專利名稱：：洗衣機的動力傳導模式轉換方法
技術領域：
：本發明涉及一種洗衣機，更確切地說，涉及一種洗衣機的動力傳導模式的轉換方法(methodforswitchingdrivingpowertransmissionmodeofwashingmachine)，上述洗衣機具備一種利用低速旋轉的攪拌器進行洗滌和漂洗、利用高速旋轉的洗滌槽進行脫水的新型的動力傳導結構(mechanism)。
背景技術：
：一般來說，洗衣機是利用洗滌劑的乳化作用、隨洗滌攪拌器而旋轉的水流的摩擦作用和洗滌攪拌器在洗滌物上的沖擊作用而將附著在衣服、寢具等上面的各種污染物予以清除的機器。洗衣機能夠通過傳感器來檢測洗滌物的量和種類從而自動設定洗滌方法，并且根據洗滌物的量和種類將洗滌水注入到合適的水位，然后在微電腦的控制下執行洗滌過程。此外，現有的全自動洗衣機的驅動方式有以下幾種，即通過動力傳送帶(belt)和皮帶輪(pulley)將驅動電機的旋轉動力傳送給洗滌軸或脫水軸，從而使攪拌器或脫水槽旋轉的方式；通過控制無刷直流電機(BLDC，BrushlessDCMotor)的速度，使洗滌槽兼脫水槽在洗滌和脫水時分別以不同的速度旋轉的方式。另外，最近又出現一種新型的結構，在利用BLDC電機的同時，還可以對動力傳導路徑進行分別控制，從而可以使洗衣機通過以下兩種方式運行，即在洗滌時只使攪拌器低速旋轉，而在脫水時使攪拌器和脫水槽同時高速旋轉。下面參照圖1至圖2b說明進行這種方式的洗衣機的構造。上述的洗衣機包括以下部件洗滌槽兼脫水槽2，安裝在本體的外槽1內部并可以旋轉；攪拌器(pulsator)3，安裝在上述脫水槽2內，但能夠獨立于上述脫水槽2而旋轉；脫水軸5，受軸支撐軸承箱(bearingcase)20(參照圖2a)的支撐并可以旋轉，能夠將旋轉動力傳導給脫水槽2；洗滌軸4，能夠將旋轉動力傳導給攪拌器3；無刷直流電機(BLDC)7，其轉子(rotor)7b能夠隨著定子(stator)7a的通電而旋轉；離合器結構，能夠對應于洗滌行程或脫水行程而將BLDC電機7的動力傳導路徑切換到洗滌軸4或脫水軸5上。在這里，上述離合器結構包括以下部件而構成，即離合器電機(clutchmotor)6，安裝在外槽1的下面；凸輪600，連接在上述離合器電機6的驅動軸602上；傳動桿導向結構(leverguide)30，固定在上述軸支撐軸承箱20上；傳動桿(lever)8，在上述離合器電機6驅動下和在傳動桿導向結構30的引導下，能夠做直線運動，并且其具備以下結構，即具備傾斜面801的槽800和從上述傾斜面801的下端水平延續下來的平坦面802；連桿(connectingrod)17，安裝在上述離合器電機6的凸輪600與傳動桿8之間，當離合器電機6啟動(on)時，其能夠起到將傳動桿8向上述離合器電機6一側拉動的作用；回力彈簧(returnspring)14，其一端固定在上述傳動桿導向結構30的前端，另一端固定在上述傳動桿8的一側的阻擋突起803上，因而它能夠賦予傳動桿8以復原力；滑動塊9，呈中空圓筒(cylinder)形狀，其在脫水時保持與傳動桿8的具備傾斜面801的槽800相對接的狀態，而在切換到洗滌模式時則沿著傾斜面801下降，從而處在平坦面802的下面的位置上；活塞(plunger)10，能夠沿著上述滑動塊9內部的導向槽900做升降運動；緩沖彈簧11，位于上述滑動塊9與活塞10之間；耦合制動器(couplingstopper)22，固定在上述軸支撐軸承箱20的下面，具備沿圓柱方向形成的齒輪齒221；可動桿(rod