专利名称：用于洗衣机的水位/振动检测设备及具有该设备的洗衣机的制作方法
技术领域：
本公开的实施例涉及一种用于洗衣机的适用于同时检测洗衣机的水位和振动的水位/振动检测设备和一种具有该水位/振动检测设备的洗衣机。
背景技术：
通常，洗衣机通过使用电机使波轮旋转来产生水流，从而随着水流对衣物施加冲击来实现衣物的洗涤。洗衣机通常顺序地执行洗涤、漂洗和脱水操作。在洗涤操作中，在洗涤水和洗涤剂已经被注入到水桶中的状态下，通过衣物和波轮旋转时产生的水流之间的摩擦来洗涤衣物。在漂洗操作中，在洗涤操作完成后将用过的洗涤水从水桶中排出后，将清(干净的)水注入水桶中并使旋转桶旋转数圈。多次重复上面描述的循环，最后从水桶中将洗涤水排出。在脱水操作中，水桶高速旋转，以去除余留在衣物中的洗涤水。洗衣机包括水位检测设备，以检测水桶中的洗涤水的水位。在供水和漂洗过程中，所述水位检测设备基于水桶中衣物的量允许合适量的洗涤水被注入。此外，脱水操作需要振动检测设备来检测由于当衣物在一侧堆积时旋转桶的偏心旋转引起的失衡。近来，为了降低单独安装水位检测设备和振动检测设备所需的复杂性、时间和成本，已经研究了一种用于检测水位和振动两者的设备。
发明内容
本公开的一方面在于提供一种用于同时精确检测水位和振动的水位/振动检测设备和一种包括该设备的洗衣机。本公开的其他方面一部分将在下面的描述中进行阐述，一部分将通过描述而显而易见，或者可通过本公开的实践而了解。根据本公开的一方面，一种洗衣机包括水桶；旋转桶，可旋转地安装在水桶中；以及水位/振动检测设备，连接到与水桶连通的空气软管，并用于检测水桶的水位和振动，其中，水位/振动检测设备包括壳体，具有与空气软管连通的压力室；绕线筒，位于壳体中，在绕线筒的外圆周上支撑用于产生谐振电路的线圈；隔板，隔板的两端由螺旋弹簧支撑，具有支撑轴的隔板基于压力室中压力的变化在绕线筒中运动；芯，位于支撑轴的外表面上，以在支撑轴上可滑动地运动；和弹性构件，位于支撑轴上，用于弹性地支撑所述芯，所述弹性构件具有比螺旋弹簧的弹性回复力小的弹性回复力。水位/振动检测设备还可包括结合到隔板的可膨胀的橡胶防尘罩，用于限定压力室，螺旋弹簧可包括置于壳体的一端和隔板之间的第一螺旋弹簧和置于壳体的另一端和支撑轴之间的第二螺旋弹簧，第一螺旋弹簧和第二螺旋弹簧具有相同的弹性模量。
支撑轴在支撑轴的端部可设置具有比支撑轴的直径大的直径的支架，以支撑第二螺旋弹簧，芯可设置在支撑轴上并与支架分开，弹性构件可置于彼此分开的支架和芯之间。弹性构件可由非磁性材料形成。弹性构件可包括螺旋弹簧。弹性构件可包括片簧。水位/振动检测设备可被固定在水桶的外表面，使得芯的运动方向与旋转桶的轴方向交叉。在隔板由于压力室中的压力的变化而运动时，水位/振动检测设备可基于隔板的位置变化通过谐振电路的频率来检测水位。当施加外力时，芯在支撑轴上运动时，水位/振动检测设备可基于芯的位置变化通过谐振电路的频率来检测振动。根据本公开的另一方面，一种水位/振动检测设备，包括壳体，具有进气口和与所述进气口连通的密封的压力室；绕线筒，用于产生谐振电路的线圈被支撑在绕线筒的外圆周上；可膨胀的橡胶防尘罩，形成压力室的一侧；隔板，结合到橡胶防尘罩，且隔板具有基于压力室中的压力变化而在绕线筒中运动的支撑轴；螺旋弹簧，分别支撑在隔板的相对两端处，以确保隔板的线性运动；芯，位于支撑轴的外表面上，以当施加外力到壳体时在支撑轴上可滑动地运动；弹性构件，位于支撑轴上，用于通过外力使芯返回到芯的初始位置，弹性构件具有比螺旋弹簧的弹性回复力小的弹性回复力。