一种阻尼减震器及装有该减震器的洗衣机及控制方法
技术领域
本发明涉及一种减震器，特别涉及一种阻尼减震器及装有该减震器的洗衣机。
背景技术
现有的滚筒式洗衣机包括形成外观的外壳；设置在该外壳内用于存放洗涤用水的洗衣筒；以可旋转方式设置在该洗衣筒内并用于对衣物进行洗涤和脱水操作的滚筒；设置在该洗衣筒的后面并连接于滚筒的旋转轴的驱动电机。通过其将衣物放入或取出的门可旋转地设置在外壳的前表面，并且用于支撑滚筒的转轴的支架设置在洗衣筒的后面。弹簧在洗衣筒的上部固定在外壳，而用于衰减由滚筒传递到洗衣筒的振动的减震器设置在洗衣筒的下部。
目前应用比较成熟的减震器是摩擦条式阻尼减震器，其是在减震器的活动杆上安装有摩擦条，利用减震器在固定行程内摩擦条所产生的滑动摩擦而提供阻尼作用力。但是当摩擦条自由行程过大、洗衣机处于低转速阶段时，减震器可能无法给予足够的摩擦力；当摩擦条自由行程过小、洗衣机处于高转速阶段时，减震器可能仍会提供摩擦力，导致振动过多的传递到洗衣机箱体上。而且由于减震器的自由行程固定，不同自由行程的减震器无法在不同型号的洗衣机设备上通用。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种阻尼减震器，以实现提供可变阻尼减震作用力的目的。为实现上述发明目的，采用如下技术方案：
一种阻尼减震器，包括：支撑套筒；活动杆，对应插入支撑套筒内，并可沿支撑套筒轴向伸缩移动；摩擦条，安装于支撑套筒内，并与活动杆外壁相接触；限位圈，沿活动杆移动方向的摩擦条上下侧分别各设一个；活塞缸结构，包括内部压力可调的活塞缸，和穿过活塞缸、可伸缩的活塞杆；活塞杆穿出活塞缸的端部与限位圈相接，调节活塞缸内部压力，使限位圈固定而限制摩擦条移动、或限位圈自由而随摩擦条共同移动。
进一步，活塞缸经管路与气泵相连，经气泵调节活塞缸内部气压，活塞缸内部压力达到设定值后、活塞所受压力克服活动杆与摩擦条之间的摩擦力而保持限位圈静止；
优选的，活塞杆处于活塞缸内的一端设有覆盖活塞缸截面的活塞，管路与活塞缸的连通处位于活塞与活塞杆自活塞缸穿出处之间。
进一步，活塞缸的上下两端分别各穿出一活塞杆，两活塞杆的穿入端各设置一活塞，两活塞与对应活塞杆穿出处之间分别经一支路管道与同一气泵相连，使两活塞杆活塞处的气压平衡。
进一步，上下限位圈分别与一对应的活塞缸结构的活塞杆穿出端相连接，两活塞缸结构的活塞缸经管路与同一、或对应的气泵相连通。
进一步，活塞缸经固定杆固定安装于支撑套筒上，使活塞缸内压力处于大气压时、两限位圈分别与处于支撑套筒中部的摩擦条对应相接。
进一步，活塞缸结构还包括一放气阀，放气阀可开闭的设于活塞缸与气泵之间相连的管路上，以在放气阀打开后将活塞缸内的气体流出、减小缸内压力。
进一步，两活塞杆处于活塞缸内的端部活塞之间夹持有弹簧，弹簧沿活塞缸上下延伸方向设置，弹簧两端分别与对应侧活塞相连，以在摩擦条相对支撑套管不动时、受弹簧作用而使摩擦条保持于恒定位置；优选的，摩擦条处于恒定位置时，弹簧的中心与摩擦条移动空间的中心位置处于同一高度截面中；进一步优选的，弹簧中心与活塞缸相固定连接。
进一步，在活动杆伸缩移动方向上，活塞缸内活塞的活动距离大于支撑套筒内摩擦条的活动距离。
进一步，摩擦条呈一套装于活动杆外周的筒状结构，筒状摩擦条的内周与活动杆外壁相接触。
