CN105420995A - 衣物处理设备的机盖开闭检知方法及其衣物处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了衣物处理设备的机盖开闭检知方法及其衣物处理设备，属于家用电器技术领域，解决了现有衣物处理设备利用干簧管、磁器传感器或者机械按键检测机盖开闭状态，存在结构复杂、成本高的问题。本发明衣物处理设备的机盖开闭检知方法，其衣物处理设备具有机体、形成在机体上用于取放衣物的开口部和用于闭合或者打开开口部的机盖，衣物处理设备的机体上部设有前控板，前控板内设有控制P板，前控板靠近机盖一侧设有与控制P板连接的触摸感应按键，机盖靠近前控板一侧设有电容感应体，机盖的打开和闭合引起触摸感应按键上电容值的变化，衣物处理设备根据触摸感应按键上电容值的变化判断机盖的开闭状态。

Description

衣物处理设备的机盖开闭检知方法及其衣物处理设备

【技术领域】

本发明涉及衣物处理设备的机盖开闭检知方法及其衣物处理设备，属于家用电器技术领域。

【背景技术】

现有技术中的全自动洗衣机，一般利用干簧管或磁器传感器与磁铁的配合来检知洗衣机的机盖处于打开还是闭合的状态，实际应用时，将干簧管或磁器传感器装配在洗衣机的显示P板上，磁铁安装在洗衣机机盖上。当机盖闭合时，机盖上的磁铁靠近洗衣机的显示P板，干簧管或磁器传感器由于磁铁的靠近，干簧管或磁器传感器信号经相关回路转换后，将发出低电平信号，洗衣机通过MCU检知到该低电平信号后，判断洗衣机机盖已经闭合。当机盖打开时，机盖上的磁铁远离洗衣机的显示P板，干簧管或磁器传感器由于磁铁的远离，将停止发出低电平信号，洗衣机通过MCU检知到后，判断洗衣机机盖已经打开。

现有技术的洗衣机通过干簧管、磁器传感器或者机械按键检测机盖开闭状态，存在结构复杂、成本高等问题。随着电容触摸感应技术的广泛应用，如果能通过电容触摸感应技术检测洗衣机机盖的开闭状态，将有利于节约成本和简化操作。

【发明内容】

本发明所要解决的问题就是提供低成本的衣物处理设备的机盖开闭检知方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

衣物处理设备的机盖开闭检知方法，所述衣物处理设备具有机体、形成在机体上用于取放衣物的开口部和用于闭合或者打开所述开口部的机盖，衣物处理设备的机体上部设有前控板，所述前控板内设有控制P板，所述前控板靠近机盖一侧设有与控制P板连接的触摸感应按键，所述机盖靠近前控板一侧设有电容感应体，所述机盖的打开和闭合引起所述触摸感应按键上电容值的变化，所述衣物处理设备根据触摸感应按键上电容值的变化判断机盖的开闭状态。

进一步的，所述机盖上的电容感应体为金属导体，所述金属导体与触摸感应按键之间因电容感应效应产生电容值的变化。

进一步的，所述前控板靠近机盖一侧间隔地设置至少两个触摸感应按键，

当所述至少两个触摸感应按键同时被触发时，衣物处理设备判断机盖为闭合状态；

当所述至少两个触摸感应按键均未被触发时，衣物处理设备判断机盖为打开状态；

当所述至少两个触摸感应按键中部分被触发时，衣物处理设备判断为误触发，同时进行报警提示。

进一步的，所述控制P板具有主IC和触摸IC，所述触摸感应按键与触摸IC连接，所述触摸IC读取电容值变化并反馈信号给主IC，所述主IC根据触摸IC的信号判断机盖的开闭状态。

进一步的，所述主IC和触摸IC分开独立设置；或者所述主IC和触摸IC集成为一体。

进一步的，所述触摸IC内置触摸检测回路，通过触摸检测回路记录其外围电路中形成的电容在触摸感应按键被触发前后的充电时间T0和T1，所述触摸检测回路预设设定值△T，若T1与T0的差值△T1≥设定值△T，则判定触摸感应按键是被有效触发，若T1与T0的差值△T1＜设定值△T，则判定触摸感应按键为无效触发。

