专利名称：一种使用嵌齿式离合机构的全自动洗衣机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用嵌齿式离合机构的全自动洗衣机的控制方法，可归入国际专利分类表中D06F33/02。
背景技术：
为了克服传统的螺旋扭簧离合结构的离合器的问题，全自动波轮式或搅拌式洗衣机陆续开始采用嵌齿式离合结构的离合器。但该离合结构容易发生偶合时嵌齿不到位或分离时嵌齿拔不出的问题。为解决该问题，现有技术考虑了对该离合结构的状态检测和控制措施，可见于中国发明专利说明书CN1110592C《洗衣机》和中国发明专利公开说明书CN1439764A《单缸洗衣机离合器的控制方法》与CN1448574A《单缸洗衣机离合器的控制方法》。这些措施主要是设置传感器和配置相应控制软件，需要相当的成本，且由于结构的复杂化导致新的可靠性问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提出一种使用嵌齿式离合机构的全自动洗衣机，其离合结构不容易发生偶合时嵌齿不到位或分离时嵌齿拔不出的情况，但比现有技术成本低而可靠性高。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是一种使用嵌齿式离合机构的全自动洗衣机，包括盛水桶，于盛水桶内旋转的脱水桶，于脱水桶内同轴线旋转的搅拌轮，电动机，离合器，离合器的切换驱动机构，排水控制装置，控制所述离合器的切换驱动机构、排水控制装置和电动机的电气控制器；所述离合器包括——用于接收所述电动机的旋转力的动力轴，——用于联系搅拌轮并向其输出旋转力的洗涤轴，
——用于联系脱水桶并向其输出旋转力的脱水轴，——嵌齿式离合机构，切换驱动机构对其驱动，使动力轴的输出与洗涤轴的输入和脱水轴的输入二者或二者之一从偶合切换为分离，或者从分离切换为偶合；其特征在于电气控制器在控制切换驱动机构进行所述偶合或分离切换时，驱动电动机短时运转1次以上。
实验表明，对常见容量的家用全自动洗衣机，电气控制器在控制切换驱动机构进行所述偶合或分离切换时，以适当的时间、方式和次数驱动电动机短时运转，可确保偶合时嵌齿到位或分离时嵌齿拔出；因而无需现有技术设置传感器和配置相应控制软件的措施，以减低成本和提高可靠性。
实验还表明，所述电动机短时运转的具体次数可设计为2次或2次以上，最好其中1次或多次为顺向运转，另1次或多次为逆向运转；并且所述顺向运转和逆向运转交替进行。
进一步设计所述电动机短时运转在洗涤程序末期或者排水程序中进行。在这些程序中，盛水桶有水，有利于避免脱水桶与搅拌轮被洗涤物紧紧缠住难以产生相对运动因而防碍嵌齿动作的情况。
对常见容量的家用全自动洗衣机，最好设计所述电动机短时运转每1次的时间为(0.1～0.7)s，每次间隔时间为(1～7)s。实验表明，该设计达到预期效果。
本发明内容将在具体实施方式
的实施例中结合附图作进一步说明。
以下附图用于说明本发明的实施例。
图1是本发明实施例全自动洗衣机的结构示意图。
图2是本发明实施例全自动洗衣机使用的第1种离合器处于洗涤状态机构示意图。
图3是本发明实施例全自动洗衣机使用的第1种离合器处于脱水状态机构示意图。
图4是本发明实施例全自动洗衣机使用的第2种离合器处于洗涤状态机构示意图。
图5是本发明实施例全自动洗衣机使用的第2种离合器处于脱水状态机构示意图。
图6是本发明实施例全自动洗衣机控制电路图。
图7是本发明实施例全自动洗衣机电路通电状态图。
具体实施例方式
