CN1342231A - 配有荷重平衡系统的洗衣设备 - Google Patents

Abstract

一种洗衣设备,包括:一个多孔滚筒(11),用于洗涤衣物的脱水;一个坚固的、独立的滚筒支承装置,支承所述的滚筒(11),使所述的滚筒能够转动,但不会相对于支承表面的移动;驱动装置(39,40),驱动滚筒(11)以脱水速度转动;以及一个平衡系统,用于在脱水期间补偿滚筒(11)及滚筒内荷重的失衡。

Description

配有荷重平衡系统的洗衣设备

                  技术领域

本发明涉及洗衣设备的一种荷重平衡系统，特别是(但非只是)涉及水平轴滚筒洗衣机的一种荷重平衡系统。

                  背景技术

一般的滚筒洗衣机在结束洗涤任务之前，都有一个甩干过程，目的是尽可能多地分离出洗涤物品中的水分，以减少烘干/晒干洗涤物品所需要的时间。但是，在高转速要求和静音运转要求之间，存在着相互矛盾。在甩干过程开始时，洗涤荷重可能存在严重失衡，当洗衣机加速转筒的旋转速度时，会产生噪声和振动。

迄今为止，洗衣机设计人员为解决荷重失衡问题，一般是将内部总成悬置于弹簧和减振器之上，以此来实现隔振的目的。但问题是这些悬挂总成并不能够完全隔振，而且，随着洗衣机的老化，悬挂总成的磨损也会随之加剧，进而使问题变得更为严重。另外，悬挂总成还需要占用大量的内部空间，当按照标准外形尺寸来设计洗衣机时，会减小洗衣机的洗涤装载能力。还有一点是，由于悬挂总成必定要经受因失衡而产生的各种力，从而还会造成相当多的额外费用支出。

理想的是从根本上消除这个问题，对此，有不同的方法。第一种方法是：在转动之前，确保洗涤荷重的均匀分布。这种方法虽然有效，但实际上，实现起来却极其困难，即使采取多种措施来减小不平衡度，也无法将不平衡度消除到足以忽略不计的程度。另一种方法是：首先，确定失衡的大小及特性，而后，施加一个恰好可抵消这个失衡的失衡。

美国专利5,280,660(Pellerin等人)和欧洲专利856604(Fagor，S.Coop)公开了在滚筒洗衣机内抵消失衡的方法。其公开的内容涉及使用三个轴向排列的水腔，三个水腔沿滚筒长度方向、围绕滚筒周缘均匀布置，当分别被注入适量的水时，能够用来近似地校正旋转轴线(axis)的失衡。

上述系统的缺点是，由于失衡可能并不沿旋转轴线居中，而且也无法沿旋转轴线实施控制，从而，这种形式的平衡总是仅仅取得部分成功。这就可能意味着，仍然可能需要悬挂系统来进行隔振，这不仅会提高成本，而且还可能会缩短设备的使用寿命。

静态失衡

当具有某种形状或外形的物体围绕一个特定轴线旋转时，可能会表现出两种类型的失衡：静态失衡和动态失衡。静态失衡存在于旋转轴线不经过物体重心(COG)的场合。这意味着一个力F必定施加于物体上(经过重心)，以保持物体朝旋转轴线方向加速。如图1所示，这个力必定来自环绕结构，而且其方向也自然随物体一起转动。要确定静态失衡3，需要有两个信息。它们是：失衡大小1(围绕旋转轴线的重心动量，以国际量纲单位kgm表示)；某个角度2，物体内重心偏移方向和某个基准方向之间的夹角。

当把一个静态失衡的物体挂在一个水平旋转轴上时，在重力的影响下，这个静态失衡的物体将一直转动到其重心竖直位于转动轴的下面为止。这会对滚筒洗衣机造成这样的结果，即，当滚筒洗衣机在悬挂总成上以低于谐振的速度运转而且以恒定的动力输入运转时，由于重心上下左右的不断变化，滚筒洗衣机将会出现轻微的转速波动。遗憾的是，除了非常低的速度之外，并没有可行的技术可用来确定静态失衡。

动态失衡

动态失衡要稍微复杂一点。在图2中，旋转轴线5不平行于物体的一个主轴线6。物体的主轴线，即是物体自然转动时所围绕转动的轴线。

举例来说，假设一个短长度的匀称滚筒7绕其延伸的轴线转动，这样，滚筒既静态平衡又动态平衡。现在，将两个重物附加到滚筒的内侧，重物8附加到滚筒的一端，重物9附加到滚筒的另一端，两个重物面对面设置。物体的重心10保持不动，从而，现在依然保持静态平衡，但是，转动滚筒将会引起振动，即出现动态失衡。静态失衡能够在静止状态下发现，可看到物体将滚动到静止状态；而动态失衡仅能够在滚筒转动时(即运动状态下)，才能够探测到。

                      本发明的公开

本发明的目的是提供一种供洗衣设备使用的有效的平衡系统，它克服了前面所提到的各种缺点。

就第一个方面而言，本发明包括一种洗衣设备，其中包括：

一个多孔滚筒，用于将洗涤的衣物进行脱水；

一个坚固的、独立的滚筒支承装置，支承所述的滚筒，使所述的滚筒能够转动，但不会相对于支承表面的移动；

驱动装置，用于驱动滚筒以脱水速度转动；

一个荷重平衡系统，用于在脱水期间补偿滚筒及滚筒内荷重的失衡。

就第二个方面而言，本发明包括一种洗衣设备，洗衣设备包括：一个多孔滚筒，用于洗涤衣物的脱水；驱动装置，适于驱动滚筒以脱水速度转动；以及一个荷重平衡系统，用于在脱水期间补偿滚筒及滚筒内荷重的失衡，所述的荷重平衡系统包括：

第一传感装置，设在滚筒旋转轴线上的不止一个位置上，用于探测荷重的动态转动失衡；

一个数字处理器，用于接收上述传感装置的输入信号，并按照程序来计算一个或多个需要添加给滚筒的配重质量的大小和位置，以校正所探测到的失衡；

校正装置，用于给滚筒添加两个或更多的配重质量，其中，至少一个配重质量和其余配重质量轴向间隔布置，配重质量的添加由处理器负责控制，以致于结果数值和位置与计算数值和位置基本上相似，以校正失衡。

就第三个方面而言，本发明包括一种洗衣设备，洗衣设备包括：一个多孔滚筒，用于洗涤衣物的脱水；驱动装置，适于驱动滚筒以脱水速度转动；一个荷重平衡系统，用于在脱水期间补偿滚筒及滚筒内荷重的失衡，荷重平衡系统包括：

