专利名称：洗衣机的动力传导模式转换方法
技术领域：
本发明涉及洗衣机，尤其涉及洗衣机的动力传导模式。
背景技术：
一般来说，洗衣机是通过洗涤剂的乳化作用、随洗涤搅拌器而旋转的水流的摩擦作用、洗涤搅拌器作用在洗涤物上的冲击作用而将附着在衣服、寝具等上面的各种污染物清除的机器，它能够通过传感器来检测洗涤物的量和种类从而自动设定洗涤方法，并且根据洗涤物的量和种类将洗涤水注入到合适的水位，然后在微电脑的控制下执行洗涤过程。
此外，现有的全自动洗衣机的驱动方式有以下几种，即通过传导动力用的皮带(belt)和皮带轮(pulley)，将驱动电机的旋转动力传送给洗涤轴或脱水轴，从而使搅拌器或脱水槽旋转的方式；通过对BLDC电机(BrushlessDC Motor)的速度控制，使洗涤槽兼脱水槽在洗涤和脱水时分别以不同的速度旋转的方式。
另外，最近又出现一种新型的结构，它在利用BLDC电机的同时，还可以对动力传导路径进行分别控制，从而可以使洗衣机通过以下两种方式运行，即在洗涤时只使搅拌器低速旋转，而在脱水时使搅拌器和脱水槽同时高速旋转的方式。这种方式的构造在日本特介平11-347289上有记载。
但是，上述日本特介平11-347289上所记载的方式所存在的问题是由于它在进行动力传导路径的切换时，啮合的离合器结构的启动是通过螺线管(solenoid)来实现的，因此它的动作不够稳定，并且驱动部件在进行啮合时会产生很多的噪音。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述缺点，本发明提供一种洗衣机的动力传导模式转换方法，以使动力传导模式的转换能够低噪音、稳定地实现。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种洗衣机的动力传导模式转换方法，首先洗衣机需具备以下部件，即BLDC电机，它是洗衣机的驱动源，它由转子和定子构成，其中转子与洗涤轴相连接，而定子则安装在所述转子的外部并能够将转子包裹起来；离合器电机，它能够通过使联轴器上升或下降而将其送到洗涤和脱水的位置上；联轴器，它能够在所述离合器电机驱动时与其联动，从而上升或下降，并且由此在洗涤时只向所述洗涤轴传导动力，而在脱水时则向洗涤轴和位于洗涤轴外侧的脱水轴同时传导动力；其特征在于，当需要转换到只向洗涤轴传导动力的动力传导模式时，可以先使BLDC电机进行左右搅拌，然后在使BLDC电机进行左右搅拌的同时驱动离合器电机，从而使联轴器移动到洗涤时的位置；如果位置的移动完成了，那么就重新使BLDC电机进行左右搅拌，从而完成模式转换；当需要转换到向洗涤轴和脱水轴传导动力的动力传导模式时，可以先使BLDC电机进行左右搅拌，然后在使BLDC电机进行左右搅拌的同时驱动离合器电机，从而使联轴器移动到脱水时的位置。如果位置的移动完成了，那么就重新使BLDC电机进行左右搅拌，从而完成模式转换。
所述的洗衣机的动力传导模式转换方法，其使BLDC电机实现左右搅拌的阶段是指使BLDC电机以比洗涤或漂洗时BLDC电机的旋转角度小的角度实现搅拌的阶段。
所述的洗衣机的动力传导模式转换方法，其使BLDC电机实现左右搅拌的阶段是指使BLDC电机左右搅拌N次或在设定的时间内进行搅拌的阶段。
图1为本发明的洗衣机的结构示意2a和图2b为图1洗衣机中的离合器结构的主要部分的纵向截面3为图1的离合器电机的立体4为图3离合电机的分解立体5a至图5c是离合器电机(clutch motor)驱动时凸轮(cam)与开关(switch)的动作关系的示意6为离合器电机、凸轮以及开关之间的动作关系的时间图表(timechart)图7为本发明的洗衣机的动力传导模式转换方法的流程图具体实施方式
下面参照附图对本发明的洗衣机的动力传导模式转换方法的一个理想示例予以详细说明。
