全自动波轮洗衣机玻璃上盖显示控制机型实现方案探究

宋立军 程宝珍 孙广彬 张开宏 王秀梅

青岛海尔洗衣机有限公司 山东青岛 266033

1 引言

现有的波轮全自动洗衣机的显示控制模块一般作为一个独立的模块覆盖在洗衣机盘座上方，根据显示控制模块覆盖位置的不同主要分为前显示控制机型和后显示控制机型两种，如图1所示。前显示控制波轮洗衣机的显示控制模块作为一个独立模块安装在盘座前侧，显示控制模块底面与盘座模块结构和电器相连，包含显示控制模块在盘座上的结构固定和显示控制模块内电器件与盘座内电器件的走线连接，上盖在盘座后侧通过旋转轴连接，方便用户对上盖进行打开和关闭。后显示控制波轮洗衣机的显示控制模块作为一个独立模块安装在盘座的后侧，显示控制模块底面与盘座模块结构和电器相连，包含显示控制模块在盘座上的固定和显示控制模块内电器件与盘座模块内电器件的走线连接，上盖在显示控制模块前侧与盘座通过旋转轴连接，方便用户对上盖进行打开和关闭。显示控制模块与上盖模块一起覆盖在洗衣机盘座模块的上方，其中显示控制模块用来控制洗衣机程序和显示洗衣机的洗涤状态。上盖模块的关闭是在洗涤状态时保证用户无法直接接触到高速旋转的桶，以免发生危险。此类设计显示模块和上盖模块是相互独立的，显示控制模块与盘座完全固定，而上盖模块与盘座模块可饶旋转轴转动，为保证上盖在开关过程中不与显示控制模块干涉或摩擦，因此两模块间要留有较大的活动配合间隙，致使洗衣机的顶端为拼接的两个独立模块，外观并非一个整体，有明显的割裂感，显示控制模块独立的全自动波轮洗衣机的顶部外观整体性不强。

针对前文提出独立显示控制模块波轮全自动洗衣机顶端外观整体性不强的缺点，设计出了一种新型的玻璃上盖显示控制机型如图2所示。该机型是将原来相互独立的显示控制模块和上盖模块进行结合，将显示控制模块的电器组件镶嵌到玻璃上盖模块中，使玻璃上盖既具有原有波轮洗衣机上盖的功能，又可以通过玻璃上盖对洗衣机进行显示和控制，且是玻璃触控。上盖与显示控制模块结合后，洗衣机顶端为整个上盖模块并完全覆盖盘座模块，这使得投入口观察窗面积增大，观察洗衣时桶内的视觉效果更好，整个上盖的覆盖使整机顶部外观一体性强，提升产品的档次，同时也提升了用户体验。如图2所示，玻璃上盖显示控制模块覆盖在盘座模块上方，上盖中间正对着盘座投入口区域的玻璃一般设计成透明或半透明的，使用户不用打开上盖就可以观看洗涤桶内衣服的洗涤状态。为防止显示控制模块不遮挡洗涤桶内情况，显示控制模块一般不镶嵌在玻璃上盖的透明和半透明区域，而是镶嵌在透明或半透明玻璃的前侧或后侧，玻璃上盖显示控制模块也可根据显示控制模块在上盖中镶嵌的位置不同，分为投入口前侧显示控制上盖模块，如图3（a）所示，和投入口后侧显示控制上盖模块，如图3（b）所示。

投入口前侧显示控制机型和投入口后侧显示控制机型仅是显示控制模块镶嵌位置的不同，而在走线方式、装配方式、密封方式和售后维修等几个方面没有区别。因此本文在探究玻璃上盖显示和控制模块的可行方案时，仅拿投入口后侧显示控制类型进行探究。