第一传感装置，设在滚筒旋转轴线上的不止一个位置上，用于探测荷重的动态转动失衡；

校正装置，用于给滚筒添加两个或更多的配重质量，以校正因转动而产生的失衡；

一个数字处理器，用于接收上述传感装置的输入信号，并借助软件程序使处理器能够完成下述工作步骤：

(a)使驱动装置通电，把第一个预定转速施加给滚筒；

(b)命令校正装置至少在滚筒的一端添加至少一个小的失衡，并存储在滚筒的每一端所探测到的转动失衡；

(c)确定添加至少一个失衡和在滚筒每一端所探测到的失衡之间的差别关系，由此计算出一个或多个需要添加给滚筒的配重质量的数值和位置，以校正实际失衡；以及

(d)控制通过校正装置给滚筒添加的一个或多个配重质量，使结果数值和位置基本上与计算数值和位置相似，以校正失衡。

就第四个方面而言，本发明包括一种洗衣设备，洗衣设备包括：一个多孔滚筒，用于洗涤衣物的脱水；驱动装置，适于驱动滚筒以脱水速度转动；以及一个荷重平衡系统，用于在脱水期间补偿滚筒及滚筒内荷重的失衡，荷重平衡系统包括：

第一传感装置，设在滚筒旋转轴线上的一个或多个位置上，用于探测荷重的动态转动失衡；

第二传感装置，设在滚筒旋转轴线上的一个或多个位置上，用于探测滚筒旋转轴线的绝对加速度；

一个数字处理器，用于接收第一和第二传感装置的输入信号，并按照程序来计算一个或多个需要添加给滚筒来校正所探测到失衡的配重质量的大小和位置；

校正装置，用于给滚筒添加一个或更多的配重质量，其中，至少一个配重质量和其余配重质量轴向间隔布置，配重质量的添加由处理器负责控制，以使结果数值和位置基本上与计算数值和位置相似，以校正失衡。

本发明不仅包括上述内容，而且提供了结构型式，后面给出了所设想结构型式的实例。

                附图的简要说明

对本发明的一个最佳形式的描述，将参照下面的附图来进行，附图中：

图1为示意图，表示静态失衡情况；

图2为示意图，表示动态失衡情况；

图3为本发明的一种洗衣机的透视图，利用剖面来表示这种洗衣机；

图4为图3所示的洗衣机的装配示意图，以透视图的形式示出了组装成洗衣机的各主要部件；

图5为示意图，表示滚筒的轴承座；

图6为滚筒的示意图，图中示出了平衡水腔及传感器；

图7为示意图，表示图3所示的洗衣机的供水系统及电子系统；

图8为波形图，以实例的形式给出了振动传感器的输出波形；

图9为曲线图，示出了加权曲线；

图10为示意图，表示给平衡水腔注水的决策过程；

图11为程序方框图，表示失衡探测算法的控制流程；

图12为程序方框图，表示平衡校正算法的控制流程；

图13为程序方框图，表示转速算法的控制流程；

图14为示意简图，表示当洗衣设备支撑在柔性地板上时的等效弹性系统；

                实现本发明的最佳方式

本发明提供了一种用于平衡洗衣设备内荷重的新颖方法，这种方法特别适用于洗衣机。它无需悬挂系统，大大简化了机器的结构。

虽然下面的说明是关于水平轴滚筒洗衣机的，但应当知道，本发明也适用于非水平轴和垂直轴洗衣机，总的来说，适用于各种转动洗衣设备。

设备总体结构

本发明将主要针对洗衣机来进行描述，不过，许多原理也同样适用于洗衣房干燥机。图3和图4表示一种水平轴洗衣机，它有一个多孔滚筒11，滚筒通过其转轴、以左右基本上水平的取向支承在机壳12内。机壳12包括用来将离开滚筒的漂洗或洗涤液限制在一个水密室内的阻水表面。机壳12的一些部件，可以和阻水表面一起加工成型(例如，利用双层热成型工艺)。特别是洗衣机的后壁及侧壁，可以这样加工成型。

洗涤操作系统包括滚筒及其它许多部件，该系统最好采用顶装式结构。在图3中，水平轴滚筒11被放置在长方形机壳12内，洗衣机顶部设有一个可打开和关闭的铰接盖板14。也可以采用其它结构形式。

滚筒11由位于两端的轴承15支承，每个轴承又由滚筒支承件16支承。在本发明的实施例中，轴承在外侧轴向装在轴19上，轴19从滚筒端面21、22的毂盘20上伸出。其它的轴向布置同样是可以的，例如，轴承设置在滚筒毂盘外表面上的凹陷部位之内，装在从滚筒支承件伸出的轴上。滚筒支承件16被表示为一个具有整体形状的基本支承构件，这又一次理想地适于利用双层热成型工艺、吹塑工艺或其它类似工艺来制作。每个滚筒支承件最好带有加强筋区域23和滚筒接纳凹陷区域25，凹陷区域用于接纳滚筒11的两个端面21和22。滚筒支承件16与子结构接合，在侧壁27和28的附加表面内相互锁定。其它并非最佳的结构也是可以的，例如，利用单个元件或机械悬挂系统组成的框架结构。

每个滚筒支承件16都在壁中央区域25上有一个轴承支承孔。轴承座29装入轴承支承孔，轴承15装入轴承座29的轮毂。

在本发明的最佳实施例中，如图3和图4所示，滚筒11的组成如下：一个多孔金属环30；一对端面21、22，用于封闭多孔金属环30，以构成一个圆柱形腔室；一对叶片31，展开在滚筒端面21和22之间。

在本发明的最佳实施例中，仅从端面21驱动滚筒，因此，叶片31不仅要将转动扭矩传递给非驱动端面22，而且还要保证滚筒总成11的纵向刚度。为此，叶片31宽而薄，不过，有足够的长度和内部加强装置，以获得所需阻力，以阻止因失衡的动态荷重而产生翘曲。叶片31，最好具有特殊的形状，包括前缘和后缘，以帮助翻转洗涤物品。在本发明的最佳实施例中，叶片31的取向与转动方向反向，以致于无论滚筒向哪个方向转动，总是一个叶片朝前，另一个叶片朝后。这种叶片布置的另一个优点是，能够使用户顺利地打开洗涤腔室，如下所述。

在本发明的洗衣机的最佳实施例中，滚筒11支承在位于两端的一对滚筒支承件16之间。滚筒11的出入口，通过圆柱壁面30上的一个滑动舱盖33来提供。舱盖部分通过闭锁机构34、35、36、37、38来接合，在工作时连接为一个连续的环。因此，对水平轴洗衣机来说，洗衣机的机壳12被加工成顶装式，而不是更为常见的传统前装式。

洗衣机带有一个电机(转子39和定子40在图4中可见)，用于在工作的所有阶段(洗涤、漂洗及脱水阶段)实现滚筒的转动。在本发明的洗衣机的最佳实施例中，电机是一种直接驱动的外流换向无刷直流电机，电机永磁转子39连接滚筒11的端面21，定子40连接到滚筒支承件16上。EP0361775描述了一种适用的电机形式。

