CN104602722B - 吸乳泵***中的致动器控制 - Google Patents

Abstract

本申请涉及包括泵单元、用于驱动泵单元的致动器和用于将电功率供给至致动器的电源的吸乳泵***，并且还涉及用于在这样的***中使用的方法。设置了致动器速度调节模块以当泵单元被接通时以第一速度驱动致动器，并且在致动器上的负载到达预定水平之后以高于第一速度的第二速度继续驱动致动器。

Description

吸乳泵***中的致动器控制

技术领域

本申请涉及吸乳泵(breast pump)。更特别地，本申请涉及吸乳泵***中的致动器控制，其中致动器在接通时初始被供给低电压并且在预定时间段之后被供给较高电压。

背景技术

吸乳泵由妈妈用来在方便的时候挤出母乳，以便存储起来用于她们的孩子以后的消耗。吸乳泵通过产生真空以模仿孩子的进食动作来操作。传统的吸乳泵可以被分类成：机械的吸乳泵，其中使用者手动操作真空泵以便产生所要求的真空，或者电动的吸乳泵，其中真空泵由电动马达驱动。在电吸乳泵中，一般期望降低***的功率消耗、提升***的可靠性以避免对使用者的潜在伤害并且降低与吸乳泵的操作相关联的噪声水平。高噪声水平会阻止妈妈能够放松并且所以可能影响确保乳汁挤出所需要的放乳反射(let-down reflex)。

在该背景下做出发明。

US 2008/009815 A1公开了一种用于动力吸乳泵的闭环真空控制***。真空控制***包括用于将真空施加至乳汁收集套件的真空源。还包括用于将待由真空源制造出的真空水平设定为预选的真空水平的装置。真空控制***进一步包括用于感测在操作期间由真空源制造出的实际真空水平的传感器。控制器将预选的真空水平与实际真空水平连续地进行比较。还设置了比例阀，以用于调节实际真空水平调节对应于预选的真空水平。以该方式，比例阀可以响应于来自控制器的信号来调节实际真空水平。

发明内容

本发明的目的是提供大致缓解或克服了上述问题中的一个或多个的吸乳泵***和方法。

根据本发明，提供了一种吸乳泵***，包括泵单元、用于驱动泵单元的致动器、被布置成将电功率供给至致动器的电源以及致动器速度调节模块，致动器速度调节模块被布置成当真空泵被接通时以第一速度驱动电动马达并且在马达上的负载到达预定水平之后以高于第一速度的第二速度继续驱动电动马达。这可以避免当马达初始被接通并且负载低时马达以高的速度运行并且产生过度噪声。

致动器可以是诸如直流DC电动马达等的电动马达。

电源可以被布置成利用脉宽调制PWM将电功率供给至致动器，并且可以被布置成通过供给具有第一占空比的电功率来供给第一电压并且通过供给具有高于第一占空比的第二占空比电功率来供给第二电压。这允许了致动器控制被应用于现有的PWM设计，而不需要附加的硬件。

电源可以被布置成在预定时间段期间将第一电压逐渐地增加到第二电压。致动器电阻随着转动速度增加而逐渐增加，并且在时间段期间使第一电压斜坡上升到第二电压可以提供时间段期间的致动器的平滑加速。

吸乳泵***可以进一步包括电源控制模块，其布置成对供给至致动器的输入电流进行检测并且响应于检测到的输入电流超过指示吸乳泵处的阈值真空水平的阈值电流水平而降低致动器的速度。这可以避免在吸乳泵处已经有高真空并且泵的进一步使用将进一步增加真空的情况中泵继续运行。

电源控制模块可以被布置成中止至致动器的电功率供给以便降低致动器的速度。以该方式，只要超过阈值电流就可以切断泵单元，防止了真空被任何进一步增加。

泵单元可以进一步包括真空泵和用于释放由真空泵产生的真空的阀，其中响应于检测出的输入电流超过阈值电流水平，电源控制模块可以进一步被布置成指示阀故障。这具有可以检测到阀故障的优点，允许了例如通过告知使用者应该修理或更换阀而采取适当的动作。

电源可以被布置成根据占空比利用脉宽调制PWM将电功率供给至致动器，并且电源控制模块被布置成通过将PWM占空比设定为大致零而中止至致动器的电功率供给。该途径允许了通过PWM控制器来实行致动器切断功能，并因此不需要附加的硬件来隔离致动器。

吸乳泵***可以进一步包括致动器速度调节模块，其被布置成当泵单元被接通时以第一速度驱动致动器，并且在致动器上的负载到达预定水平之后以高于第一速度的第二速度继续驱动致动器。这可以避免当致动器初始被接通并且负载低时致动器以高的速度运行并且产生过度的噪声。

预定时间段可以是用于由泵单元产生的压力差到达预定水平所花费的时间。预定水平可以选择为抵着压力差工作的背压能够将泵速度调节成使噪声维持在可接受的水平内时所处的水平。