当隔板由于通过进气口施加的气压而运动时，芯可与隔板一起运动，当施加外力时，隔板可不运动，仅有芯可在支撑轴上运动。弹性构件可包括螺旋弹簧。弹性构件可包括片簧。别支撑在隔板的相对的两端的螺旋弹簧可具有相同的弹性模量。通过进气口施加的气压可与水桶内的水压对应。可通过基于与隔板一起运动的芯的位置变化的谐振电路的频率的变化来检测水位，可通过基于在轴上运动的芯的位置变化的谐振电路的频率的变化来检测振动。螺旋弹簧可包括置于壳体和隔板之间的第一螺旋弹簧和置于壳体和支撑轴之间的第二螺旋弹簧，支撑轴可从隔板的中央朝向绕线筒的内部空间延伸，支撑轴可在支撑轴的一端设置有支架，用于支撑第二螺旋弹簧，芯可在支撑轴上与支架分开，用来限定用于芯的运动的空间，弹性构件可置于彼此分开的芯和支架之间。
通过下面结合附图对实施例的描述，本公开的这些和/或其它方面将变得明显且更加容易理解，在附图中图1是示出了根据本公开的实施例的洗衣机的示意性构造的截面图；图2是根据本公开的实施例的洗衣机的透视图；图3是示出根据本公开的实施例的可用于洗衣机的水位/振动检测设备的截面图；图4是图3的圆的放大视图5是示出根据本公开的实施例的水位/振动检测设备的水位检测操作的视图；图6是示出根据本公开的实施例的水位/振动检测设备的振动检测操作的视图；图7是示出在根据本公开的实施例的洗衣机的失衡情况下频率分布的图表。
具体实施例方式现在将详细地描述本公开的示例性实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的元件。图1是示出了根据本公开的实施例的洗衣机的示意性构造的截面图。图2是根据本公开的实施例的洗衣机的透视图。首先，注意到本公开的实施例解释波轮型洗衣机，但是本公开的实施例可应用于滚筒型洗衣机。参照图1和图2，根据实施例的洗衣机可包括水桶11，安置在主体10中，用来容纳洗涤水；旋转桶12，可旋转地安置在水桶11中；波轮13，安装在旋转桶12中，用来搅拌洗涤水和衣物。悬吊装置(suspension device) 16用来勾住和支撑水桶11，悬吊装置16的上端由主体10的内顶勾住并支撑。为此，悬吊装置16的下端连接到水桶11的外表面的下部分。供水装置17可设置在水桶11的上方，用来将洗涤水供应到水桶11中供水装置17可包括供水管18和供水阀19。此外，排水装置20可设置在水桶11的下方，用于将洗涤水从水桶11中排出。排水装置20可包括排水管21、排水阀22和排水电机(未示出)。旋转桶12是圆筒形的桶，旋转桶12的顶部是敞开的，且具有穿过旋转桶12的筒壁的多个脱水孔14。总体平衡器(general balancer) 15可安装在旋转桶12上，用于确保旋转桶12在高速情况下稳定地旋转。用于打开或关闭旋转桶12的敞开的顶侧的门23可安装到主体10的上端用于产生洗涤水的水流的波轮13可以被可旋转地安装在旋转桶12的底表面上。此外，所述洗衣机包括驱动装置对，用于使波轮13旋转。驱动装置M可包括电机25，安装在水桶11下方；动力传动装置沈，用来选择性地向旋转桶12和波轮13传递电机25的旋转动力；带27，用来将动力从电机25传递到动力传动装置26。动力传递装置沈可以是一般离合器装置，当将动力从电机25传递到动力传递装置26时，动力传递装置沈用于使波轮13减速旋转或使水桶12旋转。虽然在实施例中描述用于使波轮旋转的驱动装置包括离合器装置，但是可以采用电机直接使波轮13旋转的直接驱动装置。参照图2，水位/振动检测设备30可安装到水桶11的外表面的下部的位置。水位/振动检测设备30用于检测水桶11中的洗涤水的水位或当衣物堆积在一侧时由于旋转桶12的偏心旋转而引起的振动。虽然在本实施例中已经描述了安装至水桶11的水位/振动检测设备30，但水位/振动检测设备30可以安装到主体10。水位/振动检测设备30可以连接到充满空气的空气软管28的一端，空气软管28的另一端可与水桶11连通。
