專利名稱：電動(dòng)吸塵器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電動(dòng)吸塵器，該電動(dòng)吸塵器中使用信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了具有高功能/高附加值的控制，更具體地說，涉及其中的傳感器信號(hào)處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
圖3中示出了設(shè)有灰塵檢測裝置的現(xiàn)有電動(dòng)吸塵器的概要外觀，圖4中示出了現(xiàn)有的灰塵檢測裝置的電路構(gòu)成框圖，圖5中示出了現(xiàn)有的灰塵檢測傳感器單元的構(gòu)成。下面參照這些附圖對(duì)相關(guān)的構(gòu)成及操作情況進(jìn)行描述。
首先，對(duì)設(shè)有灰塵檢測裝置的電動(dòng)吸塵器的概要構(gòu)成進(jìn)行描述。圖3中，101為內(nèi)置有產(chǎn)生吸引力的電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)4的電動(dòng)吸塵器機(jī)體，102為可通過聯(lián)接部分106在電動(dòng)吸塵器機(jī)體101上自如地裝拆的軟管，103為供用戶在使用電動(dòng)吸塵器時(shí)抓握的操作部分，104為將用于吸引被清掃面上的灰塵的地面用吸塵頭105和操作部分103之間加以聯(lián)接的加長管。機(jī)體101內(nèi)的電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)4產(chǎn)生的吸引力經(jīng)軟管102、加長管104和地面用吸塵頭105中的空氣通道將灰塵從被吸塵面上吸起。
下面再結(jié)合圖4和圖5對(duì)灰塵檢測裝置的電路構(gòu)成和操作情況進(jìn)行描述。圖4中，1為現(xiàn)有的灰塵檢測裝置，設(shè)置在比方說聯(lián)接部分106內(nèi)的空氣通道中。2為將光發(fā)射裝置(由紅外光發(fā)射二極管構(gòu)成，下稱“LED1”)和光接收裝置(由光敏晶體管構(gòu)成，下稱“Q1”)的光軸設(shè)置成基本呈互相對(duì)置(參照?qǐng)D5)而構(gòu)成的灰塵檢測傳感器單元。當(dāng)吸塵地面上的灰塵隨著由電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的吸引力發(fā)生的空氣流穿過上述光軸時(shí)，灰塵將紅外線遮擋住，Q1的光接收量(LQ)將發(fā)生變化，Q1的集電極電流IL(參照?qǐng)D4)也將根據(jù)光敏晶體管的光—電變換特性發(fā)生變化。IL的變化使電阻RL兩端的電壓發(fā)生變化，Q1的集電極電壓VCE(灰塵檢測信號(hào)GS)也將發(fā)生變化。信號(hào)GS由IC1構(gòu)成的運(yùn)算放大器進(jìn)行放大處理(輸出EGS)，再由信號(hào)整形電路5輸出數(shù)字脈沖信號(hào)(即灰塵檢測脈沖信號(hào)GP)后，就可以通過控制裝置3進(jìn)行觀測、判定。控制裝置3根據(jù)來自操作部分103的與用戶的操作相對(duì)應(yīng)的操作信息和單位時(shí)間內(nèi)的信號(hào)GP的數(shù)量來設(shè)定供給電機(jī)4的電源功率。
這里，對(duì)于灰塵檢測傳感器單元2周圍的元器件的工作條件也稍加詳細(xì)說明。光敏晶體管Q1為將光接收光量LQ變換成電流IL的光—電變換元件，如圖4中所示的那樣將電阻RL的一端與直流電源VDD相連、另一端經(jīng)電阻RL、Q1的集電極和發(fā)射極接地時(shí)，將呈現(xiàn)出如圖7中的曲線所示的特性。從圖1可以看出，灰塵檢測傳感器單元2將因微小的灰塵穿過光軸而發(fā)生變化的Q1的光接收光量中的微小變化通過IL的變化亦即VCE的變化來加以檢測，再通過電容C1只取出所述VCE中的交流變化成分，并由運(yùn)放IC1放大比方說數(shù)十倍(～數(shù)千倍)。在將Q1用作上述的灰塵檢測傳感器時(shí)，圖7的曲線中的AS區(qū)域(光量LQLQ1～LQ2，VCEVCE1～VCE2)是最理想的。從圖7中很容易看出，這一區(qū)域也是能夠最精確地檢測出VCE相對(duì)于灰塵穿過光軸時(shí)產(chǎn)生的光量變化的變化的區(qū)域。
為了使Q1處于區(qū)域AS的工作狀態(tài)下，現(xiàn)有的裝置中都設(shè)有如圖4中所示的可變電阻器VR1。這是因?yàn)閍)光發(fā)射光量相對(duì)于LED1的驅(qū)動(dòng)電流IF而言存在差異，b)用于防止灰塵沾附在LED1和Q1上且可以透過紅外線的紅外線透光材料的透光率中有差異，c)從Q1的光接收光量LQ至集電極電流IL的變換率也存在差異。為了將這些差異全部進(jìn)行吸收，需要在產(chǎn)品(包括灰塵檢測裝置)組裝時(shí)對(duì)IF進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是，在設(shè)有帶有上述調(diào)整用可變電阻器VR1的灰塵檢測裝置的電動(dòng)吸塵器的使用過程中，也有可能出現(xiàn)與灰塵檢測裝置的操作意圖不一致的狀態(tài)，那就是Q1也可能偏離工作區(qū)域AS。