CN107198496A - 一种智能交流吸尘器及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及吸尘器技术领域，具体涉及一种智能交流吸尘器及其控制方法，本发明包括：相互配合的主机部和地刷部、遥控器；地刷部中设有地刷电机及地刷控制电路；主机部包括：过零检测电路，信号传输模块，地刷检测电路，逻辑处理器，隔离驱动电路，主电机和地刷保护电路；该逻辑处理器根据所输入的控制指令向隔离驱动电路发送相应的驱动命令，或对地刷检测电路所发送的电流值与预设电流范围值进行比较，并根据比较结果向隔离驱动电路发送相应的驱动命令，或对地刷检测电路所发送的电压值与预设最大电压值进行比较，并根据比较结果驱动地刷保护电路断开连接；本发明的智能交流吸尘器，其能根据不同的工作环境对工作功率进行自动调整，使用十分方便。

Description

一种智能交流吸尘器及其控制方法

技术领域

本发明涉及吸尘器技术领域，具体涉及一种智能交流吸尘器以及该智能交流吸尘器的控制方法。

背景技术

随着科学的发展，以及居民生活水平的不断提高；吸尘器作为一种常见的家用电器，其使用率也越来越高；传统的吸尘器功能较为单一，通电后主电机和地面刷全功率输出，不管面对哪种地板，主电机和地面刷都在满功率输出；其不能很好地适应各种使用环境，为此市面上又出现了一种吸力可手动调节的吸尘器，但其还是依赖于人手控制，不能实现对工作功率进行自动调节。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种智能交流吸尘器及其控制方法以及该智能交流吸尘器的控制方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明是一种智能交流吸尘器，包括：相互配合的主机部和地刷部；

所述地刷部中设有地刷电机，以及与该地刷电机相连接，用于驱动与控制该地刷电机的地刷控制电路，所述地刷电机上安装有地刷组件；

所述主机部包括：

过零检测电路，所述过零检测电路与电流输入端相连接，用于根据输入的电流生成过零点信息，并将该过零点信息发送至逻辑处理器；

信号传输模块，所述信号传输模块用于向逻辑处理器发送控制指令；

地刷检测电路，所述地刷检测电路与所述地刷部中的地刷电机相连接，用于检测通过该地刷电机中的电流值，并将该电流值转换为电压值后，输送至逻辑处理器中；

逻辑处理器，所述逻辑处理器分别与隔离驱动电路和地刷保护电路相连接，其用于根据所输入的控制指令向隔离驱动电路发送相应的驱动命令，或对地刷检测电路所发送的电流值与预设电流范围值进行比较，并根据比较结果向隔离驱动电路发送相应的驱动命令，或对地刷检测电路所发送的电压值与预设最大电压值进行比较，并根据比较结果驱动地刷保护电路断开连接；

隔离驱动电路，所述隔离驱动电路与主电机相连接，其包括可控硅整流元件，用于根据所接收到的驱动命令驱动主电机；

主电机，所述主电机为交流电机与交流输入端相连接，根据隔离驱动电路的驱动进行工作；

地刷保护电路，所述地刷保护电路与地刷部相连接，用于控制主机部与地刷部之间的电流通断。

进一步，所述主机部还包括：EMC/EMI电路，所述EMC/EMI电路设置在电流输入端上，用于阻挡电流输入端中所输入的浪涌电流；

交直流转换器，所述交直流转换器与EMC/EMI电路连接，用于将所输入的电流转换为直流电信号，并将该直流电信号输送至地刷部中；

电源电路，所述电源电路分别与交直流转换器，逻辑处理器和地刷保护电路相连接，用于为逻辑处理器和地刷保护电路进行供电；

信号指示灯，所述信号指示灯与逻辑处理器相连接，用于显示逻辑处理器的状态。

进一步，所述信号传输模块为红外接收模块，其用于对红外信号进行接收，并将红外信号中的控制指令发送至逻辑处理器中。

进一步，本发明还包括：红外遥控器，所述红外遥控器与主机部中的红外接收模块相配合，用于生产控制指令，并将该控制指令通过红外信号发送至红外接收模块中。

进一步，所述地刷部中还设有照明灯，所述照明灯与地刷控制电路相连接。

本发明一种应用在如上所述的智能交流吸尘器的控制方法，包括：

以预设等级的功率驱动主电机，该预设等级的功率介于最高工作功率与最低工作功率之间；

检测通过地刷电机中的电流值；

将该电流值与当前等级的预设电流范围值进行比较，若该电流值小于当前等级的预设电流范围值，则在降低一个等级的同时以低一等级的功率驱动主电机；若该电流值大于当前等级的预设电流范围值，则在提高一个等级的同时以高一等级的功率驱动主电机。

