一种洗衣机偏心检测装置、洗衣机及其控制方法与流程

1.本发明属于洗衣机领域，特别涉及一种洗衣机偏心检测装置、洗衣机及其控制方法。


背景技术：

2.洗衣机常用的程序主要分为洗涤、漂洗和脱水三个过程。用户衣服投放进入洗衣机，重心很可能不在洗衣机轴线上，因此旋转过程中产生破坏扭矩和偏心力，导致外桶撞击洗衣机外壳，破坏洗衣机转动电机，甚至威胁用户安全。
3.为了解决这一问题，申请号为cn202110033365.4的中国发明专利公开了一种洗衣机及控制方法，具体为，在箱体和桶体上分别设置电磁铁和永磁铁，电磁铁通电时的磁感线与永磁铁的磁感线方向一致，在洗衣机运行过程中向电磁铁中通电，通过改变电磁铁中电流大小以调节电磁铁和永磁铁之间排斥力的大小，实现对洗衣机偏心的感应和控制，进而维持洗衣机处于平衡状态；上述方案虽然能够实现对偏心的检测，也能维持洗衣机的平衡，但是磁铁和电磁铁设于箱体和外桶之间的间隙中，占用了洗衣机内部空间，不利于洗衣机的扩容，同时磁铁和电磁铁之间的作用力是相互的，可能在偏心较严重时反而导致洗衣机稳定性降低，因晃动而产生噪音，降低用户的使用体验。
4.对此，申请号为cn201910553084.4的中国发明专利公开了一种具有不平衡补偿环的洗衣机，具体为，在洗衣机中设置不平衡补偿环，环形空腔内至少部分以磁流体填充，空腔外缠绕电磁线圈，并设置具有固定位置的磁场产生装置，在发生偏心时通过磁场产生装置在线圈中产生感应电流，进而使磁流体固化实现对偏心的纠正，但是上述方案并不适用于波轮洗衣机，不能用于检测波轮洗衣机的偏心，也不能实现对偏心的修正和抑制。
5.有鉴于此特提出本发明。


技术实现要素：

6.本发明的目的之一是针对上述现有技术中的问题提供一种洗衣机偏心检测装置，洗衣机运行过程中电磁线圈和感应部之间的距离发生变化，由于涡流效应导致电磁线圈内电压值发生变化，根据电压值的变化判断是否发生偏心。
7.本发明的另一目的是提供一种具有上述偏心检测装置的洗衣机，偏心检测装置根据偏心情况获取电机的调节参数并发送给电脑板，电脑板根据调节参数调节电机的转速，能够有效降低外桶晃动幅度，避免撞桶的发生。
8.本发明的再一目的是提供一种上述洗衣机的控制方法，根据电磁线圈内电压值和电压阈值之间的差值匹配电机的转速调节参数，根据转速调节参数降低电机转速，能够在洗衣机不停止运行的情况下降低外桶晃动幅度，提高洗衣机运行效率。
9.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种洗衣机偏心检测装置，包括，电磁线圈，沿圆周方向安装于洗衣机的外桶上；
10.感应部，由金属材料制成，与外桶之间具有间隙；
11.控制部，与电磁线圈电连接，用于向电磁线圈内通入交流电，并根据电磁线圈内的电压变化判断是否发生偏心。
12.上述方案在洗衣机运行过程中，外桶不可避免的产生晃动就导致电磁线圈和感应部之间的距离不断变化，当电磁线圈内通入交流电时在外桶周围产生不断变化的磁场，随着电磁线圈和感应部之间距离的变化会在感应部中产生涡流效应，进而导致电磁线圈内电压值的大小发生变化，通过电压值的变化判断是否发生偏心能够更加准确，及时的判断偏心情况，提高判断准确度。进一步的，电磁线圈设于外桶的顶部，所述感应部与所述电磁线圈位置相对的设于所述外桶周围。
13.由于在发生偏心时，外桶顶部的位移最大，因此将电磁线圈设置在外桶的顶部，能够及时发现偏心，避免发生撞桶。
14.进一步的，电磁线圈通过固定件固定在外桶的顶部，固定件可以成型于外桶上，也可以是与外桶可拆卸连接的独立组件，通过上述方案提高了电磁线圈的稳定性，避免了长时间使用因电磁线圈的脱落和位移导致判断准确度降低。
