滚筒洗衣机的主动偏心补偿算法的制作方法

[0001]
本发明属于洗衣机技术领域，具体提供一种滚筒洗衣机的主动偏心补偿算法。


背景技术：

[0002]
滚筒洗衣机在对衣物进行脱水的时候有可能发生偏心现象，偏心会使滚筒洗衣机产生较大的噪声，而且在脱水单件衣物时，还可能出现由于偏心而无法使滚筒洗衣机执行脱水的情况。
[0003]
现有技术中，针对滚筒洗衣机的偏心问题，一般是在滚筒洗衣机的内筒上设置平衡环，或者是在外筒上增加配重，上述两种方式都是在滚筒洗衣机发生偏心情况时进行随机补偿，其降低偏心的效果极其有限，且偏心补偿的调整时间较长，更无法实现可控和精确补偿，因此，针对于上述的被动补偿方式，在滚筒洗衣机出现偏心情况时，可以采用主动偏心补偿的方式进行补偿，主动偏心补偿是通过能够实现主动补偿的结构来平衡衣物的偏心，目前针对于滚筒洗衣机的主动补偿没有可实现的算法，导致主动补偿的结构无法应用于滚筒洗衣机，使得滚筒洗衣机的偏心情况始终无法明显改善，制约了滚筒洗衣机的发展。
[0004]
因此，本领域需要一种滚筒洗衣机的主动偏心补偿算法来解决上述问题。


技术实现要素：

[0005]
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有滚筒洗衣机没有相应的主动偏心补偿算法，从而导致滚筒洗衣机无法进行主动偏心补偿的问题，本发明提供了一种滚筒洗衣机的主动偏心补偿算法，滚筒洗衣机包括内筒、平衡环和补偿装置，平衡环设置在内筒上，补偿装置滑动地设置在平衡环上；主动偏心补偿算法包括：获取补偿装置的初始位置和偏心值b；使内筒转动，测量衣物和补偿装置的合成偏心位置和合成偏心值c；获取在内筒处于转速最高点时补偿装置的所处位置；计算补偿装置的所处位置相对于补偿装置的初始位置的转过角度λ；根据转过角度λ确定补偿装置的所处位置与合成偏心位置的相对角度β；利用公式a
2
＝b
2
+c
2-2bccosβ计算衣物的偏心值a；利用公式b
2
＝a
2
+c
2-2accosα计算衣物的偏心位置与合成偏心位置的相对角度α；利用公式θ＝α+β计算衣物的偏心位置与补偿装置的所处位置的相对角度θ；根据转过角度λ和相对角度θ确定补偿装置需要补偿的角度γ。
[0006]
在上述主动偏心补偿算法的优选技术方案中，“根据转过角度λ确定补偿装置的所处位置与合成偏心位置的相对角度β”的步骤包括：如果转过角度λ＜90
°
，则补偿装置的所处位置与合成偏心位置的相对角度β＝90
°
+λ。
[0007]
在上述主动偏心补偿算法的优选技术方案中，“根据转过角度λ确定补偿装置的所处位置与合成偏心位置的相对角度β”的步骤包括：如果转过角度90
°
＜λ＜270
°
，则补偿装置的所处位置与合成偏心位置的相对角度β＝270
°-
λ。
[0008]
在上述主动偏心补偿算法的优选技术方案中，“根据转过角度λ确定补偿装置的所处位置与合成偏心位置的相对角度β”的步骤包括：如果转过角度λ＞270
°
，则补偿装置的所处位置与合成偏心位置的相对角度β＝-λ-270
°
。
[0009]
在上述主动偏心补偿算法的优选技术方案中，“根据转过角度λ和相对角度θ确定补偿装置需要补偿的角度γ”的步骤包括：如果转过角度λ＜90
°
，则补偿装置需要补偿的角度γ＝180
°
+θ。
[0010]
在上述主动偏心补偿算法的优选技术方案中，“根据转过角度λ和相对角度θ确定补偿装置需要补偿的角度γ”的步骤包括：如果转过角度90
°
＜λ＜270
°
，则补偿装置需要补偿的角度γ＝180
°-
θ。
[0011]
在上述主动偏心补偿算法的优选技术方案中，“根据转过角度λ和相对角度θ确定补偿装置需要补偿的角度γ”的步骤包括：如果转过角度λ＞270