)12，呈叉子(fork)形狀，其一端通過鉸鏈(hinge)連接在上述活塞10的下端，其中間部位的一個支點通過鉸鏈連接在形成于耦合制動器22下面的支撐托架(bracket)220的下端，因而在活塞升降時，可動桿能夠以上述支點為中心做蹺蹺板(seesaw)式運動；聯軸器(coupling)15，能夠隨著上述可動桿12的轉動，沿著脫水軸5方向升降，從而對BLDC電機7的旋轉動力傳導路徑進行切換；連接器組件(connecterassembly)16，能夠使轉子7b的旋轉力向洗滌軸4傳導。在如圖3和圖4所示的離合器電機6中，由于凸輪600直接連接在驅動軸602上，因此當驅動軸602旋轉時，上述凸輪600會隨之同速旋轉，并且在驅動軸602停止下來的位置上，凸輪600也會停止下來。下面對凸輪與開關的動作關系予以說明。首先，在凸輪600位于初始點上的狀態下，開關650保持斷開(off)狀態。在這里，所謂凸輪600位于初始點上的狀態，如圖5c所示，指的是凸輪600的桿(rod)連接軸601朝向初始點方向的狀態。在這種狀態下，當為了進行洗滌而切換動力傳導路徑時，離合器電機6會有電源接通(on)從而使其啟動，隨之凸輪600會實現順時針方向的旋轉。此時，在凸輪600的旋轉角度從初始點開始達到150度為止之前，開關650的突出部650a都一直處在凸輪槽面600a內，因此開關650保持斷開(off)狀態。在這種狀態下，如果凸輪600的旋轉角度從初始點開始算起達到了150度，那么開關650的突出部650a就會從凸輪槽面600a脫離開來，隨之開關650就會接通。如果像上面所說的那樣，凸輪600的旋轉角度從初始點開始達到了150度，那么就會變成聯軸器15的齒輪齒151的齒峰部分與耦合制動器22的齒輪齒221的齒峰部分相互嚙合的狀態。雖然如此，但如果之后離合器電機6繼續保持啟動(on)狀態，如圖5a所示，凸輪600到達了從初始點開始算起170度的位置，那么離合器電機6就會停止(off)。之所以像這樣在凸輪600的保持點上將離合器電機6停止(off)，是為了能夠更準確地將動力切換到洗滌模式。另外，洗滌結束后進行脫水時，凸輪600需恢復到初始點位置上為此，在向脫水模式切換動力時，離合器電機6會重新啟動，從而使凸輪600按順時針方向旋轉。此時開關650保持著接通狀態，當凸輪600沿順時針方向經過了從初始點算起328度角的位置沿順時針方向從保持點算起158度角的位置時，開關650的突出部650a會位于凸輪槽面600a內，隨之上述開關650就會由于接點脫離而轉換到斷開狀態(參照圖5b)。之后，即使開關650轉換到了斷開(off)狀態，離合器電機6也會在微電腦的控制下保持啟動狀態，直至凸輪600到達初始點為止。而一旦凸輪600處在初始點的位置上，離合器電機6就會停止(off)。在這里，在從上述開關650斷開之后開始至凸輪600到達初始點為止的期間內，使離合器電機6保持“啟動”(on)狀態是通過以下方法實現的，即通過對向離合器電機6供電的AC電源的脈沖進行計數的方法。由于離合器電機6旋轉1圈的周期是一定的，因此如果把凸輪從開關650斷開開始至到達初始點為止的旋轉角度即32度除以一個旋轉周期的話，那么就可以計算出離合器電機6需要保持啟動(on)狀態的時間，然后對與此相應的脈沖進行計數，這樣就可以實現對離合器電機6的控制。