15.进一步的，固定件由电阻较大的材料制成，将电磁线圈包覆在固定件中。
16.进一步的，控制部在洗衣机运行过程中实时获取电磁线圈内的电压值，电压值大于控制部内预设的电压阈值，判断发生偏心。
17.进一步的，由于电磁线圈中通入交流电，因此将控制部中预设的电压阈值定义为x，实际为电压阈值的范围为[(-x)-x]，为了方便判断，对电磁线圈内电压值进行整流，即将电压阈值的范围调整为[0-x]，当电压值大于电压阈值x时判断发生偏心。
[0018]
本发明第二方面提供一种具有上述偏心检测装置的洗衣机，包括，
[0019]
外桶，顶部设有电磁线圈；
[0020]
电脑板，与控制部通讯连接，用于根据控制部的判断结果对应调节电机的转速；
[0021]
感应部设于洗衣机的箱体上，与外桶之间具有间隙。
[0022]
上述方案中，控制部判断洗衣机发生偏心后，向电脑板发送对应信息，电脑板调节电机的转速，能够通过改变转速的方式降低外桶的晃动幅度，进而避免撞桶的发生。
[0023]
进一步的，控制部为pid控制部，内部预设根据电磁线圈内实际电压值和电压阈值匹配转速调节参数的算法；
[0024]
控制部判断发生偏心时，将根据算法获取的转速调节参数发送给电脑板，电脑板根据调节参数调节电机的转速。
[0025]
上述方案中控制部能够根据电磁线圈内电压值和电压阈值匹配电机的调节参数，电脑板根据调节参数调节电机的转速能够实现对电机更加准确的调节，避免速度变化过大影响洗衣机正常运行，也避免速度变化过小无法顺利降低外桶的晃动幅度。
[0026]
进一步的，感应部为由金属材料制成的箱体。
[0027]
上述方案中将箱体设为由金属材料制成，在提高洗衣机美观度和强度的同时，不需要在洗衣机内额外设置感应部，可以直接将箱体作为感应部实现对偏心的判断，简化了洗衣机内部结构，有利于洗衣机的扩容。
[0028]
本发明第三方面还提供上述洗衣机的控制方法，具体包括如下步骤：
[0029]
s1、洗衣机开始运行，电磁线圈内通交流电；
[0030]
s2、实时获取电磁线圈内的电压值，将电压值定义为第一参数；
[0031]
s3、将第一参数与预设的电压阈值进行对比，第一参数超过预设的电压阈值，降低电机转速。
[0032]
上述方案在第一参数超过电压阈值时通过降低电机转速的方式降低了外桶的晃动幅度，在不停止洗衣机工作进程的同时避免了撞桶的发生。
[0033]
进一步的，步骤s3中，根据第一参数与预设的电压阈值之间的差值获取转速调节参数。
[0034]
上述方案中，电压阈值与第一参数之间的差值反映外桶晃动幅度的大小，当第一参数与电压阈值之间的差值较大时说明外桶晃动幅度大，此时对应获取较大的转速调节参数，通过提升电机转速的降低幅度以降低外桶的晃动幅度；相反的，当第一参数与电压阈值之间的差值较小时说明外桶晃动幅度较小，此时以较小的转速调节参数对电机的转速进行调节就能够降低外桶的晃动幅度，避免了撞桶的发生，提高了不同情况下对电机转速调整的准确性。
[0035]
进一步的，s4、获取经过步骤s3降速后的电机转速并与预设的转速阈值进行对比，电机转速小于预设的转速阈值，发出警报提示用户偏心严重。
[0036]
如果洗衣机偏心严重，通过一次降速或者多次降速后，外桶的晃动幅度仍然很大，而电机转速如果太低则会导致洗衣机无法正常工作，为此，在电机转速小于预设的转速阈值时提示用户偏心严重，用户可以通过自行调整洗涤物的分布状态，或者向洗衣机发出指令对洗涤物进行分布以避免撞桶的发生。
[0037]
