專利名稱：電動吸塵器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種普通家庭等用于進(jìn)行清掃的電動吸塵器，尤其涉及與使用者的操作性和使用性相關(guān)聯(lián)的控制。
背景技術(shù)：
以往，使用者操作電動吸塵器時(shí)的往復(fù)動作的操作時(shí)間、操作速度是根據(jù)吸塵頭在每單位時(shí)間內(nèi)的往復(fù)動作的次數(shù)等計(jì)算出的。并且，例如在日本特開平3-82430號公報(bào) (專利文獻(xiàn)1)中提出了一種通過根據(jù)計(jì)算出的結(jié)果改變吸引力來吸引灰塵等的電動吸塵
ο但是，在實(shí)際進(jìn)行清掃的環(huán)境中，使用者的清掃方法千差萬別，存在各種各樣的操作方法、處理方法。因此，根據(jù)使用者的生活模式、生活環(huán)境等條件的不同，清掃方法有很大不同。在上述專利文獻(xiàn)1所記載的以往的電動吸塵器中，在較慢的操作速度、較長的操作時(shí)間的情況下，降低吸引力來安靜地進(jìn)行除塵，在較快的操作速度、較短的操作時(shí)間的情況下，提高吸引力來進(jìn)行除塵。因此，存在以下情況除塵的本來目的、即吸引灰塵的性能下降，即使提高吸引力也無法獲得吸引灰塵的效果。其結(jié)果，存在損失能量等問題。也就是說，如果操作速度較慢，則即使在要清掃的場所存在很多灰塵，也由于降低吸引力進(jìn)行除塵而吸引灰塵的吸引力下降，從而不滿足電動吸塵器本來的功能。另外，存在如下等問題如果要清掃的場所沒有灰塵，則即使加快操作速度提高了吸引力，也成為脫離了吸引灰塵進(jìn)行清掃的電動吸塵器的目的的控制。另外，根據(jù)地面狀態(tài)的不同，灰塵的去除方法不同。例如，在地面是地板的情況下， 即使增大吸引力，有時(shí)在使吸引力上升前后也不會獲得較大的效果。另一方面，例如在地面是地毯的情況下，如果降低吸引力，則去除灰塵的性能下降，因此存在即使進(jìn)行清掃也無法吸引灰塵的情況。因而，存在如下問題在上述地面狀態(tài)下，如果僅進(jìn)行吸引力的控制，則無法通過吸引來完全地去除灰塵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的電動吸塵器具備吸塵頭，其內(nèi)置有對旋轉(zhuǎn)刷進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機(jī)； 移動速度檢測部，其檢測吸塵頭的移動速度；電流檢測部，其檢測地面的狀態(tài)；電動送風(fēng)機(jī)，其使吸塵頭產(chǎn)生吸引力；集塵檢測部，其檢測所吸引的灰塵；以及控制部，其根據(jù)移動速度檢測部、電流檢測部及集塵檢測部的輸出來控制電動機(jī)和電動送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。由此，能夠把握地面狀態(tài)，在有灰塵的場所可靠地進(jìn)行吸引。另外，為了提高吸塵頭進(jìn)行往復(fù)動作時(shí)的吸引效率而使電動機(jī)、電動送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)最優(yōu)化，能夠可靠地吸引灰塵。其結(jié)果，能夠與使用者的操作方法相應(yīng)地最佳地進(jìn)行集塵。


圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式1的電動吸塵器的整體立體圖。圖2是該電動吸塵器的電路框圖。圖3是表示該電動吸塵器的塵埃傳感器的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖4A是表示該電動吸塵器的塵埃傳感器的輸出波形(地板的情況下)的圖。圖4B是表示該塵埃傳感器的輸出波形(地毯的情況下)的圖。圖5A是說明該電動吸塵器的控制的流程圖。圖5B是說明該電動吸塵器的控制的流程圖。圖6是表示該電動吸塵器的摩擦量和電流量與地面種類的關(guān)系的圖。圖7是該電動吸塵器的電路框圖。圖8是表示該電動吸塵器的電動機(jī)的電流波形的圖。圖9是表示該電動吸塵器的電動機(jī)的電流波形的圖。圖10是表示該電動吸塵器的吸塵頭的移動速度與集塵度的關(guān)系的圖。圖11是表示該電動吸塵器的電動送風(fēng)機(jī)的吸引力與集塵度的關(guān)系的圖。