波轮洗衣机脱水桶的检测方法和系统与流程

本发明涉及洗衣机技术领域，尤其涉及一种波轮洗衣机脱水桶的检测方法和系统。

背景技术：

目前，波轮洗衣机在脱水的时候，如果当前脱水桶内的衣物缠绕，产生较大的不平衡时，洗衣机会对衣物进行抖散然后再脱水。现有的技术中，通过在距离洗衣机脱水桶一定位置安装的机械开关来实现不平衡控制的，其中机械开关具有一定的撞断行程，当在洗衣机内桶的衣物因缠绕等原因而产生不平衡较大的情况时，会引起脱水桶在脱水时发生较大的振动，若此振动的偏移量达到了机械开关的撞断行程的设定值，则机械开关撞断，对衣物进行抖散并重新脱水。

但是，存在的问题是，上述方法存在如下几个问题：

1、对脱水桶运动轨迹的依赖性较强，由于脱水桶运动轨迹的不确定性，经常会引起洗衣机产生撞桶、位移等异常现象；

2、由于安装机械开关导致的装配一致性较差，也常会引起洗衣机产生撞桶、位移等异常现象；

3、只能在脱水桶脱水的启动阶段粗略的感知衣物的不平衡状态，无法在整个脱水过程中实时地、精确地感知衣物的不平衡状态。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种波轮洗衣机脱水桶的检测方法，该方法解决了波轮洗衣机长期以来面临的弊端，不仅能够精确的感知衣物的当前状态，而且节省了洗衣机的制造成本。

本发明的第二个目的在于提出一种波轮洗衣机脱水桶的检测系统。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种波轮洗衣机脱水桶的检测方法，包括：获取加速度传感器检测的加速度值，其中，所述加速度传感器用于检测脱水桶的加速度值；以及比较所述加速度值与预设加速度值的关系，并根据所述加速度值与所预设加速度值的关系生成对所述脱水桶的控制指令，其中，所述预设加速度值为所述 脱水桶在临界偏心状态下的加速度值。

根据本发明实施例的波轮洗衣机脱水桶的检测方法，通过加速度传感器获取洗衣机脱水桶的加速度值，从而根据脱水桶的加速度值判断脱水桶内衣物的状态以对脱水桶的下一步动作进行控制。由此，通过加速度传感器进行全方位的振动检测，无需依赖脱水桶的运动轨迹，并且将加速度传感器嵌入洗衣机原有的PCB板中，不存在装配性的问题，加速度传感器在脱水过程中实时检测脱水桶的加速度值，可以在整个脱水过程中实时检测衣物不平衡的状态。此外由于加速度传感器直接反应的是脱水桶的振动，因此检测精度相较于传统的方式有很大的提升，解决了波轮洗衣机长期以来面临的弊端，不仅能够精确的感知衣物的当前状态，而且节省了洗衣机的制造成本。

另外，在本发明的实施例中，所述加速度传感器设置在与所述脱水桶或洗衣机箱体硬连接的印刷电路板PCB板上。

根据本发明的一个实施例，所述加速度传感器为三轴加速度传感器。

根据本发明的一个实施例，所述的波轮洗衣机脱水桶的检测方法还包括：实时采集所述加速度传感器在x、y、z方向上的加速度值a_x、a_y、a_z；分别根据所述加速度值a_x、a_y、a_z计算瞬态加速度△a_x、△a_y、△a_z；以及根据所述瞬态加速度△a_x、△a_y、△a_z计算所述脱水桶的加速度值△a。

根据本发明的一个实施例，所述控制指令包括脱水动作和抖散动作，所述根据所述加速度值与所预设加速度值的关系生成对所述脱水桶的控制指令具体包括：如果所述加速度值小于所述预设加速度值，则控制所述脱水桶进行脱水动作；或者如果所述加速度值大于或等于所述预设加速度值，则控制所述脱水桶进行抖散动作。

为达上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种波轮洗衣机脱水桶的检测系统，包括加速度传感器和控制器，其中，所述加速度传感器用于检测脱水桶的加速度值；所述控制器用于获取所述脱水桶的加速度值，并比较所述加速度值与预设加速度值的关系，以及根据所述加速度值与所预设加速度值的关系生成对所述脱水桶的控制指令，其中，所述预设加速度值为所述脱水桶在临界偏心状态下的加速度值。