如图1所示，本发明的洗衣机包括以下部件洗涤槽兼脱水槽(2)，它安装在本体的外槽(1)内部并可以旋转；搅拌器(pulsator)(3)，它安装在脱水槽(2)内，但能够独立于脱水槽(2)而旋转；脱水轴(5)，它受轴支撑轴承箱(bearing case)(20，参见图2a)的支撑并可以旋转，能够将旋转动力传导给脱水槽(2)；洗涤轴(4)，它能够将旋转动力传导给搅拌器(3)；BLDC电机(7)，它的转子(rotor)(7b)能够随着定子(stator)(7a)的通电而旋转；离合器结构，它能够对应于洗涤行程和脱水行程而将BLDC电机(7)的动力传导路径切换到洗涤轴(4)或脱水轴(5)上。
在这里，上述离合器结构如图2a、图2b和图3所示，它包括以下部件离合器电机(clutch motor)(6)，它安装在外槽(1)的下面；凸轮(600)，它连接在离合器电机(6)的驱动轴(602)上；传动杆导向结构(lever guide)(30)，它固定在轴支撑轴承箱(20)上；传动杆(lever)(8)，离合器电机(6)驱动时，它能够在传动杆导向结构(30)的引导下做直线运动，并且它具备以下结构，即具备倾斜面(801)的槽(800)和从倾斜面(801)的下端水平延续下来的平坦面(802)；连杆(connecting rod)(17)，它安装在离合器电机(6)的凸轮(600)与传动杆(8)之间，当离合器电机(6)启动(on)时，它能够起到将传动杆(8)向离合器电机(6)一侧拉动的作用；回力弹簧(return spring)(14)，它一端固定在传动杆导向结构(30)的前端，另一端固定在传动杆(8)的一侧的卡坎突起(803)上，因而它能够赋予传动杆(8)以复原力；可动子(9)，它呈中空气缸(cylinder)形状，它在脱水时保持与传动杆(8)的具备倾斜面(801)的槽(800)相对接的状态，而在切换到洗涤模式时则沿着倾斜面(801)下降，从而处在平坦面(802)的下面的位置上；活塞(plunger)(10)，它能够沿着可动子(9)内部的导向槽(900)做升降运动；缓冲弹簧(11)，它位于可动子(9)与活塞(10)之间；联轴器制动器(coupling stopper)(22)，它固定在轴支撑轴承箱(20)的下面，具备沿圆柱方向形成的齿轮齿(221)；可动杆(rod)(12)，它呈叉子(fork)形状，它的一端通过铰链(hinge)连接在活塞(10)的下端，它的中间部位的一个支点通过铰链连接在形成于联轴器制动器(22)下面的支撑托架(bracket)(220)的下端，因而在活塞升降时，它能够以以铰链连接着的中间部位的支点为中心做跷跷板(seesaw)式运动；联轴器(coupling)(15)，它能够随着可动杆(12)的转动，沿着脱水轴(5)的方向升降，从而对BLDC电机(7)的旋转动力传导路径进行切换；连接器组件(connecter assembly)(16)，它能够使转子(7b)的旋转力向洗涤轴(4)传导。
在这里，离合器电机(6)如图3和图4所示，由于凸轮(600)直接连接在驱动轴(602)上，因此当驱动轴(602)旋转时，凸轮(600)会随之同速旋转，并且在驱动轴(602)停止下来的位置上，凸轮(600)也会停止下来。下面对凸轮与开关的动作关系予以说明。
首先，在凸轮(600)位于初始点上的状态下，开关(650)保持断开(off)状态。在这里，所谓凸轮(600)位于初始点上的状态，如图5c所示，指的是凸轮(600)的杆(rod)连接轴(601)朝向初始点方向的状态。
在这种状态下，当为了进行洗涤而切换动力传导路径时，离合器电机(6)会有电源接通(on)从而使其启动，随之凸轮(600)会实现顺时针方向的旋转。此时，在上述凸轮(600)的旋转角度从初始点开始至达到150度之前，开关(650)的突出部(650a)都一直处在凸轮槽面(600a)内，因此开关(650)保持断开(off)状态。
