毕业设计（论文）文献综述-家用洗衣机的发展历史及发展趋势(10页).doc

-毕业设计（论文）文献综述-家用洗衣机的发展历史及发展趋势-第 9 页河北科技师范学院本科毕业设计文献综述家用洗衣机的发展历史及发展趋势院（系、部）名 称 ：机 电 工 程 学 院专 业 名 称：电气工程及其自动化专业学 生 姓 名：学 生 学 号：指 导 教 师： 2017年1月8日河北科技师范学院教务处摘要我国传统的洗衣机主要采用波轮式洗衣机、滚筒式洗衣机、搅拌式洗衣机三种，随着人们生活水平的提高和科技的日新月异，发展了一系列新型的洗衣机。我国洗衣机经历了从手动到半自动再到全自动发展的过程，在洗衣机中引用了模糊控制理论后，更是朝着智能化高速发展，实现了控制方式的高度自动化。电机调速技术的发展促进了变频洗衣机的诞生，降低了能耗，节省了水资源，在此基础上更是发展了一系列的节能和静音的新技术。节能环保已经成为了洗衣机行业绿色发展的大势所趋。我国洗衣机除了在逐步改进传统洗衣机衣物磨损大、缠绕率高、洗涤不均匀、噪声大等弊端，外观上也在逐渐迎合消费者需要改进，性能上更是引进多种智能科技，使洗衣机朝着智能化，人性化，健康化发展。关键词:洗衣机；种类；发展史；智能化；绿色低功耗AbstractChina's traditional washing machine mainly used pulsator washing machine, drum washing machine, mixing washing machine three, with the improvement of people's living standards and the ever-changing technology, the development of a series of new washing machines. China's washing machine has gone from manual to semi-automatic to fully automatic development process, in the washing machine cited the fuzzy control theory, it is toward the intelligent high-speed development, to achieve a high degree of automation control. The development of the motor speed control technology has promoted the birth of the variable frequency washing machine, reduced the energy consumption, saved the water resources, on this basis is the development of a series of energy saving and quiet new technology. Energy saving and environmental protection has become the trend of the development of the washing machine industry green trend. China's washing machine in addition to gradually improve the traditional laundry machine clothing wear, high winding rate, uneven washing, noise and other