吸乳泵***可以进一步包括具有腔室和可接纳在腔室内以将腔室分成第一空间和第二空间的隔膜的吸乳泵，其中隔膜可响应于第一空间内的压力的降低而在腔室内变形以引起第二空间内的压力的降低，并且腔室的可与隔膜接触的表面和/或隔膜的可与腔室接触的表面可以具有纹理表面光洁度，使得在隔膜与腔室接触、沿着腔室移动或者远离腔室移动时所产生的噪声水平被最小化。这用于降低由柔性隔膜的表面与腔室的表面接触、沿着腔室的表面移动或者远离腔室的表面移动而产生的噪声水平。纹理表面光洁度用于降低隔膜和腔室的彼此接触的表面面积。

在一个实施例中，腔室的可与隔膜接触的表面可以具有纹理表面光洁度。利用该布置，归因于形成腔室的外壳的刚性而容易形成纹理表面。

在另一实施例中，隔膜的可与腔室接触的表面可以具有纹理表面。

腔室可以包括侧壁，隔膜在变形之前和/或变形期间抵着侧壁定位，其中具有纹理表面光洁度的表面可以由侧壁和/或可与侧壁接触的隔膜的部分形成。因此，隔膜的表面的与侧壁的围绕隔膜延伸的周向表面接触的表面面积被减至最小，其中隔膜被抵着该表面面积。

表面可以具有算术平均粗糙度(Ra)为大约Ra 1.6μm的纹理表面光洁度。

表面可以具有算术平均粗糙度(Ra)大于Ra 0.8μm的纹理表面光洁度。上面的布置的一个优点在于，具有大于Ra 0.8μm的纹理表面光洁度降低了由隔膜的表面在腔室的表面上移动而产生的噪声。

表面可以具有算术平均粗糙度(Ra)小于Ra 3.2μm的纹理表面光洁度。上面的布置的一个优点在于，具有小于Ra 3.2μm的纹理表面光洁度限制了隔膜的在腔室的表面上移动时而产生的过度磨损。

在又一实施例中，腔室的可与隔膜接触的表面和隔膜的可与腔室接触的表面可以两者都具有纹理表面光洁度。

在这样的实施例中，腔室的表面和隔膜的表面可以均具有算术平均粗糙度(Ra)大于Ra 0.4μm的纹理表面光洁度。上面的布置的一个优点在于，具有纹理表面光洁度的各表面将使由隔膜的表面在腔室的表面上移动、与腔室的表面接触或者远离腔室的表面产生的噪声减至最小所需的算术平均粗糙度(Ra)减至最小。

根据本发明的另一方面，还提供有一种包括腔室和可接纳在腔室内以将腔室分成第一空间和第二空间的隔膜的吸乳泵，其中隔膜可响应于第一空间内的压力的降低而在腔室内变形以引起第二空间内的压力的降低，并且腔室的可与隔膜接触的表面和/或隔膜的可与腔室接触的表面具有纹理表面光洁度使得在隔膜与腔室接触或远离腔室移动时所产生的噪声水平被减至最小。

根据本发明，还提供有一种用于在吸乳泵***中使用的方法，吸乳泵***包括真空泵、用于驱动真空泵的直流DC电动马达以及被布置成将电功率供给至电动马达的电源，方法包括当真空泵被接通时以第一速度驱动电动马达，并且在马达被接通后的预定时间段之后以高于第一速度的第二速度继续驱动电动马达。

方法可以进一步包括对供给至电动马达的输入电流进行检测，并且响应于检测出的输入电流超过指示吸乳泵处的阈值真空水平的阈值电流水平而降低电动马达的速度。

方法可以进一步包括当真空泵被接通时通过将第一电压供给至电动马达来供给电功率，并且在马达被接通后的预定时间段之后将高于第一电压的第二电压供给至电动马达。

根据本发明，进一步提供有一种吸乳泵***，其包括真空泵、用于驱动真空泵的直流DC电动马达、被布置成将电功率供给至电动马达的电源以及被布置成对供给至电动马达的输入电流进行检测并且响应于检测出的输入电流超过指示吸乳泵处的阈值真空水平的阈值电流水平而降低电动马达的速度的电源控制模块。这可以避免在吸乳泵处已经有高真空并且泵的进一步使用将进一步增加真空的情况中泵继续运行。

根据本发明，进一步提供有一种吸乳泵***，其包括真空泵、用于驱动真空泵的直流DC电动马达、被布置成将电功率供给至电动马达的电源以及被布置成将电源控制为当泵单元被接通时将第一电压供给至致动器并且在致动器被接通后的预定时间段之后将高于第一电压的第二电压供给至致动器的电源控制模块。通过利用较低电压起动致动器，可以避免高的浪涌电流并且可以降低致动器功率消耗。

本发明的这些以及其他方面将从下文描述的实施例变得明显并参照这些实施例进行阐述。

附图说明

现在将参照附图仅以示例的方式来描述本发明的实施例，其中：

图1图示了吸乳泵***；

图2图示了图1的吸乳泵***的操作单元；

图3图示了用于在吸乳泵***中使用的直流电动马达；

图4图示了利用脉宽调节控制的吸乳泵***；

图5图示了将电源至吸乳泵***中的电动马达的方法；

图6图示了吸乳泵***；

图7图示了示出图6的吸乳泵***中的随时间推移的马达电流曲线的图；

图8图示了用于在诸如图6中示出的那样的吸乳泵***中使用的方法；

图9图示了用于在诸如图6中示出的那样的吸乳泵***中使用的方法；和

图10图示了图1中所示的吸乳泵的截面图。

具体实施方式

现在参见图1和图2，图示了吸乳泵***。如图1所示，吸乳泵***100包括吸乳泵110、也已知为挤出单元(expression unit)，以及通过管子130连接至吸乳泵110的操作单元120。管子130提供吸乳泵110与操作单元120之间的流体连通。管子130也可以用于提供吸乳泵110与操作单元120之间的电连接。例如，管子可以供给吸乳泵与操作单元之间的操作信号或电功率。虽然在本布置中操作单元130与吸乳泵110是分开的，但应该理解的是，操作单元可以与吸乳泵110一体地形成。

