專利名稱：一種洗衣機的稱重方法及其實現所述方法的洗衣機的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種洗衣機的稱重方法、實現所述方法的洗衣機，具體地講，本發明涉及的是一種利用減震器上的位移傳感器采集的信號經過處理后得到被洗物品重量的稱重方法，以及實現所述方法的洗衣機，尤其適用于滾筒洗衣機。
背景技術：
現有技術中，滾筒洗衣機在其外筒底部與外箱體的底座之間裝設有兩個彈性支撐減振器，所述的彈性支撐減振器包括彈簧式的、液壓阻尼和空氣阻尼式的。所述的現有技術的減震器可參見CN2519049Y、CN2345773Y、JP5300992A、JP2002200392A、CN2422320Y等。
和本發明結構相同的減震器是WO01/27375，但是，該文獻沒有公開如何測重的電路以及減震器活塞桿的增強結構。
發明內容
本發明的主要目的在于提供一種測重方法；本發明的另一個目的在于提供一種實現所述方法的洗衣機；本發明的再一個目的在于提供一種具有增強減震器活塞桿的洗衣機。
圖1為本發明的結構示意圖。
圖2為空氣阻尼減震器的示意圖。
圖3為帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器的示意圖。
圖4為其電氣原理方框圖。
圖5為所述增強結構活塞桿的示意圖。
圖6為所述位移傳感器的特征曲線圖。
圖7為MCU的接口時序示意圖。
為了實現上述目的，所述的洗衣機應該至少包括機殼、安裝在機殼和外筒之間的機械支承裝置、安裝在外筒中的內滾筒、安裝在機殼和外筒之間的電機及其傳動裝置、安裝在機殼上的進排水機構以及電氣控制系統。
機械支承裝置包括裝設在外筒底部與機殼的底座之間的兩個彈性支撐減振器。其中一個彈性支撐減振器為空氣阻尼減震器，由端部帶有連接環的氣缸體、套裝在氣缸體中且端部帶有連接環的活塞桿、套裝在活塞桿另一端的活塞密封環所組成。
另一個彈性支撐減振器為帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器，由端部帶有連接環的氣缸體、固定在氣缸體軸心線上的線圈架、安裝在線圈架外周部的線圈、制作在氣缸體外面與線圈連接的線圈接口、套裝在氣缸體中且端部帶有連接環的活塞桿、套裝在活塞桿另一端的活塞密封環所組成。活塞桿由鐵磁材料制成，其端部帶有可以使線圈架及線圈進出的內孔。
工作時，帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器的線圈架及安裝其上的線圈插入活塞桿的內孔中。當加入衣物或進水時，外筒及內滾筒的重量增加，加在傾斜安裝的空氣阻尼減震器和帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器上的重力加大，迫使其向下壓縮。其氣缸體和活塞桿、活塞密封環之間的空氣受到壓縮，阻尼力增大，直至平衡。
帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器向下壓縮時，線圈與鐵磁材料活塞桿之間產生了位移，線圈的電感量必然改變。于是，位移量就轉換為電感量被檢測并傳輸至稱重模塊。
空氣阻尼減震器和帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器的阻尼力(彈力)相同或相近。這種可保持外筒及內滾筒的左右平衡，減少振動以及稱重準確。
位移傳感器的輸出端和兩輸入端與稱重模塊連接，稱重模塊與電氣控制系統的微處理器連接。
稱重模塊包括與位移傳感器的輸出端連接的整流電路、與整流電路連接的低通濾波器、與低通濾波器連接的高增益放大器、與低通濾波器和高增益放大器連接的時序產生電路、與時序產生電路連接的方波產生電路、與時序產生電路連接的微處理器接口電路。
方波產生電路與位移傳感器的兩輸入端連接，微處理器接口電路和高增益放大器與微處理器連接。
稱重模塊對內產生高精度時鐘信號、各種時序信號、濾波器/放大器的控制信號；對外則產生測量用雙相方波信號，并連接至微處理器MCU的接口電路。
稱重模塊首先對反饋回來的交流信號進行整流，將方波信號變換成直流信號；然后對直流信號作低通濾波，濾除高頻干擾；最后進行高增益放大，得到合適幅度的輸出信號。
稱重模塊設置了外部MCU接口電路，接口電路為IBIT雙向I/O的形式，MCU在啟動稱重模塊工作時，首先，輸出一低電平時間大于10mS負脈沖，然后，將I/O口轉為輸入等待START信號的上升沿，檢測到上升沿后，MCU即可使用模塊的A/D OUT信號測量重量。電路結構為帶內部上拉電阻的開漏輸出。
