洗衣机的动力传送模式转换方法 【技术领域】
本发明涉及一种洗衣机；进一步说明，涉及一种具备有新的动力传送机械装置(MECHANISM)的洗衣机的动力传送模式转换方法(METHOD FORSWITCHING DRIVING POWER TRANSMISSION MODE OFWASHING MACHINE)：通过低速旋转的搅拌器执行洗涤、漂洗行程，通过高速旋转的脱水槽执行脱水行程。
背景技术
一般，洗衣机是利用洗涤剂的柔和作用和洗涤翅片的旋转产生的水流的摩擦作用以及通过搅拌器向洗涤物追加的冲击作用去除附着在衣服、被褥上的污染物质的产品。上述洗衣机通过传感器感知洗涤物的量和种类，自动设定洗涤方法进行洗涤，或者是根据洗涤物的量和种类将洗涤水供应到适当水位后通过计算机的控制进行洗涤。
另外，现有技术的全自动洗衣机有下述驱动方式：通过动力传送带(BELT)和滑轮(PULLEY)将驱动电机的旋转动力传送给洗涤轴或者脱水轴，使得搅拌器或者脱水槽进行旋转地方式；或者通过对无刷直流(BLDC)电机(Brushless DC Motor)的速度进行控制，使洗涤槽(兼脱水槽)在执行洗涤行程和脱水行程时以不同的速度进行旋转的方式。
当前使用具有下述洗涤方式的全自动洗衣机的结构：利用无刷直流(BLDC)电机，但是动力传送的路径不同，也就是说，进行洗涤时，低速旋转搅拌器执行洗涤行程；进行脱水时，同时将搅拌器和脱水槽高速旋转，执行脱水行程。日本特开平11-347289公开了上述结构。
但是上述日本特开平11-347289公开的上述结构具有如下缺点：由于用于啮合以及分离的离合器的启动是通过圆筒形线卷(SOLENOID)执行，所以会导致离合器的工作不稳定，并且在驱动体的啮合时会产生噪音比较多等问题。
【发明内容】
本发明是为了解决具有上述结构的现有技术一体型空调机存在的问题而提出的，本发明的目的是提供可以带来如下效果的洗衣机的动力传送模式转换方法：可以降低噪音，能够稳定地进行动力传送模式转换。
为了实现本发明的目的，本发明提供的洗衣机包括有如下结构：无刷直流(BLDC)电机、离合器电机、耦合器和凸轮。上述无刷直流(BLDC)形成洗衣机的驱动源，上述电机无刷直流(BLDC)由转子和定子构成，上述转子连结在洗涤轴上，上述定子设置在上述转子的外侧上包围上述转子；上述离合器电机使耦合器进行上升或者下降，将上述耦合器移动到洗涤和脱水时的位置；驱动上述离合器电机时，带动上述耦合器，使上述耦合器进行上升或者下降，在执行洗涤时，上述耦合器只将动力传送给上述洗涤轴，在执行脱水时，上述耦合器将动力同时传送给洗涤轴和设置在上述洗涤轴外侧上的脱水轴；上述凸轮与上述离合器电机连动，通过上述凸轮的连动旋转输出开关信号。对于具有上述结构的洗衣机，本发明提供一种洗衣机的动力传送模式转换方法，其特征在于：要求转换成只将动力传送给洗涤轴的动力传送模式的情况时，驱动上述离合器电机，感知是否输入了上述凸轮的开关导通信号，如果输入了导通信号，则从上述导通信号输入起点到一定时间持续凸轮的旋转，完成模式转换；要求转换成将动力传送到洗涤轴和脱水轴的动力传送模式的情况时，驱动上述离合器电机，感知是否输入了上述凸轮的开关关闭信号，如果输入了关闭信号，则从上述关闭信号输入起点到一定时间持续凸轮的旋转，完成模式转换。
本发明提供的洗衣机的动力传送模式转换方法可以带来如下效果。
在本发明洗衣机的动力传送模式转换方法中，对于转换搅拌器模式和脱水槽模式，通过驱动离合器电机，对耦合器和耦合器制动器的齿轮进行啮合时，根据凸轮的开关导通/关闭，一次性确认模式转换，并进一步移动从确认点到设定点的距离，重新确认模式转换，防止由于模式转换异常导致部件的损伤，同时在执行行程时使凸轮产生最佳的扭矩(TORQUE)，可以防止降低洗涤性能。