其原因可能是，LED1和Q1的紅外線透光材料(透鏡)中的空氣通道的內(nèi)側(cè)面會(huì)與在電動(dòng)吸塵器的吸引力作用下在此穿過的灰塵發(fā)生直接接觸，在預(yù)先設(shè)定成供紅外線透過的光軸直徑內(nèi)(圖5的ΦA(chǔ))也會(huì)如圖6中所示的那樣沾附上灰塵。雖然最初的紅外線透過面積為直徑ΦA(chǔ)的范圍，但是其范圍會(huì)逐漸縮小，當(dāng)減小到ΦL1左右時(shí)，Q1的光接收光量亦即IL將出現(xiàn)不足，VCE將變成高于VCE1、幾乎與VDD相等的電壓。這時(shí)，Q1將處于不能從VCE的變化檢測出微小的光強(qiáng)變化(亦即光敏晶體管幾乎飽和)的狀態(tài)。另外，沾附在紅外線透光材料(透鏡)上的灰塵具有主要在氣流的前進(jìn)方向的前后發(fā)生積累的傾向。這種現(xiàn)象可以解釋為，由于在透鏡和聯(lián)接部分106的外殼之間的微小的落差處空氣流易于發(fā)生沉淀，故灰塵就容易發(fā)生沾附。
為此，有人作出了這樣的發(fā)明，即，在灰塵象上面所述的那樣沾附到透鏡部分上造成光量變化(下降)、灰塵檢測裝置的灰塵檢測精度也發(fā)生變化時(shí)，則對(duì)灰塵檢測精度進(jìn)行校正。其中的一例可參考日本專利公開公報(bào)特開平4-276226。
上述參考文獻(xiàn)1中所記載的發(fā)明中設(shè)有臟度判斷單元。在光接收裝置即光敏晶體管Q1的集電極電壓GS(＝VCE)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)一直超過設(shè)定值上限(或者下限)的情況下，上述臟度判斷單元對(duì)VCE的電壓變化是由于透鏡變臟(或者外光)引起的、還是因?yàn)橛谢覊m通過引起的進(jìn)行判斷。如果臟度判斷單元判定VCE的電壓變化是由于透鏡變臟(或者外光)引起的，即通過光接收電流設(shè)定單元對(duì)光發(fā)射裝置即LED1的驅(qū)動(dòng)電流IF進(jìn)行切換，從而使Q1的VCE電壓值成為能夠保證傳感器精度的電壓值(即處于圖7的VCE1～VCE2之間)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，上述的現(xiàn)有技術(shù)中存在著以下問題。
在現(xiàn)有的灰塵檢測裝置(灰塵檢測裝置)等中，對(duì)于因光接收單元以及光發(fā)射單元的支承部件(透鏡)上的污染或者外光而變化的光接收單元的輸出電壓，每隔規(guī)定的時(shí)間(0.1秒)進(jìn)行判斷，再通過在光發(fā)射電流選擇單元中預(yù)備好的幾種電流值中的一種對(duì)光發(fā)射單元進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使光接收單元的輸出電壓處于規(guī)定的電壓范圍內(nèi)。但是，由于在切換時(shí)光發(fā)射單元的電流值會(huì)發(fā)生瞬時(shí)變化，灰塵檢測裝置會(huì)出現(xiàn)誤操作，輸出表示檢測到灰塵的檢測信號(hào)。盡管實(shí)際上吸塵地面上(空氣通道內(nèi))并無灰塵，但是也會(huì)誤判定為有灰塵。
另外，在電動(dòng)吸塵器的工作過程中，雖然在支承部件(透鏡)逐漸變臟或受到外光影響時(shí)可望維持灰塵檢測精度，但是，隨著操作的不斷進(jìn)行而使支承部件逐漸變臟時(shí)，從電動(dòng)吸塵器開始工作(即灰塵檢測裝置通電)、切換單元對(duì)光發(fā)射單元電流判斷、再使光接收單元的輸出電壓達(dá)到規(guī)定值為止需要花費(fèi)一定的時(shí)間，即灰塵檢測裝置達(dá)到所希望的檢測精度需要花費(fèi)一定程度的時(shí)間，使用方便性將會(huì)劣化。
而且，在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)研究的過程中，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)存在新的問題。最初的考慮只是，采用光發(fā)射接收裝置的灰塵檢測裝置的灰塵檢測精度的下降是由于灰塵沾附、堆積在光發(fā)射裝置以及光接收裝置的支承部件(透鏡)部上，造成Q1的工作點(diǎn)偏離圖7中的AS區(qū)域，但是實(shí)際上還存在其他原因。下面通過圖2和圖6對(duì)上述的其它原因進(jìn)行概略描述。發(fā)明人首先對(duì)現(xiàn)有的灰塵檢測裝置進(jìn)行了改良，加上了在支承部件(透鏡)部逐漸變臟時(shí)使光發(fā)射量增大、從而使Q1的光接收量成為規(guī)定的值的反饋控制。圖2中示出了用于進(jìn)行驗(yàn)證的灰塵尺寸A(粒徑中心約為30μ)、B(粒徑中心約為200μ)、C(粒徑中心約為1mm)與灰塵檢測裝置實(shí)際檢測出的灰塵數(shù)(灰塵檢測脈沖數(shù))之間的關(guān)系的示意圖。在進(jìn)行上述驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的灰塵檢測裝置中，光發(fā)射接收裝置之間的光軸面積(直徑ΦA(chǔ))被設(shè)定為約3mm。如圖2中的曲線所示，當(dāng)由于透鏡被污染(圖6示出了紅外線透光材料的周圍沾附上灰塵時(shí)的情形)而造成光軸面積逐漸減少時(shí)，極小的灰塵A(灰塵粒徑約30μ)、A和C的中間尺寸的灰塵B(灰塵粒徑約200μ)和較大的灰塵C(灰塵粒徑約1mm)的灰塵檢測脈沖數(shù)都會(huì)與目標(biāo)值發(fā)生偏移。具體說來，當(dāng)透鏡部分變臟時(shí)，即使Q1的工作點(diǎn)VCE電壓通過反饋校正到規(guī)定的值上，灰塵檢測脈沖數(shù)也會(huì)從與目標(biāo)值發(fā)生偏移。