另外，在如上所述的凸輪600處在初始點上的狀態下，不但聯軸器15的齒輪齒151與耦合制動器22的齒輪齒221的嚙合會解除，與此同時，上述聯軸器15內表面的上部鋸齒(serration)150a和下部鋸齒150b會分別與連接在洗滌軸4上的內連接器(innerconnecter)16b上端外表面上的鋸齒161b以及脫水軸5下端的鋸齒嚙合，從而使洗滌軸4和脫水軸5同時旋轉，實現脫水。下面對具有上述結構的洗衣機的動力傳導模式轉換方法中的洗滌和漂洗時所使用的攪拌器模式的轉換方法予以說明。在洗滌開始之前，離合器電機6上沒有電源接通，處于停止狀態，如圖2b所示，連軸器15保持下降的狀態。也就是說，此時滑動塊9位于傳動桿8的具備傾斜面801的槽800內，而聯軸器15則處于下斜點處。在這種狀態下，如果離合器電機6上有電源接通，從而使離合器電機6啟動的話，那么上述離合器電機6的驅動力會傳導給凸輪600，通過上述凸輪600的旋轉運動，連桿17會向離合器電機6一側移動，隨之傳動桿8在受到傳動桿導向結構30的引導的同時，會被拉向離合器電機6。此時，安裝在上述傳動桿導向結構30后端的回力彈簧14被拉長。另外，凸輪600旋轉時，接觸在上述傳動桿8的傾斜面801上的滑動塊9由于被傾斜面801壓著，因而會下降。在凸輪600位于保持點的那一刻，如圖2a所示，滑動塊9會位于傳動桿8的平坦面802的下面。如上所述，伴隨著凸輪600向保持點旋轉，傳動桿8會向離合器電機一側移動，從而使滑動塊9下降。滑動塊9在下降的過程中會壓縮緩沖彈簧11，隨之，以能夠沿著上述滑動塊9的導向槽900升降的形式安裝著的活塞10也會下降。接下來，隨著上述活塞10的下降，通過鉸鏈連接在上述活塞10上的可動桿12會以中間部位支點的固定針12b為中心，按照圖上的逆時針方向旋轉，其中上述中間部位支點的固定針12b貫穿了固定在軸支撐軸承箱20下面的耦合制動器22的支撐托架220。此外，當可動桿12像上面所說的那樣，以固定針12b為中心按照圖中的逆時針方向旋轉時，上述可動桿12的前端會接觸在聯軸器15的底面上，從而將上述聯軸器15沿著脫水軸5向軸上部推動。隨之，當將動力切換到洗滌模式的動作完成時，在上述聯軸器15上端形成的齒輪齒151如圖2a所示，其會與固定在上述軸支撐軸承箱20下面的耦合制動器22上的齒輪齒221嚙合。另外，如上所述，聯軸器15的齒輪齒151與耦合制動器22的齒輪齒221嚙合，那么上述聯軸器15就會從連接器組件16上脫離，因此當轉子7b旋轉時，只有洗滌軸4會隨之旋轉。也就是說，在洗滌的時候，上述聯軸器15只與脫水軸5外表面上的鋸齒嚙合，而與嚙合在洗滌軸4上的內連接器16b上端的鋸齒161b則沒有嚙合，因此轉子7b的旋轉動力只通過洗滌軸4傳導給了攪拌器3。另外，在上述聯軸器15的齒輪齒151嚙合在耦合制動器22的齒輪齒221上的狀態下，聯軸器15會在耦合制動器22的齒輪齒221的作用下而不能旋轉。接下來對脫水時所使用的向脫水槽模式的轉換方法予以說明。先是在如圖2a所示的狀態下進行洗滌，當洗滌結束，為了進行脫水而需要將動力傳導路徑切換到脫水槽模式時，離合器電機6上會重新有電源接通，從而使其啟動，并且由此凸輪600會開始旋轉。如果如上所述，則離合器電機6的凸輪600一直旋轉，從而移動到脫水位置的話，那么傳動桿8會在回力彈簧14的復原力的作用下被從離合器電機6處推開。隨之，在洗滌模式中接觸在傳動桿8的平坦面802上的滑動塊9如圖2b所示，其會在傳動桿8完成復原的那一刻位于傳動桿8的具備傾斜面801的槽800內。如上所述，滑動塊9隨著傳動桿8的移動而上升時，一直施加在緩沖彈簧11上的壓縮力會減小，隨之，以能夠沿著上述滑動塊9的導向槽900而升降的形式安裝的活塞10也會上升。