CN104790179A - 洗衣机及其进行震动检测、负载称重、布质检测的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种洗衣机，包括控制器、重力光电传感器、壳体、位于所述壳体内部的外桶部件以及用于支撑所述外桶部件的承重构件，所述控制器固定在所述壳体上，所述重力光电传感器与所述控制器电性连接，用于检测所述承重构件的力信号，所述重力光电传感器包括弹簧、信号发射端以及信号接收端，弹簧与所述承重构件相连，信号发射端用于发射光信号，信号接收端用于接收光信号。本发明公开了用于上述洗衣机的震动检测方法、负载称重方法以及布质检测方法。本发明提供的洗衣机不仅震动检测十分灵敏，而且负载称重的精准可靠，且其与水位传感器配合使用后，还能实现负载的布质检测和进水的精确控制功能。

Description

洗衣机及其进行震动检测、负载称重、布质检测的方法

技术领域

本发明涉及一种洗衣机以及这种洗衣机进行震动检测、负载称重以及布质检测的方法。

背景技术

洗衣机实际使用过程中，通常会出现震动、进水量与衣物的布质及数量不匹配等问题。其中，震动是由于衣物等负载的偏心引起，其不仅会带来噪声，而且导致洗衣机撞桶，损坏洗衣机。而进水量与衣物的布质及数量不匹配则会导致水过量使用或进水量不足，水过量使用会造成水资源的浪费，而进水量不足则会影响衣物的清洁度。

中国专利文献公开号CN200985445Y公开了一种使用重力传感器控制水位的洗衣机，将重力传感器安装在洗衣机上，洗衣机水位的变化引起重量变化，从而使重力传感器受到不同压力，其电阻值随所受压力的变化而线性变化，通过电子程序控制器对信号处理，达到控制水位的作用。这种控制水位的重力传感器通常结构简单，测量精度有限，仅能实现对水位的大致控制，而难以运用于需要精确测量重量以及重量变化量的场合，通过上述的普通重力传感器要实现洗衣机的震动检测及精确控水等功能十分困难。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的所要解决的技术问题在于提出一种洗衣机，不仅震动检测十分灵敏，而且负载称重的精准可靠，且其与水位传感器配合使用后，还能实现负载的布质检测和进水的精确控制功能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种洗衣机，包括控制器、壳体、位于所述壳体内部的外桶部件以及用于支撑所述外桶部件的承重构件，还包括用于检测所述承重构件的受力变化的重力光电传感器，所述重力光电传感器与所述控制器电性连接。

本发明的进一步技术方案：所述重力光电传感器包括：

弹簧，与所述承重构件相连，所述弹簧的长度变化与所述承重构件上的力变化呈正相关。

信号发射端，用于发射光信号。

信号接收端，用于接收光信号。

本发明的进一步技术方案：所述信号发射端、所述信号接收端分别位于所述弹簧的不同侧。

本发明的进一步技术方案：所述信号发射端、所述信号接收端位于所述弹簧的同一侧。

本发明的进一步技术方案：所述承重构件为吊杆，所述吊杆的一端与所述外桶部件相连，其另一端与所述壳体相连，所述重力光电传感器设置在所述吊杆与所述外桶部件的连接处或者所述吊杆与所述壳体的连接处。

