一种超声波洗涤装置及充电底座的制作方法

本公开涉及便携式清洗机技术领域，特别涉及一种超声波洗涤装置及充电底座。

背景技术：

超声波清洗的原理是指由超声波发生装置发出高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质（例如清洗溶剂）中，超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的直径为50-500μm的微小气泡，存在于液体中的微小气泡在声场的作用下振动。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长，而在正压区，当声压达到一定值时，气泡迅速增大，然后突然闭合。并在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压，破坏不溶性污物而使他们分散于清洗液中，当团体粒子被油污裹着而黏附在清洗件表面时，油被乳化，固体粒子及脱离，从而达到清洗件净化的目的。在这种被称之为“空化”效应的过程中，气泡闭合可形成几百度的高温和超过1000个气压的瞬间高压。

现有的超声波洗衣机或带有超声波的洗衣机结构比较复杂，价格昂贵，体积较大，使用很不方便。另外，在超声波清洗过程中，随着水中固体污垢、油质污垢以及水溶污垢等的浊度的增加，水的内摩擦系数（粘滞系数）会增加，这样会降低超声波的空化效应，从而降低超声波的清洗效果。因此洗涤装置需要检测这种情况，进一步的，可以提醒换水，但现有技术的一些洗涤装置并没有解决上述问题。

技术实现要素：

本公开有鉴于上述现有技术中的状况而完成的。其目的是提供一种可在洗衣机内工作的洗涤装置，该洗涤装置只需在洗衣时投入洗衣机内，使用及携带方便，同时，该洗涤装置要能自动控制超声波发生装置的启动与停止。在清洗的过程中，还需要能实时检测清洗液的浊度，进而决定是否需要发出换水提醒信号。

为实现上述目的，本公开第一方面提供一种超声波洗涤装置，能作用于清洗液，其特征在于，包括：本体；内置电源，其设置在所述本体内，为所述洗涤装置供能；超声波发生装置，其与所述内置电源电性连接并产生超声波；湿敏开关，其设置在所述本体上，控制所述内置电源与所述超声波发生装置的电性连接状态；以及换水提醒模块，其包括浊度传感器，所述浊度传感器实时检测所述洗涤装置清洗过程中的清洗液的浊度值，所述换水提醒模块能发出换水提醒的信号。

优选地，所述本体为球形本体，其从内至外包括内壳体和外壳体；

所述内壳体被结构成密封腔体，所述外壳体具有减震结构。

优选地，所述外壳体由弹性材料制得，且所述外壳体上设置有摩擦凸起；所述弹性材料为硅胶、橡胶、塑胶以及硅橡胶中的任意一种或组合。

优选地，所述内壳体包括第一内壳体和第二内壳体，所述第一内壳体与所述第二内壳体之间通过紧固构件连接。

优选地，所述湿敏开关包括第一接触点和第二接触点，第一接触点和第二接触点均为金属导电材料制得。第一接触点和第二接触点可分别处于本体的下端和上端。

优选地，所述超声波发生装置包括换能器，所述换能器产生的超声波的频率范围为20khz~100khz。

优选地，所述换能器设置于所述内壳体的内部。

优选地，所述换能器贯穿所述内壳体，所述外壳体具有导流通道，所述换能器通过所述导流通道与水或清洗液接触。

优选地，所述换水提醒模块还包括单片机。

本公开第一方面提供的超声波洗涤装置，体积较小，携带和使用方便，其独立于洗衣机或洗衣设备，需要洗衣机洗衣时，即可投入洗衣机，利用超声波对衣物进行辅助清洗，从而提高了洗衣机或洗衣设备的的清洗能力。同时，其内的湿敏开关能自动控制超声波发生装置的启动和停止，更方便人们的使用。另外，在清洗的过程中，还能实时检测清洗液的浊度值，若浊度值大于预设浊度阈值，则换水提醒模块可以发出换水提醒的信号。

本公开第二方面提供了一种充电底座，该充电底座可为本公开第一方面提供的洗涤装置充电。进而保证了洗涤装置的可持续使用。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本公开的实施例涉及的洗涤装置和充电充电底座的示意图；

