专利名称：全自动洗衣机中离合电机的初始化方法
技术领域：
本发明涉及一种全自动洗衣机中离合电机的初始化方法，特别是涉及一种可用低速旋转的搅拌叶片进行洗涤，而用高速旋转的脱水缸进行脱水的全自动洗衣机中离合电机的初始化方法。
背景技术：
通常，洗衣机是一种利用洗涤剂的去污作用、搅拌叶片旋转引起的水流摩擦作用以及搅拌叶片对水的冲击作用来洗涤衣物等生活用品的家电产品。该洗衣机先通过传感器来检测出洗衣物的量和种类，然后自动设定洗涤方式，并按洗涤物的量和种类适当供水后在微机的控制下进行洗涤。传统的全自动洗衣机驱动方式有以下两种一种是用皮带或齿轮向洗衣轴或脱水轴传送驱动电机的旋转动力，使洗衣轴或脱水轴进行旋转。另一种是控制无刷直流电机的速度，将洗涤缸兼作脱水缸，并使其在洗涤或脱水时以各自不同的速度旋转。另外，最近出现了利用无刷直流电机来改变传动路径的新型洗衣机。即，进行洗涤时以低速旋转搅拌叶片，而进行脱水时将搅拌叶片和脱水缸同时进行高速旋转。日本专利特开平11-347289号就公开了这样一种洗衣机，该洗衣机存在以下问题，即其离合装置的动作受控于电磁阀，不仅动作不稳，并且在驱动体结合时会产生很大的噪音。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种可在由定子和转子构成的驱动部向搅拌叶片或脱水缸传送动力时实现无噪音和短时间稳定切换旋转动力的全自动洗衣机中离合电机的初始化方法。
为了达到上述目的，在主要由脱水缸、搅拌叶片、脱水轴、洗衣轴、无刷直流电机和离合装置组成的全自动洗衣机中，本发明提供的全自动洗衣机在洗涤模式中对离合电机的控制方法包括进入洗涤模式后，为了洗涤需要进行供水的S1阶段，这时离合电机的凸轮处于初始点状态，而开关处于关闭状态；供水结束后离合电机被启动，并使凸轮旋转的S2阶段；与此同时开始计时的S3阶段；在进行计时的过程中，随着凸轮的旋转，对离合电机的开关是否在设定时间内被开启进行不断判断的S4阶段；如果离合电机的开关是在设定时间内被开启，从开关开启点开始，对离合电机产生的脉冲数进行计数的S5阶段；对计数的脉冲数是否达到设定的脉冲数进行判断的S6；如果判断结果是计数的脉冲数已达到设定的脉冲数，关闭离合电机，维持凸轮位置的S7阶段；如果S4阶段的判断结果是经过了设定时间后，开关仍处于关闭状态，则进行关闭离合电机的S8阶段；然后，将无刷直流电机在一定的时间内以较短的周期左右反转以解除约束动作的S9阶段；无刷直流电机解除约束动作时，检测其动作次数的S10阶段；如果检测的结果是解除约束动作的进行次数未达到设定次数，重新进行S2阶段，开启离合电机，并使凸轮旋转的S11阶段；和如果上述的检测结果是无刷直流电机解除约束的动作次数已达到设定次数，显示出‘错误’，并停止洗衣机的S12阶段。
本发明提供的全自动洗衣机在脱水模式中对离合电机的控制方法包括洗涤结束时，离合电机处于关闭状态，而凸轮位于洗涤维持点上，因此，离合电机内部的开关保持开启状态。从而，向脱水模式转换时，在离合电机的凸轮位于维持点及开关处于开启的状态下，首先开启离合电机，以使凸轮旋转的S1阶段；与此同时，进行计时的S2阶段；开始进行计时后，随着凸轮的旋转，对离合电机的开关是否在设定的时间内向关闭状态转换进行判断的S3阶段；如果离合电机的开关在设定的时间内向关闭状态转换，从开关关闭点开始，对离合电机的驱动时间重新进行计时的S4阶段；对计时的离合电机的驱动时间是否已达到设定的时间进行判断的S5阶段；如果上述的判断结果是从开关关闭的瞬间开始，计时的离合电机的驱动时间已达到设定时间，关闭离合电机，并将凸轮位置维持在初始点上的S6阶段；如果S3阶段的判断结果是超过设定的时间时开关仍处于关闭状态，关闭离合电机的S7阶段；将无刷直流电机在一定时间内以较短的周期左右反转以解除约束动作的S8阶段；无刷直流电机解除约束动作时，检测其动作次数的S9阶段；如果无刷直流电机解除约束动作的次数未达到设定次数时，重新进行S1阶段，开启离合电机，并使凸轮旋转的S10阶段；和如果无刷直流电机解除约束动作的次数已达到设定次数，显示出‘错误’，并停止洗衣机的S11阶段。
本发明提供的全自动洗衣机断电时对离合电机的初始化方法包括首先开启电源开关的S1阶段；电源开关开启时，对离合电机内部开关的开启与否进行检测的S2阶段；如果检测结果是离合电机的内部开关处于开启状态，启动离合电机，并使凸轮旋转的S3阶段；启动离合电机的同时开始计时的S4阶段；随着凸轮的旋转，对离合电机的开关是否在设定的时间内转为关闭状态进行判断的S5阶段；如果离合电机的开关是在设定的时间内完成转换，从开关关闭的瞬间开始对离合电机的驱动时间重新进行计时的S6阶段；然后，对已计时的离合电机的驱动时间是否已达到设定的时间进行判断的S7阶段；如果上述的判断结果是从开关关闭的瞬间开始离合电机的驱动时间已达到设定时间，关闭离合电机，并将凸轮的位置维持在初始点上的S8阶段；如果S5阶段的判断结果是超过了设定时间开关仍处于开启状态，关闭离合电机的S9阶段；然后，将无刷直流电机在一定时间