本发明实施例全自动洗衣机机械结构图1所示于盛水桶1内旋转的脱水桶5和于脱水桶5内同轴线旋转的搅拌轮16，由盛水桶1外底部的电动机41经小皮带轮7、皮带18、大皮带轮11和离合器15驱动；电动牵引器42的拉索牵引排水阀4的同时，联动由摆杆9和滑块19组成的离合器15的切换驱动机构；设置于洗衣机上部前沿的电子程序控制器20控制电动机41、电动牵引器42和位于洗衣机上后部的进水电磁阀41等电器部件，控制电路如图6所示。电子程序控制器20由控制进水电磁阀41的双向晶闸管34、控制电动牵引器42的双向晶闸管33、控制单相电容运转电动机41的双向晶闸管32和31、控制上述晶闸管的单片机22及其驱动电路23和电源装置21组成，所述电器部件即按单片机22内存的程序运转。
以上描述的是现有技术的全自动波轮式或搅拌式洗衣机的典型构成，其特点之一是，离合器15采用如图2和图3或者图4和图5所示本发明设计人在先申请专利的嵌齿式离合器。
如图2和图3所示为一单向嵌齿式离合结构的离合器，基本设计如下在该离合器上部，上壳体103与下壳体102通过螺钉141连接，把NGW型行星齿轮系104紧固包封在内；用于连接如图1所示搅拌轮16的洗涤轴106通过轴承107支承于上壳体103内，作为行星齿轮系104的输出；行星齿轮系104的行星轮环绕供输入轴108插入的太阳轮空间。
在离合器下部，脱水轴109以轴承113a和113b支承于壳体114内，其输出端套有密封圈134；输入轴108以轴承支承于脱水轴109内，其动力输出端加工为适合与行星齿轮系104的行星轮偶合的太阳轮；输入轴108的动力输入段径向偶合一连轴套121，连轴套121的外圆带有嵌齿，连轴套121的另一端偶合用于连接如图1所示大皮带轮11的动力轴101；在脱水轴109的下端固定连接着固定嵌齿120及刹车盘116，在固定嵌齿120外连接一可沿固定嵌齿120轴向滑动的滑动嵌齿135，滑动嵌齿135在弹簧118及拨杆119的推动下沿固定嵌齿120轴向上下滑动，并与连轴套121的外圆嵌齿接合或分离，实现洗衣机洗涤或脱水的动力切换。
该离合器安装于洗衣机时，首先使离合器下部的脱水轴109以螺母192紧固于用于连接如图1所示脱水桶5的托盘191；然后使离合器的上部置于托盘191之上，让行星齿轮系104的行星轮环绕的空间套在输入轴108的太阳轮上；上壳体103以螺钉142固定连接于托盘191的上表面，NGW型行星齿轮系104接受来自输入轴108的动力减速后输出至洗涤轴106，再由洗涤轴106将旋转力传递至与其联系的洗衣机的搅拌轮；脱水轴109，用于联系洗衣机的脱水桶并向其输出旋转力。密封圈134等在安装后，对离合器上部总成在洗衣机的液体中运行起密封作用。
当洗衣机处于洗涤状态时，见附图2。由图1滑块19联动的操纵杆131处于复位状态，使左刹车杆133、右刹车杆129复位抱紧刹车盘116，左刹车杆133、右刹车杆129带动其上的顶件117向中心移动，使拨杆119在复位弹簧128的作用下绕销轴127顺时针转动，进而推动滑动嵌齿135沿固定嵌齿120轴向向上滑动，与连轴套121的外圆嵌齿脱离，此时，动力轴101的旋转动力经连轴套121传递到输入轴108，再经NGW型行星齿轮系104减速后传递到洗涤轴106，实现洗衣机的洗涤运动。
当洗衣机处于脱水状态时，见附图3。由图1滑块19联动的操纵杆131处于牵引状态，使左刹车杆133、右刹车杆129打开放松刹车盘116，左刹车杆133、右刹车杆129带动其上的顶件117外移，顶住拨杆119并迫使拨杆119绕销轴127逆时针转动，滑动嵌齿135在弹簧118的作用下沿固定嵌齿120轴向向下滑动，与连轴套121的外圆嵌齿接合，此时，动力轴101的旋转动力经连轴套121同时传递到输入轴108及脱水轴109，使输入轴108及脱水轴109同步旋转，实现洗衣机的脱水运动。