本发明的智能交流吸尘器，其能根据不同的工作环境对工作功率进行自动调整，使用十分方便。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作详细描述。

图1为本发明吸尘器的电路逻辑结构示意图；

图2为本发明吸尘器中的EMC/EMI电路的电路原理图；

图3为本发明吸尘器中的隔离驱动电路的电路原理图；

图4为本发明吸尘器中的逻辑处理器的电路原理图；

图5为本发明吸尘器中的地刷控制电路的电路原理图；

图6为本发明吸尘器中的地刷检测电路的电路原理图；

图7为本发明吸尘器中的地刷保护电路的电路原理图；

图8为本发明控制方法的工作流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图7，本发明一种智能交流吸尘器，其包括：相互配合的主机部和地刷部；

所述地刷部中设有地刷电机，以及与该地刷电机相连接，用于驱动与控制该地刷电机的地刷控制电路，所述地刷电机上安装有地刷组件；该地刷组件包括毛刷等组件，使得可以在边进行吸尘的同时，边对地面进行清扫，进一步的增加其工作效率；该地刷控制电路包括：D3为防反接二极管，目的是放置外部电源在接线的时候接反导致损坏电路；VS1的作用是防止在地刷端产生比较高的静电，D2为续流二极管。C2为电机端口吸收电容。CON2接口接到地刷电机上；

所述主机部包括：

过零检测电路，所述过零检测电路与电流输入端相连接，用于根据输入的电流生成过零点信息，并将该过零点信息发送至逻辑处理器；过零检测电路为逻辑处理器提供一个准确的过零点信息使得逻辑处理器能够较精确的控制可控硅的导通角，稳定输出功率；

信号传输模块，所述信号传输模块与逻辑处理器相连接，用于向逻辑处理器发送控制指令；

地刷检测电路，所述地刷检测电路与所述地刷部中的地刷电机相连接，用于检测通过该地刷电机中的电流值，并将该电流值转换为电压值后，输送至逻辑处理器中的地刷电流检测端口，逻辑处理器通过读取电流检测端口的电压值来判断当前地刷电机的工作状态以及地刷电机是否被堵转；该地刷检测电路包括：采样电阻R4，流过地刷电机的电流全部从R4流过；R4两端的电压经R26、R29分别接到集成运放U3的同相输入端和反相输入端；R24为平衡电阻；R26=R29，R24=R31，经计算此电路的电压放大倍数；CURRENT端电压值；单片机通过读CURRENT电压值就能够计算出当前流过R4的电流，从而知晓流过地刷电机的电流，当这个值超过软件设定的值之后逻辑处理器输出信号通过堵转保护电路断开地刷电机；

逻辑处理器，所述逻辑处理器分别与隔离驱动电路和地刷保护电路相连接，其用于根据所输入的控制指令向隔离驱动电路发送相应的驱动命令，或对地刷检测电路所发送的电流值与预设电流范围值进行比较，并根据比较结果向隔离驱动电路发送相应的驱动命令，或对地刷检测电路所发送的电压值与预设最大电压值进行比较，并根据比较结果驱动地刷保护电路断开连接，其主要是检测该电压值是否大于预设最大电压值，若大于最大电压值，则驱动地刷保护电路切断主机部与地刷部之间的电连接。若吸尘器在工作时遇到毛巾或者其他衣物堵住地刷此时逻辑处理器的CURRENT端口会读取到一个较大的电压值，逻辑处理器将此电压值与设置的保护过流值作对比确定地刷电机堵转后立即让主电机停止工作，并将Brush_control端口置低，使得继电器RLY1的受控端断开，保护地刷电机不被损坏。