°
，则补偿装置需要补偿的角度γ＝180
°
+θ。
[0012]
在上述主动偏心补偿算法的优选技术方案中，“利用公式b2＝a
2
+c
2-2accosα计算衣物的偏心位置与合成偏心位置的相对角度α”的步骤包括：如果计算衣物的偏心值a小于预设值，才利用公式b
2
＝a
2
+c
2-2accosα计算衣物的偏心位置与合成偏心位置的相对角度α。
[0013]
在上述主动偏心补偿算法的优选技术方案中，预设值等于y和b的和值，其中，y为滚筒洗衣机所允许的最大偏心值。
[0014]
在上述主动偏心补偿算法的优选技术方案中，“使内筒转动”的步骤包括：使内筒恒速转动。
[0015]
本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过提供的主动偏心补偿算法，使得滚筒洗衣机可以针对实际的偏心情况进行主动补偿，降低偏心补偿的调整时间，提高偏心补偿的效率，相比于现有技术中的被动补偿，本发明的滚筒洗衣机的主动补偿能够实现可控和精确补偿，提高偏心补偿效果，极大地降低滚筒洗衣机的振动，并且可实现单件衣物的脱水，提升用户体验。
附图说明
[0016]
图1是本发明的滚筒洗衣机的结构示意图；
[0017]
图2是本发明的滚筒洗衣机一种实施例的结构示意图；
[0018]
图3是本发明的滚筒洗衣机的主动偏心补偿算法的流程图；
[0019]
图4是本发明的滚筒洗衣机的主动补偿示意图一；
[0020]
图5是本发明的滚筒洗衣机的主动补偿示意图二；
[0021]
图6是本发明的滚筒洗衣机的主动补偿示意图三；
[0022]
图7是本发明的滚筒洗衣机的主动补偿示意图四；
[0023]
图8是本发明的滚筒洗衣机的控制方法的流程图。
具体实施方式
[0024]
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
[0025]
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中”、“上”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0026]
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0027]
基于背景技术指出的现有滚筒洗衣机没有相应的主动偏心补偿算法，从而导致滚筒洗衣机无法进行主动偏心补偿的问题，本发明提供了一种滚筒洗衣机的主动偏心补偿算法，旨在使滚筒洗衣机在偏心时能够进行主动补偿，并实现可控和精确的主动补偿，提高偏心补偿效果，极大地降低滚筒洗衣机的振动，并且可实现单件衣物的脱水，提升用户体验。
[0028]
具体地，如图1所示，本发明的滚筒洗衣机包括外筒、内筒、平衡环1和主动偏心补偿系统，内筒转动地设置在外筒中，平衡环1设置在内筒上，主动偏心补偿系统包括补偿装置2，补偿装置2滑动地设置在平衡环1上。其中，补偿装置2可以滑动地设置在平衡环1内，也可以滑动地设置在平衡环1外。在实际应用中，可以在主动偏心补偿系统中设置电磁驱动装置来驱动补偿装置2在平衡环上滑动，还可以在主动偏心补偿系统中设置纯电动驱动装置来驱动补偿装置2在平衡环上滑动，当然，还可以在主动偏心补偿系统中设置其他驱动装置来驱动补偿装置2在平衡环上滑动。下面仅以主动偏心补偿系统还包括电磁驱动装置并且补偿装置2为磁性补偿装置且补偿装置2滑动地设置在平衡环内为示例进行阐述。