用于家用电器的可控支脚组件及其控制方法

专利名称：用于家用电器的可控支脚组件及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种用于家用电器的支脚组件，特别是涉及一种用于 诸如洗衣机、干衣机等家用电器的可控支脚组件。此外，本发明还 涉及 一 种用于该支脚组件的控制方法。
背景技术：
家用电器用的支脚通常设置在家用电器的底部拐角处，用于支承 该家用电器。该支脚一方面将家用电器支承为稳定的状态，另一方 面，也起到緩冲家用电器工作时产生的振动的作用，尤其是洗衣机、 干衣机等易于产生振动的家用电器，更需要支脚提供较好的緩冲振 动的能力。
如中国专利公开公报CN 1701197A(ZL 2004 8 000 0905.3 )中公 开了一种家用电器的支脚组件，该支脚组件在包括长螺杆和头部的 支脚螺栓的下部安装垫，并且在头部和垫的外周安装固定件，使二 者连接起来。此外，在头部和垫上分别设置一些彼此间嵌合的凹部 或突起，限制二者间的在水平方向上的相对移动。此外，以软质材 料制成垫，通过该垫来緩冲家用电器对底面的冲击，抵消家用电器 的振动。
此外，如专利公开公报CN 1715516A (ZL 2004 1 001 9770.7 )中 公开一种洗衣机支架组合体结构，该组合体包括支柱、支脚部以及 橡胶垫。支柱上设置有螺紋，用于与洗衣机进行连接；支脚部设置 在支柱下端，具有结合槽；橡胶垫插入上述结合槽并可与地面接触， 用以緩冲经由支柱传递来的振动。
但是，不论是上述哪种结构，均是采用緩沖塾来緩沖家用电器(包 括洗衣机)的冲击，可是，随着使用时间的延长，该緩冲垫会老化，这样，其緩冲效果就要变差。
针对上述问题，本申请人已提出了 一份可控的支脚组件来解决上
述支脚所具有的问题(参见200810126129.1号中国专利申请)，但 该申请的支脚组件，虽然可控，但不能实现支脚的主动控制和实时 控制。

发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够主动控制的支承能力和减振能 力的用于家用电器的可控支脚组件。
为了实现上述目的，本发明提供的用于家用电器的可控支脚组件 不仅具有支脚本体、连接件以及根据电流大小改变硬度和弹性特性 的激励机构，还具有与激励机构相连的控制单元，用于控制供向激 A力才几构的电 流o
设置控制单元，可以调整供给到激励机构的电流，进而改变激励 机构的弹性和硬度，实现对激励机构进行主动控制，这样，可以主 动改变支脚组件的弹性和硬度特性。进而实现对支脚组件的主动控制。
还具有与控制单元相连的输入单元，用于输入控制支脚组件的控
制模式；所述控制单元根据所述控制模式控制供向激励机构的电流。 通过设置输入单元，使得能够向控制单元输入用于控制支脚的控 制模式，然后，由控制单元根据输入的控制模式，控制供向激励机 构的电流，进而改变支脚组件的弹性和硬度。当然，这里的控制模 式可以是预存在控制单元内的几组控制模式，以针对不同的家电工 作状况；当然，也可以是提供几组可供用户选择的条件，由用户选 择需要什么样的工作模式。由此，能够根据输入的主动控制模式来
控制支脚组件的硬度、弹性特性。
还具有与控制单元相连的传感器，用于检测所述家用电器的振
动。此时，所述控制单元可以根据所述传感器检测到的振动状况， 针对不同的振动状况向激励机构提供不同的电流。由此，实现针对
5不同的振动状况，自动改变激励机构的弹性和硬度，以实现自动控 制。
所述家用电器为洗衣机，所述传感器设置在该洗衣机的外壳或洗 衣筒上。
这样，可以根据洗衣筒或外壳的振动情况控制支脚组件，此时， 能够提高控制的准确性。
一种对上述用于家用电器的可控支脚组件进行控制的方法，包括