圖12是表示該電動吸塵器的吸塵頭的旋轉(zhuǎn)刷的轉(zhuǎn)數(shù)與集塵度的關(guān)系的圖。圖13是表示該電動吸塵器的吸塵頭的旋轉(zhuǎn)刷的轉(zhuǎn)數(shù)與集塵度的關(guān)系的圖。圖14是表示該電動吸塵器的吸塵頭的移動速度與集塵度的關(guān)系的圖。圖15是表示該電動吸塵器的電動送風(fēng)機(jī)的吸引力與集塵度的關(guān)系的圖。圖16是表示該電動吸塵器的吸塵頭的旋轉(zhuǎn)刷的轉(zhuǎn)數(shù)與集塵度的關(guān)系的圖。圖17是表示該電動吸塵器的集塵檢測部的輸出例子的圖。圖18是表示該電動吸塵器的吸塵頭的移動時(shí)間與行程長度的關(guān)系的圖。圖19是表示該電動吸塵器的吸塵頭的移動速度與功耗的關(guān)系的圖。圖20是表示該電動吸塵器的吸塵頭的旋轉(zhuǎn)刷的轉(zhuǎn)數(shù)與刷觸地的時(shí)間的關(guān)系的圖。圖21是表示該電動吸塵器的電動送風(fēng)機(jī)的吸引力與操作力的關(guān)系的圖。圖22是表示該電動吸塵器的顯示部的顯示例的圖。圖23是表示該電動吸塵器的移動速度檢測部的檢測例的圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。此外，本發(fā)明并不限定于本實(shí)施方式。(實(shí)施方式1)使用圖1至圖5說明本發(fā)明的實(shí)施方式1的電動吸塵器。圖1是本實(shí)施方式的電動吸塵器的整體立體圖。圖2是該電動吸塵器的電路框圖。 圖3是表示該電動吸塵器的塵埃傳感器的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖4A是表示該電動吸塵器的塵埃傳感器的輸出波形(地板的情況下)的圖。圖4B是表示該塵埃傳感器的輸出波形(地毯的情況下)的圖。圖5A、圖5B是說明該電動吸塵器的控制的流程圖。圖1所示的本實(shí)施方式的電動吸塵器的吸塵器主體21具有配置在后部的內(nèi)置有電動送風(fēng)機(jī)2的電動送風(fēng)機(jī)室22以及配置在前部的用于吸收塵埃的集塵室23。在吸塵器主體21的前部設(shè)置有進(jìn)氣口沈，在該進(jìn)氣口沈上安裝和拆卸自如地連接設(shè)置于軟管M的一端的連接管25。
在軟管M的另一端設(shè)置有具備把手27的前端管觀，該把手27在進(jìn)行清掃時(shí)被握住并且具有用于操作吸塵器主體21的運(yùn)轉(zhuǎn)的操作部9。操作部9通過“關(guān)閉”按鈕(未圖示)、“運(yùn)轉(zhuǎn)”按鈕(未圖示)等操作按鈕來構(gòu)成。另外，伸縮自如的延長管四的下游側(cè)端部安裝和拆卸自如地連接在前端管觀上。 在延長管四的上游側(cè)端部安裝和拆卸自如地連接有吸塵頭31，該吸塵頭31內(nèi)置有用于清掃塵埃的旋轉(zhuǎn)刷30和對旋轉(zhuǎn)刷30進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機(jī)10。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)使用者操作操作部9來驅(qū)動電動送風(fēng)機(jī)2時(shí)，從吸塵頭31吸引空氣和與空氣一起被吸引的被清掃面的塵埃作為吸入風(fēng)。被吸引的塵埃和空氣通過延長管四和軟管M被輸送到吸塵器主體21。然后，塵埃被內(nèi)置在吸塵器主體21內(nèi)的集塵室23 吸收。塵埃被去除而變得干凈的吸入風(fēng)從吸塵器主體21的后方被排出到外部。另外，如圖2所示，在圖1的吸塵器主體21的后部收納有電源線13，該電源線13 與插座(商用電源1)連接，用于向內(nèi)置于吸塵器主體21的后述的各電路模塊提供電源。在吸塵頭31的底面配置有離地檢測部11，該離地檢測部11由僅在吸塵頭31與被清掃面接觸時(shí)接通(ON)的限位開關(guān)構(gòu)成。另外，在連接管25上設(shè)置有檢測所吸引的塵埃的量的塵埃傳感器8。在此，如圖3 所示，塵埃傳感器8具備作為發(fā)光部的紅外發(fā)光二極管15和與紅外發(fā)光二極管15相向設(shè)置的作為受光部的光電晶體管16。并且，塵埃傳感器8利用從被清掃面吸引的塵埃通過紅外發(fā)光二極管15與光電晶體管16之間時(shí)塵埃遮斷從紅外發(fā)光二極管15發(fā)出的紅外光而引起的光電晶體管16的輸出變化，來檢測塵埃。