水位/振动检测设备30可包括水位传感器，水位传感器通过测量根据水桶11逐渐地被水填满时通过空气软管28施加的空气压力的频率的变化来检测水桶11中的水位。图3是可用于洗衣机的水位/振动检测设备的截面图。如图3所示，水位/振动检测设备30可包括限定所述设备30的外观的壳体31。壳体31包括具有开口端的圆筒形盒31a和用来密封盒31a的开口端的盒盖31b。盒盖31b可具有从空气软管观引入空气的进气口 33。橡胶防尘罩(bellows) 34可安装在盒盖31b和盒31a之间的结合区域处橡胶防尘罩34基于通过空气软管28施加的气压是可膨胀的。橡胶防尘罩34被密封地安装，以防止通过进气口 33施加的气压的损失，从而在进气口 33和橡胶防尘罩34之间提供压力室35。隔板40可安装在橡胶防尘罩34的中央，以使隔板40随着橡胶防尘罩34的膨胀或收缩而在壳体31中竖直地运动。隔板40可包括设置有钩43的上隔板41和设置有钩结合孔45的下隔板44上隔板41和下隔板44从橡胶防尘罩34的上侧和下侧，彼此钩结合，橡胶防尘罩34置于上隔板41和下隔板44之间。隔板40的两端可以分别被螺旋弹簧47和螺旋弹簧48支撑。螺旋弹簧47和螺旋弹簧48可包括置于盒盖31b和下隔板44之间的第一螺旋弹簧47，用于弹性地支撑盒盖31b和下隔板44 ；置于盒31a和上隔板41之间第二螺旋弹簧48，用于弹性地支撑盒31a和上隔板41。第一螺旋弹簧47和第二螺旋弹簧48可具有相同的弹性模量，从而当隔板40通过压力室35内压力变化而运动时第一螺旋弹簧47和第二螺旋弹簧48展现出线性特征。这些螺旋弹簧47和48可由诸如橡胶或树脂的非磁性材料制成。圆筒形支撑轴42可安装在隔板41的中央，铁芯36可围绕支撑轴42的外圆周表面安装。支撑轴42可从上隔板41的中央向上延伸，支撑轴42可在其端部设置有支架42a，用于支撑第二螺旋弹簧48的一端。绕线筒(bobbin) 37可安置在盒31a的中央，用于限定支撑轴42可动地插入于其中的空间。绕线筒37可包括支撑轴42插入于其中并在其中运动的小直径部分37a和隔板40插入于其中并在其中运动的大直径部分37b。小直径部分37a可与芯36的运动方向平行地延伸，使得芯36基于压力室35内压力的变化来运动。大直径部分37b具有比隔板40大的直径，用于允许隔板40的运动。橡胶防尘罩34的外缘置于大直径部分37b和盒盖31b之间。线圈38可围绕小直径部分37a的外圆周设置。线圈38与电容器(未示出)一起构成谐振电路。此外，端子39设置在线圈38之上，且结合到连接到控制单元(未示出)的线缆。小直径部分37a的上端使用紧固螺栓49被固定到盒31a。第二螺旋弹簧48被容纳在小直径部分37a中，使得第二螺旋弹簧48的两端分别由紧固栓49和支架4 支撑。
