桶位傳感器及包含該桶位傳感器的水位和桶位集成偵測器的製作方法

2023-05-31 07:39:07 1

本發明涉及洗衣機，特別是涉及一種桶位傳感器及包含該桶位傳感器的水位和桶位集成偵測器。

背景技術：

傳統的洗衣機中，水位傳感器和撞桶信號檢測分立，這種檢測技術具有成本高、安裝空間大等缺點，為了克服該缺點，目前在該技術領域中，出現了水位與撞桶集成傳感器技術，例如圖1為杭州神林電子有限公司開發的撞桶與水位集成傳感器，包括氣蓋(101)和殼體(102)，殼體具有線圈繞線的骨架，氣蓋和殼體結合形成的內腔底部設置有彈性膜片(103)，彈性膜片中部嵌連有隔膜板(104)，隔膜板中部安裝有鐵芯(105)，鐵芯可隨彈性膜片在所述骨架內軸向移動，殼體的骨架上繞有電感線圈(106)，殼體上連有電路板(111)，電路板上設有傳感電路，殼體上部與鐵芯軸向對應處設有調節螺釘(108)，殼體上面設有帶復位件的按鈕(109)，殼體上設有與所述傳感電路電連接的可動彈簧片(112)和固定彈簧片(113)，可動彈簧片與所述按鈕對應並能隨按鈕動作而動作，使可動彈簧片與所述固定彈簧片接觸或離開，所述電感線圈的繞線端子與所述電路板連接，殼體上罩設有外殼(114)。其雖然將撞桶與水位檢測集成在一起，但和傳統的水位和撞桶分立檢測一樣，一旦發生撞桶，通過微動開關或等價物動作，將撞桶信號傳遞給電路板，從而結束洗衣機的本次運轉。上述無論水位與撞桶檢測分立還是集成技術，都只能判斷撞桶的發生，但無法檢測出撞桶程度的大小，從而無法做出相應的調節，智能化不足，無法最大效用的利用洗衣機。

技術實現要素：

為了克服現有技術中洗衣機中撞桶程度無法偵測的問題，本發明提供了一種桶位傳感器，其將洗衣機外桶相對於平衡位置的位移量(即桶位)轉換為第一可調電感的感值，根據第一可調電感感值大小，可以判斷出洗衣機是否發生撞桶以及撞桶程度大小。

為了實現上述目的，根據發明的一個方面，提供了一種桶位傳感器，包括傳遞杆和第一可調電感，其特徵在於，所述第一可調電感包括第一部分和第二部分，所述第一可調電感的所述第一部分固定在所述傳遞杆上，所述第一可調電感的所述第二部分固定不動，所述傳遞杆用於接受洗衣機外桶碰撞而運動，帶動所述第一可調電感的第一部分運動，改變所述第一可調電感的感值。

進一步地，第一可調電感的第一部分為觸頭，所述第一可調電感的第二部分為繞有第一線圈的第一磁芯，所述觸頭與所述第一線圈接觸，所述傳遞杆用於接受洗衣機外桶碰撞而運動，帶動所述觸頭在所述第一線圈上滑動，改變所述第一可調電感的線圈匝數，從而改變所述第一可調電感的感值。

進一步地，所述第一可調電感的所述第一部分為第二磁芯，所述第一可調電感的所述第二部分為第三磁芯，所述第二磁芯和第三磁芯之間具有氣隙，所述第二磁芯或所述第三磁芯上繞有線圈，所述第二磁芯固定不動，所述第三磁芯固定在所述傳遞杆上，所述傳遞杆用於接受洗衣機外桶碰撞而運動，帶動所述第三磁芯運動，改變所述氣隙大小，使得所述第一可調電感的感值發生變化。

進一步地，所述第二磁芯、所述第三磁芯為U型磁芯、I型磁芯、圓弧型磁芯中的一種。

進一步地，所述第一可調電感的第一部分為I型磁芯，所述第一可調電感的第二部分為空心線圈，所述傳遞杆用於接受洗衣機外桶碰撞而運動，帶動所述I型磁芯在所述空心線圈內運動，從而改變所述第一可調電感的感值。