吸乳泵110具有主体111、漏斗112、收集容器113和联接至真空线130的膜片114。收集容器113或接纳部收集从使用者的***挤出的乳汁并且可以采取给送瓶或袋的形式。收集容器113通过螺钉装配被附接至主体111，尽管如此应该理解的是，可以使用诸如夹子(未示出)等的可供选择的可释放的附接部件。***接纳漏斗112被配置成接纳使用者的***，并且具有口部和喉部。口部在漏斗112的外端处开放，并且漏斗112从外端朝向喉部会聚以形成***被接纳在其中的中空凹部。主体111将漏斗112流体地连接至收集容器113。从漏斗112的***接纳空间穿过主体111到收集容器113形成流体通路。主体111由外壳形成。主体111与漏斗112一体地形成，然而应该理解的是，漏斗112可以是可拆卸的。

操作单元120包括泵单元和用于驱动泵单元的电动马达(图1中未示出)。电动马达起致动器的作用。泵单元被配置成产生并释放真空路径中的压力降低。用于产生压力降低的部件和用于释放压力降低的部件是分立的组成部件。特别地，在本实施例中，真空单元包括真空泵(图1中未示出)和泄压阀(图1中未示出)。真空泵起压力降低部件的作用。泄压阀起用于释放压力降低的部件的作用。真空泵经由管子130被流体地连接至主体111。泄气阀被配置成循环地打开以释放由真空泵产生的压力上的降低。这引起了所产生的循环压力差。然而，应该理解的是，也可以使用不同的真空产生***。例如，应该理解的是，用于产生压力降低的部件和用于释放压力降低的部件可以一体地形成。

在吸乳泵110的主体111中形成有腔室。腔室沿着流体通路形成，并且具有真空端口。真空端口与管子130连通使得真空泵能够引起腔室中的压力降低。

在本实施例中，隔膜被接纳在腔室中。也称作膜片的隔膜是柔性的。隔膜将腔室分成第一空间和第二空间。第一空间与真空端口流体连通。因此，通过真空泵在第一空间中产生压力降低。第二空间与漏斗112的***接纳空间和收集容器113之间的流体通路流体连通。因此，第二空间与被接纳在漏斗中的***直接流体连通。单向阀布置在腔室与收集容器113之间。当在第一空间中产生压力降低时，隔膜变形并且被朝向第一空间的方向拉伸。因此，归因于隔膜的变形而在腔室的第二空间中制造出压力降低。当***被接纳在漏斗的口部中时，在漏斗中形成了作用于使用者的***并且对待从那里挤出的乳汁施力的压力降低。

上面的布置在使用者的***处间接地产生了真空。应该理解的是，还可以通过省略隔膜使得在真空泵与漏斗之间形成直接流体连接而在使用者的***处产生真空。此外，虽然在本实施例中设置了分立的吸乳泵和操作单元，但是在其他实施例中诸如收集器、漏斗、真空泵、电动马达和电源等的吸乳泵***组成部件可以被收纳在单个体中。例如，操作单元的组成部件可以被一体化到吸乳泵的主体内，去除了对于单独的操作单元的需要。

操作单元120被更加详细地图示在图2中，并且包括用于产生真空的真空泵221、用于驱动真空泵221的直流(DC)电动马达222、用于将电功率供给至电动马达222的电源223和用于控制电源223的电源控制模块224。电源控制模块224被布置以将电源223控制成：当真空泵被接通时将第一电压供给至电动马达222并且在马达222被接通后的预定时间段之后将高于第一电压的第二电压供给至电动马达222。如现在将参照图3描述的，这可以避免当马达222初始被接通并且马达电阻低时的高的浪涌电流(inrush current)。

本实施例涉及包括了DC有刷电动马达的吸乳泵***。然而，应该理解的是，本发明也适用于包括了可供选择类型的马达的吸乳泵***。例如，在包括了可供选择类型的马达或者DC有刷电动马达的另一布置中，电压下降可能由松了的导线或不同的故障引起。

图3图示了用于在诸如图1和图2中示出的那样的吸乳泵***中使用的DC电动马达322。电动马达322包括由围绕电枢缠绕的导线构成的线圈301，为了清楚起见在图3中省略了电枢。永久磁体302、303被定位在通过换向片304和碳刷305被连接至电源的线圈301的相对侧上。这样，马达322可以被称作DC有刷电动马达。然而，本发明不限于使用DC有刷马达，并且在其他实施例中可以使用其他类型的DC马达，例如无刷马达。本领域技术人员将熟悉DC有刷电动马达的操作原理，并且这样将省略详细描述以维持简洁。虽然图3中示出了两个换向片304，但是一般可以设置任何数量的两个或多个片。