稱重模塊與MCU、空氣阻尼減震器和帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器相配合，在MCU的控制下，完成對衣物重量和/或進水量的稱量，實現了滾筒洗衣機的自動稱重功能。
稱重模塊中的各部件可以集成為整體的集成電路電路。
本發明的任務就是這樣完成的。
本發明將位移傳感器和空氣阻尼減震器合二為一，然后利用位移傳感器輸出的信號并進行相應的處理后，可以換算成實際的重量，通過該方法可以測控衣物量和/或進水量，所述的方法實現簡單，相應的元件結構簡單，成本低，精度較高。它可廣泛應用于滾筒洗衣機中。
具體實施例方式
實施例1。一種設有稱重裝置的滾筒洗衣機，如圖1所示。它包括機殼1、安裝在機殼1和外筒2之間的機械支承裝置3、安裝在外筒2中的內滾筒4、安裝在機殼1和外筒2之間的電機及其傳動裝置、安裝在機殼1上的進排水機構以及電氣控制系統5。機械支承裝置3包括裝設在外筒2底部與機殼1的底座之間的兩個彈性支撐減振器6。
圖2所示，其中一個彈性支撐減振器為空氣阻尼減震器。它由端部帶有連接環7的氣缸體8、套裝在氣缸體8中且端部帶有連接環9的活塞桿10、套裝在活塞桿10另一端的活塞密封環11所組成。
圖3所示，其中另一個彈性支撐減振器為帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器。它由端部帶有連接環12的氣缸體13、固定在氣缸體13的軸心線上的線圈架14、安裝在線圈架14外周部的線圈15、制作在氣缸體13外面與線圈15連接的線圈接口16、套裝在氣缸體13中且端部帶有連接環17的活塞桿18、套裝在活塞桿18另一端的活塞密封環19及嵌裝在該端的環形件21所組成。
活塞桿18通常由工程材料注塑而成，在活塞桿的中心有一沿桿中心軸線的內孔20，當使線圈架14及線圈15因為位移進入其中的時候，使線圈架14及線圈15能夠自如地在其中移動，在內孔20的前端內嵌一個由鐵磁材料制成環形件21。
所述的活塞桿18，在現有技術中，通常采用的四肋方式或光滑圓柱方式，這種方式可能導致活塞桿18的強度下降并且會使活塞桿18沿軸線垂直方向擺動，為了克服這樣的缺陷，本發明的研究人員采用了沿活塞桿18軸線片狀加強肋22和沿活塞桿18軸線垂直方向的片狀加強肋23的方式，采用了該方式的活塞桿能夠克服通常，沿軸線方向的片狀加強肋22為3-9片，沿軸線垂直方向的片狀加強肋23為2-7片；優選的是沿軸線方向的片狀加強肋22是7片，沿軸線垂直方向的片狀加強肋23為5片。
沿軸線方向的片狀加強肋22的外形和汽缸體13滑動配合，而沿軸線垂直方向的片狀加強肋23的高度應該低于沿軸線方向的片狀加強肋1-5mm，這是因為，如果高度一致，可能導致活塞桿18與汽缸體13之間的氣密性不一致。
同時，活塞桿18端部的環狀件21雖然和汽缸體13滑動配合，但是，在所述環狀件上應該有通孔，這樣，將氣密性完全由活塞密封環19把握，可實現高度的一致性。
上述空氣阻尼減震器和帶有位移傳感器的空氣阻尼減震器的阻尼力相近，可使外筒2及內滾筒4左右平衡，減少振動、稱重準確。
圖4所示，位移傳感器21的輸出端22和兩輸入端23與稱重模塊24連接，稱重模塊24還與電氣控制系統5的微處理器25連接。
稱重模塊24包括與位移傳感器21的輸出端22連接的整流電路26、與整流電路26連接的低通濾波器27、與低通濾波器27連接的高增益放大器28、與低通濾波器27和高增益放大器28連接的時序產生電路29、與時序產生電路29連接的方波產生電路30、與時序產生電路30連接的微處理器接口電路31。方波產生電路30與位移傳感器21的兩輸入端23連接，微處理器接口電路31和高增益放大器28分別與微處理器25連接。稱重模塊24是一種可以集成為整體的集成電路電路。
其中，圖4中24代表的稱重模塊中的XIN為輸入位移傳感器的反饋信號(-5V---+5V方波信號輸入)，XOUT為輸出到位移傳感器的方波信號(0-5V方波輸出)，A/D OUT是測重測量信號輸出(1.5-4.5V輸出，輸出阻抗1000歐姆)，VCC為電源(4.75-5.25V)，GND為接地，START為I/O測重測量啟動(0-5V，內部上拉電阻)、握手信號。
作為提供信號的重要部件，本發明所述的測重方法中的位移傳感器具有如下指標其模擬輸出小于等于正負3.5V；當測量范圍在正負25.5mm內，其線性度為正負1.5％，其靈敏度為107mV/mm正負10％。
為了實現所述的參數，本發明的研究人員提出，在位移傳感器中的線圈，應該滿足如下指標其有效電阻為68歐姆正負3％，在15kHz下其電感L為2.55mH正負3％，在15kHz下并且減震器長度為220mm時其電感L為2.13mH正負3％，在15kHz下其電容為1.85nF正負10％。
