一种动力传递装置、衣物处理设备及其控制方法与流程

1.本技术涉及洗衣机技术领域，尤其涉及一种动力传递装置、衣物处理设备及其控制方法。


背景技术：

2.现有的全自动衣物处理设备均带有离合器，其中离合器的作用是在洗涤和脱水时进行转换，具体地，洗涤的时候波轮转动，脱水的时候波轮与内筒同时转动。目前常用的离合器是通过机械结构来实现洗涤和脱水的转换，但是由于机械结构复杂易出现故障，在实际运行过程中常出现抱簧锁紧异常或者锁紧不到位而导致的异响。为此设计一种新型离合器通过磁流变液来实现洗涤和脱水的切换，减少离合器故障率提升用户体验。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术实施例期望提供一种结构简单、离合可靠的衣物处理设备及其动力传递装置、控制方法。
4.为达到上述目的，本技术实施例的第一方面提供一种动力传递装置，用于衣物处理设备，所述动力传递装置包括底板组件、动力输入轴、齿轮减速机构、波轮轴、脱水轴以及磁流变液离合器，所述底板组件包括用于密封所述衣物处理设备的盛水桶的第一侧以及背离所述盛水桶的第二侧；所述齿轮减速机构设置于所述底板组件的第二侧；所述波轮轴的第一端用于与衣物处理设备的波轮连接，所述波轮轴的第二端与所述动力输入轴通过所述齿轮减速机构进行动力传递；所述脱水轴的第一端用于与衣物处理设备的内筒连接；所述磁流变液离合器设置于所述底板组件的第二侧，所述磁流变液离合器内封装有磁流变液，所述动力输入轴穿过所述磁流变液；所述脱水轴的第二端与所述动力输入轴通过所述磁流变液离合器在驱动连接和断开连接之间切换。
5.一些实施方案中，所述脱水轴为空心轴，所述脱水轴套接在所述波轮轴外表面，所述波轮轴和所述脱水轴同轴设置。
6.一些实施方案中，所述波轮轴位于所述磁流变液中的部分的表面形成有至少一个键槽；和/或，所述波轮轴位于所述磁流变液中的部分的表面为毛糙表面。
7.一些实施方案中，所述动力传递装置包括安装架，所述安装架连接于所述底板组件的第二侧，所述安装架具有容纳空间，所述齿轮减速机构设置于所述容纳空间内；所述磁流变液离合器设置于所述安装架背离所述底板组件的一侧。
8.一些实施方案中，所述磁流变液离合器包括壳体以及至少一对正电磁极和负电磁极，所述磁流变液封装于所述壳体内，所述正电磁极和所述负电磁极设置于壳体外的相对两侧且与所述安装架固定连接；所述齿轮减速机构包括安装壳以及设置于所述安装壳内的齿轮组；所述脱水轴的第二端伸入所述容纳空间内且与所述安装壳的顶端固定连接，所述壳体的顶端伸入所述容纳空间内且与所述安装壳的底端固定连接。
9.一些实施方案中，所述安装壳朝向所述磁流变液离合器的一侧敞开，所述壳体伸
入所述容纳空间的部分结构设置于安装壳的敞开处以支撑所述齿轮组。
10.一些实施方案中，所述壳体包括壳主体以及支撑盘，所述壳主体沿所述动力输入轴的轴向两端形成有收缩筒部，所述支撑盘设置于其中一个所述收缩筒部的顶部，所述支撑盘位于所述容纳空间内且支撑于所述容纳空间的底壁上，所述齿轮组支撑于所述支撑盘上。
11.一些实施方案中，所述磁流变液离合器包括设置于所述收缩筒部内的轴承组件，所述轴承组件包括密封圈和第一轴承，所述密封圈和所述第一轴承均套设于所述动力输入轴上，所述第一轴承压靠于所述密封圈背离所述磁流变液的一侧，所述密封圈密封所述动力输入轴与所述收缩筒部的内壁之间的间隙。
12.一些实施方案中，所述安装架远离所述底板组件的一端设置有避让口，其中一个所述收缩筒部穿设于所述避让口中，所述动力传递装置包括第一轴承，所述第一轴承套设于所述收缩筒部上且夹设于所述收缩筒部和所述避让口的内壁之间。
13.本技术实施例的第二方面提供一种衣物处理设备，包括波轮、内筒、盛水桶、带轮、电机、传动带、控制装置、以及上述任一的动力传递装置，所述波轮转动设置于所述内筒的底部；所述内筒转动地设置于所述盛水桶内，所述盛水桶的底部设置有安装孔；所述波轮轴和所述脱水轴经所述安装孔伸入所述盛水桶内，所述底板组件密封所述安装孔，所述波轮轴的第一端与所述波轮固定连接，所述脱水轴的第一端与内筒固定连接；所述带轮固定连接在所述动力输入轴上；所述传动带连接所述带轮和所述电机之间；所述控制装置与所述磁流变液离合器电连接。