随着电枢转动，在线圈301中流动的电流产生与电枢和线圈301的转动相对的反电动势(counter-electromotive force)(EMF)场。该反EMF场导致当马达322被以高速旋转时电阻增加。然而，当马达322初始被接通时，没有反EMF场并且仅有的电阻由线圈301自身提供，它可以忽略不计。这可能致使当马达初始被接通时的电流尖峰。在本发明的实施例中，电源被控制成当马达初始被接通时供给低电压，并且随着马达速度增加以及电阻增加而将其增大至较高电压。可以在预定时间段之后增加供给电压，该预定时间段可以是对于马达到达期望的操作速度所花费的时间。该途径可以避免可称作浪涌电流的初始电流尖峰，并因此可以降低使用期间马达的整体功率消耗。还有，可以避免例如归因于换向片304与刷305之间的火花的与浪涌电流相关联的伤害，降低了碳刷上的磨损并且延长了马达322的操作寿命。

现在参见图4，图示了根据本发明的实施例的利用脉宽调制控制的吸乳泵***。在本实施例中，操作单元420被设置用于在诸如图1中所示那样的吸乳泵***中使用。操作单元420与图2的操作单元类似，包括了真空泵421、DC电动马达422、电源以及电源控制模块424。应该理解的是，在其他实施例中，操作单元420的组成部件和收集单元可以被一体化到吸乳泵主体中，取代设置物理上分离的操作和收集单元。

更详细地，在本实施例中，电源被布置成利用脉宽调制(PWM)将功率供给至电动马达422。电源包括动力源423-1和场效应晶体管(FET)423-2。然而在其他实施例中可以使用除了FET以外的不同类型的开关以用于PWM控制的功率接通和切断。电源控制模块424是被布置成对用于PWM控制的开关423-2进行控制的PWM控制模块。PWM控制模块424可以在当马达被接通时通过以第一占空比(duty cycle)控制PWM开关423-2而以低电压供给电功率，并且在预定时间段之后通过增加占空比而以较高电压供给电功率。以该方式，可以将控制方法一体化到现有的PWM设计内而不需要附加的硬件。

此外，PWM控制方法的灵活性允许当将电压跨越预定的时间段从第一电压增加至第二电压时施加不同的电压斜坡曲线(rampprofile)。在一个实施例中，可以在预定的时间段期间将电压从第一电压直线地增加到第二电压。在另一实施例中，可以在预定的时间段的持续时间内以第一电压供给功率，并且在预定时间段结束时将功率直接增加至第二电压。应该理解的是，其他斜坡形状也是可以的，并且发明的实施例不限于这些示例。

现在参见图5，图示了吸乳泵***中的将功率供给至电动马达的方法。方法可以用于控制被布置成将电功率供给至电动马达的电源。在第一步骤S501中，接收接通电动马达的信号以便开始驱动真空泵。信号可以例如接收自使用者，或者来自被配置成控制吸乳泵***的操作的控制软件。接着，在步骤S502中，电源开始以第一电压将电源至马达。

接下来，在步骤S503中，在预定的时间段之后将第一电压增加至第二电压。预定的时间段可以是对于马达到达期望的操作速度所花费的时间，在这一点时由反EMF场引起的电阻对于待施加的较高的第二电压是充分的，而不会导致归因于电流尖峰的电流损失。如上所述，可以在时间段的持续时间逐渐地增加电压以提供马达的平滑加速。可选地，可以在时间段的结束时施加阶跃增加以将电压直接从第一电压增加至第二电压。在PWM***中可以容易地实现逐渐的斜坡，而在非PWM***中可以更容易地施加阶跃增加，因为电源只需要能够供给两个离散的电压，即第一、第二电压。最后，在步骤S504中，在时间段过去了之后，功率供给继续，以第二电压将电功率供给至马达。

现在参见图6，图示了吸乳泵***。在本实施例中，操作单元620被设置用于在诸如图1中所示那样的吸乳泵***中使用。操作单元620与图2的操作单元类似，包括了真空泵621、DC电动马达622、电源623以及电源控制模块624。应该理解的是，在其他实施例中，操作单元620的组成部件和收集单元可以被一体化到吸乳泵主体内，而不是设置物理上分离的操作和收集单元。

更详细地，在本实施例中，电源控制模块624被布置成对由电源623供给至马达622的输入电流(可以称作马达电流I_M)进行检测。电源控制模块624可以直接检测马达功率，或者可以从单独的电流检测模块(未示出)接收电流测量的结果。

通过监测马达电流，电源控制模块624可以确定当马达622被接通时在吸乳泵漏斗处是否已经存在真空条件。在正常操作中，应该通过打开泄气阀(图6中未示出)在各泵吸循环之后将真空释放。然而，如果由于任何其他原因真空未被释放，例如因为泄气阀出故障而未能打开或者阀的入口被阻塞了，则与前一循环之后真空被释放了的情况相比，当在下一循环的起动时泵621被接通时，泵621上的初始负载会较高。具体地，真空未被释放或者仅部分被释放时的负载会较高，因为泵621需要抵抗预先存在的真空条件工作。