其原因可以認(rèn)為是，隨著透鏡逐漸變臟，透鏡中透過紅外線的開口面積和灰塵尺寸之間的關(guān)系也在發(fā)生變化，檢測精度隨之也在發(fā)生變化。
近年來，有關(guān)室內(nèi)粉塵給健康帶來不利影響的宣傳報(bào)道不斷增多，因此用戶迫切希望電動(dòng)吸塵器不光能夠檢測出地面上的看得見的灰塵并用規(guī)定的吸引力將其吸掉，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)與吸塵面的種類及污垢狀況相適應(yīng)的高效率吸塵操作控制、以及將過敏癥感染源等吸干凈等的高附加值/高集塵性能控制。另外，對(duì)于灰塵檢測功能的精度和可靠性，也提出了比現(xiàn)有的吸塵器更高的希望和要求。
本發(fā)明旨在滿足用戶的上述愿望，進(jìn)一步提高灰塵檢測裝置的精度，提供一種設(shè)有更加可靠的灰塵檢測裝置的電動(dòng)吸塵器。
發(fā)明人在進(jìn)行了大量研究后發(fā)現(xiàn)，以下所述的本發(fā)明的吸塵器在解決上述問題時(shí)能夠產(chǎn)生最佳效果。在本發(fā)明的電動(dòng)吸塵器中，所述電動(dòng)吸塵器的機(jī)體中內(nèi)置有在控制裝置的控制下產(chǎn)生吸引力的電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，與所述機(jī)體相連通、所述吸引力作用到其中的空氣通道內(nèi)設(shè)有基本呈互相對(duì)置的光發(fā)射裝置和光接收裝置；此外還設(shè)有灰塵檢測裝置，當(dāng)被所述吸引力吸引的灰塵穿過所述光發(fā)射裝置和光接收裝置的光軸中間、將光線遮斷時(shí)，光接收裝置的光量將發(fā)生變化，所述灰塵檢測裝置可以從所述光量變化檢測出所述空氣通道內(nèi)有無灰塵通過；另外，所述控制裝置根據(jù)來自所述灰塵檢測裝置的灰塵檢測信息信號(hào)對(duì)供給至所述電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的電源功率進(jìn)行控制，所述灰塵檢測裝置中設(shè)有通過光量校正信息信號(hào)使光發(fā)射裝置的光發(fā)射量發(fā)生變化、從而使光接收裝置的光接收量成為規(guī)定量的校正裝置，且所述校正裝置以規(guī)定的時(shí)間常數(shù)進(jìn)行校正操作。
近年來，雖然電動(dòng)吸塵器的樣式越來越多，今后的樣式變化及所要達(dá)到的性能也很難預(yù)測，但是，一般的吸塵器中的吸塵風(fēng)量在集塵容器(由紙袋或者樹脂容器等制成)內(nèi)的灰塵為全空狀態(tài)至裝滿狀態(tài)之間大約在每分鐘0.6m3～2.4m3之間變化，且空氣通道(如圖3的加長管104及軟管102等)的直徑從使用方便的角度考慮大都制成直徑為30mm左右。在這樣的條件下，由于灰塵穿過直徑約為3mm的灰塵檢測裝置的光軸的速度約為20m/秒～57m/秒，設(shè)有灰塵檢測傳感器單元2的灰塵檢測裝置1內(nèi)的信號(hào)處理頻率特性需要達(dá)到約1KHz～50KHz。由于灰塵檢測信號(hào)GS及灰塵檢測脈沖也是上面所述的頻率，因此，校正操作時(shí)的操作頻率需要設(shè)定成其數(shù)十倍至數(shù)百倍(校正操作時(shí)間常數(shù)為數(shù)十毫秒～數(shù)百毫秒)。這樣，即使在校正操作中對(duì)光發(fā)射裝置的光量進(jìn)行增減操作引起光接收裝置Q1的電壓VCE發(fā)生變化，也能防止這樣的電壓變化被誤判定為灰塵檢測脈沖。
此外，當(dāng)透鏡周圍沾附上灰塵時(shí)，透鏡的光軸直徑將會(huì)變小，灰塵穿過時(shí)產(chǎn)生的灰塵檢測信號(hào)的頻率將會(huì)變高。因此，增加校正操作量時(shí)，灰塵檢測信號(hào)GS的頻率也將上升，對(duì)于小灰塵的靈敏度將會(huì)提高，但是對(duì)于大灰塵的靈敏度反而會(huì)下降。在極端情況下，當(dāng)直徑1mm的灰塵連續(xù)地進(jìn)入直徑3mm的光軸中時(shí)，將其分別識(shí)別出來的可能性很大。但是，當(dāng)光軸小于直徑1mm時(shí)，一次就只能檢測出一個(gè)直徑1mm的灰塵。通過上面的例子，檢測靈敏度的變化情況就可見一斑。
經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在上述的因灰塵檢測靈敏度的變化而變化的灰塵檢測脈沖信號(hào)數(shù)量中加上增減等運(yùn)算處理的話，可以極其有效地維持、提高灰塵檢測裝置的檢測精度。隨著透鏡的污染情況的進(jìn)行，透鏡的紅外線透過開口面積和灰塵尺寸之間的關(guān)系雖然在變化，灰塵檢測裝置檢測出的灰塵檢測脈沖數(shù)也在變化，但是，根據(jù)灰塵檢測脈沖數(shù)的變化和校正操作量之間的關(guān)系對(duì)灰塵檢測脈沖數(shù)進(jìn)行增減校正后，可以使灰塵檢測脈沖數(shù)與初始特性保持相同。