其中，继续参见图1，电磁驱动装置包括电磁吸附组件3、锁紧组件4和磁性检测元件5，磁性检测元件5能够检测补偿装置2在平衡环1中的位置，锁紧组件4能够将补偿装置2锁紧在平衡环1中的设定位置，电磁吸附组件3能够在通电时将补偿装置2磁性吸附以使补偿装置2从锁紧组件4上脱离。其中，补偿装置2可以由单个磁性滑块构成，也可以由多个磁性滑块构成，磁性滑块可以为永磁铁滑块，也可以为感应线圈等，本领域技术人员可以在实际应用中灵活地设置补偿装置2的具体结构；磁性检测元件5可以为霍尔元件，或者其他能够检测补偿装置2位置的元件，本领域技术人员可以在实际应用中灵活地设置磁性检测元件5的具体结构和类型；电磁吸附组件3可以采用单个电磁铁或者电磁铁组，其在通电时产生磁性，在不通电时不产生磁性；锁紧组件4可以为弹性锁紧组件4，也可以为磁性锁紧组件4，本领域技术人员可以在实际应用中灵活地设置锁紧组件4的具体结构。此外，电磁吸附组件3可以设置在平衡环1的前部，或者设置在平衡环1的外侧部，对应地，锁紧组件4可以设置在平衡环1的内后部，或者设置在平衡环1的内侧部。
[0029]
需要说明的是，当补偿装置2采用单个磁性滑块21的结构时，可以在确定完衣物的偏心位置之后，调整该磁性滑块21到与衣物的偏心位置相对角的位置，即磁性滑块21的设定位置为与衣物的偏心位置相对角的位置，更具体地说，当磁性滑块21调整并被锁定到设定位置时，磁性滑块21的中心与衣物的中心的连线与内筒的旋转轴线相交，通过这样的设置，使得通过该磁性滑块21平衡衣物的偏心，对滚筒洗衣机进行主动偏心补偿。当补偿装置2采用多个磁性滑块21的结构时，可以在确定完衣物的偏心位置和偏心值之后，调整全部或者部分磁性滑块21，使所有磁性滑块21的合成偏心位置处于与衣物的偏心位置相对角的位置，并且可以通过调整全部或者部分磁性滑块21的位置来调整所有磁性滑块21的合成偏心值，该合成偏心值优选地与衣物的偏心值相等，并且所有磁性滑块21的合成偏心方向与衣物的偏心方向相反，理论上可以将滚筒洗衣机的偏心降低到零。在上述中，需要进一步说明
的是，补偿装置2采用多个磁性滑块21的结构在偏心补偿方面要优于采用单个磁性滑块21的结构，因为当采用单个磁性滑块21的结构时，该磁性滑块21的自身重量无法改变，只能调整自身的位置，即调整到与衣物的偏心位置相对角的位置，从而对衣物的偏心进行主动补偿，但是当补偿装置2采用多个磁性滑块21的结构时，通过所有磁性滑块21的位置调整不仅能够调整所有磁性滑块21的合成偏心位置，也能够调整所有磁性滑块21的合成偏心值，从而可以针对衣物的偏心位置和偏心值进行主动补偿，从而降低甚至消除偏心。
[0030]
在一种可能的情形中，如图2所示，补偿装置2采用两个质量相等的磁性滑块21构成，在确定完衣物的偏心位置a和偏心值a之后，可以将这两个磁性滑块21分别调整到设定位置h1和h2，并且该设定位置h1和h2的小圆弧中点h3位于偏心位置a的对角位置，两个磁性滑块21的合成偏心值也为a，从而实现将衣物的偏心进行主动补偿，在理想情况下(即衣物在脱水过程中其位置和形态均不发生改变的情况下)，滚筒洗衣机的偏心值为零。
[0031]
下面结合两个锁紧组件4的具体实施例来进一步阐述本发明的技术方案。
[0032]
实施例一
[0033]
锁紧组件4为弹性锁紧组件，该弹性锁紧组件包括弹簧、滑动件和锁紧件，其中，滑动件与平衡环1内壁上的滑槽(该滑槽沿平衡环1内壁的周向设置)滑动连接，弹簧的两端分别与滑动件和磁性滑块21连接，锁紧件包括沿平衡环1内壁周向设置的多个锁紧吸盘，在电磁吸附组件3未通电时，在弹簧的作用力下，某一个或者某几个锁紧吸盘将磁性滑块21吸附，在电磁吸附组件3通电时，电磁吸附组件3对磁性滑块21的磁吸力大于弹簧的弹性力，使得电磁吸附组件3将磁性滑块21从锁紧吸盘上吸离，在内筒带动平衡环1转动时，磁性滑块21在平衡环1内相对于平衡环1滑动，当磁性滑块21到达设定位置时，电磁吸附组件3断电，此时在弹簧的拉力作用下，磁性滑块21朝向远离电磁吸附组件3的一侧移动，即靠近滑动件移动，最终被设定位置的一个或者多个锁紧吸盘吸附，实现对磁性滑块21的锁紧。在上述中，滑动件可以为滑块，也可以为滑动凸起、滑动筋等。