内以较短的周期左右反转以解除约束动作的S10阶段；对无刷直流电机解除约束动作的次数进行检测的S11阶段；如果无刷直流电机解除约束动作的次数未达到设定次数，重新进行S3阶段，以开启离合电机，并使凸轮旋转的S12阶段；而如果无刷直流电机解除约束动作的次数已达到设定次数，显示出‘错误’，并停止洗衣机的S13阶段；如果S2阶段的检测结果是离合电机的内部开关处于关闭状态，开启离合电机，并使凸轮旋转的S14阶段；启动离合电机的同时开始计时的S15阶段；开始进行计时后，随着凸轮的旋转，对离合电机的开关是否在设定的时间内转为开启状态进行判断的S16阶段；如果判断的结果是离合电机的开关是在规定的时间内完成转换，进行S3阶段以及其后各阶段的S17阶段；如果S16阶段的判断结果是超过设定的时间后开关仍处于关闭状态，关闭离合电机的S18阶段；然后，将无刷直流电机在一定时间内以较短的周期左右反转以解除约束动作的S19阶段；无刷直流电机解除约束动作时对其动作次数进行检测的S20阶段；如果检测结果是无刷直流电机解除约束动作的次数未达到设定次数，重新进行S14阶段，以开启离合电机，并使凸轮旋转的S21阶段；和如果上述的检测结果是无刷直流电机解除约束动作的次数已达到设定次数，显示出‘错误’，并停止洗衣机的S22阶段。
本发明提供的离合电机在使洗衣机的主电机向搅拌叶片或脱水缸传送动力时，能在短时间内稳定地进行搅拌叶片和脱水缸之间的传动切换。另外，本发明的离合电机开启时，驱动轴和凸轮可进行匀速旋转，关闭时，凸轮不会快速恢复原位，因此，从根本上消除了快速恢复原位而带来的冲撞噪音，从而，传动切换可以在低噪音状态下进行。与此同时，本发明中的洗衣机在进行洗涤或脱水模式的传动切换之前，先进行无刷直流电机的左右反转。即，先解除联轴节的约束后，再进行洗涤或脱水模式的传动切换。这样在向洗涤或脱水模式进行传动切换时，如果还出现联轴节受约束的现象，则可通过对离合电机开启或关闭的时间进行控制的方法来查出联轴节受约束的状态，重新解除联轴节的约束后，再启动离合电机。从而可以保证结合过程顺利、可靠。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明的全自动洗衣机中离合电机的初始化方法进行详细说明。
图1为安装有本发明离合装置的全自动洗衣机结构剖视图。
图2a为安装有本发明离合装置的全自动洗衣机洗涤状态时主要结构纵向剖视图。
图2b为安装有本发明离合装置的全自动洗衣机脱水状态时主要结构纵向剖视图。
图3a为图2a中的重要部位放大图。
图3b为图2b中的重要部位放大图。
图4a为沿图2a中I-I线部分结构示意图。
图4b为沿图2b中II-II线部分结构示意图。
图5为图2a中的洗衣轴以及脱水轴结构放大示意图。
图6为图2a中的A部位结构放大示意图。
图7为安装有本发明离合装置的全自动洗衣机重要部件组装过程示意图。
图8为图7中的重要部件组装后结构示意图。
图9为底部向上的联轴节结构立体图。
图10为橡胶环垫结构立体图。
图11为图10中的橡胶环垫剖视图。
图12为离合电机结构立体图。
图13为图12中的离合电机分解立体图。
图14a为洗衣模式维持点上离合电机凸轮和开关之间的状态图。
图14b为将要向脱水模式转换时离合电机凸轮和开关之间的状态图。
图14c为初始点上离合电机凸轮和开关之间的状态图。
图15为本发明的离合电机凸轮和开关之间不同时间的动作关系示意图。
图16为在本发明提供的洗衣机中洗衣初期对无刷直流电机和离合电机随时间的控制过程示意图。
图17为在本发明提供的洗衣机中结束洗涤以及脱水初期对无刷直流电机和离合电机随时间的控制过程示意图。
图18为在本发明提供的洗衣机中向洗涤模式切换时离合电机的控制过程流程图。
图19为在本发明提供的洗衣机中向脱水模式切换时离合电机的控制过程流程图。
图20为在本发明提供的洗衣机中断电时离合电机的初始化过程流程图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明提供的全自动洗衣机包括脱水缸2、搅拌叶片3、脱水轴5、洗衣轴4、无刷直流电机7和离合装置。其中，脱水缸2以可旋转方式设置在外筒1内。搅拌叶片3安装在脱水缸2内，其可与脱水缸2以相互独立的方式进行旋转。如图2a、图2b所示，可以旋转的脱水轴5由轴承套20来支撑，并可向脱水缸2传送动力。而洗衣轴4则可向搅拌叶片3传送动力。当将无刷直流电机7的定子7a接通电源时，转子7b会随之转动。而在向洗涤模式或脱水模式间进行模式转换时，离合装置可以向洗衣轴4或脱水轴5转换无刷直流电机7的传动路径。离合装置包括离合电机6、凸轮600、控制杆导向管30、控制杆8、连杆17、拉伸弹簧14、可动件9、插杆10、缓冲弹簧11、联轴节限制件22、可动杆12、联轴节15和连接组件16。离合电机6设在外筒1的下部。如图12所示，凸轮600与离合电机6的驱动轴602相连。控制杆导向管30固定在轴承套20上。当离合电机6驱动时，控制杆8在控制杆导向管30的限制下进行直线运动，其具有可形成倾斜面801的槽800及平坦面802。