一种自动投放装置及洗衣机的制作方法

本发明涉及洗涤设备的一种自动投放装置，尤其涉及一种供洗涤剂和/或柔顺剂和/或絮凝剂自动投放的装置，还涉及一种装有上述自动投放装置的洗衣机。

背景技术：

随着家电产业的不断进步，新技术新功能层出不穷。很多厂家都在自动化的洗衣机上增加自动添加洗涤剂功能，一般情况下是在洗衣机内部安装一个存储洗涤剂的容器，在洗衣机工作时，根据洗衣机自动称重等功能模块测得的衣物量信息，通过各种添加泵把一定量的洗涤剂抽到洗衣桶中，实现洗涤剂的智能添加，其计量手段是计算泵液时间。

但是随着洗涤剂品牌及种类的不断增加，原有智能投放装置在使用过程中会呈现出投放不精确问题，时而投放量不足，达不到洗衣效果；时而投放过量，给漂洗带来困难，也不环保。造成这些问题的主要原因是各种洗涤剂在不同的温度下，表现的粘稠度不同，现有自动投放装置在对不同粘度洗涤剂添加时，时间计量的准确性较差，添加量差异很大。即使通过测定环境温度，反馈给控制器进行投放时间的调整，也只能实现对某一种洗涤剂达到精确投放的效果，由于其他性能的洗涤剂在不同温度下表现出来的粘稠度变化规律都不同。固现有装置无法做到兼容各种不同洗涤剂的精确投放。

还有，现有洗涤剂自动投放装置普遍存在投放精度不够，可靠性差的问题。

因此，提供一种适用于各种不同种类洗涤剂的自动投放装置，以实现对各类洗涤剂进行精确投放，就成为了急需解决的问题有鉴于此特提出本发明。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种自动投放装置，以达到对各类洗涤剂、柔顺剂、絮凝剂等液体进行自动精确投放的目的。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

一种自动投放装置，包括活塞缸，活塞经直线电机带动在缸体内进行往返运动，缸体上设有进口和出口，在活塞运动过程中经压力差作用使进口和出口交替开闭。

进一步，所述的直线电机包括永磁铁和驱动线圈，永磁铁与活塞相固定，驱动线圈安装于缸体上，驱动线圈相对应地设于永磁铁外周。驱动线圈所通电源为交流电，使得驱动线圈产生方向以一定频率变化的磁场，在磁场力的作用下使得永磁铁带动活塞产生往复运动。当活塞向第一方向运动时，进口打开，出口关闭；当活塞向与第一方向相反的方向运动时，进口关闭，出口打开，以实现洗涤剂、絮凝剂等液体被挤入和排出，达到自动投放液体的目的。

进一步，所述活塞连接有与缸体同轴设置的活塞杆，活塞杆的端部自缸体一端穿出，永磁铁设于活塞杆的穿出部，永磁铁可嵌于或者通过粘接或者螺钉等方式进行连接安装；缸体供活塞杆穿出一端的外侧设至少一组驱动线圈，驱动线圈与活塞杆间隔设置。

优选的，缸体供活塞杆穿出一端设有供活塞杆穿出的通孔，通孔处设有供活塞杆安装定位的轴承。

进一步，活塞杆的两侧分别设有一组相对设置的驱动线圈；所述驱动线圈由盘绕成环状的通电导线构成，环状驱动线圈的轴线与活塞杆的轴线相垂直设置；永磁铁设于两驱动线圈之间，且永磁铁的N、S极分别靠近不同侧的驱动线圈设置。

优选的，在活塞杆上设置两个永磁铁，两永磁铁的N、S极相反设置，以增加活塞杆的驱动力。

进一步，所述活塞将缸体分为密闭的两个腔室；前腔室设置进口和出口，活塞杆经后腔室穿出缸体。

进一步，驱动线圈安装于线圈支架上，线圈支架固定安装于缸体上。

优选的，缸体供活塞杆穿出一端安装有线圈支架，所述线圈支架由多片横向放置的“E”形硅钢片依次叠加而成。驱动线圈环绕横置“E”形线圈支架的中部支撑杆缠绕，以使得驱动线圈的轴线与活塞杆的轴线相垂直。

