洗衣机撞桶检测控制装置及方法

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2024年5月5日发(作者：)

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.1

(22)申请日 2013.10.31

(71)申请人 海尔集团公司;青岛海尔洗衣机有限公司

地址 266101 山东省青岛市崂山区海尔路1号海尔工业园

(72)发明人 吕佩师 高秋英 徐杰 方大丰

(74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司

代理人 胡彬

(51)

D06F33/02

D06F37/42

(10)申请公布号 CN 104593995 A

(43)申请公布日 2015.05.06

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

洗衣机撞桶检测控制装置及方法

(57)摘要

本发明公开了一种洗衣机撞桶检测

控制装置及方法，其检测装置包括：设置

在洗衣机箱体内的用以检测内桶旋转时的

径向加速度acc的加速度传感器，及用以

检测内桶转速rpm的转速传感器，所述加

速度传感器和转速传感器均与控制器相

连，所述控制器根据以下公式得到内桶转

动的偏心值Dt，Dt=acc*M/rpm^2,其中M

为预设的比例常数，当Dt超过预设值D0

时，控制器判断发生撞桶。只要是内桶旋

转发生偏移，检测装置就会检测到并通过

控制器计算出内桶的偏移量，对比设定的

最大允许偏移量，判断是否会发生撞桶，

不存在桶体发生偏移导致撞桶而检测不到

的情况，精确度高。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

1.一种洗衣机撞桶检测控制装置，其特征在于：其检测装置包括设置在

传

洗衣机箱体（6）内的用以检测内桶（5）旋转时的径向加速度acc的加速度

感器（1），还包括用以检测内桶（5）转速rpm的转速传感

度传感器（1）和转速传感器（2）均与控制器

据以下公式得到内桶转动的偏心值

常数，当Dt超过预

器（2），所述加速

（3）相连，所述控制器（3）根

Dt，Dt=acc*M/rpm^2,其中M为预设的比例

设值D0时，控制器判断发生撞桶。

2.根据权利要求1所述的洗衣机撞桶检测控制装置，其特征在于，所述加

速度传感器（1）用于检测正坐标系中X轴，Y轴，Z轴三个方向的任意一

向、任意两个方向或者三个方向的内桶旋转时的径向加速度。

个方

3.根据权利要求1所述的洗衣机撞桶检测控制装置，其特征在于，所述比

4.根据权利要求1所述的洗衣机撞桶检测控制装置，其特征在于：其控制

用

例常数M的值通过以下公式计算得到，M=(3600*g)/(S*4*π^2)，其中g为重

力加速度，S为加速度传感器的灵敏度。

装置包括与所述控制器（3）相连接的电机（4）和报警装置（7），电机（4）

于带动内桶转动，当控制器（3）判断发生撞桶时，控制报警

警信号，并控制电机（4）降低转速，直至Dt小装置（7）发出报

于等于所述预设值D0。

5.根据权利要求1所述的洗衣机撞桶检测控制装置，其特征在于，所述加

6.一种洗衣机撞桶检测控制方法，其特征在于，检测过程包括步骤：

速度传感器（1）设置于吊杆、内桶或电机上。

S10、加速度传感器检测洗衣机内桶旋转时的某个方向的径向加速度acc，

S20、转速传感器检测内桶的转速rpm，并将内桶的转速rpm传递给控制器；

S30、所述控制器根据以下公式计算内桶转动的偏心值Dt，Dt=acc*M/rpm^2,

其中M为预设的比例常数，当Dt超过预

并将该径向加速度acc传递给控制器；

设值D0时，控制器判断发生撞桶。

7.根据权利要求6所述的洗衣机撞桶检测控制方法，其特征在于，在步

骤S10中，

加速度传感器检测正坐标系中X轴，Y轴，Z轴三个方向的任意一个方向、

任意两个方向或者三个方向的内桶旋转时的径向加速度。

8.根据权利要求6所述的洗衣机撞桶检测控制方法，其特征在于，在步

通过以下公式计算得到比例常数M的值，M=(3600*g)/(S*4*π^2)，其中

9.根据权利要求6所述的洗衣机撞桶检测控制方法，其特征在于，控制过

当控制器判断发生撞桶时，控制器控制报警装置发出报警信号，并控制电

骤S30中，

g为重力加速度，S为加速度传感器的灵敏度。

程包括以下步骤：

