减振俘能装置、滚筒洗衣机及滚筒振动控制方法与流程

本发明属于滚筒洗衣机技术领域，具体涉及一种减振俘能装置、滚筒洗衣机及滚筒振动控制方法。

背景技术：

随着人们生活质量的提高，人们对家用电器的节能、高效、低噪要求越来越高。目前滚筒洗衣机作为一般家用电器受到了广大用户的认可，但滚筒洗衣机工作过程中，不仅会产生大量噪音振动，还造成了大量的能量浪费。近年来随着新能源技术、人工智能、微机电系统等高精度制造技术的应用和普及，制造业从造成大量能源浪费的传统机械渐渐转向数字化、智能化、自动化领域。如果能把这些滚筒洗衣机工作过程中多余的振动能量收集并储存起来，将会为洗衣机用户节省电费开支。现有的滚筒洗衣机常用的降噪减振系统为活塞式阻尼器，这种减振系统只是单纯的起减振作用，不具备压电俘能功能。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种减振俘能装置、滚筒洗衣机及滚筒振动控制方法，能够在对滚筒实现减振的同时，对滚筒的振动能量进行俘获，从而有利于实现洗衣机的节能减排。

为了解决上述问题，本发明提供一种减振俘能装置，用于滚筒洗衣机中，包括阻尼器，所述阻尼器包括能够产生相对运动的套筒及活塞杆，还包括压电俘能组件，当所述活塞杆及套筒产生相对运动时，所述套筒能够迫使所述压电俘能组件发生形变振动，以使所述压电俘能组件产生电能。

优选地，所述压电俘能组件与所述活塞杆连接。

优选地，所述压电俘能组件包括框架，所述框架具有悬臂，所述悬臂上设有压电体，当所述活塞杆相对所述套筒运动时，所述套筒能够间歇性压迫所述悬臂发生振动。

优选地，所述压电体包括第一电极层、压电层、第二电极层，所述第一电极层敷设于所述悬臂的外表面上，且所述第一电极层、压电层、第二电极层沿远离所述悬臂的方向依次层叠布设。

优选地，所述减振俘能装置还包括保护膜层，所述保护膜层处于所述第二电极层远离所述悬臂一侧，且能够裹覆所述压电体。

优选地，所述减振俘能装置还包括两个电极导出端子，两个所述电极导出端子分别与所述第一电极层、第二电极层电连接。

优选地，所述悬臂具有自由端，所述自由端上设置有质量块。

优选地，所述框架具有底板，所述底板上构造有第一通孔，所述第一通孔的四周具有沿所述第一通孔的轴向延伸的立臂，所述立臂的末端设置所述悬臂，所述悬臂朝向所述第一通孔一侧延伸。

优选地，所述悬臂与所述底板之间设置有弹性件。

优选地，所述悬臂构造有第二通孔，所述第二通孔沿所述活塞杆的运动方向上贯穿所述悬臂。

本发明还提供一种滚筒洗衣机，包括上述的减振俘能装置。

优选地，所述滚筒洗衣机还包括稳流器、蓄电池，所述压电俘能组件所俘获的电能经所述稳流器稳流后存储于所述蓄电池中。

本发明还提供一种滚筒洗衣机的滚筒振动控制方法，包括以下步骤：

获取压电俘能组件产生的输出电压幅值；

比较输出电压幅值与电压设定值的大小关系；

当输出电压幅值大于电压设定值时，降低滚筒转速。

优选地，当输出电压幅值小于等于电压设定值时，导通压电俘能组件与蓄电池。

本发明提供的一种减振俘能装置、滚筒洗衣机及滚筒振动控制方法，由于采用了所述压电俘能组件，当洗衣机运转时，滚筒将迫使所述套筒及活塞杆产生相对运动，运动的套筒将间歇性或者周期性的迫使所述压电俘能组件发生形变振动，发生形变的压电俘能组件发生压电效应从而实现对滚筒产生的非线性随机振动能量转化为电能，也即实现电能的俘获，这明显有利于实现洗衣机的节能减排。

附图说明

图1为本发明实施例的减振俘能装置的立体结构示意图；

图2为图1中压电俘能组件的立体结构示意图；

图3为图2的俯视图；

图4为图3中a-a的剖面示意图；

图5为图4中b处的局部放大图；

图6为滚筒振动对减振俘能装置的输出电压的影响曲线。

附图标记表示为：

1、阻尼器；11、套筒；12、活塞杆；13、螺母；2、压电俘能组件；21、框架；211、底板；212、第一通孔；213、立臂；22、悬臂；221、第二通孔；23、压电体；231、第一电极层；232、压电层；233、第二电极层；24、保护膜层；25、质量块；26、电极导出端子。

