洗衣机的控制方法、装置、机器可读存储介质及洗衣机与流程

本发明涉及洗衣机技术领域，具体地，涉及一种洗衣机的控制方法、装置、机器可读存储介质及洗衣机。

背景技术：

在滚筒洗衣机中，当滚筒不平衡时，变频电机的转速越高，则系统的振动和噪声就会越大，从而会降低滚筒洗衣机的使用寿命。

如图1所示，滚筒洗衣机内部为一个多自由度的悬挂系统，脱水时衣物分布不均匀就会产生偏心，内部系统处于多方向摆动状态，偏心越大运行转速越高摆动越大，滚筒洗衣机脱水桶撞击箱壳的风险越大。为保证滚筒洗衣机脱水的安全运行，目前绝大数滚筒洗衣机都带偏心检测功能。例如，变频滚筒洗衣机一般具有负载不平衡检测功能，在发现负载(如滚筒)不平衡时，可通过调整转速或者对负载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。

但上述偏心检测大多都是利用电机信号反馈来实现的，这种方法受负载总重量的影响无法准确确定偏心量大小，一旦检测错误，脱水加速时滚筒洗衣机外桶撞击箱壳风险会很大。

技术实现要素：

针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了一种洗衣机的控制方法、装置、机器可读存储介质以及洗衣机，控制方式新颖，能够实现对洗衣机偏心的稳定、高精度检测和控制，且成本低廉。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种用于洗衣机的控制方法，所述控制方法包括步骤：

s0：通过偏心检测电桥电路检测所述洗衣机的振动，其中所述偏心检测电桥电路中的至少一个桥臂电阻为电阻式应变片传感器；

s1：获取所述偏心检测电桥电路的电桥电路输出端的电压信号，所述电压信号表征所述洗衣机的振动的大小；

s2：根据所述电压信号的波动值和预设波动阈值来确定所述洗衣机内衣物分布偏心量的偏心检测结果。

优选地，在所述步骤s0中，将所述电阻式应变片传感器设置在洗衣机的底部，以根据所述电阻式应变片传感器的电阻变化从所述偏心检测电桥电路的所述电桥电路输出端输出相应的电压信号。

优选地，在所述步骤s1中，使得所述洗衣筒保持以预设偏心检测速度v0匀速旋转，并采集预设检测时长t内的所述电压信号。

优选地，在所述步骤s2中，根据所述电压信号在各个震荡周期内的电压幅值差求取平均电压幅值差δu，并根据所述平均电压幅值差δu与预设最大电压幅值差δum的大小比较，获得所述偏心检测结果。

优选地，所述预设最大电压幅值差δum与所述预设偏心检测速度v0相关。

优选地，所述控制方法还包括步骤：

s3：当所述偏心检测结果合格时，控制所述洗衣筒从所述预设偏心检测速度v0继续加速旋转或保持转速不变；当所述偏心检测结果不合格时，控制所述洗衣筒停转并重新启动，回到所述步骤s1。

优选地，在所述步骤s3中：当所述偏心检测结果合格时，并且

当所述预设偏心检测速度v0小于预设临界检测速度v1时，控制所述洗衣筒加速至所述预设临界检测速度v1；

或者当所述预设偏心检测速度v0大于等于所述预设临界检测速度v1且小于预设额定速度v2时，控制所述洗衣筒加速至所述预设额定速度v2；

或者当所述预设偏心检测速度v0大于所述预设额定速度v2时，保持所述洗衣筒的转速恒定；

其中，所述预设临界检测速度v1小于所述预设额定速度v2，所述预设额定速度v2小于所述洗衣筒的最大转速。

优选地，在所述步骤s3中：

当所述洗衣筒从所述预设偏心检测速度v0加速至以所述预设临界检测速度v1匀速旋转时，回到所述步骤s1。

根据本发明的第二方面，还提供了一种洗衣机的控制装置，所述控制装置包括偏心检测模块、偏心检测电桥电路以及设置在所述洗衣机上的电阻式应变片传感器，所述偏心检测电桥电路中的至少一个桥臂电阻为所述电阻式应变片传感器，所述偏心检测电桥电路用于根据所述电阻式应变片传感器的电阻变化从电桥电路输出端输出相应的电压信号，所述偏心检测模块包括：