【附图说明】
图1显示出本发明洗衣机的剖面图。
图2a显示出图1的离合器的主要部分的纵剖面图。
图2b显示出图1的离合器主要部分的纵剖面图。
图3显示出图1的离合器电机的斜视图。
图4是图3的分解斜视图。
图5a至图5c是说明离合器电机驱动时凸轮和开关的工作关系的示意图，
图5a是在洗涤模式维持点上的凸轮以及开关的状态图，
图5b是在向脱水模式切换前的凸轮以及开关的状态图，
图5c是在初始点上的凸轮以及开关的状态图。
图6显示出离合器电机和凸轮以及开关的工作关系的时间图(TIMECHART)。
图7显示出本发明洗衣机的动力传送模式转换方法的流程图(FLOWCHART)。
【具体实施方式】
下面参照附图，对本发明洗衣机的动力传送模式转换方法的实施例进行详细说明。
图1显示出本发明洗衣机的剖面图。图2a和图2b显示出图1的离合器作用的主要部分的纵剖面图。图3显示出图1的离合器电机的斜视图。图4是图3的分解斜视图。图5a至图5c是用于说明离合器电机驱动时凸轮和开关的工作关系的示意图，图5a是在洗涤模式维持点上的凸轮以及开关的状态图，图5b是在向脱水模式切换前的凸轮以及开关的状态图，图5c是在初始点上的凸轮以及开关的状态图。图6显示出离合器电机和凸轮以及开关的工作关系的时间图(TIME CHART)。图7显示出本发明洗衣机的动力传送模式转换方法的流程图。
如图1所示，本发明的洗衣机包括有如下结构：洗涤槽(兼脱水槽)2、搅拌器3、脱水轴5、洗涤轴4、无刷直流(BLDC)电机7和离合器。上述洗涤槽(兼脱水槽)2可旋转地设置在洗衣机的本体的外槽1的内部；上述搅拌器3设置在上述脱水槽2的内部，相对上述脱水槽2可以独立地进行旋转；上述脱水轴5用于将旋转动力传送到上述脱水槽2上，上述脱水轴5可旋转地支撑在轴支撑轴承箱体20上；(参照图2a)；上述洗涤轴4用于将旋转动力传送到上述搅拌器3上；上述无刷直流(BLDC)电机7由定子(STATOR)7a和转子(ROTOR)7b构成，随着上述定子7a的通电，上述转子7b进行旋转；上述离合器将上述无刷直流(BLDC)电机7的动力传送路径切换给对应于洗涤行程的上述洗涤轴4或者对应于脱水行程的脱水轴5。
这时，如图2a和图2b所示，上述离合器包括有如下结构：离合器电机6、凸轮(CAM)600、杠杆导轨(LEBER GUIDE)30、杠杆8、连接杆(CONNETING RAD)17、复位弹簧(RETURN)14、滑动针9、插棒(PLUNGER)10、缓冲弹簧11、耦合器制动器(STOPPER)22、可动杆(ROD)12、耦合器(COUPING)15和连接器组件(CONNECTOR ASSEMBLY)16。
上述离合器电机6设置在外槽1的下部；上述凸轮600结合在上述离合器电机6的驱动轴602上；上述杠杆导轨30固定在上述轴支撑轴承箱体20上；上述离合器电机6进行工作时，上述杠杆8通过上述杠杆导轨30的引导进行直线运动，上述杠杆8具备有槽800和平坦面802，上述槽800具备有倾斜面801，上述平坦面802从上述倾斜面801的下端水平地形成；上述连接杆17设置在上述离合器电机6的凸轮600与杠杆8之间，在启动上述离合器电机6时，上述连接杆17起向上述离合器电机6侧拉动上述杠杆8的作用；上述复位弹簧14的一端固定在上述杠杆导轨30的前端部，其另一端固定在上述杠杆8一侧的阻挡突起803上，上述复位弹簧14用于向上述杠杆8提供恢复力；在执行上述脱水行程时，中空圆筒(CYLINDER)形的上述滑