机降低转速，直至Dt小于等于所述预设值D0。

说 明 书

技术领域

本发明涉及洗衣机领域，尤其涉及一种洗衣机撞桶检测控制装置及方法。

背景技术

洗衣机脱水或漂洗时，因负载在内桶内分布不均匀，造成内桶的重心偏移，

致

脱水时内桶旋转不稳定，左右前后和上下会产生偏移，如果偏移量过大会导

外桶与洗衣机箱体发生碰撞，即发生撞桶。发生撞桶时，会导致衣物

正常进行，浪费时间和能源。因此，需要及时检测到撞桶的发

应措施。

脱水无法

生，以便采取对

现有的检测撞桶方法是：在洗衣机上盘座其中一个角上加上安全开关，当

通

上述现有技术，虽然检测方法简单，可以有效的检测出撞桶的发生。但判

通

断何时撞桶发生，取决于开关的灵敏度和其所设置的位置。此方法只有在外

体偏移碰撞到安全开关时才能判断出，如果外桶偏移碰不到安全开关

断出，甚至会出现撞桶而碰不到安全开关的现象。

内桶旋转导致外桶产生偏移时，会碰触到安全开关，安全开关受力动作，接

回路，从而判断桶撞箱体发生，进行报警。

就不能判

针对以上问题，亟需要一种新的洗衣机撞桶检测控制装置及方法，提供比

发明内容

本发明的目的在于提供一种洗衣机撞桶检测控制装置，其检测装置可以检

现有技术更好的检测控制效果。

定

测内桶旋转时的加速度信号和转速，并计算出内桶的偏移距离，通过对比设

的最大允许偏移量，来判断出是否会发生撞桶，精确度高。

本发明的另一个目的在于提供了一种洗衣机撞桶检测控制方法，其检测方

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种洗衣机撞桶检测控制装置，其检测装置包括设置在洗衣机箱体内的用

测

以检测洗衣机内桶旋转时的径向加速度acc的加速度传感器，还包括用以检

内桶转速rpm的转速传感器，所述加速度传感器和转速传感器均与

连，所述控制器根据以下公式得到内桶转动的偏心值Dt，

M为预设的比例常数，当Dt超过预设值D0时，

法应用在以上装置中，能够更好地检测是否撞桶。

控制器相

Dt=acc*M/rpm^2,其中

控制器判断发生撞桶。

作为优选，所述加速度传感器用于检测正坐标系中X轴，Y轴，Z轴三个方

作为优选，所述比例常数M的值通过以下公式计算得到，M=(3600*g)/(S

作为优选，其控制装置包括与所述控制器相连接的电机和报警装置，电机

作为优选，所述加速度传感器设置于吊杆、内桶或电机上。

一种洗衣机撞桶检测控制方法，检测过程包括步骤：

用于带动内桶转动，当控制器判断发生撞桶时，控制报警装置发出报警信号，

并控制电机降低转速，直至Dt小于等于所述预设值D0。

*4*π^2)，其中g为重力加速度，S为加速度传感器的灵敏度。

向的任意一个方向、任意两个方向或者三个方向的内桶旋转时的径向加速度。

S10、加速度传感器检测洗衣机内桶旋转时的某个方向的径向加速度acc，

S20、转速传感器检测内桶的转速rpm，并将内桶的转速rpm传递给控制器；

S30、所述控制器根据以下公式计算内桶转动的偏心值Dt，Dt=acc*M/rpm^2,

作为优选，在步骤S10中，

加速度传感器检测正坐标系中X轴，Y轴，Z轴三个方向的任意一个方向、

作为优选，在步骤S30中，

通过以下公式计算得到比例常数M的值，M=(3600*g)/(S*4*π^2)，其中

作为优选，控制过程包括以下步骤：

S40、当控制器判断发生撞桶时，控制器控制报警装置发出报警信号，并控

本发明的有益效果为：本发明提供一种洗衣机撞桶检测控制装置及方法，

通过加速度传感器检测加速度信号，通过转速传感器检测内桶转速rpm，通

制器计算出内桶的偏移量，对比设定的最大允许偏移量，来判断出内

制电机降低转速，直至Dt小于等于所述预设值D0。

g为重力加速度，S为加速度传感器的灵敏度。

任意两个方向或者三个方向的内桶旋转时的径向加速度。

其中M为预设的比例常数，当Dt超过预设值D0时，控制器判断发生撞桶。

并将该径向加速度acc传递给控制器；

过控

桶带动外 桶是否会撞到箱体，从而起到保护的目的。只要是内桶旋转发

传感器就会检测到加速度信号，进行计算处理，不存在

到的情况，精确度高。

生偏移，加速度

桶体发生偏移而检测不

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的撞桶检测装置的硬件组成结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的撞桶检测控制装置的硬件组成结构示意

