專利名稱：降低洗衣機(jī)脫水震動的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種洗衣機(jī)，尤其涉及一種降低洗衣機(jī)脫水振動的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，洗衣機(jī)脫水時由于衣服中水未排除干凈，衣服不可能均勻 的散布在桶內(nèi)四周，內(nèi)桶旋轉(zhuǎn)時，由于內(nèi)桶不平衡產(chǎn)生很大的振動，如果 與整機(jī)固有振動頻率相同，就會產(chǎn)生強(qiáng)烈的共振，形成較大的噪音。
現(xiàn)有技術(shù)中針對不同洗衣機(jī)采用不同的方法以達(dá)到降低振動的目的
在波輪洗衣機(jī)中，定頻洗衣機(jī)在脫水起動時，轉(zhuǎn)速由零直接提升到某 一高轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速跨度大，造成振動大、噪音大。而變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用可 使洗衣機(jī)進(jìn)行軟起動，電機(jī)轉(zhuǎn)速可以由零到最高轉(zhuǎn)速逐漸提升，使脫水筒 平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)起來，振動極小。
定頻洗衣機(jī)由于振動大，其脫水轉(zhuǎn)速受到限制，不能設(shè)計(jì)很高的脫水 轉(zhuǎn)速。而利用變頻調(diào)速技術(shù)可以使洗衣機(jī)達(dá)到較高的脫水轉(zhuǎn)速，不但能縮 短洗衣時間，而且脫水率更高。
但利用變頻調(diào)速技術(shù)方法需要通過物理模型和大量的實(shí)驗(yàn)綜合確定各 種負(fù)載狀況下、需要抑制振動的頻率；根據(jù)隔振系統(tǒng)理論和洗衣機(jī)的負(fù)載 狀況，確定合適的洗衣值及頻率靈敏度，并據(jù)此確定系統(tǒng)固有頻率的變化 范圍；在考慮電機(jī)特性情況下，計(jì)算出各種負(fù)載下的最佳升速率；編寫電 機(jī)控制軟件。這樣必然延長了開發(fā)周期，增加了系統(tǒng)復(fù)雜程度，降低了整 機(jī)可靠性，也提高了生產(chǎn)成本。
在滾筒洗衣機(jī)中，在滾筒上方壓著大質(zhì)量的水泥塊，降低整機(jī)固有振
動頻率，使內(nèi)桶旋轉(zhuǎn)不平衡振動頻率遠(yuǎn)大于整機(jī)固有振動頻率，避免產(chǎn)生 共振。
但此方法需要加大整機(jī)的支撐強(qiáng)度，整機(jī)顯得笨重，費(fèi)料，生產(chǎn)成本 較高。不方便搬運(yùn)，也增加了運(yùn)輸成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供了一種降低洗衣機(jī)脫水震動的方 法，旨在解決上述的問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的
利用加速度傳感器，檢測脫水時整機(jī)振動幅度，感知衣物甩干程度， 并輸出到電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制器中；
通過電機(jī)轉(zhuǎn)速控制器，調(diào)節(jié)電機(jī)的階躍轉(zhuǎn)速；
在脫水轉(zhuǎn)速階躍過程中，控制器要越過振動明顯增大的區(qū)域，直到振 動幅度降到谷點(diǎn)后為止；
通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)使電機(jī)穩(wěn)定在此轉(zhuǎn)速運(yùn)行。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是不但實(shí)現(xiàn)了減振，而且成本 較低。


圖l是本發(fā)明的原理圖2是本發(fā)明中釆用的加速度傳感器模塊圖； 圖3是本發(fā)明中采用的電機(jī)轉(zhuǎn)速控制器模塊圖； 圖4是在轉(zhuǎn)速階躍幅度過大時將產(chǎn)生共振現(xiàn)象示意圖； 圖5是當(dāng)衣物嚴(yán)重纏繞，脫水內(nèi)桶旋轉(zhuǎn)不平衡時，內(nèi)桶與機(jī)殼相碰時 的波形圖6是脫水轉(zhuǎn)速隨時間變化時與振動幅度之間關(guān)系圖；
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述-由圖1可見本發(fā)明是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的
利用加速度傳感器，檢測脫水時整機(jī)振動幅度，感知衣物甩干程度， 并輸出到電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制器中1;
通過電機(jī)轉(zhuǎn)速控制器，調(diào)節(jié)電機(jī)的階躍轉(zhuǎn)速2;
在脫水轉(zhuǎn)速階躍過程中，控制器要越過振動明顯增大的區(qū)域，直到振 動幅度降到谷點(diǎn)后為止3;
