洗衣机桶体的不平衡检测方法、洗衣机及存储介质与流程

本发明涉及洗衣机技术领域，尤其涉及一种洗衣机桶体的不平衡检测方法、洗衣机及存储介质。

背景技术：

对于洗衣机而言，当变频电机所带动的桶体不平衡时，变频电机的转速越高，则洗衣机产生的振动和噪声就会越大，从而会降低洗衣机的使用寿命。

故而，洗衣机必须具有桶体不平衡检测功能，在发现桶体不平衡时，可通过调整转速或者对桶体的不平衡状态进行改变，以达到减小系统的振动和噪声的目的。

现有技术提供了以下两种不平衡检测方法：

(1)通过设计洗衣机固定的运行转速曲线，采集电机转速与电流信号，分析洗衣机桶体不平衡量。该方法检测时间长，无法实现实时感知，感知精度较低。

(2)通过采用传感器对滚桶是否平衡进行检测，但传统传感器方案成本较高且不便于安装，从而导致检测难度大。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种洗衣机桶体的不平衡检测方法、洗衣机及存储介质，旨在解决现有技术中进行不平衡检测时存在的成本高、检测难度大、检测时间长、无法实现实时感知、以及感知精度较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种洗衣机桶体的不平衡检测方法，所述方法包括以下步骤：

获取桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度，所述n为大于等于1的整数；

根据所述加速度和旋转速度计算对应的位移幅值；

根据所述位移幅值判断所述桶体是否处于不平衡状态。

优选地，所述根据所述加速度和旋转速度计算对应的位移幅值，具体包括：

计算所述旋转速度的平均值，根据所述平均值和加速度计算对应的位移幅值。

优选地，所述计算所述旋转速度的平均值，根据所述平均值和加速度计算对应的位移幅值，具体包括：

计算所述旋转速度的平均值，获取所述加速度的峰值和谷值，计算所述峰值和谷值之间的差值，并将所述差值的一半作为所述加速波动幅值，根据所述加速波动幅值及平均值计算对应的位移幅值。

优选地，所述根据所述位移幅值判断所述桶体是否处于不平衡状态，具体包括：

将所述位移幅值和所述幅值阈值进行比较，根据比较结果判断所述桶体是否处于不平衡状态。

优选地，所述将所述位移幅值和所述幅值阈值进行比较，根据比较结果判断所述桶体是否处于不平衡状态，具体包括：

将所述位移幅值和所述幅值阈值进行比较，在所述比较结果为所述位移幅值超过所述幅值阈值时，认定所述桶体处于不平衡状态，在所述比较结果为所述位移幅值未超过所述幅值阈值时，认定所述桶体未处于不平衡状态。

优选地，所述根据所述位移幅值判断所述桶体是否处于不平衡状态之后，所述方法还包括：

在所述桶体处于不平衡状态时，对数量参数进行增加；

判断增加后的数量参数是否超过预设次数阈值，在所述增加后的数量参数超过所述预设次数阈值时，控制所述桶体停止旋转；在所述增加后的数量参数未超过所述预设次数阈值时，返回所述获取桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度的步骤。

优选地，所述将所述加速波动幅值和所述幅值阈值进行比较，根据比较结果判断所述桶体是否处于不平衡状态之后，所述方法还包括：

在所述桶体未处于不平衡状态时，控制所述桶体进行加速旋转，判断所述桶体是否达到预设加速时间，在所述桶体的旋转时间达到预设加速时间时，控制所述桶体停止旋转；在所述桶体的旋转时间未达到预设加速时间时，返回所述获取桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种洗衣机，所述洗衣机包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的不平衡检测程序，所述不平衡检测程序配置为实现所述的负载不平衡检测方法的步骤。

优选地，所述洗衣机还包括：加速度传感器、桶体和变频电机，所述加速度传感器设于所述桶体上，且配置为采集所述桶体的加速度，并将采集的加速度传输至所述控制器；所述变频电机配置为在所述处理器的控制下带动所述桶体进行旋转。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有不平衡检测程序，所述不平衡检测程序被处理器执行时实现所述的不平衡检测方法的步骤。