defects, the appearance is also gradually meet the needs of consumers need to improve. Performance is the introduction of a variety of intelligent technology, so that the washing machine towards the intelligent, humane, healthy development.Keywords:Washing machine, type, development history, intelligent,green low power consumption1引言洗衣机作为家用电器的一种，普及率和使用率都很高，洗衣机把人们从人工劳动中解放出来，极大的节省了人力和时间，受到广大人们喜爱。随着人们生活水平和科技的高速发展传统的洗衣机已经不能满足人们的需求，并且传统洗衣机还是存在一些弊端，所以经济的发展和科技的进步推动了洗衣机技术的革新。模糊控制理论和变频技术的发展加快了智能型全自动洗衣机的发展，使得家用洗衣机能够模拟人脑操作实现高度的自动化，绿色环保更是刻不容缓。本文重点介绍了各种类别的洗衣机和洗衣机发展的一些新的技术及存在的技术瓶颈，表明了绿色、低噪音、低能耗将是智能洗衣机发展的必然趋势。1.1 洗衣机概述1.1.1 洗衣机发展史自19世纪中叶，美国人史密斯研制出了世界上首台洗衣机，洗衣机的发展已历了一个多世纪。1910年世界上第一台电动洗衣机问世，标志着人类家务劳动自动化的开始。1922年世界上第一台立轴搅拌式洗衣机在美国诞生，由此洗衣机有了立轴式和卧轴式之分1。1937年世界上第一台全自动滚筒式洗衣机投放市场。1957年日本三洋公司推出世界上第一台涡流式波轮洗衣机。从此确定了搅拌式，滚筒式和波轮式三种工作方式洗衣机三足鼎立天下的局面。20世纪60年代以后，洗衣机在一些发达国家的家用电器市场上开始形成系列，社会普及率也迅速上升。随着工业技术的进步和成熟，洗衣机在结构和一些零部件上，开始大量使用塑料和人工合成材料。在日本已经出现了带甩干桶的双桶洗衣机，当时人们称其为“半自动型”洗衣机。70年代，日本生产出波轮式套桶全自动洗衣机。70年代后期，日本又生产出微电脑控制型波轮式套桶全自动洗衣机。80年代以后，模糊控制开始应用于洗衣机，生产出智能型模糊控制洗衣机，使得洗衣机的功能更加的完善，操作更加的简洁方便，更加的符合人们的需求，实现了家用电器的控制方式的高度自动化。这时的洗衣机不仅在控制方式上，在外观造型上也更加的注重迎合人们的生活方式和日常习惯，力求从各个方面满足人们的需求。90年代后，由于电动机调速技术的发展，实现了洗衣机宽范围大调速比的转速变换和调节，诞生了各种新水流洗衣机。20世纪末到21世纪初，变频洗衣机的问世，使洗衣机的功能更加的人性化，实现了真正意义上的智能化控制2。1.1.2 洗衣机原理传统洗衣机的洗涤原理是由模拟人工洗涤衣物发展而来的，即通过翻滚、摩擦、水的冲刷等机械作用以及洗涤剂的表面活化作用，将附着在衣物上的污垢除掉，从而达到洗干净衣物的目的。传统洗涤衣服必须具备三个条件。第一、 必须具备外界力作用。目前为止，世界上产销的洗涤剂还没有发展到不需要外界的力的作用就可以自动去污的程度。因此，要洗净衣物就离不来人工的搓揉或洗衣机的机械作用。洗衣机的机械作用就是通过波轮或滚筒的转动，产生对衣物的浸泡、翻滚、摩擦、和冲刷的综合作用。第二、 洗涤剂的表面活化作用。洗涤剂的表面活化作用是能够洗净衣物的前提条件，这是因为附着在衣物上的污垢，不仅仅是简单的机械附着，在衣物和污垢之间还存在一些复杂的化学作用。因此必须使用一些化学洗涤剂，将污垢和衣服分开，才能达到洗净衣物的作用。