本发明还公开了一种用于上述洗衣机的震动检测方法，按如下步骤实施：

S00：预设光信号极限值d_lim。

S01：通过所述重力光电传感器实时检测所述外桶部件的重量变化，得到光信号检测值Δs，将光信号检测值Δs数字化，得到光信号数字值Δd。

S02：比较光信号极限值d_lim和光信号数字值Δd的大小，

若Δd≤d_lim，所述洗衣机接受此震动，所述洗衣机继续运行，若Δd＞d_lim，所述洗衣机不接受此震动，所述洗衣机降低转速或停止转动。

本发明还公开了一种用于上述洗衣机的负载称重方法，按如下步骤实施：

S10：根据所述重力光电传感器的所述弹簧设计参数确定负重与所述弹簧形变的比值p。

S11：通过所述重力光电传感器检测加入负载后所述外桶部件的重量变化，得到光信号检测值Δs，光信号检测值Δs对应的所述弹簧的长度变化量为Δl。

S12：根据所述长度变化量Δl计算所述外桶部件内部的负载重量G。

本发明还公开了一种用于上述洗衣机的布质检测方法，按如下步骤实施：

S20：预设一次水位检测值H_n与进水量T₀的对应关系表或关系式。

S21：启动洗衣机，向所述洗衣机内放入所述负载，通过所述重力光电传感器对所述负载称重，得到负载重量G。

S22：向所述洗衣机内通入进水量T的水，所述负载充分吸水后通过所述水位传感器检测洗衣机内的水位，得到二次水位检测值H_m。

S23：通过一次水位检测值H_n与进水量T₀的对应关系表或关系式，找出或查出进水量T对应的一次水位检测值H_n，再计算所述一次水位检测值H_n与所述二次水位检测值H_m之间的差值，得到水位差ΔH，根据所述负载重量G和所述水位差ΔH判断所述负载的材质。

本发明的有益效果为：

本发明提供的洗衣机安装有重力光电传感器，重力光电传感器能精确的检测出洗衣机内部负载的重量及外桶部件的重量变化量，从而提高洗衣机的震动检测灵敏度和负载称重精确度，配合水位传感器共同使用后，还能够实现洗衣机负载的布质检测以及负载清洗过程中的精确控水功能。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的重力光电传感器的结构图一；

图2是本发明具体实施方式提供的重力光电传感器的结构图二；

图3是本发明具体实施方式提供的震动检测方法的流程图；

图4是本发明具体实施方式提供的负载称重方法的流程图；

图5是本发明具体实施方式提供的布质检测方法的流程图。

图中：

1、弹簧；2、信号发射端；3、信号接收端。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

实施例一中提供的一种洗衣机，包括控制器、重力光电传感器、壳体、位于壳体内部的外桶部件以及用于支撑外桶部件的承重构件，控制器固定在壳体上。重力光电传感器与控制器电性连接，重力光电传感器用于检测承重构件的力信号。承重构件为承受外桶部件重量的部件，如洗衣机内部的吊杆，吊杆又固定在洗衣机的壳体上，故壳体也可以作为承重部件。

如图1所示，重力光电传感器包括外壳、弹簧1、信号发射端2以及信号接收端3。其中，弹簧1、信号发射端2以及信号接收端3均位于外壳中，弹簧1与承重构件相连，优选与洗衣机内部的吊杆相连，弹簧1的长度变化与承重构件上的力变化呈正相关，即弹簧的长度变化越大，承重构件受到的拉力或者压力就越大。信号发射端2用于发射光信号，信号接收端3用于接收光信号。

重力光电传感器的工作原理如下：

假设信号发射端2发出的光信号为s₁，信号接收端3收到的光信号为s₂。信号发射端2发出的光信号穿过弹簧1后，射向信号接收端3。当弹簧1未被压缩时，光信号s₁和光信号s₂几乎相等或者光信号s₁和光信号s₂具有较小的差值，即一部分光被弹簧1遮挡。当弹簧1受力变形产生形变量Δl时，光信号的遮挡率会就会发生变化，信号接收端3收到的光信号为就会发生变化，得到s₂‘，其变化量为Δs＝|s₂'-s₂|，此变化量Δs反映弹簧的形变量Δl。实际使用中，将变化量为Δs数字化后，发给控制器，对于固定型号的弹簧而言，光信号变化量Δs与弹簧的形变量Δl之间的对应关系可通过简单换算或查表得到，进而通过光电传感器检测光信号的变化Δs即可得到弹簧的形变量Δl。其中，表是指光信号变化量Δs与弹簧的形变量Δl对应关系表，可以通过实验得到。由于光信号对弹簧1的形变十分敏感，故采用重力光电传感器能大幅提高洗衣机的负载重量检测及外桶部件重量变化检测的精度。