电压信号采集单元，用于接收预设检测时长t内的所述电压信号；

电压信号处理单元，根据接收到的所述电压信号在各个震荡周期内的电压幅值差求取平均电压幅值差δu；以及

电压信号比较单元，用于在所述平均电压幅值差δu不大于预设最大电压幅值差δum时输出偏心检测合格信号，否则输出偏心检测不合格信号。

优选地，所述控制装置包括脱水控制模块，所述脱水控制模块配置为：

在所述预设检测时长t内，控制洗衣筒以预设偏心检测速度v0匀速旋转；以及

当接收到所述偏心检测合格信号时，控制所述洗衣筒从所述预设偏心检测速度v0继续加速旋转或保持转速不变；

或者，当接收到所述偏心检测不合格信号时，控制所述洗衣筒停转并重新启动。

优选地，所述脱水控制模块还配置为：

当所述洗衣筒加速至以所述预设偏心检测速度v0匀速旋转时，触发所述电压信号采集单元以接收所述预设检测时长t内的所述电压信号。

优选地，所述脱水控制模块还配置为：在接收到所述偏心检测合格信号时，并且

当所述预设偏心检测速度v0小于预设临界检测速度v1时，控制所述洗衣筒加速至所述预设临界检测速度v1；

或者，当所述预设偏心检测速度v0大于等于所述预设临界检测速度v1且小于预设额定速度v2时，控制所述洗衣筒加速至所述预设额定速度v2；

或者，当所述预设偏心检测速度v0大于所述预设额定速度v2时，保持所述洗衣筒的转速恒定；

其中，所述预设临界检测速度v1小于所述预设额定速度v2，所述预设额定速度v2小于所述洗衣筒的最大转速。

优选地，所述脱水控制模块还配置为：

当所述洗衣筒从所述预设偏心检测速度v0加速至以所述预设临界检测速度v1匀速旋转时，触发所述电压信号采集单元以重新接收所述预设检测时长t内的所述电压信号。

根据本发明的第三方面，本发明还提供了一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于洗衣机的控制方法。

根据本发明的第四方面，本发明还提供了一种采用了上述的控制装置的洗衣机。

优选地，所述洗衣机包括箱体和用于支撑所述箱体的四个底脚，所述电阻式应变片传感器安装在所述箱体与所述底脚之间。

优选地，所述电阻式应变片传感器包括应变片和设有传感器镂空部的基板，所述应变片位于所述传感器镂空部中且所述应变片与所述基板之间形成薄弱连接。

优选地，所述洗衣机包括安装在所述箱体的底部的下加强板，所述下加强板设有下加强板镂空部，位于所述传感器镂空部中的所述应变片的一端与所述基板之间形成所述薄弱连接且另一端设有传感器安装孔；

其中，所述传感器镂空部的镂空面积小于所述下加强板镂空部的镂空面积，所述底脚的顶端向上依次穿过所述传感器安装孔和所述下加强板镂空部以连接至所述箱体的底部。

在本发明中，创新地利用电阻式应变片传感器构成偏心检测桥式电路，在稳速状态下检测并根据电阻式应变式传感器的输出信号的波动表征值和预设的波动阈值来比较，从而精准判断偏心的大小。其中，通过电信号准确感知滚筒偏心，偏心信号不易受干扰，检测稳定可靠，而且控制装置的成本低。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为常规滚筒洗衣机的内部悬挂系统的结构示意图；

图2为电阻式应变片传感器在滚筒洗衣机的底部的装配示意图；

图3为电阻式应变片传感器在滚筒洗衣机的底部的装配爆炸图，其中滚筒洗衣机呈倒置状态，以清楚展示洗衣机底部的各部件；

图4为电阻式应变片传感器的平面示意图；

图5展示了一种优选实施方式的偏心检测电桥电路的示意图；

图6为根据本发明的优选实施方式的洗衣机的控制装置的结构原理图；

图7为根据本发明的一种优选实施方式的洗衣机的控制方法的流程图；

图8为根据本发明的另一优选实施方式的洗衣机的控制方法的流程图；

图9为根据本发明的一种具体实施方式中的滚筒洗衣机的运行曲线图；

图10根据本发明的一种具体实施方式中的滚筒洗衣机的运行流程图；

图11为100转/分维持10秒内的偏心检测电桥电路的电压信号输出曲线。

附图标记说明：

100洗衣机

1箱体2底脚

3下加强板4电阻式应变片传感器

5偏心检测电桥电路6偏心检测模块

7脱水控制模块8洗衣筒

41应变片42传感器安装孔

43传感器镂空部51电桥电路输出端

61电压信号采集单元62电压信号处理单元

63电压信号比较单元

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在滚筒洗衣机的滚筒偏心检测及其控制领域，研究人员进行了大量的研发工作。例如，在专利文献cn200910009165.4中，使用位移传感器安装在减震器上，检测洗衣机运行过程中的位移来检测洗衣机的振动量；或者，在专利文献cn201410676583.x中，通过电机转矩值来实现偏心检测。或者，在专利文献cn201320778139.x中，使用压力传感器，称重传感器，拉力传感器三种传感器来实现系统不平衡检测。在上述各种方式中，大都是通过传统的加速度传感器、压力传感器、3d传感器、位置传感器、电机感知来实现的。但上述压力传感器、加速度传感器等都需要额外的处理芯片和电路来把电信号转化成数字信号，而数字信号很容易受外界其他信号干扰，因而还需要在信号屏蔽方面进行研究，配备相应的免信号干扰装置，进而大大提升成本。

