KR20150032578A

KR20150032578A - 배터리 작동식 청소 장치

Info

Publication number: KR20150032578A
Application number: KR1020157003701A
Authority: KR
Inventors: 로버트 제이. 에르코; 데이비드 더블유. 어거스틴; 프레드릭 에이. 헤크만; 폴 엘. 그로스첸
Original assignee: 테난트캄패니
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2015-03-26
Also published as: AU2013289190A1; BR112015000396A2; JP2015521945A; WO2014011221A1; US20140013540A1; MX2015000342A

Abstract

본 발명의 실시예들은 본체 및 청소 봉을 가지는 배터리 전력 진공 청소기와 같은 청소 장치를 제공한다. 상기 장치는 청소 봉 상에 제공되는 조작자 인터페이스를 허용하는 무선 시스템을 이용하고, 및/또는 지능형 부재로 청소 장치를 작동하기 위한 청소 봉 상의 동작 탐지기를 이용하는 다중 전력 모드로 작동된다. 상기 청소 장치가 배터리 전력 장치인 경우, 다중 전력 모드, 무선 시스템 및/또는 동작 탐지기의 사용은 배터리의 수명을 연장시키는 데 도움이 된다.

Description

배터리 작동식 청소 장치{Battery-operated cleaning apparatus}

본 발명은 일반적인 배터리 전력 진공 청소기(battery-powered vacuum cleaner)와 같은 청소 장치(cleaning apparatus)에 관한 것이다.

청소 장치들은 진공 청소기(vacuum cleaner)와 같이, 일반적으로 알려져 있으며, 청소 작업에 대하여 향상된 기동성과 생산성을 제공한다. 많은 진공 청소기는 진공 본체 하우징(vacuum body housing), 진공 모터(vacuum motor) 및 탈착 가능한 청소 봉(movable cleaning wand)을 가지고 있다. 상기 청소 봉은 연성 관(flexible tubing)을 통해 상기 진공 본체와 연결된다. 대부분의 경우, 상기 진공 청소기는 AC 전력이고, 유선 전력 연결을 필요로 한다. 경우에 따라, 진공 청소기는 배터리 전력 청소기이다.

청소를 원하고자 할 때 조작자는 진공 모터를 활성화합니다. 통상적으로, 조작자는 오프 모드(off mode)와 온 모드(on mode) 사이의 상기 진공 모터를 전환시키기 위해 상기 진공 본체 자체에 위치한 조작자 인터페이스(operator interface) 상의 스위치(switch)를 사용한다. 상기 온 모드 동안, 배터리 등의 전력원(power source)은 단일 전력 모드(single power mode)에서 상기 진공 모터로 전력을 공급한다. 상기 조작자는 통상적으로 청소 작업이 완료될 때까지 상기 모터를 유지한다.

배터리 전력 진공 청소기의 단점 중 하나는 청소 동안에 전력이 계속 공급되어 신속하게 배터리가 소모되는 경향이 있다는 것이다. 상기 진공 청소기 제조자가 배터리를 절약하기 위해 전력 등급을 감소시키는 경우, 이러한 낮은 전력 등급은 때때로 신속하고, 진공을 장시간 사용하지 않고 표면을 효과적으로 깨끗이하기 충분하지 않다. 따라서, 진공 청소기 제조자는 종종 배터리 사용 시간과 청소 효율성 사이에서 절충안을 맞춰야한다. 따라서, 배터리 전력 진공 청소기의 배터리 수명을 연장하고, 또한 현재 이용 가능한 것보다 더 큰 전력을 청소 버스트(bursts)를 제공하는 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.