进一步的，转速阈值包括洗涤转速阈值、脱水转速阈值，根据不同的洗衣机工作进程选择对应的转速阈值，能够提高洗衣机的智能化水平。
[0038]
进一步的，步骤s3中，第一参数超过预设的电压阈值时，获取洗衣机的运行状态，若洗衣机未正常运行，判断洗衣机发生故障，提示用户检修。
[0039]
本发明的有益效果为：
[0040]
1、利用产生涡流效应时电磁线圈内电压的变化对洗衣机偏心进行判断，具有更高的准确性和更快的响应速度，并且结构简单性能可靠，避免了现有技术中使用传感器或者控制杆所产生的寿命问题。
[0041]
2、根据电磁线圈内电压值与预设的电压阈值之间的差值匹配对洗衣机电机转速进行调节的转速调节参数，能够根据洗衣机的实际运行状态做出相应调整，能够避免电机过度降速导致洗衣机无法正常运行，也避免电机降速不足无法降低外桶的晃动幅度，提高了洗衣机的智能化水平。
[0042]
3、判断发生偏心时结合洗衣机的实际运行状态判断洗衣机是否发生故障，在判断洗衣机发生故障时提示用户检修，避免了用户不能及时发现而导致更大的安全隐患，提高了洗衣机的安全性。
附图说明
[0043]
图1为本发明所述洗衣机的控制方法的流程图。
[0044]
图2为本发明所述洗衣机的控制方法详细的流程图。
[0045]
图3为本发明所述洗衣机的控制方法更详细的流程图。
[0046]
图4为本发明所述洗衣机偏心检测装置的结构示意图。
[0047]
图5为本发明所述洗衣机的结构连接示意图。
[0048]
图中：1、外桶；2、电磁线圈；3、感应部；4、控制部；5、箱体；6、电脑板；7、电机。
具体实施方式
[0049]
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式，本领域技术人员可以了解到的是，下列实施方式仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
[0050]
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0051]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0052]
实施例一
[0053]
作为本发明的实施例，本实施例提供一种洗衣机偏心检测装置，结构如图4 所示，包括，
[0054]
电磁线圈2，沿圆周方向安装于洗衣机的外桶1上；
[0055]
感应部3，由金属材料制成，不与外桶1接触的设于所述外桶1周围；
[0056]
控制部4，与电磁线圈2形成闭合电路，用于向电磁线圈2内通入交流电，并在洗衣机运行过程中实时获取电磁线圈2内的电压值，根据电压值的大小判断是否发生偏心。
[0057]
在本实施例中，电磁线圈2可以是导线沿周向缠绕于洗衣机的外桶1上得到，也可以是将线圈环绕在外桶1上得到。
[0058]
进一步的，由于控制部4向电磁线圈2内通入交流电，在电磁线圈2周围产生持续变化的磁场，洗衣机运行时，外桶1产生晃动导致电磁线圈2与感应部3之间的距离产生变化，感应部3周围的磁场持续变化在感应部3上产生涡流效应，导致电磁线圈2内的电压值大小产生变化，通过电压值的大小能够判断外桶1是否产生晃动以及晃动的幅度大小，进而判断外桶1是否发生偏心。
[0059]
由于外桶1产生晃动时，外桶1顶部的位移最大，因此将电磁线圈2设于外桶1顶部，能够对外桶1顶部的晃动情况进行检测和判断，能够更加准确的判断外桶1的偏心情况；感应部3为设于外桶1周围的金属片，为了提高测试准确度，感应部3沿外桶1周向均匀分布，进一步，为了降低安装难度和结构复杂度，可以将感应部3设置为与外桶1同心设置的金属环，在提高检测准确性的同时提高了美观度。
