多功能节能洗衣机.pdf

一种多功能节能洗衣机，包括机壳、洗涤部、驱动洗涤部进行洗涤和甩干的电动机、及控制电路，在机壳内设置一个传动箱，该传动箱具有箱体、输出轮及输入轮，在输出轮和输入轮之间设置用于控制输出轮换向、变速及离合的机芯，传动箱的输出轮通过皮带与洗涤部上的附加轮连接，附加轮设于洗涤部的皮带轮处并与该皮带轮同轴安装，传动箱的机芯部分设有操作杆，机外的驱动装置可通过传动箱的输入轮施加动力驱动洗涤部进行洗涤和甩干。该洗衣机在半自动和人工模式下，通过切换操作杆，可以实现正向漂洗、反向漂洗和甩干，在和全自动模式切换时，可以通过操作杆控制机外驱动装置和洗衣机离合，不需拆下连接它们的皮带。其在停电时也可以洗衣服。

1、  多功能节能洗衣机，包括机壳、洗涤部、驱动洗涤部进行洗涤和甩干的电动机、以及控制电路，其特征在于：在机壳内设置一个传动箱，该传动箱具有箱体、输出轮及输入轮，在输出轮和输入轮之间设置用于控制输出轮换向、变速及离合的机芯，传动箱的输出轮通过皮带与洗涤部上的附加轮连接，所述附加轮设于洗涤部的皮带轮处并与该皮带轮同轴安装，传动箱的机芯部分设有操作杆，机外的驱动装置可通过传动箱的输入轮施加动力驱动洗涤部进行洗涤和甩干。

2、  根据权利要求1所述的多功能节能洗衣机，其特征在于：所述洗衣机为滚筒洗衣机，其洗涤部包括外桶和可旋转地设置于外桶内的滚筒，传动箱通过刚性连接件与外桶固定为一体，传动箱并通过支撑簧与洗衣机机壳连接，传动箱的重量接近传统滚筒的平衡水泥石重量。

3、  根据权利要求1所述的多功能节能洗衣机，其特征在于：所述洗衣机为滚筒洗衣机，其洗涤部包括外桶和可旋转地设置于外桶内的滚筒，传动箱位于外桶的侧下方，传动箱并通过刚性连接件与外桶固定为一体，传动箱底部通过支撑簧与洗衣机底座连接，传动箱的重量接近传统滚筒的平衡水泥石重量。

4、  根据权利要求1或2或3所述的多功能节能洗衣机，其特征在于：还包括一个脚踏健身车，健身车的飞轮外周设皮带槽，该飞轮通过皮带与传动箱的输入轮连接。

5、  根据权利要求4所述的多功能节能洗衣机，其特征在于：还包括一个逆变供电装置，该装置含交流发电机、逆变器和接于逆变器两输入端之间的可充电电池，交流发电机安装于脚踏健身车的飞轮上，通过该飞轮的转动使发电机输出交流电，交流发电机输出端通过充电电路接所述可充电电池。

6、  根据权利要求5所述的多功能节能洗衣机，其特征在于：所述逆变器包括CPU、高频变压器和功率开关管，输入电压经高频变压器后输出300V左右的直流电到功率开关管，CPU输出50HZ驱动信号驱动功率开关管工作，输出220V/50HZ的交流电。

7、  根据权利要求5所述的多功能节能洗衣机，其特征在于：设有MP3播放器、音频放大器和扬声器，MP3播放器输出的音频信号经音频放大器放大后从扬声器输出音乐，MP3播放器、音频放大器和扬声器的电源端接可充电电池。

8、  根据权利要求5所述的多功能节能洗衣机，其特征在于：还包括模式转换装置，该模式转换装置包括串接于甩干电机供电回路中的第一开关、串接于洗涤电机供电回路中的第二开关、串接于进水阀供电回路中的第三开关、串接于出水阀供电回路中的第四开关、串接于市电输入回路中的第五开关、接于逆变器输入端的第六开关；当通过模式开关选择全自动模式时，第六开关断开，第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关均导通；当选择半自动模式时，第一开关、第二开关和第六开关断开，第三开关、第四开关和第五开关均导通；当选择人工模式时，第六开关导通，第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关均断开；模式转换装置还包括一个触压开关，触压开关串接于市电与洗衣机电路输入端之间，该触压开关的触压部置于传动箱上的操作杆的“分离”档位处。

