专利名称：一种洗衣机的称重方法及其实现所述方法的洗衣机的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种洗衣机的称重方法、实现所述方法的洗衣机，具体地讲，本发明涉及的是一种利用减震器上的位移传感器采集的信号经过处理后得到被洗物品重量的称重方法，以及实现所述方法的洗衣机，尤其适用于滚筒洗衣机。
背景技术：
现有技术中，滚筒洗衣机在其外筒底部与外箱体的底座之间装设有两个弹性支撑减振器，所述的弹性支撑减振器包括弹簧式的、液压阻尼和空气阻尼式的。所述的现有技术的减震器可参见CN2519049Y、CN2345773Y、JP5300992A、JP2002200392A、CN2422320Y等。
和本发明结构相同的减震器是WO01/27375，但是，该文献没有公开如何测重的电路以及减震器活塞杆的增强结构。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种测重方法；本发明的另一个目的在于提供一种实现所述方法的洗衣机；本发明的再一个目的在于提供一种具有增强减震器活塞杆的洗衣机。
图1为本发明的结构示意图。
图2为空气阻尼减震器的示意图。
图3为带有位移传感器的空气阻尼减震器的示意图。
图4为其电气原理方框图。
图5为所述增强结构活塞杆的示意图。
图6为所述位移传感器的特征曲线图。
图7为MCU的接口时序示意图。
为了实现上述目的，所述的洗衣机应该至少包括机壳、安装在机壳和外筒之间的机械支承装置、安装在外筒中的内滚筒、安装在机壳和外筒之间的电机及其传动装置、安装在机壳上的进排水机构以及电气控制系统。
机械支承装置包括装设在外筒底部与机壳的底座之间的两个弹性支撑减振器。其中一个弹性支撑减振器为空气阻尼减震器，由端部带有连接环的气缸体、套装在气缸体中且端部带有连接环的活塞杆、套装在活塞杆另一端的活塞密封环所组成。
另一个弹性支撑减振器为带有位移传感器的空气阻尼减震器，由端部带有连接环的气缸体、固定在气缸体轴心线上的线圈架、安装在线圈架外周部的线圈、制作在气缸体外面与线圈连接的线圈接口、套装在气缸体中且端部带有连接环的活塞杆、套装在活塞杆另一端的活塞密封环所组成。活塞杆由铁磁材料制成，其端部带有可以使线圈架及线圈进出的内孔。
工作时，带有位移传感器的空气阻尼减震器的线圈架及安装其上的线圈插入活塞杆的内孔中。当加入衣物或进水时，外筒及内滚筒的重量增加，加在倾斜安装的空气阻尼减震器和带有位移传感器的空气阻尼减震器上的重力加大，迫使其向下压缩。其气缸体和活塞杆、活塞密封环之间的空气受到压缩，阻尼力增大，直至平衡。
带有位移传感器的空气阻尼减震器向下压缩时，线圈与铁磁材料活塞杆之间产生了位移，线圈的电感量必然改变。于是，位移量就转换为电感量被检测并传输至称重模块。
空气阻尼减震器和带有位移传感器的空气阻尼减震器的阻尼力(弹力)相同或相近。这种可保持外筒及内滚筒的左右平衡，减少振动以及称重准确。
位移传感器的输出端和两输入端与称重模块连接，称重模块与电气控制系统的微处理器连接。
称重模块包括与位移传感器的输出端连接的整流电路、与整流电路连接的低通滤波器、与低通滤波器连接的高增益放大器、与低通滤波器和高增益放大器连接的时序产生电路、与时序产生电路连接的方波产生电路、与时序产生电路连接的微处理器接口电路。
方波产生电路与位移传感器的两输入端连接，微处理器接口电路和高增益放大器与微处理器连接。
称重模块对内产生高精度时钟信号、各种时序信号、滤波器/放大器的控制信号；对外则产生测量用双相方波信号，并连接至微处理器MCU的接口电路。
称重模块首先对反馈回来的交流信号进行整流，将方波信号变换成直流信号；然后对直流信号作低通滤波，滤除高频干扰；最后进行高增益放大，得到合适幅度的输出信号。
称重模块设置了外部MCU接口电路，接口电路为IBIT双向I/O的形式，MCU在启动称重模块工作时，首先，输出一低电平时间大于10mS负脉冲，然后，将I/O口转为输入等待START信号的上升沿，检测到上升沿后，MCU即可使用模块的A/D OUT信号测量重量。电路结构为带内部上拉电阻的开漏输出。
称重模块与MCU、空气阻尼减震器和带有位移传感器的空气阻尼减震器相配合，在MCU的控制下，完成对衣物重量和/或进水量的称量，实现了滚筒洗衣机的自动称重功能。
称重模块中的各部件可以集成为整体的集成电路电路。
本发明的任务就是这样完成的。