为此，本发明提供了一种新型的洗衣机的控制装置。参见图2～图6，该控制装置包括偏心检测模块6、偏心检测电桥电路5以及设置在洗衣机100底部的电阻式应变片传感器4，偏心检测电桥电路5中的至少一个桥臂电阻为电阻式应变片传感器4，偏心检测电桥电路5用于根据电阻式应变片传感器4的电阻变化从电桥电路输出端51输出相应的电压信号，偏心检测模块6包括：

电压信号采集单元61，用于接收预设检测时长t内的电压信号；

电压信号处理单元62，根据接收到的电压信号在各个震荡周期内的电压幅值差求取平均电压幅值差δu；以及

电压信号比较单元63，用于在平均电压幅值差δu不大于预设最大电压幅值差δum时输出偏心检测合格信号，否则输出偏心检测不合格信号。

其中，本发明的技术方案中所使用的硬件为电阻式应变片传感器4构成的偏心检测电桥电路5，应变片成本非常低并且电桥电路反馈的是电压信号，电信号不易受外界其他信号干扰，信号准确度高。

在图2、图3所示的一种具体实施方式中，洗衣机100为滚筒洗衣机，包括箱体1和用于支撑箱体1的四个底脚2，电阻式应变片传感器4安装在箱体1与底脚2之间。

用来实现偏心检测的装置为图4所示的电阻式应变片传感器4所构成的偏心检测电桥电路5(参见图5)以及相应外围供电电路、信号放大电路、ad采样电路等(未显示)，这些电路可集成于滚筒洗衣机的电控系统中。

其中，图5采用了四个电阻式应变片传感器4，但也可以使用1～4中个任意数量的电阻式应变片传感器4，其他未使用电阻式应变片传感器4的桥臂部分可用普通电阻替代以构成偏心检测电桥电路5。

在本发明中，根据电阻式应变片传感器4的输出信号的波动表征值和预设的波动阈值来比较，从而判断偏心的大小。不同的转速下，有不同的波动阈值。通过用预设检测时长t内的多个波动值的平均值作为波动表征值和与波动阈值比较。

电阻式应变片传感器4的结构如图4所示，电阻式应变片传感器4包括基板和应变片41。其中，基板上设有传感器镂空部43，以保证受力时应变片41能产生相应形变。应变片41位于变形较大的敏感梁位置处，该敏感梁可形成为薄弱连接结构，从而提高精度。如图2、图3所示，电阻式应变片传感器4安装于箱体1的下加强板3上，下加强板3上可设有矩形的下加强板镂空部，该下加强板镂空部的矩形镂空面积小于电阻式应变片传感器4的基板面积，以保证电阻式应变片传感器4的边缘部分能与下加强板3接触以保证安装性，并要保证应变片41上的传感器镂空部43要在下加强板镂空部内。电阻式应变片传感器4安装到下加强板3的方式包括但不局限于铆接、焊接、螺钉连接、螺栓连接等。例如，洗衣机底脚安装时，底脚螺栓可向上依次穿过电阻式应变片传感器4的传感器安装孔42以及下加强板3的下加强板镂空部并螺纹紧固连接至箱体1的底部，以保证滚筒洗衣机处于平稳状态。

通过上述电阻式应变片传感器4及其构成的偏心检测电桥电路5，精确检测出滚筒偏心并做出偏心合格与否的判断后，还应进行相应调整控制。具体的，控制装置包括脱水控制模块7，脱水控制模块7配置为：