进一步优选的，为提高驱动线圈所产生磁场力的大小，可设置多个间隔设置 的线圈支架，相邻线圈支架首尾依次相固定连接，并在全部或部分线圈支架的凹槽中分别对应设置驱动线圈，以增加驱动线圈的数量，增大磁驱力。

进一步，进口和出口处分别设有控制液体流向的单向阀。

优选的，进口处的第一单向阀控制液体只能向缸体流入，出口处的第二单向阀控制液体只能自缸体流出。

进一步，活塞的前侧和/或后侧与缸体之间设有共振弹簧，所述共振弹簧与缸体同轴设置。

优选的，活塞的前侧与缸体之间设有前共振弹簧，后侧与缸体之间设有后共振弹簧；前共振弹簧的两端分别固定于活塞前侧和缸体前内壁上设置的安装凸上，后共振弹簧套装于活塞杆上。

本发明中所述的自动投放装置，通过对驱动线圈通交流电，使得驱动线圈产生方向以一定频率变化的磁场，在磁场力的作用下使得永磁铁带动活塞产生往复运动；在活塞运动过程中，使得缸体内压强改变，以不断交替执行自进口吸入、自出口排出的程序，使得洗涤剂、絮凝剂等液体被挤入和排出，达到自动投放液体的目的。

同时，由于交流电的频率一定，使得每次挤入和排出的液体量均为定值，只要对活塞动作次数计量(或对工作时间等计量)就能精确得出洗涤剂、絮凝剂等的投放量，达到对洗涤剂、絮凝剂等液体进行精确投放的目的，使得该自动投放装置不受所投放液体种类、环境因素等影响。

还有，将驱动线圈设于缸体上、永磁铁设于活塞杆上，令二者构成的电机整体尺寸较小，以缩减自动投放装置的整体尺寸、提高强结构度。所以总体来说，本发明制造方便，机械可靠性佳，适用范围扩大，投放的精确度大幅度得到提高。

本发明的另一目的在于提供一种洗衣机，其装有上述任一所述的自动投放装置。

进一步，自动投放装置的进口与洗涤剂储液盒可控地相连通，出口与盛水筒可控地相连通；和/或自动投放装置的进口与絮凝剂储液盒可控地相连通，出口与絮凝桶可控地相连通。

在自动投放装置工作过程中，随着活塞的往复运动，使进口和出口交替开闭， 以交替执行如下步骤：

11)、储液盒中的洗涤剂、柔顺剂、絮凝剂等液体被吸入缸体；

12)、缸体中的液体排入洗衣机盛水筒或絮凝桶中。

通过在自动投放装置工作过程中，对上述步骤11)和12)的交替执行，实现对洗涤剂等液体进行自动精确投放的目的。

附图说明

图1是本发明一实施例中自动投放装置的安装结构示意图；

图2是本发明一实施例中自动投放装置的结构示意图；

图3是本发明另一实施例中自动投放装置的结构示意图；

图4是本发明再一实施例中自动投放装置的结构示意图；

图5是本发明另一实施例中洗衣机的结构示意图；

图6是本发明另一实施例中自动投放装置的安装结构示意图；

图7和图8是本发明实施例中通不同方向电流时对应的磁力线示意图；

图9是本发明又一实施例中自动投放装置的结构示意图；

主要元件说明：100—自动投放装置，200—盛水筒，300—洗涤剂储液盒，400—絮凝桶，500—絮凝剂储液盒，1—缸体，2—活塞，3—活塞杆，4—驱动线圈，5—永磁铁，6—线圈支架，7—进口，8—出口，9—前共振弹簧，10—后共振弹簧，11—第一单向阀，12—第二单向阀,13—前腔室，14—后腔室，15—轴承，16—安装凸，17—导磁组件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1至图7所示，本发明实施例中介绍了一种自动投放装置，自动投放装置100包括活塞缸，活塞缸内的活塞2经直线电机带动在缸体1内进行往返运动，缸体1上设有进口7和出口8，在活塞2运动过程中经压力差作用使进口7和出口8交替开闭。

