CN108852247B - 一种电动刷鞋器 - Google Patents

Abstract

一种电动刷鞋器，直径为50毫米，整体高度为60毫米，由手柄座、中盖座、毛刷座、毛刷头、线包、PCB电路板、永磁体、铁芯体、支撑骨架组成，其要点在于：将外轮毂结构的直流无刷电机应用在手持式电动刷鞋器中，用霍尔位置传感器来检测电机的相位角，用支持快速充电的聚合物锂离子电池作为电源，通过ARM芯片控制PWM的不同占空比，并且将直流无刷电机、可充电电池、驱动电路、毛刷头做成一体化结构，其杯型的毛刷头支持多角度深度清理和高速左右的旋转清理，比平动手动鞋刷具备更佳的洁鞋效果。本发明小巧精致，没有弯曲和突出的手持长柄部分，手柄设计成符合人体工程学的斜对称曲面结构，具有很好的手持舒适度，便于外出携带。

Description

一种电动刷鞋器

技术领域

本发明涉及一种电动刷鞋器，具体而言，涉及一种便于携带的电动刷鞋工具。

背景技术

职场的人们很看重皮鞋，因为皮鞋不只是人们行走的道具，更重要的是，足蹬一双铮亮的皮鞋出现在大庭广众之中，既表达对他人的尊重，也容易给自己一种干净、舒适和稳重的感觉。

常用的皮鞋擦拭工具有三种：

平头手动鞋刷是一种传统的刷鞋刷工具，前端刷盖上布满富有弹性，不易变形的猪鬃、或马鬃编织的毛，或是抗酸碱、耐腐蚀的PP塑料丝，后端为木制或竹制的手柄。

电动刷鞋机是一种固定式的刷鞋机器，采用单相交流罩极式电机驱动毛刷，罩极式电机通常采用笼型斜槽铸铝转子，定子绕组采用分布式绕组，主绕组分布于定子槽内，罩极绕组不用短路铜环，而是用较粗的漆包线绕成分布绕组嵌装在定子槽中，约为总槽数的1/3，起到辅助绕组的作用。电动刷鞋机采用罩极式电动机的优点是结构简单，不用另加绕组和电容器，缺点是效率低，滑差大。

手持式的电动刷鞋工具通常采用有刷串励电机，旋转部分的前端仍带猪鬃或是PP塑料丝组成的刷丝材料，后端为塑料手柄。有刷串励电机对外只有两条引线，接线简单，但有刷串励电机的缺点是，需要定期更换碳刷，转动时有环火，转速特性随负载的变化较大，使用寿命短。

发明内容

据此，本发明提出了一种电动刷鞋器，采用外轮毂结构的直流无刷电机驱动，小巧精致，设计合理，特别适合商务旅行人士随身携带，其技术方案具体如下：

一种电动刷鞋器，由手柄座、中盖座、毛刷座、毛刷头、线包、PCB电路板、永磁体、铁芯体、支撑骨架组成，其要点在于：

所述的手柄座上部为手持部分，呈斜对称结构，下部为圆饼状，手柄座的腰部带防滑槽，圆饼部分的边缘带防滑齿，所述的手柄座上一边嵌入迷你USB充电座，另一边嵌入电源开关，所述的手柄座的内部为圆形的空腔，空腔的内壁上带内螺纹，圆饼状的充电电池嵌入空腔中，再使用M3焊接胶水将其粘牢；

所述的中盖座为上下开口的圆柱体，在圆柱体的中间有一中心开孔的隔断，圆柱体外壁上带外螺纹，中盖座的中心部分伸出一个圆柱空心体的中罩框，所述的中罩框的外壁上带有四根凸出的矩形棱条；

所述的毛刷座是一端开口的圆柱体，毛刷头镶嵌在圆柱体的端面上，毛刷座的中心位置向开口端伸出一个转动轴，转动轴上套接上轴承和下轴承，转动轴上还开有卡槽；

所述的PCB电路板为圆环状，一面表贴焊接有ARM芯片、信号调理芯片、驱动芯片，另一面焊接有VMOS管和四个霍尔位置传感器，PCB电路板的边沿部分开有四个安装孔，中央圆孔处的边沿开有四个矩形缺口；