下隔板44可以在其下表面的中央设置弹簧支撑件44a，用于支撑第一螺旋弹簧47的一端。用于支撑第一螺旋弹簧47的另一端的弹簧支撑件47a可从盒盖31b的与弹簧支撑件44a面对的位置处突起。基于上述构造，通过空气软管28施加于压力室35的气压使隔板40运动，从而引起结合至支撑轴42的芯36在小直径部分37a中往复运动。芯36的往复运动改变线圈38的电感，从而引起包括线圈38和电容器(未示出)谐振电路的频率的变化。同样地，可基于输出频率的变化来测量洗衣机中的水位。此外，根据实施例的水位/振动检测设备30可用来检测当衣物堆积到一侧时引起的旋转桶12的失衡。图4是图3的圆的放大视图，示出了水位/振动检测设备的一部分。如图4中所示，检测振动的机构可包括由弹性构件50支撑同时可滑动地结合到支撑轴42的芯36。芯36采用空心圆筒体的形式，从而支撑轴42被插入芯36中。芯36具有比支撑轴42的长度短的纵向长度。从而，当芯36位于支撑轴42上时，在芯36和支架4 之间限定预定的间隙G，提供了芯36的运动空间。弹性构件50被容纳在支架4 和芯36之间的间隙G中，使得弹性构件50的两端分别被支架4 和芯36支撑。当隔板40由于压力室35中的压力的变化而运动时，弹性构件50可用来保持芯36在支撑轴42上处于固定的位置。这用于防止由于芯36的运动而导致的对水位的检测不合格。弹性构件50可具有比支撑隔板40的两端的第一螺旋弹簧47和第二螺旋弹簧48的弹性回复力小的弹性回复力。当将预定的外力施加到壳体31时，这可以使得仅有由具有比第一螺旋弹簧47和第二螺旋弹簧48的弹性回复力小的弹性回复力的弹性构件50支撑的芯36的运动。更具体地说，如果施加比第一螺旋弹簧47和第二螺旋弹簧48的弹性回复力小且比弹性构件50的弹性回复力大的力，则隔板40不运动，而仅有芯36在支撑轴42上运动，从而引起谐振电路的频率的变化。这样，检测到洗衣机的失衡在这种情况下，弹性构件50用来使在支撑轴42上运动的芯36返回到芯36的初
始位置。弹性构件50可由非磁性材料组成。弹性构件50也可以是螺旋弹簧或片簧。当然，弹簧构件50的种类不限于此，只要弹性构件50能够用于使运动后的芯36返回到芯36的初始位置即可。安装到水桶11或主体10的水位/振动检测设备30可以沿着与旋转桶12的轴向垂直的方向定位，以增强检测由于振动导致的失衡的可靠性。更具体地，当水位/振动检测设备30被安装到水桶11或主体10时，使得位于壳体31中的支撑轴42沿着与旋转桶12的轴向垂直的方向延伸，芯36通过振动可容易地运动(即，使得芯的运动方向与旋转桶的轴向交叉)以确保对失衡的精确检测。下面，将参照图1到图7描述根据实施例的水位/振动检测设备30的操作和效果。图5是示出根据本公开的实施例的水位/振动检测设备的水位检测操作的视图，图6是示出根据本公开的实施例的水位/振动检测设备的振动检测操作的视图，图7是示出由于根据实施例的洗衣机失衡导致的频率分布的图表。首先，将描述水位/振动检测设备30的水位检测操作。在洗衣机的洗涤模式和漂洗操作过程中，供水装置17操作，以将洗涤水供应到水桶11中。水桶11中洗涤水的水位随着供水的进行而升高，将洗涤水的压力通过空气软管28施加到进气口 33。如图5中示出，施加到进气口 33的气压Pl使在橡胶防尘罩34内侧的压力室35内的压力增加，引起橡胶防尘罩34膨胀。在橡胶防尘罩34的膨胀的同时，结合到橡胶防尘罩34的隔板40向上运动，导致结合到隔板40的芯36运动到线圈38的内部空间中。运动到线圈38中的线圈芯36改变了线圈38的电感。在此，通过将所述改变的电感乘以电容器(未示出)的电容能够得到频率。控制单元(未示出)可以通过将测量的频率值和与基于衣物量的水位对应的预设频率值进行比较来控制是否供水。