动针9暂时与具备有倾斜面801的上述杠杆8的槽800吻合，在向洗涤模式切换时，上述滑动针9越过上述倾斜面801下降，处于上述平坦面802的下部；上述插棒10沿着上述滑动针9内部的引导槽900进行升降；上述缓冲弹簧11位于上述滑动针9与插棒10之间；上述耦合器制动器22固定在上述轴支撑轴承箱体20的下部，上述耦合器制动器22具备有沿着圆周方向形成的齿轮(GEAR)221；叉子(FORK)形状的上述可动杆12的一侧前端铰链(HINGE)结合在上述插棒10的下端部，其中间部位铰链结合在支撑托架(BRACKET)220下端部上，使得上述插棒进行升降时，上述可动杆12能以上述铰链结合的中间部位为中心进行往返运动(SHUTTLE)，上述支撑托架220形成在上述耦合器制动器22的下部；上述耦合器15沿着上述可动杆12的旋动方向和脱水轴5的方向进行升降，切换上述无刷直流电机7的旋转动力传送路径；上述连接器组件16将转子7b的旋转力传送给上述洗涤轴4。
这时，如图3和图4所示，在上述离合器电机6中，由于将凸轮600直接结合在驱动轴602上，在上述驱动轴602进行旋转时，能够使上述凸轮600匀速旋转，在上述驱动轴602停止的位置上，能够使上述凸轮600停止。
下面，对凸轮和开关的工作关系进行详细说明。
首先，在上述凸轮600处于初始点上的状态下，维持开关650的关闭状态。这里，所谓使上述凸轮600处于初始点上的状态，就是如图5c所示的使上述凸轮600的杆连结轴601朝着初始点方向的状态。
在上述状态下，为了洗涤而切换动力传送路径时，导通(ON)离合器电机6，使上述离合器电机6进行驱动，可以使上述凸轮600沿着顺时针方向进行旋转。这时，在上述凸轮600的旋转角从初始点到达150度的角度位置之前，使上述开关650的突出部650a位于凸轮槽面600a内，维持上述开关650的关闭状态。
之后，如果上述凸轮600的从初始点的旋转角到达150度时，则能够使上述开关650的突出部650a摆脱上述凸轮600的凸轮槽面600a，使上述开关650被导通(ON)。
如上所述，如果上述凸轮600的从初始点的旋转角到达150度时，则形成使上述耦合器15的齿轮151的峰部分与上述耦合器制动器22的齿轮221的峰部分相互啮合的状态。
即使在上述状态下，仍然继续维持上述离合器电机6的导通状态；如图5a所示，如果使凸轮600从初始点到达170度的位置上时，则关闭上述离合器电机6。如上所述，在凸轮600的维持点上关闭上述离合器电机6是为了能够准确地进行洗涤模式的动力切换。
一方面，在洗涤行程完毕后执行脱水行程时，使上述凸轮600复位到初始点位置上。
于是，在向脱水模式的动力切换时，重新导通(ON)上述离合器电机6，使上述凸轮600沿着逆时针方向进行旋转。这时，维持上述开关650的导通状态，当旋转的上述凸轮600经过从初始点沿着顺时针方向328度的角度位置从维持点沿着逆时针方向158度位置时，能够使上述开关650的突出部650a位于凸轮槽面600a内，使上述开关650接点被解除，转换成关闭状态。(参照图5b)
之后，即使上述开关650被转换成关闭状态，但是通过微型计算机的控制，在上述凸轮600到达初始点为止，维持上述离合器电机6的导通状态，当上述凸轮600到达初始点位置上时，关闭上述离合器电机6。
这时，对于从上述开关650被关闭之后，一直到使上述凸轮600到达初始点上为止，维持上述离合器电机6的导通(ON)状态，是通过计算(COUNT)供应给上述离合器6的交流(AC)电源的脉冲数，维持上述离合器电机6的导通状态；由于上述离合器电机6的1次旋转周期恒定，如果将从上述开关650被关闭的位置到达初始点为止的角度也就是说32度为1次旋转周期，则能够计算出上述离合器电机6的维持导通状态的时间，计算出相应的脉冲数，完成上述离合器电机6的控制。