[0060]
进一步的，由于洗衣机运行过程中外桶1不可避免的产生晃动，因此需要在晃动幅度达到一定程度时才判断发生偏心，通过在控制部4中预设有电压阈值，能够更加准确的对是否发生偏心进行判断，当电磁线圈2内电压值大于电压阈值时，说明此时电磁线圈2与感应部3之间的距离较近，容易发生撞桶，判断发生偏心，提高了判断准确性。
[0061]
进一步的，由于向电磁线圈2内通入交流电，因此控制部4获取到的电压值实际是以正弦波的形式不断改变，将获取的电磁线圈2内的电压值定义为a，将电压阈值定义为x，
则在洗衣机正常运行时，电压值a应在-x和x之间往复变化，当电压值a大于x或者小于-x，即电压值|a|＞电压阈值|x|，为了方便判断，对电磁线圈内电压值进行整流，即将电压阈值的范围调整为[0-x]，当电压值a大于电压阈值x时判断发生偏心，此时外桶1的晃动幅度较大，可能产生撞桶。
[0062]
实施例二
[0063]
作为本发明的另一实施例，本实施例在实施例一的基础上作出进一步改进，具体为：
[0064]
在本实施例中，如图4所示，电磁线圈2通过固定件固定在外桶1的顶部。
[0065]
由于洗衣机运行过程中外桶1的晃动不可避免，因此仅仅将导线缠绕在外桶1上可能因长时间使用而发生脱落，由于控制部4根据电磁线圈2和感应部3 之间的距离判断是否发生偏心，当电磁线圈2下滑时，可能导致控制部4判断未发生偏心而外桶1顶部实际已经发生撞桶的问题，因此通过固定件将电磁线圈2固定在外桶1顶部，能够避免电磁线圈2发生位移，使得偏心检测装置具有更高的准确度和更好的稳定性。
[0066]
进一步的，为了避免提高偏心检测装置的能耗，也避免对检测结果产生影响，将固定件设置为由电阻较大的材料制成，例如，可以是木料制成，也可以是塑料材质，玻璃材质、橡胶材质等，可以较大幅度避免固定件内部产生涡流效应，降低能耗的同时提高检测结果的准确性。
[0067]
上述方案中，固定件可以选择与外桶1使用相同材质，与外桶1一体成型，提高了生产便利性；或者也可以作为独立组件单独生产，便于更换和维护。
[0068]
进一步的，为了避免洗衣机运行时洗涤水飞溅至电磁线圈2上产生安全事故，固定件能够与外桶1形成空腔，电磁线圈2被固定件包覆在空腔中，在不影响电磁线圈2周围磁场的同时，提高了偏心检测装置的安全性能。
[0069]
本发明还提供一种具有上述洗衣机偏心检测装置的洗衣机，具体为：
[0070]
实施例三
[0071]
作为本发明的另一实施例，本实施提供一种具有如实施例二所述偏心检测装置的洗衣机。
[0072]
在本实施例中，洗衣机的结构和连接方式如图4和图5所示，包括，
[0073]
外桶1，顶部设有电磁线圈2；
[0074]
电脑板6，与控制部4通讯连接，用于根据控制部4的判断结果对应调节电机7的转速；
[0075]
感应部3不与外桶1接触的设于外桶1周围。
[0076]
控制部4判断洗衣机产生偏心时，向电脑板6发送对应信号，电脑板6接收到对应信号并根据信号对电机7的转速进行调节，通过改变电机7的转速降低外桶1的晃动幅度，避免了撞桶的发生。
[0077]
进一步的，上述方案中控制部4部为pid控制部4，内部预设根据电磁线圈 2内实际电压值和电压阈值匹配转速调节参数的算法，控制部4将转速调节参数发送给电脑板6，电脑板6根据转速调节参数对电机7的转速进行调节，能够针对洗衣机的实际偏心情况作出对应的调节，提高了洗衣机的智能化水平。
[0078]
