TWI553182B - 節能節時防衣物變形之脫水方法及其設備 - Google Patents

Description

節能節時防衣物變形之脫水方法及其設備

本發明係有關於一種節能節時防衣物變形之脫水方法及其設備，尤指一種無須變動脫水機現有結構下，進行扭力估測器及控制器等之組裝，而達到防止衣物變形及節能省時脫水功效之方法及其設備。

按，隨著科技越來越發達，研發出各種便利人們生活的電器產品，如：洗衣機及脫水機等即可為忙碌現代人節省許多處理髒衣服的力氣與時間；然，現今洗衣機及脫水機進行衣物脫水時，係採離心力作用，以由馬達帶動洗衣槽或脫水槽旋轉，將容放於內衣物水份甩乾，當衣物含水量多時，若使用較大的轉速脫水，其強大的離心力容易造成衣物拉扯變形。此外，現有洗衣機與脫水機主要係由使用者自行設定脫水時間，然，實際脫水時間會隨著衣物的數量以及衣物的材質而改變，必須要依照使用者之經驗法則來調控脫水時間，常常造成使用者設定過久的脫水的時間或是單次沒脫乾而必須一再的重覆脫水過程。

於是，本案發明人係提出有我國案號第103125998號及我國案號第103213498號之「防衣物變形以扭矩控制之節能節時脫水裝置」發明及新型專利案，其主要係使脫水桶其內桶與一扭矩感測器之撓性體一端以第二聯軸器相組接，且使該撓性體另端以第一聯軸器與一旋轉動力源相組接，又於該第一、第二聯軸器處分別設有第一、第二光感應器，並使第一、第二光感應器與時脈偵測器相耦接，另使該時脈偵測器與旋轉動力源耦接於控制器，藉此，當由旋轉動力源經扭矩感測器帶動內桶轉動，使內桶內之衣物脫水時，利用扭矩感測器之扭力回授，以推估衣物脫乾程度，而自動調整轉速，並適時停止作動，以達到節能省時脫水效果。然，該我國案號第103125998號及我國案號第103213498號之「防衣物變形以扭矩控制之節能節時脫水裝置」發明及新型專利案，在脫水桶其內桶與旋轉動力源間係須組裝撓性體、第一聯軸器、第二聯軸器、第一光感應器、第二光感應器及時脈偵測器等元件，而此係造成其實施上，有組裝較為費時不便性。

緣是，本發明人有鑑於其先前提出之我國案號第103125998號及我國案號第103213498號之「防衣物變形以扭矩控制之節能節時脫水裝置」發明及新型專利案有組裝上較為費時等缺失，乃本著精益求精理念，並藉其多年於相關領域的製造及設計經驗和知識的輔佐，研創出本發明。

本發明係有關於一種節能節時防衣物變形之脫水方法及其設備，其主要目的係為了提供一種無須變動脫水機現有結構下，進行扭力估測器及控制器等之組裝，而達到防止衣物變形及節能省時脫水功效之方法及其設備。

為了達到上述實施目的，本發明人乃研擬如下節能節時防衣物變形之脫水設備，係包含：一機體；一脫水桶，係包含有外桶及內桶，乃使該外桶固接於該機體，另使該內桶活動容置於該外桶內，且於該內桶底部中心處設有一轉軸；一馬達，係使該馬達固接於機體上，並使該馬達之傳動軸與該內桶之轉軸相組接；一扭力估測器，係與該馬達相耦接，以供偵測該馬達之電流、反電動勢及轉速值至少其中之一數值，且於該扭力估測器內設有扭矩換算程式，以將該偵測到的電流、反電動勢及轉速值至少其中之一數值換算成扭矩值；一控制器，係與該扭力估測器相耦接，並使該控制器內設有控制程式，另使該控制器耦接有一變頻器，且使該變頻器與該馬達相耦接，另使該控制器包含有一資料庫，且於該資料庫儲存有扭矩變化量與馬達轉速之對應設定資料，並使該控制器將由扭力估測器接收到的扭矩值暫存於其資料庫，再於接受到下筆扭矩值時，由控制程式將前、後接收到的扭矩值相減，以計算出扭矩變化量，再與其資料庫儲存之扭矩變化量與馬達轉速之對應設定資料進行比對，以依該設定轉速動態調整輸出對應之轉速電壓訊號予變頻器，以調節馬達之轉速，且於其扭矩變化量到達其資料庫儲存之扭矩變化量與馬達轉速之對應設定資料中之停止作動之扭矩變化量時，自動停止馬達作動。