14.本技术实施例的第三方面提供一种上述任一的衣物处理设备的控制方法，包括如下步骤：
15.获取脱水指令；
16.控制所述磁流变液离合器通电，所述磁流变液离合器将所述动力输入轴与所述脱水轴驱动连接，以驱动所述波轮和所述内筒同步转动；
17.在脱水过程结束后，控制所述磁流变液离合器断电，所述磁流变液离合器将所述动力输入轴与所述脱水轴断开连接。
18.本技术实施例的动力传递装置，结构简单、离合过程中没有机械零部件的相对运动，故障率低、工作可靠性高；此外，将磁流变液离合器设置在底板组件背离盛水桶的第二侧，磁流变液离合器不会浸泡在水中，如此能够降低对磁流变液离合器的防水等级要求；再者，底板组件背离盛水桶的第二侧具有较大的安装空间，便于安装，也降低对磁流变液离合器的尺寸限制。
附图说明
19.图1为本技术一实施例的动力传递装置的结构示意图；
20.图2为图1所示的动力输入轴、齿轮减速机构、安装架以及磁流变液离合器的结合示意图，其中，省略了一组轴承组件；
21.图3为图1所示动力传递装置与带轮、传送带的配合示意图。
22.附图标记说明
23.动力传递装置1；底板组件11；动力输入轴12；键槽12a；齿轮减速机构13；安装壳
131；齿轮组132；太阳轮1321；行星轮1322；齿圈1323；波轮轴14；脱水轴15；磁流变液离合器16；磁流变液161；壳体162；壳主体1621；收缩筒部16211；第一台阶面1621a；第二台阶面1621b；支撑盘1622；轴承组件163；第一轴承1631；密封圈1632；正电磁极164；负电磁极165；安装架17；容纳空间17a；避让口17b；第二轴承181；第三轴承182；滑动轴承183；带轮21；传送带22；锁止螺母23
具体实施方式
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本技术宗旨的解释说明，不应视为对本技术的不当限制。
25.在本技术实施例的描述中，“上”、“下”方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
26.本技术实施例提供一种衣物处理设备，请参阅图3，包括波轮、内筒、盛水桶、动力传递装置1、电机、带轮21以及传送带22。波轮转动设置于内筒的底部，内筒转动地设置于盛水桶内。也就是说，内筒为有孔内筒，依靠盛水桶盛放洗涤水。
27.具体地，电机通过传送带22驱动带轮21转动，带轮21将动力传递至动力传递装置1，动力传递装置1驱动波轮和内筒转动。也就是说，本技术实施例中的电机不是直驱电机，例如，可以是感应电机。
28.洗涤过程中，动力传递装置1驱动波轮转动，需要说明的是，此时的内筒可以是处于自由状态、或者固定不动的静止状态，在此不做限制；脱水过程中，动力传递装置1驱动内筒和波轮同步高速转动，利用离心力实现衣物脱水。
29.请参阅图1和图2，动力传递装置1包括底板组件11、动力输入轴12、齿轮减速机构13、波轮轴14、脱水轴15、控制装置、以及磁流变液离合器16。控制装置与磁流变液离合器16电连接，以控制磁流变液离合器16的通电或断电。
30.底板组件11包括用于密封衣物处理设备的盛水桶的第一侧以及背离盛水桶的第二侧，例如，图1中，底板组件11朝上的一侧为第一侧，底板组件11朝下的一侧为第二侧。具体地，盛水桶的底部设置有安装孔，波轮轴14和脱水轴15经安装孔从盛水桶的下方伸入盛水桶内，底板组件11密封安装孔，避免安装孔处漏水。
31.齿轮减速机构13设置于底板组件11的第二侧。波轮轴14和脱水轴15均贯穿底板组件11。波轮轴14的第一端位于底板组件11的第一侧且用于与衣物处理设备的波轮连接，波轮轴14的第二端位于底板组件11的第二侧，波轮轴14的第二端与动力输入轴12通过齿轮减速机构13进行动力传递，也就是说，波轮轴14和动力输入轴12不直接固定连接，而且通过齿轮减速机构13传递转矩。
32.脱水轴15的第一端位于底板组件11的第一侧且用于与衣物处理设备的内筒连接，脱水轴15的第二端位于底板组件11的第二侧。
