机电一体化系统设计

（3）控制视图
客户机
手机
Internet
（PC）
Geteway 网关
电子 标签
网络通 信控制
器
洗衣机控制器 工作模式及参数设定
定时设定
M
C
洗衣机状态
U
工作状态显示
控制输出
其他家电控制器
臭 氧 齿 轮 副
振荡
电磁 超声波
能量转换 动力保护
交流电 动机
热熔Leabharlann Baidu 器
直流电 空压 动机 机
安全阀 过电流熔断器
传动联断 离合器 齿轮副
传动保护
容器
流体输入 量调位
流体输出 位置
衣物干燥 机身部件
定位 罩壳装饰
安全离合器 套缸 单缸 传感器 电磁阀 下排 上排 电干 烘干 固定式 可调式 家用式 宣传式
b）喷流式。是一种把波轮装在洗涤筒侧面的波轮 式洗衣机，波轮转速约为600r/min，急速旋转喷出的水 流和洗涤剂冲击织物，达到洗涤效果。
c）波轮式。被洗物放于洗涤筒内，浸没于洗涤液 中，靠波轮连续转动或定时作正反向转动的方式进行洗 涤。波轮可安装在洗涤筒的底部中心或偏心。传统的小 波轮涡卷式洗衣机正被新水流大波轮式代替。该洗衣机 以低转速、频繁转向为特点，不易缠绕织物，洗涤均匀 度好，磨损率低于小波轮机，但洗净度比较差。
（2）结构视图
● 整体布局应考虑人机工程要求，包括排水、防 腐蚀、安全等问题。
● 减速离合器是波轮式全自动洗衣机的“心脏”。 洗涤时转速约160r/min,并须频繁换向，脱水时 转速要大于800r/min。可以采用盘式减速离合 器和拨叉式减速离合器。
● 由于水流控制要求分为特强、强、中、弱、特 弱等五档，如果用减速离合器来实现，结构会 非常复杂。实际工作中，可以用改变通电时间 或使电动机变速来实现控制要求。后者提高了 成本，但控制更灵活、更精确。本方案采用电 动机变速。
常压 容器
电磁 离合
器
离压 容器
运动状态 控制
逻辑电 路
计算机
时位控制 计算机 计数器 时间继电器
温度控制
电控制
安全手动 控制
安全自动 控制
人机交互 面板
双金属温度传感 半导体温度传
器
感器
机械程 逻辑电 模糊 单片 PL
控
路 控制 机 C
安全总开关
总电路安全开关 上盖安全开关
面板电子屏幕 液晶
信息显示 网络输入显示器
信息流功 远程控 故障诊 维修 管理
能
制
断 指示 系统
4、洗衣机方案分析与评价
a）搅拌式。被洗物浸没于洗涤液中，靠安装在洗涤 筒中轴线上的搅拌器作往复摆动来进行洗涤，其屈伸和摩 擦作用类似手工的搓揉动作。该机洗涤量大，适于洗涤质 地细致的布料。被洗物不易缠绕，洗净比和磨损率介于波 动式和滚筒式之间。
j) 臭氧式。被洗物浸没于含洗涤剂的水溶液 中，带有臭氧的气泡发生器向洗涤液中注入大量 带臭氧的细微气泡，使臭氧均匀分布，充分溶解。 利用臭氧的氧化作用使织物上的污垢脱落，达到 洗涤效果。
k) 高温泡沫式。洗涤筒底部装有洗涤剂储罐 和泡沫发生器，洗涤时产生大量泡沫，同时加热 到50～70℃，利用高温泡沫来洗刷织物上的污垢。 最后由消泡装置清除泡沫。主要特点是省时省水。
2.5 全自动洗衣机概念设计实例分析 1、总功能描述（黑箱描述法）
2、功能分解
3、方案组合（功能载体与形态学矩阵）
介 质 常态水 摩擦表面 波轮 化学物质 洗涤剂
变速 离合器
变向
相序
喷射水
常温 空气
滚筒
搅拌 器
汽油
三氯 乙烯
电压
交流 频率
电源
交接 线
高温 空气
四氯 乙烯
相数
离合 器
气 饱和 真 泡 泡 蒸汽 空 沫
f）喷射式。被洗物浸于洗涤液中，洗涤筒底部装有 循环水泵，水泵不断从筒底抽水，经喷水管向洗涤筒中 喷水，水流不断冲刷织物，织物在筒内自由翻滚，达到 洗涤效果。
g) 旋转桶式。被洗物浸没于洗涤液中，靠洗 涤筒连续转动或定时正反向转动方式进行洗涤。 洗涤筒转速约为145r/min，洗涤均匀，磨损小。
d）滚筒式。盛水的外筒中同轴安装一个可旋转的 内筒，内筒壁有许多小孔和几条高凸的筋，通过淋洗和 抛摔织物，达到洗涤作用。滚筒式洗衣机按织物放入位 置分顶装式和前装式。滚筒式洗衣机洗涤时织物磨损较 小，用水较省。滚筒式洗衣机的主要缺点是洗净比较低。
e）振动式。洗涤筒中安装产生振动的电磁振动 头，振动频率约为2500Hz，织物在洗涤液中产生摆动 和摩擦，达到洗涤效果。该机洗净比较较低，但便于 小型化，可做成便携式。
l) 压力式。洗涤筒是一个密封的耐高压容器， 被洗物、洗涤剂和热水放入容器，加盖密封，洗 涤筒作适当低速转动，筒内热水汽化成饱和状态， 此时气体对污垢的作用力大于污垢对织物的附着 力，污垢便脱落。同时较高的温度和转动使洗涤 过程更彻底。
5、全自动洗衣机概念设计四视图 采用新水流大波轮单缸全自动方案 （1）功能视图 ● 在操作面板上设计良好的人机对话界面； ● 为了自动分析、处理和作出洗衣的控制决策，
1-电动机；2-小带轮；3-V型带；4-加热器接 线端子；5-轴承座；6-大带轮；7-内筒骨架； 8-外桶叉形架；9-外箱体；10-外筒；11-内筒； 12-密封橡胶；13-玻璃视孔；14-缩紧器；15限位开关；16-管状加热器；17-支撑；18-进 水管；19-悬吊装置；20-电动机吊板；21-角 撑 ； 22- 程 序 控 制 器 ； 23- 水 位 开 关 连 接 管 ； 24-温度控制器。
需要使用传感器检测洗衣机的布质、布量、浑 浊度、水位和水温，从而控制洗衣机的水流、 水位、时间和洗涤剂量等； ● 采用模糊控制方法。
设置 显示 启动按钮 停止按钮
家 庭 网 关
内筒 外筒
洗
衣 浑浊度传感器
机 控
水温水位传器
制 器
电流传感器
转速转向控制
离合器控制
阀控制
电动机
进水阀
进水阀
排水阀 减速离合器
h) 超声波式。被洗物浸于洗涤液中，洗涤 筒底部装有超声波发生器和气泡发生器，利用超 声波的空穴现象和振动作用，超生波在气泡中的 漫反射引起气泡和织物的相互作用，使污垢脱落， 达到洗涤效果。该机不用洗涤剂，用水少，无缠 绕，无机械磨损。
i) 真空清洗干燥式。被洗物在密封洗涤容器 内充分浸透，使污垢分解、溶解和游离，然后用 真空泵抽出容器内的空气和含污垢的浸泡液，利 用气泡的表面张力使污垢脱离织物，并随洗涤液 和空气一起呈气泡状从织物表面渗出，被真空泵 抽出容器。