如下步骤A、控制供向支脚组件激励机构的电流；B、激励机构根
据所述电流大小改变自身硬度或弹性特性。
根据该方法，能够改变供向激励机构的电流，从而改变激励机构
的工况，实现对支脚组件的主动调节控制。
所述步骤A包括确定用户输入的支脚控制模式；根据所述洗
衣模式对应的控制电流控制供向激励机构的电流。
此时，能够根据用户输入的控制模式，对支脚进行主动控制。 所述步骤A包括检测所述家用电器的振动状况；根据所述振
动状况控制供向激励机构的电流。
根据检测到的数据，能够实现支脚组件的自动控制。
此外，上述步骤A中的所述控制包括判断当前检测振动状况
在设定的振动值内时，保持供向激励机构的电流不变；判断当前检
测振动状况超出设定的振动值时，进一步判断当前振动状况是否小
于前次所检测的振动状况，若是，则继续按照前次方式调整供向支
脚组件的电流大小，否则按照与前次相反的方式调整供向支脚组件
的电流大小。
此时，根据该控制方法，只有在检测到的情况超出预先设定范围 内时，才使整个控制系统工作。这样，可以不仅减少控制机构的误 动作，还可以增加控制系统动作时候的准确性。因此，该结构可以 使得整个系统更加稳定地工作。


图1为本发明用于家用电器的可控支脚组件的一个实施方式的 局部侧剖视图。
图2为本发明用于家用电器的可控支脚组件的变型例的局部侧 剖视图。
图3表示的是根据用户设定控制支脚组件的框图。
图4表示的是根据传感器的反馈控制支脚组件的框图。 图5为本发明所采用的PID控制方法的原理图。
具体实施例方式
下面，参照

本发明用于家用电器的可控支脚组件。 如图1表示本发明用于家用电器的可控支脚组件的一个实施方 式的局部侧剖视图。在本实施方式中，以洗衣机作为家用电器的一 例进行说明，也可以是其它的家用电器，例如干衣才几、洗碗机、冰
箱等易于产生振动的家用电器。
如图l所示，本发明的支脚组件主要由作为连接部件的螺栓1、 作为激励部件的电》兹铁2以及作为垫脚的支脚本体6构成。此外， 该支脚本体6内设置有作为被激励部件的磁流变弹性体3。
此外，如图1所示，本支脚组件还具有用来将支脚组件紧固在洗 衣机上的六角螺栓4、设置在支脚本体6外周且套在螺栓1上的加强 件8、以及对螺栓1的凸缘lb和支脚本体6间间隙加以密封的密封 体5。
下面，对本支脚组件的各部分加以详细i兌明。
如图1所示，本实施方式中的螺栓1为中空结构(即带有外螺紋 结构的圆筒)，而且，在螺栓本体la上， 一端(图中上端)的外周 上具有外螺紋，可通过该外螺紋，将本支脚组件安装在洗衣机上； 在距另一端(图中下端)的端部有一段距离的部分上设置有沿径向 向外延伸的凸缘lb。本实施方式中，凸缘lb与螺栓本体la间是一 体形成的，但也可以将螺栓本体la的整个外周形成有外螺紋，然后，在该螺栓本体la上旋上一个较薄的螺母，作为上述凸缘lb使用。
支脚本体6设置在螺栓1的下方，其底面6a为圆形，从底面6a 的外缘向上延伸有环形立壁6b,在立壁6b的顶端沿径向向内收缩， 形成用于与上述凸缘lb连接用的连接端6c。如图所示，该连接端 6c形成开口6d。此外，本支脚本体6可采用橡胶、橡塑或弹性金属 材料制成，这样，其可具有很好的耐磨性能。
另外，如图1所示，上述螺栓1与支脚本体6之间的尺寸间存在 如下关系立壁6b的沿图中上下方向的高度与螺栓本体la上比凸 缘lb向下突出部分的长度大致相等。这样，当将螺栓1插入开口 6d 时，伸入开口 6d的螺栓1的顶端与底面6a的内表面抵接，使上述 凸缘lb与该连接端6c大致齐平。此时，如图1所示，由螺栓本体 la、凸缘lb、底面6a、立壁6b以及连接端6c围成一个收容空间， 在该收容空间内设置磁流变弹性体3。
