杨越+杨玉芳+魏德良

摘 要：本文通过分析历史上洗衣机的发展历程，从洗衣方式、动力选择、洗衣功能控制、使用人性化等方向来分析洗衣机的优化设计历程，进而总结出一般的产品上设计优化的过程。

关键词：洗衣机动力设计；人性化设计；洗衣机功能控制；设计优化

在家用电器中，洗衣机占有十分重要的地位，已经成为家庭必不可少的家用电器。它可以洗涤家中所有纤维制品，减轻繁重的劳动强度，节省大量的劳动时间。洗衣机的功能除了冲水西医的基本功能外，还要考虑脱水甩干、耗时、耗电、耗水、噪声，以及衣服的种类多样性。什么样的洗衣机才是最优的洗衣机？我们从洗衣方式、动力选择、洗衣功能控制、使用人性化来分析洗衣机的优化设计历程。

1 洗衣机动力设计的优化

1858年，一个叫汉密尔顿·史密斯的美国人在匹兹堡制成了世界上第一台洗衣机。该洗衣机的主件是一只圆桶，桶内装有一根带有桨叶的主轴。轴是通过摇动和它相连的曲柄转动的。同年史密斯取得了这台洗衣机的专利权。但这却标志着新机器洗衣的开端。次年在德国出现了一种用捣衣杵作为搅拌器的洗衣机。19世纪末期的洗衣机已经发展到一只用手柄转动的八角形洗衣缸，洗衣時缸内放入热肥皂水，衣服洗净后，由轧液装置把衣服挤干，这套装置的问世，让那些为提高生活效率而苦事冥想的人士大受启发，洗衣机的改进过程大大加快。但这种洗衣机通过机构传动，传动效率不高，使用者很累。

1922年美国玛塔依格公司改造了洗衣机的洗涤结构，把拖动式改为搅拌式，使洗衣机的结构固定下来，这也就是第一台搅拌式洗衣机的诞生。这种洗衣机是在桶中心装上一个立轴，在立轴下端装有搅拌翼，电动机带动立轴，进行周期性的正反摆动，使衣物和水流不断翻滚，相互摩擦，以此去除污垢。由此洗衣机开始了卧轴和立轴之分。

2 洗衣方式的优化

随着工业化的加速，世界各国也加快了洗衣机研制的步伐。英国研制并推出了一种喷流式洗衣机，它是靠筒体一侧的运转波轮产生的强烈涡流，使衣物和洗涤液一起在筒内不断翻转，洗净衣物。20世纪50年代，日本在引进英国喷流式洗衣机的基础上，三洋公司首次推出单筒波轮式洗衣机，波轮式洗衣机工作时则是通过程序设定，波轮先连续一个方向转动，间歇一段后，再反方向转动，以此产生连续的回转水流。也就是从这时起，洗衣机的3中工作方式即滚筒式、搅拌式和波轮式开始确立了。

在21世纪初，专家指出自洗衣机问世以来3类洗衣机三分天下。但滚筒洗衣机洗涤时间长，洗净度相对较低；波轮洗衣机磨损较大，易缠绕、洗净率不高。松下洗衣机专家在长期的研究实践后推出龙卷风离心式洗衣机。由于他不摩擦不摔打，因而它具有不缠绕，不磨损，不变形的三大特点，彻底解决了以往洗衣机洗衣缠绕、磨损与变形的难题。

3 洗衣功能控制的优化

第一台自动洗衣机于1937年问世，这是一种前置式自动洗衣机。靠一根水平的轴带动的缸可容纳4000克衣服。衣服在注满水的缸内不停地上下翻滚，使之去污除垢。20世纪70年代后期，日本推出微机控制的全自动洗衣机，完成了洗衣机由机械—电动程序控制到计算机化控制的过渡。

20世纪80年代，模糊控制开始应用于洗衣机，式洗衣机在工作是更加称心如意，并实现了家用电器控制方式上的高度自动化。进入20世纪90年代，电机调速控制技术的进步式洗衣机解决了宽范围调速比的转速变换与调节问题，之后，又由于电机驱动技术的进步，在日本最先推出了电机直接驱动式洗衣机，省去了，繁琐的齿轮传动及变速机构，代之以驱动电路直接驱动、调速，实现了洗衣机驱动方式上的革命。

4 洗衣机使用人性化

4.1 外形方面

Na—v80GD斜式滚筒洗衣机创造性地将滚筒洗衣机的前开门倾斜了30度，变为斜向开门，内部滚筒的中心轴也跟着由水平方向做了30度的倾斜。这样的设计，使得任何人在任何情况下，可以平等、安全、方便地使用洗衣机。倾斜的开门可以让高个子不必蹲在洗衣机旁边取放衣物，矮个子甚至坐轮椅的残疾人也能够容易取放衣服，非常人性化。另外，由于放入口较大而且开口斜向上方，所以使用者可以轻松的观察到洗衣机内部的洗涤情况。

4.2 人机方面

共用性设计还体现在简易操作的面板、无棱角的外观和洗涤烘干功能一体化。与斜式滚筒设计相呼应，其操作面板也倾斜向上，以自然站立的姿势就可一目了然。洗衣机面板的按钮设计得非常简易明了，任何人都可以方便进行操作。洗衣机的开关门按钮设计的非常大，方便操控。洗衣机其他的操作按钮也采用了自由选择方式，可以方便简单地设定所需功能，不同的按钮采用不同的颜色来加以区分，不会出现误操作的情况。

4.3 性能方面

要将滚筒角度倾斜30度并不是一件简单的事，需要克服许多技术难题。NA—V80GD斜式滚筒洗衣机采用了类似汽车使用的高级减震系统，对驱动部位做了特别的支撑，控制高速旋转中的斜筒平衡。同时为了保持平静和安静，在洗衣机上装备了DD（直流驱动）变频电机，更好地控制斜桶的旋转，大幅度减轻了噪声和振动。此外，通过尖端的滚筒旋转控制技术，防止衣物倒向一侧，以减轻晃动和振动。

5 总结

从前面的多个个例看到，优化设计就是在一定条件下（包括各种设计因素）所得到的最佳设计。它可以保证产品具有良好的性能，减轻自重或体积、降低工程造价、提高工作效率。优化问题就是紧紧围绕优化设计的目标、设计变量、约束条件这三个要素展开的。优化目标可以是一个，也可以是多个，优化变量可以是一个，也可以是多个变量。这里的约束条件反应了设计中必须要保证的一些条件。

参考文献

[1]高铁生.1997.新秀辈出的洗衣机.科学与生活，6：40-41.

[2]华尔德DJ，皮特勒CS。1975.优先法基础.北京：科学出版社.

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[4]家用电器编辑部.1998.洗衣机的发展史.家用电器，（8）：16-19.

[5]李得强.1990.洗衣机的发展与展望.维普资讯：26-27.