在本实施例中，任何点处的马达电流的水平都被适时用作当前时刻的真空压力的指示器。高的马达电流指示：作为泵621上的负载较高的结果，马达622正汲取着更多的功率。如果马达电流超过指示了预先存在的真空条件的预定阈值电流，则电源控制被布置成降低电动马达的速度。在本实施例中，电源控制被布置成中止到马达的电功率供给，以便切断马达。然而在其他实施例中，可以降低马达速度而没有完全切断马达。

通过当超过阈值电流时降低马达速度，对于实施例而言，即使当正常释放机构出故障了时也能够避免在吸乳泵漏斗处发展出过度高的真空。这样的实施例可以允许使用能够更加快速地到达期望的真空水平的大功率的泵621，而没有当在各循环的结束未正确地释放真空时在吸乳泵漏斗处发展出高真空的风险。在其他实施例中，例如如果使用了不能产生引起不舒适或对使用者的伤害的足够高的真空的较低功率泵，则上述电流控制过程可以省略。

现在参见图7，图示了示出图6的吸乳泵***中的随时间推移的马达电流曲线的图。图标出了三个泵吸循环的马达电流I_M与时间的图。虚线图示了当未使用参照图6的上述电流控制方法时在各泵吸循环期间测量出的马达电流水平。在各泵吸循环的起动时观察到了高电流，因为泄气阀出了故障，并且并未从前一泵吸循环将真空释放。相比之下，图7中的实线图示了当应用电流控制时测量出的马达电流水平。再一次，在第一泵吸循环之后真空未被释放，因为泄气阀出故障而未能操作。然而，因为应用了电流控制，所以当超过阈值电流时泵被停止。通过应用参照图6的上述电流控制方法，***因此可以迅速地检测吸乳泵漏斗处的高真空水平的存在，并降低马达速度以防止真空进一步增加。

现在参见图8，图示了用于在诸如图6中示出的那样的吸乳泵***中使用的方法。在第一步骤S801中，接通电动马达。接着，在步骤S802中，检测马达电流。接下来，在步骤S803中，将检测到的马达电流与指示了吸乳泵处的阈值真空水平的预定的阈值电流进行比较。如果未超过阈值电流，则过程返回至步骤S802并且继续监测马达电流。然而如果超过了阈值电流，则接着在步骤S804中降低马达速度。例如，可以通过减小供给至马达的驱动电压或者通过从电源断开马达来降低马达速度。如上面所说明的，诸如图8中所示的那样的方法可以检测在吸乳泵漏斗处的高真空水平的存在，并且降低马达速度以防止真空进一步增加。

在参照图6、图7和图8描述的实施例中，吸乳泵***也被布置成参照图5如上所述地控制电动马达，具体地通过当马达被接通时以较低电压供给功率并且在预定时间段之后将功率增加至较高电压来控制。然而，在其他实施例中，用于防止高真空出现的在图6、图7和图8中描述的电流控制过程可以应用至任何传统的吸乳泵***，而不管是否也使用了图5的马达控制方法。

现在参见图9，图示了用于在吸乳泵***中使用的方法。该方法可以在参照图1、图2、图4和图6的上述吸乳泵***中的任一个中实现，或者可以在不包括上述***的特征的任何传统吸乳泵***中实现。可以设置马达速度调节模块以实现该方法。在第一步骤S901中，接通电动马达，并且在步骤S902中在初始时以第一速度驱动马达。接着，在步骤S903中，在马达上的负载到达预定水平之后，将马达速度从第一速度增加至高于第一速度的第二速度。接着，在步骤S904中，***继续以第二速度驱动马达。

在步骤S903中，各种途径都是可能的。在一个实施例中，吸乳泵***可以包括被布置成对马达上的负载进行检测的负载检测模块，并且提供可以对马达速度调节模块的反馈，其在到达了预定负载之后增加马达速度。可选地，取代提供反馈，***可以在以较高的第二速度驱动马达之前等待预定的时间段。预定的时间段可以通过测量用于到达正常操作条件下的预定水平的负载所采用的时间而在吸乳泵***的校准期间来确定。在增加马达速度时可以施加各种斜坡曲线。可以随着负载增加将速度从第一速度逐渐地增加到第二速度，或者可以在到达预定负载时将速度以阶跃改变从第一速度增加至第二速度。

该方法在其中马达上的负载在当没有真空时的各泵吸循环的起动时低的吸乳泵***中是有利的。随着从吸乳泵漏斗中抽走空气以增加真空水平，增加了马达上的负载。在传统的***中，当在整个泵吸循环中向马达供给恒定功率时，马达在泵循环的起动时初始以高速度运行，因为负载低但对于低负载而言所供给的功率相对高。这导致归因于马达的高初始速度的过度噪声，该噪声对于使用者而言是使人不愉快的。在本实施例中，在接通马达之后有意地以低速度来驱动马达，以降低马达噪声。可以通过供给低的电压或者通过利用PWM控制和降低的占空比来以低的第一速度驱动马达。

现在将参照图10来描述吸乳泵***的进一步的方面。吸乳泵***的该方面的特征可以在参照图1、图2、图4和图6的上述吸乳泵***中的任一个中实现，或者在不包括上述***的特征的任何传统吸乳泵***中实现。