進一步地，所述傳遞杆包括第一旋轉杆、第一定位杆和第一復位裝置，所述第一旋轉杆上具有第一定位孔，所述第一定位杆穿過所述第一定位孔，所述第一旋轉杆可以第一定位杆為軸心旋轉，所述第一可調電感的所述第一部分固定在所述第一旋轉杆上，所述第一復位裝置一端固定於所述第一旋轉杆的下端一側，所述第一旋轉杆下端用於接受洗衣機外桶的碰撞，通過第一旋轉杆的旋轉，將所述碰撞傳遞給所述第一可調電感，改變所述第一可調電感的感值大小。

進一步地，所述傳遞杆還包括第二旋轉杆、第二定位杆，所述第二旋轉杆上具有第二定位孔，所述第二定位杆穿過所述第二定位孔，所述第二旋轉杆可以第二定位杆為軸心旋轉，所述第二旋轉杆上端一側與所述第一旋轉杆下端另一側接觸，所述第二旋轉杆下端用於接受洗衣機外桶的碰撞，通過第二旋轉杆的旋轉帶動第一旋轉杆的旋轉，將所述碰撞傳遞給所述第一可調電感，改變所述第一可調電感的感值大小。

根據本發明的另一方面，提供了一種包含權利要求1至7所述的任一桶位傳感器的水位和桶位集成偵測器，所述水位和桶位集成偵測器還包括第一感值-頻率轉換裝置、氣壓-第二感值轉換裝置、第二感值-頻率轉換裝置、檢測電路和CPU，第一感值-頻率轉換裝置將所述第一可調電感的感值轉換為第一頻率，氣壓-第二感值轉換裝置將洗衣機水位變化引起的氣壓變化轉換為第二可調電感的感值，第二感值-頻率轉換裝置將所述第二可調電感的感值轉換為第二頻率，所述第一頻率和所述第二頻率通過檢測電路轉化為CPU可識別的信號輸入至CPU,CPU根據所述信號判斷出水位高低和外桶位移大小，對洗衣機做出相應的調控。

進一步地，所述氣壓-第二感值轉換裝置包括具有通氣孔的壓力感應室、彈性隔膜和第二可調電感，所述彈性隔膜位於壓力感應室外表面，所述第二可調電感具有第一部分和第二部分，所述第二可調電感的所述第二部分固定不動，所述第二可調電感的所述第一部分與所述彈性隔膜固定在一起，在洗衣機水位變化引起所述壓力感應室的氣壓變化時，所述彈性隔膜帶動所述第二可調電感的所述第一部分相對於所述第二可調電感的所述第二部分運動，使得所述第二可調電感的感值發生變化。

進一步地，所述第一感值-頻率轉換裝置和所述第二感值-頻率轉換裝置均為振蕩電路。

應用本發明的技術方案，可以偵測出洗衣機外桶相對平衡位置的位移量(桶位)，以及可以將洗衣機桶位偵測和水位偵測集成在一起，減少空間，節約成本，CPU可根據偵測到的桶位和水位判斷是否發生撞桶、撞桶程度大小以及洗衣機水位高低，從而CPU採取相應調控措施，最大限度使用洗衣機。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1為現有技術中一種撞桶與水位集成傳感器。

圖2為本發明的一種桶位傳感器的第一實施例示意圖。

圖3為本發明的一種桶位傳感器的第二實施例示意圖。

圖4為本發明的一種桶位傳感器的第三實施例示意圖。

圖5為本發明的一種桶位傳感器的第四實施例示意圖。

圖6為本發明的水位和桶位集成偵測器功能框圖。

圖7為本發明的氣壓-第二感值轉換裝置一個實施例示意圖。

具體實施方式

圖2示出了本發明的一種桶位傳感器的第一實施例。圖2中，桶位傳感器包括傳遞杆201和可調電感206，傳遞杆201包括復位裝置202、具有一定位孔204的旋轉杆203以及定位杆205，定位杆205穿過所述定位孔204，旋轉杆203可以定位杆205為軸心旋轉，復位裝置202一端固定於旋轉杆203的下端211一側，另一端可固定於如洗衣機箱體內壁上，用於旋轉杆203的復位。可調電感206包括繞有線圈208的磁芯207和觸頭209，觸頭209一端固定在旋轉杆203上，另一端與線圈208接觸。