通过上述设置，使得活塞可在直线电机的驱动下进行往复运动，使得缸体内压强改变，以不断交替执行自进口吸入、自出口排出的程序，使得洗涤剂、柔顺剂、絮凝剂等液体被挤入和排出，达到自动投放液体的目的。

自动投放装置100的具体过程如下：当活塞2向第一方向运动时，进口7打开，出口8关闭，以将洗涤剂、柔顺剂、絮凝剂等液体吸入活塞缸的缸体1内；当活塞2向与第一方向相反的另一方向运动时，进口7关闭，出口8打开，以将活塞缸的缸体1中的液体流出，并投放入洗衣机中。

实施例一

如图2所示，本实施例中，所述的直线电机包括永磁铁5和驱动线圈4，永磁铁5与活塞2相固定，驱动线圈4安装于缸体1上，驱动线圈4相对应地设于永磁铁5外周。驱动线圈4所通电源为交流电，使得驱动线圈4产生方向以一定频率变化的磁场，在磁场力的作用下使得永磁铁5带动活塞2产生往复运动，以实现洗涤剂、柔顺剂、絮凝剂等液体被挤入和排出，达到自动投放液体的目的。

本实施例中，所述活塞2连接有与缸体1同轴设置的活塞杆3，活塞杆3端部自缸体1一端穿出，该端为缸体1的穿出端，活塞杆3处于缸体1外部的部分为穿出部，永磁铁5嵌于活塞杆3的穿出部；缸体1的穿出端外侧设有呈圆环状缠绕的驱动线圈4，所述驱动线圈4与活塞杆3同轴设置，且驱动线圈4对应设于活塞杆3的穿出部。

本实施例中，在活塞杆3的上下两侧分别设有一组驱动线圈4，两组驱动线圈4相对活塞杆3轴线相对称的设置。驱动线圈4由盘绕呈环状的通电导线构成；环状驱动线圈4的轴线与活塞杆3的轴线相垂直设置。两侧驱动线圈4的导线盘绕方向相同，使得驱动线圈通电后形成的磁场方向相同。

两驱动线圈4之间的活塞杆3部分上设有至少一个永磁铁5；永磁铁5的N、S极分别靠近不同侧的驱动线圈4设置，以使得通交流电后的驱动线圈驱动永磁铁产生往复驱动力。

优选的，如图2所示，活塞杆3上设有两个永磁铁5，两永磁铁分别靠近驱动线圈的左、右两侧设置，且两永磁铁5的N、S极相反设置，以使得两永磁铁所产生的磁驱力方向一致。还可以，如图9所示，在活塞杆3的外侧只设置一组驱动线圈4时，需在相对侧设置一配合的导磁组件17(如硅钢等材质构成的实心块状结构)，以使得驱动线圈形成磁力线回路，达到对永磁铁往复运动提供驱动力的目的。

如图7和图8所示，本实施例中，永磁铁5内部的磁力线方向始终不变。驱动线圈4在交流电作用下产生方向以一定频率改变的磁驱力，使得永磁铁5与驱动线圈4之间所产生的磁驱力F的方向不断变化，以带动活塞产生往复运动。

本实施例中，驱动线圈4与活塞杆3的外侧壁之间具有一定间隙，以避免活塞杆在往复运动过程中与驱动线圈产生相互摩擦。

本实施例中，缸体1的穿出端设有供活塞杆3穿出的通孔，通孔处设有供活塞杆3安装定位的轴承15。通过设置穿出缸体1的活塞杆3，对活塞2的运动路径提供导向定位作用，以确保活塞2在缸体1内沿轴线往复运动；同时，为永磁铁5提供了安装位置，也使得驱动线圈4可设于缸体外端部，令投放装置的结构紧凑、安装合理，提高了整体强度。