在本实施方式中，采用磁流变弹性体3作为本发明的被激励部 件，以后述的电磁铁2作为本发明中的激励部件。而且，由被激励 部件和激励部件组成本发明的激励机构。通过电磁铁2对磁流变弹 性体3形成激励作用，使磁流变弹性体维持在稳定的弹性和硬度， 由此，可以使支脚组件能够长时间的维持稳定的弹性和硬度。
众所周知，磁流变弹性体3材料是一种流变性能可由磁场控制的 新型智能材料。其具有响应快(ms量级)、可逆性好(撤去磁场后， 又恢复初始状态)、以及通过调节磁场大小来控制材料的力学性能 连续变化。因此，可通过使用不同的磁场，使该磁流变弹性体3表 现出不同的弹性和硬度，这样，可针对不同的环境或不同的振动状 况，使支脚组件呈现不同的緩冲振动的能力。
此外，如图1所示，在将螺栓1插入到开口 6d内时，会在凸缘 lb外周和连接端6c之间形成一个接缝，在本实施方式中，通过采用 密封胶5来密封该接缝，当然，还可以使用其它的零件，例如，内
外周均具有粘性的密封圈等。
虽然，在本实施方式中，通过密封胶5将凸缘lb和连接端6c粘合起来，换言之，将螺栓1和支脚本体6 二者连接起来，但当本 支脚组件在轴向上受到较大的冲击力时，支脚本体6还是会有向外
张开的倾向。因此，本实施方式中，在支脚本体6的外周还设置有 加强件8。如图l所示，该加强件8开口朝下，呈钵形，中部具有通 孔8a,可通过该通孔8a将该加强件8套在螺栓1上。此时，加强件 8外周侧的环形加强立壁8b套在支脚本体6的外周侧。在本实施方 式中，优选该加强立壁8b与支脚本体6的立壁6b之间留有一定间 隙。当然，该加强件8也不限于上述结构，也可以仅采用一个金属 环作为加强件，此时，仅需将金属环套在该支脚本体6的外周即可。
另外，如图l所示，在螺栓1上还螺紋安装有六角螺母4，该六 角螺母4用作本发明中的紧固件，换言之，当将支脚组件安装在洗 衣机上时，由于螺栓1与洗衣机间仅仅通过螺紋连接，存在彼此间 容易产生相对转动的倾向。此时，在螺栓1被拧入家用电器底部后， 通过旋转该六角螺母4，使之与家用电器底部抵接，由此紧固螺栓l 与家用电器间的连接，使二者的连接更加紧固。同时，由该螺栓1 和该六角螺母4组成的结构，还可能够用来调节家用电器高度。
如上所述，本发明的螺栓1采用中空结构，在本实施方式中，在 螺栓本体1 a的内部的与上述磁流变弹性体3相对的位置上设置有电 磁铁组件2，作为激励上述磁流变弹性体的激励部件。如图l所示， 该电磁铁组件2包括线圈2a和铁芯2b,并且，铁芯2b的S级和N 级优选均朝向磁流变弹性体3。此外，就铁芯2b的材料并不特别限 定，其既可以由软^兹材料制成，也可以采用石兹铁制成；不过，考虑 到励磁效果，优选以软磁材料制作铁芯2b。
另外，上述线圈2a与设于支脚组件之外的供电单元相连。该供 电单元可以与住户的电源共用一个电源，也可以采用蓄电池或充电 电池等。由电源单元向该电磁铁的线圈稳定供电，使电磁铁被稳定 励磁，由此，可使支脚组件维持稳定的弹性和硬度。由此，实现支 脚组件的长期稳定的緩沖效果。
此外，如图所示，在供电单元和线圈2a之间，设置有控制单元10,用于控制供向线圏2a的电流，使线圏2a产生不同的磁场，进 而，使磁流变弹性体3体现出不同的弹性和硬度。
此外，如图l所示，在控制单元IO连接有控制面板15。该控制 面板15可设置在洗衣机或其它家用电器的控制面板上，这样，用户 可根据待洗衣物的情况，进行预先选择，使支脚组件预先呈现不同 的弹性和状况。在本实施方式中，在控制单元10中预先存储几种针 对不同洗涤模式所使用的控制方法。例如，当洗衣机洗涤衣物较大、 较沉时，衣物会给洗衣机造成很大的晃动，这就需要使支脚组件更 硬一些；相反，当洗涤内衣等时，衣物不易给洗衣才几造成振动，此 时，就需要使支脚组件更软一些。