图10中图示了吸乳泵1001。吸乳泵1001与图1中图示的吸乳泵类似，并且被设置用于在诸如图1中示出的那样的吸乳泵***中使用。吸乳泵1001具有主体1002，在该主体中限定了腔室1003。腔室1003沿着用于接纳使用者的***的漏斗1005与收集容器1006之间的流体通路1004形成。腔室1003具有真空端口1007。真空端口1007与和上面的实施例中描述的操作单元类似的操作单元中的真空泵连通。因此，真空泵能够引起腔室1003中的压力降低。真空端口1007形成在腔室1003的上端处。

隔膜1010被接纳在腔室1003中。还已知为膜片的隔膜1010是柔性的。隔膜1010将腔室1003分成第一空间1011和第二空间1012。第一空间1011与真空端口1007流体连通。因此，通过真空泵在第一空间1011中产生压力降低。第二空间1012与漏斗1005的***接纳空间和收集容器1006之间的流体通路1004流体连通。单向阀1008被布置在流体通路1004中。单向阀1008防止了从收集容器1006抽吸空气以产生压力降低的需要，并且还防止了在容器与主体1002之间设置密封接口的需要。

当在第一空间1011中产生压力降低或真空时，隔膜1010变形并且被朝向第一空间1011的方向拉伸。因此，归因于隔膜1010的变形而在腔室1003的第二空间1012中制造出压力降低。当***被接纳在漏斗的口部中时，在漏斗1005中形成作用于使用者的***并且对待从那里挤出的乳汁施力的压力降低。

腔室1003具有基部1020、侧壁1021和上壁1022。侧壁1021在基部1020和上壁1022之间延伸。侧壁1021围绕腔室1003沿周向延伸。腔室1003由可彼此安装的下、上部分1023、1024形成。下部分1023限定了基部1020和侧壁1021的下部。上部分1024限定了上壁1022和侧壁1021的上部。隔膜1010的外缘可安装在下、上部分1023、1024之间。因此，隔膜1010被固定地安装在腔室1003中。这意味着隔膜1010被保持在腔室1003中的适当位置处。

真空端口1007通过上壁1022与腔室1003连通，并且流体通路1004通过基部1020与腔室1003连通。基部1020、侧壁1021和上壁1022限定了腔室1003的内表面。

在本实施例中，形成了腔室的主体1002由聚丙烯形成。柔性隔膜1010由硅树脂形成。然而，应该理解的是，腔室1003和隔膜1010可以由其他合适的材料形成。

柔性隔膜1010具有预定的形状。在本布置中，隔膜1010处于它的中立位置(即当未由于第一空间1011内的降低的压力而变形时)具有大致杯子状的布置。隔膜1010具有下表面1025和上表面1026。唇部1027从隔膜侧壁的自由端开始延伸。然而，应该理解的是，隔膜可以形成为具有可选的形状。关于本布置，唇部1027被安装在形成了空腔1003的下、上部分1023、1024之间。在本实施例中，隔膜随着隔膜1010变形而倒置(invert)。然而，应该理解的是，在可选的实施例中隔膜1010不倒置。

侧壁1021具有纹理表面(textured surface)。也就是，腔室的表面的至少一部分具有纹理表面。在本实施例中，侧壁1021的下部被配置成具有纹理表面。纹理表面可以在侧壁1021的下部的表面的全部或者仅其一部分延伸。该部分可以包括侧壁的将与隔膜1010接触的部分。纹理表面可以覆盖腔室表面的全部或一部分。例如，可以有围绕腔室的圆周延伸的一系列的重复图案，其中每个图案都具有表面纹。

纹理表面由具有在Ra 0.8μm至Ra 3.2μm范围内的算术平均粗糙度(Ra)的纹理表面光洁度(textured surface finish)形成。已经发现，完全平滑、即高的光泽光洁度(±Ra 0.05μm)可能导致由柔性隔膜1010引起高的吱吱噪声并且当隔膜1010在腔室1003中变形时腔室的表面彼此粘着。

还发现，具有较高的粗糙度、例如大于Ra 3.2μm的表面可以导致隔膜1010在表面上移动时隔膜1010的较高磨损。因此，在Ra 0.8μm至Ra 3.2μm的范围内的表面光洁度在归因于该表面使隔膜的磨损减至最低的同时将由隔膜1010的相对于表面的偏离造成的噪声减至最低。

在一个实施例中，具有纹理表面的表面具有Ra 1.6μm的算术平均粗糙度(Ra)。已经确定具有该数值的算术平均粗糙度的表面在吸乳泵的使用期间在将隔膜的磨损减至最低的同时制造出最小的噪声。

纹理表面通过模内压纹(in-mould texturing)来形成。也就是，通过将纹添加至工具来形成纹理表面来形成主体1002，例如火花蚀刻纹(spark erosion texture)。可选地，在随后的主体的生产、例如通过喷砂来形成纹理表面。可以使用可选的形成纹理表面的方法。

在组装吸乳泵时，将隔膜1010接纳在腔室1003中。将隔膜1010的下表面1025布置成与腔室1003的表面、例如侧壁1021的下部靠近但稍微隔开。接着使隔膜1010处于它的中立或未变形的位置。可选地，可以将隔膜1010的下表面102设置成处于它的中立位置时抵着腔室1003的表面。