进一步，支撑套筒设有径向凸出的一支撑腔，摩擦条对应安装于支撑腔内，摩擦条的相对两侧分别设置一限位圈；限位圈处于支撑腔内，限位圈的内周径小于摩擦条的外周径、限位圈的外周经大于摩擦条的外周径，以使限位圈对摩擦条施加一阻挡作用力、限制或共同移动。
现有技术中的减震器普遍为往复运动恒定阻尼，虽然其能够起到一定的减震作用，但是无法实时改变阻尼值，因此无法满足各种负载产生的不同工况，高速和低速不同脱水过程对阻尼力的需求。如洗衣机用减震器，由于洗衣机运行过程中，减震器的筒体沿活动杆上下做线性运动。当洗衣机在平稳的高速转动时，仅需要提供一个较小的阻尼减震力就可满足洗衣机的正常运行，还能有效避免外筒晃动传导至洗衣机箱体上、造成整机持续晃动情况的发生。当洗衣机在振幅较大的低速转动时，则需要提供一较大的阻尼减震力，才能满足对洗衣机外筒的有效减震支撑，进而避免外筒较大幅度的振动直接传递至箱体、造成整机直接产生位移情况的发生。
本申请中的阻尼减震器直接克服了上述问题，同时具备了如下显著技术进步：
1、通过上述设置，可对活塞缸内部压力进行调节，以实现对摩擦条支撑力的调整，进而达到对阻尼减震器的活动杆提供减震可调节阻尼力的目的。
2、通过在阻尼减震器支撑套筒内部沿活动杆伸缩方向、摩擦条两侧分别设置限位圈、并将限位圈与可调气压活塞缸的活动杆端相连，以保证摩擦条受活塞缸限位作用而保持与支撑套筒的相对固定位置，进而实现了摩擦条在支撑套筒内锁止或自由的相互切换，达到了阻尼减震器具备多种使用方式的目的。
3、通过将活塞缸与气泵经管路相连、并在连通管路上设置可开闭的排气阀，使得活塞缸内部气压可受气泵作用而加压、受排气阀作用而减压，进而实现对活塞缸内部压力自动调节、改变阻尼减震器阻尼力的目的。
本发明的第二目的在于提供一种装有如上所述减震器的洗衣机，具体采用如下技术方案：
本发明中安装有上述阻尼减震器的洗衣机具体工作过程如下：
当洗衣机外筒需要提供较大阻尼作用力时，气泵向阻尼减震器的活塞缸内注入压缩气体，使活塞缸内压力达到设定气压值，而使摩擦条受两侧限位圈阻挡而处于相对固定状态，以在活动杆产生轴向伸缩位移时，对其提供减震阻尼作用力。
当洗衣机外筒仅需较小、或不需要阻尼作用力时，阻尼减震器的活塞缸放气至常压，限位圈失去支撑作用力、而处于自由状态，使摩擦条随活动杆共同运动，以在活动杆产生轴向伸缩位移时，不再对其提供、或仅提供最小的减震阻尼作用力。
还有，由于本申请中的阻尼减震器内部活塞缸中的气压值可以随意调节，使得阻尼减震器的活动杆行程可实现自由调节，进而保证了本申请中的阻尼减震器可在不同型号洗衣机上进行通用，而且还能满足洗衣机在内筒高速转动时运行的平稳性、提高整机的抗振性能。
本发明的第三目的在于提供一种应用于上述洗衣机的控制方法，具体采用如下技术方案：
当洗衣机脱水过程中，内筒处于低转速阶段时，控制阻尼减震器的放气阀处于关闭状态、气泵向活塞缸内流入气体直至活塞缸内压力达到设定值；内筒处于高转速阶段时，控制阻尼减震器的放气阀处于打开状态、气泵停止向活塞缸内吹入气流，活塞缸放气至内部气压与大气持平。
采用上述技术方案，本发明较现有技术的优势在于：