其中，逻辑处理器中的CN1为芯片的烧录口；D7、R16、C12、C4一起组成了逻辑处理器的复位电路，实现上电复位；C6为芯片滤波电容；C7为芯片匹配电容。Suction control为可控硅驱动信号输出端口，为可控硅的导通提供触发信号，从而控制主电机的工作状态；T-Zero为交流信号过零点检测的输入端，逻辑处理器同过此端口获取交流电的过零点时序，T-Zero端口的信号是调整主电机的转速；Brush control端口为地刷电机的控制端口，当***正常工作时，逻辑处理器通过对此端口的操作接通地刷电机，当地刷电机在吸尘的时候被毛巾或其他大件物体堵住此时逻辑处理器通过检测地刷电机的电流及时断开地刷电机使得地刷电机不被大电流损坏；CURRENT端口为地刷电流检测输入端，电流采样放大电路将流过地刷电机的电流经过放大后的信号接到此端口，其目的是让逻辑处理器实时检测流过地刷电机的电流，判断当前是在清理地毯还是在清理地板，地刷电机的堵转保护也用此信号来做判断；REMOTE端口为遥控器信号的输入端，与红外遥控接收头的输出端连接用来接收遥控器发送过来的信息，从而进行相应的操作；PC5、PC6、PC7、PA3、PD4、PD6分别为显示板上LED的控制端口，分别控制电源指示灯、吸力等级1-5共六个指示灯；

隔离驱动电路，所述隔离驱动电路与主电机相连接，其包括可控硅整流元件，简称：可控硅，用于根据所接收到的驱动命令驱动主电机；其让可控硅在交流电的正负半周的任意时刻都能被打开直至当前半周结束；

主电机，所述主电机为交流电机与交流输入端相连接，用于根据隔离驱动电路的驱动进行工作；

地刷保护电路，所述地刷保护电路与地刷部相连接，且其设有继电器，用于控制主机部与地刷部之间的电流通断；当设备正常工作时逻辑处理器在Brus_control端口置为高电平，此时Q10会导通，+15V电源经继电器线圈、R55、和Q10后到地，继电器吸合，从而地刷电机得电工作；当逻辑处理器的CURRENT端口检测到电压大于设定值时逻辑处理器判定地刷电机已经处于堵转状态，此时逻辑处理器在Brus_control端口置为低电平，此时Q10会截止，继电器线圈掉电受控端断开，此时地刷电机会因为没有电流回路停机从而实现保护地刷电机的目的。

进一步，所述主机部还包括：EMC（Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性）/EMI（Electromagnetic Interference，电磁干扰）电路，所述EMC/EMI电路设置在电流输入端上，用于阻挡电流输入端中所输入的浪涌电流；其输入端L、N分别接到市电电源，VS1是压敏电阻，当输入有尖峰电压时VS1动作，将尖峰吸收；C11和C3是X电容，使得后端电源更加稳定；R1、R2为放电电阻，当断开电源后C11、C3上面的电荷会通过R1、R2泄放掉；L1为共模电感，阻碍电网电压的波动干扰到后级电路，也会阻碍后级电路产生的杂波传到电网中影响其它用电器。当电机运行时若电网电压有浪涌或者遇到雷击，此时电路中的EMI/EMC电路动作将浪涌阻挡在控制器的输入端口，使得控制器能不受浪涌和雷击的影响。

交直流转换器，所述交直流转换器与EMC/EMI电路连接，用于将所输入的电流转换为直流电信号，并将该直流电信号输送至地刷部中；

电源电路，所述电源电路分别与交直流转换器，逻辑处理器和继电器相连接，用于为逻辑处理器和继电器进行供电；

信号指示灯，所述信号指示灯与逻辑处理器相连接，用于接收逻辑处理器的状态信息，并对该状态信息进行指示，进而显示逻辑处理器的状态。

进一步，所述信号传输模块为红外接收模块，其用于对红外信号进行接收，并将红外信号中的控制指令发送至逻辑处理器中。

进一步，本发明还包括：红外遥控器，所述红外遥控器与主机部中的红外接收模块相配合，用于生产控制指令，并将该控制指令通过红外信号发送至红外接收模块中。

进一步，所述地刷部中还设有照明灯，所述照明灯与地刷控制电路相连接；照明灯的作用是当地刷电机工作时照明灯打开，方便使用者看到地面上的灰尘。

请参阅图8，本发明一种应用在如上所述的智能交流吸尘器的控制方法，包括：

801.以预设等级的功率驱动

以预设等级的功率驱动主电机，该预设等级的功率介于最高工作功率与最低工作功率之间；可以该主电机的工作功率设定为五个等级，启动时先以中间的等级，即第三等级进行驱动；

802.检测地刷电机中的电流值

检测通过地刷电机中的电流值；

803.与预设范围值进行比较

将该电流值与当前等级的预设电流范围值进行比较，

804.降低主电机驱动功率

若该电流值小于当前等级的预设范围值，则在降低一个等级的同时以低一等级的功率驱动主电机，并重新进行步骤803；即，如该电流值小于第三等级所对应的电流范围，则将该功率等级降至第二等级，并以第二等级的功率对主电机进行驱动；