本發(fā)明產(chǎn)生的技術(shù)效果如下。本發(fā)明可以提供一種能夠可以長時(shí)間維持高性能灰塵檢測裝置的性能/精度、使用戶可以可靠/安心地進(jìn)行吸塵操作、且使用方便的電動(dòng)吸塵器。
本發(fā)明
具體實(shí)施例方式
概述如下。本發(fā)明第1方案的電動(dòng)吸塵器，其特征在于所述電動(dòng)吸塵器的機(jī)體中內(nèi)置有在控制裝置的控制下產(chǎn)生吸引力的電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，與所述機(jī)體相連通、所述吸引力作用到其中的空氣通道內(nèi)設(shè)有基本呈互相對(duì)置的光發(fā)射裝置和光接收裝置，還設(shè)有灰塵檢測裝置，當(dāng)被所述吸引力吸引的灰塵穿過所述光發(fā)射裝置和光接收裝置的光軸間、將光線遮斷時(shí)，光接收裝置的光量將發(fā)生變化，所述灰塵檢測裝置可以從所述光量變化檢測出所述空氣通道內(nèi)有無灰塵通過，所述控制裝置根據(jù)來自所述灰塵檢測裝置的灰塵檢測信息信號(hào)對(duì)供給至所述電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的電源功率進(jìn)行控制，所述灰塵檢測裝置中設(shè)有通過光量校正信息信號(hào)使光發(fā)射裝置的光發(fā)射量發(fā)生變化、從而使光接收裝置的光接收量成為規(guī)定量的校正裝置，所述校正裝置以規(guī)定的時(shí)間常數(shù)進(jìn)行校正操作。這樣，對(duì)于從灰塵實(shí)際穿過灰塵檢測傳感器的光軸時(shí)起到光接收裝置(Q1)在其后產(chǎn)生出灰塵檢測信息信號(hào)為止的信號(hào)處理頻率特性而言，在將光接收裝置的光接收量校正操作時(shí)的操作時(shí)間常數(shù)(頻率特性)設(shè)定成上述信號(hào)處理頻率特性的數(shù)十倍至數(shù)百倍后，即使因校正操作中對(duì)光發(fā)射裝置的光量進(jìn)行的增減操作造成光接收裝置(Q1)的電壓VCE發(fā)生變化，灰塵檢測裝置也不會(huì)將其誤判定為灰塵檢測脈沖，從而可以構(gòu)成高穩(wěn)定/高可靠的灰塵檢測裝置。
第2方案為，第1方案中的電動(dòng)吸塵器的所述控制裝置根據(jù)校正裝置的光量校正信息信號(hào)對(duì)灰塵檢測信息信號(hào)加上規(guī)定的校正。這樣，在光發(fā)射接收裝置的透鏡上沾附上灰塵時(shí)，通過使光發(fā)射裝置的光發(fā)射量發(fā)生變化，可以使光接收裝置的光接收量成為規(guī)定值，從而維持光接收裝置的灰塵檢測特性。此外，對(duì)于進(jìn)行了校正操作后再檢測出的灰塵檢測信息信號(hào)，可從校正操作量判斷出因光接收裝置的光接收面積變化引起的灰塵檢測的光學(xué)特性變化，再在所述灰塵檢測信息信號(hào)上加上校正。
第3方案為，所述灰塵檢測信息信號(hào)為灰塵檢測脈沖信號(hào)，所述控制裝置根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的灰塵檢測脈沖信號(hào)數(shù)量對(duì)供給電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的電源功率進(jìn)行控制，同時(shí)還設(shè)有可根據(jù)校正裝置的光量校正信息信號(hào)對(duì)所述單位時(shí)間內(nèi)的灰塵檢測脈沖信號(hào)數(shù)量進(jìn)行增減校正的脈沖信號(hào)數(shù)量校正裝置。這樣，通過使光發(fā)射裝置的光發(fā)射量發(fā)生變化，使得因光發(fā)射接收裝置透鏡上沾附上灰塵而發(fā)生變化的光接收量成為規(guī)定值，從而可以維持光接收裝置的灰塵檢測特性。同時(shí)，根據(jù)因光接收裝置的光接收面積變化引起的灰塵檢測光學(xué)特性的變化和校正操作量之間的關(guān)系進(jìn)行增減校正，從而使進(jìn)行了校正操作后檢測出的灰塵檢測脈沖數(shù)成為校正操作之前的灰塵檢測脈沖數(shù)。
在第4方案的電動(dòng)吸塵器中，所述灰塵檢測裝置中設(shè)有多個(gè)放大裝置，從接收裝置的光量變化輸出多個(gè)灰塵檢測脈沖信號(hào)，所述控制裝置根據(jù)所述多個(gè)灰塵檢測脈沖信號(hào)中的每一個(gè)的單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)對(duì)供給電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的電源功率進(jìn)行控制，所述脈沖信號(hào)數(shù)量校正裝置根據(jù)校正裝置的光量校正信息信號(hào)對(duì)單位時(shí)間內(nèi)所述的多個(gè)灰塵檢測脈沖信號(hào)數(shù)量分別進(jìn)行增減校正。其中，多個(gè)放大裝置的放大倍數(shù)被分別設(shè)定為與預(yù)先所瞄準(zhǔn)的灰塵大小相對(duì)應(yīng)。通過使光發(fā)射裝置的光發(fā)射量發(fā)生變化，使得因光發(fā)射接收裝置透鏡上沾附上灰塵而發(fā)生變化的光接收量成為規(guī)定值，從而可以維持光接收裝置的灰塵檢測特性。同時(shí)，根據(jù)因光接收裝置的光接收面積變化而變化的每種灰塵大小的灰塵檢測特性變化和校正操作量之間的關(guān)系進(jìn)行增減校正，使進(jìn)行了校正操作后檢測出的每種灰塵大小的灰塵檢測脈沖數(shù)成為校正操作之前的灰塵檢測脈沖數(shù)。