当操作吸乳泵1001时，在第一空间1011中引起压力降低并因此隔膜1010被施力以变形。随着隔膜1010开始变形，隔膜1010要么被施力成与腔室1003的表面接触，要么在初始时与腔室1003的表面接触。应该理解的是，腔室1003的表面的与隔膜1010接触的部分被配置成具有纹理表面。

当隔膜1010被施力以进一步变形时，归因于腔室1003的第一空间1011中的压力降低，隔膜1010的下表面1025随着隔膜1010被施力变形而远离侧壁1021的表面和/或在表面上面被拉伸。类似地，应该理解的是，归因于腔室1003的第一空间1011中的压力降低的释放，隔膜1010的下表面1025随着隔膜1010被施力返回至它的中立位置而抵着侧壁1021的表面和/或在表面上面移动。

由于隔膜1010与纹理表面接触或远离纹理表面移动，所以在隔膜1010与腔室1003的表面之间形成的接触的面积被减至最低。因此，归因于隔膜1010与腔室1003的表面彼此相对移动而产生的噪声被减至最低。例如，归因于减小了的表面面积，在隔膜1010与腔室1003的表面之间有较少的粘着。

腔室的具有纹理表面的部分的一个优点在于，在隔膜与腔室的表面之间的表面面积接触上的减小可将隔膜与腔室之间引起的摩擦减至最低。因此，将易于使隔膜在腔室内移动。这意味着需要较少能量来使隔膜在腔室中变形并且还使隔膜返回至它的中立位置。

虽然在上面的实施例中纹理表面形成在侧壁的在基部与隔膜之间的下部上，但应该理解的是，纹理表面也可以或者可选地形成在侧壁的在隔膜与上壁之间的上部上。该布置将通过隔膜与侧壁的上部之间的接触而造成的任何噪声减至最低。

虽然在上面的实施例中纹理表面形成在腔室的侧壁上，但应该理解的是，纹理表面可以形成在主体的隔膜在隔膜的变形期间抵在其上面与其接触或远离其的任何表面上。特别地，基部和/或上壁也可以具有纹理表面。

虽然在上述实施例中纹理表面光洁度形成在腔室上的表面上，但也应该理解的是，纹理表面也可以或者可选地形成在隔膜的表面上。这会具有减小隔膜的表面与腔室的表面之间的接触面积的相同效果。纹理表面可以形成在隔膜的下表面的所有或一部分上，并且/或者在隔膜的上表面的所有或一部分上。

应该理解的是，虽然描述并图示了当包括可称作组成部件、模块或单元的某些元件时的实施例，但是示出的结构仅是示例性的。图示的元件可以是在物理上分离的硬件组成部件，或者可以被一体化到实行实施例中任一个中示出的单个模块的功能性的单个模块内。例如，在图2中，电压检测模块224和马达中断模块225的描述并不指这些模块在物理上是分离的。在实施例中，两个模块都可以被嵌装在单个芯片中，该芯片包括了作为压力检测模块224的ADC和被布置成实行马达中断模块225的功能的附加硬件。在一些实施例中，一个或多个组成部件的功能可以通过执行软件指令的处理器来实行。

虽然在上述实施例中泵单元设置有用于产生真空路径中的压力降低和释放真空路径中的压力降低的单独的部件，但应该理解的是他们可以是一体的。在另一实施例中，泵单元包括以可滑动的方式被接纳在活塞腔室或气缸中的活塞。活塞用作往复元件。活塞形成腔室中的流体密封。活塞腔室形成真空路径的一部分。活塞例如通过曲轴和马达被往复地操作。当活塞被沿着活塞腔室拖动时，活塞的移动起作用以在真空路径中产生压力降低。因此，在使用者的***处制造出真空。当活塞在其返回行程上相反地移动时，腔室中的压力降低被释放。然而，在例如活塞卡住或马达出故障的情况中，那么活塞将不会释放真空路径中的压力降低。也就是，泵单元将未能释放真空路径中的压力降低。如果发生这种情况，那么设置在真空路径中的漏气孔将允许真空路径中的压力降低的受控释放。

在上面的实施例中，应该理解的是，当组装吸乳泵***并且将使用者的***接纳在漏斗中时，在活塞与使用者的***之间形成真空路径。泵单元可以布置在操作单元中或者可以被收纳在吸乳泵中。

在另一实施例中，由隔膜和使隔膜机械变形的部件形成泵单元。隔膜用作往复元件。例如，可以将可通过电动马达以往复的方式移动的杆附接至可变形的隔膜。利用这样的布置，隔膜的从它的中立状态开始的变形在真空路径中产生了压力降低。随后，隔膜的到它的中立状态的返回释放了真空路径中的压力降低。在该实施例中，应该理解的是，当组装吸乳泵***并使使用者的***接纳在漏斗中时，在隔膜与使用者的***之间形成真空路径。然而，在隔膜例如归因于电动马达的故障而没有返回至它的中立状态的情况中，那么隔膜将不会释放真空路径中的压力降低。也就是，泵单元将未能释放真空路径中的压力降低。如果发生这种情况，那么设置在真空路径中的泄气孔将允许真空路径中的压力降低的受控释放。隔膜可以是上面的实施例中描述的隔膜，或者可以是单独布置的另一隔膜。