图3是本发明具体实施方式提供的洗衣机的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的撞桶检测方法的流程图；

图5是本发明具体实施方式提供的撞桶检测控制方法的流程图。

其中：

1：加速度传感器；2：转速传感器；3：控制器；4：电机；5：内桶；6：

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1是本发明具体实施方式提供的撞桶检测装置的硬件组成结构示意图。

如图1所示，其检测装置包括设置在洗衣机箱体6内的加速度传感器1，用

测内桶5旋转时的径向加速度acc，acc的单位为米/秒²，

箱体；7：报警装置。

图；

以检

还包括用以检测内桶 5转速rpm的转速传感器2，rpm的单位为转/分，

感器2均与控制器3相连，所述控制器3

值Dt，Dt=acc*M/rpm^2,Dt的单位

过预设值D0时，控制器3

所述加速度传感器1和转速传

根据以下公式得到内桶5转动的偏心

为米，其中M为预设的比例常数，当Dt超

判断发生撞桶。

由于洗衣机结构中，内桶在内，外桶在外，内桶和外桶组成桶体，内桶和

桶

外桶之间的相对位置固定，外桶随着内桶偏重后偏移而偏移，并且内桶和外

位移量可看做是一样的。所以控制器3根据公式得到的内桶5转动的

也可以看做是外桶的偏心值。当Dt超过预设值D0时，也即

过预设值，则控制器3判断发生撞桶。

偏心值Dt

是外桶的偏心值超

其中，比例常数M的值根据所使用的加速度传感器1的类型、型号以及重

力加速度等确定。使用不同类型以及型号的加速度传感器，所述比例常数

值均不同。 M的

具体的，该装置通过加速度传感器检测加速度信号，通过转速传感器检测

内桶转速rpm，通过控制器计算出内桶的偏移量，对比设定的最大允许偏移

来判断出外桶是否会撞到箱体，从而起到保护的目的。 量，

于本实施例中，所使用的加速度传感器优选为以美新加速度计，即

推导如下：

实际加速度a=(acc/S)*g，其中，S是美新加速度计（MXC6202XMP）的灵

敏度，其值大小为512；g=9.8为重力加速度。所以，实际加速度

MXC6202XMP。以下MXC6202XMP为例，详细描述计算过程。

a=(acc/512)*g。

w=2*π*f=2*π*(rpm/60)