下面，使用圖2說明本實(shí)施方式的電動吸塵器的控制電路的結(jié)構(gòu)。在此，圖2所示的控制電路的電路模塊32a、32b以及32c分別配置在吸塵器主體21、軟管M以及吸塵頭 31中。并且，用于檢測電源波形的零交叉點(diǎn)的零交叉點(diǎn)檢測電路3、用于對信號控制部4提供電源的電源電路5、電動送風(fēng)機(jī)2以及電動機(jī)10連接在商用電源1上。驅(qū)動電路A 6和驅(qū)動電路B 7分別根據(jù)信號控制部4的相位控制角來對電動送風(fēng)機(jī)2和電動機(jī)10進(jìn)行相位控制。此外，相位控制角是由后述的地面指數(shù)、塵埃傳感器8的輸出信號決定的。并且， 進(jìn)行相位控制所需的零交叉點(diǎn)檢測電路3連接在信號控制部4上。另外，塵埃檢測部19由對光電晶體管16的輸出進(jìn)行放大的放大電路17和脈沖變換部18構(gòu)成。此時(shí)，在直徑為Φ 70 μ m以上的塵埃通過構(gòu)成塵埃傳感器8的紅外發(fā)光二極管15與光電晶體管16之間時(shí)，放大電路17和脈沖變換部18輸出脈沖。另外，離地檢測部11、操作部9以及脈沖變換部18與信號控制部4電連接。使用圖5A和圖5B說明如上所述那樣構(gòu)成的本實(shí)施方式的電動吸塵器的動作以及作用。圖5A和圖5B是說明本實(shí)施方式的電動吸塵器的控制的流程圖。最初，在商用電源1被接通時(shí)、即使用者將電動吸塵器的電源線13的電源插頭 (未圖示)插入插座(未圖示)的時(shí)刻，電動送風(fēng)機(jī)2處于停止的狀態(tài)。首先，在步驟Sl中，確認(rèn)操作部9的操作狀況。此時(shí)，在操作部9的“運(yùn)轉(zhuǎn)”按鈕被按下的情況下(步驟Sl “是”)，使電動送風(fēng)機(jī)2運(yùn)轉(zhuǎn)。在“運(yùn)轉(zhuǎn)”按鈕沒有被按下(步驟Sl “否”)而操作部9的“關(guān)閉”按鈕被按下的情況下(是)，停止電動送風(fēng)機(jī)2的運(yùn)轉(zhuǎn)。 另外，在操作部9的“關(guān)閉”按鈕沒有被按下的情況下(否)，進(jìn)入步驟S2。
接著，在步驟S2中，判斷電動吸塵器是否正在運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)，如果電動吸塵器正處于運(yùn)轉(zhuǎn)停止?fàn)顟B(tài)(步驟S2 “否”)，則將塵埃傳感器8的輸出數(shù)據(jù)全部復(fù)位并返回到步驟Si。 此時(shí)，為了在下一次開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)縮短地面指數(shù)的計(jì)算周期，而將地面檢測完成標(biāo)志復(fù)位，并對計(jì)時(shí)器A (未圖示)設(shè)定5秒。此外，地面檢測完成標(biāo)志是表示在吸塵頭31觸地、即將塵埃傳感器8的輸出數(shù)據(jù)復(fù)位之后首次的地面指數(shù)的計(jì)算是否已完成的標(biāo)志。另外，計(jì)時(shí)器 A是要縮短地面指數(shù)的計(jì)算周期的時(shí)間的剩余時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)的倒計(jì)時(shí)計(jì)時(shí)器。接著，在電動吸塵器正在運(yùn)轉(zhuǎn)(步驟S2 “是”)的情況下，在步驟S3中，根據(jù)離地檢測部11的輸出來判斷吸塵頭31是與被清掃面接觸(以后稱為“著地”)還是離開被清掃面(以后稱為“離地”)。在離地(步驟S3 “否”)的情況下，使用于測量離地的時(shí)間的離地計(jì)時(shí)器(未圖示)進(jìn)行計(jì)時(shí)并返回到步驟Si。此時(shí)，作為在著地之后刪除離地狀態(tài)下的塵埃傳感器8的輸出數(shù)據(jù)來計(jì)算地面指數(shù)的準(zhǔn)備，將0.1秒(未圖示)計(jì)時(shí)器以及0.1秒的塵埃傳感器8的輸出脈沖數(shù)復(fù)位。此外，塵埃傳感器8的輸出脈沖數(shù)的計(jì)數(shù)(累計(jì))一直進(jìn)行，并且在步驟SlO以后對每0. 