当然，也可以采用用户手动设置的方法，例如，在控制面板15 上设置一些可供选择的参数。当用户洗衣服时，可以根据需要，从 控制面板上选取合适的参数。然后，由控制单元IO根据用户选择的 参数自动生成 一 组控制模式，控制支脚组件的弹性和硬度。
当然，还可以在控制单元10内设置一些预设限制，当用户根据 控制面板15选择参数时，如果用户的选择不当，可以向用户报错， 以阻止用户进行不当的选择操作。这样，可以防止因用户设置不当 而造成支脚组件的损坏。
下面，以根据用户设定的洗衣模式对支脚组件的控制方法进行详 细介绍，包括以下步骤
步骤31、用户通过洗衣机提供的控制面板15设定洗衣模式，设 定的洗衣模式可以体现为下述模式洗衣类型、或洗衣强度、洗衣 量、衣物污洁度、水量等。具体哪种模式与洗衣机提供给用户的选 择项有关。
步骤32、洗衣机控制单元IO根据用户选择的模式，选择该模式 所对应的洗衣程序。其中，预先设定的洗衣程序中会涉及到洗衣机 的电机的转速、运转时间、电机正反转切换频率、注水量大小等参 数。
步骤33、从所选择的洗衣程序中读取出电机转速和注水量参数。根据预先设定的电机转速、注水量与振动控制电流的函数确定出对 应的振动控制电流。
这里说明的是，需要预先建立上述两个参数与振动控制电流的函 数关系，可以表示为"振动控制电流^f (电机转速，注水量)"。 采用这两个参数是因为洗衣机的振动主要与电机转速和注水量多少 有关。不难理解，也可以建立包括其他上述参数在内的振动控制电 流函数，这样可以得到更为精确的振动控制电流函数。
步骤34、根据所确定的振动控制电流，控制向所述支脚组件的
供电电流的大小，以控制所述支脚组件的硬度和稳定性。
由上可以看出，通过用户预先选择的洗衣模式，可以确定出向支 脚组件的控制情况。采用上述例子的步骤主要是利用了洗衣机中已 经存在的洗衣程序。当然，也可以通过用户的选择的洗衣模式直接 去确定出控制电流。
另外，如图l所示，在控制单元10上还可连接有传感器12。在 本实施方式中，传感器12设置在洗衣机的外壳上，用于从洗衣机外 壳上取得洗衣机的振动状况，并将该振动状况反馈到控制单元10上。 单就洗衣机而言，优选将传感器12设置在外壳上，这样，能够更直 接地取得洗衣机的振动状况，不过也不限于此，该传感器12还可以 设置在其他部分，例如，洗衣筒、驱动机构上等。不过相比设置在 外壳上的情况，如果将传感器12设置在其他部位上，效果不如设置 在外壳上更好。
此时，可由控制单元IO、传感器12形成闭环控制，以对支脚组 件进行实时控制。
下面，举例说明利用控制单元IO和传感器12进行闭环控制时的 控制方法。
具体而言，该控制过程具体包括以下步骤
步骤41、传感器12检测外壳的振动情况，将振动的大小转换为 电流或电压信号的大小作为振动状况信号。其中，该检测可以是定 时或实时4企测。步骤42、控制单元10从传感器12读取振动状况信号，然后， 根据该振动状况，调整、控制供向支脚组件的电流，以调整支脚组 件的弹性和硬度。所述的调整步骤可以包括下述子步骤
判断本次采集的振动状况是否小于设定值(在允许的振动范围 内)，若是，则结束本次调整，可返回步骤41进行下次的检测调整。 否则，进一步判断本次采集的振动状况是否小于上次所采集的振动 状况，若是，则继续按照预定的控制方式(如继续增大或减小)控 制供向支脚组件的电流，否则，按照相反的方式(如将原来的增大 该为减小)控制控制供向支脚组件的电流。
由于控制中具体使用的函数，并非本发明要讨论的内容，因而， 下面仅举一例，对该控制过程进行说明。参见图3示出的控制原理 图，以通过将被测振幅最小化的调整过程为例进行说明。该例中， 采用了如下的单神经元自适应PID控制算法
= * -1) + &),'(":^.