用户接口24，使用户能够控制洗衣机的功能和运转。电子控制设备整体包含在接口模块内，并对机器的工作过程进行电子控制。

平衡系统

在本发明中，通过一个动态控制平衡系统，在滚筒11高速旋转期间，可将因荷重失衡而产生的、会影响脱水效果的各种力减小到最低限度。这种平衡系统利用电子信号来确定重新动态平衡滚筒11所需要的重量分配校正，电子信号由测力传感器的变形所产生，测力传感器被置于轴19两端的轴承座29内。如图5所示，每个轴承座29有一对隆曲桥40和41，每个隆曲桥上装有一个测力传感器42。测力传感器42的输出信号传送给洗衣机的控制处理器，用来执行平衡任务，如图6所示，平衡是通过给位于滚筒上的6个平衡水腔43、46、47、80、81和82中的一个或多个加水来实现的。在滚筒端面21和22的末端，各有3个以120°分隔布置的这种水腔。

图7相当详细地示出了这种平衡系统。来自测力传感器42的信号，经过低通滤波器50，传送给微处理器51的输入端，微处理器51机可以是任务专用处理器，也可以是洗衣机的主控制处理器。编入微处理器51的各种算法(将在后面进行详细介绍)，将给电机控制器52下达转动指令(例如，提高/降低转速)和给阀门驱动器53下达平衡校正指令(例如，打开/关闭阀门54)。电机控制器52随后将改变电机绕组的励磁，以执行旋转指令。阀门驱动器53将打开或关闭适当的平衡阀门54，平衡阀门使水能够经过注水器44流入相应的通往相应水腔的水道45。另外，阀门驱动器53还能够通过改变分别流经高流速阀门55和低流速阀门56的水流量，实现粗略控制模式和精密控制模式之间的转换。

为了校正失衡，必须人为地加上相等的反相静态失衡及动态失衡。要加上一个静态失衡，仅需要在某个半径距离和转动角(或相位角)上，在沿旋转轴线的与重心相同的位置上，加上一个一定数值的质量。但是，要加上一个动态失衡，则需要在沿旋转轴线的重心两侧等距的两个位置上，加上两个相等的反相失衡。结果是，通过在沿旋转轴线的两个分离位置上，以两个独立的相位角，加上两个独立的质量(可以在相同的半径上)，即能够校正静态失衡和动态失衡。有四个变量需要确定，从而，必须获得有关失衡特性的四个有用信息。

这四个信息，通常通过测量振动系统的两个独立位置上的加速度、速度、力或位移来获得。仅需要两个传感器位置而不是4个传感器位置，其原因是，有关信号为正弦信号，从而信号中含有两个信息。一个是信号的模，另一个是相对于旋转系统某个基准点的相位角。

当在两个独立位置上获得了信号的量值及相位角时，需要一种方法来计算用于校正失衡的两个质量及其相位角。将信号数据和质量数据表示为两个复数矢量，将信号数据和质量数据的相互关系表示为一个由四个复数组成的矩阵。这个矩阵，当用来将质量矢量映射到信号矢量时，被称为响应矩阵，它是用来反过来将信号矢量映射到质量矢量(代表失衡)的逆矩阵。

采集失衡数据的技术，在实际上难以实现。这是因为一些类型的信号比另外一些类型的信号较难测量，而且即使获得了良好的信号，响应矩阵也能够变为不可以预测的和难以了解的，它和在哪里测量到的信号有关。在本发明的最佳实施例中，失衡是利用力或应力测量结果来表示的。存在的应力循环使得应力易于测量，而且在低速下，信号电平也完全满足要求。

由于这种洗衣机没有悬挂系统，因此，机壳实际上是与滚筒转动轴刚性连接。这意味着当洗衣机支撑在硬性地板上时，说明失衡和轴承受力之间关系的响应矩阵，是合理的可对角化矩阵，而且它不会随着速度的变化而发生复杂的或不可预测的变化。因此，当洗衣机支撑在硬性地板上时，对于平衡来说，作用在滚筒两端轴承上的力的径向分量(例如，垂直方向分量)，是最有用的测量信号。当洗衣机支撑在软性地板上时，则适用不同的关系式，有关这方面的内容将在后面描述。

传感器

要实现完全的静态和动态平衡，需要获得有关失衡特性的四个有用信息。对于平衡来说，由于满足要求的信号是作用在滚筒两端轴承上的力的径向分量，因此，需要两个测力传感器。在本发明的最佳实施例中，如图4所示，一对传感器42设置于轴19的两端上。

适用于这种用途的应力传感器是压电片。这种类型的传感器产生大的信号输出，而且受射频干扰的影响不大。但是，因压电片的电荷泄漏，压电应力传感器仅仅能够测量出负载变化。

这种压电片相对于外加力，具有特定的响应。由于力与频率的平方成正比，响应数值又与力的频率成正比，因此，传感器输出和滚筒每分钟转速之间的关系为立方关系。

更具体地讲，如图5所示，轴承座好像是两个同心的圆柱形圆环。前面所描述过的荷载桥40和41，分别连接在内环47的顶部和底部，而且是连接在外环46上表面的对向区域。来自滚筒的负荷，经过安装在内环47内的轴承15、荷载桥48和测力传感器42，进入外环46，进而向外进入外部结构。应当知道的是，就这种形式而言，荷载桥将会因受到转动滚筒的垂直方向的任何力而弯曲，这将使压电片发生变形，从而产生一个代表失衡力的信号。

动态控制

在本发明的最佳实施例中，使用了一种动态控制方法。无论如何也不能够把这种控制方法和前面所描述过的静态及动态失衡控制方法混为一谈，它简单地称之为自然控制方法，属于“静态”控制。静态控制方法并不利用或保持其目标系统时间相关特性的数据。因此，静态控制方法表现为旨在恢复平衡的“单稳冲(single shot)”努力，而且在每次执行“单稳冲”之后，必须提供足够的时间，以便在执行下一次“单稳冲”之前，使系统恢复到稳定状态。而动态控制方法能够预测系统的时间相关特性，通过记忆最近结束的动作，能够连续不断地校正系统，即使系统处于瞬间响应状态。

最佳动态控制的主要优点是：控制环路能够在偏差出现时即校正偏差，而不必等到下一个执行时间的到来。对于时间响应慢的系统来说，这是一个很大的优点。为了有效地工作，控制器必须编有程序，来估算目标系统的时间相关响应。但是，如果时间相关响应没有大的突变，仅需要大致近似地估算时间相关响应，而且这种方法也非常有效。另外，由于动态控制器是在快速控制环路上运转，输入参数中的任何噪声都会引发许多小的、完全没有必要的校正。为此，必须确定一个最低阈值校正电平，这不会付出任何代价，也不存在任何困难。

时间相关特性的主要来源如下：

·处于平衡状态下的洗衣机发生瞬态变化，要达到振动的稳定态，需要转动几圈；

·“遗忘因数”(对在负载单元上所采集数据求平均值)，对于一种新振动状态，要求出平均值，需要转动许多圈；

·处于平衡状态下的洗衣机所发生的变化不是瞬态的；需要加水0.1秒～60秒；

·洗涤物品脱水，当转速迅速提高时，洗衣机的平衡态可能会改变得相当快。

如果在脱水旋转过程中，洗衣机的转速在大约3秒的时间内从100转/分提高到1000转/分，则洗衣机在这个时间内几乎肯定是处于瞬时响应状态。因此，动态控制器必须能够在洗衣机并不总是处于稳态的情况下，对洗衣机平衡态的变化做出响应。