9、  根据权利要求1或2或3所述的多功能节能洗衣机，其特征在于：所述传动箱的机芯包括带输入轮的输入轴、带输出轮的输出轴和中间轴，输入轴和中间轴通过一对齿轮联接；
输出轴为花键轴，其上可转动地设置正洗齿轮、反洗齿轮和甩干齿轮，输出轴上相邻两个齿轮之间设置可轴向滑动的套筒，套筒通过连杆与操作杆连接；
中间轴上还固设三个齿轮，该三个齿轮中与反洗齿轮对应的齿轮通过中间齿轮与反洗齿轮啮合，另外两个齿轮分别与正洗齿轮、甩干齿轮啮合。

10、  根据权利要求9所述的多功能节能洗衣机，其特征在于：所述正洗齿轮、反洗齿轮和甩干齿轮与套筒相邻的侧面上设有定位凸台和一圈传动齿，套筒内设有用于与所述齿轮上的定位凸台配合的定位腔以及用于与所述齿轮上的传动齿配合的齿圈。

多功能节能洗衣机
技术领域
本发明涉及家用洗衣机，具体是一种能用脚踏健身车等驱动的多功能节能洗衣机，它能够以半自动、人工及全自动三种模式工作。
背景技术
现在市面上的洗衣机必须用电，一旦停电就无法使用。现有的健身器械仅限于健身。如果把健身器械与发电装置、洗衣机通过科学的结合，就能达到没有电同样可以洗衣的效果，同时还能达到健身的目的。
申请号为200420108179.4的中国专利公开了一种健身洗衣机，它是在普通洗衣机的电动机上连接了一个腿部健身器。当使用时，使用者想进行健身活动时，把皮带套上去，通过脚踏板的转动带动洗衣机的齿轮旋转，齿轮带动搅拌桨旋转，这样就可以把健身活动和洗衣服联系在一起了。
上述健身洗衣机存在以下缺点：1、使用者想进行健身活动时，把皮带套上去，如果不想进行健身活动时还得取下皮带，否则无法用电来驱动电动机工作进行洗衣服，这种操作模式不科学。2、只是简单在电动机上连接一个腿部健身器，使用腿部健身器驱动洗衣时，转动方式是一个方向的，衣服在洗衣桶里容易搅成一团，达不到漂洗和甩干衣服的效果。3、它在进行健身洗衣时，进水和排水还必须用电，在没电的时候还是不能洗衣服。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作简单的多功能节能洗衣机，该多功能节能洗衣机通过切换操作杆，可以实现正向漂洗、反向漂洗和甩干，而且在切换到全自动模式时，不需要取下连接机外驱动装置的皮带。
为实现上述目的，本发明是采用了以下技术方案：本发明多功能节能洗衣机包括机壳、洗涤部、驱动洗涤部进行洗涤和甩干的电动机、以及控制电路，其特征在于：在机壳内设置一个传动箱，该传动箱具有箱体、输出轮及输入轮，在输出轮和输入轮之间设置用于控制输出轮换向、变速及离合的机芯，传动箱的输出轮通过皮带与洗涤部上的附加轮连接，所述附加轮设于洗涤部的皮带轮处并与该皮带轮同轴安装，传动箱的机芯部分设有操作杆，机外的驱动装置可通过传动箱的输入轮施加动力驱动洗涤部进行洗涤和甩干。
进一步上述洗衣机可以是滚筒洗衣机，其洗涤部包括外桶和可旋转地设置于外桶内的滚筒，传动箱位于外桶的侧下方，传动箱并通过刚性连接件与外桶固定为一体，传动箱底部通过支撑簧与洗衣机底座连接，传动箱的重量接近传统滚筒的平衡水泥石重量。用该传动箱的重力取代传统滚筒洗衣机压在滚筒上的平衡水泥石。
上述多功能节能洗衣机还可包括一个脚踏健身车，健身车的飞轮外周设皮带槽，该飞轮通过皮带与传动箱的输入轮连接。进一步还可包括一个逆变供电装置，该装置含交流发电机、逆变器和接于逆变器两输入端之间的可充电电池，交流发电机安装于脚踏健身车的飞轮上，通过该飞轮的转动使发电机输出交流电，交流发电机输出端通过充电电路接所述可充电电池。在以人工模式洗衣时，逆变供电装置产生电能，供进水阀、排水阀等使用，从而使得在停电时也可以洗衣服。