在这种状态下，如果凸轮(600)的旋转角度从初始点开始算起达到了150度，那么开关(650)的突出部(650a)就会从凸轮槽面(600a)脱离开来，随之开关(650)就会接通(on)。
如果像上面所说的那样，凸轮(600)的旋转角度从初始点开始达到了150度，那么就会变成联轴器(15)的齿轮齿(151)的齿峰部分与联轴器制动器(22)的齿轮齿(221)的齿峰部分相互啮合的状态。
虽然如此，但如果之后离合器电机(6)继续保持启动(on)状态，如图5a所示，凸轮(600)到达了从初始点开始算起170度的位置，那么离合器电机(6)就会停止(off)。之所以像这样在凸轮(600)的保持点上将离合器电机(6)停止(off)，是为了能够更准确地将动力切换到洗涤模式。
另外，洗涤结束后进行脱水时，凸轮(600)需恢复到初始点位置上。
为此，在向脱水模式切换动力时，离合器电机(6)会重新启动(on)，从而使凸轮(600)按顺时针方向旋转。此时开关(650)保持着接通(on)状态，当凸轮(600)沿顺时针方向经过了从初始点算起328度角的位置(沿顺时针方向从保持点算起158度角的位置)时，开关(650)的突出部(650a)会位于凸轮槽面(600a)内，随之开关(650)就会由接点脱离而转换到断开(off)状态(参照图5b)。
之后，即使开关(650)转换到了断开(off)状态，离合器电机(6)也会在微电脑的控制下保持启动(on)状态，直至凸轮(600)到达初始点为止，而一旦凸轮(600)处在初始点的位置上，离合器电机(6)就会停止(off)。
在这里，在从开关(650)断开(off)之后开始至凸轮(600)到达初始点为止的期间内，使离合器电机(6)保持“启动”(on)状态是通过以下方法实现的，即通过对向离合器电机(6)供电的AC电源的脉冲进行计数的方法。由于离合器电机(6)旋转1圈的周期是一定的，因此如果把凸轮从开关(650)断开(off)开始至到达初始点为止的旋转角度(即32度)除以一个旋转周期的话，那么就可以计算出离合器电机(6)需要保持启动(on)状态的时间，然后对与此相应的脉冲进行计数，这样就可以实现对离合器电机(6)的控制。
另外，如图2a、2b所示，在如上所述的凸轮(600)处在初始点上的状态下，不但联轴器(15)的齿轮齿(151)与联轴器制动器(22)的齿轮齿(221)的啮合会解除，与此同时，联轴器(15)内表面的上部锯齿(serration)(150a)和下部锯齿(150b)会分别与连接在洗涤轴(4)上的内连接器(innerconnecter)(16b)上端外表面上的锯齿(161b)以及脱水轴(5)下端的锯齿啮合，从而使洗涤轴(4)和脱水轴(5)同时旋转，实现脱水。
下面对具有上述结构的洗衣机的动力传导模式转换方法中的洗涤和漂洗时所使用的搅拌器模式的转换方法予以说明。
本发明的离合器结构在洗涤开始之前，处于离合器电机(6)上没有电源接通的停止(off)状态，如图2b所示，连轴器(15)保持下降的状态。
也就是说此时可动子(9)位于传动杆(8)的具备倾斜面(801)的槽(800)内，而联轴器(15)则处于下斜点处。
在这种状态下，如果离合器电机(6)上有电源接通，从而使离合器电机(6)启动的话，那么离合器电机(6)的驱动力会传导给凸轮(600)，通过上述凸轮(600)的旋转运动，连杆(17)会向离合器电机(6)一侧移动，随之传动杆(8)在受到传动杆导向结构(30)的引导的同时，会被拉向离合器电机(6)。
此时，安装在传动杆导向结构(30)后端的回力弹簧(14)被拉长。