上述式中，仏，^称为积分、比例、微分的学习速率，为可
调参数，单神经元自适应PID算法的运行与^， 7。及图3中示出
的夂的选取有关；
此外，其中的各式中，
x2(&) = Ae(A:) > x3 (A) = A、(A;) = - 2e(A -1) + e(A - 2)
该算法为应用举例，通电后，在接收到传感器12传来的振幅后，
q (A: +1) = w(A) + ;7/Z("m(A:)x,
ft)2 (A: +1) = <D2 + ^z(A:)w(A:)x2 (A)
a>3 (A: +1) = <U3 (A:) + /7Dz(A:)w(A:)x3 (A)对得到的检测值与目标值(或目标区域)进行比较，然后根据两者 的差值、差值变化率及差值变化率的变化率(即e("，Ae("A^W )调整 算法中的w;("，得出输出电流W(^)去驱动电机。此后，循环往复，直 到检测到的振幅达到预期要求为止。当然，也可以将上述的通过洗衣模式和通过传感器进行控制的两 种方式进行结合，此外，就控制方法而言，也不限于此，也可以采用其方式的控制， 例如，灰色控制、神经网络等。此外，在上述控制方法中，仅是以洗衣机作为一个家用电器的例 子，除此之外，本支脚组件还可以使用在洗碗机、电冰箱等家用电 器上。当本支脚组件使用在洗碗机、电冰箱等家用电器上时，同样 可以根据能够得到的振动参数或家用电器的工作参数，调整供给到 该支脚组件激励机构的控制电流。当然，同样也可以在洗碗机、电 冰箱等家用电器上设置传感器，此时，跟上述控制方法相同，能够 实现这些家用电器的自动控制。 〔变型例〕图2表示了本发明可控支脚组件的一种变型例。如图2所示，该 变型例的结构与上述实施方式不同之处在于，螺栓1上不具有能够被插入到上述开口 6d内的部分，其它部分均与上述实施例相同。换 言之，本变型例中凸缘lb形成在螺栓1的下端，并且凸缘lb的上 表面与螺栓本体la的下端面基本齐平。此时，磁流变弹性体3填充 在由凸缘lb、底面6a、立壁6b以及连接端6c围成收容空间内。与上述实施方式一样，本变型例同样在中空的螺栓1内设置有电 磁铁组件2,只不过该电磁铁组件2的铁芯2b的轴向与螺栓本体la 的轴向相同，线圈2a也还是绕在铁芯2a的外周。此时，电磁铁组 件2仅有一个》兹才及、即、N级或S级朝向,兹流变弹性体3，对磁流变 弹性体3形成激励。当然，也可以像上述实施方式那样，设置永磁 铁来代替电磁铁，此时，该永磁铁的设置方式应与电磁铁的设置方 式相对应，也是N级或S级朝向磁流变弹性体3。就该结构的支脚组件，可以采用与上述实施例相同的控制方法， 因而，在此省略这部分的说明。 〔其它实施例〕
此外，上述实施方式中，釆用洗衣机作为家用电器的一例，但并 不限于此，本发明也适用于洗碗机、干衣机、冰箱等振动有规律或 无规律的家用电器。
此外，本发明的上述实施方式和实施例中，以磁流变弹性体3 作为被激励部件，但并不限于此，可以采用其它的可以在电场或磁 场下改变弹性或硬度的部件，或是其它的在通电条件下改变弹性或
硬度的部件。另外，在本实施方式中，磁流变弹性体3采用的是颗
粒，同样也不限于此，也可以使用块状或其它形状的磁流变弹性体。 另外，本发明上述实施方式和实施例中，上述连接部件与洗衣机 间通过螺紋来进行连接，但并不限于此，也可以使用其它的连接结 构，例如卡式连接或是夹紧的固定连接等。当然，同样也可以设置
其它方式的紧固件替代六角螺母4 。
上述实施方式中，在作为连接部件的螺栓1上设置有凸缘lb, 但并不限于此，也可以不设置凸缘lb，而是通过密封胶直接将螺栓 和支脚本体6间粘合起来，实现二者之间的连接、固定。