结合到支撑轴42的芯36通过弹性构件50保持被按压从而，芯36在水位检测操作过程中不再继续运动。接下来，将描述根据本实施例的水位/振动检测设备30的振动检测操作。在脱水操作过程中，将洗涤水从水桶11中完全排放后，压力室35的压力降低，通过第一螺旋弹簧47和第二螺旋弹簧48使得隔板40返回到隔板40的初始位置。在脱水操作过程中，如果的衣物均勻地分布在旋转桶12中，则位于水桶11中的旋转桶12绕旋转桶12的旋转轴同心地旋转，因此旋转桶12保持平衡。然而，如果衣物堆积在旋转桶12的一侧，则旋转桶12偏心地旋转。如果偏心旋转过度地增加，则旋转桶12变得失衡，从而与水桶11碰撞。如图6所示，当旋转桶12失衡时，将冲击P2施加到安装到水桶11的水位/振动检测设备30。当将冲击施加到水位/振动检测设备30时，可动地结合到支撑轴42同时由弹性构件50弹性地支撑的芯36运动(S卩，芯36的运动方向与旋转桶的轴向交叉)，引起线圈38的电感的改变。这是由于如图7中所示的输出频率(A部分)的变化。特别地，因为在由第一螺旋弹簧47和第二螺旋弹簧48支撑的分隔板40不运动的状态下仅有结合到支撑轴42的芯36运动，所以可以根据输出频率的变化来检测失衡和所谓的洗衣机的“步移”(“walking”)模式。在此，所述“步移”模式是指在脱水操作过程中由于衣物堆积在一侧面出现的振动，在维持振动的情况下下对衣物脱水，引起主体10运动。虽然“步移”模式不会引起主体10和水桶11之间的碰撞，但是主体10的左-右或前-后运动幅度引起结合到水位/振动检测设备30的支撑轴42的芯36的运动。这样，芯36引起线圈38的电感的变化，导致输出频率变化。在这种情况下，因为芯36绕着支撑轴42接连地往复运动，所以频率接连地变化，从而确保“步移”模式的检测。
从以上描述清楚的是，一个或多个实施例包括水位/振动检测设备和具有该水位/振动检测设备的洗衣机，所述水位/振动检测设备利用简单的结构用于同时检测洗衣机的水位和振动，而不需要另外的振动检测元件，因而能够提高产率并能够精确检测洗衣机的故障。虽然已经示出并描述了本公开的实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以在这些实施例中做出变化，本发明的范围在权利要求书及其等同物中限定。
权利要求
1.一种洗衣机，包括水桶；旋转桶，旋转桶可旋转地安装在水桶中；水位/振动检测设备，水位/振动检测设备连接到与水桶连通的空气软管，并用于检测水桶的水位和振动，其中，水位/振动检测设备包括壳体，壳体具有与空气软管连通的压力室；绕线筒，绕线筒位于壳体中，在绕线筒的外圆周上支撑用于产生谐振电路的线圈；隔板，隔板的两端由螺旋弹簧支撑，具有支撑轴的隔板基于压力室中压力的变化在绕线筒中运动；芯，芯位于支撑轴的外表面上，以在支撑轴上可滑动地运动；弹性构件，弹性构件位于支撑轴上，用于弹性地支撑所述芯，所述弹性构件具有比螺旋弹簧的弹性回复力小的弹性回复力。
2.根据权利要求1所述的洗衣机，其中，水位/振动检测设备还包括结合到隔板的可膨胀的橡胶防尘罩，用于限定压力室；螺旋弹簧包括置于壳体的一端和隔板之间的第一螺旋弹簧和置于壳体的另一端和支撑轴之间的第二螺旋弹簧，第一螺旋弹簧和第二螺旋弹簧具有相同的弹性模量。
3.根据权利要求2所述的洗衣机，其中，支撑轴在支撑轴的端部设置有具有比支撑轴的直径大的直径的支架，以支撑第二螺旋弹簧，芯设置在支撑轴上并与支架分开，弹性构件置于彼此分开的支架和芯之间。
