全自動波輪洗衣機玻璃上蓋顯示控制機型實現方案探究

宋立軍 程寶珍 孫廣彬 張開宏 王秀梅

青島海爾洗衣機有限公司 山東青島 266033

1 引言

現有的波輪全自動洗衣機的顯示控制模塊一般作為一個獨立的模塊覆蓋在洗衣機盤座上方，根據顯示控制模塊覆蓋位置的不同主要分為前顯示控制機型和后顯示控制機型兩種，如圖1所示。前顯示控制波輪洗衣機的顯示控制模塊作為一個獨立模塊安裝在盤座前側，顯示控制模塊底面與盤座模塊結構和電器相連，包含顯示控制模塊在盤座上的結構固定和顯示控制模塊內電器件與盤座內電器件的走線連接，上蓋在盤座后側通過旋轉軸連接，方便用戶對上蓋進行打開和關閉。后顯示控制波輪洗衣機的顯示控制模塊作為一個獨立模塊安裝在盤座的后側，顯示控制模塊底面與盤座模塊結構和電器相連，包含顯示控制模塊在盤座上的固定和顯示控制模塊內電器件與盤座模塊內電器件的走線連接，上蓋在顯示控制模塊前側與盤座通過旋轉軸連接，方便用戶對上蓋進行打開和關閉。顯示控制模塊與上蓋模塊一起覆蓋在洗衣機盤座模塊的上方，其中顯示控制模塊用來控制洗衣機程序和顯示洗衣機的洗滌狀態。上蓋模塊的關閉是在洗滌狀態時保證用戶無法直接接觸到高速旋轉的桶，以免發生危險。此類設計顯示模塊和上蓋模塊是相互獨立的，顯示控制模塊與盤座完全固定，而上蓋模塊與盤座模塊可饒旋轉軸轉動，為保證上蓋在開關過程中不與顯示控制模塊干涉或摩擦，因此兩模塊間要留有較大的活動配合間隙，致使洗衣機的頂端為拼接的兩個獨立模塊，外觀并非一個整體，有明顯的割裂感，顯示控制模塊獨立的全自動波輪洗衣機的頂部外觀整體性不強。

針對前文提出獨立顯示控制模塊波輪全自動洗衣機頂端外觀整體性不強的缺點，設計出了一種新型的玻璃上蓋顯示控制機型如圖2所示。該機型是將原來相互獨立的顯示控制模塊和上蓋模塊進行結合，將顯示控制模塊的電器組件鑲嵌到玻璃上蓋模塊中，使玻璃上蓋既具有原有波輪洗衣機上蓋的功能，又可以通過玻璃上蓋對洗衣機進行顯示和控制，且是玻璃觸控。上蓋與顯示控制模塊結合后，洗衣機頂端為整個上蓋模塊并完全覆蓋盤座模塊，這使得投入口觀察窗面積增大，觀察洗衣時桶內的視覺效果更好，整個上蓋的覆蓋使整機頂部外觀一體性強，提升產品的檔次，同時也提升了用戶體驗。如圖2所示，玻璃上蓋顯示控制模塊覆蓋在盤座模塊上方，上蓋中間正對著盤座投入口區域的玻璃一般設計成透明或半透明的，使用戶不用打開上蓋就可以觀看洗滌桶內衣服的洗滌狀態。為防止顯示控制模塊不遮擋洗滌桶內情況，顯示控制模塊一般不鑲嵌在玻璃上蓋的透明和半透明區域，而是鑲嵌在透明或半透明玻璃的前側或后側，玻璃上蓋顯示控制模塊也可根據顯示控制模塊在上蓋中鑲嵌的位置不同，分為投入口前側顯示控制上蓋模塊，如圖3（a）所示，和投入口后側顯示控制上蓋模塊，如圖3（b）所示。

投入口前側顯示控制機型和投入口后側顯示控制機型僅是顯示控制模塊鑲嵌位置的不同，而在走線方式、裝配方式、密封方式和售后維修等幾個方面沒有區別。因此本文在探究玻璃上蓋顯示和控制模塊的可行方案時，僅拿投入口后側顯示控制類型進行探究。