本发明获取桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度，根据所述加速度和旋转速度计算对应的位移幅值，根据所述位移幅值判断所述桶体是否处于不平衡状态，能够实时感知不平衡状态，检测时间短，检测精度高，并且检测成本和检测难度较低。

附图说明

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的洗衣机结构示意图；

图2为本发明洗衣机桶体的不平衡检测方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明洗衣机桶体的不平衡检测方法第二实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的洗衣机结构示意图。

如图1所示，该洗衣机可以包括：处理器1001，例如cpu，桶体1002，用户接口1003，变频电机1004，存储器1005和加速度传感器1006。其中，桶体1002为被所述变频电机1004带动的对象。用户接口1003可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。存储器1005可以是高速ram存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatilememory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。加速度传感器1006设于所述桶体1002上(当然，也可设于与所述桶体1002相连的部件上)，且配置为采集所述桶体的加速度，并将采集的加速度传输至所述控制器，具体实现中，所述加速度传感器可采用3d加速度传感器。

在具体实现中，所述洗衣机可为滚筒洗衣机，也可为波轮洗衣机，本实施例对此不加以限制。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的洗衣机结构并不构成对洗衣机的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、用户接口模块以及不平衡检测程序。

在图1所示的洗衣机中，所述洗衣机通过处理器1001调用存储器1005中存储的不平衡检测程序，并执行以下操作：

获取桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度，所述n为大于等于1的整数；

根据所述加速度和旋转速度计算对应的位移幅值；

根据所述位移幅值判断所述桶体是否处于不平衡状态。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的不平衡检测程序，还执行以下操作：

计算所述旋转速度的平均值，根据所述平均值和加速度计算对应的位移幅值。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的不平衡检测程序，还执行以下操作：

计算所述旋转速度的平均值，获取所述加速度的峰值和谷值，计算所述峰值和谷值之间的差值，并将所述差值的一半作为所述加速波动幅值，根据所述加速波动幅值及平均值计算对应的位移幅值。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的不平衡检测程序，还执行以下操作：

将所述位移幅值和所述幅值阈值进行比较，根据比较结果判断所述桶体是否处于不平衡状态。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的不平衡检测程序，还执行以下操作：

将所述位移幅值和所述幅值阈值进行比较，在所述比较结果为所述位移幅值超过所述幅值阈值时，认定所述桶体处于不平衡状态，在所述比较结果为所述位移幅值未超过所述幅值阈值时，认定所述桶体未处于不平衡状态。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的不平衡检测程序，还执行以下操作：

在所述桶体处于不平衡状态时，对数量参数进行增加；

判断增加后的数量参数是否超过预设次数阈值，在所述增加后的数量参数超过所述预设次数阈值时，控制所述桶体停止旋转；在所述增加后的数量参数未超过所述预设次数阈值时，返回所述获取桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度的步骤。

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的不平衡检测程序，还执行以下操作：

在所述桶体未处于不平衡状态时，控制所述桶体进行加速旋转，判断所述桶体是否达到预设加速时间，在所述桶体的旋转时间达到预设加速时间时，控制所述桶体停止旋转；在所述桶体的旋转时间未达到预设加速时间时，返回所述获取桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度的步骤。

本实施例通过上述方案，获取桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度，根据所述加速度和旋转速度计算对应的位移幅值，根据所述位移幅值判断所述桶体是否处于不平衡状态，能够实时感知不平衡状态，检测时间短，检测精度高，并且检测成本和检测难度较低。

基于上述硬件结构，提出本发明洗衣机桶体的不平衡检测方法实施例。

参照图2，图2为本发明洗衣机桶体的不平衡检测方法第一实施例的流程示意图。

在第一实施例中，所述洗衣机桶体的不平衡检测方法包括以下步骤：

s10：获取桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度，所述n为大于等于1的整数；

需要说明的是，所述桶体即为洗衣机的桶体。

可理解的是，由于本步骤中获取的是桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度，因此，所述加速度和旋转速度均为桶体在旋转n周内采集的连续数据，当然，也可为离散数据，本实施例对此不加以限制。

s20：根据所述加速度和旋转速度计算对应的位移幅值；

在具体实现中，由于桶体在旋转n周内并未进行加速，因此，所述桶体的旋转过程可近似为匀速旋转，故而，桶体在旋转n周内的加速度通常是由衣物不平衡等原因造成，因此，桶体在旋转n周内的加速度具有周期性，而旋转速度基本为一个固定值，此时，可根据所述加速度和旋转速度计算对应的位移幅值。