图2为本公开的实施例涉及的本体的结构示意图；

图3为本公开的实施例涉及的洗涤装置的拆解结构图；

图4为本公开的实施例涉及的内壳体的底面仰视图；

图5为本公开的实施例涉及的换水提醒模块的结构示意图。

本公开目的的实现、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

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，若本公开实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

参见图1，本公开的实施例提供了一种超声波洗涤装置100（后文也称洗涤装置100），使用时，可将该洗涤装置100随衣物投入至洗衣机中，在洗衣机对衣物进行清洗时，该洗涤装置100可凭借其产生的超声波对衣物进一步的清洗，从而提高了洗衣机的清洗能力。该洗涤装置100的独立于洗衣机而存在，只需在清洗衣物时才投入至洗衣机中，这样，相对于大型的复杂的超声波洗衣机整机来说可以实现低成本的超声波洗衣。该洗涤装置100的形状没有特别限制，例如可以为球形、方体形等，在本公开中优选为球形。该洗涤装置100的大小同样没有特别限制，符合便携以及相对于洗衣机尺寸较小的特点即可，例如其球半径可以为15mm至50mm。在其他示例中，洗涤装置也可放置在其他可容置清洗液的容器中，例如水盆、水桶等。清洗液的类型没有特变限制，可以单独为水，也可为化学清洗剂分散在水中形成的溶液。

在一些示例中，洗涤装置100能作用于清洗液，其可以包括：本体1；内置电源2，其设置在所述本体1内，为所述洗涤装置100供能；超声波发生装置3，其与所述内置电源2电性连接并产生超声波；湿敏开关4，其设置在所述本体1上，控制所述内置电源2与所述超声波发生装置3的电性连接状态；以及换水提醒模块5，其包括浊度传感器53，所述浊度传感器53用于实时检测所述洗涤装置100清洗过程中的清洗液的浊度值，所述换水提醒模块5能发出换水提醒的信号。

在一些示例中，本体1的主要作用即为整个洗涤装置100提供外部支撑作用，即利于对洗涤装置100的各种需安置器件/元件的进行支撑/放置。其外形和制造材料均没有特别限制。上述减震结构的减震功能主要由弹性材料来体现，这些弹性材料的类型没有特别限制，例如可以为硅胶、橡胶、塑胶以及硅橡胶中的任意一种或组合，在洗涤装置100中，优选的在本体1外部设置一层弹性硅胶即可构成一种减震结构，以减轻洗涤装置100在洗衣机中可能出现的震动磨损。在其他示例中，该减震结构还可以以弹性网罩、弹性网架以及内加弹簧等具体结构来体现。

在一些示例中，参见图3，湿敏开关4包括第一接触点40和第二接触点41，第一接触点40和第二接触点41均为金属导电材料制得。第一接触点40和第二接触点41可分别处于本体1的下端和上端。在洗衣机的洗涤阶段，投入洗涤装置100后，待洗衣机放水直至同时淹没第一接触点40和第二接触点41后，湿敏开关4随即导通超声波发生装置3和内置电源2，进而启动超声波发生装置3产生超声波；在洗衣机的脱水阶段，水慢慢褪去，第一接触点40和第二接触点41不再导通，进而洗涤装置100停止产生超声波。

值得说明的是，设置湿敏开关4后，事实上相当于使洗涤装置100能自动根据洗衣机的洗涤模式进行启动或关停。非常符合消费者的日常使用习惯，即只需与衣物一起投入洗衣机内即可。

另外，上述第一接触点40和第二接触点41也可以有其他形状或构造，只要能满足导电即可。前述第一接触点40和第二接触点41可分别处于本体1的下端和上端的好处在于，这样可以使湿敏开关4能保证至少在洗涤装置100的一半被淹没的情况下才会导通。因为若两个接触点相距太近，则很可能导致洗涤装置100只有很少的部分被淹没时就出现导通而产生超声波的情况。

在一些示例中，参见图2，前述本体1可以为球形本体，其从内至外可以包括内壳体10和外壳体11，所述内壳体10可以被结构成密封腔体，进而可以安置洗涤装置100的相关器件/元件。例如前述内置电源2、超声波发生装置3均可以安置在内壳体10的密封腔体内，进而实现防水的功能。前述外壳体11可以具体设置前述减震结构，也即整个外壳体11实现对洗涤装置100的减震功能。可选地，该外壳体11由弹性材料制得即可。另外，且所述外壳体11上可以设置有多个摩擦凸起110，当外壳体11由硅胶制得时，该摩擦凸起110也即为硅胶凸起，即该摩擦凸起110与外壳体11可以是一体成型的。该摩擦凸起110主要用于在洗衣机中对衣物进行摩擦清洗，提升清洗效果。当然，在其他示例中，摩擦凸起110可以不与外壳体11同材质，此处不再赘述。