진공 청소기의 또 다른 단점은 조작자 인터페이스가 통상적으로 청소 봉(cleaning wand) 보다 진공 청소기 본체에 위치해 있다는 것이다. 조작자가 진공 청소기 본체 상에 진공 조작자 인터페이스를 사용하여 진공 작동을 제어해야하는 것은 종종 불편하다. 예를 들어, 휴대용 진공 청소기가 백팩 진공 청소기(backpack vacuum cleaner)인 경우, 조작자는 종종 상기 본체 상의 조작자 인터페이스를 쉽게 맞물리게 하기 위해 봉으로부터 손을 치워야한다. 조작자 인터페이스는 전기 배선을 이용하여 진공 모터에 전기적으로 연결되어 있기 때문에 조작자 인터페이스는 청소 봉에 제공되지 않는다. 전기 배선은 연성 관을 통해 청소 봉에서 진공 모터로 연장될 것이다. 조작자가 봉을 이동함에 따라, 상기 봉과 연성 관 내부에 전기 배선은 순차적으로 전선이 손상되기 더 쉽게 만드는 경향으로 이동한다. 이와 같이, 진공 청소기의 전기 구성 요소를 손상시키지 않는 방식으로, 더 많이 조작자 친화적인 위치인 청소 봉에 조작자 인터페이스를 제공하는 것이 바람직하다.

배터리 전력 진공 청소기의 또 다른 단점은 진공 청소기가 조작자 인터페이스를 이용하여 조작자의 지시를 기반으로 하여 전적으로 제어된다는 것이다. 그러나, 조작자는 배터리 전력 진공 청소기에서 배터리의 수명을 연장하는 방식으로 진공 청소기를 작동할 수 없다. 통상적으로, 조작자는 단순히 껐다 켬으로써 진공 청소기에 지시한다. 진공 청소기가 켜졌을 때, 상기 조작자는 청소가 완료될 때까지 진공 청소기를 계속적으로 작동한다. 다시, 이러한 계속적인 작동 모드는 배터리를 빠르게 소모시킨다. 이와 같이, 배터리의 수명을 연장하거나 조작자의 필요에 의한 지시 없이 함께 작동하는 지능형 방식으로 진공을 작동하는 지능 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적은 배터리 작동식 청소 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 실시예는 청소 장치(cleaning apparatus)에 관한 것이다. 상기 청소 장치는 당 업계에 공지된 임의의 청소 장치일 수 있다. 어떤 경우, 상기 청소 장치는 배터리 전력 청소 장치(battery-powered cleaning apparatus)이다. 다른 경우, 상기 청소 장치는 진공 청소기(vacuum cleaner)이다. 또 다른 경우, 상기 청소 장치는 배터리 전력 진공 청소기(battery-powered vacuum cleaner)이다. 마지막으로, 일부의 경우, 상기 청소 장치는 백팩 배터리 전력 진공 청소기(backpack battery-powered vacuum cleaner)이다.

특정 실시예에서, 상기 청소 장치는 배터리(battery), 전력 관리 시스템(power management system) 및 모터(motor)를 포함하는 배터리 전력 청소 장치이다. 상기 배터리는 리튬 이온 배터리(lithium ion battery)와 같은 당 업계에 공지 된 임의의 적합한 배터리일 수 있다. 상기 전력 관리 시스템은 선택적으로 상기 배터리와 상기 모터를 전기적으로 연결하거나, 연결을 끊는 것으로 당 업계에 공지된 임의의 적합한 전력 관리 시스템일 수 있다. 어떤 경우, 상기 전력 관리 시스템은 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU) 및 전력 전자(power electronics)를 포함하는 배터리 관리 시스템이고, 상기 CPU는 상기 배터리 및 상기 모터와 전기적으로 연결하거나, 연결을 끊도록 상기 전력 전자에 지시한다.