4.根据权利要求2所述的洗衣机，其中，弹性构件由非磁性材料形成。
5.根据权利要求4所述的洗衣机，其中，弹性构件包括螺旋弹簧。
6.根据权利要求4所述的洗衣机，其中，弹性构件包括片簧。
7.根据权利要求1所述的洗衣机，其中，水位/振动检测设备被固定在水桶的外表面，使得芯的运动方向与旋转桶的轴向交叉。
8.根据权利要求1所述的洗衣机，其中，在隔板由于压力室中的压力的变化而运动时，水位/振动检测设备基于隔板的位置变化通过谐振电路的频率来检测水位。
9.根据权利要求1所述的洗衣机，其中，当施加外力时，在芯在支撑轴上运动时，水位/振动检测设备基于芯的位置变化通过谐振电路的频率来检测振动。
10.一种水位/振动检测设备，包括壳体，壳体具有进气口和与所述进气口连通的密封的压力室；绕线筒，用于产生谐振电路的线圈被支撑在绕线筒的外圆周上；可膨胀的橡胶防尘罩，可膨胀的橡胶防尘罩形成压力室的一侧；隔板，隔板结合到橡胶防尘罩，且隔板具有基于压力室中的压力变化而在绕线筒中运动的支撑轴；螺旋弹簧，螺旋弹簧分别支撑在隔板的相对两端，以确保隔板的线性运动；芯，芯位于支撑轴的外表面上，以当施加外力到壳体时在支撑轴上可滑动地运动；弹性构件，弹性构件位于支撑轴上，用于通过外力使芯返回到芯的初始位置，弹性构件具有比螺旋弹簧的弹性回复力小的弹性回复力。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，当隔板由于通过进气口施加的气压而运动时，芯与隔板一起运动，当施加外力时，隔板不运动，仅有芯在支撑轴上运动。
12.根据权利要求10所述的设备，其中，弹性构件包括螺旋弹簧。
13.根据权利要求10所述的设备，其中，弹性构件包括片簧。
14.根据权利要求10所述的设备，其中，分别支撑在隔板的相对两端的螺旋弹簧具有相同的弹性模量。
15.根据权利要求11所述的设备，其中，通过进气口施加的气压与水桶内的水压对应。
16.根据权利要求11所述的设备，其中，通过基于与隔板一起运动的芯的位置变化的谐振电路的频率的变化来检测水位；通过基于在支撑轴上运动的芯的位置变化的谐振电路的频率的变化来检测振动。
17.根据权利要求14所述的设备，其中，螺旋弹簧包括置于壳体和隔板之间的第一螺旋弹簧和置于壳体和支撑轴之间的第二螺旋弹簧；支撑轴从隔板的中央朝向绕线筒的内部空间延伸，支撑轴在支撑轴的一端设置有支架，用于支撑第二螺旋弹簧；芯在支撑轴上与支架分开，用来限定用于芯的运动的空间，弹性构件置于彼此分开的芯和支架之间。
18.根据权利要求10所述的设备，其中，芯包括空心圆筒体，使得支撑轴被插入到芯中，芯具有比支撑轴的长度短的纵向长度。
19.根据权利要求10所述的设备，其中，支撑轴包括支架，支架被设置在支撑轴的端部，用来支撑一个螺旋弹簧的一端。
全文摘要
本发明提供一种水位/振动检测设备和一种具有该水位/振动检测设备的洗衣机。所述水位/振动检测设备包括隔板，适于由于通过空气软管施加的气压而运动；芯，由于芯由弹性构件弹性地支撑从而芯可滑动地位于隔板的支撑轴上。水位/振动检测设备通过芯到构成谐振电路的线圈中的运动来检测水位和振动。
文档编号D06F39/08GK102560976SQ20111041663
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月14日 优先权日2010年12月14日
发明者李松翼, 白东一 申请人:三星电子株式会社