进一步的，在本实施例中，外桶1四周均匀分布有四个感应部3，感应部3 固定在箱
体5上，为了提高检测准确性，增大外桶1晃动过程中电磁线圈2内电压值的变化，将感应部3设于外桶1静止时箱体5与外桶1之间距离最小处，随着外桶1晃动幅度的增大，电磁线圈2与感应部3之间的距离越发靠近，电压值变化也就越明显，能够更加准确的判断洗衣机是否产生偏心。
[0079]
或者作为上述方案的替代，洗衣机使用有金属材料制成的箱体5，箱体5在提高洗衣机美观性和可靠性的同时，也可以作为感应部3，避免了在箱体5上设置额外的感应部3占用箱体5和外桶1之间的间隙，有利于洗衣机的扩容。
[0080]
本发明进一步提供一种上述洗衣机的控制方法，具体为：
[0081]
实施例四
[0082]
作为本发明的另一实施例，本实施提供一种如实施例三所述洗衣机的控制方法，如图1所示，包括如下步骤：
[0083]
s1、洗衣机开始运行，电磁线圈内通交流电；
[0084]
s2、实时获取电磁线圈内的电压值，将电压值定义为第一参数；
[0085]
s3、将第一参数与预设的电压阈值进行对比，第一参数超过预设的电压阈值，降低电机转速。
[0086]
上述控制方法具体为：
[0087]
如图2所示，洗衣机开始后，电磁线圈通电产生磁场，外桶在洗衣机运行过程中产生晃动并与感应部之间的距离发生变化，由于涡流效应导致电磁线圈内的电压值大小发生变化，实时获取电磁线圈内的电压值，定义为第一参数，将第一参数与预设的电压阈值进行对比，如果第一参数大于电压阈值，则计算第一参数与电压阈值之间的差值，根据第一参数与电压阈值之间的差值获取转速调节参数，进而调节电机的转速以降低外桶的晃动幅度，避免发生撞桶。
[0088]
上述方案中，电压阈值与第一参数之间的差值反映外桶晃动幅度的大小，当第一参数与电压阈值之间的差值较大时说明外桶晃动幅度大，此时对应获取较大的转速调节参数，通过提升电机转速的降低幅度以降低外桶的晃动幅度；相反的，当第一参数与电压阈值之间的差值较小时说明外桶晃动幅度较小，此时以较小的转速调节参数对电机的转速进行调节就能够降低外桶的晃动幅度，避免了撞桶的发生，提高了不同情况下对电机转速调整的准确性。
[0089]
进一步的，如图3所示，还包括步骤s4，具体为：获取经过降速后的电机转速，并将其与预设的转速阈值进行对比，其中转速阈值对应洗衣机能够正常工作所需的最低转速，如果电机转速小于转速阈值，则判断洗衣机无法正常工作，此时发出警报提示用户对偏心进行处理。
[0090]
转速阈值根据洗衣机不同运行阶段分为洗涤转速阈值和脱水转速阈值，判断洗衣机偏心后判断洗衣机当前所处的工作进程，如果洗衣机处于洗涤进程，则将降低后的转速与洗涤转速阈值进行对比，如果洗衣机处于脱水进程，则将降低后的转速与脱水转速阈值进行对比，根据不同的洗衣机工作进行对应选择转速阈值进行对比，提高了洗衣机的智能化水平。
[0091]
进一步的，用户调整洗涤物分布后可以选择重新进行洗涤，或者继续未完成的进程。
[0092]
进一步的，如图3所示，步骤s3中当第一参数超过电压阈值时，获取洗衣机的运行状态，若洗衣机未正常运行，判断洗衣机发生故障，提示用户检修。
[0093]
上述方案在调整电机转速的同时对洗衣机是否发生故障进行判断，能够在控制部或者洗衣机电机发生故障时及时发现并提示用户。
[0094]
对上述方案中所述的洗衣机未正常运行的状态做出如下举例：例如，当前洗衣机处于洗涤进程，如果电机正常带动内桶转动，则判断正常运行，如果电机正常转动而外桶不产生晃动，或者电机不转动，则判断洗衣机发生故障；对于其他进程的判断与上述判断过程相同。