优选的，如图1所示，信号发射端2、信号接收端3分别位于弹簧1的第一侧和第二侧，即信号发射端2发出的光信号穿过弹簧1后，射向信号接收端3。优选的，信号发射端2、信号接收端3也可以位于弹簧1的同一侧，此时信号接收端3接收的弹簧1的反射光。如图2所示，还可以采用上下方式，检测弹簧1的形变量。

优选的，承重构件为吊杆，吊杆的一端与外桶部件相连，其另一端与壳体相连，重力光电传感器固定在所述吊杆与所述外桶部件的连接处或者所述吊杆与所述壳体的连接处。优选重力光电传感器固定在吊杆上是由于吊杆对洗衣机外桶部件的重量变化十分的敏感。优选的，承重构件为用于支撑壳体的底脚，底脚位于壳体的底部。由于吊杆固定在壳体，通过间接的力传递作用，使得底脚也是洗衣机外桶部件重量变化的敏感部位，故也可以将重力光电传感器固定在底脚上。

实施例二

如图3所示，实施例二中提供的一种用于实施例一中的洗衣机的震动检测方法，按如下步骤实施：

S00：在洗衣机的控制器中预设光信号极限值d_lim。根据上述重力光电传感器的工作原理可知，光信号极限值d_lim对应弹簧1允许的最大形变值，超过最大形变值则认为洗衣机的震动过大，会导致洗衣机的不正常工作，反之，则认为洗衣机工作正常。

S01：控制器通过重力光电传感器实时检测外桶部件的重量变化，得到光信号检测值Δs，即信号接收端3的信号变化值，通过控制器内部模数转化器将光信号检测值Δs数字化，得到光信号数字值Δd。

S02：控制器比较光信号极限值d_lim和光信号数字值Δd的大小，

若Δd≤d_lim，洗衣机接受此震动，洗衣机继续运行，若Δd＞d_lim，洗衣机不接受此震动，洗衣机降低转速或停止转动。

实施例三

如图4所示，实施例三中提供的一种用于实施例一中的洗衣机的负载称重方法，按如下步骤实施：

S10：控制器根据重力光电传感器的弹簧1设计参数确定负重与弹簧1形变的比值p。通常是利用弹簧的最大形变量和最大负重确定，即p＝G_max/Δl_max。

例如：弹簧设计的最大形变量为Δl_max＝8mm，最大负重G_max＝80kg，则p＝10kg/_mm。确定比值p后，只需要用重力光电传感器弹簧1的长度变化量为Δl，便能确定负载的重量。

S11：通过所述重力光电传感器检测加入负载后所述外桶部件的重量变化，得到光信号检测值Δs，光信号检测值Δs对应的弹簧1的长度变化量为Δl，以便控制器计算负载重量G。

S12：控制器根据长度变化量Δl计算外桶部件内部的负载重量G。

计算公式如下：

$G=p*\mathrm{\Δl}=\frac{G_{\max }*\mathrm{\Δl}}{{\mathrm{\Δl}}_{\max }}.$

实施例四

如图5所示，实施例四中提供的一种用于实施例一中的洗衣机的布质检测方法，按如下步骤实施：

S20：在洗衣机内未放入负载时，会预先测定或计算出一次水位检测值H_n与进水量T₀的对应关系表或关系式。这个步骤通常在洗衣机出厂之前执行，通常采集进水量与水位的数据确定水位检测值H_n与进水量T₀的对应关系表或关系式，而常采用的数据处理方法有插值及拟合等。

S21：向洗衣机中放入负载，控制器通过重力光电传感器对负载称重，得到负载重量G。称重的方法本实施中优选采用实施例三中的称重方法进行称重，准确的确定负载重量G。

S22：控制器控制进水阀向洗衣机内通入进水量T的水，负载充分吸水后通过水位传感器检测洗衣机内的水位，得到二次水位检测值H_m。此过程中，进水量T依据负载重量G大致确定，确定方法可以是查表等。

S23：控制器通过一次水位检测值H_n与进水量T₀的对应关系表或关系式，找出或查出进水量T对应的一次水位检测值H_n，再计算一次水位检测值H_n与二次水位检测值H_m之间的差值，得到水位差ΔH，根据负载重量G和水位差ΔH判断负载的材质。