如上所述，要实现动态控制，本发明的动态控制器必须编有程序，近似地预测洗衣机的时间相关特性。更确切地讲，如果出现失衡，在决定如何校正失衡时，必须知道过去的动作(随时间长度而变化)是怎样来配重的。在最佳实施例中，对于每个水腔，适当注水配重的历史记录的和数，能够被看作是“驻留效应(Effect inWaiting)”；也就是说，控制器依然预测多个信号的定量效果，因此，在控制器决定应当打开和关闭那些阀门时，必须从当前计算的需水量中减去“驻留效应”。

要精确地做到这一点，需要：(1)控制器过去工作的历史记录，历史记录的取值点的数量至少应当能够满足要求；以及，(2)加权数值表，加权数值的数量等于取值点的数量，在本实施例中，这个数至少为10。如果我们将取值点的数量称之为N，要存储6个控制输出信道的历史记录(每个控制输出信道的取值点的数量均为N)，则需要6N个取值点。另外，要计算历史记录的效果，则需要6N相乘。如图9所示，一个简化应当是利用近似于精确加权曲线60的“表头(table top)”曲线61。这就消除了对于加权数值存储表的需要，而且还将6N相乘减小到6N相加，但即使这样，还是复杂。图9中还给出了对于精确加权曲线的一个非常原始的近似曲线，负指数曲线62。尽管负指数似乎很复杂，但实际上极易获得，它只是一个“遗忘因数”型的平均值。所需要进行的全部工作是：对于每个水控制通道，产生一个驻留可变效果，并且，每次控制循环都将把它与一个确定因数(在0～1之间)相乘，如果水控制阀门在上个控制环路期间是打开的话，再给它加上某个增量值。对于每个控制循环的执行来说，所需要进行的所有计算是6个乘法和6个加法计算，大大减少了计算量。为了避免出现随转速变化的不同“遗忘因数”，控制循环的执行必须以每圈转动为基础。借助于每圈转动传感器，通过执行平衡控制码(直接在数度采集转化码后面)，即易于实现这种控制循环。当然，总水量必须根据当前转速而不是时间来计算，但这是一件简单的事情，因为数值校准因数的变化和每分钟转数成正比，而不是和每分钟转数的平方成正比。

需要考虑的另外一点是，每次只考虑一端，如果失衡出现在一个水腔(比如说，水腔43)的正对面，那么，数据采集例行程序将把这个水腔确定为主要的需水腔，但是，由于信号上存在噪声，几乎可以肯定地说，其它水腔中的一个水腔也需要少量的水。这个次要的需水量远远小于主需水量，这个非主要的需水腔，有时是水腔46，有时是水腔47，这取决于最后几转内的噪声。如果平衡控制例行程序在确定水腔43需水量的较长时间内，也确定了次要的需水量，也会渐渐地给水腔46和47注水，从而取消注入水腔43的部分水量，给水腔43留下少量的净空，用于以后进一步的平衡校正。显然，平衡控制器一定不会同时确定一端的两个水腔，除非两个水腔中没有一个是因为噪声而被确定需要注水，也就是说，除非两个水腔需要相似的水量。同样，由于洗衣机的两端并不是真正的独立系统而是弱连接的系统(这方面的内容将在后面描述)，一端出现大的失衡力，将会在另一端引起“重像”(ghost image)，因此，平衡控制器一定不会同时确定两端，除非两端中没有一端存在“重像”，也就是说，除非两端需要相似的水量。解决上述两个问题的最简单方法是，确定6个水腔的最大需水量，而后，确定一个动态“噪声”阈值，它等于水的“噪声”阈值的一半(如图10所示)。如果当前需水量70减去当前“驻留效应”71，再减去噪声值所得到的结果72，高于前面所提到过的增量值，则水阀门(例如，阀门5)被打开。在此，通过调整增量，可进行数值校准。

最后，必需要有一个少量的滞后来防止反复的短促阀门致动。这可以简单地通过利用上述的决定何时打开阀门的判断标准来实现，但是在决定何时关闭阀门时，需要使用一个不同的判断标准。决定何时关闭阀门的判断标准更为简单：在当前的需水量小于当前的“驻留效应”时，水阀门才被关闭。也就是说，一旦阀门打开，只有到水腔要求被满足时，阀门才会关闭。

控制算法

主动平衡转动的任务能够再分成三个子任务或算法：

失衡探测算法   (IDA)

平衡校正算法   (BCA)

转动算法       (SA)

失衡探测算法(IDA)(见图11)只和失衡数据的采集有关，而且被嵌入电机控制例行程序。只要电机运转，失衡探测算法即处于运行状态，其结果可供平衡校正算法(BCA)使用。

转动算法(SA)(见图13)只和执行所期望的转动曲线有关。它根据IDA要求的曲线和IDA确定的振动水平，迅速提高洗衣机的转速。

平衡校正算法(BCA)(见图12)只和校正由IDA所确定的任何失衡有关。这是一种先进的控制算法，考虑到了洗衣机和失衡探测算法的时间相关特性。只要洗衣机的转速高于大约150转/分，平衡校正算法即处于运行状态。

信号分析—IDA处理

确定荷重的失衡，需要每个信号内的周期旋转正弦分量的模和相位角。遗憾的是，信号并不像是规则的正弦信号，而像是杂乱的信号，这是由洗衣机内非线性结构和射频干扰(RFI)所造成。必须用某种方法从这样的信号中获得周期旋转分量或“基波分量”。

通过信号数字取样和利用离散傅里叶变换技术，即可以做到这一点。没有必要计算整个变换，离散傅里叶变换使我们能够获得数量为转动一圈信号取样数量一半的频率分量，但仅仅是“基波分量”(在使用8位微处理器时，进行离散傅里叶变换需要花费一些时间)。具体方法是：将每个信号取值点乘以在相同相位角上的滞后于旋转基准标志的周期旋转余弦波数值，而后，把转动一圈所获得的每个结果加起来，最后，再除以结果数。这就给出了复数结果的实数(或x)部分。虚数(或y)部分也利用同样的技术来推出，但使用的是正弦波而不是余弦波。所得到的复数可以被转变成极坐标形式，指出信号内“基波分量”的模和相位角。另外，为了防止假频的混淆输入，信号首先要通过一个模拟滤波器，去除频率高于取样频率一半的“频率分量”。

如果取样是以每圈固定数量而不是以固定频率来进行，可以大大简化离散傅里叶变换分析。这自然需要一个旋转编码器，在本实施例中，已经以直流无刷电机的形式提供了旋转编码器。因此，必须在每圈上使用多个取样点，每圈精确地分为由电机执行的换向数值。另外，这还能够获得预编表格(称之为“正弦表”)所需要的正弦数值，借此，通过向前移动四分之一周期，即可获得余弦数值。必须在每圈上具有合理数量的取样点，以便使混淆在“基波分量上”的谐波分量的数量级，远远超过低通滤波器的截止频率。这意味着在转速高于200转/分钟的情况下，要获得可靠的取样，取样点的数量至少必须是12。每圈的取样点应当使用偶数，以便使正弦表完全对称，也就是说，在不考虑符号的情况下，正序和负序相等。这可确保输入信号上的直流偏差不会影响“基波分量”。图8说明了经过滤波的信号57和提取出的“基波分量”58。