本发明将位移传感器和空气阻尼减震器合二为一，然后利用位移传感器输出的信号并进行相应的处理后，可以换算成实际的重量，通过该方法可以测控衣物量和/或进水量，所述的方法实现简单，相应的元件结构简单，成本低，精度较高。它可广泛应用于滚筒洗衣机中。
具体实施例方式
实施例1。一种设有称重装置的滚筒洗衣机，如图1所示。它包括机壳1、安装在机壳1和外筒2之间的机械支承装置3、安装在外筒2中的内滚筒4、安装在机壳1和外筒2之间的电机及其传动装置、安装在机壳1上的进排水机构以及电气控制系统5。机械支承装置3包括装设在外筒2底部与机壳1的底座之间的两个弹性支撑减振器6。
图2所示，其中一个弹性支撑减振器为空气阻尼减震器。它由端部带有连接环7的气缸体8、套装在气缸体8中且端部带有连接环9的活塞杆10、套装在活塞杆10另一端的活塞密封环11所组成。
图3所示，其中另一个弹性支撑减振器为带有位移传感器的空气阻尼减震器。它由端部带有连接环12的气缸体13、固定在气缸体13的轴心线上的线圈架14、安装在线圈架14外周部的线圈15、制作在气缸体13外面与线圈15连接的线圈接口16、套装在气缸体13中且端部带有连接环17的活塞杆18、套装在活塞杆18另一端的活塞密封环19及嵌装在该端的环形件21所组成。
活塞杆18通常由工程材料注塑而成，在活塞杆的中心有一沿杆中心轴线的内孔20，当使线圈架14及线圈15因为位移进入其中的时候，使线圈架14及线圈15能够自如地在其中移动，在内孔20的前端内嵌一个由铁磁材料制成环形件21。
所述的活塞杆18，在现有技术中，通常采用的四肋方式或光滑圆柱方式，这种方式可能导致活塞杆18的强度下降并且会使活塞杆18沿轴线垂直方向摆动，为了克服这样的缺陷，本发明的研究人员采用了沿活塞杆18轴线片状加强肋22和沿活塞杆18轴线垂直方向的片状加强肋23的方式，采用了该方式的活塞杆能够克服通常，沿轴线方向的片状加强肋22为3-9片，沿轴线垂直方向的片状加强肋23为2-7片；优选的是沿轴线方向的片状加强肋22是7片，沿轴线垂直方向的片状加强肋23为5片。
沿轴线方向的片状加强肋22的外形和汽缸体13滑动配合，而沿轴线垂直方向的片状加强肋23的高度应该低于沿轴线方向的片状加强肋1-5mm，这是因为，如果高度一致，可能导致活塞杆18与汽缸体13之间的气密性不一致。
同时，活塞杆18端部的环状件21虽然和汽缸体13滑动配合，但是，在所述环状件上应该有通孔，这样，将气密性完全由活塞密封环19把握，可实现高度的一致性。
上述空气阻尼减震器和带有位移传感器的空气阻尼减震器的阻尼力相近，可使外筒2及内滚筒4左右平衡，减少振动、称重准确。
图4所示，位移传感器21的输出端22和两输入端23与称重模块24连接，称重模块24还与电气控制系统5的微处理器25连接。
称重模块24包括与位移传感器21的输出端22连接的整流电路26、与整流电路26连接的低通滤波器27、与低通滤波器27连接的高增益放大器28、与低通滤波器27和高增益放大器28连接的时序产生电路29、与时序产生电路29连接的方波产生电路30、与时序产生电路30连接的微处理器接口电路31。方波产生电路30与位移传感器21的两输入端23连接，微处理器接口电路31和高增益放大器28分别与微处理器25连接。称重模块24是一种可以集成为整体的集成电路电路。
其中，图4中24代表的称重模块中的XIN为输入位移传感器的反馈信号(-5V---+5V方波信号输入)，XOUT为输出到位移传感器的方波信号(0-5V方波输出)，A/D OUT是测重测量信号输出(1.5-4.5V输出，输出阻抗1000欧姆)，VCC为电源(4.75-5.25V)，GND为接地，START为I/O测重测量启动(0-5V，内部上拉电阻)、握手信号。
作为提供信号的重要部件，本发明所述的测重方法中的位移传感器具有如下指标其模拟输出小于等于正负3.5V；当测量范围在正负25.5mm内，其线性度为正负1.5％，其灵敏度为107mV/mm正负10％。
为了实现所述的参数，本发明的研究人员提出，在位移传感器中的线圈，应该满足如下指标其有效电阻为68欧姆正负3％，在15kHz下其电感L为2.55mH正负3％，在15kHz下并且减震器长度为220mm时其电感L为2.13mH正负3％，在15kHz下其电容为1.85nF正负10％。
为了进一步说明并规范所述减震器的减震性能，研究人员还提出了，适用的减震器推力FD(即(FD+FZ)/2)为80-120N，其拉力FZ(即(FZ-FD))小于等于25N。