平坦面802水平连接在倾斜面801的下端。连杆17设在控制杆8和离合电机6的凸轮600之间，离合电机6开启时，其可将控制杆8拉向离合电机6。如图3a所示，拉伸弹簧14的一端固定在控制杆导向管30上，另一端则连接在控制杆8一侧的挂钩803上，其可给控制杆8施加复位力。如图3b所示，圆筒形可动件9在脱水时可插入具有倾斜面801的槽800内，而向洗涤模式转换时，如图3a所示，其沿着倾斜面801向下滑动至位于平坦面802的下部。插杆10设在可动件9的内部，其可沿着可动件9内部的导向槽900上下移动。缓冲弹簧11位于可动件9和插杆10之间。联轴节限制件22固定在轴承套20的下侧，其内圆周方向形成有锁接部221。叉形可动杆12的一端与插杆10的下端一侧铰接，而其中间部位某一支撑点则与支撑架220的下端铰接。其中，支撑架220形成在联轴节限制件22的下部。可动杆12可在插杆10上下移动时以上述处于铰接状态的支撑点为中心做杠杆式运动。联轴节15可随着可动杆12的旋转方向沿脱水轴5上下移动而为无刷直流电机7切换传动路径。为使转子7b的旋转力传送给洗衣轴4，本发明还设置了连接组件16。如图12所示，离合电机6是齿轮传动电机，其通过内部的减速齿轮进行减速，并向与凸轮600连接的驱动轴602传送动力。另外，如图2a所示，连接组件16由外连接器16a和内连接器16b组成。外连接器16a由树脂制成，其由螺栓结合在转子7b上。外连接器16a的内侧形成有与之一体注塑而成的锯齿面160b，其内周面与洗衣轴4下端的锯齿面相结合。内连接器16b由金属制成，其在露出于外连接器16a的上端部位外周面上形成有可与联轴节15结合的锯齿面161b。另外，为了提高硬度，内连接器16b用铝合金制作为宜。此外，外连接器16a上面中心部位具有环形弹性部件安装槽162a。该安装槽162a内可放入作为弹性部件的橡胶环垫18。另外，如图5、图6所示，脱水轴5与已有技术的脱水轴有所不同，其是在内径较大的下侧轴部5b内压入上侧轴部5a。下侧轴部5b的上端设有上部轴承23。该上部轴承23对脱水轴5起支撑作用。洗衣轴4的下端形成有槛400，在内连接器16b的内周面上形成与槛400相对应的槛，在用螺母将内连接器16b与洗衣轴4的下端相对固定时，用槛来决定它们之间的结合位置。另外，脱水轴5的下侧轴部5b下端面与内连接器16b的上端面之间具有一定间隙。将内连接器16b和脱水轴5的下侧轴部5b用事先接触的方式结合在一起可防止洗衣机包装或受到其它冲击时轴产生弯曲。这时，内连接器16b和脱水轴5之间的间隙G1小于沿径向支撑洗衣轴4下部的滚珠轴承51和C形环52之间的间隙G2。另外，洗衣轴4的上端部形成有密封件53，其可防止洗衣轴4和脱水轴5之间水分浸出。为了确保密封的可靠性，在密封件53的内侧至少形成3个以上的密封唇530。此外，如图6所示，在支撑脱水轴5上部的上部轴承23上面设有密封件54，其可密封住脱水轴5和轴承套20之间的缝隙。为了确保密封的可靠性，在密封件54的内侧至少形成4个以上的密封唇540a，而其外侧形成至少3个以上的密封唇540b。另外，如图7所示，插在可动件9内侧的插杆10外周面上设有防脱离片100。套有缓冲弹簧11的插杆10与可动件9组装时，防脱离片100可防止可动件9从插杆10内脱落。即，可插入可动件9内侧的插杆10上端外周面上具有沿径向突出的防脱离片100，在插杆10的外周面上套入缓冲弹簧11的状态下将插杆10向可动件9内部压入，这时插杆10上的防脱离片100将位于可动件9上的导向长孔901内。其中，导向长孔901轴向形成在可动件9的外周面一侧。这样，即使可动件9受到缓冲弹簧11的复原力作用而向上推出，也会因防脱离片100下端挂在可动件9的导向长孔901下端的原因而能防止可动件9从插杆10内脱落。另外，在可动件9的外周面上沿其轴向形成有具有一定长度的导向杆902。可动件9可插在控制杆导向管30中。在控制杆导向管30的导向部30a内侧面上形成有导向槽30a-1，其与导向杆902相结合后可使可动件9进行直线运动。还有，在可动件9的上端部对应于控制杆8的倾斜面801也形成有倾斜面。当控制杆8水平移动时，可动件9可以沿垂直方向移动。与此同时，拉伸弹簧14的一端形成钩形，其可与控制杆8的挂钩803相挂，而另一端的直径D2大于其它部位的直径D1，其可以套挂在控制杆导向管30的后端部上，并在此处固定。另外，连杆17的一端与凸轮600结合，另一端则与控制杆8铰接。与连杆17相连的控制杆8的一端下侧形成有制动钩805。在拉伸弹簧14的弹力起作用时，该制动钩805可限制控制杆8向控制杆导向管30插入的深度。如图2a、图2b所示，联轴节15的上部面与下部轴承24之间具有压缩弹簧40。在向脱水模式转换时，该弹簧可将联轴节15向下推出。另外，如图2a、图2b、图3a、图3b、图7、图8所示，联轴节限制件22的外侧面上形成有凸钩222。该凸钩222位于插杆10和联轴节限制件22的支撑架220之间。位于凸钩222下方的叉形可动杆12具有连接部12a。