上述多功能节能洗衣机还可以设置MP3播放器、音频放大器和扬声器，MP3播放器输出的音频信号经音频放大器放大后从扬声器输出音乐，MP3播放器、音频放大器和扬声器的电源端接可充电电池。在MP3中储存健身音乐，在以半自动模式或人工模式洗衣时(即健身洗衣)，可以播放健身音乐。
本多功能洗衣机由于设置了传动箱，通过切换传动箱的操作杆可以实现换向、变速及离合，因此在人工模式和半自动模式下，可以实现正向漂洗、反向漂洗和甩干，在和全自动模式切换时，可以通过操作杆控制机外驱动装置和洗衣机离合，而不需要拆下连接它们的皮带。
它可以采用脚踏健身车做为驱动装置，利用健身时产生的动能驱动洗衣机洗衣，既健身又节能。由于设置了逆变供电装置，在人工模式下，逆变供电装置产生电能，供进水阀、排水阀使用，从而使得在停电时也可以洗衣服。
由于设置有MP3播放器，因此在以半自动模式或人工模式洗衣时(即健身洗衣)，可以播放健身音乐。
本洗衣机在半自动模式下可以省电约70％，在人工模式下可以省电100％。
附图说明
图1为本发明典型实施例拿掉后盖后从背面看的结构示意图；
图2为拿掉健身车部分后的侧视示意图；
图3为其电路原理框图；
图4为逆变供电装置充电、逆变的原理框图；
图5为其传动箱机芯的结构示意图；
图6、7分别为其传动箱中套筒与齿轮分离和啮合时的示意图；
图8为其传动箱操作杆的档位示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明。
参照图1-2，本实施例是一种多功能节能滚筒洗衣机，它包括机壳8、洗涤部、驱动洗涤部进行洗涤和甩干的电动机3、以及控制电路，在机壳8内设置一个传动箱10，该传动箱10具有箱体、输出轮7及输入轮9，在输出轮7和输入轮9之间设置用于控制输出轮7换向、变速及离合的机芯，传动箱10的输出轮7通过皮带与洗涤部上的附加轮11连接，附加轮11设于洗涤部的皮带轮1处并与该皮带轮1同轴安装，传动箱10的机芯部分设有操作杆34，机外的驱动装置可通过传动箱10的输入轮9施加动力驱动洗涤部进行洗涤和甩干。
本实施例中洗涤部包括外桶2和可旋转地设置于外桶2内的滚筒，传动箱10位于外桶2的侧下方，传动箱10通过刚性连接件5(这里采用连接条)与外桶2固定为一体，传动箱10通过支撑簧6与洗衣机机壳8连接，传动箱10的重量接近传统滚筒的平衡水泥石重量。传动箱也可设于外桶2上方。这样设计保证了传动箱的输出轮7与洗衣机皮带轴心距的一致性，同时利用传动箱的重力取代压在滚筒上的平衡水泥石。
该洗衣机还包括一个脚踏健身车13，健身车的飞轮14外周设皮带槽，该飞轮通过皮带与传动箱10的输入轮9连接。本实施例中的脚踏健身车13采用市售的脚踏健身车改装(在飞轮外加工皮带槽)而成。
还包括一个逆变供电装置，参照图3，该装置含交流发电机15、逆变器和接于逆变器两输入端之间的可充电电池17，交流发电机15安装于脚踏健身车的飞轮14上(见图1)，通过健身车飞轮的转动使发电机15输出交流电，交流发电机15输出端通过充电电路16接所述可充电电池17。其中，交流发电机采用6伏的交流发电机，脚踏健身车飞轮一转动就开始发电，通过一个升压，再经过一个桥式整流，给12伏直流电池充电，12伏直流电池一方面给音频放大器供电，另一方面给逆变器供电。由于进水阀、出水阀耗电不大，采用100W的逆变器，逆变器可以采用以下结构：包括CPU、高频变压器和功率开关管，输入电压经高频变压器后输出300V左右的直流电到功率开关管，CPU输出50HZ驱动信号驱动功率开关管工作，输出220V/50HZ的交流电。图4为逆变供电装置充电、逆变的原理框图。输入电路包括交流提升、桥式流整电路，逆变电路由CPU实现调节脉冲，通过高频变压器将低电压12V变为300V左右的直流电压。然后由CPU输出50赫兹交流驱动信号，驱动功率开关工作，通过功率管的先后导通转换，实现输出方波形式的平均有效值220V的交流电压。设有辅助电路，当输入DC电压小于10.5V或高于15V时，控制电路控制逆变电路停止工作，保护电路切断输出电路，输入电路开始对DC进行充电。