33.磁流变液离合器16设置于底板组件11的第二侧，磁流变液离合器16内封装有磁流变液161，动力输入轴12穿过磁流变液161；脱水轴15的第二端与动力输入轴12通过磁流变
液离合器16在驱动连接和断开连接之间切换。
34.本技术实施例的动力传递装置1，将磁流变液离合器16设置在底板组件11背离盛水桶的第二侧，也就是说，磁流变液离合器16不会浸泡在水中，如此能够降低对磁流变液离合器16的防水等级要求；此外，底板组件11背离盛水桶的第二侧具有较大的安装空间，便于安装磁流变液离合器16，降低对磁流变液离合器16的尺寸限制。
35.示例性地，磁流变液离合器16包括壳体162和至少一对正电磁极164和负电磁极165，也就是说，正电磁极164和负电磁极165成对设置。壳体162具有用于存储磁流变液161的储液腔，也就是说，磁流变液161封装于壳体162内。正电磁极164和负电磁极165设置于壳体162外的横向相对两侧。
36.本技术实施例的磁流变液离合器16的工作原理为：当磁流变液离合器16不通电时，即正电磁极164和负电磁极165不通电，磁流变液161呈现牛顿流体状态，此时，动力输入轴12在磁流变液161中自由转动；当向磁流变液离合器16通电后，即正电磁极164和负电磁极165通电，正电磁极164和负电磁极165产生磁场，磁流变液161在磁场作用下成为类固态形式，在磁场方向形成磁链，当动力输入轴12转动时，靠磁链的磁拉力将动力输入轴12的转矩传递到脱水轴15，实现动力输入轴12和脱水轴15的驱动连接。磁流变液161的响应速度为毫秒级，可逆性好，可靠性高，性能稳定，能耗少，因此，本技术实施例的动力传递装置1的结构简单、离合过程中没有机械零部件的相对运动，故障率低、噪音低、工作可靠性高。
37.当衣物处理设备不需要脱水时，控制装置控制磁流变液离合器16保持在断电状态，动力输入轴12和脱水轴15保持在断开连接的状态。当需要脱水时，控制装置控制磁流变液离合器16通电，动力输入轴12和脱水轴15切换至驱动连接状态，此时，动力输入轴12、齿轮减速机构13、磁流变液离合器16以及脱水轴15结合成一个刚性整体，实现波轮轴14和脱水轴15同步转动，也就是说，脱水时，波轮和内筒沿相同的方向以相同的转速同步转动。
38.需要说明的是，为了利用离心力实现衣物脱水，在脱水过程中内筒所需的转速较大，电机需要有较高的转速，因此，电机和带轮21之间需要设置合适的传动比。而洗涤过程中，波轮所需的转速较小但所需转矩较大，为了在低转速时能够向波轮轴14输出较大的转矩，需要通过齿轮减速机构13来使得动力输入轴12和波轮轴14之间具有适当的传动比，使得波轮能够具有合适的低转速和足够的转矩。
39.波轮轴14和脱水轴15的具体结构形式不限。请参阅图1，一实施例中，脱水轴15为空心轴，脱水轴15套接在动力输入轴12外表面，如此能够使得动力传递装置1结构紧凑，且动力输入轴12和脱水轴15同轴设置，使得波轮和内筒同轴转动，避免偏心转动。
40.一实施例中，请继续参阅图1，动力传递装置1还包括设置在波轮轴14和脱水轴15之间的至少两个滑动轴承183。由于滑动轴承183沿径向的尺寸较小，因此只需占用较小的安装空间，能够使得波轮轴14和脱水轴15之间的具有较小的径向间隙，使得动力传递装置1的结构更加紧凑。
41.一实施例中，请参阅图1，动力输入轴12与波轮轴14沿直线布置，也就是说，动力输入轴12与波轮轴14位于同一直线上且沿轴向间隔布置，齿轮减速机构13设置在动力输入轴12和波轮轴14的轴向间隔处。
42.齿轮减速机构13的具体结构形式不限，示例性地，一实施例中，请参阅图2，齿轮减速机构13包括安装壳131以及设置于安装壳131内的齿轮组132。齿轮组132采用行星轮系形
式，具体地，齿轮组132包括齿圈1323、太阳轮1321以及多个行星轮1322。齿圈1323相对安装壳131固定，也就是说，齿圈1323与安装壳131之间没有相对运动。需要说明的是，齿圈1323可以是直接与安装壳131固定连接，也可以是通过其他结构间接地与安装壳131固定连接。