该连接部12a穿过叉形可动杆12的左右。凸钩222和连接部12a之间安装有外拉弹簧13。脱水时，该外拉弹簧13可使可动杆12以固定销12b为中心沿顺时针方向旋转。另外，对与联轴节15凸缘部152下部面相接触的可动杆12的前端部进行了磨角处理，以便减小阻力。如图9所示，联轴节15具有凸缘部152、锁接部151和锯齿面150a、150b，其上半部沿径向扩展后形成凸缘部152。凸缘部152的边沿部位形成可与联轴节限制件22的锁接部221相结合的锁接部151。联轴节15的内周面上具有锯齿面150a、150b，可分别结合于脱水轴5的锯齿面以及内连接器16b上端外轴面上的锯齿面161b。内连接器16b是构成连接组件16的一部件。联轴节15内周面上形成的锯齿面150a、150b具备不同的齿距。在联轴节15下降到最低点而与内连接器16b结合时，以内连接器16b的上端位置为基准，锯齿面150a、150b可分为上部锯齿面150a以及下部锯齿面150b，而且其下部锯齿面150b具有更大的齿距。特别是，联轴节15内周面上部形成的锯齿面150a与下部形成的锯齿面150b之间的齿距比以1∶1.5为宜。另外，在联轴节15内周面上形成的锯齿面中，齿距大的下部锯齿面150b进行过表面处理，这样可使其容易与内连接器16b的锯齿面161b相结合或分离。尤其是，下部锯齿面150b的下端部经过处理后形成了渐开线齿形表面，从而容易与内连接器16b的锯齿面161b相结合。另外，还对联轴节15内周面上形成的上部锯齿面150a和下部锯齿面150b相结合的部位进行了加工，这样可防止产生急剧的断面变化，从而提高了抗扭曲性能。同时，联轴节15的下端面上沿其圆周方向形成有多个突起件154。即，在向脱水模式转换而使联轴节15下降时，联轴节15的下端面上形成的突起件154可使联轴节15和橡胶环垫18之间的接触面减少。其中，橡胶环垫18位于联轴节15和外连接器16a之间，设置在外连接器16a上的弹性部件安装槽162a内。如图10、图11所示，橡胶环垫18在内部圆周面上形成弹性垫180。该弹性垫180的内径略小于内连接器16b的外径。弹性垫180的外侧形成有凹槽181。该凹槽181可使弹性垫180在径向上的变形留有余地。在橡胶环垫18上，与联轴节15下端对应的上侧部位形成有凹槽182，从而可以防止橡胶环垫18与联轴节15粘在一起并随其上升的现象。这时，由于联轴节15上侧凹槽182的存在而使其在径向形成两个具有一定间隔的环形凸缘183。
本发明提供的离合装置在开始洗涤前离合电机6处于断电状态，即如图2b、图3b所示，可动件9位于控制杆8的槽800内，而联轴节15位于最低点。其中，槽800具备倾斜面801。在这种状态下，当将离合电机6接通电源而将其开启时，该离合电机6可通过驱动轴向凸轮600传送动力。随着凸轮600的旋转，连杆17向离合电机6的方向移动，而控制杆8则在控制杆导向管30的导引下被拉向离合电机6的一侧。此时，可动件9接触在控制杆8的倾斜面801上。当凸轮600旋转时，可动件9被倾斜面801压住而向下移动。如图4所示，凸轮600在维持点上，开始维持一定位置时，如图2a，图3a所示，可动件9将位于控制杆8的平坦面802的下方。这样，凸轮600在向维持点旋转过程中，控制杆8向离合电机6的方向移动，可动件9向下移动。这时，可动件9将压缩缓冲弹簧11，因而，插杆10也将向下移动。插杆10可以在可动件9的导向槽900内上下移动。随着插杆10的下降，与插杆10铰接的可动杆12将以固定销12b为中心沿逆时针方向旋转。轴承套20的下端固定有联轴节限制件22，而固定销12b则贯通该联轴节限制件22的支撑架220形成。另外，当可动杆12以固定销12b为中心沿逆时针方向旋转时，其前端接触在联轴节15凸缘部152的下端，并将联轴节15沿脱水轴5的方向向上顶起。因此，在向洗涤模式动力切换结束时，如图2a、图3a所示，联轴节15上端部上形成的锁接部151就会与联轴节限制件22上的锁接部221相结合。联轴节限制件22固定在轴承套20的下部。当联轴节15的锁接部151与联轴节限制件22上的锁接部221结合后，联轴节15就会脱离开连接组件16。因此，转子7b转动时只洗衣轴4旋转。即洗涤时，联轴节15处于只与内连接器16b上端部的锯齿部161b相结合的状态，而与脱水轴5外轴面的锯齿部没有连接。而内连接器16b是与洗衣轴4相结合的，因而，转子7b的动力通过洗衣轴4只传送给搅拌叶片3。另外，联轴节15的锁接部151结合在联轴节限制件22的锁接部221时，联轴节限制件22的锁接部221还可防止联轴节15的旋转。在向洗涤模式转换而进行洗涤时，离合电机6处在关闭状态，而在关闭状态下则可以维持凸轮600位置的本发明提供的离合电机将在后面进行详细说明。