本文提供了兩種可實現方案的玻璃上蓋顯示控制機型，如圖4所示，兩種方案外觀在上蓋關閉時沒有任何區別，如圖2所示，只有當蓋子打開時外觀略有不同，方案1的蓋子打開時看到的上蓋下是一個整體，僅在上蓋下最下沿加裝了兩個方便拆卸阻尼器的小的阻尼裝飾蓋和右下角的走線端子蓋，而方案2可以看到上蓋下加裝了一個較大的顯示控制模塊裝飾蓋和右下角的走線端子蓋，顯示控制模塊裝飾蓋打開不僅可以拆卸阻尼器，也可以拆卸顯示控制模塊組件，如圖4所示。蓋子打開的狀態方案1的外觀相對于方案2來說整體性強，接縫不明顯，方案1在外觀方面要優于方案2。導致兩種方案外觀有區別的主要原因是顯示控制模塊在上蓋模塊中的安裝順序的不同，方案1相當于由上向下裝配到上蓋上后再粘上蓋玻璃最后安裝上蓋下，上蓋上要起凹槽和避空。方案2相當于由下向上裝配，上蓋上和上蓋下裝配好后再粘玻璃最后從下而上安裝顯示控制模塊，上蓋上要避空上，蓋下也要避空，所以上蓋下需要加裝顯示控制模塊裝飾蓋。總結起來兩種方案的走線方式相同，密封方案、裝配方式和維修成本不相同。下文將針對這幾個因素詳細論述兩方案。

圖1 常見波輪洗衣機顯示控制方式

圖2 玻璃上蓋顯示控制機型

圖3 兩種玻璃上蓋顯示控制模塊機型

圖4 玻璃上蓋顯示控制兩可行方案

圖5 玻璃上蓋顯示控制機型內部走線（上蓋下與走線端子蓋已透明）

圖6 帶穿線孔的鉸鏈座

2 走線方式探究

顯示控制模塊鑲嵌到上蓋模塊中的第一個挑戰就是走線問題，原有的獨立顯示控制模塊與盤座模塊直接相連，不發生相對活動且接觸面積較大，可在顯示控制模塊下側與盤座直接走線，使顯示控制模塊內的電器件和盤座內電器件連接。玻璃上蓋顯示控制機型由于顯示控制模塊鑲嵌在玻璃上蓋內，上蓋與盤座僅通過旋轉軸連接，用戶打開和關閉上蓋時，上蓋模塊與盤座模塊會發生相對運動，走線空間相對很小。本文提供的兩種玻璃上蓋顯示控制方案采取的走線方案是相同的，如圖5所示（上蓋下和走線端子蓋已透明），顯示控制模塊線束（紅色）出來后經過兩個上蓋上成型的導線固定勾結構后與走線端子蓋下方的插接端子的母端連接，插接端子公端再與母端連接，公端出線后通過帶孔的鉸鏈座，如圖6所示，進入到盤座內部與盤座內部的電器件進行連接。借助新設計的可穿線的帶孔鉸鏈座解決了玻璃上蓋顯示控制機型走線空間小且上蓋會與盤座發生轉動的問題。加裝的走線端子蓋和走線端子蓋下方隱藏的插接端子，既保證了上蓋內電器件與盤座內電器件的連通又使整個上蓋模塊拆卸方便。若售后維修人員需要對上蓋進行維修時，僅需要打開走線端子蓋，拔開插接端子便能使上蓋內的顯示控制模塊與盤座內電器件斷開連接，再將上蓋從盤座拆下即可進行維修。維修完成后將上蓋安裝在盤座上，并將鉸鏈座孔伸出的插接端子的公端與上蓋走線孔伸出的母端插接后，將插接端子放入上蓋模塊的空間內并安裝上走線端子蓋便可實現顯示控制模塊與電腦板的連接。

3 裝配方式及密封方案探究

將帶電器件的顯示控制模塊鑲嵌到上蓋模塊中，就涉及到上蓋模塊與顯示控制模塊的裝配順序，由于上蓋模塊最上端為上蓋玻璃，要讓用戶透過這塊玻璃對洗衣機進行觸摸控制，顯示控制模塊的觸摸結構必須在上蓋玻璃底面且要緊貼上蓋玻璃。上蓋模塊和顯示控制模塊主要零件的排布順序依次是：a.上蓋玻璃、b.顯示控制模塊、c.上蓋上和d.上蓋下，如圖7所示。顯示控制模塊在玻璃上蓋模塊中安裝時，方案1相當于顯示控制模塊由上向下裝配，方案2相當于顯示控制模塊由下向上裝配，兩種方案上蓋上均需要挖孔進行避空，使顯示控制模塊的觸摸結構能直接與上蓋玻璃接觸，方便用戶對洗衣機進行控制。方案2不僅上蓋上需要避空，上蓋下也需要挖孔進行避空，方便顯示控制模塊的拆裝，并新開一個大的裝飾蓋用于覆蓋顯示控制模塊。下面詳細分析兩種方案的裝配步驟和對應的密封方案。

