術(shù)通過速度差的方法計算偏心量，因間接檢測而導(dǎo)致偏心量誤差大、精準(zhǔn)度差的問題。本實用新型包括用于驅(qū)動滾筒旋轉(zhuǎn)的電機和連接電機的微機控制器，電機上安裝有一測速傳感器，且測速傳感器反饋連接于微機控制器，微機控制器內(nèi)設(shè)有能夠接收測速傳感器的反饋信號的控制單元，控制單元經(jīng)由連通電路發(fā)送用于保持電機按照設(shè)定值運轉(zhuǎn)的控制信號，控制單元還通過電路連接能夠收集控制信號的濾波單元，濾波單元將提取所得的整形信號經(jīng)由連通電路發(fā)送至計算單元。本實用新型通過直接對控制信號監(jiān)測提取出實際真實的偏心量，顯著提高了偏心量測算的直接性和精準(zhǔn)性。
文檔編號D06F37/20GK202898806SQ20122047965
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者王啟先, 張斌, 路積勝, 王哲, 遲曉梅 申請人:青島澳柯瑪洗衣機有限公司