参照图3，还设有MP 3播放器(图中未示出)、音频放大器和扬声器，MP3播放器输出的音频信号经音频放大器放大后从扬声器输出音乐，MP 3播放器、音频放大器和扬声器的电源端接可充电电池。
参照图3，还包括模式转换装置，该模式转换装置包括串接于甩干电机MC供电回路中的第一开关K21、串接于洗涤电机ML供电回路中的第二开关K22、串接于进水阀EVF供电回路中的第三开关K33、串接于出水阀PS供电回路中的第四开关K34、串接于市电输入回路中的第五开关K31和K32、接于逆变器输入端的第六开关K35和K36；当通过模式开关选择全自动模式时，第六开关K35和K36断开，第一开关K21、第二开关K22、第三开关K33、第四开关K34、第五开关K31和K32均导通，此时甩干电机MC、洗涤电机ML、进水阀EVF、出水阀PS等所有电路均由市电供电；当选择半自动模式时，第一开关K21、第二开关K22、第六开关K35和K36断开，第三开关K33、第四开关K34、第五开关K31和K32均导通，此时甩干电机MC、洗涤电机ML与供电电源断开，由脚踏健身车驱动，而进水阀EVF、出水阀PS等其它电路部分由市电供电；当选择人工模式时，第六开关导通K35和K36，第一开关K21、第二开关K22、第三开关K33、第四开关K34、第五开关K31和K32均断开，此时洗衣机与市电断开，甩干电机MC、洗涤电机ML由脚踏健身车直接驱动，而进水阀EVF、出水阀PS由逆变供电装置供电。上述开关可以采用接触器、继电器等。模式转换装置还包括一个触压开关K1，触压开关K1串接于市电与洗衣机电路输入端之间，该触压开关K1的触压部置于传动箱上的操作杆的“分离”档位处(见图8)，以保证只有传动箱的操作杆位于“分离”档位时(触压开关K1导通)，洗衣机的甩干电机和洗涤电机才可能与市电接通，洗衣机才能进入全自动洗衣模式，该设计可防止操作杆处于其它档位时给甩干电机或洗涤电机通电。
参照图5，传动箱的机芯包括带输入轮22的输入轴21、带输出轮32的输出轴31和中间轴25，输入轴21和中间轴25通过一对齿轮23、23’联接；输出轴31为花键轴，其上可转动地设置正洗齿轮24’、反洗齿轮27’和甩干齿轮26’，输出轴31上正洗齿轮24’和甩干齿轮26’之间设置可轴向滑动的套筒28，反洗齿轮27’和甩干齿轮26’之间设置可轴向滑动的套筒29，套筒28和29通过连杆35与操作杆34连接；中间轴25上还固设三个齿轮24、26和27，该三个齿轮中与反洗齿轮27’对应的齿轮27通过中间齿轮30与反洗齿轮27’啮合，另外两个齿轮24、26分别与正洗齿轮24’、甩干齿轮26’啮合。操作杆34通过连杆35推动套筒28、29在花键轴31上向左或向右滑动，使套筒与正洗齿轮联接、或者与反洗齿轮联接、或者与甩干齿轮联接、或者不与任何齿轮联接，从而实现输出轮32换向、变速及离合。传动箱的具体传动过程如下：当输入轮22转动时带动输入轴21转动，进而通过一对齿轮23、23’带动中间轴25转动，中间轴转动时驱动花键轴31上的正洗齿轮、或者反洗齿轮、或者甩干齿轮转动，正洗齿轮、或者反洗齿轮、或者甩干齿轮通过与其啮合的套筒带动花键轴31转动，从而使输出轴31上的输出轮32正转、或者反转、或者高速转动。当两个套筒与正洗齿轮、反洗齿轮和甩干齿轮均不啮合时，输出轴31处于分离状态，它不随输入轮22的转动而转动。