进一步的，所述触摸感应按键为感应弹簧、PCB感应电极、FPCB感应电极、导电泡棉中的一种或两种及两种以上的组合。

本发明还提出一种衣物处理设备，应用上述任一技术方案所述的衣物处理设备的机盖开闭检知方法。

本发明的有益效果：

本发明衣物处理设备的机盖开闭检知方法采用电容触摸感应技术，在衣物处理设备的前控板上设置与显示P板连接的触摸感应按键，在机盖上设置电容感应体，机盖的打开和闭合引起电容感应体与触摸感应按键间距的变化，触摸感应按键上的电容值也相应产生变化，衣物处理设备根据触摸感应按键上电容值的变化判断机盖的开闭状态。相比现有技术依靠干簧管、磁器传感器或者机械按键检测机盖开闭的方式，本发明的技术方案，大大降低了实施成本，并且可以有效保证检知的准确性。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明实施例中触摸感应按键和电容感应体在洗衣机上的安装示意图；

图2为本发明实施例中控制P板上与触摸感应按键连接的电路原理图；

图3为本发明实施例中控制P板上与触摸感应按键连接的电路中电容分布原理图；

图4为本发明实施例中触摸IC内部电路示意图；

图5为本发明实施例中机盖开闭检测流程图。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

为便于解释说明，本发明实施例中，以现有技术中的洗衣机为例，来阐述本发明机盖开闭检知方法的实际应用。

参照图1，本发明优选实施例的洗衣机，具有机体(图中未示出)和机盖1，机体上部设置前控板2和用于取放衣物的开口部3，机盖1用于闭合或者打开所述开口部3，在前控板2内部安装有控制P板20，洗衣机是通过按压前控板2上的功能按键进行相关的程序操作。

本实施例在前控板2上靠近机盖1一侧设置了触摸感应按键21，在机盖1上靠近前控板2一侧设置电容感应体11，机盖1上的电容感应体11与前控板上的触摸感应按键21之间因电容感应效应产生电容值的变化。具体的：当机盖1闭合时，电容感应体11与触摸感应按键21最接近，感应电容最大，使触摸感应按键21被检知触发，洗衣机检知到该触摸按键信号后，判定洗衣机机盖1闭合；当机盖1打开时，电容感应体11远离触摸感应按键21，感应电容消失，触摸感应按键21未被检知触发,洗衣机不能检知到该触摸按键信号后,判定洗衣机机盖1打开。

参照图2-4，具体实施时，控制P板20上设置了主IC23和触摸IC24，触摸感应按键21与触摸IC24连接，触摸IC24读取电容值变化并反馈信号给主IC23，主IC23根据触摸IC24的信号判断机盖1的开闭状态。本实施例的主IC23和触摸IC24分开独立设置，即主IC23和触摸IC24是两块不同功能的芯片，但在其他实施例中，主IC23和触摸IC24也可以集成为一体，即形成具有触摸功能的主IC。

实际上，电容感应体11与触摸感应按键21之间间隔着前控板2(作为绝缘介质层)，但这对检测并不造成影响。CX是触摸感应按键21到触摸IC24端口的电容值，CX包含外部触摸感应电容CF和回路寄生电容CP，其中回路寄生电容CP是固有存在的，该寄生电容CP是分布电容的简化形式，其包括了触摸感应按键21垫块效应、绝缘介质层效应、触摸IC24引脚和触摸感应按键21之间走线的效应、穿过电路板过孔的效应以及触摸IC24引脚电容的效应。

上述的外部触摸感应电容CF是当电容感应体11靠近绝缘介质层时，与绝缘介质层下面的触摸感应按键21组合产生的感应平板电容，该平板电容的容值通过如下公式计算：CF＝ε0*εr*A/D，其中ε0为自由空间介电常数，εr为绝缘介质层的绝缘常数(相对介电常数)，A为电容感应体11与触摸感应按键21的交叠面积，D为绝缘介质层厚度。

虽然电容感应体11与触摸感应按键21的交叠面积A在组装后就固定下来，但随着绝缘介质层厚度的增加，电容感应体11就越难接触到触摸感应按键21，即电容感应体11与触摸感应按键21接触绝缘介质厚度D变大，也就是说，CF就越小。这样就越难检测到触摸感应按键21上电容值的变化，但只要前控板厚度控制在检测允许的范围内，都是可以的实现的。