ARM芯片的I/O引脚分别与信号调理芯片的输出引脚相连，信号调理芯片的输入引脚再分别与霍尔位置传感器的外部中断输入引脚相连，ARM芯片另外的I/O引脚接驱动芯片的输入端，驱动芯片的输出引脚接VMOS管的控制端；

所述的永磁体安装框架为空心圆柱体，空心圆柱体的外壁上开有永磁体嵌槽，所述的永磁体镶嵌在永磁体嵌槽中，然后将永磁体安装框架紧密镶嵌在毛刷座内壁；

所述的支撑骨架由内外两层的空心圆柱体组成，外层圆柱体的外壁上开有骨架壁凹槽和半圆形嵌槽，所述的铁芯体镶嵌在骨架壁凹槽中，内层空心圆柱体边沿的内壁上开有四个矩形凹槽，内外两层的空心圆柱体通过四根支柱连接成一体，所述的线包分别绕在四根支柱上；

所述的支撑骨架的一个端面上还伸出四个骨架引脚，PCB电路板上的四个安装孔刚好套接在骨架引脚上，PCB电路板另一面上的霍尔位置传感器嵌入支撑骨架的半圆形嵌槽中，PCB电路板中央圆孔处的四个矩形缺口与支撑骨架的内层空心圆柱体内壁上的四个矩形凹槽恰好对齐；

装配时，中盖座上的中罩框***支撑骨架的内层空心圆柱体中，中罩框外壁上的凸出的四根矩形棱条分别穿过PCB电路板中央圆孔处的四个矩形缺口以及支撑骨架内层空心圆柱体内壁上的四个矩形凹槽，然后，将镶嵌了永磁体和永磁体安装框架的毛刷座上的中心转动轴***中罩框中，转动轴上的下轴承与上轴承分别与中罩框的内壁紧密相嵌，转动轴上带卡槽的一端穿过中罩框中间隔断的圆孔，然后将开口卡片镶嵌卡入转动轴卡槽中，使中盖座与毛刷座连接在一起，所述的毛刷座开口的圆柱体一端套接在支撑骨架上，毛刷座上内嵌了永磁体的永磁体安装框架与镶嵌在骨架壁凹槽铁芯体之间留有空隙，毛刷座与中盖座之间互相靠近的端面，亦留有空隙；