另一方面，如果使用功能更强的微处理器，通过将数据采集能力提高到最大，还能够进一步降低噪声。这应当意味着以较高固定频率而不是以每圈固定数量来取样。另外，正弦值和余弦值可以计算或者从表中插入，从而，大大简化了计算。

在源信号的“基波分量”被获得时，“基波分量”中不可避免地含有一些噪声分量(也就是说，相邻测量结果将有些差异)。消除这种状况的最佳方法是，确保信号源是精确、纯净的信号源，而且信号源具有线性响应。当信号源被确定时，可以利用求平均值技术来消除残余噪声。

利用“遗忘因数”即使这样的一种技术。例如，每当采集到一个新测量值时，新平均值等于旧平均值的70％加上新测量的值30％(＝100％-70％)。在此，“遗忘因数”使用的是0.3，因为在计算新平均值时，旧平均值的0.3被遗忘，而取而代之以新测量值的0.3。这种形式的求平均值适用于价格便宜的基于应用的存储容量及处理速度适中的微处理器。

对测量结果求平均值的主要缺点是，失衡探测的响应时间减慢。这只不过是因为：为了减小噪声，在求平均值时，必须要使用几个测量结果，而噪声又只能够从过去测量结果中获得，无法从未来的测量中获得。“遗忘因数”越小，过去测量结果的平均值记忆得就越多，从而，对洗衣机振动变化的响应也就越慢。

由于平衡仅能够经过多次逐步逼近来实现(因洗涤衣物脱水的缘故)，因此，没有必要以一次“冲击”来实现完全的平衡。从这种观点看，可以接受的是进行几次“近似化”，其中，最主要的是把洗衣机看作是两个独立的与每个信号源都有关的单自由度(SDOF)系统。这样做的优点是，微处理器不必计算和变换2×2响应矩阵，仅需要推算洗衣机每端的两个单自由度(SDOF)响应。

由于测量数据是以笛卡尔格式(x&y)表示的复数，而响应是以极性格式(模&相位角)来表示，因此，在每一端，都需要进行格式变换和复数分割，以获得水校正矢量。虽然按常规这并不可能实现，但是，有更为简单的方法：取响应相位角，将其直接引入离散傅里叶变换，参考正弦数值表，作为取值点每个整数的补偿。随着洗衣机速度的变化，这些补偿也可以调节，以校准相位角。另外，也可以利用作用于矢量的旋转矩阵，在不对正弦表施加任何补偿的情况下，通过计算，进行相位校准。模的校正，过后由动态控制例行程序来进行。

一旦在滚筒每一端都获得了失衡的x分量和y分量，这时就需要计算滚筒每一端需要多少水，原因是水腔采用120°相隔布置。如果水腔采用90°相隔布置(即像x轴和y轴那样相互垂直布置)，那么这个问题将变为没有意义，但这需要在滚筒每一端布置四个水腔，从而需要两个以上的水控制阀门及有关驱动装置。因此，一种较为简单的方法是，计算信号矢量在同水腔一样相隔的120°相隔轴线上的投影。

实现的方法非常简单。离散傅里叶变换技术利用正弦波形和余弦波形，来分离出相互垂直的x和y的投影。这是完全自然地从下述事实得出的：余弦波是向左移动90°的正弦波。因此，要将信号矢量分割成120°相隔的投影，仅需要用向左移动120°(即三分之一圈)的正弦波来取代余弦波。

相位校准信号现在代表失衡在第一个和第二个水腔上的投影。要获得失衡在第三个水腔上的投影，我们可以使用矢量恒等式：全部120°相隔的等值的三个矢量的和必须等于零，也就是说，在第三个水腔上的投影是在第一个水腔和第二个水腔上的投影之和的负值。通过给响应相位角加上半圈，所获得的三个数值可用来表示恢复水平衡所需要的在每个平衡水腔上的投影。

最后，三个投影中至少有一个投影将是负的，负值代表要从平衡水腔中排出水。但这是不能实现的，为此，我们只是简单地给所有三个数加上一个常数，以便使最小的负数变为零，并保证其它两个数为正数。

总体控制战略—SA

旋转过程的总体控制由旋转算法SA负责。它从转子转速为零开始，并中止BCA校正控制算法。其首要任务是更好地分配洗涤荷重，以便能够开始旋转。如果在非常低的转速下，振动低于初始阈值，则允许洗衣机的转速提高到BCA校正控制算法开始启动的最低BCA转速。如果振动不低于起始阈值，则在停止和显示错误信息之前，多次尝试重新分配洗涤荷重。一旦BCA校正控制算法实现了目标转速，则允许洗衣机按所期望的时间继续转动，到时间后，转子停止转动，阀门关闭，BCA校正控制算法中止工作。

动态平衡—BCA

更具体地讲，图12所示的平衡校正算法，从校准来自失衡探测算法IDA的相位信息开始。矢量旋转的步进是可以选择的，这取决于所使用的方法(可选用的方法是给正弦表施加补偿)。随后，校正矢量并计算振动水平。如果启动标识为真，而且振动电平低于预定的临界界限，决策过程开始启动。首先，将振动电平与多个阈值进行比较，以确定是否能够提高转速。随后，根据振动电平，启动精密校正或粗略校正(对应于阀门的低流速或高流速)。更新过去动作的“驻留效应”，还有当前的矢量信息及每个阀门的状态，做出是打开还是关闭各个阀门的决定。如果不能保持转速平稳(即允许加速)，而且转速现还没有达到所希望的目标水平，则允许将转速提高到目标水平。此时，动态平衡BCA循环到起始位置，并开始另一个重复，有效地连续校正和加速，直到它到达目标速度时为止。

进一步改进

应当知道，在上述实施例中，洗衣机是假定支撑在硬性地板上(例如，水泥地板)。但情况并不总是这样，例如，洗衣机是支撑在木地板上，这使洗衣机有可能在转动过程中出现明显的位移，这时，前面所描述的技术将不是完全成功的。因此，在进一步的改进中，本发明还提供了一种方法及设备，用于校正当洗衣机被支撑在非硬性表面上时所出现的旋转失衡。

图14表示等效弹性系统，示出了滚筒100、机壳102和基准面104。第一弹簧106位于滚筒100和机壳102之间，有效地表示了把轴承座与滚筒支承件或洗衣机机壳连接起来的荷载桥的弹性。这个荷载桥还是测力传感器的基底，测力传感器用来测量在洗衣机滚筒和机壳之间的力。第二弹簧部件108代表支撑表面(例如，柔性木地板)的弹性。第二弹簧108是复合式的，而且包括有一个减振部件110。为了测量滚筒100相对于基准面104(即静止基准点)的加速度或位移，将一个加速度计连接到轴承的一个非转动区域，或者连接到测力传感器荷载桥的邻近区域。