3.1 方案1裝配方式及密封方案探究

玻璃上蓋顯示控制模塊方案1具體詳細組成如圖8所示，主要包括：1.上蓋玻璃、2.顯示控制模塊、3.3M膠、4.上蓋玻璃與上蓋上間密封條、5.上蓋上、6.插接端子、7.上蓋上與上蓋下之間密封條、8.上蓋下、9.2顆上蓋角內螺釘、10.2上蓋角、11.2阻尼器、12.6顆阻尼器安裝螺釘、13.2顆阻尼裝飾蓋內螺釘、14.2阻尼裝飾蓋、15.走線端子蓋。

方案1的安裝順序是：（1）將顯示控制模塊放在上蓋上成型好的卡槽里，通過7個卡槽限位，再把顯示控制模塊引出線掛到上蓋上成型的導線固定勾上，將插接端子放到走線端子蓋處；（2）將上蓋玻璃與上蓋上間密封圈安裝到上蓋上留好的密封圈凹槽內，并通過3M膠將上蓋上與上蓋玻璃粘在一起，顯示控制模塊在上蓋上與上蓋玻璃中間被完全定位，且顯示控制模塊被四周密封條保護起來；（3）上蓋下密封圈凹槽結構內安裝上密封圈后，通過類螺釘結構連接到上蓋上；（4）打緊上蓋角和阻尼裝飾蓋內隱藏的4顆螺釘并裝上2橡膠上蓋角；（5）將上蓋放在盤座上安裝上阻尼器并打上6顆阻尼器固定螺釘，蓋上阻尼裝飾蓋（卡扣連接）；（6）將鉸鏈座孔伸出的插接端子的公端和上蓋模塊的母端插接后放入上蓋內并蓋上走線端子蓋（卡扣連接）。上蓋下共有類螺釘結構10個和4個金屬螺釘孔，由于安裝順序的原因，上蓋上先與上蓋玻璃粘在一起，再安裝上蓋下，因此螺釘只能從下向上打，會導致金屬螺釘頭裸露，為防止金屬螺釘頭裸露對外觀的影響，僅在上蓋角和阻尼裝飾蓋覆蓋的區域隱藏布置了四顆金屬螺釘，如圖9所示，其余為上蓋下一體成型的類螺釘結構，如圖10所示。上蓋上對應上蓋下的10個類螺釘結構設計有10個配套的孔，安裝時對準后將類螺釘結構插進孔內。拆卸時擠壓類螺釘結構頭部使頭部變小便可從上蓋上孔中脫出。類螺釘連接結構取代金屬螺釘，降低成本，減少安裝工序，類螺釘結構安裝順序可變，不僅可以從上向下安裝也可以從下向上安裝。上蓋前側橡膠角的作用是當上蓋關閉時，上蓋不與盤座直接接觸，而是2橡膠材料的上蓋角與盤座接觸，避免了塑料與塑料的直接接觸所造成的表面漆劃傷，同時也能保證蓋子關閉時的聲音不會太大。

圖7 玻璃上蓋顯示控制模塊主要零件的排布順序

圖8 方案1詳細組件結構示意圖

圖9 前側橡膠上蓋角和后側阻尼裝飾蓋內隱藏的4顆螺釘

圖10 類螺釘結構

圖11 方案1密封方式

密封方式為上蓋玻璃與上蓋上之間通過壓密封條進行密封，上蓋下與上蓋上之間通過壓密封條密封，從而給顯示控制模塊形成了一個封閉的區域，如圖11所示，保證水或者水汽不接觸顯示控制模塊的電器件，使得顯示控制模塊在上蓋中能夠正常工作且不發生危險。