據此，該節能節時防衣物變形之脫水設備其實施步驟係包含：A.啟動：係將含水之衣物放入脫水桶之內桶中，繼啟動該節能節時防衣物變形之脫水設備作動，以進行含水衣物之脫水；B.以低轉速旋轉：乃先由控制器經變頻器驅動馬達帶動內桶低轉速旋轉，於馬達帶動脫水桶其內桶轉動同時，內桶與其內容放衣物及所含水分 之重量，係會影響馬達轉動，而造成馬達其電流、反電動勢及轉速值至少其中之一變化，此時，與馬達相耦接之扭力估測器係會同步偵測到該馬達之電流、反電動勢及轉速值至少其中之一變化，並藉由其所設扭矩換算程式將偵測到的馬達電流、反電動勢及轉速值至少其中之一數值進行換算，以估測出該內桶、衣物及衣物內含水份其重量所造成之扭矩值，再由扭力估測器將其估測之扭矩值傳輸予相耦接之控制器；C.轉速逐漸升高：當內桶中之衣物，隨著脫水時間增加其重量也會逐漸變輕，同時，控制器經扭力估測器接收到之扭矩值亦會逐漸降低，且扭矩變化量亦會逐漸變小，此時，控制器內設之控制程式便會依此逐漸變小的扭矩變化量，即時經變頻器調升馬達轉速，以加速衣物脫乾程序；D.停止：於至最後，當該扭力估測器傳輸予控制器之扭矩變化量變得極小時，即表示水從衣物內脫出的速率極慢，衣物內的水份含量已經很少，此時，控制器之控制程式即會自動停止馬達作動，以完成衣物的脫水動作。

藉此，本發明利用該扭力估測器，即可將偵測到之馬達電流、反電動勢及轉速值換算成扭矩值，再由控制器依該扭矩值經變頻器自動調整馬達轉速，並於衣物水份脫乾時，適時停止馬達作動，以達到防止衣物變形及節能省時之脫水效果，另於組裝上，則不須變動脫水機現有結構，只須將與控制器相接之扭力估測器及變頻器與馬達相耦接即可，於此，俾進一步提高組裝便利性者。

(1)‧‧‧機體

(2)‧‧‧脫水桶

(21)‧‧‧外桶

(22)‧‧‧內桶

(221)‧‧‧轉軸

(3)‧‧‧馬達

(31)‧‧‧傳動軸

(4)‧‧‧扭力估測器

(5)‧‧‧控制器

(51)‧‧‧資料庫

(6)‧‧‧變頻器

第一圖：本發明之整體正視圖

第二圖：本發明之立體分解圖

第三圖：本發明之電路架構圖

第四圖：本發明之流程圖

第五圖：本發明之扭矩變化量與馬達轉速圖

而為令本發明之技術手段及其所能達成之效果，能夠有更完整且清楚的揭露，茲詳細說明如下，請一併參閱揭露之圖式及圖號：

首先，請參閱第一~三圖所示，為本發明之節能節時防衣物變形之脫水設備，係主要於機體(1)上設有脫水桶(2)、馬達(3)、扭力估測器(4)、控制器(5)、變頻器(6)及蜂鳴器等；其中：該脫水桶(2)，係包含有外桶(21)及內桶(22)，乃使該外桶(21)固接於機體(1)，另使內桶(22)活動容置於外桶(21)內，且於該內桶(22)底部中心處設有一轉軸(221)；該馬達(3)，係使該馬達(3)固接於機體(1)上，並使該馬達(3)之傳動軸(31)與該內桶(22)之轉軸(221)相組接；該扭力估測器(4)，係與該馬達(3)相耦接，以供偵測該馬達(3)之電流、反電動勢及轉速值等至少其中之一數值，且於該扭力估測器(4)內設有扭矩換算程式，以將該偵測到的電流、反電動勢及轉速值至少其中之一數值換算成扭矩值；該控制器(5)，係與該扭力估測器(4)相耦接，並使該控制器(5)內設有控制程式，且使該控制器(5)包含有資料庫(51)，而於該資料庫(51)係儲存有扭矩變化量與馬達(3)轉速之對應設定資料等；該變頻器(6)，係與該控制器(5)耦接，並使該變頻器(6)與該馬達(3)相耦接；該蜂鳴器，係與該控制器(5)相耦接。