第5方案為，所述控制裝置中設(shè)有用于存貯光量校正信息信號(hào)的經(jīng)時(shí)變化的存貯裝置，且所述控制裝置根據(jù)所述存貯裝置的經(jīng)時(shí)變化信息對(duì)灰塵檢測脈沖信號(hào)數(shù)量分別進(jìn)行增減校正。此外，第6方案為，所述存貯裝置中預(yù)先存貯有光量校正量和灰塵檢測脈沖信號(hào)數(shù)量變化量之間的關(guān)系信息，所述控制裝置根據(jù)所述存貯裝置內(nèi)的關(guān)系信息對(duì)灰塵檢測脈沖信號(hào)數(shù)量分別進(jìn)行增減校正。這樣，通過將光發(fā)射接收裝置的光發(fā)射量和光接收量、透鏡的光透過特性等各個(gè)產(chǎn)品特有的偏差信息存貯到存貯裝置中，可以將在電動(dòng)吸塵器在使用過程中沾附上灰塵之前所瞄準(zhǔn)的初始特性存貯起來。在光發(fā)射接收裝置的透鏡上沾附上灰塵引起光接收量變化時(shí)，通過使光發(fā)射裝置的光發(fā)射量發(fā)生變化，使光接收量成為規(guī)定值，從而可以維持光接收裝置的灰塵檢測特性。同時(shí)，根據(jù)因光接收裝置的光接收面積變化而變化的每種灰塵大小的灰塵檢測特性變化和校正操作量之間的關(guān)系進(jìn)行增減校正，從而在不但考慮到每個(gè)具體產(chǎn)品中與初始特性偏差(校正操作前的灰塵檢測脈沖數(shù))的變化、而且還對(duì)電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的特性變化等進(jìn)行考慮后進(jìn)行校正，使進(jìn)行了校正操作后檢測出的每種灰塵大小的灰塵檢測脈沖數(shù)高精度地重現(xiàn)與新產(chǎn)品時(shí)基本相同的灰塵檢測特性。


圖1為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中的電動(dòng)吸塵器的電路結(jié)構(gòu)圖，圖2中示出了因該電動(dòng)吸塵器中的灰塵檢測裝置逐漸變臟而引起的灰塵檢測脈沖數(shù)的變化的示意圖，圖3為設(shè)有現(xiàn)有的灰塵檢測裝置的電機(jī)吸塵器的概略示意圖，圖4為現(xiàn)有的灰塵檢測裝置的電路結(jié)構(gòu)圖，圖5為表示現(xiàn)有的灰塵檢測傳感器單元的構(gòu)成的放大示意圖，
圖6為表示本發(fā)明的上述實(shí)施例中的電動(dòng)吸塵器灰塵檢測傳感器單元上的灰塵沾附情況的示意圖，圖7為表示上述電動(dòng)吸塵器中的灰塵檢測裝置的光接收量和輸出電壓之間的關(guān)系的示意圖。
上述附圖中，1為灰塵檢測裝置，2為灰塵檢測傳感器單元，3為控制裝置，4為電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，5為信號(hào)整形電路，10為控制裝置，11為脈沖數(shù)校正裝置，12為存貯裝置，13為灰塵檢測裝置，14為校正電路，15為信號(hào)整形電路，16為信號(hào)整形電路，17為顯示裝置，101為電動(dòng)吸塵器機(jī)體，102為軟管，103為操作部分，104為加長管，105為地面用吸塵頭，106為聯(lián)接部分。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖來對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。其中需要指出的是，這樣的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明并不產(chǎn)生限定作用。
(實(shí)施例)下面參照?qǐng)D1、圖2并結(jié)合表示設(shè)有灰塵檢測裝置的一般性電動(dòng)吸塵器的圖3對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述。其中，對(duì)于與現(xiàn)有電動(dòng)吸塵器相同的構(gòu)成要素，這里只標(biāo)上了相同的符號(hào)，省略對(duì)其的詳細(xì)描述。
圖1中，13為灰塵檢測裝置，該灰塵檢測裝置13設(shè)置在比方說聯(lián)接部分106內(nèi)的空氣通道中，這是通過將紅外線發(fā)光二極管(光發(fā)射裝置)LED1和光敏晶體管(光接收裝置)Q1的光軸設(shè)置成基本呈互相對(duì)置而構(gòu)成的灰塵檢測傳感器單元(參照?qǐng)D5)。當(dāng)被吸塵面上的灰塵隨著電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)4產(chǎn)生的吸引力引起的氣流穿過上述光軸時(shí)，由于灰塵會(huì)阻擋住紅外線，故Q1的光接收量(LQ)會(huì)發(fā)生變化，Q1的集電極電流即IL(參照?qǐng)D4)也會(huì)根據(jù)光敏晶體管的光—電變換特性發(fā)生變化。IL發(fā)生變化時(shí)，電阻RL的兩端電壓會(huì)發(fā)生變化，同時(shí)Q1的VCE(即灰塵檢測信號(hào)GS)也會(huì)發(fā)生變化。