805.提高主电机驱动功率

若该电流值大于当前等级的预设范围值，则在提高一个等级的同时以高一等级的功率驱动主电机，并重新进行步骤803，即，如该电流值大于第三等级所对应的电流范围，则将该功率等级升至第四等级，并以第四等级的功率对主电机进行驱动。

本吸尘器的工作等级可以划分为五个等级；当按下遥控器“AUTO”按键后，将主电机的驱动功率调整为第3级，当检测到通过地刷电机的电流小于预设定的地毯识别值范围时，判定当前清扫对象为地板，此时调整主电机的功率等级为第2级；当检测到地刷电机的电流大于预设定的地毯识别值时，判定当前清扫对象为地毯，此时调整主电机的功率等级为第4级，当吸尘器在地板和地毯间来回切换时，***也会根据实际的清扫对象在3秒内切换成对应的清扫模式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能交流吸尘器，其特征在于，包括：相互配合的主机部和地刷部；

所述地刷部中设有地刷电机，以及与该地刷电机相连接，用于驱动与控制该地刷电机的地刷控制电路，所述地刷电机上安装有地刷组件；

所述主机部包括：

过零检测电路，所述过零检测电路与电流输入端相连接，用于根据输入的电流生成过零点信息，并将该过零点信息发送至逻辑处理器；

信号传输模块，所述信号传输模块与逻辑处理器相连接，用于向逻辑处理器发送控制指令；

地刷检测电路，所述地刷检测电路与所述地刷部中的地刷电机相连接，用于检测通过该地刷电机中的电流值，并将该电流值转换为电压值后，将该电流值和电压值输送至逻辑处理器中；

逻辑处理器，所述逻辑处理器分别与隔离驱动电路和地刷保护电路相连接，其用于根据所输入的控制指令向隔离驱动电路发送相应的驱动命令，或对地刷检测电路所发送的电流值与预设电流范围值进行比较，并根据比较结果向隔离驱动电路发送相应的驱动命令，或对地刷检测电路所发送的电压值与预设最大电压值进行比较，并根据比较结果驱动地刷保护电路断开连接；

隔离驱动电路，所述隔离驱动电路与主电机相连接，其包括可控硅整流元件，用于根据所接收到的驱动命令驱动主电机；

主电机，所述主电机为交流电机其与交流输入端相连接，用于根据隔离驱动电路的驱动进行工作；

地刷保护电路，所述地刷保护电路与地刷部相连接，且其设有继电器，用于控制主机部与地刷部之间的电流通断。

2.根据权利要求1所述的智能交流吸尘器，其特征在于，所述主机部还包括：EMC/EMI电路，所述EMC/EMI电路设置在电流输入端上，用于阻挡电流输入端中所输入的浪涌电流；

交直流转换器，所述交直流转换器与EMC/EMI电路连接，用于将所输入的电流转换为直流电信号，并将该直流电信号输送至地刷部中；

电源电路，所述电源电路分别与交直流转换器，逻辑处理器和地刷保护电路相连接，用于为逻辑处理器和地刷保护电路进行供电；

信号指示灯，所述信号指示灯与逻辑处理器相连接，用于显示逻辑处理器的状态。

3.根据权利要求2所述的智能交流吸尘器，其特征在于，所述信号传输模块为红外接收模块，其用于对红外信号进行接收，并将红外信号中的控制指令发送至逻辑处理器中。

4.根据权利要求3所述的智能交流吸尘器，其特征在于，还包括：红外遥控器，所述红外遥控器与主机部中的红外接收模块相配合，用于生产控制指令，并将该控制指令通过红外信号发送至红外接收模块中。

5.根据权利要求3所述的智能交流吸尘器，其特征在于，所述地刷部中还设有照明灯，所述照明灯与地刷控制电路相连接。

6.一种应用在如权利要求1所述的智能交流吸尘器的控制方法，其特征在于，包括：

以预设等级的功率驱动主电机，该预设等级的功率介于最高工作功率与最低工作功率之间；

检测通过地刷电机中的电流值；

将该电流值与当前等级的预设电流范围值进行比较，若该电流值小于当前等级的预设电流范围值，则在降低一个等级的同时以低一等级的功率驱动主电机；若该电流值大于当前等级的预设电流范围值，则在提高一个等级的同时以高一等级的功率驱动主电机。