在一些示例中，参见图3，内壳体10可以包括第一内壳体101和第二内壳体102。第一内壳体101和第二内壳体102可以为两个对称的半球体。所述第一内壳体101与所述第二内壳体102之间可以通过紧固构件连接。该紧固构件的类型没有特别限制，例如可以为螺丝、螺钉以及螺栓等。在第二内壳体102中可以有多个内螺纹孔1020，而在第一内壳体101内可以有多个与每一内螺纹孔相对应的通孔1010，紧固构件（例如螺钉）穿过通孔1010后与内螺纹孔1020进行螺接固定，进而使第一内壳体101和第二内壳体102稳定连接。另外，对每一个通孔1010可进行密封处理，例如滴定相应的密封胶水，进而使内壳体10形成一个中空的密封腔体。

值得说明的是，对内壳体10设置成第一内壳体101和第二内壳体102可拆卸结合的原因在于装配流程的便利或者维修易拆卸。在其他示例中，内壳体10也可以是一体成型的。另外，内壳体10的材料没有特别限制，在洗涤装置100中优选为abs工程塑料。

在一些示例中，所述超声波发生装置3可以包括驱动器和至少一个换能器，该换能器可设置在超声波发生装置3的上端面31。该驱动器也可称驱动电路，其可包括依次电连接的振荡电路、功率放大电路以及输出匹配电路，所述振荡电路用于生成特定频率信号，所述功率放大电路用于放大所述特定频率信号，所述输出匹配电路用于将所述特定频率信号传递至所述换能器以使所述换能器产生相应频率的超声波。

另外，前述特定频率信号为可以是正弦信号，也可以是脉冲信号。换能器产生的超声波的频率可在20khz~100khz。该换能器的种类也没有特别限制，例如可以为电磁声换能器、静电换能器、机械型超声换能器、磁致伸缩换能器以及压电换能器等。在洗涤装置100中优选为压电陶瓷型换能器。

在一些示例中，所述换能器可设置于所述内壳体10的内部，也即整个换能器处于内壳体10的密封腔体内，并受到密封保护。此时，考虑到超声波传播过程中衰减特性，内壳体101的材料应保证对超声波是透声性能较好的（即对超声波造成的衰减程度小），在洗涤装置100中，abs工程塑料制得的内壳体10可以满足这一点。另外还要考虑外壳体11对超声波的衰减，即外壳体11的材料也应是透声性能较好的。

值得说明的是，将换能器整体置于内壳体10内减小了换能器可能因碰撞等而损坏的概率，同时也避免了换能器长期暴露而可能受到空气/液体等的腐蚀作用。

当然，参见图3，可以理解的是，上述换能器也可贯穿所述内壳体10，例如当换能器为压电陶瓷式换能器时，可以将整个换能器贯穿/嵌入内壳体10。压电陶瓷式换能器可以包括振动端部（图未示），该振动端部即为产生超声波的具体部位，换能器贯穿/嵌入内壳体10后，即相当于将振动端部暴露出来。对应地，此时外壳体11上可具有导流通道111，所述压电陶瓷式换能器30（具体是指振动端部）即可通过所述导流通道111与水或清洗液接触。也即将振动端部暴露在水或清洗液中了，这样产生的超声波可以没有损耗地直接作用于水或清洗液，清洗效果较好。

上述导流通道的数量和大小没有特别限制，在洗涤装置100中优选为一个导流通道111，该导流通道的大小（横截面积）与换能器的30的振动端部的横截面积大致相当。

还值得说明的是，换能器在内壳体10上的具体贯穿/嵌入位置没有特别限制，此时的换能器的数量也没有特别限制。

在一些示例中，换水提醒模块5可与内置电源2电性连接，且与超声波发生装置3通信连接。该换水提醒模块5主要由单片机和相关的外围功能芯片或电路布设在电路板（pcb板）而制得。具体的，换水提醒模块5可以包括单片机50、片外存储器51、信号调理单元52、浊度传感器53、d/a转换单元54以及报警提醒器55。上述换水提醒模块5的内部硬件结构以及各部分的连接/通讯关系可参见图5。