接下來，隨著上述活塞10的上升，通過鉸鏈連接在上述活塞10上的可動桿12會以中間部位支點的固定針12b為中心，按照圖(參照圖2a)中的順時針方向旋轉，其中上述中間部位支點的固定針12b貫穿了固定在軸支撐軸承箱20下面的耦合制動器22的支撐托架220。此外，如上所述，當可動桿12以固定針12b為中心按照圖上的順時針方向旋轉時，上述可動桿12的前端會將聯軸器15支撐起來，從而解除將上述聯軸器15沿著脫水軸5向軸上部推動的力。隨著可動桿12對于聯軸器15的支撐力被解除，上述聯軸器15會在自重和壓縮彈簧40的復原力的作用下下降，隨之，上述聯軸器15的齒輪齒151會從耦合制動器22的齒輪齒221上脫離開來。另外，如果聯軸器15完全降下了，那么聯軸器15內表面的鋸齒150a、150b會分別與連接在洗滌軸4上的內連接器16b上端外表面上的鋸齒161b和脫水軸5下端的鋸齒嚙合，因此當轉子7b高速旋轉時，洗滌軸4和脫水軸5也會隨之高速旋轉，從而實現脫水。雖然如上所述的洗衣機能夠利用離合器而將BLDC電機的動力傳導路徑向攪拌器或脫水槽轉換，但由于它采用的是物理轉換方式，即通過聯軸器的齒輪齒與耦合制動器的齒輪齒的嚙合而連接或解除連接的方式。這種方法只是單純地驅動離合器電機，并根據與凸輪連動的開關的接通/斷開(on/off)來進行模式轉換，在這種情況下，如果在沒能實現準確的物理連接的情況下進行洗滌和脫水的話，那么就會帶來以下問題，即有可能會對相關部件造成損傷，或是洗滌不能正常進行。
發明內容因此本發明是為了解決如上所述的現有技術所存在的問題而設計出來的，目的在于提供一種具有以下特點的洗衣機的動力傳導模式轉換方法，即能夠使動力傳導模式的轉換準確地實現。本發明的特征是當需要轉換到只向洗滌軸傳導動力的動力傳導模式時，可以根據現在的水位來設定攪拌力，并且使BLDC電機以設定的攪拌力進行左右攪拌，然后驅動離合器電機，使聯軸器移動到洗滌時的位置。如果位置的移動完成了，那么就重新使BLDC電機以設定的攪拌力進行設定次數的左右攪拌，從而完成模式轉換。當需要轉換到向洗滌軸和脫水軸傳導動力的動力傳導模式時，可以根據現在的水位來設定攪拌力，并且使BLDC電機以設定的攪拌力進行設定次數的左右攪拌，然后驅動離合器電機，使聯軸器移動到脫水時的位置。如果位置的移動完成了，那么就重新使BLDC電機以設定的攪拌力進行左右攪拌，從而完成模式轉換。本發明的洗衣機的動力傳導模式轉換方法在攪拌器模式和脫水槽模式轉換方面，能夠在離合器電機實際驅動實現轉換之前和之后，根據現在的水位設定最適合的攪拌力，通過使BLDC電機在瞬間以設定的攪拌力左右攪拌，從而可以使模式轉換能夠準確實現，因而能夠防止因轉換故障而造成部件損傷。同時由于本發明可以在行程進行的過程中產生最合適的轉矩，因而可以防止出現洗滌性能降低的問題。圖1為全自動洗衣機的簡略視圖；圖2a和圖2b顯示了圖1的離合器結構的主要部分的縱向剖面圖；圖3為圖1的離合器電機的側視圖；圖4為圖3的分解側視圖；圖5a至圖5c是為了說明離合器電機驅動時凸輪與開關的動作關系的簡略視圖，其中圖5a為在洗滌模式保持點上的凸輪與開關的狀態圖；圖5b為在轉換到脫水模式之前的凸輪與開關的狀態圖；圖5c為初始點上的凸輪與開關的狀態圖；圖6為顯示了離合器電機、凸輪以及開關之間的動作關系的時間圖表；圖7為本發明的洗衣機的動力傳導模式轉換方法的流程圖。具體實施例方式下面參照附圖對本發明的洗衣機的動力傳導模式轉換方法的一個實施例予以詳細說明。圖7為本發明的洗衣機的動力傳導模式轉換方法的流程圖。