通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)使電機(jī)穩(wěn)定在此轉(zhuǎn)速運(yùn)行4。
本發(fā)明中加速度傳感器的要求是窄頻帶加速度傳感器；利用現(xiàn)有的技 術(shù)使用壓電陶瓷片，通過50HZ陷波放大，濾除工頻電磁干擾，再經(jīng)過帶通 濾波器，濾掉無用的干擾雜波，提取洗衣機(jī)脫水時的振動模擬信號，輸出 到電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制器中。
本發(fā)明中電機(jī)轉(zhuǎn)速控制器的作用是調(diào)節(jié)電機(jī)的階躍轉(zhuǎn)速在脫水轉(zhuǎn)速 階躍過程中，控制器要越過振動明顯增大的區(qū)域，直到振動幅度降到谷點(diǎn) 后為止，然后存儲此轉(zhuǎn)速數(shù)值。
電機(jī)轉(zhuǎn)速控制器的功能可利用洗衣機(jī)單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)(如圖3所示)。
單片機(jī)控制電機(jī)加速時，整機(jī)振動強(qiáng)度通過加速度傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷海?送單片機(jī)A/D口，判別振動幅度變化率極性；當(dāng)振動幅度變化率極性為正， 振幅變大，電機(jī)需要快速加速；當(dāng)振動幅度變化率極性為負(fù)，振幅變小， 電機(jī)需要繼續(xù)加速。當(dāng)振動幅度變化率基本為零時，振幅最小，電機(jī)加速 停止；然后存儲此轉(zhuǎn)速數(shù)值，作為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入設(shè)定值。
當(dāng)加速度傳感器輸出電壓〉4V時，判斷為脫水內(nèi)桶旋轉(zhuǎn)嚴(yán)重不平衡，
內(nèi)桶與機(jī)殼相碰，作脫水不平衡處理。
本發(fā)明中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用是調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以恒定的速度旋轉(zhuǎn)。 對于定頻洗衣機(jī)的電機(jī)，可以通過調(diào)節(jié)電機(jī)通電/斷電的比例，即位式調(diào)節(jié)
方式，控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入設(shè)定值與轉(zhuǎn)速傳感器測量的轉(zhuǎn) 速相比較，差值為正，加大電機(jī)通電/斷電的比例；反之，減小電機(jī)通電/ 斷電的比例；差值基本為零，電機(jī)通電/斷電的比例維持不變。
此時通過較長時間的恒速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，甩干衣物中部分 水分，振動幅度進(jìn)一步減小。
當(dāng)振動幅度不能進(jìn)一步減小時，說明衣物中剩余水分無法繼續(xù)甩干， 需要調(diào)節(jié)電機(jī)到下個階躍轉(zhuǎn)速，重復(fù)步驟2，直到脫水規(guī)定的轉(zhuǎn)速為止。
本發(fā)明由于在普通洗衣機(jī)上只要增加加速度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器，費(fèi) 用約人民幣30元，比變頻調(diào)速成本低得多。
本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理是基于這樣的實(shí)驗(yàn)事實(shí)
洗衣機(jī)脫水時由于衣服中水未排除干凈，衣服不可能均勻的散布在桶 內(nèi)四周，造成內(nèi)桶周邊質(zhì)量不均勻，內(nèi)桶旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)動不平衡產(chǎn)生很大的 振動，如果與整機(jī)固有振動頻率相同，就會產(chǎn)生強(qiáng)烈的共振，形成較大的 噪音。在衣物較多、轉(zhuǎn)速與整機(jī)固有振動頻率相同時，脫水產(chǎn)生共振。整 機(jī)固有振動頻率除了在制造時確定外，還與衣物的重量、含水率、衣服在 桶內(nèi)散布的均勻度有關(guān)。因此，整機(jī)固有振動頻率是個變量，在轉(zhuǎn)速階躍 幅度過大時將產(chǎn)生共振(如圖4所示)。圖中A處表示共振。
當(dāng)衣物嚴(yán)重纏繞，脫水內(nèi)桶旋轉(zhuǎn)不平衡時，圖中B處是內(nèi)桶與機(jī)殼相 碰時的波形(如圖5所示)。