信號(hào)GS被由IC1構(gòu)成的運(yùn)算放大器進(jìn)行放大處理(輸出EGS1)，再由信號(hào)整形電路15以數(shù)字脈沖信號(hào)(灰塵檢測脈沖信號(hào)GP1)的形式加以輸出后，就可以用控制裝置10進(jìn)行觀測、判定。另外，EGS1信號(hào)被用IC2構(gòu)成的運(yùn)算放大器進(jìn)一步進(jìn)行放大處理(輸出EGS2)，再由信號(hào)整形電路16以數(shù)字脈沖信號(hào)(灰塵檢測脈沖信號(hào)GP2)的形式加以輸出后，同樣也可以通過控制裝置10進(jìn)行觀測、判定。14為校正電路，該校正電路14將Q1的電壓輸出VCE和所希望的工作點(diǎn)VACT進(jìn)行比較，并通過將其差值進(jìn)行放大后得到的VER輸出使光發(fā)射裝置LED1的電流IF發(fā)生變化，從而將光接收裝置Q1保持在所希望的工作點(diǎn)(VACT)上。
11為設(shè)置在控制裝置10中的脈沖數(shù)校正裝置，該脈沖數(shù)校正裝置11根據(jù)VER輸出計(jì)算出GP1和GP2在單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)，并將計(jì)算結(jié)果送到控制裝置10中。12為存貯裝置，由即使停止通電也能保持存貯內(nèi)容的非易失性存儲(chǔ)器構(gòu)成，可以存貯進(jìn)灰塵檢測裝13剛剛制造完成時(shí)的VER電壓值、針對(duì)VER電壓值的變化的灰塵檢測脈沖校正系數(shù)、和安裝有本灰塵檢測裝置的電動(dòng)吸塵器的工作時(shí)間。控制裝置10將電動(dòng)吸塵器的累積工作時(shí)間、VER電壓值的初始值和變化后的履歷信息存貯到存貯裝置12，同時(shí)，從存貯裝置12中的信息掌握電動(dòng)吸塵器中的電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)4的累積工作時(shí)間、及灰塵檢測裝置中的光發(fā)射接收裝置的污染變遷情況。
下面對(duì)上述的構(gòu)成部件的操作情況進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
光接收元件Q1接受到從光發(fā)射元件LED1發(fā)出的光后，會(huì)有光電流IL在其中流過。本實(shí)施例中的校正電路14對(duì)電流IF進(jìn)行反饋控制操作，使電阻RL兩端的電壓成為規(guī)定的直流電壓VCE。上述的規(guī)定直流電壓為能成為圖7的區(qū)域AS的VCE1～VCE2的電壓，這是由預(yù)定工作點(diǎn)VACT設(shè)定的電壓。圖1中示出了詳細(xì)的電路構(gòu)成，故不難看出其中的控制意圖。在使用電動(dòng)吸塵器對(duì)普通的地面進(jìn)行吸塵操作時(shí)，在本發(fā)明的灰塵檢測裝置檢測到的、由空氣通道內(nèi)的灰塵產(chǎn)生的灰塵檢測脈沖的頻率中，會(huì)含有數(shù)百Hz～數(shù)十KHz的頻率成分(這一點(diǎn)可參照上面對(duì)現(xiàn)有的灰塵檢測裝置的說明)。
這里，如果校正電路14進(jìn)行的校正操作的速度也在所述頻率內(nèi)的話，將無法把因校正操作引起的光發(fā)射裝置LED1的光量變化和灰塵穿過通過空氣通道內(nèi)的光軸時(shí)產(chǎn)生的光接收量變化區(qū)別開來。在對(duì)上述灰塵檢測脈沖信號(hào)的頻率特性和校正電路14的操作速度之間的關(guān)系進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，將上述的頻率特性設(shè)定為帶有一定程度的差值的話就能解決這一問題。這里，由于灰塵檢測脈沖的頻率由灰塵的穿過速度決定，故實(shí)際設(shè)定的是與校正電路14進(jìn)行的校正操作速度有關(guān)的頻率特性。校正操作速度設(shè)定得比由IC1構(gòu)成的運(yùn)算放大器的低頻截止頻率越慢的話，由校正操作引起誤檢測的可能性就越小。但是，校正操作太慢的話，從用戶(比方說)為了使用電動(dòng)吸塵器而進(jìn)行通電起到灰塵檢測裝置13的校正電路14完成校正操作為止的時(shí)間就會(huì)變長，反而會(huì)造成使用方便性變差。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)之后發(fā)現(xiàn)，如果校正電路的校正操作速度(校正操作時(shí)間常數(shù))設(shè)在100ms至500ms之間、可能的話設(shè)在150ms至200ms左右的話，既可以不影響用于檢測各種大小的灰塵的灰塵檢測裝置的頻率特性，又能進(jìn)行穩(wěn)定的校正操作。同時(shí)，在上面的說明中，雖然只提到了校正電路14的校正操作速度非常重要，但是，在從用戶開始進(jìn)行吸塵操作到灰塵檢測裝置開始進(jìn)行穩(wěn)定的操作為止的期間內(nèi)，包括電源VDD在內(nèi)的所有外圍電路都必須穩(wěn)定地工作，這是顯而易見的。上述的150ms至200ms左右的時(shí)間常數(shù)為將外圍電路考慮在內(nèi)的時(shí)間。