现在，假定洗衣机正在以一定转速旋转，而且是处于完全的平衡状态。假设我们现在通过给一个平衡水腔注入少量的水，在一端上加上一个小的“失衡”(F_O/B)荷重。如果洗衣机的两端完全表现为独立的机械系统，那么，可以预料的是，我们现在可以在加水的那一端上测量到力矢量，而在另一端上并不会发生任何变化；另一端依然保持完全的平衡状态。但是，洗衣机的两端并不是独立的系统，实际上，我们发现我们在两端上都能够测量到力矢量。洗衣机的两端被称之为是相互“连接的”。由于这种连接的结果，在一端上测量到的力矢量不仅与这一端上的“失衡”F_O/B矢量有关，而且还与洗衣机另一端上的F_O/B矢量有关。因此：

F₁＝R₁₁ ^*F_O/B1+R₁₂ ^*F_O/B2

公式中，F₁为在洗衣机第1端所测得的力矢量，F_O/B1和F_O/B2分别是在第1端和第2端上的F_O/B矢量，R₁₁和R₁₂是F_O/B1和F_O/B2各自在第1端上的响应因数。

(注意，R₁₁和R₁₂也是矢量；每个都是由模和响应的相位滞后组成)

同样，在第2端，我们可以写成：

F₂＝R₂₁ ^*F_O/B1+R₂₂ ^*F_O/B2

公式中，F₂现在为在洗衣机第2端所测得的力矢量，R₂₁和R₂₂是F_O/B1和F_O/B2各自在第2端上的响应因数。

这两个等式在数学上可以结合为一个矩阵等式：

    F＝R^*F_O/B

公式中，F为纵列矢量(含有多个矢量) $\left[\begin{array}{c}{F}_1\\ F_2\end{array}\right]$

F_O/B为纵列矢量(含有多个矢量) $\left[\begin{array}{c}{F}_{O/B1}\\ F_{O/B2}\end{array}\right]$

R为响应矩阵(含有多个矢量) $\left[\begin{array}{cc}{R}_{11}& R_{12}\\ R_{21}& R_{22}\end{array}\right]$

现在，如果洗衣机在转动中保持滚筒的绝对刚性，那么，可以预料的是，力传感器能够精确地测量出确定F_O/B离心加速度所需要的力矢量。但是，情况却并非如此。洗衣机的外部结构并不是无限刚性的，而且地板、房间、甚至是房屋底部的地面也不是无限刚性的。因此，力传感器还会测量到一个由于洗衣机的机械响应所造成的分量，这个分量是上述所有因素(洗衣机的结构、地板、房间------)的函数，而且也是滚筒转速的函数。注意，正是这个洗衣机响应的额外分量对矩阵内的连接项(R₁₁和R₁₂)有影响，从而，使整个矩阵一般不能够预先校准。

以下是两种可行的技术：

(1)通过测量每一端的加速度矢量，我们可以确定洗衣机的机械响应，然后，通过恰当地结合每一端的力矢量和加速度矢量，我们能够获得一个新的矢量，对此，响应矩阵是解除连接的(即，R₁₁和R₁₂是仅有的有效项)。另外，这个矩阵还不是未知参数的函数，从而，能够在工厂进行校准。

(2)通过给F_O/B施加小的但已知的变化，并测量力矢量的结果变化，能够了解在转动过程中的响应矩阵′R′。

第一种技术非常健全，但需要增设加速度传感器，用来测量滚筒的绝对垂直加速度。

第二种技术非常巧妙，但存在几项在后面列出的困难。

第一种方法—加速度测量

从前面所描述过的系统看，显然，测力传感器所测得的力并非是对失衡的精确测量结果。为了确定失衡以进行校正，控制器必须考虑到复杂的系统外部对于洗衣机失衡的影响。因此，应当知道，作用在滚筒上的绝对力F₂能够表示为：

F_a＝m₁×a_a

公式中，m₁为滚筒的质量，a_a为由加速度计所测得的滚筒的绝对加速度。这个力又由下面的力组成：

F_a＝F_o/b+F₁

公式中，F_o/b为失衡力，F₁为由测力传感器所测得的力。通过重新排列，失衡力F_o/b可以用已知变量来表示：

        F_o/b＝(m₁×a_a)-F₁

并由控制器来计算出。虽然F₁可从前面所描述过的失衡探测算法IDA中来获得，但是，加速度计的输出需要经过一个类似的滤波过程，传送给失衡探测算法IDA，以提供有效的信号。滚筒质量m₁是一个推算值，其推算是根据滚筒已知重量、给洗涤物品加入的水量、以洗涤物品的“类型”为基础的各种已知特性来进行的。可以利用多种已知的织物感应技术中的任何一种技术，例如在美国专利US 4857814中所公开的技术，来确定洗涤衣物的“类型”。

上述内容作了这样的假设：滚筒的每一端可以分别对待。通过使用这种方法，我们发现，这是一个令人满意的假设。但是，在一些情况下，这种假设不能够满足要求，可能需要一种更精确的系统。在这种情况下，必须考虑到滚筒两端之间的连接。为此，可以通过对系统进行连续试验，确定出连接矩阵γ，在矩阵中，ξ为重心位置与滚筒长度的比值，而α为惯性系数。 $\mathrm{\α}=\frac{I}{m_1{l}^2}$ $\underset{-}{r}=\left[\begin{array}{cc}{(1-\mathrm{\ξ})}^2+\mathrm{\α}& (1-\mathrm{\ξ})\mathrm{\ξ}-\mathrm{\α}\\ (1-\mathrm{\ξ})\mathrm{\ξ}-\mathrm{\α}& {\mathrm{\ξ}}^2+\mathrm{\α}\end{array}\right]$

从这个公式，我们可以计算出失衡力：

      F_o/b＝γm₁A+F₁

在公式中，加速度矢量A可以表示为： $\underset{-}{A}=\left[\begin{array}{c}{a}_1\\ a_2\end{array}\right]$

而把荷载桥上的力F₁表示为： $\underset{-}{F_1}=\left[\begin{array}{c}{F}_{11}\\ F_{12}\end{array}\right]$

第二种方法一确定系统响应

鉴于前面的公式：

       F＝R^*F_O/B

如果洗衣机的响应是比较线性的响应

       dF＝R^*dF_O/B

公式中，dF和F_O/B仍为2×1纵列矢量，而R为2×2响应矩阵。dF表示由于增加F_O/B矢量dF_O/B而造成的力矢量的变化。但实际上，我们想要求出F_O/B矢量，这是去除所测量到的F矢量所需要的。要做到这一点，我们需要重新处理等式，在等式的两侧乘以R的逆矩阵：

       inv(R)^*dF＝inv(R)^*R^*dF_O/B

得出：

       dF_O/B＝inv(R)^*dF

这是因为任何矩阵乘以其逆矩阵都产生等同矩阵(identitymatrix)。我们还将R的逆矩阵称之为′A′，它是告诉我们如何去做的′行动′矩阵。因此：

      dF_O/B＝A^*dF

公式中，A＝inv(R)