[0034]
实施例二
[0035]
锁紧组件4为磁性锁紧组件，该磁性锁紧组件包括磁性滑轨和锁紧件，其中，磁性滑轨沿平衡环1内壁的周向设置，锁紧件包括沿平衡环1内壁周向设置的多个锁紧吸盘，在电磁吸附组件3未通电时，在磁性滑轨对磁性滑块21的磁吸力作用下，某一个或者某几个锁紧吸盘将磁性滑块21吸附，在电磁吸附组件3通电时，电磁吸附组件3对磁性滑块21的磁吸力大于磁性滑轨对磁性滑块21的磁吸力，使得电磁吸附组件3将磁性滑块21从锁紧吸盘上吸离，在内筒带动平衡环1转动时，磁性滑块21在平衡环1内相对于平衡环1滑动，当磁性滑块21到达设定位置时，电磁吸附组件3断电，此时在磁性滑轨对磁性滑块21的磁吸力作用下，磁性滑块21朝向远离电磁吸附组件3的一侧移动，即靠近磁性滑轨移动，最终被设定位置的一个或者多个锁紧吸盘吸附，实现对磁性滑块21的锁紧。
[0036]
如图3所示，本发明的主动偏心补偿算法包括：获取补偿装置的初始位置和偏心值b；使内筒转动，测量衣物和补偿装置的合成偏心位置和合成偏心值c；获取在内筒处于转速最高点时补偿装置的所处位置；计算补偿装置的所处位置相对于补偿装置的初始位置的转过角度λ；根据转过角度λ确定补偿装置的所处位置与合成偏心位置的相对角度β；利用公式a
2
＝b
2
+c
2-2bccosβ计算衣物的偏心值a；利用公式b
2
＝a
2
+c
2-2accosα计算衣物的偏心位置与合成偏心位置的相对角度α；利用公式θ＝α+β计算衣物的偏心位置与补偿装置的所处位
置的相对角度θ；根据转过角度λ和相对角度θ确定补偿装置需要补偿的角度γ。下述将衣物和补偿装置的合成偏心位置统一称作内筒的偏心位置，将衣物和补偿装置的合成偏心值c统一称作内筒的偏心值c。其中，内筒的偏心值c可以通过常规的内筒转速偏差进行确定(需要说明的是，在内筒偏心转动时，内筒会有最高转速和最低转速，根据最高转速和最低转速的转速差值，可以对应到具体的偏差值)，当然，内筒的偏心值c也可以直接通过位移传感器进行检测，内筒的偏心位置、补偿装置的初始位置和补偿装置的偏心值b均为已知值，为了便于说明，假定内筒逆时针转动，通过不断调整补偿装置的位置，使内筒的偏心位置与补偿装置的偏心位置彼此垂直，将此时补偿装置的所处位置作为初始位置，并以补偿装置的初始位置为零点，建立平面坐标系，如图4至7所示，在内筒转动时，捕捉内筒转速的最高点(在内筒转速最高时最能代表衣物的偏心情况)，获取在内筒处于转速最高点时补偿装置的所处位置，计算补偿装置的所处位置相对于补偿装置的初始位置的转过角度λ(该角度λ为补偿装置在360
°
内的相对转过角度，在转动过程中，补偿装置被锁紧组件锁紧在平衡环上)，根据补偿装置的转过角度λ确定补偿装置的所处位置与内筒偏心位置的相对角度β，具体而言，如果λ＜90
°
，则补偿装置的所处位置与内筒偏心位置的相对角度β＝90
°
+λ；如果90
°
＜λ＜270
°
，则补偿装置的所处位置与内筒偏心位置的相对角度β＝270
°-
λ；如果λ＞270
°
，则补偿装置的所处位置与内筒偏心位置的相对角度β＝-λ-270
°
，需要说明的是，如果λ＜90
°
或者λ＞270
°
，说明补偿装置的当前位置属于超前位置，如果90
°
＜λ＜270
°
，说明补偿装置的当前位置属于滞后位置，在确定好补偿装置的所处位置与内筒偏心位置的相对角度β之后，利用公式a