具体实施方式

结合参见图1至图6所示，根据本发明的实施例，提供一种减振俘能装置，用于滚筒洗衣机中，具体的用于对洗衣机的滚筒进行减振支撑，包括阻尼器1，所述阻尼器1包括能够产生相对运动的套筒11及活塞杆12，所述的阻尼器1主要用于对前述的滚筒进行阻尼减震与支撑的作用，还包括压电俘能组件2，当所述活塞杆12及套筒11产生相对运动时，所述套筒11能够迫使所述压电俘能组件2发生形变振动，以使所述压电俘能组件2产生电能，具体的，所述压电俘能组件2设置在所述套筒11的运动路径上且当套筒11运动时能够迫使所述压电俘能组件2发生形变振动即可，作为一种较优的实施方式，所述压电俘能组件2与所述活塞杆12连接，如此能够实现所述减振俘能装置在结构上紧凑化设计。该技术方案中，由于采用了所述压电俘能组件2，当洗衣机运转时，滚筒将迫使所述套筒11及活塞杆12产生相对运动，运动的套筒11(可以理解的是，由于滚筒的旋转离心力，使套筒11产生往复抽动)将间歇性或者周期性的迫使所述压电俘能组件2发生形变振动，发生形变的压电俘能组件2发生压电效应从而实现对滚筒产生的非线性随机振动能量转化为电能，也即实现电能的俘获，这明显有利于实现洗衣机的节能减排。例如，在相应的滚筒洗衣机中设置稳流器、蓄电池，并将稳流器、蓄电池及压电俘能组件2按照电路原理电性连接后，及可以实现对所俘获电能的及时存储，前述的稳流器用于对所述压电俘能组件2的输出电流进行稳流。

所述压电俘能组件2包括框架21，所述框架21具有悬臂22，所述悬臂22上设有压电体23，当所述活塞杆12相对所述套筒11运动时，所述套筒11能够间歇性压迫所述悬臂22发生振动。所述框架21用作所述压电体23的安装载体，同时其也用作与所述活塞杆12连接的部件，作为所述框架21的一种具体实施方式，优选地，所述框架21具有底板211，所述底板211上构造有第一通孔212，所述第一通孔212的四周具有沿所述第一通孔212的轴向延伸的立臂213，所述立臂213的末端设置所述悬臂22，所述悬臂22朝向所述第一通孔212一侧延伸。前述的压电体23作为所述压电俘能组件2的核心部件，其依据于所述悬臂22的形变振动而俘获电能。所述第一通孔212用于穿行所述活塞杆12，在这种情况下，所述第一通孔212的内壁上可以设有螺纹，所述活塞杆12的外壁上可以设置螺纹，由此实现所述框架21与所述活塞杆12之间的螺纹连接，当然，所述第一通孔212也可以为光孔，此时，所述活塞杆12的周向上设有限位凸台对所述框架21在所述活塞杆12的轴向上进行限位后通过螺母13实现所述框架21与所述活塞杆12的连接。

所述压电体23包括第一电极层231、压电层232、第二电极层233，所述第一电极层231敷设于所述悬臂22的外表面上，且所述第一电极层231、压电层232、第二电极层233沿远离所述悬臂22的方向依次层叠布设。所述第一电极层231可以选择铜电极层，所述第二电极层可以选择银电极层，所述压电层232的材料可以采用极化后的pzt、pvdf等，压电层232通过hy-302abpp粘合剂均匀贴于所述铜电极层上。更进一步地，所述减振俘能装置还包括保护膜层24，所述保护膜层24处于所述第二电极层233远离所述悬臂22一侧，且能够裹覆所述压电体23，以对所述压电体23形成保护，所述保护膜层24为聚酯保护膜。

优选地，所述减振俘能装置还包括两个电极导出端子26，两个所述电极导出端子26分别与所述第一电极层231、第二电极层233电连接。所述电极导出端子26优选为锡电极，锡电极的熔点低更利于后期导线的外接。

优选地，所述悬臂22具有自由端，也可以理解为所述悬臂22的末端，所述自由端上设置有质量块25，用于调节所述悬臂22的固有频率，增大俘能频率带宽，提高俘能效率。

优选地，所述悬臂22与所述底板211之间设置有弹性件(图中未示出)，例如弹簧，起回弹缓冲作用，一方面保护所述悬臂22不被破坏，另一方面提高阻尼器1的性能，提高使用寿命，更为具体的，所述弹簧处于所述悬臂22的末端位置。

进一步地，所述悬臂22构造有第二通孔221，所述第二通孔221沿所述活塞杆12的运动方向上贯穿所述悬臂22，这种方式能够适当地降低所述悬臂22的刚度，防止其刚度过大导致的悬臂22的振动不良。

根据本发明的实施例，还提供一种滚筒洗衣机，包括上述的减振俘能装置。

优选地，所述滚筒洗衣机还包括稳流器、蓄电池，所述压电俘能组件2所俘获的电能经所述稳流器稳流后存储于所述蓄电池中，通过稳流器将所述减振俘能装置产生的交流转化为直流，采用串联方式，将所俘获的电能储存在蓄电池中，为显示面板等智能电器件供电。

图6是以80n阻尼器、压电体23设置10片的减振俘能装置为试验对象，对所述减振俘能装置的输出电压进行检测获得的数据，图中a1、a2、a3、a4分别代表滚筒在运转时产生的不同幅值，从图中可以看出，当该装置与滚筒洗衣机振动频率相近时(共振)，本装置收集到的电压最大，同时，振幅越大，收集到的电压也越大。因此可以利用这种特性检测洗衣机共振时的频率，并将振动情况(大幅振动)反馈给控制器，对这种大幅振动进行制约。

根据本发明的实施例，还提供一种滚筒洗衣机的滚筒振动控制方法，包括以下步骤：

获取压电俘能组件2产生的输出电压幅值；

比较输出电压幅值与电压设定值的大小关系；

当输出电压幅值大于电压设定值时说明滚筒的转速过高，此时需要降低滚筒转速，当滚筒转速降低时，根据f＝mrw²，偏心负载的离心力降低，低离心力下，若重力大于离心力，衣物可以自行调节偏心位置，滚筒的振幅就会降低，从而制约这种大幅振动。当输出电压幅值小于等于电压设定值时，导通压电俘能组件2与蓄电池，也即实现电能的储存。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。