根据本发明实施例的波轮洗衣机脱水桶的检测系统，通过加速度传感器获取洗衣机脱水桶的加速度值，从而通过控制器根据脱水桶的加速度值判断脱水桶内衣物的状态以对脱水桶的下一步动作进行控制，由此，通过加速度传感器进行全方位的振动检测，无需依赖脱水桶的运动轨迹，并且将加速度传感器嵌入洗衣机原有的PCB板中，不存在装配性的问题，加速度传感器在脱水过程中实时检测脱水桶的加速度值，可以在整个脱水过程中实时检测衣物不平衡的状态。此外由于加速度传感器直接反应的是脱水桶的振动，因此检测精度相较于传统的方式有很大的提升，解决了波轮洗衣机长 期以来面临的弊端，不仅能够精确的感知衣物的当前状态，而且节省了洗衣机的制造成本。

另外，在本发明的实施例中，所述加速度传感器设置在与所述脱水桶或洗衣机箱体硬连接的印刷电路板PCB板上。

根据本发明的一个实施例，所述加速度传感器为三轴加速度传感器。

根据本发明的一个实施例，所述控制器具体用于：实时采集所述加速度传感器在x、y、z方向上的加速度值a_x、a_y、a_z；分别根据所述加速度值a_x、a_y、a_z计算瞬态加速度△a_x、△a_y、△a_z；以及根据所述瞬态加速度△a_x、△a_y、△a_z计算所述脱水桶的加速度值△a。

根据本发明的一个实施例，所述控制指令包括脱水动作和抖散动作，所述控制器具体用于：当所述加速度值小于所述预设加速度值时，控制所述脱水桶进行脱水动作；或者当所述加速度值大于或等于所述预设加速度值时，控制所述脱水桶进行抖散动作。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的波轮洗衣机脱水桶的检测方法的流程图；

图2是根据本发明一个具体实施例的加速度传感器设置在与脱水桶或洗衣机箱体硬连接的印刷电路板PCB板上的示意图；

图3(a)-(c)是根据本发明一个具体实施例的大偏心、中偏心和小偏心所得的瞬态加速度△a_x、△a_y、△a_z，重复20次的测试值生成的曲线图；

图4是根据本发明一个具体实施例的大偏心、中偏心和小偏心对应的加速度值的示意图；以及

图5是根据本发明一个实施例的波轮洗衣机脱水桶的检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者 隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

下面参考附图描述本发明实施例的波轮洗衣机脱水桶的检测方法和系统。

图1是根据本发明一个实施例的波轮洗衣机脱水桶的检测方法的流程图。

如图1所示，本发明实施例的波轮洗衣机脱水桶的检测方法，包括以下步骤：

S110，获取加速度传感器检测的加速度值，其中，加速度传感器用于检测脱水桶的加速度值。

在本发明的一个实施例中，加速度传感器设置在与脱水桶或洗衣机箱体硬连接的印刷电路板PCB板上。例如，如图2所示，加速度传感器可设置在与脱水桶或洗衣机箱体硬连接的印刷电路板PCB板上，该加速度传感器采集的加速度信号可以直接反应脱水桶的振动大小，从而检测洗衣机脱水桶内的衣物是否不平衡。当然，加速度传感器还可以设置在洗衣机的其他位置上，只要可以检测到脱水桶的振动大小即可。也就是说，根据不同的需要，加速度传感器可以有很多种嵌入方式以达到实时检测洗衣机脱水桶的加速度值的效果。

应当理解的是，将加速度传感器设置在洗衣机原有的PCB板上，因此无需增加新的PCB板，设置了加速度传感器的PCB板除了可以执行洗衣机原有功能之外，还可以检测脱水桶的加速度信号。设置加速度传感器的PCB板即可以选择与脱水连接的PCB板，也可以选择与洗衣机箱体连接的PCB板，然而要求该PCB板与脱水桶进行硬连接，从而可以实现对脱水桶振动的检测。