最后将手柄座的内螺纹旋入中盖座的外螺纹中，装配好后的一种电动刷鞋器，直径为50毫米，整体高度为60毫米。

进一步地，所述的充电电池为聚合物锂离子电池。

进一步地，所述的霍尔位置传感器嵌入支撑骨架的半圆形嵌槽中后，再用M3焊接胶水粘牢。

进一步地，所述的开口卡片为不锈钢片。

进一步地，所述的VMOS管为表贴封装元件。

进一步地，所述的永磁体为钕铁硼材料。

进一步地，所述的毛刷头采用猪鬃编织的毛刷。

附图说明

为了清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要的附图作简单地介绍。

图1一种电动刷鞋器外形图一；

图2一种电动刷鞋器外形图二；

图3一种电动刷鞋器外形图三；

图4一种电动刷鞋器外形图四；

图5一种电动刷鞋器分解图一；

图6一种电动刷鞋器分解图二；

图7一种电动刷鞋器分解图三；

图8一种电动刷鞋器分解图四；

图9一种电动刷鞋器分解图五；

图10 一种电动刷鞋器分解图六；

图11 一种电动刷鞋器分解图七；

图12 PCB电路板正视图；

图13 去掉手柄座后的一种电动刷鞋器分解图一；

图14 去掉手柄座后的一种电动刷鞋器分解图二。

标号说明：

1 手柄座

11 防滑槽

12 防滑齿

13 迷你USB充电座

14 电源开关

15 内螺纹

16 可充电电池

17 空腔

2 中盖座

21 外螺纹

22 中罩框

3 毛刷座

31 转动轴

32 下轴承

33 上轴承

34 开口卡片

4 毛刷头

5 线包

6 PCB电路板

61 ARM芯片

62 信号调理芯片

63 驱动芯片

64 VMOS管

65 霍尔位置传感器

66 安装孔

67 矩形缺口

7 永磁体

71 永磁体安装框架

72 永磁体嵌槽

8 铁芯体

9 支撑骨架

91 骨架引脚

92 骨架壁凹槽

93 半圆形嵌槽

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式：

一种电动刷鞋器，由手柄座1、中盖座2、毛刷座3、毛刷头4、线包5、PCB电路板6、永磁体7、铁芯体8、支撑骨架9组成，其要点在于：

所述的手柄座1上部为手持部分，呈斜对称结构，下部为圆饼状，手柄座1的腰部带防滑槽11，圆饼部分的边缘带防滑齿12，所述的手柄座1上一边嵌入迷你USB充电座13，另一边嵌入电源开关14，所述的手柄座1的内部为圆形的空腔17，空腔17的内壁上带内螺纹15，圆饼状的充电电池16嵌入空腔17中，再使用M3焊接胶水将其粘牢；

所述的中盖座2为上下开口的圆柱体，在圆柱体的中间有一中心开孔的隔断，圆柱体外壁上带外螺纹21，中盖座2的中心部分伸出一个圆柱空心体的中罩框22，所述的中罩框22的外壁上带有四根凸出的矩形棱条；

所述的毛刷座3是一端开口的圆柱体，毛刷头4镶嵌在圆柱体的端面上，毛刷座3的中心位置向开口端伸出一个转动轴31，转动轴31上套接上轴承33和下轴承32，转动轴31上还开有卡槽；

所述的PCB电路板6为圆环状，一面表贴焊接有ARM芯片61、信号调理芯片62、驱动芯片63，另一面焊接有VMOS管64和四个霍尔位置传感器65，PCB电路板6的边沿部分开有四个安装孔66，中央圆孔处的边沿开有四个矩形缺口67；

ARM芯片61的I/O引脚分别与信号调理芯片62的输出引脚相连，信号调理芯片62的输入引脚再分别与霍尔位置传感器65的外部中断输入引脚相连，ARM芯片61另外的I/O引脚接驱动芯片63的输入端，驱动芯片63的输出引脚接VMOS管64的控制端；

所述的永磁体安装框架71为空心圆柱体，空心圆柱体的外壁上开有永磁体嵌槽72，所述的永磁体7镶嵌在永磁体嵌槽72中，然后将永磁体安装框架71紧密镶嵌在毛刷座3内壁；

所述的支撑骨架9由内外两层的空心圆柱体组成，外层圆柱体的外壁上开有骨架壁凹槽92和半圆形嵌槽93，所述的铁芯体8镶嵌在骨架壁凹槽92中，内层空心圆柱体边沿的内壁上开有四个矩形凹槽，内外两层的空心圆柱体通过四根支柱连接成一体，所述的线包5分别绕在四根支柱上；

所述的支撑骨架9的一个端面上还伸出四个骨架引脚91，PCB电路板6上的四个安装孔66刚好套接在骨架引脚91上，PCB电路板6另一面上的霍尔位置传感器65嵌入支撑骨架9的半圆形嵌槽93中，PCB电路板6中央圆孔处的四个矩形缺口67与支撑骨架9的内层空心圆柱体内壁上的四个矩形凹槽恰好对齐；

装配时，中盖座2上的中罩框22***支撑骨架9的内层空心圆柱体中，中罩框22外壁上的凸出的四根矩形棱条分别穿过PCB电路板6中央圆孔处的四个矩形缺口67以及支撑骨架9内层空心圆柱体内壁上的四个矩形凹槽，然后，将镶嵌了永磁体7和永磁体安装框架71的毛刷座3上的中心转动轴31***中罩框22中，转动轴31上的下轴承32与上轴承33分别与中罩框22的内壁紧密相嵌，转动轴31上带卡槽的一端穿过中罩框22中间隔断的圆孔，然后将开口卡片34镶嵌卡入转动轴31的卡槽中，使中盖座2与毛刷座3连接在一起，所述的毛刷座3开口的圆柱体一端套接在支撑骨架9上，毛刷座3上内嵌了永磁体7的永磁体安装框架71与镶嵌在骨架壁凹槽92铁芯体8之间留有空隙，毛刷座3与中盖座2之间互相靠近的端面，亦留有空隙；