在工作過程中，定位杆205固定不動，旋轉杆203的下端211另一側與洗衣機外桶接觸，洗衣機內桶旋轉引發外桶偏離平衡位置時，洗衣機外桶碰撞旋轉杆203下端211另一側，旋轉杆203接受洗衣機外桶碰撞，以定位杆205為軸心旋轉，帶動觸頭209在線圈208上滑動，改變可調電感206的線圈匝數，進而引起可調電感206的感值變化，從而將洗衣機外桶相對於平衡位置的位移量(即桶位)轉換為相應感值變化，根據感值變化，可獲知洗衣機是否發生撞桶及撞桶程度大小。

優選地，定位杆205為T形定位杆.

優選地，復位裝置202為彈簧。

在工作過程中，定位杆205可固定於洗衣機箱體內壁，也可固定於其它固定處。

可調電感206的磁芯207除了所示的回型磁芯外，也可為環型磁芯，I型磁芯，U型磁芯等。

圖3示出了本發明的一種桶位傳感器的第二實施例。與圖2的區別在於可調電感的不同，圖3中的可調電感306包括磁芯307和磁芯309及繞於磁芯309上的線圈308，磁芯307和磁芯309之間具有氣隙310，可調電感306的磁芯307固定於所述旋轉杆203上，所述可調電感306的磁芯309固定不動。

在工作過程中，定位杆205固定不動，旋轉杆203的下端211另一側與洗衣機外桶接觸，洗衣機內桶旋轉引發外桶偏離平衡位置時，洗衣機外桶碰撞旋轉杆203下端211另一側，旋轉杆203接受洗衣機外桶碰撞，旋轉杆203以定位杆205為軸心旋轉，帶動與之固定在一起的可調電感306的磁芯307移動，引起可調電感306的氣隙310的變化，進而引起可調電感306的感值變化，從而將洗衣機外桶相對於平衡位置的位移量(即桶位)轉換為相應感值變化，根據感值變化，可獲知洗衣機是否發生撞桶及撞桶程度大小。

圖3中，可調電感306的磁芯307和磁芯309的位置可互換。

可調電感306的磁芯307除了I型外，可為圓弧型、U型等。

可調節電感306的磁芯309除了U型外，可為I型、圓弧形等。

圖4示出了本發明的一種桶位傳感器的第三實施例，與圖2的區別在於可調電感的不同，圖4中的可調電感406由一個I型磁芯407和一個空心線圈408構成，空心線圈408固定不動，I型磁芯407固定於旋轉杆203上。

工作過程中，定位杆205固定不動，旋轉杆203的下端211另一側與洗衣機外桶接觸，洗衣機內桶旋轉引發外桶偏離平衡位置時，洗衣機外桶碰撞旋轉杆203下端211另一側，旋轉杆202接受洗衣機外桶碰撞，旋轉杆203以定位杆205為軸心旋轉，帶動與之固定在一起的I型磁芯407在空心線圈408內移動，改變可調電感406的感值大小，從而將洗衣機外桶相對於平衡位置的位移量(即桶位)轉換為相應感值變化，根據感值變化，可獲知洗衣機是否發生撞桶及撞桶程度大小。

圖4中，可調電感406的I型磁芯407和空心線圈408的位置可互換。

圖2至圖4的實施例中，固定於旋轉杆上可調電感部分的具體位置可根據洗衣機的型號或者洗衣機性能調整。

圖2至圖4中，所示傳遞杆均只包含了一個旋轉杆，將之定義為一級傳遞杆，相應地，如果包含兩個旋轉杆，將之定義為二級傳遞杆，如包含N個傳遞杆，將之定義為N級傳遞杆。

圖5示出了本發明的一種桶位傳感器的第四實施例，與圖3的區別在於，圖5比圖3多了一個具有定位孔504的旋轉杆503以及定位杆505，所述定位杆505穿過所述定位孔504，所述旋轉杆503可以定位杆505為軸心旋轉，所述旋轉杆503的上端511一側與旋轉杆203的下端211另一側接觸。

在工作過程中，定位杆505固定不動，旋轉杆503的下端506接受洗衣機外桶的碰撞，旋轉杆503以定位杆505為軸心旋轉，將碰撞通過旋轉杆503的上端511傳遞給旋轉杆203的下端211，旋轉杆203以定位杆205為軸心旋轉，使得可調電感306的感值大小發生變化，從而將洗衣機外桶相對於平衡位置的位移量(即桶位)轉換為相應感值變化，根據感值變化，可獲知洗衣機是否發生撞桶及撞桶程度大小。

優選地，定位杆505為T形定位杆.