本实施例的触摸感应按键21采用了感应弹簧，电容感应体11采用铁、铝等材料制成的金属导体，感应弹簧的一只引脚211与触摸IC24连接，另一只引脚212作固定引脚。感应弹簧本身具有自由伸缩的特性，安装后紧密接触前控板2，并且容易调整安装位置。当然，采用现有技术中的PCB感应电极、FPCB感应电极、导电泡棉中的一种或两种及两种以上的组合，也可以实现等同的功能。

根据电容触摸感应技术的检测原理可知：当电容感应体11远离触摸感应按键21时，CF＝0，故而CX＝CP；当电容感应体11接近或接触触摸感应按键21，CX＝CF+CP；很明显，触摸感应按键21在触发前后的电容值产生了变化，而本实施例通过检测这种电容值变化，就可以判断出是否有电容感应体11接近或接触触摸感应按键21，从而进一步推断出安装有电容感应体11的洗衣机机盖1的开闭状态。

假如电路中所包含的电容值不同，对该电路中电容的充电时间也是不一样的，由此，可以通过计算电容充电时间的方法，来检测电容值的变化，具体操作方法如下：图4所示为本实施例中触摸IC24内部电路示意图，本实施例的触摸IC24内置触摸检测回路241，该触摸检测回路中设有恒流源、限流电阻R2、放电电阻R1、内部MCU和内部计时器，该触摸检测回路的外围电路中形成的电容包括了触摸感应按键21到触摸IC24端口的电容CX(包含外部触摸感应电容CF和回路寄生电容CP)以及充放电电容C1。

当电容感应体11远离触摸感应按键21，触摸感应按键21没有被触发时，CX＝CP；触摸检测回路通过断开SW1、闭合SW2对充放电电容C1和电容CX进行充电，同时进行内部计时器计时，当充放电电容C1和电容CX上的电压值达到基准值VREF时，断开SW2并闭合SW1，同时读取计时器的时间，记录充电时间T0。随后，闭合SW1，充放电电容C1和电容CX的电荷通过放电电阻R1放电，内部MCU确认充放电电容C1和电容CX的电压为0时，放电结束。

当电容感应体11接近或者接触触摸感应按键21，触摸感应按键21被触发时，CX＝CP+CF；相比触摸感应按键21触发前，这时的CX增大，触摸检测回路通过断开SW1、闭合SW2对充放电电容C1和电容CX进行充电，同时进行内部计时器计时，当充放电电容C1和电容CX上的电压值达到基准值VREF时，断开SW2并闭合SW1，同时读取计时器的时间，记录充电时间T1。随后，闭合SW1，充放电电容C1和电容CX的电荷通过放电电阻R1放电，内部MCU确认充放电电容C1和电容CX的电压为0时，放电结束。

由于触摸感应按键21被触发时，CX增大，相应的充电时间也增加，故而T1＞T0，触摸IC24内部设置设定值△T，若T1与T0的差值△T1≥设定值△T，则判定触摸感应按键21是被有效触发，若T1与T0的差值△T1＜设定值△T，则判定触摸感应按键21为无效触发。由于△T1的值与CX相关，而CX又与CF的大小相关，CF越大，CX的值就越大，充电时间T1就越长，△T1的值就越大，反之就越小，故而，通过调整该设定值△T，就可以调整触摸感应按键21的触发灵敏度，即△T值设定越小，触摸感应按键21越容易被触发。

在实际操作洗衣机的过程中，用户手指、衣物上的金属物或者水滴接近或者接触触摸感应按键21时，都能触发触摸感应按键21，容易造成系统的误检知。为此，本实施例在洗衣机的前控板上设置两个触摸感应按键21，并且这两个触摸感应按键21间隔预定距离。在机盖1上设置了两个金属导体，且这两个金属导体分别与两个触摸感应按键21的位置相对应。