1秒的脈沖數(shù)進(jìn)行合計(jì)。另一方面，在著地(步驟S3 “是”)的情況下，在步驟S4中進(jìn)行地面指數(shù)等的計(jì)算處理。此外，步驟S4以后是僅在著地的情況下進(jìn)行處理的流程圖。首先，在步驟S4中判斷是否設(shè)置有地面檢測完成標(biāo)志。在設(shè)置有地面檢測完成標(biāo)志(步驟S4 “是”)的情況下，在步驟S5中判斷離地時(shí)間是否為0. 5秒以上。在離地時(shí)間為0.5秒以上(步驟S5: “是”)的情況下，對計(jì)時(shí)器A設(shè)定5秒，并且將用于計(jì)算地面指數(shù)的各計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器復(fù)位。然后，進(jìn)行用于在接下來的步驟S7中在對計(jì)時(shí)器A設(shè)定的5秒內(nèi)將地面指數(shù)的判斷周期設(shè)定為1秒的準(zhǔn)備。另一方面，在離地時(shí)間小于0. 5秒(步驟S5 “否”)的情況下，地面指數(shù)的判斷周期設(shè)為與通常情況相同，并進(jìn)入步驟S7。另外，在步驟S4中沒有設(shè)置地面檢測完成標(biāo)志(步驟S4 “否”)的情況下，在步驟S6中判斷離地時(shí)間是否為2秒以上。如果離地時(shí)間為2秒以上(步驟S6:“是”)，則對計(jì)時(shí)器A設(shè)定5秒，并且將用于計(jì)算地面指數(shù)的各計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器復(fù)位。然后，進(jìn)行用于在接下來的步驟S7中在對計(jì)時(shí)器A設(shè)定的5秒內(nèi)將地面指數(shù)的判斷周期設(shè)定為1秒的準(zhǔn)備。 另一方面，如果離地時(shí)間小于2秒(步驟S6 “否”)，則地面指數(shù)的判斷周期設(shè)為與通常情況相同，并進(jìn)入步驟S7。接著，在步驟S7中，在計(jì)時(shí)器A為0的情況下(步驟S7 “否”)、即超出了要縮短地面指數(shù)的判斷周期的時(shí)間的情況下，在步驟S8中根據(jù)地面指數(shù)切換地面指數(shù)的判斷周期。此時(shí)，在地面指數(shù)為超過1而較高(被清掃面的灰塵難以去除)的情況下(步驟S8: “否”)，將地面指數(shù)的計(jì)算周期設(shè)定為2.5秒，在地面指數(shù)為1以下而較低(被清掃面的灰塵容易去除)的情況下(步驟S8 “是”)，將地面指數(shù)的計(jì)算周期設(shè)定為5秒。接著，如圖5B所示，在步驟S9中進(jìn)行離地計(jì)時(shí)器的復(fù)位、對塵埃傳感器8的脈沖數(shù)的合計(jì)定時(shí)進(jìn)行測量的0.1秒計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)和對地面指數(shù)的計(jì)算定時(shí)進(jìn)行測量的地面計(jì)時(shí)器(未圖示)的計(jì)時(shí)。同時(shí)，進(jìn)行計(jì)時(shí)器A的倒計(jì)時(shí)，該計(jì)時(shí)器A測量要縮短地面指數(shù)的計(jì)算周期的時(shí)間的剩余時(shí)間。此外，步驟SlO以后是塵埃傳感器8的輸出脈沖的合計(jì)處理。在步驟SlO中，如果 0.1秒計(jì)時(shí)器達(dá)到了 0. 1秒(步驟SlO “是”)，則進(jìn)入步驟Sll。因此，在步驟Sll以后，每隔0.1秒進(jìn)行處理。
接著，在步驟Sll和12中，根據(jù)0. 1秒內(nèi)的塵埃傳感器8的輸出脈沖，進(jìn)行計(jì)數(shù)器 A(未圖示)和計(jì)數(shù)器B(未圖示)的計(jì)數(shù)。此時(shí)，在計(jì)數(shù)器A中存儲0.1秒內(nèi)的塵埃傳感器 8的輸出脈沖數(shù)為2以上的次數(shù)。在計(jì)數(shù)器B中存儲0. 1秒內(nèi)的塵埃傳感器8的輸出脈沖數(shù)為3以上的次數(shù)。接著，在步驟S13中，根據(jù)0. 1秒內(nèi)的塵埃傳感器8的輸出脈沖數(shù)和地面指數(shù)，按照(表1)所示的表格來設(shè)定電動送風(fēng)機(jī)2的控制相位角(以下記載為“相位角”)。也就是說，在塵埃傳感器8的輸出脈沖數(shù)越多(被清掃面的灰塵較多)或者地面指數(shù)越高(被清掃面的灰塵越是難以去除)時(shí)，越是縮小相位角。由此，通過提高電動吸塵器的動力來控制吸引力。[表 1]針對脈沖數(shù)以及地面指數(shù)的相位角以及輸入功率表