本文提供了两种可实现方案的玻璃上盖显示控制机型，如图4所示，两种方案外观在上盖关闭时没有任何区别，如图2所示，只有当盖子打开时外观略有不同，方案1的盖子打开时看到的上盖下是一个整体，仅在上盖下最下沿加装了两个方便拆卸阻尼器的小的阻尼装饰盖和右下角的走线端子盖，而方案2可以看到上盖下加装了一个较大的显示控制模块装饰盖和右下角的走线端子盖，显示控制模块装饰盖打开不仅可以拆卸阻尼器，也可以拆卸显示控制模块组件，如图4所示。盖子打开的状态方案1的外观相对于方案2来说整体性强，接缝不明显，方案1在外观方面要优于方案2。导致两种方案外观有区别的主要原因是显示控制模块在上盖模块中的安装顺序的不同，方案1相当于由上向下装配到上盖上后再粘上盖玻璃最后安装上盖下，上盖上要起凹槽和避空。方案2相当于由下向上装配，上盖上和上盖下装配好后再粘玻璃最后从下而上安装显示控制模块，上盖上要避空上，盖下也要避空，所以上盖下需要加装显示控制模块装饰盖。总结起来两种方案的走线方式相同，密封方案、装配方式和维修成本不相同。下文将针对这几个因素详细论述两方案。

图1 常见波轮洗衣机显示控制方式

图2 玻璃上盖显示控制机型

图3 两种玻璃上盖显示控制模块机型

图4 玻璃上盖显示控制两可行方案

图5 玻璃上盖显示控制机型内部走线（上盖下与走线端子盖已透明）

图6 带穿线孔的铰链座

2 走线方式探究

显示控制模块镶嵌到上盖模块中的第一个挑战就是走线问题，原有的独立显示控制模块与盘座模块直接相连，不发生相对活动且接触面积较大，可在显示控制模块下侧与盘座直接走线，使显示控制模块内的电器件和盘座内电器件连接。玻璃上盖显示控制机型由于显示控制模块镶嵌在玻璃上盖内，上盖与盘座仅通过旋转轴连接，用户打开和关闭上盖时，上盖模块与盘座模块会发生相对运动，走线空间相对很小。本文提供的两种玻璃上盖显示控制方案采取的走线方案是相同的，如图5所示（上盖下和走线端子盖已透明），显示控制模块线束（红色）出来后经过两个上盖上成型的导线固定勾结构后与走线端子盖下方的插接端子的母端连接，插接端子公端再与母端连接，公端出线后通过带孔的铰链座，如图6所示，进入到盘座内部与盘座内部的电器件进行连接。借助新设计的可穿线的带孔铰链座解决了玻璃上盖显示控制机型走线空间小且上盖会与盘座发生转动的问题。加装的走线端子盖和走线端子盖下方隐藏的插接端子，既保证了上盖内电器件与盘座内电器件的连通又使整个上盖模块拆卸方便。若售后维修人员需要对上盖进行维修时，仅需要打开走线端子盖，拔开插接端子便能使上盖内的显示控制模块与盘座内电器件断开连接，再将上盖从盘座拆下即可进行维修。维修完成后将上盖安装在盘座上，并将铰链座孔伸出的插接端子的公端与上盖走线孔伸出的母端插接后，将插接端子放入上盖模块的空间内并安装上走线端子盖便可实现显示控制模块与电脑板的连接。

3 装配方式及密封方案探究

将带电器件的显示控制模块镶嵌到上盖模块中，就涉及到上盖模块与显示控制模块的装配顺序，由于上盖模块最上端为上盖玻璃，要让用户透过这块玻璃对洗衣机进行触摸控制，显示控制模块的触摸结构必须在上盖玻璃底面且要紧贴上盖玻璃。上盖模块和显示控制模块主要零件的排布顺序依次是：a.上盖玻璃、b.显示控制模块、c.上盖上和d.上盖下，如图7所示。显示控制模块在玻璃上盖模块中安装时，方案1相当于显示控制模块由上向下装配，方案2相当于显示控制模块由下向上装配，两种方案上盖上均需要挖孔进行避空，使显示控制模块的触摸结构能直接与上盖玻璃接触，方便用户对洗衣机进行控制。方案2不仅上盖上需要避空，上盖下也需要挖孔进行避空，方便显示控制模块的拆装，并新开一个大的装饰盖用于覆盖显示控制模块。下面详细分析两种方案的装配步骤和对应的密封方案。