另外，凸轮(600)旋转时，接触在传动杆(8)的倾斜面(801)上的可动子(9)由于被倾斜面(801)压着，因而会下降。在凸轮(600)位于保持点的那一刻，如图2a所示，可动子(9)会位于传动杆(8)的平坦面(802)的下面。
如上所述，伴随着凸轮(600)向保持点旋转，传动杆(8)会向离合器电机一侧移动，从而使可动子(9)下降。可动子(9)在下降的过程中会压缩缓冲弹簧(11)，随之，以能够沿着可动子(9)的导向槽(900)升降的形式安装着的活塞(10)也会下降。
接下来，随着上述活塞(10)的下降，通过铰链连接在活塞(10)上的可动杆(12)会以中间部位支点的固定针(12b)为中心，按照图纸上的逆时针方向旋转，其中上述中间部位支点的固定针(12b)贯穿了固定在轴支撑轴承箱(20)下面的联轴器制动器(22)的支撑托架(220)。
此外，当可动杆(12)像上面所说的那样，以固定针(12b)为中心按照图纸上的逆时针方向旋转时，上述可动杆(12)的前端会接触在联轴器(15)的底面上，从而将上述联轴器(15)沿着脱水轴(5)向轴上部推动。
随之，当将动力切换到洗涤模式的动作完成时，在上述联轴器(15)上端形成的齿轮齿(151)如图2a所示，它会与固定在轴支撑轴承箱(20)下面的联轴器制动器(22)上的齿轮齿(221)啮合。
另外，如果像上面所说的那样，联轴器(15)的齿轮齿(151)与联轴器制动器(22)的齿轮齿(221)啮合，那么上述联轴器(15)就会从连接器组件(16)上脱离，因此当转子(7b)旋转时，只有洗涤轴(4)会随之旋转。
也就是说在洗涤的时候，联轴器(15)只与脱水轴(5)外表面上的锯齿啮合，而与啮合在洗涤轴(4)上的内连接器(16b)上端的锯齿(161b)则没有啮合，因此转子(7b)的旋转动力只通过洗涤轴(4)传导给了搅拌器(3)。
另外，在上述联轴器(15)的齿轮齿(151)啮合在联轴器制动器(22)的齿轮齿(221)上的状态下，联轴器(15)会在联轴器制动器(22)的齿轮齿(221)的作用下而不能旋转。
接下来对脱水时所使用的向脱水槽模式的转换方法予以说明。
先是在如图2a所示的状态下进行洗涤，当洗涤结束，为了进行脱水而需要将动力传导路径切换到脱水槽模式时，离合器电机(6)上会重新有电源接通，从而使其启动，并且由此凸轮(600)会开始旋转。
如果像上面所说的那样，离合器电机(6)的凸轮(600)一直旋转，从而移动到脱水位置的话，那么传动杆(8)会在回力弹簧(14)的复原力的作用下从离合器电机(6)处被推开。
随之，在洗涤模式中接触在传动杆(8)的平坦面(802)上的可动子(9)如图2b所示，它会在传动杆(8)完成复原的那一刻位于传动杆(8)的具备倾斜面(801)的槽(800)内。
当像上面所说的那样，可动子(9)随着传动杆(8)的移动而上升时，一直施加在缓冲弹簧(11)上的压缩力会减小，随之，以能够沿着上述可动子(9)的导向槽(900)而升降的形式安装着的活塞(10)也会上升。
接下来，随着上述活塞(10)的上升，通过铰链连接在上述活塞(10)上的可动杆(12)会以中间部位支点的固定针(12b)为中心，按照图纸(参照图2a)上的顺时针方向旋转，其中上述中间部位支点的固定针(12b)贯穿了固定在轴支撑轴承箱(20)下面的联轴器制动器(22)的支撑托架(220)。
此外，当可动杆(12)像上面所说的那样，以固定针(12b)为中心按照图纸上的顺时针方向旋转时，可动杆(12)的前端会将联轴器(15)支撑起来，从而解除将联轴器(15)沿着脱水轴(5)向轴上部推动的力。
随着可动杆(12)对于联轴器(15)的支撑力被解除，联轴器(15)会在自重和压缩弹簧(40)的复原力的作用下下降，随之，联轴器(15)的齿轮齿(151)会从联轴器制动器(22)的齿轮齿(221)上脱离开来。