權(quán)利要求
1.一種電動吸塵器，其具備吸塵頭，其內(nèi)置有對旋轉(zhuǎn)刷進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機(jī)； 移動速度檢測部，其檢測上述吸塵頭的移動速度； 電流檢測部，其檢測地面的狀態(tài)； 電動送風(fēng)機(jī)，其使吸塵頭產(chǎn)生吸引力； 集塵檢測部，其檢測所吸引的灰塵；以及信號控制部，其根據(jù)上述移動速度檢測部、上述電流檢測部及上述集塵檢測部的輸出來控制上述電動機(jī)和上述電動送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動吸塵器，其特征在于，還具備移動時(shí)間檢測部，該移動時(shí)間檢測部檢測上述吸塵頭的移動時(shí)間， 上述移動速度檢測部根據(jù)從上述移動時(shí)間檢測部獲得的上述移動時(shí)間來計(jì)算上述吸塵頭的上述移動速度，上述信號控制部根據(jù)計(jì)算出的上述移動速度來控制上述電動機(jī)和上述電動送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動吸塵器，其特征在于，還具備集塵移動時(shí)間檢測部，該集塵移動時(shí)間檢測部根據(jù)上述集塵檢測部的輸出來檢測上述吸塵頭的移動時(shí)間，上述移動速度檢測部根據(jù)從上述集塵移動時(shí)間檢測部獲得的上述移動時(shí)間來計(jì)算上述吸塵頭的上述移動速度，上述信號控制部根據(jù)計(jì)算出的上述移動速度來控制上述電動機(jī)和上述電動送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動吸塵器，其特征在于，設(shè)置顯示上述吸塵頭的上述移動速度的顯示部，以顯示在上述顯示部上的上述移動速度操作上述吸塵頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動吸塵器，其特征在于，在根據(jù)上述電流檢測部的輸出判斷為上述地面是地板的情況下，上述信號控制部使上述電動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)可變地進(jìn)行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動吸塵器，其特征在于，在根據(jù)上述電流檢測部和上述集塵檢測部的輸出判斷為上述地面是地板的情況下，上述信號控制部優(yōu)先控制上述電動送風(fēng)機(jī)，在判斷為上述地面是地毯的情況下，上述信號控制部優(yōu)先控制上述電動機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明的電動吸塵器具備吸塵頭，其內(nèi)置有對旋轉(zhuǎn)刷進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的電動機(jī)；移動速度檢測部，其檢測吸塵頭的移動速度；電流檢測部，其檢測地面狀態(tài)；電動送風(fēng)機(jī)，其使吸塵頭產(chǎn)生吸引力；集塵檢測部，其檢測所吸引的灰塵；以及信號控制部，其根據(jù)移動速度檢測部、電流檢測部及集塵檢測部的輸出來控制電動機(jī)和電動送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。由此，能夠把握地面狀態(tài)，使電動機(jī)和電動送風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)最優(yōu)化來最佳地收集灰塵。
文檔編號A47L9/28GK102334957SQ20111017357
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者上野圣一, 伊藤昭人, 曾根健次, 淺野功 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社