如图4和图5所示为一双向嵌齿式离合结构的离合器，基本设计如下洗涤轴241，用于连接如图1所示搅拌轮16并向其输出旋转力；脱水轴251，用于连接如图1所示脱水桶5并向其输出旋转力；洗涤轴241以轴承242支承于空心的脱水轴251内。
脱水轴251内设置现有技术典型的N型少齿差行星齿轮系减速机构，包括结合于脱水轴251内周的内齿轮233；滑动地穿于洗涤减速输入轴231的偏心段的行星齿轮232；十字滑块234偶合行星齿轮232顶端的滑槽与洗涤轴241底端的滑键构成现有技术典型的十字滑块式输出机构；洗涤减速输入轴231的偏心段带动行星齿轮232沿内齿轮233滚动产生减速，并经所述输出机构传递到洗涤轴241输出；洗涤减速输入轴231以轴承230、235分别支承于脱水轴251内和洗涤轴241内。
脱水轴251外设置现有技术NGW型行星齿轮系减速机构，包括结合于壳体270内周的内齿轮293，结合于输入轴套291的外齿轮和位于所述内外齿轮间的行星齿轮292；连结各行星齿轮轴294的支架295紧固于脱水轴251作为输出；脱水轴251以轴承252a和252b分别支承于壳体270内和脱水减速输入轴套291内。
输入轴211滑动地套以离合套222，并以花键偶合；离合套222内的内啮齿224a迎着洗涤减速输入轴231的外啮齿224b，套外的外啮齿225a迎着脱水减速输入轴套291内的内啮齿225b，构成一双向啮合式离合机构；可旋转地卡套于离合套222外且由图1滑块19联动的控制盘227作为其操纵机构，沿输出轴向推动控制盘227带动离合套222使内啮齿224a与外啮齿224b啮合、外啮齿225a与内啮齿225b分离，即使输入轴211往洗涤减速输入轴231方向偶合而往脱水减速输入轴套291方向分离，减速离合器进入洗涤运转状态；反之则控制盘227带动离合套222使内啮齿224a与外啮齿224b分离、外啮齿225a与内啮齿225b啮合，即使输入轴211往洗涤减速输入轴231方向分离而往脱水减速输入轴套291方向偶合，脱水轴251还借助少齿差行星齿轮系的自锁功能偶合洗涤轴241与其同步旋转，减速离合器进入脱水运转状态。
控制盘227内周的花键套结构226b滑动于减速输入轴套291内的花键槽结构226a；花键套结构226b轴向端为嵌齿状，迎着偶合于壳体270外周的制动套261的嵌齿226c，构成牙嵌离合。沿输出轴向推动控制盘227使减速离合器进入洗涤运转状态时，该牙嵌离合脱水旋转系统沿着脱水轴251-行星齿轮292-结合外齿轮的输入轴套291-花键和牙嵌离合结构226a-226b-226c-制动套261-壳体270方向偶合而达到制动。在洗涤轴旋转时，该偶合也阻止脱水旋转系统约束于洗涤旋转系统的反向运动，因而无须现有技术的止回弹簧或单向轴承等措施，并且该偶合方向为NGW型行星齿轮系的增速方向，对制动套261的制动力要求可大大降低。
在沿用以上设计的基础上，本发明实施例的创造性在于，在如图6所示单片机22内存的程序中，对现有技术常见的洗涤——排水——脱水——漂洗——排水——脱水流程，在每一排水程序的开始，对晶闸管31、32和33的通电状态设计了使电动机短时运转的控制，如图7所示。图7表中的粗横线条表示相应晶闸管在该段时间导通。