此外，对于关于用于家用电器的支脚组件的控制方法，也不仅限 于上述实施方式，还可以采用其它的控制方式、控制方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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、 改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于家用电器的可控支脚组件，具有支脚本体(6)、连接件(1)以及根据电流大小改变硬度和弹性特性的激励机构，其特征在于，还具有与激励机构相连的控制单元(10)，用于控制供向激励机构的电流。
2. 如权利要求1所述的用于家用电器的可控支脚组件，其特征 在于，还具有与控制单元相连的输入单元(15),用于输入控制支 脚组件的控制模式；所述控制单元(10)根据所述控制模式控制供 向激励才几构的电流。
3. 如权利要求1或2所述的用于家用电器的可控支脚组件，其 特征在于，还具有与控制单元相连的传感器(12)，用于检测所述 家用电器的振动；所述控制单元(10)根据所述传感器(12)检测 的振动，控制供向激励机构的电流。
4. 如权利要求3所述的用于家用电器的可控支脚组件，其特征 在于，所述家用电器为洗衣机，所述传感器设置在该洗衣机的外壳 或洗衣筒上。
5. 如权利要求1 ~4的任意一项所述的用于家用电器的可控支脚 组件，其特征在于，所述激励机构为电磁铁(2 )和磁流变弹性体(3 )。
6. 如权利要求1 ~ 5的任意一项所述的用于家用电器的可控支脚 组件，其特征在于，所述连接件为中空螺栓；所述支脚本体上，从 底部(6a)的边缘向上延伸的立壁(6b),在立壁(6b)的顶端设 置有与上述连接部件(1)外周相连接用的连接端(6c),在该连接 端(6c)和连接部件(1)之间还设置有密封体(5)。
7. —种对权利要求3~6的任意一项所述的用于家用电器的可控 支脚组件进行控制的方法，包括如下步骤A、 控制供向支脚组件激励机构的电流；B、 激励机构根据所述电流大小改变其硬度或弹性特性。
8. 如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤A包括确定用户输入的洗衣才莫式；根据所述洗衣模式对应的控制电流控制供向激励机构的电流。
9. 如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤A包括 检测所述家用电器的振动状况； 根据所述振动状况控制供向激励机构的电流。
10. 如权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制包括 判断当前检测振动状况在设定的振动值内时，保持供向激励机构的电流不变；判断当前检测振动状况超出设定的振动值时，进一步判断当前振 动状况是否小于前次所检测的振动状况，若是，则继续按照前次方 式调整供向支脚组件的电流大小，否则按照与前次相反的方式调整 供向支脚组件的电流大小。
全文摘要
本发明提供一种能够主动控制的支承能力和减振能力的用于家用电器的可控支脚组件。该可控支脚组件具有支脚本体(6)、连接件(1)以及根据电流大小改变硬度和弹性特性的激励机构，还具有与激励机构相连的控制单元(10)，用于控制供向激励机构的电流。
文档编号F16M7/00GK101649948SQ20081014574
公开日2010年2月17日 申请日期2008年8月14日 优先权日2008年8月14日
发明者刘振宇, 蒋震川, 赵向阳, 文 韩 申请人:海尔集团公司;海尔集团技术研发中心