[0095]
进一步的，也可以进一步根据洗衣机所处的洗涤进程与洗衣机的实际运行参数进行对比判断洗衣机是否正常运行。
[0096]
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，上述实施例中的实施方案也可以进一步组合或者替换，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。

技术特征：
1.一种洗衣机偏心检测装置，其特征在于，包括，电磁线圈，沿圆周方向安装于洗衣机的外桶上；感应部，由金属材料制成，与外桶之间具有间隙；控制部，与电磁线圈电连接，用于向电磁线圈内通入交流电，并根据电磁线圈内的电压变化判断是否发生偏心。2.根据权利要求1所述的洗衣机偏心检测装置，其特征在于，所述电磁线圈设于外桶的顶部，所述感应部与所述电磁线圈位置相对的设于所述外桶周围。3.根据权利要求2所述的洗衣机偏心检测装置，其特征在于，所述控制部在洗衣机运行过程中实时获取电磁线圈内的电压值，电压值大于所述控制部内预设的电压阈值，判断发生偏心。4.一种具有如权利要求1-3任一所述偏心检测装置的洗衣机，其特征在于，包括，外桶，顶部设有电磁线圈；电脑板，与控制部通讯连接，用于根据控制部的判断结果对应调节电机的转速；感应部设于洗衣机的箱体上，与外桶之间具有间隙。5.根据权利要求4所述的洗衣机，其特征在于，控制部为pid控制部，内部预设根据电压值和电压阈值匹配转速调节参数的算法；控制部判断发生偏心时，将根据算法获取的转速调节参数发送给电脑板，电脑板根据转速调节参数调节电机的转速。6.根据权利要求4所述的洗衣机，其特征在于，感应部为由金属材料制成的箱体。7.一种如权利要求4-6任一所述的洗衣机的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、洗衣机开始运行，电磁线圈内通入交流电；s2、实时获取电磁线圈内的电压值，将电压值定义为第一参数；s3、将第一参数与预设的电压阈值进行对比，第一参数超过预设的电压阈值，降低电机转速。8.根据权利要求7所述的洗衣机的控制方法，其特征在于，步骤s3中，根据第一参数与预设的电压阈值之间的差值获取转速调节参数。9.根据权利要求7所述的洗衣机的控制方法，其特征在于，还包括，s4、获取经过步骤s3降速后的电机转速并与预设的转速阈值进行对比，电机转速小于预设的转速阈值，发出警报提示用户偏心严重。10.根据权利要求7-9任一所述的洗衣机的控制方法，其特征在于，步骤s3中，第一参数超过预设的电压阈值时，获取洗衣机的运行状态，若洗衣机未正常运行，判断洗衣机发生故障，提示用户检修。

技术总结
本发明公开了一种洗衣机偏心检测装置、洗衣机及其控制方法，偏心检测装置包括由导线沿周向缠绕于洗衣机外桶上得到的电磁线圈、不与外桶接触的设于外桶周围的感应部、以及向电磁线圈内通入交流电，并在洗衣机运行过程中实时获取电磁线圈内电压值，根据电压值的大小判断是否发生偏心的控制部；控制部内预设电压阈值，洗衣机运行过程中外桶发生晃动，感应部与电磁线圈之间的距离相应变化，因涡流效应导致电磁线圈内电压值改变，电磁线圈内的电压值超过电压阈值时，控制部根据电压值与电压阈值之间的差值匹配转速调节参数，进而根据转速调节参数调节电机的转速，通过调节电机的转速降低了洗衣机运行过程中外桶的晃动幅度，避免了撞桶的发生。桶的发生。桶的发生。


技术研发人员：李传东 许升 尹俊明 赵爱玲
受保护的技术使用者：海尔智家股份有限公司
技术研发日：2022.01.14
技术公布日：2023/7/26