本申请阻尼减震器的结构简单，但能够有针对性的根据减震需求改变阻尼的大小，本发明的变阻尼减震器优选用于洗衣机，但并不局限于洗衣机，还可以适用于其他需要根据活塞的运动方向不同获得不同阻尼的结构中，如活塞式发动机、空气压缩机、打夯机等往复震动的工作系统。更特别的，本发明的减震器还能在低频率大幅度震动时利用阻尼减震器本身的伸缩位移自动调节阻尼力，大大提升了洗衣机运转时洗衣机外壳的共振，更有利于维持洗衣机的稳定。还有，由于本申请中的阻尼减震器内部活塞缸中的气压值可以随意调节，使得阻尼减震器的活动杆行程可实现自由调节，进而保证了本申请中的阻尼减震器可在不同型号洗衣机上进行通用，而且还能满足洗衣机在内筒高速转动时运行的平稳性、提高整机的抗振性能。
另外，在单一活塞缸中设置两个活塞，并将两活塞之间经弹簧相连，以使得两活塞在失去气泵打入压缩气体的挤压作用力后，令活塞可受弹簧拉拽而复位至相对固定的初始位置；更优选的，由于弹簧中部与活塞缸中心相连，使得活塞受弹簧拉拽而复位的初始位置保持与活塞缸之间相对恒定，令摩擦条受复位后的限位圈拨动而保持于向下均具有活动余量的支撑腔中部。
同时，本发明结构简单，方法简洁，效果显著，适宜推广使用。
附图说明
图1本发明一实施例中阻尼减震器的断面结构示意图；
图2本发明另一实施例中阻尼减震器的断面结构示意图；
图3本发明再一实施例中阻尼减震器的断面结构示意图。
主要元件说明：1、支撑套筒；2、活动杆；3、摩擦条；4、支撑腔；5、第一限位圈；6、第二限位圈；7、气泵；8、排气阀；9、活塞缸；10、活塞杆；11、固定杆；12、活塞；13、弹簧；14、连接部；91、第一活塞缸；92、第二活塞缸；101、第一活塞杆；102、第二活塞杆；121、第一活塞：122、第二活塞。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步详细的说明。
实施例一
如图1至图3所示，本实施例公开了一种阻尼减震器，包括：支撑套筒1，支撑套筒1呈筒状，一端密封、相对另一端敞口设置；活动杆2，对应插入支撑套筒1内，并可沿支撑套筒1轴向伸缩移动；摩擦条3，安装于支撑套筒1内，并与活动杆2外壁相接触；限位圈，沿活动杆2移动方向的摩擦条3上下侧分别各设一个；活塞缸结构，活塞缸结构的活塞缸9内部压力可调、活塞杆10可伸缩的穿过活塞缸设置；活塞杆10穿出活塞缸9的端部与限位圈相接，调节活塞缸9内部压力，使限位圈固定而限制摩擦条3移动、或限位圈自由而随摩擦条3共同移动。
如图1至图3所示，本实施例公开了一种阻尼减震器，包括：支撑套筒1，支撑套筒1呈筒状，一端密封、相对另一端敞口设置；活动杆2，对应插入支撑套筒1内，并可沿支撑套筒1轴向伸缩移动；摩擦条3，安装于支撑套筒1内，并与活动杆2外壁相接触；限位圈，沿活动杆2移动方向的摩擦条3上下侧分别各设一个；活塞缸结构，包括活塞缸9内部压力可调、活动杆10可伸缩的穿过活塞缸设置；活动杆10穿出活塞缸9的端部与限位圈相接，调节活塞缸9内部压力，使限位圈固定而限制摩擦条3移动、或限位圈自由而随摩擦条3共同移动。
通过上述设置，可对活塞缸内部压力进行调以实现对摩擦条3支撑力的调整，进而达到对阻尼减震器活动杆2所提供减震阻尼力进行相应调节的目的。
本实施例中，活塞缸内设有与活塞杆相连的弹簧13；在不施加外部作用力的前提下，弹簧13推动活塞杆10、活塞杆10推动限位圈，使限位圈保持于初始位置；限位圈处于初始位置时，摩擦条3受两侧限位圈的推压而处于支撑腔4的中部。通过在阻尼减震器支撑套筒1内部沿活动杆2伸缩方向、摩擦条3两侧分别设置受限位圈阻挡，以保证摩擦条3受弹簧拉动的限位圈限位作用而保持于支撑套筒1中部的初始固定位置，进而保证了摩擦条3在支撑套筒1轴向两方向均具备一定活动余量，以保证阻尼减震器具有上下双方向自由行程、满足减震需求的目的。