상기 배터리 전력 청소 장치는 두 개 이상의 전력 작동 모드(power modes of operation)를 포함한다. 예를 들어, 상기 두 개 이상의 전력 모드(power mode)는 제1 전력 모드(first power mode), 제2 전력 모드(second power mode) 및 오프 또는 전력이 공급되지 않는 모드(no power mode)를 포함할 수 있다. 어떤 경우, 상기 제1 전력 모드는 저전력 모드(low power mode)이고, 상기 제2 전력 모드는 고전력 모드(high power mode)이며, 상기 제2 전력 모드는 상기 제1 전력 모드보다 더 높은 전력을 가질 수 있다. 조작자는 조작자 인터페이스(operator interface) 상의 스위치 또는 유사 장치를 이용하여 제1 전력 모드 또는 제2 전력 모드의 이용을 선택할 수 있다. 상기 조작자가 제1 전력 모드를 선택하는 경우, 상기 전력 관리 시스템은 제1 듀티 사이클(first duty cycle)을 이용하여 상기 배터리와 모터를 전기적으로 연결한다. 상기 조작자가 상기 제2 전력 모드를 선택하는 경우, 상기 전력 관리 시스템은 제2 듀티 사이클(second duty cycle)을 이용하여 상기 배터리와 상기 모터를 전기적으로 연결하고, 상기 제2 듀티 사이클은 상기 제1 듀티 사이클 보다 더 높다. 마지막으로, 상기 조작자가 상기 오프 모드(off mode)를 선택하는 경우, 상기 전력 관리 시스템은 상기 모터로부터 상기 배터리의 연결을 끊는다.

본 출원인은 다중 전력 모드 시스템의 사용이 배터리 전력 청소 장치에서 상기 배터리의 수명을 연장하는 데 도움이 된다는 것을 발견했다. 이전에, 조작자는 청소 작업이 완료될 때까지 연속적인 방식으로 단일 전력 모드에서 청소 장치를 실행하였다. 상기 조작자가 표면을 청소하는 것이 곤란한 경우, 상기 단일 전력 모드는 신속하게 효율적으로 표면을 청소하기에 충분히 강력하지 않았다. 그때, 상기 조작자는 상기 표면이 적절히 청소될 때까지 장기적인 방식으로 이러한 곤란한 표면에 진공을 이용한다. 이러한 연속적이며 장기적인 단일 전력 모드의 사용은 배터리가 신속하게 소모된다. 본 출원인은 조작자가 적극적인 청소를 원하는 시간 동안 더 높은 전력 모드를 사용할 수 있도록 다중 전력 모드를 개발하였다. 이러한 높은 전력 모드는 신속하게 곤란한 표면을 청소하고, 상기 모터의 장기적인 사용을 피할 수 있어, 상기 조작자가 상기 배터리 수명을 연장하는데 도움이 된다.

일부 실시예에서, 상기 듀얼 모드(dual mode) 배터리 전력 청소 장치는 상기 배터리 수명을 연장하는데 도움이되는 타이밍 시스템(timing system)을 더 가진다. 상기 타이밍 시스템은 상기 모터가 각각의 전력 모드에서 작동하도록 허용되는 시간 주기를 조절한다. 예를 들어, 상기 청소 장치가 제1 전력 모드, 제2 전력 모드 및 오프 모드를 가질 경우, 상기 타이밍 시스템은 제1 전력 모드 타이머(first power mode timer) 및 제2 전력 모드 타이머(second power mode timer)를 포함할 수 있다. 상기 제1 전력 모드 타이머는 상기 제1 전력 모드에서 상기 모터가 작동하는 시간 주기를 조절하고, 상기 제2 전력 모드 타이머는 상기 제2 전력 모드에서 상기 모터가 작동하는 시간 주기를 조절한다. 조작자가 제1 전력 모드를 선택하는 경우 작동에 있어서, 상기 전력 관리 시스템은 상기 제1 전력 모드 타이머를 재설정(reset)하고, 제1 전력 모드에서 작동된다. 상기 제1 전력 모드 타이머가 종료되는 경우, 상기 전력 관리 시스템은 자동적으로 상기 모터를 끈다. 상기 조작자가 제2 전력 모드를 선택하는 경우, 상기 전력 관리 시스템은 상기 제2 전력 모드 타이머를 재설정하고, 상기 제2 전력 모드에서 작동된다. 상기 제2 전력 모드 타이머가 종료되는 경우, 상기 전력 관리 시스템은 자동적으로 제1 전력 모드로 전환된다.