参照图1、5，利用前述的电容值变化检测方式，在具有两个触摸感应按键21的情况下，本实施例通过如下方法判断机盖1的开闭状态：

1、当两个触摸感应按键21同时被持续触发时，洗衣机判断机盖1为闭合状态；

2、当两个触摸感应按键21均未被持续触发时，洗衣机判断机盖1为打开状态；

3、当两个触摸感应按键21中只有一个被持续触发，洗衣机判断为误触发，同时进行报警提示。

当用户的手指直接触摸前控板上其中一个触摸感应按键21时，使该触摸感应按键21被触发，但由于只有一个触摸感应按键21被触发，洗衣机不会出现判定机盖1已闭合的误检知现象。

在极小概率下，用户使用双手分别触摸这两个触摸感应按键21，才会出现洗衣机判断机盖1已闭合的误检知现象，但此时用户双手触发触摸感应按键21，不会出现手伸入洗衣机内筒的情况。

实际使用过程中，当人体靠近洗衣机时，距离触摸感应按键21较远，无法触发触摸感应按键21，因此不会产生误检知的现象。

本发明实施例中，通过机盖上设置金属导体触发触摸感应按键21只是一种优选方式，在其他实施例中，在接近或接触情况下，可以引起触摸感应按键21电容值变化的导体都可以实现，而且导体并非局限在固态的金属物，也可以是液体形态。本发明实施例通过在机盖上设置金属导体，配合前控板上设置的触摸感应按键，检测洗衣机机盖的开闭状态，节约了成本，降低了操作复杂度。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或者它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以存储于存储器中且由合适的指令执行，例如，用硬件来实现，可以用本领域公知的下列技术中的任一项或者它们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路、具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)等。

本发明实施例可应用于波轮洗衣机、滚筒洗衣机、甩干机等衣物处理装置。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (8)

1.衣物处理设备的机盖开闭检知方法，其特征在于：所述衣物处理设备具有机体、形成在机体上用于取放衣物的开口部和用于闭合或者打开所述开口部的机盖，衣物处理设备的机体上部设有前控板，所述前控板内设有控制P板，所述前控板靠近机盖一侧设有与控制P板连接的触摸感应按键，所述机盖靠近前控板一侧设有电容感应体，所述机盖的打开和闭合引起所述触摸感应按键上电容值的变化，所述衣物处理设备根据触摸感应按键上电容值的变化判断机盖的开闭状态。

2.如权利要求1所述的衣物处理设备的机盖开闭检知方法，其特征在于：所述机盖上的电容感应体为金属导体，所述金属导体与触摸感应按键之间因电容感应效应产生电容值的变化。

3.如权利要求1所述的衣物处理设备的机盖开闭检知方法，其特征在于：所述前控板靠近机盖一侧间隔地设置至少两个触摸感应按键，

当所述至少两个触摸感应按键同时被触发时，衣物处理设备判断机盖为闭合状态；

当所述至少两个触摸感应按键均未被触发时，衣物处理设备判断机盖为打开状态；

当所述至少两个触摸感应按键中部分被触发时，衣物处理设备判断为误触发，同时进行报警提示。

4.如权利要求1或2或3所述的衣物处理设备的机盖开闭检知方法，其特征在于：所述控制P板具有主IC和触摸IC，所述触摸感应按键与触摸IC连接，所述触摸IC读取电容值变化并反馈信号给主IC，所述主IC根据触摸IC的信号判断机盖的开闭状态。

5.如权利要求4所述的衣物处理设备的机盖开闭检知方法，其特征在于：所述主IC和触摸IC分开独立设置；或者所述主IC和触摸IC集成为一体。

6.如权利要求4所述的衣物处理设备的机盖开闭检知方法，其特征在于：所述触摸IC内置触摸检测回路，通过触摸检测回路记录其外围电路中形成的电容在触摸感应按键被触发前后的充电时间T0和T1，所述触摸检测回路预设设定值△T，若T1与T0的差值△T1≥设定值△T，则判定触摸感应按键是被有效触发，若T1与T0的差值△T1＜设定值△T，则判定触摸感应按键为无效触发。

7.如权利要求1或2或3所述的衣物处理设备的机盖开闭检知方法，其特征在于：所述触摸感应按键为感应弹簧、PCB感应电极、FPCB感应电极、导电泡棉中的一种或两种及两种以上的组合。

8.衣物处理设备，其特征在于：应用权利要求1至7任一项所述的衣物处理设备的机盖开闭检知方法。