以下，将详细说明脱水时离合装置的工作过程。如图2a、图3a所示，当洗涤结束后而向脱水模式转换时，再次启动离合电机6，凸轮600就会随着电机转动，并移动到脱水位置，控制杆8则在拉伸弹簧14的弹力作用下离开离合电机6。即在洗涤模式中，如图2b、3b所示，原先接触在控制杆平坦面802上的可动件9将在控制杆8恢复结束时位于控制杆8的槽800内。槽800具有倾斜面801。这样，当可动件9随着控制杆8的移动而上升时，缓冲弹簧11受到的压力就会有所减小，因而插杆10就会沿着可动件9的导向槽900上升。之后，随着插杆10的上升，插杆10上铰接的可动杆12就以贯通支撑架220形成的固定销12b为中心沿顺时针方向旋转。支撑架220形成在轴承套20下部固定的联轴节限制件22上。另外，随着可动杆12以固定销12b为中心沿顺时针方向旋转，可动杆12前端沿脱水轴5向上支撑联轴节15的力将被消除。随着可动杆12对联轴节15的支撑力被消除，联轴节15就在自重以及压缩弹簧40的弹力作用下向下移动。从而，联轴节15的锁接部151与联轴节限制件22的锁接部221脱离。联轴节15向下移动结束后，联轴节15内周面上的锯齿面150b、150a与内连接器16b上端部位外周面上的锯齿面161b以及脱水轴5下端部位的锯齿面相结合。而内连接器16b则与洗衣轴4结合在一起。从而，随着转子7b的高速旋转，洗衣轴4和脱水轴5也一同高速旋转而进行脱水。这时，在联轴节15的内周面上形成的锯齿面150a、150b中，可与内连接器16b结合的锯齿面150b具有更大的齿距。同时，该锯齿面150b的下端部位经过了磨角处理，因而可以很容易地与内连接器16b的锯齿面161b相结合或脱离。联轴节15内经过磨角处理的锯齿面150b的下端部位形成了渐开线齿形表面，这样可使与内连接器16b的锯齿面161b的结合以及脱离变得更加容易。另外，对联轴节15内周面上形成的上部锯齿面150a和下部锯齿面150b相结合的部位进行了加工，这样可防止产生急剧的断面变化，从而增强了抗扭曲性能。在向洗涤模式进行动力切换时，随着离合电机6的启动，联轴节15进入到洗涤位置。这时，如果联轴节15的锁接部151与联轴节限制件22的锁接部221结合位置不正常，联轴节15的正常移动就会受到瞬间的阻滞。由于联轴节限制件22结合在轴承套20上，因此，虽然其锁接部221的位置已定，但联轴节15可以与脱水轴5一起旋转，所以其上的锁接部151的位置是可变的。因此，在向洗涤模式转换时，可能会发生联轴节15的锁接部151的牙顶与联轴节限制件22的锁接部221的牙顶相碰的情况，这种状态称之为瞬间阻滞状态。这时，联轴节15与内连接器16b上端部的锯齿面161b处于部分结合状态，所以联轴节15会进行旋转。联轴节15旋转时，随着联轴节15锁接部151的牙顶与内连接器16b的锯齿面161b的谷底相接触，联轴节15的锁接部151与联轴节限制件22的锁接部221就会在位于可动件9和插杆10之间的缓冲弹簧11作用下自然地相结合，从而，能够解除对联轴节15的瞬间阻滞作用。另外，与洗衣轴4下端部位形成锯齿面的情况不同，也可以以如下结构的方式相互结合。即，洗衣轴的下端轴可以制成四边形形状，而在内连接器16b的内部也形成可与洗衣轴相配合的中空四边形形状。此外，如上所述，连杆17和控制杆8之间是以铰接方式相连的，但是如果用韧性好的材料制成连杆17，控制杆8和连杆17之间就不需用铰接方式进行连接。
以下说明本发明采用的离合电机。如图12、图13所示，在本发明提供的离合电机6中，凸轮600直接连接在驱动轴602上。当驱动轴602旋转时，凸轮600就会匀速旋转，而驱动轴602停止时，凸轮600也会停止。本发明提供的离合电机6是对排水电机进行改造而得到的。通常，排水电机应用于排水阀的驱动。因此，该离合电机的转子和定子等基本构造均与排水电机相同。但是，用于排水阀驱动的排水电机在凸轮和驱动轴之间设有弹簧，因此在某种程度上会产生滑动。以往的排水电机在关闭时具有凸轮迅速复位的问题，本发明的离合电机6在凸轮600和驱动轴602之间不会出现滑动现象，因此能防止凸轮的快速复位，并且凸轮600上凸轮槽的形成角度范围也和以往的排水电机不同。即，本发明中的离合电机6的驱动轴602不旋转时，凸轮600也不会旋转。而驱动轴602旋转时所需的扭力大于拉伸弹簧14的弹力，因此，即使离合电机6处于关闭的状态下也能防止凸轮的快速切换，从而可以防止联轴节15以及控制杆8的快速切换位置以及由此而带来的噪音。
如图14a、图14b、图14c、图15所示，当凸轮600位于初始点状态时，开关650维持关闭状态。如图14c所示，这里，“凸轮600位于初始点状态”的定义为凸轮600的加载连接轴601指向初始点的状态。在该状态下，为了进行洗涤而切换传动路径时，离合电机6被开启，随后，凸轮600沿顺时针方向旋转。这时，凸轮600从初始点旋转到与初始点形成150°夹角之前，开关650的突出部位650a都位于凸轮槽600a中。因此，开关650维持关闭状态。但是，当凸轮600旋转至与初始点形成150°夹角时，开关650的突出部位650a就会脱离开凸轮槽600a，此时，开关650处于开启状态。即如上所述，凸轮600旋转至与初始点形成150°夹角时，联轴节15锁接部151的齿部就会与联轴节限制件22锁接部221的齿部相结合。