본 출원인은 타이밍 시스템의 사용이 선택된 청소 모드가 필요하지 않은 기간 동안 청소 장치가 실행되지 않는다는 것이 확실하다는 것을 발견했다. 예를 들어, 제1 전력 모드 타이머는 청소이 일어나지 않는 경우 조작자가 상기 모터 온을 그대로 두지 않게 확인한다. 여기서, 상기 조작자는 상기 전력 관리 시스템에 상기 조작자가 여전히 상기 저전력 모드를 사용하고자 한다는 것을 알려 상기 제1 전력 모드를 재활성화시키기 위해 상기 조작자 인터페이스와 계속 맞물리도록 한다. 상기 제2 전력 모드 타이머는 조작자가 적극적으로 표면을 청소할 필요 시간 보다 더 긴 시간 주기 동안 상기 제2 전력 모드에서 상기 모터를 실행하지 않도록 확인한다. 본 출원인의 타이밍 시스템은 배터리의 수명을 연장하는 데 도움을 준다.

어떤 경우, 상기 타이밍 시스템은 또한, 제2 전력 모드를 위한 대기 타이머(wait timer)를 더 포함한다. 이러한 제2 전력 모드 대기 타이머(second power mode wait timer)는 후속 제2 전력 모드에서 작동되기 전에 상기 모터가 대기해야하는 시간 주기를 조절한다. 예를 들어, 상기 조작자가 제2 전력 모드를 선택하는 경우, 상기 전력 관리 시스템은 제2 전력 모드로 다시 전환하기 전에 제2 전력 모드 대기 타이머가 종료되었는지를 확인하기 위하여 검사한다. 상기 타이머가 종료되지 않은 경우, 상기 전력 관리 시스템은 상기 제1 전력 모드에서 상기 모터를 계속 작동할 것이다. 상기 타이머가 종료되면, 상기 전력 관리 시스템은 상기 제2 전력 모드로 상기 모터를 전환할 수 있다. 본 출원인은 고전력 모드 작동들 사이 배터리가 휴식할 수 있는 대기 시간을 제공한다는 것을 발견했다. 따라서, 배터리의 수명을 연장하는 데 도움이 된다.

다른 실시예에서, 상기 청소 장치는 본체(body) 및 청소 봉(cleaning wand)를 포함하는 청소 장치이고, 상기 본체 및 상기 청소 봉은 탈착 가능한 연성 부재(a movable, flexible member)에 의해 같이 결합된다. 상기 본체는 상기 모터, 상기 전력 관리 시스템 및 무선 수신기(wireless receiver)를 포함한다. 상기 청소 봉은 상기 조작자 인터페이스 및 무선 송신기(wireless transmitter)를 포함한다. 상기 조작자는 인터페이스를 이용하여 의도하는 작동 모드를 선택하고, 상기 청소 봉 상에 상기 무선 송신기는 조작자에게 선택된 전력 작동 모드 또는 기능 활성화(function activation)를 나타내는 신호를 상기 본체 상에 무선 수신기로 송신한다. 그때, 상기 무선 수신기는 조작자에게 선택된 전력 작동 모드로 상기 모터를 작동하거나, 조작자에게 선택된 기능 활성화로 기계를 작동하기 위한 신호를 이용하는 상기 전력 관리 시스템으로 신호를 보낸다. 상기 기능 활성화는 상기 기계를 작동하는 것을 의도하는 명령일 수 있다.