第三、水的作用。水能够吸收污垢，水也是洗涤剂能发挥作用的媒介，因此洗衣过程中一刻也离不开水2。1.1.3 传统洗衣机波轮式洗衣机俗称日本式，流行于日本，中国东南亚等地区3。设有一个立式洗涤桶，在洗涤桶的底部装有波轮。在电动机的驱动下，波轮作间歇性正、反向运动，使桶内洗涤液形成涡流，故又名涡流式洗衣机。由于相互搓揉力大，湿衣服在高速旋转的波轮上，所以这种洗衣机具有结构简单、洗涤时间短、洗净率高以及重量轻等优点。但是洗涤均匀性较差缠绕率也较大，在发展中国家普及率较高。滚筒式洗衣机俗称欧洲式，流行于欧洲、南美部分地区，为套筒结构，内筒是圆柱形卧置的滚筒，筒壁设有3-4条凸棱，筒壁开有很多小孔，滚筒一般是由不锈钢材料制成，筒上设有一可开启的弧形盖，洗涤物由此放入洗涤桶。洗涤过程中，电动机带动转筒以50-60r/min的低速运转，由凸棱不断将浸沉在洗涤液中的衣物捞起，当滚筒运转带动衣物达到一定高度时，衣物在自身重力的作用下摔落回洗涤液中。如此循环，依靠衣物自身重力的摔打、摩擦去掉污垢。滚筒洗衣机的洗涤容量大，洗涤动作比较柔和，对衣物的磨损和缠绕小，但洗涤时间长、洗净率低、耗电量大、结构复杂、售价高。搅拌式洗衣机俗称美国式，流行于美洲（美国、南美、北美）地区，是在立式洗涤桶的正中央设置一根垂直立轴，在轴上有搅拌翼（摆动叶）。电动机通过传动装置带动搅拌翼作正反摆动，每分钟约摆动40-50次。衣物在洗涤液中不断被搅动，从而达到洗涤目的。搅拌式洗衣机的洗涤容量大，洗涤均匀性好，对衣物的磨损和缠绕率低，但洗涤时间长，结构复杂，售价高。1.1.4 新型洗衣机超声波洗衣机是在洗涤桶内安装有超声波发生器（超声气泡泵），在洗涤过程中，超声波发生器不断向洗涤液和衣物中注入大量微细气泡，使之振动而达到洗涤衣物的目的。日本三洋电机公司最新研制生产的不需要洗涤剂就能洗净衣物的洗衣机超声波电解水洗衣机，它是利用电解水产生的活性氧来分解衣物上的污垢还沿用了以前的超声波水流技术。超声波电解水洗衣机使用由表面涂有贵金属钛制成的电极，在洗涤过程中电解水。由于自来水中含有氯等微量元素，所以在电解过程中就会产生活性氯和次氯酸。活性氧能够将有机物类的污垢分解成水和二氧化碳，并且亚氯酸具有杀菌作用。真空洗衣机是在密闭的洗衣槽内充分浸泡衣物，使污垢分解并游离，然后使洗涤槽中的衣物处于近似真空状态，再将衣物内部所含的空气和洗涤液抽出，衣物内的污垢也随着洗涤液和空气一起呈气泡状态从衣物表面渗出，依靠气泡表面的张力达到去污洗净衣物的目的。臭氧洗衣机是在洗涤桶内安装有臭氧发生器，在洗涤过程中，臭氧发生器不断向洗涤液和衣物内注入大量微量气泡，使臭氧充分溶解，依靠臭氧的强氧化作用达到去污洗净衣物的目的。海尔“双动力”洗衣机为继波轮式、滚筒式、搅拌式三种传统洗衣机之后的又一种全新型的洗衣机。海尔“双动力”洗衣机实现了波轮和内桶双驱动、双向旋转，产生强劲水流。这种洗衣机具有洗净率高、磨损率低、不缠绕、只需15分钟就可以洗好大件衣物、省水省电、且不用洗衣粉的特点。海尔“环保双动力”洗衣机是目前唯一通过国家检测的既不用洗衣粉又符合洗净标准的绿色环保型洗衣机，还是被中国环境保护产业协会授予“绿色之星”的产品，深受国内外广大消费者的欢迎2。智能洗衣机伴随着消费者的年轻时尚化和手机的普遍使用应运而生，其主要功能有手机远程操控，自动投放功能，高温洗涤除菌，热风除菌功能，衣物随时添加等4。国内外洗衣机公司更是推出了小型智能型洗衣机，有的重量仅5公斤，主要优点为体积小方便携带，比大型洗衣机更加省水省电，成为了一种新的发展潮流5。1.2 洗衣机技术发展1.2.1 模糊控制理论模糊控制属于闭环控制，输出量对输入量的反馈是不能缺少的6。模糊控制是首先对控制对象按照人们的经验总结了模糊规则，采用的数据都是模糊量，采用单片机对这些信息按照模糊规则进行决策来完成自动控制。