一方面，使上述凸轮600处于初始点位置上的情况下，不仅能够解除上述耦合器15的齿轮151和上述耦合器制动器22的齿轮221的啮合，而且可以使上述耦合器15内轴面的上部侧锯齿状突起(SERRATION)150a和下部侧锯齿状突起150b同时分别啮合在结合在上述洗涤轴4上的外部连接器16b上端部外轴面上的锯齿状突起161b和上述脱水轴5下端部的锯齿状突起上，所以能够使上述洗涤轴4和脱水轴5同时进行旋转，执行脱水行程。
下面对具有上述结构的洗衣机的动力传送转换方法中，执行洗涤或者漂洗行程时使用的搅拌器模式的转换方法进行详细说明。
在本发明的离合器中，在洗涤开始前上述离合器电机6是没通电的关闭(OFF)状态，如图2b所示的维持耦合器15的下降状态。
也就是说，这时，上述滑动针9位于具备有倾斜面801的上述杠杆8的槽800内，上述耦合器15位于下射点。
在上述状态下，向上述离合器电机6施加电源导通(ON)离合器电机6，这时上述离合器电机6的驱动力传送给上述凸轮600，通过上述凸轮600的旋转运动使上述连接杆17向离合器电机6侧进行移动，经过上述杠杆导轨30的引导向上述离合器电机6侧拉动上述杠杆8。
这时，设置在上述杠杆导轨30后端部的上述复位弹簧14进行伸张。
一方面，在上述凸轮600进行旋转时，通过倾斜面801压住接触在上述杠杆8的倾斜面801上的滑动针9，使上述滑动针9下降，在使上述凸轮600位于维持点上的起点，如图2a所示的上述滑动针9位于上述杠杆8的平坦面802的下部。
如上所述，上述凸轮600向维持点的旋转和随着上述凸轮600的旋转向离合器电机方向移动的上述杠杆8使上述滑动针9下降时，上述缓冲弹簧11被滑动针9压缩；于是，可以使随着上述滑动针9的引导槽900进行升降设置的上述插棒10下降。
随着上述插棒10的继续下降，使通过铰链结合在上述插棒10上的可动杆12以贯穿上述耦合器制动器22的支撑托架220的中间部位的固定销21为中心，在图中沿着逆时针方向进行旋动；上述耦合器制动器22固定在上述轴支撑轴承箱体20的下部。
另外，在上述可动杆12以上述固定销21为中心，在图中沿着逆时针方向进行旋动时，使上述可动杆12的前端接触在上述耦合器15的下部面，沿着脱水轴5将上述耦合器15推向轴上部方向。
于是，如图2a所示，完成洗涤模式的动力切换时，能够使形成在上述耦合器15上端部的齿轮151啮合在上述耦合器制动器22的齿轮221上，上述耦合器制动器22固定在上述轴支撑轴承箱体20的下部面上。
另外，如果上述耦合器15的齿轮151吻合在上述制动器22的齿轮221上，则可以使上述耦合器15摆脱上述连接器组件16，在上述转子7b进行旋转时，能够使上述洗涤轴4单独进行旋转。
也就是说，在执行洗涤行程时，由于使上述耦合器15只和上述脱水轴5外周面的锯齿状突起吻合的状态，从与吻合在上述洗涤轴4上的内部连接器16b上端部的锯齿状突起161b上脱离的状态，所以能够将上述转子7b的旋转动力通过上述洗涤轴4只传送给搅拌器3。
另外，在上述耦合器15的齿轮151与上述耦合器制动器22的齿轮221吻合的状态下，通过上述耦合器制动器22的齿轮221防止上述耦合器15进行旋转。
下面，对执行脱水行程的脱水槽模式的转换方法进行详细说明。
也就是说，按照图2a所示的状态执行洗涤行程，当洗涤行程完毕后需要切换成脱水槽模式的动力传送路径执行脱水行程时，重新向上述离合器电机6施加电源使上述凸轮600进行旋转。