本实施例中，摩擦条3呈一套装于活动杆2外周的筒状结构，筒状摩擦条3的内周与活动杆2外壁相接触；筒状摩擦条3的相对两端分别设置一限位圈。本实施例中，活动杆2伸缩移动方向相对两侧的限位圈分别为第一限位圈5和第二限位圈6。
本实施例中，摩擦条3外周设有一覆盖其外轮廓的支架，支架朝向活动杆2一侧设有敞口，摩擦条3安装于支架内、且摩擦条3自支架敞口裸露于外侧，摩擦条3裸露于支架外的部分与活动杆2外侧壁相接触，以使摩擦条3与活动杆2之间形成摩擦力，进而在摩擦力作用下令摩擦条3随活动杆2共同运动、或与活动杆2相对运行。
本实施例中，所述限位圈为一圈套设于活动杆2外周的环状结构；在活动杆2活动伸缩方向上，环状限位圈与摩擦条3至少部分重合，以使环状限位圈对摩擦条3进行限位阻挡。优选的，环状限位圈的内外周径与摩擦条3的内外周径对应等大设置。
本实施例中，支撑套筒1一端密闭、相对另一端敞口设置，活动杆2自敞口端插入支撑套筒1内、并沿减震器外轴向方向延伸；靠近密封端的支撑套筒1上设有将外部大气引入内部腔室的通气孔，所述通气孔穿过支撑套筒1，以将外部大气与支撑套筒1内部腔室相连通。优选的，通气孔为圆柱孔，设置在支撑套筒1的密封端，以便于活动杆2和支撑套筒1内部与外界大气相通气，还能有助于摩擦条3的散热。进一步优选的，支撑套筒1上设有多个通气孔，各通气孔相对支撑套筒1轴线相间隔角度的排布。
本实施例中，支撑套筒1设有径向凸出的一支撑腔4，摩擦条3对应安装于支撑腔4内，摩擦条3的相对两侧分别各设至少一个限位圈。优选的，支撑腔4设于支撑套筒1靠近敞口端一侧。本实施例中，摩擦条3的外周侧与支撑腔4内壁之间留有一定间隙，以在摩擦条3随活动杆2共同伸缩移动时不与支撑腔4内壁接触、避免造成干涉而对阻尼减震器造成损坏。
本实施例中，摩擦条3的上侧与支撑腔4的上侧之间设有第一限位圈5，摩擦条3的下侧与支撑腔4的下侧夹持有第二限位圈6。本实施例中，第一限位圈5和第二限位圈6均为套装于活动杆2外周的环形片状。
本实施例中，环形片状摩擦条3的外周径向直径小于支撑腔4内侧壁的径向直径、环形片状摩擦条3的内周径向直径等于活动杆2的径向直径；第一限位圈5和第二限位圈6的径向直径不大于摩擦条3的径向直径、不小于活动杆2侧壁的径向直径。从而，避免限位圈在移动过程中与支撑腔4内壁之间产生干涉情况的发生。
本实施例中，限位圈与穿过支撑套筒1的活塞杆10相连，气泵7经连通管路与活塞缸结构的活塞缸9相连，以向活塞缸结构的活塞缸19内吹入气体、增大活塞缸19内部压力；优选的，连通管路上设有与外部大气相连的排气口，排气口处安装有可控开闭的排气阀8，以将活塞缸内气体流出、降低活塞缸内部压力。通过将活塞缸与气泵7相连、并在连通管路上设置可开闭的排气阀8，使得活塞缸内部气压可受气泵7作用而加压、受排气阀8作用而减压，进而实现对活塞缸内部压力自动调节、改变阻尼减震器阻尼力的目的。同时，通过上述设置，使得活塞缸内压力可在设定值、与最小值的两种工况之间进行切换，以实现阻尼减震器可分别具备普通摩擦阻尼式减震器和自由行程式减震器的工作状态。
实施例二
如图1所示，本实施例中，第一限位圈5和第二限位圈6分别与不同活塞缸的活塞杆相连；各活塞缸经连接管路与同一气泵7或不同气泵7对应相连。