在一些示例中，单片机50的类型没有特别限制，只要满足微型尺寸即可。片外存储器51可以存储相关的控制程序指令，以供单片机50提取。例如，前述控制程序指令可以包括定时程序，即当洗涤装置100不是处于洗衣机内，而是置于水盆、水桶等容器中时，可以自动设定洗涤装置的清洗时间。信号调理单元52与浊度传感器53相邻通讯连接，该信号调理单元52也可称作信号调理电路，主要对浊度传感器53传来的信号进行调理，例如进行滤波、放大以及模数转换等。

另外，d/a转换单元54可以将来自单片机50的数字控制信号转变为直接控制报警提醒器55发起换水提醒（报警）的模拟信号。例如，可对单片机50进行预编程，一旦浊度传感器53传回的浊度值大于预设的浊度阈值，单片机50可控制报警提醒器55发出换水提醒信号，即此时的清洗液的浊度会影响超声波的清洗效果，需要进行换水后再次清洗。此时，换水提醒模块5还可以向超声波发生装置3发出控制信号以停止产生超声波。

在一些示例中，换水提醒模块还可以包括无线通讯单元56，该无线通讯单元56的类型没有特别限制，例如可以是红外线无线通讯类型、蓝牙通讯类型、wifi类以及无线射频类型（rf）。在洗涤装置100中优选为蓝牙无线通讯单元。无线通讯单元可以包括信号接收器、信号发射器以及信号处理器。前述信号接收器、信号发射器以及信号处理器也是以芯片或电路来实现。

另外，该无线通讯单元可以跟遥控器、手机、pda（掌上电脑）以及其他智能终端通讯或连接。例如，在洗涤装置100中优选地利用手机控制，例如根据待洗涤衣物的量的不同，所需的超声波的频率和功率也会有所不同。这样通过无线通讯单元就可以远程调节超声波频率或功率，非常方便。

总的来说，本公开第一方面提供的超声波洗涤装置，体积较小，携带和使用方便，其独立于洗衣机或洗衣设备，需要洗衣机洗衣时，即可投入洗衣机，利用超声波对衣物进行辅助清洗，从而提高了洗衣机或洗衣设备的的清洗能力。同时，其内的湿敏开关能自动控制超声波发生装置的启动和停止，更方便人们的使用。另外，在清洗的过程中，还能实时检测清洗液的浊度值，若浊度值大于预设浊度阈值，则换水提醒模块可以发出换水提醒的信号。保证了超声波清洗的实际效果不会降低。

参见图1，二方面提供了一种洗涤装置充电底座200，该洗涤装置充电底座200可为前述洗涤装置100充电。进而保证了洗涤装置100的可持续使用。

值得说明的是，在一些示例中，内置电源2的类型、数量以及型号并不特别限制，例如可以为干电池、铅蓄电池、锂电池以及燃料电池等等，而在洗涤装置100中优选为可充电锂电池。上述充电底座200对内置电源2的充电方式也没有特别限制，例如可以为无线充电以及接触式充电。其中无线充电的方式可以包括例电磁感应式充电、磁场共振充电以及无线电波式充电。

在一些示例中，洗涤装置100中的充电方式优选为接触式充电，例如，参见图4和图1，可在内壳体10上设置一个接触环片112，该接触环片112可与前述湿敏开关中的第一接触点40共同实现接触式充电。可以发现，此时第一接触点40实际上承担了两种功能。这主要是为了材质节省的效果，当然在其他示例中，也可以单独为上述接触环片112设置一个单独用于接触充电的触点、触头、触片等。

另外，在充电底座200上设置有两个对应的接触点201，充电底座200可连接至其他电源装置或市电。这样只需要将洗涤装置100放在充电底座200上，让第一接触点40和接触环片112分别接触一个接触点201接触即可完成对内置电源2的充电。

以上显示和描述了本公开的基本原理和主要特征和本公开的优点，对于本领域技术人员而言，显然本公开不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本公开的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本公开。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本公开的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本公开内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。