套筒和齿轮采用以下方式实现离合，参照图6，正洗齿轮、反洗齿轮和甩干齿轮与套筒相邻的侧面上设有定位凸台42和一圈传动齿41，套筒内设有用于与所述齿轮上的定位凸台配合的定位腔44以及用于与所述齿轮上的传动齿配合的齿圈43。参照图7，当套筒沿花键轴向左滑动时，套筒内的定位腔与齿轮上的定位凸台配合实现定位，同时套筒内的齿圈与齿轮上传动齿啮合，将套筒和齿轮联接在一起，使得齿轮转动时，带动套筒，进而带动输出轴转动。再向右滑动该套筒，即可将套筒和齿轮分开，此时齿轮转动，套筒和输出轴均不随齿轮转动。
图8为传动箱操作杆的档位示意图，操作杆有四个档位的选择，当操作杆切换到“漂洗(正)”位时，洗衣机滚筒转动方向与健身车飞轮转动方向一致；当操作杆切换到“漂洗(反)”位时，洗衣机滚筒转动方向与健身车飞轮转动方向相反；当操作杆切换到“甩干”位时，洗衣机滚筒转动方向与健身车飞轮转动方向一致，转速加快；当操作杆切换到“分离”位时，健身车飞轮转动而洗衣机滚筒不转动。
下面简单介绍一下三种工作模式：
模式一(全自动模式)：此时，传动箱的操作杆拨至“分离”档位，洗衣机滚筒转动与健身车飞轮转动分离，操作杆下垂，压住K1(见图8)，使K1接通，洗衣机可以按本身的功能操作，这时洗衣机电机转动时，只与传动箱的输出轮发生力的关系，由于输出轮与传动箱里的变速齿轮已经分离，几乎没有阻力，与输入轮、健身车飞轮也不发生力的关系。如果操作杆拨至其它档位，K1不通，洗衣机不能工作。
模式二(半自动模式)：参照图3，此时K23、K24闭合，无论K1什么状态，都能保证洗衣机与市电接通，K21、K22断开，洗衣机的洗涤电机和甩干电机都停止工作，但洗衣机依然能进行进水、出水、水加热和时间控制等功能，此时洗涤和甩干就得用人工解决，人只需用脚踏健身车和操作传动箱的操作杆。还可以通过音频放大器播放MP3的健身音乐，轻松愉快地在预设的时间里洗好衣服。由于洗衣机电机没有工作，此模式可以节约70％的电能。
模式三(人工模式)：参照图3，此时K31-K34断开，洗衣机与市电断开，由于K35、K36闭合，直流12伏与逆变器接通，逆变器输出220伏的交流电，可以通过K33、K34供给进水阀EVF和出水阀PS。此时人要脚踏健身车和操作传动箱的操作杆，还要开关K33、K34控制洗衣机的进水和出水，当然也可以通过音频放大器播放MP3的健身音乐，就可以轻松愉快的完全由人工控制的操作模式进行洗衣(此模式没有水加热的功能)。由于洗衣机没有和市电接通，此模式可以节约100％的电能。由于水也是人工控制的，所以也能起到节约水的作用。
本多功能节能洗衣机具有节能、健身功能，主要有全自动、半自动和人工三种模式。全自动模式是采用滚筒洗衣机的本身功能；半自动模式采用人力转动代替洗衣机电动机工作，可以节电70％；人工模式采用人力转动代替洗衣机电动机工作，人力发电通过逆变技术供进水阀、排水阀的工作(此模式洗衣机没有水加热的功能)，这种操作模式可以节电100％。人工、半自动模式具有健身的功能，并设计有输入音频信号的音响功能。人工、半自动操作模式是脚踏健身车与传动箱连接，传动箱再与洗衣机皮带轮连接，传动箱具有变速、换向和离合功能。
本多功能节能洗衣机实现了全自动、半自动和人工三种模式的灵活转换，运用传动箱实现了洗衣机滚筒的正转、反转和甩干的功能，运用发电、逆变等技术，解决了不用电也能使洗衣机正常工作的效果。
本发明设计新颖、科学，节约能源，操作简单，它能够在锻炼身体的同时，完成了家务、节约了能源。
本发明多功能节能洗衣机也可以不包括上述实施例中的脚踏健身车13，用户购买后和家中已有的脚踏健身车或其它驱动装置配套使用。还可以不采用滚筒洗衣机，而采用普通洗衣机(普通洗衣机的洗涤部包括洗衣桶和波轮)加装上述传动箱做成单独的产品，和用户家中已有的脚踏健身车配套使用，也可以采用其它的驱动装置代替脚踏健身车驱动传动箱。