本实施例中，设计了自排水程序的开始，首先触发晶闸管31通电使电动机顺转0.4s，然后均停止通电2s，接着触发晶闸管32通电使电动机逆转0.3s。实验表明，在现有技术原有排水程序中，触发晶闸管33通电使电动牵引器42动作牵引如图1所示排水阀4实施排水的同时，联动摆杆9和滑块19，推动如图2和图3所示离合器的操纵杆131或者图4和图5所示离合器的控制盘227，对嵌齿离合结构进行动力轴与脱水轴自分离改变为偶合的切换，这样设计的顺逆各1次的电动机运转驱动，确保相关嵌齿离合结构应该分离者可靠分离，应该偶合者偶合到位。
当洗衣机的形式和容量不同时，电动机短时运转每1次的时间可在(0.1～0.7)s内调整，每次间隔时间可在(1～7)s内调整；对于较大的容量，时间通常应长些，次数也最好更多些，以及顺逆转尽可能交替进行。通过实验，即可获得较佳的方案。
此外，以上所述电动机短时运转也可以设计在洗涤或漂洗程序的末了，且与该程序电动机的最后1次顺转或逆转合并。此时应同时触发晶闸管33通电，使电动牵引器42动作进行嵌齿离合结构的切换。
权利要求
1.一种使用嵌齿式离合机构的全自动洗衣机，包括盛水桶，于盛水桶内旋转的脱水桶，于脱水桶内同轴线旋转的搅拌轮，电动机，离合器，离合器的切换驱动机构，排水控制装置，控制所述离合器的切换驱动机构、排水控制装置和电动机的电气控制器；所述离合器包括——用于接收所述电动机的旋转力的动力轴，——用于联系搅拌轮并向其输出旋转力的洗涤轴，——用于联系脱水桶并向其输出旋转力的脱水轴，——嵌齿式离合机构，切换驱动机构对其驱动，使动力轴的输出与洗涤轴的输入和脱水轴的输入二者或二者之一从偶合切换为分离，或者从分离切换为偶合；其特征在于电气控制器在控制切换驱动机构进行所述偶合或分离切换时，驱动电动机短时运转1次以上。
2.按照权利要求1所述全自动洗衣机，其特征在于所述电动机短时运转的具体次数为2次或2次以上。
3.按照权利要求2所述全自动洗衣机，其特征在于所述电动机短时运转的其中1次或多次为顺向运转，另1次或多次为逆向运转。
4.按照权利要求3所述全自动洗衣机，其特征在于所述顺向运转和逆向运转交替进行。
5.按照权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4所述全自动洗衣机，其特征在于所述电动机短时运转在洗涤程序末期进行。
6.按照权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4所述全自动洗衣机，其特征在于所述电动机短时运转在排水程序中进行。
7.按照权利要求1或权利要求2或权利要求3或权利要求4所述全自动洗衣机，其特征在于所述电动机短时运转每1次的时间为(0.1～0.7)s，每次间隔时间为(1～7)s。
全文摘要
一种使用嵌齿式离合机构的全自动洗衣机，包括盛水桶，于盛水桶内旋转的脱水桶，于脱水桶内同轴线旋转的搅拌轮，电动机，离合器，离合器的切换驱动机构，排水控制装置，控制离合器的切换驱动机构、排水控制装置和电动机的电气控制器；离合器包括接收电动机的旋转力的动力轴，联系搅拌轮并向其输出旋转力的洗涤轴，联系脱水桶并向其输出旋转力的脱水轴和嵌齿式离合机构；切换驱动机构驱动离合机构使动力轴的输出与洗涤轴的输入和脱水轴的输入二者或二者之一从偶合切换为分离，或者从分离切换为偶合；电气控制器控制切换驱动机构进行所述切换时，驱动电动机短时运转1次以上。该设计无需设置所述切换状态的检测和控制，可降低成本和提高可靠性。
文档编号D06F33/02GK1704516SQ20041002734
公开日2005年12月7日 申请日期2004年5月28日 优先权日2004年5月28日
发明者陈水东 申请人:金羚电器有限公司