본 출원인은 무선 시스템의 사용이 진공 본체(vacuum body)보다 청소 봉 자체에 배치된 상기 조작자 인터페이스를 고려한다는 것을 발견했다. 상기 봉 상의 조작자 인터페이스의 사용은 조작자를 인터페이스와 쉽게 맞물리도록 만들 수 있다. 동시에, 상기 무선 시스템은 상기 본체에 연성 부재를 통한 상기 봉 상의 조작자 인터페이스로부터 전기 배선 연장의 필요를 피할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 청소 장치는 본체(body) 및 청소 봉(cleaning wand)을 포함한다. 상기 본체는 모터(motor) 및 전력 관리 시스템(power management system)을 포함한다. 상기 청소 봉은 상기 조작자가 상기 청소 봉을 한계 이동 기준으로 움직이는 경우 조작자의 의도하는 전력 작동 모드를 감지하는 동작 탐지기(motion detectro)를 포함한다. 그때, 상기 동작 탐지기는 상기 모터의 작동을 제어하기 위한 신호를 이용하는 전력 관리 시스템으로 조작자에게 선택된 전력 작동 모드에서 나타내는 신호를 보낸다. 특정 실시예에서, 상기 청소 장치는 제1 전력 모드, 제2 전력 모드 및 오프 모드에서 작동하고, 상기 제2 전력 모드는 상기 제1 전력 모드보다 더 높은 전력 모드이다. 이 경우에 있어서, 상기 조작자가 제1 한계 이동 기준(first threshold movement criteria)으로 상기 청소 봉을 움직이는 경우, 상기 동작 탐지기는 의도하는 제1 전력 모드를 탐지하고, 상기 조작자가 제2 한계 이동 기준(second threshold movement criteria)으로 상기 청소 봉을 움직이는 경우, 의도하는 제2 전력 모드를 탐지한다. 마지막으로, 상기 조작자가 상기 청소 봉을 한계 시간 동안 가동되지 않도록 허용하는 경우, 상기 동작 탐지기는 의도하는 오프 모드(off mode)를 탐지한다. 상기 한계 이동 기준은 한계 이동 속도(threshold movement speed) 또는 다른 적절한 기준이 될 수 있다.

실시예에서, 상기 청소 장치는 여전히 상기 조작자가 동작 센서(motion sensor) 뿐만 아니라, 상기 모터의 작동 또한 제어하기 위하여 조작자 인터페이스를 포함할 수 있다. 다른 경우에 있어서, 상기 청소 장치는 상기 동작 센서만으로 상기 모터의 작동을 제어하기 위하여 조작 인터페이스를 제외할 수 있다. 본 출원인은 상기 청소 봉 상의 동작 탐지기의 사용이 상기 청소 장치를 상기 조작자 인터페이스에 대한 조작자 명령의 부재 하 또는 함께 지능적으로 작동하도록 허용한다는 것을 발견했다.

마지막으로, 특정 실시예에서, 상기 청소 장치는 상술한 각 실시예를 포함하는 장치이다. 예를 들어, 상기 청소 장치는 본체(body) 및 청소 봉(cleaning wand)을 포함하는 배터리 전력 청소 장치(battery-powered cleaning apparatus)일 수 있고, 상기 본체 및 상기 청소 봉은 탈착 가능한 연성 부재(a movable, flexible member)에 의해 같이 결합된다. 상기 본체는 배터리(battery), 모터(motor), 전력 관리 시스템(power management system) 및 무선 수신기(wireless receiver)를 포함한다. 상기 청소 봉은 동작 탐지기(motion detector), 무선 송신기(wireless transmitter) 및 선택적 조작자의 인터페이스를 포함한다.

상기 청소 장치는 제1 전력 모드(first power mode), 제2 전력 모드(second power mode) 및 오프 모드(off mode)에서 작동할 수 있고, 상기 제2 전력 모드는 상기 제1 전력 모드보다 더 높은 전력이다. 상기 동작 탐지기는 조작자의 의도하는 전력 작동 모드를 탐지하고, 상기 무선 송신기로 조작자의 의도하는 전력 작동 모드를 나타내는 신호를 보낸다. 상기 무선 송신기는 무선 수신기로 신호를 송신하고, 그렇게 되면 차례차례 상기 전력 관리 시스템으로 신호를 보낸다.