據此，當進行衣物脫水時，請一併參閱第四圖所示，其實施步驟係包含：A.啟動：使用者係將含水之衣物放入脫水桶(2)之內桶(22)中，繼啟動本發明之節能節時防衣物變形之脫水設備作動，以進行含水衣物之脫水；B.以低轉速旋轉：請一併參閱第五圖所示，由於剛放入脫水桶(2)其內桶(22)中衣物含水量較多，故先由控制器(5)經變頻器(6)驅動馬達(3)帶動內桶(22)以低轉速進行旋轉，依此低轉速脫水方式，除可降低離心力防止衣物變形外，並可避免產生過大震動及噪音，而於馬達(3)帶動脫水桶(2)其內桶(22)轉動同時，內桶(22)與其內容放衣物及所含水分之重量，係會影響馬達(3)轉動，而造成馬達(3)其電流、反電動勢及轉速值等至少其中之一變化，此時，與馬達(3)相耦接之扭力估測器(4)即會同步偵測到該馬達(3)之電流、反電動勢及轉速值至少其中之一變化，並藉由其所設扭矩換算程式將偵測到的馬達(3)電流、反電動勢及轉速值等至少其中之一數值進行換算，以估測出由該內桶(22)、衣物及衣物內含水份重量所造成之扭矩值，再由扭力估測器(4)將其估測之扭矩值傳輸予相耦接之控制器(5)，該控制器(5)係將該接收到的扭矩值暫存於其資料庫(51)，再於接受到下筆扭矩值時，由控制程式將前、後接收到的扭矩值相減，以計算出扭矩變化量，再與其資料庫(51)儲存之扭矩變化量與馬達(3)轉速之對應設定資料進行比對，以依該設定轉速值動態調整輸出對應之轉速電壓訊號予變頻器(6)，以調節馬達(3)之轉速；C.轉速逐漸升高：當內桶(22)中之衣物，隨著脫水時間增加其重量也會逐漸變輕，同時，控制器(5)經扭力估測器(4)接收到之扭矩值亦會逐漸降低，且扭矩變化量亦會逐漸變小，此時，控制器(5)內設之控 制程式便會依此逐漸變小的扭矩變化量，即時經變頻器(6)調升馬達(3)轉速，以加速衣物脫乾程序，依本發明之設計，當估測到扭矩變化量變小時，即表示內桶(22)、衣物及衣物內含水份總重量變化量越來越小，水從衣物脫出的速率越來越慢，衣物內含水量變少時，衣物便可承受更高轉速而不致變形；D.停止：於至最後，當該扭力估測器(4)傳輸予控制器(5)之扭矩變化量變得極小時，即表示水從衣物內脫出的速率極慢，衣物內的水份含量已經很少，此時，當其回授之扭矩變化量到達其資料庫(51)儲存之扭矩變化量與馬達(3)轉速之對應設定資料中之停止作動之扭矩變化量時，控制器(5)之控制程式即會自動停止馬達(3)作動，而完成衣物的脫水動作，並驅使相耦接之蜂鳴器發出警示聲響，以通知使用者取拿衣物。

藉此，利用本發明設計，即可依據扭力估測器(4)之扭力回授，準確推估脫水桶(2)內衣物脫乾程度，而動態調整輸出對應之轉速電壓訊號至變頻器(6)，以逐步調高馬達(3)轉速，以於衣物含水量多時以較低的轉數運轉，隨著衣物逐漸脫乾時，令馬達(3)轉速逐漸上升，使脫水桶(2)其內桶(22)中衣物更快脫乾，以至衣物脫乾時，自動停止馬達(3)作動，於此，即可避免現有脫水裝置由脫水開始到結束都以同一轉速進行脫水，及須依賴使用者經驗法則調控脫水時間，容易發生脫水時間過長或過短，造成衣物過度拉扯變形及電能不當損耗等情形，據此，俾有效達到節能、省時的脫水效果者。

前述之實施例或圖式並非限定本發明之節能節時防衣物變形之脫水方法及其設備實施樣態，凡所屬技術領域中具有通常知識者所為之適當變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之節能節時防衣物變形之脫水方法及其設備專利範疇。

由上述結構及實施方式可知，本發明係具有如下優點：

1.本發明之節能節時防衣物變形之脫水設備係可於不變動脫水機現有結構下，將與控制器相接之扭力估測器及變頻器與馬達相耦接，於此，即可達到估測衣物脫水時扭矩變化量，以調整馬達轉速及停止馬達作動功效，又可提高組裝上便利性者。

2.本發明之節能節時防衣物變形之脫水方法及其設備係可依據扭力估測器之扭力回授，推估衣物脫乾程度，而自動調整馬達對應之轉速，於此，即可避免現有脫水裝置由脫水開始到結束都以同一轉速進行脫水，易造成衣物拉扯變形及電能不當損耗等情形。