為了進一步說明并規范所述減震器的減震性能，研究人員還提出了，適用的減震器推力FD(即(FD+FZ)/2)為80-120N，其拉力FZ(即(FZ-FD))小于等于25N。
本發明提供了一種將位移傳感器和空氣阻尼減震器合二為一，并且與另一個專用的空氣阻尼減震器配套使用，通過位移傳感器測得的信號轉化為重量信號，可以測控被洗衣物的重量量和進水量，結構簡單，生產成本低，測量精度較高的稱重裝置，它尤其可廣泛適用于滾筒洗衣機中。
權利要求
1.一種設有稱重裝置的滾筒洗衣機，它包括機殼、安裝在機殼和外筒之間的機械支承裝置、安裝在外筒中的內滾筒、安裝在機殼和外筒之間的電機及其傳動裝置、安裝在機殼上的進排水機構以及電氣控制系統，機械支承裝置包括裝設在外筒底部與機殼的底座之間的兩個彈性支撐減振器，其特征在于其中一個彈性支撐減振器帶有位移傳感器，位移傳感器的輸出輸入端和稱重模塊連接，稱重模塊與電氣控制系統的微處理器連接。
2.根據權利要求1所述的滾筒洗衣機，其特征在于洗衣機上設置的所有空氣阻尼減震器的阻尼力相同或相近。
3.根據權利要求1所述的設有稱重裝置的滾筒洗衣機，其特征在于所說的稱重模塊包括與位移傳感器的輸出端連接的整流電路、與整流電路連接的低通濾波器、與低通濾波器連接的高增益放大器、與低通濾波器和高增益放大器連接的時序產生電路、與時序產生電路連接的方波產生電路、與時序產生電路連接的微處理器接口電路，方波產生電路與位移傳感器的兩輸入端連接，微處理器接口電路和高增益放大器與微處理器連接。
4.根據權利要求1所述的洗衣機，其特征在于所述的稱重模塊對內產生高精度時鐘信號、各種時序信號、濾波器/放大器的控制信號；對外則產生測量用雙相方波信號，并連接至微處理器MCU的接口電路。
5.根據權利要求1所述的洗衣機，其特征在于所述的稱重模塊中的XIN為輸入位移傳感器的反饋信號(-5V---+5V方波信號輸入)，XOUT為輸出到位移傳感器的方波信號(0-5V方波輸出)，A/D OUT是測重測量信號輸出(1.5-4.5V輸出，輸出阻抗1000歐姆)，VCC為電源(4.75-5.25V)，GND為接地，START為I/O測重測量啟動(0-5V，內部上拉電阻)、握手信號。
6.根據權利要求1所述的洗衣機，其特征在于所述的位移傳感器具有如下指標其模擬輸出小于等于正負3.5V；當測量范圍在正負25.5mm內，其線性度為正負1.5％，其靈敏度為107mV/mm正負10％。
7.一種洗衣機的測重方法，其特征在于所述的稱重模塊首先對反饋回來的交流信號進行整流，將方波信號變換成直流信號；然后對直流信號作低通濾波，濾除高頻干擾；最后進行高增益放大，得到合適幅度的輸出信號。
8.根據權利要求8所述的洗衣機，其特征在于所述的稱重模塊設置的外部MCU接口電路為IBIT雙向I/O的形式，MCU在啟動稱重模塊工作時，首先，輸出一低電平時間大于10mS負脈沖，然后，將I/O口轉為輸入等待START信號的上升沿，檢測到上升沿后，MCU即可使用模塊的A/D OUT信號測量重量，電路結構為帶內部上拉電阻的開漏輸出。
9.一種具有增強減震器活塞桿的洗衣機，其特征在于所述的活塞桿18設置有軸線片狀加強肋22和沿活塞桿18軸線垂直方向的片狀加強肋23，沿軸線方向的片狀加強肋22為3-9片，沿軸線垂直方向的片狀加強肋23為2-7片。
10.根據權利要求10所述的洗衣機，其特征在于沿軸線方向的片狀加強肋22是7片，沿軸線垂直方向的片狀加強肋23為5片。
11.根據權利要求10所述的洗衣機，其特征在于所述減震器適用的減震器推力FD(即(FD+FZ)/2)為80-120N，其拉力FZ(即(FZ-FD))小于等于25N。
全文摘要
一種洗衣機的稱重方法及其實現所述方法的洗衣機，包括機殼、外筒、兩個彈性支撐減振器、內滾筒、電機傳動裝置等，其中的一個彈性支撐減振器為帶位移傳感器的空氣阻尼式，由帶連接環的氣缸體、固定在氣缸體上的線圈架、線圈、線圈接口、帶連接環和內孔的鐵磁活塞桿及密封環組成，位移傳感器經稱重模塊與微處理器連接，稱重模塊包括整流、低通濾波、高增益放大、時序產生、方波等電路和接口，它將位移傳感器和空氣阻尼減震器合二為一，可以測控衣物量和進水量，結構簡單，成本低，精度較高。可廣泛應用于滾筒洗衣機中。
文檔編號D06F37/00GK1690291SQ20041006253
公開日2005年11月2日 申請日期2004年7月1日 優先權日2004年4月22日
發明者杜光林, 舒海, 李文偉 申請人:海爾集團公司, 海爾梅洛尼(青島)洗衣機有限公司