之后，离合电机6维持开启状态，如图14a所示，直到凸轮600旋转至与初始点形成170°夹角时，离合电机6才被关闭。这样将离合电机6在凸轮600的维持点上关闭是为了保障向洗涤模式的传动切换。另外，洗涤结束后而进行脱水时，凸轮600需要恢复到原位。为此，在向脱水模式进行动力切换时，离合电机6再次被开启，将凸轮600沿顺时针方向旋转。这时，开关650维持开启状态，而当凸轮600旋转至与初始点形成328°(从维持点过158°)夹角时，开关650的突出部位650a将回落到凸轮槽600a中，随之开关650处于关闭状态。即使开关650处于关闭状态，离合电机6也会在微机的控制下直到凸轮600到达初始点后才被关闭，因此离合电机6的开启是由时间的控制来维持。而离合电机6的旋转周期是一定的，因此，用从开关650关闭的地点到初始点的旋转角度(即，32°)乘以周期再除以360°就可计算出离合电机6的开启状态维持时间。另外，如上所述，当凸轮600位于初始点状态时，联轴节15锁接面151和联轴节限制件22锁接面221之间的结合关系将被解除。同时联轴节15内周面下侧的锯齿面150b以及上侧的锯齿面150a分别结合在内连接器16b上端部位的锯齿面161b以及脱水轴5下端部位的锯齿面上。此时，内连接器16b与洗衣轴4相结合。因此，洗衣轴4和脱水轴5可以同时旋转而进行脱水。
下面结合图16、图17对在洗涤以及脱水模式转换前后解除联轴节的结合过程进行详细说明。如图16所示，当供水结束后开始洗涤时，用可能出现以下情况。与联轴节15结合的脱水轴5和内连接器16b相互交错，导致联轴节15内周面的锯齿部150a、150b受到来自脱水轴5下端部位锯齿部以及内连接器16b上端锯齿部的反方向力。因此，在离合电机6驱动时，有可能出现联轴节15上升受挫的问题。因此，在本发明中，当供水结束后，首先进行无刷直流电机7的左右反转阶段，然后再开启离合电机6，将联轴节15上升到洗涤位置，从而可防止出现联轴节15上升受挫的问题。即，为了向洗涤模式转换，在启动离合电机6之前，将无刷直流电机7以小于洗涤旋转角的角度进行左右反转。另外，在向洗涤模式转换之后和进入洗涤状态之前，将无刷直流电机7在一定的时间内以较短的周期进行左右反转。然后以正常的周期进行左右反转而进入洗涤状态。因此，可防止洗涤初期有可能出现的超负荷现象。
下面结合图17对从洗涤模式向脱水模式转换前后对解除联轴节15的结合过程进行说明。如图17所示，在洗涤结束后而向脱水模式转换时，有可能出现以下情况。联轴节15与联轴节限制件22相互交错，导致联轴节15锁接部151受到来自联轴节限制件22锁接部221的反方向力。因此，在离合电机6驱动时，有可能出现联轴节15下降受挫的现象。因此，在本发明中，当洗涤结束后而向脱水模式转换时，首先进行无刷直流电机7的左右反转阶段，然后再开启离合电机6，将联轴节15下降到脱水位置。从而可防止出现联轴节15下降受挫的问题。这时，无刷直流电机7以小于洗涤旋转角的角度在一定时间内进行左右反转。而且，在向脱水模式转换之后和进入脱水状态之前，将无刷直流电机7在一定的时间内以较短的周期进行左右反转，可使联轴节15和内连接器16b之间结合更加牢固，然后再进行正常的脱水。
下面结合图18、图19对进行模式转换时的离合电机控制过程进行详细说明。如图18所示，洗涤模式中对离合电机的控制过程包括进入洗涤模式后，为了洗涤需要进行供水的S1阶段，这时离合电机6的凸轮600处于初始点状态，而开关处于关闭状态；供水结束后离合电机6被启动，并使凸轮600旋转的S2阶段；与此同时开始计时的S3阶段；在进行计时的过程中，随着凸轮600的旋转，对离合电机6的开关650是否在设定时间内被开启进行不断判断的S4阶段；如果离合电机6的开关650是在设定时间内被开启，从开关650开启点开始，对离合电机6产生的脉冲数进行计数的S5阶段；对计数的脉冲数是否达到设定的脉冲数进行判断的S6；如果判断结果是计数的脉冲数已达到设定的脉冲数，关闭离合电机6，维持凸轮位置的S7阶段；如果S4阶段的判断结果是经过了设定时间后，开关650仍处于关闭状态，则进行关闭离合电机6的S8阶段；然后，将无刷直流电机7在一定的时间内以较短的周期左右反转以解除约束动作的S9阶段；无刷直流电机7解除约束动作时，检测其动作次数的S10阶段；如果检测的结果是解除约束动作的进行次数未达到设定次数，重新进行S2阶段，开启离合电机6，并使凸轮600旋转的S11阶段；和如果上述的检测结果是无刷直流电机7解除约束的动作次数已达到设定次数，显示出‘错误’，并停止洗衣机的S12阶段。在此过程中，供水结束后，离合电机6被开启，该离合电机6内部的开关650向开启状态转换。这时，在向离合电机6提供的交流电的额定频率为50Hz或60Hz情况下，转换所需的时间设定为5秒以内为宜。即，在减速齿轮的作用下，频率为50Hz时，离合电机6的凸轮600旋转1周所需的时间设定为12秒，而频率为60Hz时设定为10秒。这时，凸轮600从初始点到离合电机6内部开关650的开启状态转换点之间的角度为150度。因此，在50Hz或60Hz时，转换时间均在5秒以内。另外，凸轮旋转1周的时间也可同样适用于在后述脱水时离合电机6的控制过程中。