S120，比较加速度值与预设加速度值的关系，并根据加速度值与预设加速度值的关系生成对脱水桶的控制指令，其中，预设加速度值为脱水桶在临界偏心状态下的加速度值。

其中，在洗衣机对衣物进行脱水时，若脱水桶内的衣物处于不平衡状态，则脱水桶会产生一定的偏心。偏心量的大小不同，对应的脱水桶产生的振动位移量就不同，因此根据振动位移量与脱水桶的加速度值的等效关系，PCB板采集的加速度信号即反映了脱水桶的振动位移量，进而反应了脱水桶的偏心量。也就是说，根据PCB板采集 的加速度值与临界偏心对应的加速度值进行比较，即根据加速度传感器的信号可以直接反映出洗衣机内衣物的不平衡状态，其中，临界偏心是指脱水桶不发生位移量时的临界状态。

具体而言，洗衣机脱水桶工作时，可将其运动等价为单自由度的简谐运动，其表达式为：其中，振幅A表示振动的最大位移，反映振动的强弱；角频率ω是由系统本身决定的常数，与脱水的初始条件无关，反应振动的快慢；周期T＝2π/ω表示完成一次全振动所用时间，反映振动的快慢；频率V＝ω/2π表示单位时间内完成的全振动次数，反映振动的快慢；相位(ωt+φ)确定任意时刻物体的振动状态。因此，加速度：a＝(d^2x)/(dt^2)＝-Aω^2cos(ωt+Φ)＝〖Aω〗^2cos((ωt+Φ±π)。换言之，针对同一型号的洗衣机，在相同速度控制的情况下，ω相同，相位也相同，则加速度a与振幅A正相关，既：a∝A。因此，加速度传感器采集的加速度值可直接反应脱水桶的振动大小。

进而，在洗衣机开始脱水后，加速度传感器实时采集脱水桶的加速度值，由于不同的加速度值对应不同的偏心，因此将加速度值与临界偏心对应的预设加速度值进行比较后，可以判断出脱水桶的振动大小。

进一步而言，如果加速度值小于预设加速度值，则生成控制脱水桶进行脱水动作的控制指令，并根据该控制指令控制脱水桶进行脱水动作。如果加速度值大于或等于预设加速度值，则生成控制脱水桶进行抖散动作的控制指令，并根据该控制指令控制脱水桶进行衣物的抖散。

在本发明的一个实施例中，加速度传感器优选的可以为三轴加速度传感器。具体而言，实时采集所述加速度传感器在x、y、z方向上的加速度值a_x、a_y、a_z，分别根据所述加速度值a_x、a_y、a_z计算瞬态加速度△a_x、△a_y、△a_z，并根据所述瞬态加速度△a_x、△a_y、△a_z计算所述脱水桶的加速度值△a。

举例而言，本发明基于波轮洗衣机TB85-6188IDCL进行了验证：

1、将加速度传感器嵌入与脱水桶连接的PCB板上，如图2所示，在洗衣机内分别放置小偏心(1000g)、中偏心(1500g)、大偏心(2700g)。按此型号的洗衣机的脱水节拍，在脱水启动的瞬态阶段(DT阶段)，时间T＝15s内，加速度传感器实时采集x、y、z方向上的加速度值a_x、a_y、a_z。

2、实施计算算瞬态加速度△a_x、△a_y、△a_z，

△ax＝MAX(a0x:aTx)-MIN(a0x:aTx)；

△ay＝MAX(a0y:aTy)-MIN(a0y:aTy)；

△az＝MAX(a0z:aTz)-MIN(a0z:aTz)；

3、计算△a，△a＝△a_x+△a_y+△a_z。

4、进行偏心判断：

△a＜△a_limit1→偏心小，下步脱水动作；

△a≥△a_limit1→偏心大，停止进行抖散；△a_limit1为临界偏心对应的加速度值。

如图3(a)-(c)所示，不同的偏心所得的瞬态加速度△a_x、△a_y、△a_z，各种偏心通过重复20次的测试。如图4所示，大偏心、中偏心和小偏心对应的加速度值具有一定的区分度。因此可以看出本发明实施例提出的方法是可行的。