此外，通常水位传感器设于外桶部件的外壁上。

下面举例说明布质判断大致方法：

假设负载重量G＝2kg，对应的进水量为T＝30L。当没有负载时，水位检测的一次水位检测值H_n＝180mm。当2kg负载是棉花布质时，水位检测的二次检测值H_m＝150mm，水位差ΔH＝30mm。当2kg负载是化纤布质时，水位检测的二次检测值H_m＝170mm，水位差ΔH＝10mm。故可以根据水位差ΔH判断负载的材质。

实施例五

实施例五中提供的一种基于实施例三中的负载称重和实施例四中的布质检测的精确控制方法，该方法是依据负载重量G和负载布质确定合适的进水量T，这个合适的进水量不仅能保证衣物洗涤干净，而且充分了利用水资源，达到了节水的目的。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种洗衣机，包括控制器、壳体、位于所述壳体内部的外桶部件以及用于支撑所述外桶部件的承重构件，其特征在于：

还包括用于检测所述承重构件受力变化的重力光电传感器；

所述重力光电传感器与所述控制器电性连接。

2.根据权利要求1所述的洗衣机，其特征在于，

所述重力光电传感器包括：

弹簧（1），与所述承重构件相连，所述弹簧（1）的长度变化与所述承重构件上的力变化呈正相关；

信号发射端（2），用于发射光信号；

信号接收端（3），用于接收光信号。

3.根据权利要求2所述的洗衣机，其特征在于，

所述信号发射端（2）、所述信号接收端（3）分别位于所述弹簧（1）的不同侧。

4.根据权利要求2所述的洗衣机，其特征在于，

所述信号发射端（2）、所述信号接收端（3）位于所述弹簧（1）的同一侧。

5.根据权利要求1或2所述的洗衣机，其特征在于，

所述承重构件为吊杆；

所述吊杆的一端与所述外桶部件相连，其另一端与所述壳体相连；

所述重力光电传感器设置在所述吊杆与所述外桶部件的连接处或者所述吊杆与所述壳体的连接处。

6.一种用于权利要求1-5任一项所述的洗衣机的震动检测方法，其特征在于，按如下步骤实施：

S00：预设光信号极限值d_lim；

S01：通过所述重力光电传感器实时检测所述外桶部件的重量变化，得到光信号检测值Δs，将光信号检测值Δs数字化，得到光信号数字值Δd；

S02：比较光信号极限值d_lim和光信号数字值Δd的大小，

若Δd≤d_lim，所述洗衣机接受此震动，所述洗衣机继续运行，若Δd＞d_lim，所述洗衣机不接受此震动，所述洗衣机降低转速或停止转动。

7.一种用于权利要求1-5任一项所述的洗衣机的负载称重方法，其特征在于，按如下步骤实施：

S10：根据所述重力光电传感器的所述弹簧（1）设计参数确定负重与所述弹簧（1）形变的比值_p；

S11：通过所述重力光电传感器检测加入负载后所述外桶部件的重量变化，得到光信号检测值Δs，光信号检测值Δs对应的所述弹簧（1）长度变化量为Δl；

S12：根据所述长度变化量Δl计算所述外桶部件内部的负载重量G。

8.一种用于权利要求1-5任一项所述的洗衣机的布质检测方法，其特征在于，按如下步骤实施：

S20：预设一次水位检测值H_n与进水量T₀的对应关系表或关系式；

S21：启动洗衣机，向所述洗衣机内放入所述负载，通过所述重力光电传感器对所述负载称重，得到负载重量G；

S22：向所述洗衣机内通入进水量T的水，所述负载充分吸水后通过所述水位传感器检测洗衣机内的水位，得到二次水位检测值H_m；

S23：通过一次水位检测值H_n与进水量T₀的对应关系表或关系式，找出或查出进水量T对应的一次水位检测值H_n，再计算所述一次水位检测值H_n与所述二次水位检测值H_m之间的差值，得到水位差ΔH，根据所述负载重量G和所述水位差ΔH判断所述负载的材质。