下面對(duì)根據(jù)光量校正信息信號(hào)VER對(duì)灰塵檢測信息信號(hào)(灰塵檢測脈沖數(shù))加上校正的操作進(jìn)行說明。在圖2以及上面針對(duì)現(xiàn)有的灰塵檢測裝置的問題的說明中已經(jīng)指出，當(dāng)光發(fā)射裝置LED1及光接收裝置Q1的透鏡部分上沾附上灰塵、造成光接收光量下降時(shí)，即使通過校正裝置14增大光發(fā)射光量，使光接收量達(dá)到規(guī)定的量亦即使VCE成為規(guī)定的電壓值，實(shí)際的灰塵檢測脈沖數(shù)也會(huì)因灰塵的大小而發(fā)生變化。因此，在本實(shí)施例中，GP1和GP2的放大率被設(shè)置成互相不同，從而能夠分別檢測出不同大小的灰塵。具體地說，GS信號(hào)先由IC1構(gòu)成的運(yùn)放電路進(jìn)行放大，得到EGS1信號(hào)，該EGS1信號(hào)再由IC2構(gòu)成的運(yùn)放電路進(jìn)行放大，形成EGS2信號(hào)。這樣，EGS2信號(hào)就成為能夠檢測出比EGS1信號(hào)小的灰塵的信號(hào)。實(shí)際上，在因吸入地面上的灰塵而造成透鏡部分變臟(此時(shí)校正電路也在進(jìn)行校正操作)時(shí)，灰塵檢測脈沖數(shù)GP1會(huì)如圖2中的曲線C那樣發(fā)生變化，GP2會(huì)向圖2的曲線B那樣發(fā)生變化。因此，本實(shí)施例根據(jù)VER的變化量(＝校正操作量)對(duì)GP1和GP2的單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)參照?qǐng)D2的B和C的特性變化進(jìn)行校正，并將校正后的脈沖數(shù)輸出到控制裝置10中，再由控制裝置10根據(jù)所述校正后的灰塵檢測脈沖數(shù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)4工作。
下面對(duì)如何根據(jù)存貯在存貯裝置12中的光量校正信息信號(hào)的經(jīng)時(shí)變化信息對(duì)灰塵檢測脈沖數(shù)進(jìn)行增減校正進(jìn)行描述。首先，將透鏡變臟之前的校正電路操作量VER的(初始)值存貯到存貯裝置12中。這一步驟可以在比方說工廠組裝完成之后馬上存貯到存貯裝置12中來實(shí)現(xiàn)。
之后，在用戶實(shí)際使用吸塵器的過程中，透鏡部分會(huì)逐漸被灰塵污染，VER的值也將發(fā)生變化，其變化值被不斷地存貯存貯裝置12中，進(jìn)行更新。然后，脈沖數(shù)校正裝置11從變化值與VER的初始值(圖2的“初始”時(shí))之間的差和GP1、GP2的臟度即光量校正操作量產(chǎn)生的各個(gè)灰塵檢測脈沖數(shù)的變化信息確定增減校正值，從而可以對(duì)透鏡部分因污染而造成灰塵檢測脈沖數(shù)從目標(biāo)區(qū)域偏移的情況進(jìn)行校正。這樣，存貯在存貯裝置12中的信息量/更新信息量比較少，同時(shí)可以針對(duì)灰塵檢測脈沖數(shù)實(shí)現(xiàn)高精度的判定控制操作。此外，存貯裝置12中也可以對(duì)每種灰塵尺寸存貯進(jìn)光量校正量信息和灰塵檢測脈沖數(shù)等相關(guān)信息，即，對(duì)于GP1、GP2中的每一個(gè)，可以以信息表的形式存貯進(jìn)每個(gè)VER的絕對(duì)值和針對(duì)每個(gè)灰塵檢測脈沖數(shù)的灰塵檢測脈沖數(shù)校正信息。這樣，雖然存貯裝置12中需存貯進(jìn)的信息量將變多，但是可以對(duì)灰塵檢測脈沖數(shù)進(jìn)行精度更高的校正。
另外，雖然本實(shí)施例中是根據(jù)光發(fā)射量校正信息(VER電壓值)在控制裝置內(nèi)用比方說微電腦等對(duì)灰塵檢測脈沖數(shù)進(jìn)行運(yùn)算處理的，但是，即使采用通過VER電壓對(duì)IC1及IC2的運(yùn)算電路的放大率以電路方式進(jìn)行校正的話，也可以達(dá)到基本相同的效果。此外，本實(shí)施例的電動(dòng)吸塵器雖然舉出的是設(shè)有軟管102的地面移動(dòng)式吸塵器，但是，由于只要在空氣通道中設(shè)置上灰塵檢測裝置就能發(fā)揮出本發(fā)明的上述功能，故對(duì)于吸塵器的形式是沒有限制的。另外，在沾附在使用中的透鏡部分上的灰塵比較難清除掉(如空氣通道做的比較細(xì))等情況下，本發(fā)明中所述的灰塵檢測脈沖數(shù)校正方式可以起到更為有效的效果。
此外，雖然本實(shí)施例中的校正信息信號(hào)使用的是校正裝置14的輸出電壓VER，但是，由于在增大光發(fā)射裝置的光發(fā)射量時(shí)供給整個(gè)灰塵檢測裝置13的直流電源VDD的電流值也會(huì)發(fā)生變化，因此，而是使用VDD的負(fù)載電流值以及負(fù)載電流值的變化代替VER電壓信號(hào)作為校正信息信號(hào)的話，也可以達(dá)到相同的效果，這是顯而易見的。