进而，在脱水高速稳态阶段(ST阶段)，T2＝5s内，同理计算△a并进行偏心判断的验证。

本发明实施例的波轮洗衣机脱水桶的检测方法，通过加速度传感器获取洗衣机脱水桶的加速度值，从而根据脱水桶的加速度值判断脱水桶内衣物的状态以对脱水桶的下一步动作进行控制。由此，通过加速度传感器进行全方位的振动检测，无需依赖脱水桶的运动轨迹，并且将加速度传感器嵌入洗衣机原有的PCB板中，不存在装配性的问题，加速度传感器在脱水过程中实时检测脱水桶的加速度值，可以在整个脱水过程中实时检测衣物不平衡的状态。此外由于加速度传感器直接反应的是脱水桶的振动，因此检测精度相较于传统的方式有很大的提升。

本发明实施例的波轮洗衣机脱水桶的检测方法，解决了波轮洗衣机长期以来面临的弊端，不仅能够精确的感知衣物的当前状态，而且节省了洗衣机的制造成本。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种波轮洗衣机脱水桶的检测系统。图5是根据本发明实施例的波轮洗衣机脱水桶的检测系统的结构示意图。如图5所示，该波轮洗衣机脱水桶的检测系统包括：加速度传感器510和控制器520。

其中，加速度传感器510用户检测脱水桶的加速度值。其中，加速度传感器510设置在与脱水桶或洗衣机箱体硬连接的印刷电路板PCB板上，例如，加速度传感器510可设置在与脱水桶或洗衣机箱体硬连接的印刷电路板PCB板上，该加速度传感器510采集的加速度信号可以直接反应脱水桶的振动大小，从而检测洗衣机脱水桶内的衣物是否不平衡。当然，加速度传感器510还可以设置在洗衣机的其他位置上，只要可以检测到脱水桶的振动大小即可。也就是说，根据不同的需要，加速度传感器510可以有很多种嵌入方式以达到实时检测洗衣机脱水桶的加速度值的效果。

应当理解的是，将加速度传感器510设置在洗衣机原有的PCB板上，因此无需增加新的PCB板，设置了加速度传感器510的PCB板除了可以执行洗衣机原有功能之外，还可以检测脱水桶的加速度信号。设置加速度传感器510的PCB板即可以选择与脱水 连接的PCB板，也可以选择与洗衣机箱体连接的PCB板，然而要求该PCB板与脱水桶进行硬连接，从而可以实现对脱水桶振动的检测。

控制器520用于获取脱水桶的加速度值，并比较加速度值与预设加速度值的关系，以及根据加速度值与预设加速度值的关系生成对脱水桶的控制指令，其中，预设加速度值为脱水桶在临界偏心状态下的加速度值。具体而言，在洗衣机开始脱水后，加速度传感器510实时采集脱水桶的加速度值，由于不同的加速度值对应不同的偏心，因此控制器520将加速度值与临界偏心对应的预设加速度值进行比较后，可以判断出脱水桶的振动大小。

进一步而言，如果判断加速度值小于预设加速度值，则控制器520生成控制脱水桶进行脱水动作的控制指令，并根据该控制指令控制脱水桶进行脱水动作。如果判断加速度值大于或等于预设加速度值，则控制器520生成控制脱水桶进行抖散动作的控制指令，并根据该控制指令控制脱水桶进行衣物的抖散。

在本发明的一个实施例中，加速度传感器510优选的可以为三轴加速度传感器。具体而言，加速度传感器510实时采集所述加速度传感器在x、y、z方向上的加速度值a_x、a_y、a_z，分别根据所述加速度值a_x、a_y、a_z计算瞬态加速度△a_x、△a_y、△a_z，并根据所述瞬态加速度△a_x、△a_y、△a_z计算所述脱水桶的加速度值△a。

根据本发明实施例的波轮洗衣机脱水桶的检测系统，通过加速度传感器获取洗衣机脱水桶的加速度值，从而通过控制器根据脱水桶的加速度值判断脱水桶内衣物的状态以对脱水桶的下一步动作进行控制，由此，通过加速度传感器进行全方位的振动检测，无需依赖脱水桶的运动轨迹，并且将加速度传感器嵌入洗衣机原有的PCB板中，不存在装配性的问题，加速度传感器在脱水过程中实时检测脱水桶的加速度值，可以在整个脱水过程中实时检测衣物不平衡的状态。此外由于加速度传感器直接反应的是脱水桶的振动，因此检测精度相较于传统的方式有很大的提升，解决了波轮洗衣机长期以来面临的弊端，不仅能够精确的感知衣物的当前状态，而且节省了洗衣机的制造成本。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、等术语应做 广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。