本發明的洗衣機的動力傳導模式轉換方法如圖7所示，首先對是否需要轉換到攪拌器模式進行判斷(S71)。接下來，根據上述S71步驟的判斷結果，如果需要轉換到攪拌器模式，那么就根據現在的水位設定攪拌力(S72)，然后使BLDC電機7以上述設定的攪拌力，并以比洗滌時的旋轉角度小的角度左右攪拌N次(例如2次)，或在設定時間1至3秒內進行左右攪拌。此時，因嚙合在聯軸器15上的脫水軸5與內連接器16b的錯位，會使上述聯軸器15內表面的鋸齒150a、150b受到來自脫水軸5下端的鋸齒和內連接器16b上端的鋸齒161b的向相反方向作用的壓力，因此在離合器電機驅動時容易發生聯軸器15的上升受到限制的現象。因此在進入使聯軸器15上升到洗滌模式的位置的階段之前，為了解除對于上述聯軸器15的束縛，先進行使BLDC電機7左右反轉的階段，以防止發生聯軸器15的上升被限制的現象。并且攪拌力是根據水位而設定的，由于水位與衣物量成正比，因此可以采用根據水位調節BLDC電機的工況(duty)的方式來改變攪拌力。工況越大，攪拌力越強，而此時的攪拌動作與實際洗滌行程中相比，它的角度較小，因此可以通過實驗將這些比實際洗滌行程中所采用的工況小的數值制成表(table)來使用。例如，如果把衣物量分成大/中/小，那么當衣物量為“大”時，可以將BLDC電機7的工況控制在‘32(最高工況為255)’；當衣物量為“中”時，可以將BLDC電機7的工況控制在‘28(最高工況為255)’；當衣物量為“小”時，可以將BLDC電機7的工況控制在‘22(最高工況為255)’。即水位越高就使用越強的攪拌力。然后驅動離合器電機S74，從而使凸輪600旋轉，并且判斷開關650是否接通(S75)。接下來，如果上述S75判斷結果為開關接通，那么就對AC電源輸入脈沖個數進行計數，然后對計數得出的結果是否在已設定的脈沖個數如‘66’以上進行判斷(S76)。在這里，之所以在開關保持接通的狀態下對脈沖個數進行計數，從而持續驅動離合器電機，是為了使聯軸器的齒輪齒與耦合制動器的齒輪齒嚙合得更加牢固。如果上述S76判斷結果為AC電源輸入脈沖個數在已設定的脈沖個數之上，那么就使離合器電機停止(S77)，使BLDC電機7在瞬間以比洗滌時的旋轉角度小的角度，并以在上述S72階段中設定的攪拌力左右攪拌N次(例如2次)，或在設定時間1至3秒內進行左右攪拌(S78)。之所以如上所述要進行2次左右攪拌，目的是為了預先防止因電機或是構造上的故障而發生以下現象，即在聯軸器的齒輪齒與耦合制動器的齒輪齒沒有完全嚙合的狀態下機器開始動作。另外，如果上述S71判斷結果為洗滌和漂洗結束，為了進行脫水而需要轉換到脫水槽模式，那么就根據現在的水位設定攪拌力(S79)，使BLDC電機7在瞬間以比洗滌時的旋轉角度小的角度，并以在上述S79階段中設定的攪拌力左右攪拌N次(例如2次)，或在設定時間1至3秒內進行左右攪拌(S80)。在這里，攪拌力設定階段(S79)采用與上述S72階段相同的方法。在這里，洗滌結束后需要切換到脫水模式時，因聯軸器15與耦合制動器22嚙合上的錯位，在上述聯軸器15的齒輪齒151與上述耦合制動器22的齒輪齒221之間會產生向相反方向作用的壓力，因此在上述離合器電機6驅動時容易發生聯軸器15的下降受到限制的現象。因此在進入使聯軸器15下降到脫水模式的位置的階段之前，為了解除對于上述聯軸器15的束縛，先進行使BLDC電機7左右反轉的階段。然后驅動離合器電機(S81)，從而使凸輪600旋轉，并且判斷開關650是否斷開(S82)。