问题是我们想求出A。求出A的方法是：在一端上增加一个小的但已知的失衡，而对另一端什么也不做。让我们用dF_O/Ba来表示这个增加的失衡，用dF_a来表示力矢量的对应变化。记住，dF_O/Ba和dF_a都是纵列矢量(含有多个矢量)。现在，重复上述步骤，但是，这次是给另一端增加一个小的失衡。让我们用dF_O/Bb来表示这个增加的失衡，用dF_b来表示力矢量的对应变化。现在，我们将这两次试验结合在一起，写成：

       (dF_O/BadF_O/Bb)＝A^*(dF_adF_b)

或者

       DF_O/B＝A^*DF

公式中，DF_O/B和DF现在是2×2矩阵，通过并列结合两个2×1纵列矢量而构成。将等式的两侧乘以DF的逆矩阵：

       DF_O/B ^*inv(DF)＝A^*DF^*inv(DF)

得出

       A＝DF_O/B ^*inv(DF)

因此，行动矩阵现在是已知的，可用来计算消除所测到的F矢量所需要的校正值。为了说明所有这一切，下面举一个实例。假定洗衣机正在以某个恒定的转速转动，而且我们在每一端测量到的力矢量都是： $F=\left[\begin{array}{c}1<0\\ 2<90\end{array}\right]$

现在，假设我们在第1端处于90°位置时加入一个单位的水，而对第2端什么也没做，则新的力矢量变为： $F_{\mathrm{new}1}=\left[\begin{array}{c}1.414<45\\ 2.236<53.4\end{array}\right]$

这给出： ${\mathrm{dF}}_{O/\mathrm{Ba}}=\left[\begin{array}{c}1<90\\ 0<0\end{array}\right]$ 和 ${\mathrm{dF}}_a=\left[\begin{array}{c}1<90\\ 1<0\end{array}\right]$

现在，对于第二轮，假设我们在第2端处于0°位置时加入0.5个单位的水，而对第1端什么也没做，则新的力矢量变为： $F_{\mathrm{new}2}=\left[\begin{array}{c}2.414<45\\ 3.200<57.7\end{array}\right]$

这给出： ${\mathrm{dF}}_{O/\mathrm{Ba}}=\left[\begin{array}{c}0<0\\ 0.5<0\end{array}\right]$ 和 ${\mathrm{dF}}_a=\left[\begin{array}{c}1<45\\ 1<45\end{array}\right]$

从而， ${\mathrm{DF}}_{O/B}=\left[\begin{array}{cc}1<90& 0<0\\ 0<0& 0.5<0\end{array}\right]$

而且， $\mathrm{DF}=\left[\begin{array}{cc}1<90& 1<45\\ 1<0& 1<45\end{array}\right]$

从而， $\mathrm{inv}\left(\mathrm{DF}\right)=\left[\begin{array}{cc}0.707<225& 0.707<45\\ 0.707<0& 0.707<270\end{array}\right]$

而且， $A=\left[\begin{array}{cc}0.707<315& 0.707<135\\ 0.354<0& 0.354<270\end{array}\right]$

现在，借助于计算出的A和荷载桥所测出的已知力F，即能够计算出抵消失衡所需要的校正值。最初，行动矩阵是完全未知的，因此，我们必须对初始的F_O/B矢量进行随机推测。在我们对这个矩阵知道一些之后，我们就可以更好地随机推测其初始的F_O/B矢量。

系统总体优点

利用主动平衡技术的洗衣机的主要优点是：

·由于失衡而产生的力，在支承总成以前，即被消除。从而，能够降低对洗衣机结构的要求，使洗衣机能够使用较少的或较便宜的材料；

·消除了悬挂系统的磨损和老化；

·减小了滚筒所需要的间隙，能够在标准外形尺寸的洗衣机中提高洗涤容量；

·降低了开门机构的复杂性，因为不再需要适应悬挂系统的高度变化；

·能够始终保持静音平稳转动；

·能够适应变化的外部环境。

Claims (18)

1.一种洗衣设备，其中，包括：

一个多孔滚筒，用于洗涤衣物的脱水；

一个坚固的、独立的滚筒支承装置，支承所述的滚筒，使所述的滚筒能够转动，但不会相对于支承表面的移动；

驱动装置，用于驱动滚筒以脱水速度转动；

一个平衡系统，用于在脱水期间补偿滚筒及滚筒内荷重的失衡。

2.根据权利要求1所述的洗衣设备，其中，失衡平衡系统包括：

第一传感装置，设在滚筒旋转轴线上的不止一个位置上，用于探测荷重的动态转动失衡；

一个数字处理器，用于接收上述传感装置的输入信号，并按照程序来计算一个或多个需要添加给滚筒来校正所探测到失衡的配重质量的大小和位置；

校正装置，用于给滚筒添加一个或更多的配重质量，配重质量的添加由处理器负责控制，以使结果数值和位置基本上与计算数值和位置相似，以校正失衡。

3.一种洗衣设备，包括：一个多孔滚筒，用于洗涤衣物的脱水；驱动装置，适于驱动滚筒以脱水速度转动；以及一个荷重平衡系统，用于在脱水期间补偿滚筒及滚筒内荷重的失衡，所述的荷重平衡系统包括：

第一传感装置，设在滚筒旋转轴线上的不止一个位置上，用于探测荷重的动态转动失衡；

一个数字处理器，用于接收上述传感装置的输入信号，并按照程序来计算一个或多个需要添加给滚筒来校正所探测到失衡的配重质量的大小和位置；

校正装置，用于给滚筒添加两个或更多的配重质量，其中，至少一个配重质量和其余配重质量轴向间隔布置，配重质量的添加由处理器负责控制，以使结果数值和位置基本上与计算数值和位置相似，以校正失衡。

4.一种洗衣设备，包括：一个多孔滚筒，用于洗涤衣物的脱水；驱动装置，适于驱动滚筒以脱水速度转动；一个荷重平衡系统，用于在脱水期间补偿滚筒及滚筒内荷重的失衡，所述的荷重平衡系统包括：

第一传感装置，设在滚筒旋转轴线上的不止一个位置上，用于探测荷重的动态转动失衡；

校正装置，用于给滚筒添加两个或更多的配重质量，以校正因转动而产生的失衡；

一个数字处理器，用于接收上述传感装置的输入信号，并借助软件程序使所述的处理器能够完成下述工作步骤：

(a)使驱动装置通电，把第一预定转速施加给滚筒；

(b)命令校正装置至少在滚筒的一端添加至少一个小的失衡，并存储在滚筒的每一端所探测到的转动失衡；

(c)确定添加至少一个失衡和在滚筒每一端所探测到的失衡之间的差别关系，借此计算出一个或多个需要添加给滚筒的配重质量的数值和位置，以校正实际失衡；以及

(d)控制通过校正装置给滚筒添加的一个或多个配重质量，使结果数值和位置基本上与计算数值和位置相似，以校正失衡。

5.一种洗衣设备，包括：一个多孔滚筒，用于洗涤衣物的脱水；驱动装置，适于驱动滚筒以脱水速度转动；以及一个荷重平衡系统，用于在脱水期间补偿滚筒及滚筒内荷重的失衡，所述的荷重平衡系统包括：