本实施例中，所述活塞2将缸体1分为密闭的两个腔室，前腔室13和后腔室14。前腔室13中设置进口7和出口8，活塞杆3自后腔室14穿出。从而，使得活塞杆3被直线电机驱动，以带动活塞2不断往复运动中，使洗涤剂、絮凝剂等液体不断被挤入、挤出前腔室，以达到自动精确投放的目的。同时，将活塞杆3和进口7、出口8分别设于活塞2两侧的不同腔室中，使得移动的活塞杆3不与充入前腔室13中的液体相接触，避免液体被活塞杆运动过程中带出缸体、造成投放不精确的情况发生。

实施例二

如图2所示，本实施例中，驱动线圈4安装于线圈支架6上，线圈支架6固定安装于缸体1上。优选的，缸体1的穿出端安装有同轴设置的线圈支架6，所述线圈支架6为横断面呈横置“E”形，驱动线圈4盘绕横置“E”形线圈支架6的中部支撑杆设置，以使得驱动线圈4处于横置“E”形线圈支架6的凹槽中。线圈支架6的一侧与缸体1的后端部相固定连接。

本实施例中，所述线圈支架6为相同形状的、重合放置的多片横置“E”形硅钢片依次叠加而成，以构成具有一定厚度的支架，形成供驱动线圈4安装于凹槽。通过将线圈支架设为硅钢材质，以使得支架可供磁力传导，降低生产成本，提高电机性能。

本实施例中，活塞杆的上下两侧分别各设有一个横置“E”形线圈支架6， 两侧线圈支架6的开口相对设置。

当然，为提高线圈所产生磁场力的大小，可设置多个同轴设置的线圈支架6，相邻线圈支架6首尾依次相固定连接，并将最内侧线圈支架6与缸体1的后端相固定(未在附图中注明)。上述全部或部分线圈支架6的凹槽中分别对应设有驱动线圈4，以增加磁驱力。

实施例三

本实施例与上述实施例一至二的区别在于：如图3所示，驱动线圈4可直接安装于缸体1上。在与永磁铁5相对应的缸体1内壁或外壁上设置凹槽，以供驱动线圈安装(如图3所示)；也可以在缸体1内部设置供驱动线圈4嵌入安装的腔室(未在附图中注明)。从而，使得缸体集成驱动线圈安装支架的功能，以提高投放装置的整体强度。

实施例四

本实施例与上述实施例一至三的区别在于：如图4所示，永磁铁5可直接安装于活塞2上。在活塞2内部嵌入永磁铁5(如图4所示)，或在活塞2一侧设置永磁铁5，或将活塞2直接由永磁铁5构成；并在与活塞2相对应的缸体1处设置驱动线圈4。从而，使得驱动线圈直接对活塞提供磁驱力，以减少投放装置组件数量，优化其结构。

实施例五

如图2至4所示，本实施例中，自动投放装置100的进口7和出口8处分别设有控制液体流向的单向阀。进口7处的第一单向阀11控制液体只能向缸体1流入，出口8处的第二单向阀12控制液体只能自缸体1流出。从而，使得缸体内压力变化时，不会产生液体自进口流出、自出口流入情况的发生，以提高其投放精度。

本实施例中，自动投放装置的具体工作过程如下：

当交流电所产生磁力线方向为如图8所示，活塞2向远离进口7的第一方向运动，使得活塞缸的缸体1中压力变小，带动第一单向阀11打开、第二单向阀12闭合，使得液体自进口7吸入活塞缸的缸体1内；

当交流电所产生磁力线方向为如图7所示，活塞2向靠近进口7的另一方向 运动，使得活塞缸的缸体1中压力变大，带动第一单向阀11闭合、第二单向阀12打开，使得液体自出口8流出活塞缸的缸体1。

实施例六

如图2至图4所示，本实施例中，活塞2的前侧和/或后侧与缸体1之间设有共振弹簧，所述共振弹簧与缸体1同轴设置。

优选的，本实施例中，共振弹簧包括设于缸体前腔室13中的前共振弹簧9和设于缸体后腔室14中的后共振弹簧10。

如图2和图3所示，本实施例中，后共振弹簧10套装于活塞杆3上，两端分别与活塞2和缸体1的后侧内壁相接触，以保证前后共振弹簧10仅产生轴向变形、而不会产生径向偏移。