最后将手柄座1的内螺纹15旋入中盖座2的外螺纹21中，装配好后的一种电动刷鞋器，直径为50毫米，整体高度为60毫米。

所述的充电电池16为聚合物锂离子电池。

所述的霍尔位置传感器65嵌入支撑骨架9的半圆形嵌槽93中后，再用M3焊接胶水粘牢。

所述的开口卡片34为不锈钢片。

所述的VMOS管64为表贴封装元件。

所述的永磁体7为钕铁硼材料。

所述的毛刷头4采用猪鬃编织的毛刷。

本发明所提出的一种电动刷鞋器具有如下显著的有益效果：

1．本发明所提出了一种电动刷鞋器，首次将永磁直流无刷电机、可充电电池、驱动电路、杯型毛刷头设计成一体化结构，其杯型状的毛刷头支持多角度的深度清理和高速旋转清理，比平动手动鞋刷具备更佳的洁鞋效果。

2.本发明最具实质性的改进是设计了一种具有外轮毂结构的直流无刷电机，并将其嵌入到一种电动刷鞋器中。

3.本发明支持快速充电的聚合物锂离子电池作为驱动电源，用四个互成90^o角的霍尔位置传感器来检测电机的相位角，通过ARM芯片控制PWM的不同占空比，使得一种电动刷鞋器的性能有了很大的提升和改进。

4.本发明所提出了一种电动刷鞋器，结构上小巧精致，设计合理，没有弯曲和突出的手持长柄部分，手握手柄设计成符合人体工程学的斜对称曲面结构，表现出很好的协调性和手持的舒适度，其直径为50毫米，整体高度为60毫米，特别便于商务人士外出旅行携带。

尽管，一种电动刷鞋器只是一个普通的家用电子类产品，却关乎日常民生。申请人认为，任何时候，创新的动机都在主动寻找创造价值的机会，创新也只有在发现机会与解决问题的时候才凸显其价值。如此看来，创新的价值不是將來才会有的，而是从决定去做的那一刻开始就产生了。

上述为本发明的优选实施方案。本说明书中，应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，仅用于帮助理解本发明核心思想，而不应理解为对本发明的限制。所属领域的技术人员都明白，在不脱离所附权利说明书所限定的本发明的精神和范围内，在形式和细节上对本发明所作出的各种变化，都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电动刷鞋器，由手柄座（1）、中盖座（2）、毛刷座（3）、毛刷头（4）、线包（5）、PCB电路板（6）、永磁体（7）、铁芯体（8）、支撑骨架（9）组成，其特征在于：

所述的手柄座（1）上部为手持部分，呈斜对称结构，下部为圆饼状，手柄座（1）的腰部带防滑槽（11），圆饼部分的边缘带防滑齿（12），所述的手柄座（1）上一边嵌入迷你USB充电座（13），另一边嵌入电源开关（14），所述的手柄座（1）的内部为圆形的空腔（17），空腔（17）的内壁上带内螺纹（15），圆饼状的充电电池（16）嵌入空腔（17）中，再使用M3焊接胶水将其粘牢；

所述的中盖座（2）为上下开口的圆柱体，在圆柱体的中间有一中心开孔的隔断，圆柱体外壁上带外螺纹（21），中盖座（2）的中心部分伸出一个圆柱空心体的中罩框（22），所述的中罩框（22）的外壁上带有四根凸出的矩形棱条；

所述的毛刷座（3）是一端开口的圆柱体，毛刷头（4）镶嵌在圆柱体的端面上，毛刷座（3）的中心位置向开口端伸出一个转动轴（31），转动轴（31）上套接上轴承（33）和下轴承（32），转动轴（31）上还开有卡槽；