在具体实现中，对于洗衣机的桶体的旋转，可将洗衣机的桶体的运动等价为单自由度的简谐运动，其表达式为：

其中，x(t)为所述桶体的位移，a为位移幅值，ω为所述桶体的旋转速度，为偏移弧度，t为时间。

对所述桶体的位移进行两次求导后，可得：

其中，a为所述桶体的加速度。

根据上述公式(2)可知，可根据所述加速度和旋转速度计算对应的位移幅值。

可理解的是，所述旋转速度无论是连续数据，还是离散数据，均非一个固定的数值，为便于计算位移幅值，在具体实现中，可计算所述旋转速度的平均值，根据所述平均值和加速度计算对应的位移幅值。

为保证计算所述位移幅值的效率，本实施例中，可计算所述旋转速度的平均值，获取所述加速度的峰值和谷值，计算所述峰值和谷值之间的差值，并将所述差值的一半作为所述加速波动幅值，根据所述加速波动幅值及平均值计算对应的位移幅值。

假设所述n为1，此时，所述加速度中会存在一个波峰和一个波谷，即可直接获取所述加速度的峰值和谷值，计算所述峰值和谷值之间的差值，并将所述差值的一半作为所述加速波动幅值，根据所述加速波动幅值及平均值计算对应的位移幅值，具体地，根据上述公式(2)，所述位置幅值可将加速波动幅值除以所述平均值的平方获得。

假设所述n为大于等于2的整数，此时，所述加速度通常对应有n个周期，每个周期均会存在一个峰值和一个谷值，为保证所述加速波动幅值的准确性，此时，可分别计算各周期内峰值和谷值之间的差值，并计算所述差值的均值，将所述均值的一般作为所述加速波动幅值，根据所述加速波动幅值及平均值计算对应的位移幅值，具体地，根据上述公式(2)，所述位置幅值可将加速波动幅值除以所述平均值的平方获得。

当然，对于所述n为大于等于2的整数时，为提高计算效率，本实施例中，也可直接获取所述加速度中的峰值和谷值，计算所述峰值和谷值之间的差值，并将所述差值的一半作为所述加速波动幅值，根据所述加速波动幅值及平均值计算对应的位移幅值，具体地，根据上述公式(2)，所述位置幅值可将加速波动幅值除以所述平均值的平方获得。

s30：根据所述位移幅值判断所述桶体是否处于不平衡状态。

可理解的是，当所述位移幅值过大时，可认定所述桶体处于不平衡状态，在具体实现中，可将所述位移幅值和所述幅值阈值进行比较，根据比较结果判断所述桶体是否处于不平衡状态。

为便于判断所述桶体是否处于不平衡状态，本实施例中，可将所述位移幅值和所述幅值阈值进行比较，在所述比较结果为所述位移幅值超过所述幅值阈值时，认定所述桶体处于不平衡状态，在所述比较结果为所述位移幅值未超过所述幅值阈值时，认定所述桶体未处于不平衡状态。

在具体实现中，所述加速度传感器通常可获取所述桶体的加速度，当然，当所述加速度传感器为3d传感器时，所述加速度传感器还可检测在三个方向上的加速度分量，相应地，可计算所述桶体在这三个方向上的位移幅值，将这三个方向上的位移幅值分别与幅值阈值进行比较，在各位移幅值均未超过所述幅值阈值时，认定所述桶体未处于不平衡状态，否则认定所述桶体处于不平衡状态。

本实施例获取桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度，根据所述加速度和旋转速度计算对应的位移幅值，根据所述位移幅值判断所述桶体是否处于不平衡状态，能够实时感知不平衡状态，检测时间短，检测精度高，并且检测成本和检测难度较低。