如图19所示，脱水模式中对离合电机6的控制过程包括洗涤结束时，离合电机6处于关闭状态，而凸轮600位于洗涤维持点上，因此，离合电机6内部的开关650保持开启状态。从而，向脱水模式转换时，在离合电机6的凸轮600位于维持点及开关650处于开启的状态下，首先开启离合电机6，以使凸轮600旋转的S1阶段；与此同时，进行计时的S2阶段；开始进行计时后，随着凸轮600的旋转，对离合电机6的开关650是否在设定的时间内向关闭状态转换进行判断的S3阶段；如果离合电机6的开关650在设定的时间内向关闭状态转换，从开关650关闭点开始，对离合电机6的驱动时间重新进行计时的S4阶段；对计时的离合电机6的驱动时间是否已达到设定的时间进行判断的S5阶段；如果上述的判断结果是从开关650关闭的瞬间开始，计时的离合电机6的驱动时间已达到设定时间，关闭离合电机6，并将凸轮位置维持在初始点上的S6阶段；如果S3阶段的判断结果是超过设定的时间时开关650仍处于关闭状态，关闭离合电机6的S7阶段；将无刷直流电机7在一定时间内以较短的周期左右反转以解除约束动作的S8阶段；无刷直流电机7解除约束动作时，检测其动作次数的S9阶段；如果无刷直流电机7解除约束动作的次数未达到设定次数时，重新进行S1阶段，开启离合电机6，并使凸轮600旋转的S10阶段；和如果无刷直流电机7解除约束动作的次数已达到设定次数，显示出‘错误’，并停止洗衣机的S11阶段。在此过程中，为了向脱水模式转换，离合电机6被开启，该电机内部的开关650向关闭状态转换。这时，在向离合电机6提供的交流电的额定频率为50Hz或60Hz的情况下，转换所需的时间设定为7秒以内为宜。即，在减速齿轮的作用下，频率为50Hz时，离合电机6的凸轮600旋转1周所需的时间设定为12秒，而频率为60Hz时设定为10秒。这时，凸轮600从维持点到离合电机6内部开关650的关闭状态转换点之间的角度为158度。因此，在50Hz或60Hz时，转换时间均在7秒以内。
下面结合图20对在因停电或保险丝熔断而造成洗衣机断电后并重新通电时对离合电机6的初始化控制过程进行说明。为了向洗涤模式或脱水模式转换，在驱动离合电机6以使凸轮600旋转时，如果发生断电的话，有可能出现以下情况。即，离合电机6的凸轮600此时位于不是初始点或维持点的另外一点上，如果在这种状态下洗衣机重新通电以开启离合电机6的话，还有可能发生如下情况。即联轴节处于被约束的状态时，如果在没进行状态检测及没进行约束解除的情况下直接对离合电机6进行控制，可能会导致出现联轴节没处在洗涤模式或控制模式正常位置的情况下而不能正常进行洗涤或脱水作业的情况。综上所述，发生断电时，进行对离合电机6的初始化控制是非常必要的。因此，本发明中，在因停电或保险丝熔断而造成洗衣机断电后并重新通电时，应对离合电机6进行初始化控制，从而使离合电机6的凸轮600位于初始点，并正常地向洗涤模式或脱水模式进行切换。
如图20所示，断电时离合电机6的初始化过程包括首先开启电源开关的S1阶段；电源开关开启时，对离合电机6内部开关650的开启与否进行检测的S2阶段；如果检测结果是离合电机6的内部开关650处于开启状态，启动离合电机6，并使凸轮600旋转的S3阶段；启动离合电机6的同时开始计时的S4阶段；随着凸轮的旋转，对离合电机6的开关650是否在设定的时间内转为关闭状态进行判断的S5阶段；如果离合电机6的开关650是在设定的时间内完成转换，从开关650关闭的瞬间开始对离合电机6的驱动时间重新进行计时的S6阶段；然后，对已计时的离合电机6的驱动时间是否已达到设定的时间进行判断的S7阶段；如果上述的判断结果是从开关650关闭的瞬间开始离合电机6的驱动时间已达到设定时间，关闭离合电机6，并将凸轮600的位置维持在初始点上的S8阶段；如果S5阶段的判断结果是超过了设定时间开关650仍处于开启状态，关闭离合电机6的S9阶段；然后，将无刷直流电机7在一定时间内以较短的周期左右反转以解除约束动作的S10阶段；对无刷直流电机7解除约束动作的次数进行检测的S11阶段；如果无刷直流电机7解除约束动作的次数未达到设定次数，重新进行S3阶段，以开启离合电机6，并使凸轮600旋转的S12阶段；而如果无刷直流电机7解除约束动作的次数已达到设定次数，显示出‘错误’，并停止洗衣机的S13阶段；如果S2阶段的检测结果是离合电机6的内部开关650处于关闭状态，开启离合电机6，并使凸轮600旋转的S14阶段；启动离合电机6的同时开始计时的S15阶段；开始进行计时后，随着凸轮600的旋转，对离合电机6的开关650是否在设定的时间内转为开启状态进行判断的S16阶段；如果判断的结果是离合电机6的开关650是在规定的时间内完成转换，进行S3阶段以及其后各阶段的S17阶段；如果S16阶段的判断结果是超过设定的时间后开关650仍处于关闭状态，关闭离合电机6的S18阶段；然后，将无刷直流电机7在一定时间内以较短的周期左右反转以解除约束动作的S19阶段；无刷直流电机7解除约束动作时对其动作次数进行检测的S20阶段；如果检测结果是无刷直流电机7解除约束动作的次数未达到设定次数，重新进行S14阶段，以开启离合电机6，并使凸轮600旋转的S21阶段；和如果上述的检测结果是无刷直流电机7解除约束动作的次数已达到设定次数，显示出‘错误’，并停止洗衣机的S22阶段。