43.太阳轮1321位于齿圈1323的中心位置，太阳轮1321与动力输入轴12同轴固定连接，多个行星轮1322夹设于太阳轮1321和齿圈1323的内表面之间，多个行星轮1322围绕太阳轮1321间隔布置，且每一行星轮1322同时与太阳轮1321和齿圈1323啮合传动。多个行星轮1322的轴心可以通过固定架等结构与波轮轴14的第二端固定连接。洗涤过程中，动力输入轴12驱动太阳轮1321转动，太阳轮1321驱动多个行星轮1322转动，行星轮1322进而驱动波轮轴14转动。脱水过程中，在磁流变液离合器16的作用下，安装壳131和动力输入轴12之间没有相对运动，太阳轮1321和行星轮1322都不会转动，齿轮减速机构13、脱水轴15以及磁流变液离合器16形成一个刚性整体，此时，齿轮减速机构13没有减速作用，只起到等速传递转矩的作用。
44.底板组件11的具体结构不限，只要能密封上述的安装孔即可。需要说明的是，底板组件11可以通过螺钉等紧固件紧固连接于盛水桶上，由盛水桶承担底板组件11的重量。
45.为了提升动力输入轴12和磁流变液161之间的转矩传递效果，一实施例中，请参阅图2，动力输入轴12位于磁流变液161中的部分的表面形成有至少一个键槽12a，在磁流变液161呈类固态的情况下，键槽12a能够增加磁流变液161与动力输入轴12之间的转矩传递，提升转矩传递可靠性。
46.键槽12a的具体结构形状不限。具体地，一实施例中，键槽12a沿动力输入轴12的轴向延伸，以增大磁流变液161与动力输入轴12的有效作用面积。
47.键槽12a的数量不限，可以是一个，也可以是多个。需要说明的是，键槽12a凹入动力输入轴12表面的深度以及键槽12a沿动力输入轴12轴向延伸的长度需要控制在合适的范围，以保障动力输入轴12的结构强度。
48.一些实施例中，动力输入轴12位于磁流变液161中的部分的表面为毛糙表面，即表面为凹凸不平、坑坑洼洼的结构。毛糙表面能够增大磁流变液161与动力输入轴12的表面的结合力，提升转矩传递可靠性。
49.一实施例中，请参阅图1，动力传递装置1包括安装架17，安装架17连接于底板组件11的第二侧。具体地，安装架17大致呈桶状，安装架17具有容纳空间17a，容纳空间17a朝向底板组件11的一侧敞开。齿轮减速机构13设置于该容纳空间17a内，安装架17为齿轮减速机构13提供容纳空间17a。需要说明的是，容纳空间17a的侧壁可以是板体构成的密闭结构，也可以是筋条交错形成的网状结构等，在此不做限制。
50.磁流变液离合器16设置于安装架17背离底板组件11的一侧。具体地，请参阅图2，安装架17远离底板组件11的一端设置有避让口17b，动力输入轴12穿过磁流变液离合器16后从安装架17的底侧经避让口17b进入容纳空间17a内。
51.一实施例中，上述的正电磁极164和负电磁极165均与安装架17固定连接。
52.为了便于实现磁流变液离合器16将转矩传递至脱水轴15，一实施例中，请参阅图1，脱水轴15的第二端伸入容纳空间17a内且与安装壳131的顶端固定连接，壳体162的顶端伸入容纳空间17a内且与安装壳131的底端固定连接。也就是说，通过齿轮减速机构13的安装壳131将脱水轴15和磁流变液离合器16的壳体162固定连接在一起，如此，能够使得结构
更加紧凑。当磁流变液161由液态变成类固态后，磁流变液161与壳体162成为一个刚性整体，动力输入轴12带动磁流变液161和壳体162同步转动，壳体162进而带动安装壳131和脱水轴15同步转动。
53.一实施例中，请参阅图2，安装壳131朝向磁流变液离合器16的一侧敞开，壳体162伸入容纳空间17a的部分结构设置于安装壳131的敞开处以支撑齿轮组132。也就是说，壳体162的部分结构覆盖安装壳131的敞开处，使得壳体162的部分结构与安装壳131共同将齿轮组132安装在容纳空间17a内。一方面便于安装壳131的加工制造，另一方面，壳体162的部分结构能够支撑在安装架17上，使得壳体162与安装架17的连接方式更可靠，壳体162不会脱离安装架17。