在洗涤衣物的过程中，衣物的质量，面料都是模糊量，进行大量的实验，就能总结出人为洗涤方式，从而行成了模糊控制准则。根据浑浊度传感器和布质布量传感器接受的信息，自动判断出衣物多少面料软硬和脏污程度，推理出模糊决策。智能型模糊控制洗衣机用电脑来模拟人脑自动完成判断洗涤物的质地和重量，自动选择最佳洗涤程序，自动完成洗衣机过程，是真正意义上的智能型全自动洗衣机，它的出现为洗衣机的发展开创了一个崭新的时代7。1.2.2 节能技术中国是水资源匮乏的国家，人均淡水为世界平均水平的四分之一，而洗衣机用水量为家庭生活用水量的40%以上，节水型洗衣机的发展和普及对建设“资源节约型”和“环境友好型”社会有着重要的意义。家用和类似用途节水型洗衣机技术要求及试验方法行业标准在2016年1月1日已经实施。标准的制定与实施，对推进我国节水型洗衣机的发展有着重要的意义，同时对用水家电产品向节水方向发展有着导向性的作用8。由于环保意识的增强，洗衣机的行业发展趋势将重点放在了水耗，能耗等指标9。目前洗衣机主要采用的节能技术有（1）直流无刷电机技术，变频技术在洗衣机上的应用大大提高了洗衣机的用电效率，一般电机的效率在40%-50%之间，而变频电机的效率可以达到80%以上，效率提高到了50%以上，一方面变频电机的启动力矩大，所又提高了洗净性能，另一个方面来说也降低了能耗和噪声。（2） 洗衣粉快速溶解技术，在洗衣机进水加入洗涤剂的时候，通过盒子结构的改变，加速了洗衣粉的溶解，使得洗衣粉的效率大大提高，从而提高了洗净效果，更减少了洗涤时间，降低了电力消耗。（3）水量控制技术，洗衣机洗涤时需要加热，水量多少直接影响到加热时间长短，也就是用电量的多少，所以合理减少洗涤量就可以大大降低用电，因此，提高水位控制的精度成为了当前洗衣机节能设计的一个新的亮点10。1.2.2 静音技术洗衣机由于运行时噪声大，洗涤时间长，造成的噪声污染影响消费者，针对这一情况，海尔集团新推出多种环保型洗衣机，为洗衣机的绿色发展事业做出了贡献。静音洗衣机采取的是S-Drive芯变驱动系统综合的降低了噪音，使得洗衣机运转时噪声低于了50分贝，大大低于了同类洗衣机的噪声。洗衣机的声音再也不会影响消费者看电视看书听音乐等多种活动，洗衣机再也不会成为家庭的噪声源了。该静音系列洗衣机贯彻着环保节能绿色发展的新概念，研究出了静音技术降低了噪音，并且配备了“洗净即停”技术，避免浪费水资源。“静音环保”技术超低的运行分贝让洗衣机进入了一个安静的世界11。通过偏心控制与减振降噪艺术，实现了超静音，给消费者带来舒适感12。1.2.3 技术瓶颈目前经济型高效电机技术、感知算法技术、整体结构优化技术、不平衡控制技术是洗衣机产业面临的技术瓶颈。对于经济型高效电机技术而言，目前洗衣机使用的串激电机、单相交流电机、双速电机效率较低，三相交流变频电机效率较高13。1.3 洗衣机的发展趋势1.3.1 相关方案比较未来洗衣机技术发展主要有这几大趋势：（1）大容量与微型化现代人居家总希望宽敞的空间，缩小洗衣机的占地面积，所以各厂家推出了超小型和超薄型的洗衣机，满足了人们对占地空间的要求。与此同时，洗衣机的洗涤容量正在逐渐变大，甚至已有19kg以上的大容量的出现14。以工艺提升、结构变革来适应消费“品质生活的”的发展趋势15。在大容量中，更符合用户需求的12kg 则将成为主流容量。不过，虽然洗涤容量在变大，但是洗衣机能耗呈现了走低的趋势。（2）智能化与自动化全球家电领域都在朝着智能化发展，但智能化在不同产品上的体现有所不同。洗衣机领域智能化的应用多为智能物联、智能触摸两方面。智能物联作为互联网时代的产物，一般包括WiFi状态下远程操控等功能。一大批智能化控制技术发展，如光电感应智能触控等高端技术16。现有几家洗衣机企业在开发、研究智能物联产品。