如图1所示，本实施例中，支撑套筒1外部安装有相互独立的第一活塞缸91和第二活塞缸92，第一活塞缸91和第二活塞缸92内分别对应安装有第一活塞杆101和第二活塞杆102，第一活塞杆101和第二活塞杆102分别沿活动杆的移动方向、朝向相反的方向伸出对应活塞缸。
本实施例中，第一活塞杆101处于第一活塞缸91内部的一端装配有第一活塞121、穿出第一活塞缸92的一端穿入支撑套筒2与第一限位圈5相连；第二活塞杆102处于第二活塞缸92内部的二端装配有第二活塞122、穿出第二活塞缸92的一端穿入支撑套筒2与第二限位圈6相连。
本实施例中，为了缩减活塞缸占用体积，可以将第一活塞杆101和第二活塞杆102分别设置部分回折段，以使限位圈和活塞杆10的活动空间至少部分重叠、进而缩减阻尼减震器的整体体积。
本实施例中，第一活塞缸91和第二活塞缸92分别经固定杆11装配于支撑套筒1上，实现了两个独立活塞缸在支撑套筒上固定安装的目的。
本实施例中，为了实现限位圈的复位，在第一活塞缸91和第二活塞缸92内分别设置有弹簧13，弹簧13两端分别与活塞缸9和活塞杆10相连，以在活塞缸9处于常压时、弹簧13推动活塞12令限位圈保持与初始位置。优选的，在第一限位圈5和第二限位圈6处于初始位置时，摩擦条3被两个限位圈夹持、并处于支撑腔的中心位置。
实施例三
如图2所示，本实施例中，支撑套筒1的外壁装配有一个活塞缸9，活塞缸9的上下两端分别各穿出一活塞杆10，分别为第一活塞杆101和第二活塞杆102。第一活塞杆101伸入活塞缸内部的一端设置有第一活塞121，第二活塞杆102伸入活塞缸9内部的一端设有第二活塞122。第一活塞121与第一活塞杆101穿出活塞缸9的位置之间经第一支路与气泵7相连；第二活塞122与第二活塞杆102穿出活塞缸9的位置之间经第二支路与气泵7相连。
本实施例中，通过活塞缸9的两活塞处分别将第一支路和第二支路接入同一气泵7，使得两活塞杆的活塞处气压相平衡、实现了两个活塞杆同步移动、两限位圈处支撑力等大、摩擦条受力平衡的目的。
本实施例中，第一活塞杆101穿出活塞缸9的一端穿入支撑套筒2、并与第一限位圈5相连；第二活塞杆102穿出活塞缸9的一端穿入支撑套筒2、并与第二限位圈6相连。
本实施例中，活塞缸9经固定杆11固定安装于支撑套筒上，使活塞缸内压力处于大气压时、两限位圈分别与处于支撑套筒中部的摩擦条对应相接。
如图2所示，本实施例中，活塞缸9内部、第一活塞121与第二活塞122之间夹持有弹簧13，弹簧13沿活塞缸9上下延伸方向设置，弹簧13两端分别与对应侧活塞12相连，以在摩擦条3相对支撑套管1不动时、受弹簧13作用而使摩擦条3保持于恒定位置。
优选的，本实施例中，摩擦条3处于恒定位置时，弹簧13的中心与摩擦条3移动空间的中心位置处于同一高度截面中。本实施例中，为了实现上述驱动摩擦条3复位于中心的目的，进行如下设置：如图3所示，弹簧13中心与活塞缸内壁所设连接部14相固定连接，弹簧13中心与支撑腔4的中心处于同一竖直高度，以保证弹簧13拉动限位圈复位后、摩擦条3受力而保持于中心初始位置。
本实施例中，将活塞缸9的两个活塞12处分别经管路与不同的气泵7相对应连通、并在对应管路上分别设置排气阀8，控制两气泵7同步吹气、或经排气阀泄气，同样可实现上述目的(未在附图中注明)。
实施例四
本实施例介绍了一种装有上述实施例一至三任一所述阻尼减震器的洗衣机，阻尼减震器的与洗衣机外筒相铰接、活动杆2与洗衣机外壳相铰接；或者，阻尼减震器的活动杆2与洗衣机外筒相铰接、支撑套筒1与洗衣机外壳相铰接，以实现阻尼减震器将外筒可活动的安装于外壳中的目的。