本发明提供了一种将位移传感器和空气阻尼减震器合二为一，并且与另一个专用的空气阻尼减震器配套使用，通过位移传感器测得的信号转化为重量信号，可以测控被洗衣物的重量量和进水量，结构简单，生产成本低，测量精度较高的称重装置，它尤其可广泛适用于滚筒洗衣机中。
权利要求
1.一种设有称重装置的滚筒洗衣机，它包括机壳、安装在机壳和外筒之间的机械支承装置、安装在外筒中的内滚筒、安装在机壳和外筒之间的电机及其传动装置、安装在机壳上的进排水机构以及电气控制系统，机械支承装置包括装设在外筒底部与机壳的底座之间的两个弹性支撑减振器，其特征在于其中一个弹性支撑减振器带有位移传感器，位移传感器的输出输入端和称重模块连接，称重模块与电气控制系统的微处理器连接。
2.根据权利要求1所述的滚筒洗衣机，其特征在于洗衣机上设置的所有空气阻尼减震器的阻尼力相同或相近。
3.根据权利要求1所述的设有称重装置的滚筒洗衣机，其特征在于所说的称重模块包括与位移传感器的输出端连接的整流电路、与整流电路连接的低通滤波器、与低通滤波器连接的高增益放大器、与低通滤波器和高增益放大器连接的时序产生电路、与时序产生电路连接的方波产生电路、与时序产生电路连接的微处理器接口电路，方波产生电路与位移传感器的两输入端连接，微处理器接口电路和高增益放大器与微处理器连接。
4.根据权利要求1所述的洗衣机，其特征在于所述的称重模块对内产生高精度时钟信号、各种时序信号、滤波器/放大器的控制信号；对外则产生测量用双相方波信号，并连接至微处理器MCU的接口电路。
5.根据权利要求1所述的洗衣机，其特征在于所述的称重模块中的XIN为输入位移传感器的反馈信号(-5V---+5V方波信号输入)，XOUT为输出到位移传感器的方波信号(0-5V方波输出)，A/D OUT是测重测量信号输出(1.5-4.5V输出，输出阻抗1000欧姆)，VCC为电源(4.75-5.25V)，GND为接地，START为I/O测重测量启动(0-5V，内部上拉电阻)、握手信号。
6.根据权利要求1所述的洗衣机，其特征在于所述的位移传感器具有如下指标其模拟输出小于等于正负3.5V；当测量范围在正负25.5mm内，其线性度为正负1.5％，其灵敏度为107mV/mm正负10％。
7.一种洗衣机的测重方法，其特征在于所述的称重模块首先对反馈回来的交流信号进行整流，将方波信号变换成直流信号；然后对直流信号作低通滤波，滤除高频干扰；最后进行高增益放大，得到合适幅度的输出信号。
8.根据权利要求8所述的洗衣机，其特征在于所述的称重模块设置的外部MCU接口电路为IBIT双向I/O的形式，MCU在启动称重模块工作时，首先，输出一低电平时间大于10mS负脉冲，然后，将I/O口转为输入等待START信号的上升沿，检测到上升沿后，MCU即可使用模块的A/D OUT信号测量重量，电路结构为带内部上拉电阻的开漏输出。
9.一种具有增强减震器活塞杆的洗衣机，其特征在于所述的活塞杆18设置有轴线片状加强肋22和沿活塞杆18轴线垂直方向的片状加强肋23，沿轴线方向的片状加强肋22为3-9片，沿轴线垂直方向的片状加强肋23为2-7片。
10.根据权利要求10所述的洗衣机，其特征在于沿轴线方向的片状加强肋22是7片，沿轴线垂直方向的片状加强肋23为5片。
11.根据权利要求10所述的洗衣机，其特征在于所述减震器适用的减震器推力FD(即(FD+FZ)/2)为80-120N，其拉力FZ(即(FZ-FD))小于等于25N。
全文摘要
一种洗衣机的称重方法及其实现所述方法的洗衣机，包括机壳、外筒、两个弹性支撑减振器、内滚筒、电机传动装置等，其中的一个弹性支撑减振器为带位移传感器的空气阻尼式，由带连接环的气缸体、固定在气缸体上的线圈架、线圈、线圈接口、带连接环和内孔的铁磁活塞杆及密封环组成，位移传感器经称重模块与微处理器连接，称重模块包括整流、低通滤波、高增益放大、时序产生、方波等电路和接口，它将位移传感器和空气阻尼减震器合二为一，可以测控衣物量和进水量，结构简单，成本低，精度较高。可广泛应用于滚筒洗衣机中。
文档编号D06F37/00GK1690291SQ20041006253
公开日2005年11月2日 申请日期2004年7月1日 优先权日2004年4月22日
发明者杜光林, 舒海, 李文伟 申请人:海尔集团公司, 海尔梅洛尼(青岛)洗衣机有限公司