3.2 方案2裝配方式及密封方案探究

玻璃上蓋顯示控制模塊方案2具體組成如圖12所示，主要包括：1.上蓋玻璃、2.9顆上蓋上、上蓋下緊固螺釘、3.3M膠、4.玻璃與上蓋間密封條、5.上蓋上、6.顯示控制模塊、7.4顆顯示控制模塊固定螺釘、8.密封圈、9.密封盒、10.5顆密封盒固定螺釘、11.上蓋下、12.2阻尼器、13.6顆阻尼器安裝螺釘、14.2顆上蓋角內螺釘、15.2上蓋角、16.顯示控制模塊裝飾蓋、17.4顆顯示控制模塊裝飾蓋固定螺釘、18.4螺釘貼、19.插接端子、20.走線端子蓋。

方案2的安裝順序是：（1）將上蓋上、上蓋下通過卡扣扣在一起再打上9顆上蓋上、上蓋下緊固螺釘；（2）將玻璃與上蓋間密封條放在上蓋上已經成形好的凹槽中，再用3M膠帶將上蓋上和上蓋玻璃粘在一起；（3）將顯示控制模塊安裝到上一步組裝好的模塊中，打緊4顆顯示控制模塊固定螺釘，將引出線掛到上蓋上成型的走線掛勾上，將插接端子放到走線端子蓋附近；（4）將密封圈放到上蓋上已經成型好的凹槽中，安裝上密封盒并打緊5顆密封盒固定螺釘；（5）將上蓋放在盤座上安裝阻尼器并打上6顆阻尼器固定螺釘；（6）安裝顯示控制模塊裝飾件并打緊4顆顯示控制模塊裝飾件緊固螺釘，貼好4螺釘貼（螺釘貼帶背膠）；（7）將鉸鏈座孔伸出的插接端子的公端和上蓋模塊的母端插接后放入上蓋內并蓋上走線端子蓋。

密封方式為上蓋玻璃與上蓋上之間通過壓密封條進行密封，密封盒與上蓋上之間通過壓密封條密封，從而給顯示控制模塊形成了一個封閉的區域，如圖13所示，保證水或者水汽不接觸顯示控制模塊的電器件，使得顯示控制模塊在上蓋中能夠正常工作且不發生危險。

4 兩方案售后維修方案探究

前文討論的玻璃上蓋顯示控制模塊的兩種可行方案在上蓋關閉時外觀沒有區別，當蓋子打開時方案1的外觀整體接縫少，外觀整體性強。而在售后維修方面方案2則要優于方案1，當鑲嵌在上蓋中的顯示控制模塊的電器件出現問題時，針對方案1，維修人員需要打開走線端子蓋拔開插接端子，打開阻尼裝飾蓋拆掉阻尼器并將上蓋模塊從盤座中拿下，但是由于顯示控制模塊被上蓋玻璃和上蓋上通過3M膠粘在中間，維修人員在用戶家里無法拆開和復原，因此只能給用戶更換整個上蓋模塊，維修售后成本相對較高。針對方案2，維修人員需要打開走線端子蓋拔開插接端子，揭掉4顆螺釘貼，取出4顆螺釘，打開顯示控制模塊裝飾件，取出5顆密封盒固定螺釘并拿掉密封盒，再取出4顆顯示控制模塊螺釘便可以將整個顯示控制模塊取出進行維修或更換，相對來說維修成本要比方案1低很多。

5 結論

基于全自動波輪洗衣機玻璃上蓋顯示控制機型，探究了走線方式、裝配方式、密封性和維修成本等因素的可行方案，主要結構如下：

（1）為使上蓋和盤座進行電路連接且方便拆裝，通過在上蓋下側新開一走線端子蓋，端子蓋內部隱藏一插接端子。采用帶孔鉸鏈座，在鉸鏈座中穿線使上蓋中顯示控制模塊與盤座中的電腦板模塊相連接；

（2）方案1的裝配方式采用由上向下裝配，密封方式為上蓋玻璃與上蓋上之間通過壓密封條進行密封、上蓋下與上蓋上之間通過壓密封條密封。此方案上蓋打開后，外觀整體性好接縫少，但維修成本較高；

（3）方案2的裝配方式采用由下向上裝配，密封方式為上蓋玻璃與上蓋上之間通過壓密封條進行密封、密封盒與上蓋上之間通過壓密封條密封。此方案上蓋打開后，外觀整體性不好接縫較多，但維修成本較低。

圖12 方案2詳細組件結構

圖13 方案2密封方式