本实施例中，阻尼减震器的具体工作过程如下：
当洗衣机外筒需要提供较大阻尼作用力时，向阻尼减震器的活塞缸内注入压缩气体，使活塞缸内压力达到设定气压值，而使限位圈受活塞缸内气压支撑而定位不动，摩擦条受两侧限位圈支撑、处于相对固定状态，以在活动杆2产生轴向伸缩位移时，对其提供减震阻尼作用力。
当洗衣机外筒仅需较小、或不需要阻尼作用力时，阻尼减震器的活塞缸放气至常压，使限位圈失去支撑而处于自由状态；摩擦条不再承受限位圈阻挡，在活动杆2产生轴向伸缩位移时，摩擦条随活动杆共同移动，摩擦条不再对其提供、或仅提供最小的减震阻尼作用力。
还有，由于本申请中的阻尼减震器内部活塞缸中的气压值可以随意调节，使得阻尼减震器的活动杆2行程可实现自由调节，进而保证了本申请中的阻尼减震器可在不同型号洗衣机上进行通用，而且还能满足洗衣机在内筒高速转动时运行的平稳性、提高整机的抗振性能。
本实施例中，还介绍了一种上述洗衣机的控制方法，当洗衣机脱水过程中，内筒处于低转速阶段时，控制阻尼减震器的排气阀8处于关闭状态、气泵7向活塞缸内流入气体直至活塞缸内压力达到设定值；内筒转处于高转速阶段时，控制排气阀8处于打开状态、气泵7停止向活塞缸内吹入气流，活塞缸放气至内部气压与大气持平。
具体过程如下：
本实施例中洗衣机脱水过程中减震器排气阀8的控制逻辑具体如下：
1.在洗衣机停止工作后，气泵7停止工作，排气口打开，阻尼减震器内的限位圈处于自由状态、并在弹簧作用下保持与初始状态，以将摩擦条限制于支撑腔中心；
2.在洗衣机通电开始工作时，排气口闭合，气泵7供电向活塞缸内注入压缩气流，直至活塞缸内达到设定值，限位圈在压缩气压作用下保持固定不动；阻尼减震器内的摩擦条3受两侧限位圈限位而固定于支撑套筒1内，活动杆2受摩擦条3提供的摩擦力而对洗衣机外筒提供支撑力；
3.在洗衣机开始脱水过程、当内筒转速在低速阶段时，控制阻尼减震器的排气阀8处于关闭状态，此时阻尼减震器的活塞缸密闭、气泵7向阻尼减震器的活塞缸内注入压缩气体，使活塞缸内压力达到设定气压值，而使摩擦条受两侧限位圈支撑、处于相对固定状态，以在活动杆2产生轴向伸缩位移时，对其提供保证洗衣机正常运行的、较大的减震阻尼作用力；此时减震器为普通摩擦阻尼式减震器状态，活动杆2和摩擦条3间会相互摩擦产生阻尼力，阻碍外筒的振动；
4.在洗衣机开始脱水过程、当内筒转速上升达到高转速阶段，控制排气阀8处于全打开状态，此时阻尼减震器活塞缸中的气体快速排出，使阻尼减震器的活塞缸放气至常压，限位圈失去支撑力、处于自由状态，使摩擦条不再承受限位圈的支撑作用力、而处于自由状态，以在活动杆2产生轴向伸缩位移时，不再对其提供、或仅提供最小的减震阻尼作用力；此时减震器为相当于自由行程式减震器，摩擦条和滑块和活动杆作为一个整体相对支撑套管可自由滑动，使外筒的小幅振动不会再传递至洗衣机箱体，减弱箱体在内筒高速旋转过程中的颤动，提升用户的使用体验。
同时，本申请中的阻尼减震器中所安装活塞缸在放气后处于常压状态，使得活动杆2的伸缩位移可以达到阻尼减震器的最大极限，进而使得本申请中的阻尼减震器完全可与各种型号、类别的洗衣机相匹配，以满足洗衣机内筒高速转动阶段对自由行程量的需求。
上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。