另外，如果联轴器(15)完全降下了，那么联轴器(15)内表面的锯齿(150a)(150b)会分别与连接在洗涤轴(4)上的内连接器(16b)上端外表面上的锯齿(161b)和脱水轴(5)下端的锯齿啮合，因此当转子(7b)高速旋转时，洗涤轴(4)和脱水轴(5)也会随之高速旋转，从而实现脱水。
下面对本发明的洗衣机的动力传导模式转换方法予以说明。如图7所示，首先对是否需要转换到搅拌器模式进行判断(S71)。
接下来，如果上述判断结果(S71)为需要转换到搅拌器模式，那么就使BLDC电机(7)以比洗涤时的旋转角度小很多的角度左右搅拌N次，例如2次(S72)。在这里，也可以不像上面那样对次数进行限制，而是使BLDC电机(7)在设定时间(1至3秒)内进行左右搅拌。
此时，因啮合在联轴器(15)上的脱水轴(5)与内连接器(16b)的错位，会使联轴器(15)内表面的锯齿(150a)(150b)受到来自脱水轴(5)下端的锯齿和内连接器(16b)上端的锯齿(161b)的向相反方向作用的压力，因此在离合器电机驱动时容易发生联轴器(15)的上升受到限制的现象。因此在进入使联轴器(15)上升到洗涤模式的位置的阶段之前，为了解除对于联轴器(15)的束缚，先进行使BLDC电机(7)左右反转的阶段，以防止发生联轴器(15)的上升被限制的现象。
接下来驱动离合器电机，从而使凸轮(600)旋转，与此同时，使BLDC电机进行M次，例如1次(左、右)的左右搅拌(S73)。此处的搅拌次数‘M’可以比上述N小，也可以比N大。
在这里，之所以在驱动离合器电机的同时要使BLDC电机进行搅拌，这是为了在上述阶段(S72)的基础上，再次起到防止发生联轴器(15)的上升受到限制的现象的作用。
然后对开关(650)是否接通(on)进行判断(S74)。
接下来，如果上述判断结果(S74)为开关接通(on)，那么就对AC电源输入脉冲个数进行计数，然后对计数得出的结果是否在已设定的脉冲个数如‘66’以上进行判断(S75)。
在这里，之所以在开关保持接通(on)的状态下对脉冲个数进行计数，从而持续驱动离合器电机，是为了使联轴器的齿轮齿与联轴器制动器的齿轮齿啮合得更加牢固。
如果上述判断结果(S75)为AC电源输入脉冲个数在已设定的脉冲个数之上，那么就使离合器电机停止(S76)，使BLDC电机(7)在瞬间以比洗涤时的旋转角度小的角度进行N次左右搅拌(S77)。
之所以如上所述要进行左右搅拌，目的是为了预先防止因电机或是构造上的故障而发生以下现象，即在联轴器的齿轮齿与联轴器制动器的齿轮齿没有完全啮合的状态下机器开始动作。
另外，如果上述判断结果(S71)为需要转换到脱水槽模式，那么就使BLDC电机(7)在瞬间以比洗涤时的旋转角度小的角度进行N次左右搅拌(S87)。
在这里，在向脱水槽模式进行切换时，因联轴器(15)与联轴器制动器(22)啮合上的错位，在上述联轴器(15)的齿轮齿(151)与上述联轴器制动器(22)的齿轮齿(221)之间会产生向相反方向作用的压力，因此在上述离合器电机(6)驱动时容易发生联轴器(15)的下降受到限制的现象。因此在进入使联轴器(15)下降到脱水模式的位置的阶段之前，为了解除对于上述联轴器(15)的束缚，先进行使BLDC电机(7)左右反转的阶段。
接下来驱动离合器电机，从而使凸轮(600)旋转，与此同时，使BLDC电机进行M次左右搅拌(S79)。
在这里，之所以在驱动离合器电机的同时要使BLDC电机进行搅拌，这是为了在上述阶段(S78)的基础上，再次起到防止发生联轴器(15)的下降受到限制的现象的作用。
然后对开关(650)是否断开(off)进行判断(S80)。