在预设检测时长t内，控制洗衣筒8(即本实施方式中的滚筒)以预设偏心检测速度v0匀速旋转；

当接收到偏心检测合格信号时，控制洗衣筒8从预设偏心检测速度v0继续加速旋转或保持转速不变；

当接收到偏心检测不合格信号时，控制洗衣筒8停转并重新启动。

即，偏心幅度较小且合格时，可使得洗衣桶8保持原速脱水或者加速脱水，而偏心幅度较大时，则应停转洗衣桶8，重启动并重做检测。

更具体的，脱水控制模块7还可配置为：在接收到偏心检测合格信号时，并且

当预设偏心检测速度v0小于预设临界检测速度v1时，控制洗衣筒8加速至预设临界检测速度v1；

或者当预设偏心检测速度v0大于等于预设临界检测速度v1且小于预设额定速度v2时，控制洗衣筒8加速至预设额定速度v2；

或者当预设偏心检测速度v0大于预设额定速度v2时，保持洗衣筒8的转速恒定；

其中，预设临界检测速度v1小于预设额定速度v2，预设额定速度v2小于洗衣筒8的最大转速。

其中，脱水控制模块7可实时检测洗衣筒8的速度和加速度。

脱水控制模块7还可配置为：

当洗衣筒8加速至以预设偏心检测速度v0匀速旋转时，控制电压信号采集单元61接收预设检测时长t内的电压信号。

或者，脱水控制模块7还可配置为：

当洗衣筒8从预设偏心检测速度v0加速至以预设临界检测速度v1匀速旋转时，控制电压信号采集单元61重新接收预设检测时长t内的电压信号。

本发明还相应地提供了一种洗衣机的控制方法，参见图7，该控制方法包括：

s0：通过偏心检测电桥电路5检测洗衣机100的振动，其中偏心检测电桥电路5中的至少一个桥臂电阻为电阻式应变片传感器4；

s1：获取偏心检测电桥电路5的电桥电路输出端51的电压信号，电压信号表征洗衣机100的振动的大小；

s2：根据电压信号的波动值和预设波动阈值来确定洗衣机100内衣物分布偏心量的偏心检测结果。

具体地，在步骤s0中，将电阻式应变片传感器4设置在洗衣机100的底部，以根据电阻式应变片传感器4的电阻变化从偏心检测电桥电路5的电桥电路输出端51输出相应的电压信号。

进一步地，在步骤s1中，使得洗衣筒8保持以预设偏心检测速度v0匀速旋转，并采集预设检测时长t内的电压信号。

此外，在步骤s2中，根据电压信号在各个震荡周期内的电压幅值差求取平均电压幅值差δu，并根据平均电压幅值差δu与预设最大电压幅值差δum的大小比较，获得偏心检测结果。

在一些具体实施方式中，预设最大电压幅值差δum与预设偏心检测速度v0相关。

此外，参照图8，控制方法还包括步骤：

s3：当偏心检测结果合格时，控制洗衣筒8从预设偏心检测速度v0继续加速旋转或保持转速不变；当偏心检测结果不合格时，控制洗衣筒8停转并重新启动，回到步骤s1。

进一步地，在步骤s3中：当偏心检测结果合格时，并且

当预设偏心检测速度v0小于预设临界检测速度v1时，控制洗衣筒8加速至预设临界检测速度v1；

或者当预设偏心检测速度v0大于等于预设临界检测速度v1且小于预设额定速度v2时，控制洗衣筒8加速至预设额定速度v2；

或者当预设偏心检测速度v0大于预设额定速度v2时，保持洗衣筒8的转速恒定；

其中，预设临界检测速度v1小于预设额定速度v2，预设额定速度v2小于洗衣筒8的最大转速。

此外，在步骤s3中：

当洗衣筒8从预设偏心检测速度v0加速至以预设临界检测速度v1匀速旋转时，回到步骤s1。

需要说明的是，在进行滚筒洗衣机的偏心检测时，滚筒洗衣机能够以任意加速度加速至0-600转/分钟内的任意转速并维持任意时长。

具体地，在图9至图11的具体实施方式中，滚筒洗衣机以10转/秒的加速度运行至100转/分钟，并在100转/分钟(即预设偏心检测速度v0)的转速下维持10秒(预设检测时长t＝10s)，偏心检测就是在匀速运转的10秒的预设检测时长t内完成，参见图9。

以100转/分匀速运转维持的10秒内，采集电阻式应变片传感器4构成的偏心检测电桥电路5的信号采集端的信号，即输出的电压信号。匀速运转的10秒内的电压信号输出曲线，如图11所示。滚筒洗衣机的悬挂系统在每一个震荡周期会有一个电压的峰值和谷值，衣物产生的偏心越大，峰值与谷值之间的差距就越大，由此规律来测定衣物产生的偏心量大小。每一个震荡周期内的桥式电路测得的峰值与谷值求差，10秒内的所求得的全部差值记作u1、u2、u3、u4、u5等并求平均值，即平均电压幅值差δu，将△u与写入滚筒洗衣机主控的安全阈值，即预设最大电压幅值差δum(此安全阈值由此滚筒洗衣机脱水所能承受的最大偏心量根据本发明方案测得、标定)。

由此，若大于预设最大电压幅值差δum，则表示此时滚筒洗衣机内衣物产生的偏心量超过了此滚筒洗衣机所能承受的范围，即产生不合格信号，洗衣机停止运行，并重启检测。若小于预设最大电压幅值差δum，则表示此时滚筒洗衣机内衣物产生的偏心在此滚筒洗衣机所能承受的范围之内，可进行后续脱水，洗衣机可保持原速脱水或继续加速运行。

相应的，本发明还提供了一种机器可读存储介质，机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行本发明上述的洗衣机的控制方法。另外，根据本发明的洗衣机100包括根据本发明上述的洗衣机的控制装置。由于包括上述的控制装置，采用相同的控制方法，因而具有相同的优点，在此不再赘述。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。