2
＝b
2
+c
2-2bccosβ计算衣物的偏心值a，再利用公式b
2
＝a
2
+c
2-2accosα计算衣物的偏心位置与内筒的偏心位置的相对角度α，利用公式θ＝α+β计算衣物的偏心位置与补偿装置的所处位置的相对角度θ，最终根据λ和θ确定补偿装置需要补偿的角度γ(即补偿装置脱离锁紧组件在平衡环内相对于平衡环滑动需转过的角度，由于内筒带动平衡环逆时针转动，因此补偿装置在平衡环中相对于平衡环为顺时针转动)，具体而言，如果λ＜90
°
，则补偿装置需要补偿的角度γ＝180
°
+θ；如果90
°
＜λ＜270
°
，则补偿装置需要补偿的角度γ＝180
°-
θ，如果λ＞270
°
，则补偿装置需要补偿的角度γ＝180
°
+θ。需要说明的是，如果λ＜90
°
或者λ＞270
°
，说明补偿装置的当前位置属于超前位置，补偿装置需要补偿的角度更大一些，如果90
°
＜λ＜270
°
，说明补偿装置的当前位置属于滞后位置，补偿装置需要补偿的角度更小一些。
[0037]
此外，还需要说明的是，上述中补偿装置补偿的角度为补偿装置中所有磁性滑块补偿后的合成角度，当补偿装置由一个磁性滑块构成时，使该磁性滑块直接按照γ补偿(即，使该磁性滑块补偿至与衣物的偏心位置相对角的位置)即可，当补偿装置由多个磁性滑块构成时，需要计算每个磁性滑块补偿后的位置，其可以根据每个磁性滑块的当前位置和质量得出，在所有磁性滑块到达需要补偿的位置之后，所有磁性滑块的合成角度需要满足γ(即合成的位置处于与衣物的偏心位置相对角的位置)。在实际应用中，当补偿装置由多个磁性滑块构成时，优选的是采用相同质量的磁性滑块，从而便于计算所有磁性滑块补偿后的位置。
[0038]
下面结合一个具体的实施例来阐述本发明的滚筒洗衣机的控制方法，该控制方法中采用上述提供的主动偏心补偿算法，其中，在本实施例中，磁性滑块采用单磁性滑块结构，如图8所示，首先，滚筒洗衣机停机准备，然后使内筒恒速转动，使得衣物分布，检测内筒
的偏心值c，判断内筒的偏心值c是否小于y+2b(y为滚筒洗衣机设定的允许的偏心值，b为磁性滑块的偏心值)，如果是，则说明衣物分布合理，如果否，则说明衣物分布不合理，需要重新分布，从而不浪费没必要的分布时间。在内筒的偏心值c小于y+2b时，继续判断内筒的偏心值c是否大于y，如果是，则需要进行主动补偿，如果否，则不需要主动补偿，内筒可以直接升高速转动，从而缩短脱水时间。在判断需要进行主动补偿时，确定磁性滑块的初始位置和内筒的偏心位置，捕捉内筒转速的最高点，获取在内筒处于转速最高点时磁性滑块的所处位置，计算磁性滑块的所处位置相对于磁性滑块的初始位置的转过角度λ，根据磁性滑块的转过角度λ确定磁性滑块的所处位置与内筒偏心位置的相对角度β，利用公式a
2
＝b
2
+c
2-2bccosβ计算衣物的偏心值a，判断衣物的偏心值a是否小于y+b(即预设值，当然，预设值还可以设定为其他值)，如果是，则继续补偿步骤，如果否，则重新进行衣物分布。如果判断为继续补偿，再利用公式b
2
＝a
2
+c
2-2accosα计算衣物的偏心位置与内筒的偏心位置的相对角度α，利用公式θ＝α+β计算衣物的偏心位置与磁性滑块的所处位置的相对角度θ，最终根据λ和θ确定磁性滑块需要补偿的角度γ，按照γ使磁性滑块补偿，补偿后通过锁紧组件将磁性滑块锁定到补偿位置，然后再次检测内筒的偏心值c，判断内筒的偏心值c是否小于设定偏心y，如果是，则使内筒升高速转动，如果否，衣物需要再次重新分布。
[0039]
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。