3.1 方案1装配方式及密封方案探究

玻璃上盖显示控制模块方案1具体详细组成如图8所示，主要包括：1.上盖玻璃、2.显示控制模块、3.3M胶、4.上盖玻璃与上盖上间密封条、5.上盖上、6.插接端子、7.上盖上与上盖下之间密封条、8.上盖下、9.2颗上盖角内螺钉、10.2上盖角、11.2阻尼器、12.6颗阻尼器安装螺钉、13.2颗阻尼装饰盖内螺钉、14.2阻尼装饰盖、15.走线端子盖。

方案1的安装顺序是：（1）将显示控制模块放在上盖上成型好的卡槽里，通过7个卡槽限位，再把显示控制模块引出线挂到上盖上成型的导线固定勾上，将插接端子放到走线端子盖处；（2）将上盖玻璃与上盖上间密封圈安装到上盖上留好的密封圈凹槽内，并通过3M胶将上盖上与上盖玻璃粘在一起，显示控制模块在上盖上与上盖玻璃中间被完全定位，且显示控制模块被四周密封条保护起来；（3）上盖下密封圈凹槽结构内安装上密封圈后，通过类螺钉结构连接到上盖上；（4）打紧上盖角和阻尼装饰盖内隐藏的4颗螺钉并装上2橡胶上盖角；（5）将上盖放在盘座上安装上阻尼器并打上6颗阻尼器固定螺钉，盖上阻尼装饰盖（卡扣连接）；（6）将铰链座孔伸出的插接端子的公端和上盖模块的母端插接后放入上盖内并盖上走线端子盖（卡扣连接）。上盖下共有类螺钉结构10个和4个金属螺钉孔，由于安装顺序的原因，上盖上先与上盖玻璃粘在一起，再安装上盖下，因此螺钉只能从下向上打，会导致金属螺钉头裸露，为防止金属螺钉头裸露对外观的影响，仅在上盖角和阻尼装饰盖覆盖的区域隐藏布置了四颗金属螺钉，如图9所示，其余为上盖下一体成型的类螺钉结构，如图10所示。上盖上对应上盖下的10个类螺钉结构设计有10个配套的孔，安装时对准后将类螺钉结构插进孔内。拆卸时挤压类螺钉结构头部使头部变小便可从上盖上孔中脱出。类螺钉连接结构取代金属螺钉，降低成本，减少安装工序，类螺钉结构安装顺序可变，不仅可以从上向下安装也可以从下向上安装。上盖前侧橡胶角的作用是当上盖关闭时，上盖不与盘座直接接触，而是2橡胶材料的上盖角与盘座接触，避免了塑料与塑料的直接接触所造成的表面漆划伤，同时也能保证盖子关闭时的声音不会太大。

图7 玻璃上盖显示控制模块主要零件的排布顺序

图8 方案1详细组件结构示意图

图9 前侧橡胶上盖角和后侧阻尼装饰盖内隐藏的4颗螺钉

图10 类螺钉结构

图11 方案1密封方式

密封方式为上盖玻璃与上盖上之间通过压密封条进行密封，上盖下与上盖上之间通过压密封条密封，从而给显示控制模块形成了一个封闭的区域，如图11所示，保证水或者水汽不接触显示控制模块的电器件，使得显示控制模块在上盖中能够正常工作且不发生危险。