假设内桶的偏移量为Dt，则有，

Dt=a/w^2=acc*g/S(2*π*(rpm/60))^2=(acc/rpm^2)*((3600*g)/(S*4*

其中，M作为比例常数，并且M=(3600*g)/(S*4*π^2)，其中g为重力加

于本实施例中，由于MXC6202XMP的灵敏度S的值大小为512，所以，

Dt=1.75*(acc/rpm^2)，

所以理论上acc/rpm^2乘以1.75得到的就是内桶的偏移量Dt（单位：米）。

正常脱水或漂洗时，外桶与箱体之间的距离在一定范围内。当内桶旋转产

间

生偏移后，外桶与箱体之间的距离将出现时远时近的情况，当外桶与箱体之

的距离超过预设值后，内桶旋转带动整个桶体撞箱体。因此可以设定

的最大允许偏移量，当偏移量小于最大允许偏移量时，则判断

则判断出现异常，即发生撞桶体的现象。

内桶的偏移量Dt也等于外桶的偏移量。

速度，S为加速度传感器的灵敏度。

π^2))=M*(acc/rpm^2)，

内桶旋转

运转正常。否则，

设定：

静止时，桶体与箱体的最短距离D=0.020m。

通过实际实验设定最大允许桶体的偏移量为0.016m，即预设值D0=0.016m。

在某一时刻t，

如果偏移量Dt≤D0，则判断桶体的位移量可接受，继续运行；

如果偏移量Dt＞D0，则判断桶体的位移量不可接受，会造成撞桶现象。

例如：

如果t1时刻检测到的acc值为57.15，rpm值为100，

Dt的值为acc/rpm^2*1.75=57.14/（100*100）=0.01m，

以判断为偏移量可接受，继续运行。

如果t2时刻检测到的acc值为102.86，rpm值为100，

计算出偏移量Dt的值为acc/rpm^2*1.75=102.86/（100*100）=0.018m。

可以计算出偏移量

因为Dt<D0，所

因为Dt>D0，所以判断为偏移量不可接受，则该装置采取措施，避免桶体撞

于本实施例中，所述加速度传感器并不局限于选用MXC6202XMP，也可以是

于本实施例中，本装置可以检测X轴、Y轴、Z轴三个方向的任意一个方向、

个

任意两个方向或者三个方向的位移量，可以通过设定任意一个方向、任意两

方向或者三个方向的位移作为判断标准。也就是说，所述加速度传感

检测正坐标系中X轴、Y轴、Z轴三个方向的任意一个方向、

三个方向的内桶旋转时的径向加速度。

其它装置，只要是能够实现检测加速度值即可。

箱体现象发生。

器1用于

任意两个方向或者

具体的，假设X方向为左右方向，Y方向为前后方向，Z方向为上下方向。

桶

桶在空间震动时，这三个方向都有偏移的，根据径向加速度进行计算，当内

在三个方向中的任意两个方向或三个方向的偏移量Dt不可接受时，

取措施，避免撞桶现象发生。 则该装置采

图2是本发明具体实施方式提供的撞桶检测控制装置的硬件组成结构示意

该

图；图3是本发明具体实施方式提供的洗衣机的结构示意图。如图2所示，

种洗衣机撞桶检测控制装置不仅包括以上所述的洗衣机撞桶检测装置，

控制装置，所述控制装置包括与控

用于带动内桶5转动，当控

信号，并控制电机5

现象发生。

还包括

制器3相连接的电机4和报警装置7，电机4

制器3判断发生撞桶时，控制报警装置7发出报警

降低转速，直至Dt小于等于所述预设值D0，从而避免撞桶

于本实施例中，最终目的是检测洗衣机偏心避免撞桶现象，对于加速度传

计

于本实施例中，作为优选方案，所述加速度传感器1可以设置于洗衣机吊

及

图4是本发明具体实施方式提供的撞桶检测方法的流程图。如图4所示，

S10、加速度传感器检测洗衣机内桶旋转时的某个方向的径向加速度acc，

并将该径向加速度acc传递给控制器。其中acc的单位为米/秒²。

检测过程包括步骤：

杆上，也可以设置在洗衣机内桶5上，或者也可以设置在洗衣机电机4上以

任何可以实现加速度检测功能的位置。

感器检测的加速度信号数据可根据实际进行不同方法的换算和处理，最终能

算出内桶5的偏移量Dt即可。

S20、转速传感器检测内桶的转速rpm，rpm的单位为转/分，并将内桶的转

S30、所述控制器根据以下公式计算内桶转动的偏心值Dt，Dt=acc*M/rpm^2,

Dt的单位为米，其中M为预设的比例常数，当Dt超过预设值D0时，控制

断发生撞桶。

速rpm传递给控制器。

器判

于本实施例中，作为优选方案，在步骤S10中，

加速度传感器检测正坐标系中X轴，Y轴，Z轴三个方向的任意一个方向、

于本实施例中，作为优选方案，在步骤S30中，

通过以下公式计算得到比例常数M的值，M=(3600*g)/(S*4*π^2)，其中

图5是本发明具体实施方式提供的撞桶检测控制方法的流程图。如图5所

S10、加速度传感器检测洗衣机内桶旋转时的某个方向的径向加速度acc，

S20、转速传感器检测内桶的转速rpm，rpm的单位为转/分，并将内桶的转

速rpm传递给控制器。

并将该径向加速度acc传递给控制器。其中acc的单位为米/秒²。

示，该种撞桶检测控制方法包括以下步骤：

g为重力加速度，S为加速度传感器的灵敏度。

任意两个方向或者三个方向的内桶旋转时的径向加速度。

S30、所述控制器根据以下公式计算内桶转动的偏心值Dt，Dt=acc*M/rpm^2,

S40、控制器判断内桶转动的偏心值Dt是否大于预设值D0，当内桶转动的

返

S50、控制器控制报警装置发出报警信号，并控制电机降低转速，直至Dt

以上步骤S50为控制过程。先使用检测方法进行检测，当控制器判断发生

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本

的

发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处

解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明

体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

撞桶时，则执行控制过程，即步骤S50。

小于等于所述预设值D0。

偏心值Dt大于预设值D0时，则控制器判断发生撞桶，执行步骤S50；否则，

回执行步骤S10。

Dt的单位为米，其中M为预设的比例常数。

的其它具

本文标签： 检测加速度内桶