綜上所述，本發(fā)明不但可以適用在家用電動(dòng)吸塵器中，還可以廣泛應(yīng)用于對(duì)使用壽命/可靠性比較重視的業(yè)務(wù)用吸塵器、以及在使用中沾附在透鏡部分上的灰塵較難清除如空氣通道做得較細(xì)的各種各樣的電動(dòng)吸塵器中。另外，本發(fā)明中的用于檢測在空氣通道內(nèi)流動(dòng)的灰塵的灰塵檢測裝置還可以單獨(dú)應(yīng)用在其他裝置設(shè)備中。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)吸塵器，其特征在于所述電動(dòng)吸塵器的機(jī)體中內(nèi)置有在控制裝置的控制下產(chǎn)生吸引力的電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，與所述機(jī)體相連通、所述吸引力作用到其中的空氣通道內(nèi)設(shè)有基本呈互相對(duì)置的光發(fā)射裝置和光接收裝置，還設(shè)有灰塵檢測裝置，當(dāng)被所述吸引力吸引的灰塵穿過所述光發(fā)射裝置和光接收裝置的光軸間、將光線遮斷時(shí)，光接收裝置的光量將發(fā)生變化，所述灰塵檢測裝置可以從所述光量變化檢測出所述空氣通道內(nèi)有無灰塵通過，所述控制裝置根據(jù)來自所述灰塵檢測裝置的灰塵檢測信息信號(hào)對(duì)供給至所述電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的電源功率進(jìn)行控制，所述灰塵檢測裝置中設(shè)有通過光量校正信息信號(hào)使光發(fā)射裝置的光發(fā)射量發(fā)生變化、從而使光接收裝置的光接收量成為規(guī)定量的校正裝置，所述校正裝置以規(guī)定的時(shí)間常數(shù)進(jìn)行校正操作。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)吸塵器，其特征在于所述控制裝置根據(jù)校正裝置的光量校正信息信號(hào)對(duì)灰塵檢測信息信號(hào)加上規(guī)定的校正。
3.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)吸塵器，其特征在于所述灰塵檢測信息信號(hào)為灰塵檢測脈沖信號(hào)，所述控制裝置根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)的灰塵檢測脈沖信號(hào)數(shù)量對(duì)供給電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的電源功率進(jìn)行控制，同時(shí)還設(shè)有可根據(jù)校正裝置的光量校正信息信號(hào)對(duì)所述單位時(shí)間內(nèi)的灰塵檢測脈沖信號(hào)數(shù)量進(jìn)行增減校正的脈沖信號(hào)數(shù)量校正裝置。
4.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)吸塵器，其特征在于所述灰塵檢測裝置中設(shè)有多個(gè)放大裝置，從接收裝置的光量變化輸出多個(gè)灰塵檢測脈沖信號(hào)，所述控制裝置根據(jù)所述多個(gè)灰塵檢測脈沖信號(hào)中的每一個(gè)的單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)對(duì)供給電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)的電源功率進(jìn)行控制，所述脈沖信號(hào)數(shù)量校正裝置根據(jù)校正裝置的光量校正信息信號(hào)對(duì)單位時(shí)間內(nèi)的所述多個(gè)灰塵檢測脈沖信號(hào)數(shù)量分別進(jìn)行增減校正。
5.如權(quán)利要求4所述的電動(dòng)吸塵器，其特征在于所述控制裝置中設(shè)有用于存貯光量校正信息信號(hào)的經(jīng)時(shí)變化的存貯裝置，且所述控制裝置根據(jù)所述存貯裝置的經(jīng)時(shí)變化信息對(duì)灰塵檢測脈沖信號(hào)數(shù)量分別進(jìn)行增減校正。
6.如權(quán)利要求5所述的電動(dòng)吸塵器，其特征在于所述存貯裝置中預(yù)先存貯有光量校正量和灰塵檢測脈沖信號(hào)數(shù)量變化量之間的關(guān)系信息，所述控制裝置根據(jù)所述存貯裝置內(nèi)的關(guān)系信息對(duì)灰塵檢測脈沖信號(hào)數(shù)量分別進(jìn)行增減校正。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可以長時(shí)間保持灰塵檢測裝置的性能/精度、用戶可以可靠/放心地使用的電動(dòng)吸塵器。當(dāng)灰塵在吸引力的吸引下穿過光發(fā)射裝置LED 1和光接收裝置Q1的光軸、將光線遮擋住時(shí)，光接收裝置的光量將發(fā)生變化，灰塵檢測裝置(13)從上述光量變化檢測出空氣通道內(nèi)有沒有灰塵通過?？刂蒲b置(10)根據(jù)灰塵檢測信息信號(hào)對(duì)供給電動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)(4)的電源功率進(jìn)行控制?；覊m檢測裝置中還設(shè)有校正裝置，該校正裝置中包括使光發(fā)射裝置的光發(fā)射量發(fā)生變化從而使光接收裝置的光接收量成為規(guī)定量的校正電路(14)和脈沖數(shù)校正裝置(11)。這樣，通過控制裝置可以維持與灰塵沾附到透鏡上之前的初始狀態(tài)相同的灰塵檢測靈敏度。
文檔編號(hào)A47L9/28GK1965748SQ20061014295
公開日2007年5月23日 申請(qǐng)日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月2日
發(fā)明者大島裕夫, 妹尾裕之, 伊藤昭人 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社