总之，即使本发明提供的全自动洗衣机出现断电情况，通过离合电机6的初始化过程也能使其正常地工作。
权利要求
1.一种全自动洗衣机中离合电机的初始化方法，其特征在于在主要由与洗衣轴(4)相连的转子(7b)和围绕在转子(7b)外部形成的定子(7a)组成的无刷直流电机(7)；为使联轴节(15)处于洗涤或脱水时的位置而使联轴节(15)上升或下降的离合电机(6)；和可在离合电机(6)的驱动下上升或下降，在洗涤时只向洗衣轴(4)传送动力，而在脱水时向洗衣轴(4)和其外部的脱水轴(5)同时传送动力的联轴节(15)组成的全自动洗衣机中，所述的全自动洗衣机中离合电机的初始化方法包括首先开启电源开关的S1阶段；电源开关开启时，对离合电机(6)内部开关(650)的开启与否进行检测的S2阶段；如果检测结果是离合电机(6)的内部开关(650)处于开启状态，启动离合电机(6)，并使凸轮(600)旋转的S3阶段；启动离合电机(6)的同时开始计时的S4阶段；随着凸轮的旋转，对离合电机(6)的开关(650)是否在设定的时间内转为关闭状态进行判断的S5阶段；如果离合电机(6)的开关(650)是在设定的时间内完成转换，从开关(650)关闭的瞬间开始对离合电机(6)的驱动时间重新进行计时的S6阶段；然后，对已计时的离合电机(6)的驱动时间是否已达到设定的时间进行判断的S7阶段；如果上述的判断结果是从开关(650)关闭的瞬间开始离合电机(6)的驱动时间已达到设定时间，关闭离合电机(6)，并将凸轮(600)的位置维持在初始点上的S8阶段；如果S5阶段的判断结果是超过了设定时间开关(650)仍处于开启状态，关闭离合电机(6)的S9阶段；然后，将无刷直流电机(7)在一定时间内以较短的周期左右反转以解除约束动作的S10阶段；对无刷直流电机(7)解除约束动作的次数进行检测的S11阶段；如果无刷直流电机(7)解除约束动作的次数未达到设定次数，重新进行S3阶段，以开启离合电机(6)，并使凸轮(600)旋转的S12阶段；而如果无刷直流电机(7)解除约束动作的次数已达到设定次数，显示出‘错误’，并停止洗衣机的S13阶段；如果S2阶段的检测结果是离合电机(6)的内部开关(650)处于关闭状态，开启离合电机(6)，并使凸轮(600)旋转的S14阶段；启动离合电机(6)的同时开始计时的S15阶段；开始进行计时后，随着凸轮(600)的旋转，对离合电机(6)的开关(650)是否在设定的时间内转为开启状态进行判断的S16阶段；如果判断的结果是离合电机(6)的开关(650)是在规定的时间内完成转换，进行S3阶段以及其后各阶段的S17阶段；如果S16阶段的判断结果是超过设定的时间后开关(650)仍处于关闭状态，关闭离合电机(6)的S18阶段；然后，将无刷直流电机(7)在一定时间内以较短的周期左右反转以解除约束动作的S19阶段；无刷直流电机(7)解除约束动作时对其动作次数进行检测的S20阶段；如果检测结果是无刷直流电机(7)解除约束动作的次数未达到设定次数，重新进行S14阶段，以开启离合电机(6)，并使凸轮(600)旋转的S21阶段；和如果上述的检测结果是无刷直流电机(7)解除约束动作的次数已达到设定次数，显示出‘错误’，并停止洗衣机的S22阶段。
2.根据权利要求1所述的全自动洗衣机中离合电机的初始化方法，其特征在于如果S2阶段的判断结果是开启电源开关后离合电机(6)开关(650)处于关闭状态，开启离合电机(6)，以使凸轮(600)旋转，这时，开关(650)从关闭状态到开启状态的时间为5秒；如果S2阶段的判断结果是开启电源开关后离合电机(6)开关(650)处于开启状态，开启离合电机(6)，使凸轮(600)旋转，这时，开关(650)从开启状态到关闭状态的时间为7秒。
全文摘要
一种全自动洗衣机中离合电机的初始化方法。其包括开启电源开关的阶段；对离合电机开关进行检测的阶段；如果是开启状态，启动离合电机，并使凸轮旋转的阶段；同时开始计时的阶段；对离合电机的开关是否在设定的时间内转为关闭进行判断的阶段；如果在设定的时间内完成，重新计时的阶段；对驱动时间是否达到设定时间进行判断的阶段；如果驱动时间已达到设定时间，关闭离合电机，并将凸轮维持在初始点等阶段。本发明的离合电机能短时间稳定地进行搅拌叶片和脱水缸之间的传动切换。另外，离合电机开启时，驱动轴和凸轮可进行匀速旋转，关闭时，凸轮不会快速恢复原位，因此，从根本上消除了快速恢复原位而带来的冲撞噪音。
文档编号D06F37/40GK1536125SQ0310970
公开日2004年10月13日 申请日期2003年4月11日 优先权日2003年4月11日
发明者安仁根 申请人:乐金电子(天津)电器有限公司