如果使上述离合器电机6的凸轮600进行旋转移动到脱水位置时，则通过上述复位弹簧14的恢复力可以使上述杠杆8远离上述离合器电机6。
于是，如图2b所示，在洗涤模式中相接在上述杠杆8的平坦面802上的滑动针9，在上述杠杆8复位完毕的始点上，重新位于具备有倾斜面801的上述杠杆8的槽800内。
如上所述，随着上述杠杆8的移动使上述滑动针9进行上升时，向上述缓冲弹簧11增加的压缩力被缓和；于是，可以使随着上述滑动针9的引导槽900进行升降设置的上述插棒10上升。
随着上述插棒10的继续上升，能够使以铰链结合在上述插棒10上的可动杆12以固定销21为中心(在图纸参照图2a上)沿着顺时针方向进行旋动，上述固定销21贯通设置在耦合器制动器22的支撑托架220上，上述耦合器制动器22固定在上述轴支撑轴承箱体20的下部。
另外，随着上述可动杆12以上述固定销21为中心在中沿着顺时针方向进行旋动，能够解除通过上述可动杆12的前端支撑沿着上述脱水轴5将上述耦合器15推向轴上部方向的力。
如上所述，通过解除对于上述耦合器15的可动杆12的支撑力，能够使上述耦合器15通过自重以及上述压缩弹簧40的恢复力进行下降，所以可以使上述耦合器15的齿轮151从上述耦合器制动器22的齿轮221上分离。
另外，如果使上述耦合器15完全下降，使得上述耦合器15内轴面的锯齿状突起150a和锯齿状突起150b分别吻合在结合在上述洗涤轴4上的内部连接器16b上端部外轴面上的锯齿状突起161b和上述脱水轴5下端部的锯齿状突起上，所以在上述转子7B进行高速旋转时，可以使上述洗涤轴4和脱水轴5进行高速旋转执行脱水行程。
下面，对本发明洗衣机的动力传送模式转换方法进行详细说明。
如图7所示，首先，判断是否要求了转换成搅拌器模式，也就是说，判断是否需要执行洗涤行程(S31阶段)。
另外，根据上述判断结果，为了洗涤需要转换成搅拌器模式的情况时，驱动离合器电机(S32阶段)，使上述凸轮600进行旋转，判断是否导通(ON)了上述开关650(S33阶段)。
然后，根据上述S33阶段的判断结果，如果导通了上述开关，则计算交流(AC)电源输入脉冲数，判断上述计算值是否大于已设定好的脉冲数，比如说，是否在“66”以上(S34阶段)。
这时，在开关被导通(ON)的状态下，计算脉冲数继续驱动上述离合器电机是为了使上述耦合器的齿轮和耦合器制动器的齿轮更加牢固地啮合。
另外，根据上述S34阶段的判断结果，如果交流(AC)电源输入脉冲数大于已设定好的脉冲数，则停止上述离合器电机(S35阶段)。
如果完成了上述模式转换，则驱动上述无刷直流(BLDC)电机7，使搅拌器按照已设定好的算法(ALGORITHM)进行左/右搅拌旋转，执行洗涤行程和漂洗行程。
一方面，根据上述S31阶段的判断结果，完成洗涤行程和漂洗行程后，为了执行脱水行程需要转换成脱水槽模式的情况时，驱动上述离合器电机(S36阶段)，使上述凸轮600进行旋转，判断是否关闭(OFF)了上述开关650(S37阶段)。
然后，根据上述S37阶段的判断结果，如果关闭了上述开关，则计算交流(AC)电源输入脉冲数，判断上述计算值是否大于已设定好的脉冲数，比如说，是否在“66”以上(S38阶段)。
这时，在开关被关闭(OFF)的状态下，通过计算脉冲数继续驱动上述离合器电机是为了完全地解除上述耦合器的齿轮和耦合器制动器的齿轮的啮合。
另外，根据上述判断结果(S38阶段)，如果交流(AC)电源输入脉冲数大于已设定好的脉冲数，则停止上述离合器电机(S39阶段)。
转换成上述模式后，则脱水槽和搅拌器按照已设定好的算法向着一方向高速旋转，执行脱水行程。