實(shí)驗(yàn)證明，在衣物最多時，脫水時轉(zhuǎn)速從100r/min上升到220r/min， 內(nèi)桶旋轉(zhuǎn)振動較小。通過較長時間的低速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，甩干 衣物中部分水分，振動幅度進(jìn)一步減小(如圖6所示中的C處)。然后脫水 轉(zhuǎn)速階躍到下一個較高的轉(zhuǎn)速(例如300r/min)。在脫水轉(zhuǎn)速階躍過程中， 有一個振動明顯增大的區(qū)域(圖6中220r/min到300r/min的過渡區(qū)域)， 此時需要將脫水轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提高，直到振動幅度降到谷點(diǎn)后為止。
本發(fā)明不但可應(yīng)用到滾筒洗衣機(jī)，可以減輕或取消滾筒上方壓著的大 質(zhì)量水泥塊，降低整機(jī)的支撐強(qiáng)度，方便搬運(yùn)，降低運(yùn)輸成本；還可應(yīng)用 到煙道式熱水器中，可以排除排風(fēng)機(jī)偶然引起的共振。
權(quán)利要求
1.一種降低洗衣機(jī)脫水震動的方法，是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的利用加速度傳感器，檢測脫水時整機(jī)振動幅度，感知衣物甩干程度，并輸出到電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制器中(1)；通過電機(jī)轉(zhuǎn)速控制器，調(diào)節(jié)電機(jī)的階躍轉(zhuǎn)速(2)；在脫水轉(zhuǎn)速階躍過程中，控制器要越過振動明顯增大的區(qū)域，直到振動幅度降到谷點(diǎn)后為止(3)；通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)使電機(jī)穩(wěn)定在此轉(zhuǎn)速運(yùn)行(4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的降低洗衣機(jī)脫水震動的方法，其中在步驟(l)中可以通過調(diào)節(jié)電機(jī)通電/斷電的比例，即位式調(diào)節(jié)方式，控制電機(jī)的轉(zhuǎn) 速；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入設(shè)定值與轉(zhuǎn)速傳感器測量的轉(zhuǎn)速相比較，差值為正， 加大電機(jī)通電/斷電的比例；反之，減小電機(jī)通電/斷電的比例；差值基本 為零，電機(jī)通電/斷電的比例維持不變；此時通過較長時間的恒速旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，甩干衣物中部分 水分，振動幅度進(jìn)一步減??；在步驟(2)中單片機(jī)控制電機(jī)加速時，整機(jī)振動強(qiáng)度通過加速度傳 感器轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷?，送單片機(jī)A/D 口，判別振動幅度變化率極性；當(dāng)振動幅 度變化率極性為正，振幅變大，電機(jī)需要快速加速；當(dāng)振動幅度變化率極 性為負(fù)，振幅變小，電機(jī)需要繼續(xù)加速。當(dāng)振動幅度變化率基本為零時， 振幅最小，電機(jī)加速停止；然后存儲此轉(zhuǎn)速數(shù)值，作為轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸入 設(shè)定值。當(dāng)加速度傳感器輸出電壓〉4V時，判斷為脫水內(nèi)桶旋轉(zhuǎn)嚴(yán)重不平衡，內(nèi)桶與機(jī)殼相碰，作脫水不平衡處理；在步驟(4)中當(dāng)振動幅度不能進(jìn)一步減小時，說明衣物中剩余水分 無法繼續(xù)甩干，需要調(diào)節(jié)電機(jī)到下個階躍轉(zhuǎn)速，重復(fù)步驟(2)，直到脫水 規(guī)定的轉(zhuǎn)速為止c
全文摘要
本發(fā)明涉及一種降低洗衣機(jī)脫水震動的方法，是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的利用加速度傳感器，檢測脫水時整機(jī)振動幅度，感知衣物甩干程度，并輸出到電機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)控制器中(1)；通過電機(jī)轉(zhuǎn)速控制器，調(diào)節(jié)電機(jī)的階躍轉(zhuǎn)速(2)；在脫水轉(zhuǎn)速階躍過程中，控制器要越過振動明顯增大的區(qū)域，直到振動幅度降到谷點(diǎn)后為止(3)；通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)使電機(jī)穩(wěn)定在此轉(zhuǎn)速運(yùn)行(4)；本發(fā)明的有益效果是不但實(shí)現(xiàn)了減振，而且成本較低。
文檔編號D06F39/00GK101358420SQ20071004438
公開日2009年2月4日 申請日期2007年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者盧玉斌 申請人:上海長江科工貿(mào)有限公司