3.本發明之節能節時防衣物變形之脫水方法及其設備係可依據扭力估測器之扭力回授，推估衣物脫乾程度，且於衣物脫乾，扭矩變化量小於設定值時，自動停止馬達作動，藉此，即可防止使用者以經驗法則調控脫水時間，易發生脫水時間設定過長或過短，而造成時間及電能不當浪費情形，據此，俾有效達到節能省時的脫水效果者。

綜上所述，本發明之實施例確能達到所預期功效，又其所揭露之具體構造，不僅未曾見諸於同類產品中，亦未曾公開於申請前，誠已完全符合專利法之規定與要求，爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。

(2)‧‧‧脫水桶

(21)‧‧‧外桶

(22)‧‧‧內桶

(221)‧‧‧轉軸

(3)‧‧‧馬達

(31)‧‧‧傳動軸

(4)‧‧‧扭力估測器

Claims (4)

1. 一種節能節時防衣物變形之脫水設備，係包含：一機體；一脫水桶，係包含有外桶及內桶，乃使該外桶固接於該機體，另使該內桶活動容置於該外桶內，且於該內桶底部中心處設有一轉軸；一馬達，係使該馬達固接於機體上，並使該馬達之傳動軸與該內桶之轉軸相組接；一扭力估測器，係與該馬達相耦接，以供偵測該馬達之電流、反電動勢及轉速值至少其中之一數值，且於該扭力估測器內設有扭矩換算程式，以將該偵測到的電流、反電動勢及轉速值至少其中之一數值換算成扭矩值；一控制器，係與該扭力估測器相耦接，並使該控制器內設有控制程式，另使該控制器耦接有一變頻器，且使該變頻器與該馬達相耦接，另使該控制器包含有一資料庫，且於該資料庫儲存有扭矩變化量與馬達轉速之對應設定資料，並使該控制器將由扭力估測器接收到的扭矩值暫存於其資料庫，再於接受到下筆扭矩值時，由控制程式將前、後接收到的扭矩值相減，以計算出扭矩變化量，再與其資料庫儲存之扭矩變化量與馬達轉速之對應設定資料進行比對，以依該設定轉速動態調整輸出對應之轉速電壓訊號予變頻器，以調節馬達之轉速，且於其扭矩變化量到達其資料庫儲存之扭矩變化量與馬達轉速之對應設定資料中之停止作動之扭矩變化量時，自動停止馬達作動。
2. 如申請專利範圍第1項所述節能節時防衣物變形之脫水設備，其中，該控制器係進一步耦接有蜂鳴器。
3. 一種節能節時防衣物變形之脫水方法，依據申請專利範圍第1項所述之節能節時防衣物變形之脫水設備，其實施步驟係包含：A.啟動：係將含水之衣物放入脫水桶之內桶中，繼啟動該節能節時防衣物變形之脫水設備作動，以進行含水衣物之脫水；B.以低轉速旋轉：乃先由控制器經變頻器驅動馬達帶動內桶低轉速旋轉，於馬達帶動脫水桶其內桶轉動同時，內桶與其內容放衣物及所含水分之重量，係會影響馬達轉動，而造成馬達其電流、反電動勢及轉速值至少其中之一變化，此時，與馬達相耦接之扭力估測器係會同步偵測到該馬達之電流、反電動勢及轉速值至少其中之一變化，並藉由其所設扭矩換算程式將偵測到的馬達電流、反電動勢及轉速值至少其中之一數值進行換算，以估測出該內桶、衣物及衣物內含水份其重量所造成之扭矩值，再由扭力估測器將其估測之扭矩值傳輸予相耦接之控制器；C.轉速逐漸升高：當內桶中之衣物，隨著脫水時間增加其重量也會逐漸變輕，同時，控制器經扭力估測器接收到之扭矩值亦會逐漸降低，且扭矩變化量亦會逐漸變小，此時，控制器內設之控制程式便會依此逐漸變小的扭矩變化量，即時經變頻器調升馬達轉速，以加速衣物脫乾程序；D.停止：於至最後，當該扭力估測器傳輸予控制器之扭矩變化量變得極小時，即表示水從衣物內脫出的速率極慢，衣物內的水份含量已經很少，此時，控制器之控制程式即會自動停止馬達作動，以完成衣物的脫水動作。
4. 如申請專利範圍第3項所述節能節時防衣物變形之脫水方法，其中，該控制器係進一步耦接有蜂鳴器，以於控制器停止馬達作動時，驅使該蜂鳴器發出警示聲響。