圖5中，電感306可置換為圖2中的可調電感206或圖4中的可調電感406.

圖5所示的桶位傳感器的傳遞杆為二級傳遞杆，與圖2至圖4傳遞杆為一級傳遞杆的桶位傳感器相比，同樣的洗衣機外桶位移下，圖5所示的桶位傳感器可使用總長度較小的旋轉杆來將桶位轉換為感值變化，從而可減小桶位傳感器的體積，降低成本。

如圖6為本發明的一種水位和桶位集成偵測器框圖，其包括前述桶位傳感器、第一感值-頻率轉換裝置、氣壓-第二感值轉換裝置、第二感值-頻率轉換裝置、檢測電路和CPU，所述桶位傳感器將洗衣機外桶相對於平衡位置的位移量(桶位)轉化為第一可調電感的感值，作為第一感值-頻率轉換裝置的輸入，第一感值-頻率轉換裝置將所述第一可調電感的感值轉換為第一頻率，氣壓-第二感值轉換裝置將洗衣機水位變化引起的氣壓變化轉換為第二可調電感的感值，作為第二感值-頻率轉換裝置的輸入，第二感值-頻率轉換裝置將所述第二可調電感的感值轉換為第二頻率，所述第一頻率和第二頻率作為檢測電路的輸入，通過檢測電路轉化為CPU可識別的信號輸入至CPU,CPU根據所述信號判斷出洗衣機水位高低和外桶位移大小，對洗衣機做出相應的調控。

其中，第一感值-頻率轉換電路和第二感值-頻率轉換電路均可為振蕩電路。

如圖7為氣壓-第二感值轉換裝置的一個實施例圖示。圖7中，氣壓-第二感值轉換裝置包括具有通氣孔(圖中未示出)的壓力感應室701、彈性隔膜702和可調電感703，可調電感703包括磁芯704和繞有線圈706的磁芯705，磁芯704和磁芯705之間具有氣隙707，磁芯705固定不動，所述彈性隔膜702位於壓力感應室701外表面，彈性隔膜702與磁芯704固定在一起，當洗衣機水位變化引起水壓變化，引起壓力感應室701內氣壓發生變化，，使得彈性隔膜702移動，帶動磁芯704發生位移，改變磁芯704和磁芯705之間的氣隙707，從而改變可調電感703的感值。

其中，圖7中的可調電感703的磁芯704除了I型外，可為圓弧型、U型等。

其中，圖7中的可調電感703的磁芯705除了U型外，可為I型、圓弧形等。

其中，圖7中磁芯704和磁芯705的位置可互換。

可選地，可調電感703可由如圖4中的I型磁芯407和空心線圈408構成，空心線圈408或I型磁芯407固定在彈性隔膜702上，相應I型磁芯407或空心線圈408固定不動，當洗衣機水位變化引起水壓變化，引起壓力感應室701內氣壓發生變化，帶動彈性隔膜702運動，使得I型磁芯407和空心線圈408相對運動，從而改變可調電感703的感值。

可選地，可調電感703可由如圖2所示的觸頭209和繞有線圈208的磁芯207構成，磁芯207固定，觸頭209一端接觸線圈208，另一端固定於彈性隔膜702上，當洗衣機水位變化引起水壓變化，壓力感應室701內氣壓發生變化，帶動彈性隔膜702運動，使得觸頭209在所述線圈上滑動，從而改變可調電感703的線圈匝數，從而改變可調電感703的感值。

上面詳細描述了本發明的具體實施例。但應當理解，本發明的實施方式並不僅限於這些實施例，這些實施例的描述僅用於幫助理解本發明的精神。在本發明所揭示的精神下，對本發明所作的各種變化，都應包含在本發明的範圍內。本發明的專利保護範圍應當由所附的權利要求書來限定。