接下來，如果上述S82的判斷結果為開關斷開，那么就對AC電源輸入脈沖個數進行計數，然后對計數得出的結果是否在已設定的脈沖個數(如‘66’)以上進行判斷(S83)。在這里，之所以在開關保持斷開的狀態下對脈沖數進行計數，從而持續驅動離合器電機，是為了使聯軸器的齒輪齒與耦合制動器的齒輪齒完全解除嚙合。如果上述S83階段的判斷結果為AC電源輸入脈沖個數在已設定的脈沖個數之上，那么就使離合器電機停止(S84)，使BLDC電機7在瞬間以比洗滌時的旋轉角度小的角度，并以在上述S79階段中設定的攪拌力左右攪拌N次(例如2次)，或在設定時間1至3秒內進行左右攪拌(S85)。之所以如上所述要進行2次左右攪拌，目的是為了預先防止因電機或是構造上的故障而發生以下現象，即在聯軸器的齒輪齒與耦合制動器的齒輪齒沒有完全解除嚙合的狀態下機器開始動作。權利要求1.一種洗衣機其構成部件包括無刷直流電機，作為洗衣機的驅動源，由轉子和定子構成，其中轉子與洗滌軸相連接，而定子則安裝在上述轉子的外部并能夠將轉子包裹起來；離合器電機，能夠通過使聯軸器上升或下降而將其送到洗滌和脫水的位置上；聯軸器，能夠在上述離合器電機驅動時與其聯動，從而上升或下降，并且由此在洗滌時只向上述洗滌軸傳導動力，而在脫水時則向洗滌軸和位于洗滌軸外側的脫水軸同時傳導動力；對于具有上述結構洗衣機的動力傳導模式轉換方法，其特征在于當需要轉換到只向洗滌軸傳導動力的動力傳導模式時，可以根據現在的水位來設定攪拌力，并且使無刷直流電機以設定的攪拌力進行左右攪拌，然后驅動離合器電機，使聯軸器移動到洗滌時的位置；如果位置的移動完成了，那么就重新使無刷直流電機以設定的攪拌力進行設定次數的左右攪拌，從而完成模式轉換；當需要轉換到向洗滌軸和脫水軸傳導動力的動力傳導模式時，可以根據現在的水位來設定攪拌力，并且使無刷直流電機以設定的攪拌力進行設定次數的左右攪拌，然后驅動離合器電機，使聯軸器移動到脫水時的位置；如果位置的移動完成了，那么就重新使無刷直流電機以設定的攪拌力進行左右攪拌，從而完成模式轉換。2.根據權利要求1所述的洗衣機的動力傳導模式轉換方法，其特征在于上述根據現在的水位設定攪拌力的階段是指參照通過實驗而得出的水位/工況表進行設定的階段。3.根據權利要求1所述的洗衣機的動力傳導模式轉換方法，其特征在于使無刷直流電機實現左右攪拌的階段是指使無刷直流電機以比洗滌或漂洗時的旋轉角度小的角度實現攪拌的階段。4.根據權利要求1所述的洗衣機的動力傳導模式轉換方法，其特征在于使無刷直流電機實現左右攪拌的階段是指使無刷直流電機左右攪拌N次或在設定的時間內進行攪拌的階段。全文摘要在本發明的洗衣機中，當要轉換到只向洗滌軸傳導動力的動力傳導模式時，可以根據現在的水位來設定攪拌力，并且使無刷直流電機以設定的攪拌力進行左右攪拌，然后驅動離合器電機，使聯軸器移動到洗滌時的位置。如果位置的移動完成了，那么就重新使無刷直流電機以設定的攪拌力進行設定次數的左右攪拌，從而完成模式轉換。當需要轉換到向洗滌軸和脫水軸傳導動力時，可以根據現在的水位來設定攪拌力，并且使直流電機以設定的攪拌力進行設定次數的左右攪拌，然后驅動離合器電機，使聯軸器移動到脫水時的位置。如果位置的移動完成了，那么就重新使直流電機以設定的攪拌力進行左右攪拌，從而完成模式轉換。因此本發明能夠防止因轉換故障而造成部件損傷。文檔編號D06F37/30GK1566489SQ0313033公開日2005年1月19日申請日期2003年6月30日優先權日2003年6月30日發明者崔斗赫,趙寅行,具本權申請人:樂金電子(天津)電器有限公司