在上面两个实施例中，应该理解的是，因为压力上的降低由阀或返回至它的中立位置的隔膜来释放，所以不需要泄压阀。

还应该理解的是，术语“包括”不排除其他元件或步骤并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器可以满足权利要求中记载的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中记载了某些措施的单纯的事实并不表明这些措施的组合不能用于一个优点。权利要求中的所有附图标记都不应该被解释为限制权利要求的范围。

虽然在该申请中已经将权利要求制定为特征的特定组合，但应该理解的是，本发明的公开的范围还包括任何新颖性特征或者在这里要么明确地要么隐含地公开的特征或其任何归纳的任何新颖性组合，无论是否涉及与任何权利要求中当前要求保护的发明相同的发明或者是否缓和了与母体发明所解决的技术问题相同的技术问题中的所有或全部。申请人特此发出通知，可以在本申请的或者从其衍生出来的任何进一步申请的实施期间为这样的特征和/或特征的组合制定新的权利要求。

Claims (15)

1.一种吸乳泵***，包括：

泵单元；

用于驱动所述泵单元的致动器；以及

被设置成将电功率供给至所述致动器的电源；

其特征在于，还包括

致动器速度调节模块，被设置成：当所述泵单元被接通时以第一速度驱动所述致动器，并且在所述致动器上的负载到达预定水平之后以高于所述第一速度的第二速度继续驱动所述致动器。

2.根据权利要求1所述的吸乳泵***，进一步包括：

电源控制模块，被设置成将所述电源控制为：当所述泵单元被接通时将第一电压供给至所述致动器，并且在所述致动器被接通后的预定时间段之后将高于所述第一电压的第二电压供给至所述致动器。

3.根据权利要求2所述的吸乳泵***，其中所述电源被设置成利用脉宽调制PWM将所述电功率供给至所述致动器，并且被设置成通过供给具有第一占空比的所述电功率来供给第一电压并且通过供给具有高于所述第一占空比的第二占空比所述电功率来供给第二电压。

4.根据权利要求2所述的吸乳泵***，其中所述电源被设置成在预定时间段期间将所述第一电压逐渐地增加到所述第二电压。

5.根据权利要求1所述的吸乳泵***，进一步包括：

电源控制模块，被设置成对供给至所述致动器的输入电流进行检测，并且响应于检测到的输入电流超过指示吸乳泵处的阈值真空水平的阈值电流水平而降低所述致动器的速度。

6.根据权利要求5所述的吸乳泵***，其中所述电源控制模块被设置成中止至所述致动器的电功率供给以便降低所述致动器的速度。

7.根据权利要求5所述的吸乳泵***，其中所述泵单元进一步包括：

真空泵，以及

用于释放由所述真空泵产生的真空的阀，

其中响应于检测到的输入电流超过所述阈值电流水平，所述电源控制模块被进一步设置成指示出所述阀的故障。

8.根据权利要求5所述的吸乳泵***，其中所述电源被设置成根据占空比利用脉宽调制PWM将所述电功率供给至所述致动器，并且所述电源控制模块被设置成通过将所述PWM占空比设定为大致零而中止至所述致动器的电功率供给。

9.根据权利要求2所述的吸乳泵***，其中所述预定时间段是用于由所述泵单元产生的压力差到达预定水平所花费的时间。

10.根据任一前述权利要求所述的吸乳泵***，进一步包括：

吸乳泵，其具有

腔室，以及

隔膜，所述隔膜能接纳在所述腔室内以将所述腔室分成第一空间和第二空间，

其中所述隔膜能响应于所述第一空间内的压力的降低而变形以引起所述第二空间内的压力的降低，并且

所述腔室的能与所述隔膜接触的表面和/或所述隔膜的能与所述腔室接触的表面具有纹理表面光洁度，使得在所述隔膜与所述腔室接触、沿着所述腔室移动或者远离所述腔室移动时所产生的噪声水平最小化。

11.根据权利要求10所述的吸乳泵***，其中所述腔室包括侧壁，所述隔膜在变形之前和/或期间抵着所述侧壁定位，具有所述纹理表面光洁度的所述表面由所述侧壁和/或能与所述侧壁接触的隔膜的部分形成。

12.根据权利要求10所述吸乳泵***，其中所述表面具有算术平均粗糙度(Ra)在Ra0.4μm与Ra3.2μm之间的纹理表面光洁度。

13.一种用于在吸乳泵***中使用的方法，所述吸乳泵***包括泵单元、用于驱动所述泵单元的致动器和被设置成将电功率供给至所述致动器的电源，所述方法的特征在于：

当所述泵单元被接通时以第一速度驱动所述致动器；以及

在所述致动器上的负载到达预定水平之后，以高于所述第一速度的第二速度继续驱动所述致动器。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：

对供给至所述致动器的输入电流进行检测；以及

响应于检测出的输入电流超过指示吸乳泵处的阈值真空水平的阈值电流水平，降低所述致动器的速度。

15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：

当所述泵单元被接通时通过将第一电压供给至所述致动器来供给所述电功率；以及

在所述致动器被接通后的预定时间段之后将高于所述第一电压的第二电压供给至所述致动器。