54.一实施例中，请继续参阅图2，壳体162包括壳主体1621以及支撑盘1622，壳主体1621内的空间为容纳腔，壳主体1621沿动力输入轴12的轴向两端形成有收缩筒部16211，支撑盘1622设置于收缩筒部16211的顶端，支撑盘1622位于容纳空间17a内，收缩筒部16211穿设于避让口17b中，齿轮组132支撑于支撑盘1622上。
55.一实施例中，磁流变液离合器16包括设置于收缩筒部16211内的轴承组件163，轴承组件163包括第一轴承1631和密封圈1632，密封圈1632和第一轴承1631均套设于动力输入轴12上。本技术实施例中，轴承组件163的数量为两组，其中一组轴承组件163设置于其中一个收缩筒部16211内，其中另一组轴承组件163设置于其中另一个收缩筒部16211内。两个第一轴承1631对动力输入轴12起转动支撑作用，降低动力输入轴12的转动阻力。
56.第一轴承1631压靠于密封圈1632背离磁流变液的一侧，第一轴承1631对密封圈1632起止挡支撑作用，增强密封圈1632沿轴向的结构强度。
57.密封圈1632密封动力输入轴12与收缩筒部16211的内壁之间的间隙。具体地，密封圈1632的径向内侧与动力输入轴12密封抵接，密封圈1632的径向外侧与收缩筒部16211的内壁密封抵接，以将磁流变液161密封在储液腔内。
58.具体地，请参阅图2，本技术实施例中，收缩筒部16211的内壁设置有轴向间隔的第一台阶面1621a和第二台阶面1621b，密封圈1632朝向磁流变液161的一侧抵靠在第一台阶面1621a上，第一轴承朝向磁流变液161的一侧地靠在第二台阶面1621b上，第一台阶面1621a和第二台阶面1621b沿动力输入轴12轴向的间距小于密封圈1632沿轴向的厚度，因此，当第一轴承地靠在第二台阶面1621b上的过程中会挤压密封圈，密封圈沿径向鼓出发生弹性形变，如此使得密封圈的径向内侧贴合在动力输入轴12上，密封圈的径向外侧贴合在收缩筒部16211的内壁上。
59.一实施例中，动力传递装置1包括第二轴承181，第二轴承181套设于收缩筒部16211上且位于收缩筒部16211和避让口17b的内壁之间。磁流变液离合器16跟随动力输入轴12转动过程中，第二轴承181能够减小壳体162与安装架17之间的摩擦，且还能对磁流变液离合器16的转动起着定位导向作用。
60.一实施例中，请继续参阅图1，动力传递装置1包括套设在脱水轴15外表面的第三轴承182，第三轴承182设置于脱水轴15和底板组件11之间。第二轴承181和第三轴承182同轴设置，以共同对脱水轴15和磁流变液离合器16起着定位导向作用。
61.可以理解的是，上述的壳体162可以是一体成型结构，也可以是分体式结构并固定连接在一起。
62.本技术实施例的衣物处理设备在装配过程中，可以将上述的动力传递装置1先组装成一个整体；请参阅图3，然后将带轮21套接在动力输入轴12上，使用锁止螺母23将带轮21定位在动力输入轴12上；随后安装电机和传送带22。
63.本技术实施例还提供上述任一种衣物处理设备的控制方法，包括如下步骤：
64.s1：获取脱水指令。
65.s2：控制磁流变液离合器16通电，如此，磁流变液离合器16中的磁流变液161的形态由液态转变为固态，磁流变液离合器16将动力输入轴12与脱水轴15驱动连接，以驱动波轮和内筒同步转动。
66.s3：在脱水过程结束后，控制磁流变液离合器16断电，以使得磁流变液离合器16中的磁流变液161的形态由固态转变为液态，磁流变液离合器16将动力输入轴12和脱水轴15断开连接。
67.需要说明的是，在s3步骤结束之后，衣物处理设备可以再次进入洗涤状态，或者，结束程序，衣物处理设备关机。
68.需要说明的是，获取脱水指令，可以是对应单脱水模式或者洗涤模式中内嵌的脱水模式，再此不做限制。
69.本技术提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。
70.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。