如图2至图4所示，本实施例中，前共振弹簧9的两端分别与活塞2和缸体1的前侧内壁相接触；进一步优选的，活塞2的前侧和缸体1的前内壁上分别设置安装凸16，所述前共振弹簧9的端部分别套装于对应的安装凸16上，以使得前共振弹簧9的位置固定，避免产生偏移、造成活塞2失衡情况的发生。

同样的，如图4所示，在自动投放装置100不设置活塞杆3时，后共振弹簧10的两端可分别安装于活塞2的后侧和缸体1的后内壁上设置的安装凸16上。

本实施例中，活塞2在缸体1内沿直线进行往复运动，其具有一定的固有频率。依据下述公式：

其中，f为活塞运动的固有频率，k为共振弹簧的弹性系数，k_l为前腔室内洗涤剂、絮凝剂等液体的等效弹性系数，为相对阻尼系数；m为系统运动部件的质量，包括活塞，活塞杆，永磁铁和部分谐振弹簧的质量。

本发明中，当自动投放装置的供给交流电源的电流频率越接近上述固有频率f时，电机效率越高，也越省电。因此，为获得高效省电的投放装置，需要将电源的电流频率尽量接近系统固有频率f，实现上述目的的方式有两种：

一、控制线圈经频率转换器与洗衣机电源相电连接，所述的频率转换器可将电源的电流频率转换为上述固有频率f；

二、调整共振弹簧的弹性系数、系统运动部件的质量，使得固有频率f与洗衣机所使用电源的电流频率一致。

本发明中，为了提高洗衣机的适用范围，简化组件数量，节约生产成本，优选上述第二种方式对系统固有频率f进行调节，以尽量接近电源的电流频率，提高投放效率。

实施例七

如图1所示，本实施例中，介绍了一种装有上述实施例一至六任一所述自动投放装置的洗衣机，以对洗涤剂进行自动精确投放。

本实施例中，所述的洗衣机包括容纳洗涤水的盛水筒200，盛水筒200中设有洗涤装置，所述的洗涤装置可以为洗涤筒、波轮、搅拌棒等现有洗涤搅拌装置中的一种或组合；还包括供洗涤剂、柔顺剂等液体储存的洗涤剂储液盒300。

本实施例中，自动投放装置100的进口7经管路与洗涤剂储液盒300相连，出口8经管路与盛水筒200相连。

在自动投放装置工作过程中，进口和出口交替开闭，令储液盒中的洗涤剂、柔顺剂等液体被不断吸入自动投放装置的缸体，并不断自缸体排入洗衣机盛水筒中，以实现对洗涤剂自动精确投放的目的。

由于，自动投放装置的活塞运动行程固定，使得每次挤入洗涤筒中的洗涤剂量也为一定值。因此，只需对活塞的运动次数进行计量就可精确得出洗涤剂的投放量。同时，由于为自动投放装置的供电电源频率为一定值，使得对自动投放装置的工作时间进行计时，就可间接的、精确的得出洗涤剂投放量。

实施例八

如图5和图6所示，本实施例中，介绍了一种装有上述实施例一至六任一所述自动投放装置的洗衣机，以对絮凝剂进行自动精确投放。

本实施例中，所述的洗衣机包括对洗涤水进行絮凝自清洁处理的絮凝桶400，及供絮凝剂进行储存的絮凝剂储液盒500。所述自动投放装置100的进口7经管路与絮凝剂储液盒500相连，出口8经管路与絮凝桶400相连。

从而，使得自动投放装置的活塞运动过程中，不断交替执行如下步骤：

21)、进口开启、出口关闭，絮凝剂储液盒中的絮凝剂流入自动投放装置的缸体中；

22)、进口关闭、出口开启，缸体中的絮凝剂被排入絮凝桶中。

通过上述步骤21)和22)交替执行，令絮凝剂不断被投入絮凝筒中，且由于自动投放装置的活塞运动频率、行程不变，使得絮凝剂的投放速率为一恒定值，达到了对絮凝剂进行精确自动投放的目的。

上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。