接下来，如果上述判断结果(S80)为开关断开(off)，那么就对AC电源输入脉冲个数进行计数，然后对计数得出的结果是否在已设定的脉冲个数如‘66’以上进行判断(S81)。
在这里，之所以在开关保持断开(off)的状态下对脉冲数进行计数，从而持续驱动离合器电机，是为了使联轴器的齿轮齿与联轴器制动器的齿轮齿完全解除啮合。
如果上述判断结果(S81)为AC电源输入脉冲个数在已设定的脉冲个数之上，那么就使离合器电机停止(S82)，使BLDC电机(7)以比洗涤时的旋转角度小的角度左右搅拌N次(S83)。
之所以要在上述阶段(S83)进行左右搅拌，目的是为了预先防止因电机或是构造上的故障而发生以下现象，即在联轴器的齿轮齿与联轴器制动器的齿轮齿没有完全解除啮合的状态下机器开始动作。
发明的效果本发明的洗衣机的动力传导模式转换方法在搅拌器模式和脱水槽模式转换方面，能够先使BLDC电机进行左右搅拌以防止联轴器运转异常，然后再开始模式转换，并且在驱动离合器电机的同时还要驱动BLDC电机以再次起到防止BLDC电机运转异常。另外，在离合器电机停止后重新使BLDC电机进行搅拌，从而使联轴器与联轴器制动器的能够实现完全啮合。因此，本发明不但能够将模式转换时所产生的噪音降到最低，同时还可以防止因转换故障而造成部件损伤。另外，由于本发明可以在行程进行的过程中产生最合适的转矩，因而可以防止出现洗涤性能低下的问题。
权利要求
1.一种洗衣机的动力传导模式转换方法，首先洗衣机需具备以下部件，即BLDC电机，它是洗衣机的驱动源，它由转子和定子构成，其中转子与洗涤轴相连接，而定子则安装在所述转子的外部并能够将转子包裹起来；离合器电机，它能够通过使联轴器上升或下降而将其送到洗涤和脱水的位置上；联轴器，它能够在所述离合器电机驱动时与其联动，从而上升或下降，并且由此在洗涤时只向所述洗涤轴传导动力，而在脱水时则向洗涤轴和位于洗涤轴外侧的脱水轴同时传导动力；其特征在于，当需要转换到只向洗涤轴传导动力的动力传导模式时，可以先使BLDC电机进行左右搅拌，然后在使BLDC电机进行左右搅拌的同时驱动离合器电机，从而使联轴器移动到洗涤时的位置；如果位置的移动完成了，那么就重新使BLDC电机进行左右搅拌，从而完成模式转换；当需要转换到向洗涤轴和脱水轴传导动力的动力传导模式时，可以先使BLDC电机进行左右搅拌，然后在使BLDC电机进行左右搅拌的同时驱动离合器电机，从而使联轴器移动到脱水时的位置；如果位置的移动完成了，那么就重新使BLDC电机进行左右搅拌，从而完成模式转换。
2.根据权利要求1所述的洗衣机的动力传导模式转换方法，其特征在于，使BLDC电机实现左右搅拌的阶段是指使BLDC电机以比洗涤或漂洗时BLDC电机的旋转角度小的角度实现搅拌的阶段。
3.根据权利要求1所述的洗衣机的动力传导模式转换方法，其特征在于，使BLDC电机实现左右搅拌的阶段是指使BLDC电机左右搅拌N次或在设定的时间内进行搅拌的阶段。
全文摘要
一种洗衣机的动力传导模式转换方法，其包括当需要转换到只向洗涤轴传导动力时，可以先使BLDC电机进行左右搅拌，然后在使BLDC电机进行左右搅拌的同时驱动离合器电机，使联轴器移动到洗涤时的位置；当位置的移动完成后，就重新使BLDC电机进行左右搅拌，完成模式转换。当需要转换到向洗涤轴和脱水轴传导动力时，可以先使BLDC电机进行左右搅拌，然后在使BLDC电机进行左右搅拌的同时驱动离合器电机，从而使联轴器移动到脱水时的位置；当位置的移动完成后，就重新使BLDC电机进行左右搅拌，完成模式转换。因此本发明能够防止因转换故障而使部件损伤和洗涤性能低下的问题。
文档编号D06F37/40GK1566492SQ03130339
公开日2005年1月19日 申请日期2003年6月30日 优先权日2003年6月30日
发明者崔斗赫, 赵寅行, 具本权 申请人:乐金电子(天津)电器有限公司