所述的PCB电路板（6）为圆环状，一面表贴焊接有ARM芯片（61）、信号调理芯片（62）、驱动芯片（63），另一面焊接有VMOS管（64）和四个霍尔位置传感器（65），PCB电路板（6）的边沿部分开有四个安装孔（66），中央圆孔处的边沿开有四个矩形缺口（67）；

ARM芯片（61）的I/O引脚分别与信号调理芯片（62）的输出引脚相连，信号调理芯片（62）的输入引脚再分别与霍尔位置传感器（65）的外部中断输入引脚相连，ARM芯片（61）另外的I/O引脚接驱动芯片（63）的输入端，驱动芯片（63）的输出引脚接VMOS管（64）的控制端；

永磁体安装框架（71）为空心圆柱体，空心圆柱体的外壁上开有永磁体嵌槽（72），所述的永磁体（7）镶嵌在永磁体嵌槽（72）中，然后将永磁体安装框架（71）紧密镶嵌在毛刷座（3）内壁；

所述的支撑骨架（9）由内外两层的空心圆柱体组成，外层圆柱体的外壁上开有骨架壁凹槽（92）和半圆形嵌槽（93），所述的铁芯体（8）镶嵌在骨架壁凹槽（92）中，内层空心圆柱体边沿的内壁上开有四个矩形凹槽，内外两层的空心圆柱体通过四根支柱连接成一体，所述的线包（5）分别绕在四根支柱上；

所述的支撑骨架（9）的一个端面上还伸出四个骨架引脚（91），PCB电路板（6）上的四个安装孔（66）刚好套接在骨架引脚（91）上，PCB电路板（6）另一面上的霍尔位置传感器（65）嵌入支撑骨架（9）的半圆形嵌槽（93）中，PCB电路板（6）中央圆孔处的四个矩形缺口（67）与支撑骨架（9）的内层空心圆柱体内壁上的四个矩形凹槽恰好对齐；

装配时，中盖座（2）上的中罩框（22）***支撑骨架（9）的内层空心圆柱体中，中罩框（22）外壁上的凸出的四根矩形棱条分别穿过PCB电路板（6）中央圆孔处的四个矩形缺口（67）以及支撑骨架（9）内层空心圆柱体内壁上的四个矩形凹槽，然后，将镶嵌了永磁体（7）和永磁体安装框架（71）的毛刷座（3）上的中心转动轴（31）***中罩框（22）中，转动轴（31）上的下轴承（32）与上轴承（33）分别与中罩框（22）的内壁紧密相嵌，转动轴（31）上带卡槽的一端穿过中罩框（22）中间隔断的圆孔，然后将开口卡片（34）镶嵌卡入转动轴（31）的卡槽中，使中盖座（2）与毛刷座（3）连接在一起，所述的毛刷座（3）开口的圆柱体一端套接在支撑骨架（9）上，毛刷座（3）上内嵌了永磁体（7）的永磁体安装框架（71）与镶嵌在骨架壁凹槽（92）铁芯体（8）之间留有空隙，毛刷座（3）与中盖座（2）之间互相靠近的端面，亦留有空隙；

最后将手柄座（1）的内螺纹（15）旋入中盖座（2）的外螺纹（21）中，装配好后的电动刷鞋器，直径为50毫米，整体高度为60毫米。

2.根据权利要求1所述的一种电动刷鞋器，其特征在于：所述的充电电池（16）为聚合物锂离子电池。

3.根据权利要求1所述的一种电动刷鞋器，其特征在于：所述的霍尔位置传感器（65）嵌入支撑骨架（9）的半圆形嵌槽（93）中后，再用M3焊接胶水粘牢。

4.根据权利要求1所述的一种电动刷鞋器，其特征在于：所述的开口卡片（34）为不锈钢片。

5.根据权利要求1所述的一种电动刷鞋器，其特征在于：所述的VMOS管（64）为表贴封装元件。

6.根据权利要求1所述的一种电动刷鞋器，其特征在于：所述的永磁体（7）为钕铁硼材料。

7.根据权利要求1所述的一种电动刷鞋器，其特征在于：所述的毛刷头（4）采用猪鬃编织的毛刷。