而且洗衣机越来越高度自动化，衣服只要放进洗衣机，按下按键，系统就能自动完成洗衣过程，用户可以在洗衣过程中完成其他事情17。（3）细致洗涤健康化随着消费者对健康的认识提高，健康的洗涤概念逐渐进入了消费者视野。洗衣机如果具有除菌、抑菌或对衣物进行细致呵护等功能，就能达到除菌功效或出色洗涤效果，呵护人体健康。所以有的洗衣机采用了纳米内桶，用来减少污垢附着，还有的洗衣机在设置改进漂洗程序，彻底漂洗衣物残留的洗涤剂，防止对人体的侵害，也可以用臭氧进行杀菌，达到彻底灭菌18。在洗涤方面，多面料洗涤、特渍洗涤也在成为发展趋势。多面料洗涤与服装业等其他跨界行业发展息息相关。针对不同面料、污渍，设定不同程序，涉及水温、洗涤时间等多个参数并使其精确搭配，可对不同面料进行呵护洗涤，以及对不同污渍尤其是难以洗净的特殊污渍达到最好的洗涤效果。（4）节能与人性化发展节能减排已经成为了洗衣机行业绿色发展的大势所趋。节能、健康、环保是技术升级的主题19。节水节能的绿色设计成为了洗衣机技术发展的方向。在外观设计方面，迎合了消费者的使用习惯，显示屏、观察窗都逐渐变大，外观上显得更加大气，大似乎成为了一个新的趋势。除此之外，从洗涤方式上分为了波轮式、滚筒式、搅拌式洗衣机等品种的多样化也满足了不同消费者的需求20。总结本文从洗衣机的发展史进行阐述，说明了洗衣机的种类及其优缺点，叙述了我国洗衣机的发展历程。科技的创新使得我国智能电器迈入了一个新的阶段。静音技术的应用加速了我国进入绿色洗衣机时代的进程，变频调速技术的发展更是为洗衣机节能环保发展能做出了巨大的贡献。模糊控制理论实现了洗衣机的自动化与智能化，成为了新一代的高科技家电产品的特征。我国洗衣机性能朝着减少衣物的缠绕率，磨损率，提高洗涤的均匀性，降低噪音发展。洗衣机发展的总体趋势为绿色低能耗、健康化、智能化。洗衣机的发展将更好的为人们服务。参考文献1洗衣机的发展史你知道吗J.家用电器，1998，(8）:17.2姜宝港 .智能家用电器技术M.北京：机械工业出版社，2008.3杨家骅.论我国全自动洗衣机的发展方向J.家用电器科技，1995，(3)：2-3.4苟明.智能洗衣机引领增长新趋势J.消费指南，2016，(12):67-68.5冯瑞军.未来洗衣机市场发展趋势J.现代家电，2010，(5)： 52.6陈晏如.全自动洗衣机智能控制的实现J.家用电器科技，1995，(5):22-26.7刘晓明.洗衣机智能模糊控制系统J.计算机系统应用，1997，（5）:9-10.8张晏榕.节水型洗衣机行业标准实施 助推家电行业绿色发展J.家电科技，2016，(1):10. 9沈菲.2007洗衣机市场发展新趋势J.现代家电 2007 ，（9）：74-75.10鲁建国.节能减排已成为洗衣机行业绿色发展大势所趋J.家用电器(绿色家电)，2014，(6):34-35. 11吕顺.静音洗衣机昭示未来健康产品发展方向 J.家用电器，2009，(5):39.12刘洋.洗衣机发展新时代J.大众用电，2012，（1）:44.13本刊记者.洗衣机技术发展方向：节水与绿色设计 J.电器 ，2011 ，（11）68-69.14李志刚.洗衣机技术发展趋势简析J.电器，2016，（2）：26-27.15聚焦品质提升,全球洗衣机行业发展将呈现4大趋势J.家电科技，2016，(6)：10.16林亚玲.我国洗衣机的发展和技术创新历程J.科技致富向导，2012，（32）:237.17鲁建国.GB/T4288家用电动洗衣机的修订与我国洗衣机的发展J.家电科技，2003，(7)：12.18张明德.基于单片机的全自动洗衣机系统设计D.安徽：安徽大学，2010.19鲁建国.浅谈我国大容量洗衣机的发展瓶颈J.现代家电，2010，（8）：46-48.20程安迪.全球洗衣机产品与技术发展趋势简析J.电器，2015，(1)：26.