进一步地，如图3所示，基于第一实施例提出本发明洗衣机桶体的不平衡检测方法第二实施例，在本实施例中，步骤s30之后，所述方法还包括：

s40：在所述桶体处于不平衡状态时，对数量参数进行增加；

s50：判断增加后的数量参数是否超过预设次数阈值，在所述增加后的数量参数超过所述预设次数阈值时，控制所述桶体停止旋转；在所述增加后的数量参数未超过所述预设次数阈值时，返回所述获取桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度的步骤。

可理解的是，若所述桶体处于不平衡状态，就直接控制所述桶体停止旋转，会频繁打断所述洗衣机的正常工作流程，导致工作效率过低，因此，本实施例中，可设置一个数量参数，其用于记载处于不平衡状态的次数，当然，其初始值可设置为0，所述预设次数阈值可根据需要进行设置，例如：设置为2、3、4、5、6等数值，在对数量参数进行增加时，可对所述数量参数进行加1。

在所述增加后的数量参数超过所述预设次数阈值时，可理解为无法通过旋转来消除所述桶体的不平衡状态，若继续返回步骤s10，会导致死循环，从而导致电能浪费，故而需要控制所述桶体停止旋转；

在所述增加后的数量参数未超过所述预设次数阈值时，可理解为可尝试消除所述桶体的不平衡状态，返回步骤s10。

当然，步骤s30之后，所述方法还包括：

s60：在所述桶体未处于不平衡状态时，控制所述桶体进行加速旋转，判断所述桶体是否达到预设加速时间，在所述桶体的旋转时间达到预设加速时间时，控制所述桶体停止旋转；在所述桶体的旋转时间未达到预设加速时间时，返回步骤s10。

为了保证在预设加速时间能够持续进行不平衡检测，因此，在所述桶体的旋转时间未达到预设加速时间时，返回步骤s10。

在具体实现中，上述不平衡检测可应用于洗衣机的脱水模式中，相应地，所述预设加速时间为脱水模式对应的预设脱水设定时间。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有不平衡检测程序，所述不平衡检测程序被处理器执行时实现如下操作：

获取桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度，所述n为大于等于1的整数；

根据所述加速度和旋转速度计算对应的位移幅值；

根据所述位移幅值判断所述桶体是否处于不平衡状态。

进一步地，所述不平衡检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

计算所述旋转速度的平均值，根据所述平均值和加速度计算对应的位移幅值。

进一步地，所述不平衡检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

计算所述旋转速度的平均值，获取所述加速度的峰值和谷值，计算所述峰值和谷值之间的差值，并将所述差值的一半作为所述加速波动幅值，根据所述加速波动幅值及平均值计算对应的位移幅值。

进一步地，所述不平衡检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

将所述位移幅值和所述幅值阈值进行比较，根据比较结果判断所述桶体是否处于不平衡状态。

进一步地，所述不平衡检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

将所述位移幅值和所述幅值阈值进行比较，在所述比较结果为所述位移幅值超过所述幅值阈值时，认定所述桶体处于不平衡状态，在所述比较结果为所述位移幅值未超过所述幅值阈值时，认定所述桶体未处于不平衡状态。

进一步地，所述不平衡检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

在所述桶体处于不平衡状态时，对数量参数进行增加；

判断增加后的数量参数是否超过预设次数阈值，在所述增加后的数量参数超过所述预设次数阈值时，控制所述桶体停止旋转；在所述增加后的数量参数未超过所述预设次数阈值时，返回所述获取桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度的步骤。

进一步地，所述不平衡检测程序被处理器执行时还实现如下操作：

在所述桶体未处于不平衡状态时，控制所述桶体进行加速旋转，判断所述桶体是否达到预设加速时间，在所述桶体的旋转时间达到预设加速时间时，控制所述桶体停止旋转；在所述桶体的旋转时间未达到预设加速时间时，返回所述获取桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度的步骤。

本实施例通过上述方案，获取桶体在旋转n周内的加速度和旋转速度，根据所述加速度和旋转速度计算对应的位移幅值，根据所述位移幅值判断所述桶体是否处于不平衡状态，能够实时感知不平衡状态，检测时间短，检测精度高，并且检测成本和检测难度较低。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。