第一传感装置，设在滚筒旋转轴线上的一个或多个位置上，用于探测荷重相对于滚筒旋转轴线的转动失衡；

第二传感装置，设在滚筒旋转轴线上的一个或多个位置上，用于探测滚筒旋转轴线的绝对加速度；

一个数字处理器，用于接收第一和第二传感装置的输入信号，并按照程序来计算一个或多个需要添加给滚筒来校正所探测到失衡的配重质量的大小和位置；

校正装置，用于给滚筒添加一个或更多的配重质量，配重质量的添加由处理器负责控制，以使结果数值和位置基本上与计算数值和位置相似，以校正失衡。

6.根据权利要求2～4中的任何一个权利要求所述的洗衣设备，其中，处理器还编有软件程序，使所述的处理器能够在启动校正装置之前，执行下述操作步骤：

(1)根据第一传感装置的输出，监视转动失衡；

(2)使驱动装置通电，重新分配滚筒内的洗涤荷重，直到估算的失衡低于第一预定阈值为止；

(3)使驱动装置通电，进一步提高滚筒的转速，以便使洗涤物品有效地脱水。

7.根据权利要求5所述的洗衣设备，其中，所述的处理器还编有软件程序，使所述的处理器能够在启动校正装置之前，执行下述操作步骤：

(1)根据所述的第一和第二传感装置的输出，监视转动失衡；

(2)使驱动装置通电，重新分配滚筒内的洗涤荷重，直到估算的失衡低于第一预定阈值为止；

(3)使驱动装置通电，进一步提高滚筒的转速，以便使洗涤物品有效地脱水。

8.根据权利要求6所述的洗衣设备，其中，步骤(3)还包括以下步骤：

(3.a)根据第一传感装置的输出，估算转动失衡；

(3.b)如果估算的失衡低于第二预定阈值，则使所述的驱动装置通电，把滚筒的转速提高一个预定的增量；

(3.c)如果估算的失衡高于第二预定阈值，则计算对应的校正，以抵消失衡；

(3.d)如果估算的失衡高于第二预定阈值，则根据计算出的校正值，利用所述的校正装置，给滚筒增加一个或多个配重质量；

(3.e)如果滚筒的转速低于洗涤衣物有效脱水的水平，则重复步骤(3.a)～(3.d)。

9.根据权利要求7所述的洗衣设备，其中，步骤(3)还包括以下步骤：

(3.a)根据所述的第一和第二传感装置的输出，估算转动失衡；

(3.b)如果估算的失衡低于第二预定的阈值，则使所述的驱动装置通电，把滚筒的转速提高一个预定的增量；

(3.c)如果估算的失衡高于第二预定的阈值，则计算对应的校正，以抵消失衡；

(3.d)如果估算的失衡高于第二预定的阈值，则根据计算出的校正值，利用所述的校正装置，给滚筒增加一个或多个配重质量；

(3.e)如果滚筒的转速低于洗涤衣物有效脱水的水平，则重复步骤(3.a)～(3.d)。

10.根据权利要求8所述的洗衣设备，其中，所述的处理器带有存储装置，而且，步骤(3.c)还包括以下步骤：

(3.c.i)如果估算的失衡高于第二预定阈值，则根据第一传感装置的输出和存储在存储装置中的数据，来估算稳态转动失衡，存储装置中存储有预定数量的在过去由校正装置产生的校正数据；

(3.c.ii)如果估算的失衡高于第二预定阈值，则根据估算的稳态转动失衡，计算对应的校正。

11.根据权利要求9所述的洗衣设备，其中，处理器带有存储装置，而且，步骤(3.c)还包括以下步骤：

(3.c.i)如果估算的失衡高于第二预定阈值，则根据第一和第二传感装置的输出以及存储在存储装置中的数据，来估算稳态转动失衡，存储装置中存储有预定数量的在过去由校正装置产生的校正数据；

(3.c.ii)如果估算的失衡高于第二预定的阈值，则根据估算的稳态转动失衡，计算对应的校正。

12.根据权利要求8～11中的任何一个权利要求所述的洗衣设备，其中，所述的校正装置具有精密控制模式和粗略控制模式，而且，步骤(3.d)还包括以下步骤：

(3.d.i)如果估算的失衡高于第二预定阈值，但低于第三个预定阈值，则根据计算出的校正，控制校正装置以精细控制控制模式来给滚筒增加一个或多个配重质量；

(3.d.ii)如果估算的失衡高于第三个预定的阈值，则根据计算出的校正，控制校正装置以粗略控制控制模式来给滚筒增加一个或多个配重质量。

13.根据权利要求2～12中的任何一个权利要求所述的洗衣设备，其中，第一传感装置还包括用于限制其输出的滤波装置，所述的滤波装置包括：

一个低通滤波器，用于对第一传感装置的输出进行滤波，保证其输出为低通输出信号；

位置装置，用于探测滚筒相对于预定基准的角度；以及

所述的处理器内的软件程序包括下述步骤：

(i)将滚筒在预定转动角上的低通输出信号乘以一个对应于滚筒转动角的余弦数值，得到第一乘积；

(ii)将滚筒在预定转动角上的低通输出信号乘以一个对应于滚筒转动角的正弦数值，得到第二乘积；

(iii)将滚筒转动一整圈的每个预定间隔上的第一乘积的数值进行相加，而后，将所得到的和除以滚筒转动一整圈的间隔数目，得到第一结果；

(iv)将滚筒转动一整圈的每个预定间隔上的第二乘积的数值进行相加，而后，将所得到的和除以滚筒转动一整圈的间隔数目，得到第二结果；；

(v)提供一个由第一结果作为实数分量和第二结果作为虚数分量所组成的复数，取代第一传感装置的输出，作为输入提供给所述的处理器。

14.根据权利要求4所述的洗衣设备，其中，步骤(b)还包括下述步骤：

(b.1)指示校正装置给滚筒的一端加上第一小失衡；

(b.2)将在滚筒两端所探测到的转动失衡分别存储为第一测量失衡和第二测量失衡；

(b.3)指示校正装置给滚筒的另一端加上第二小失衡；

(b.4)将在滚筒两端所探测到的转动失衡分别存储为第三测量失衡和第四测量失衡。

15.根据权利要求2～14中的任何一个权利要求所述的洗衣设备，其中，所述的第一传感装置包括至少一个压电力传感器，设置在所述滚筒的每一端，用于探测因转动而作用在所述滚筒上的线性力。

16.根据权利要求5、7、9或11中的任何一个权利要求所述的洗衣设备，其中，第二传感装置包括至少一个加速度计，设置在所述滚筒的每一端，用于探测因转动而作用在所述滚筒上的线性加速度。

17.根据权利要求2～16中的任何一个权利要求所述的洗衣设备，其中，所述的校正装置包括：两组平衡水腔，分别设置在滚筒两端的垂直于转动轴的平面内，每组平衡水腔内的平衡水腔以一定夹角间隔分布；注水装置，在所述处理器的控制下，给所选择的平衡水腔注水。

18.一种洗衣设备，它和这里结合附图所描述的实质上相同。

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