3.2 方案2装配方式及密封方案探究

玻璃上盖显示控制模块方案2具体组成如图12所示，主要包括：1.上盖玻璃、2.9颗上盖上、上盖下紧固螺钉、3.3M胶、4.玻璃与上盖间密封条、5.上盖上、6.显示控制模块、7.4颗显示控制模块固定螺钉、8.密封圈、9.密封盒、10.5颗密封盒固定螺钉、11.上盖下、12.2阻尼器、13.6颗阻尼器安装螺钉、14.2颗上盖角内螺钉、15.2上盖角、16.显示控制模块装饰盖、17.4颗显示控制模块装饰盖固定螺钉、18.4螺钉贴、19.插接端子、20.走线端子盖。

方案2的安装顺序是：（1）将上盖上、上盖下通过卡扣扣在一起再打上9颗上盖上、上盖下紧固螺钉；（2）将玻璃与上盖间密封条放在上盖上已经成形好的凹槽中，再用3M胶带将上盖上和上盖玻璃粘在一起；（3）将显示控制模块安装到上一步组装好的模块中，打紧4颗显示控制模块固定螺钉，将引出线挂到上盖上成型的走线挂勾上，将插接端子放到走线端子盖附近；（4）将密封圈放到上盖上已经成型好的凹槽中，安装上密封盒并打紧5颗密封盒固定螺钉；（5）将上盖放在盘座上安装阻尼器并打上6颗阻尼器固定螺钉；（6）安装显示控制模块装饰件并打紧4颗显示控制模块装饰件紧固螺钉，贴好4螺钉贴（螺钉贴带背胶）；（7）将铰链座孔伸出的插接端子的公端和上盖模块的母端插接后放入上盖内并盖上走线端子盖。

密封方式为上盖玻璃与上盖上之间通过压密封条进行密封，密封盒与上盖上之间通过压密封条密封，从而给显示控制模块形成了一个封闭的区域，如图13所示，保证水或者水汽不接触显示控制模块的电器件，使得显示控制模块在上盖中能够正常工作且不发生危险。

4 两方案售后维修方案探究

前文讨论的玻璃上盖显示控制模块的两种可行方案在上盖关闭时外观没有区别，当盖子打开时方案1的外观整体接缝少，外观整体性强。而在售后维修方面方案2则要优于方案1，当镶嵌在上盖中的显示控制模块的电器件出现问题时，针对方案1，维修人员需要打开走线端子盖拔开插接端子，打开阻尼装饰盖拆掉阻尼器并将上盖模块从盘座中拿下，但是由于显示控制模块被上盖玻璃和上盖上通过3M胶粘在中间，维修人员在用户家里无法拆开和复原，因此只能给用户更换整个上盖模块，维修售后成本相对较高。针对方案2，维修人员需要打开走线端子盖拔开插接端子，揭掉4颗螺钉贴，取出4颗螺钉，打开显示控制模块装饰件，取出5颗密封盒固定螺钉并拿掉密封盒，再取出4颗显示控制模块螺钉便可以将整个显示控制模块取出进行维修或更换，相对来说维修成本要比方案1低很多。

5 结论

基于全自动波轮洗衣机玻璃上盖显示控制机型，探究了走线方式、装配方式、密封性和维修成本等因素的可行方案，主要结构如下：

（1）为使上盖和盘座进行电路连接且方便拆装，通过在上盖下侧新开一走线端子盖，端子盖内部隐藏一插接端子。采用带孔铰链座，在铰链座中穿线使上盖中显示控制模块与盘座中的电脑板模块相连接；

（2）方案1的装配方式采用由上向下装配，密封方式为上盖玻璃与上盖上之间通过压密封条进行密封、上盖下与上盖上之间通过压密封条密封。此方案上盖打开后，外观整体性好接缝少，但维修成本较高；

（3）方案2的装配方式采用由下向上装配，密封方式为上盖玻璃与上盖上之间通过压密封条进行密封、密封盒与上盖上之间通过压密封条密封。此方案上盖打开后，外观整体性不好接缝较多，但维修成本较低。

图12 方案2详细组件结构

图13 方案2密封方式