조작자의 인터페이스가 제공되는 경우, 상기 조작자는 인터페이스를 이용하여 작동 모드를 선택하고, 상기 무선 송신기는 상기 무선 수신기로 상기 조작자에게 선택된 전력 작동 모드를 나타내는 신호를 송신한다. 또, 무선 송신기는 조작자의 선택적인 작동 모드를 나타내는 신호를 수신하고, 상기 무선 수신기로 이 신호를 송신한다. 그때, 상기 무선 수신기는 조작자에게 선택된 전력 작동 모드로 상기 모터를 작동시키기 위하여 신호를 이용하는 상기 전력 관리 시스템으로 신호를 보낸다.

본 발명에 따른 청소 장치는 배터리의 수명을 연장시키는 효과가 있다.

다음 도면은 본 발명의 특정 실시예들을 보여주는 것이며, 그러므로 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. 상기 도면은 실제 크기가 아니며(이렇게 명시되지 않는 한),다음의 상세한 설명에서 설명과 함께 사용을 위해 의도된 것이다. 본 발명의 실시예들은 이하 첨부된 도면과 함께 설명될 것이다. 유사한 부호는 유사한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공 청소기(vacuum cleaner )를 입은 조작자의 사시도이고;
도 2는 본 발명의 진공 청소기의 실시예에 대한 특정 기본 구성 요소를 도시하는 차트이고;
도 3은 본 발명의 진공 청소기의 실시예에 대한 작동 과정을 도시한 플로우 차트이다.

본 발명의 원리의 이해를 증진시킬 목적으로, 참조는 이제 도면에 도시된 실시예들에 대하여 설명하고, 특정 언어가 이를 설명하기 위하여 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 보호 범위를 제한하는 것은 의도하지 않고 있다는 것으로 이해될 수 있다; 설명되거나 도시된 실시예들의 임의의 변경 및 추가 수정, 그리고 도시된 바와 같은 본 발명의 원리의 추가적인 응용 등은 본 발명에 관한 당업자에게 일반적으로 일어날 수 있는 것으로 고려된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공 청소기(vacuum cleaner, 10)를 착용한 조작자의 사시도이다. 진공 청소기의 다양한 형태가 공지되어 있고, 상기 진공 청소기(10)는 배터리 전력인 임의의 타입일 수 있다. 일반적으로, 상기 진공 청소기(10)는 본체(body, 12), 진공 모터(vacuum motor, 14), 배터리 팩(battery pack, 16) 및 청소 봉(cleaning wand, 18)를 포함한다.

상기 본체(12)는 쓰레기가 비어 쓰레기를 받고, 탈착 가능하거나, 열릴 수 있는 쓰레기 칸(debris compartment)을 포함한다. 상기 본체(12)는 또한 종래의 DC 모터(DC motor)일 수 있는 상기 진공 모터(14)를 수납한다. 상기 본체(12)는 예를 들어, 하네스 시스템(harness system)을 사용하여 조작자의 등(back)에 지지될 수 있다. 상기 하네스 시스템은 두 개의 어깨 끈(shoulder strap) 및 조작자의 등에 상기 본체(12)를 고정 및 지지하기 위하여 적어도 하나의 웨이트 스트랩(weight strap)을 포함할 수 있다.

상기 배터리 팩(16)은 전기적으로 연결되고, 상기 진공 모터(14)로 전력을 공급한다. 어떤 경우, 상기 배터리 팩(16)은 벨트의 일부 또는 내부에 제공된다. 상기 배터리 팩(16)은 매우 무거운 성분일 수 있고, 벨트의 일부 또는 내부에 위치하여 진공 청소기(10)의 전체 중량을 조작자에 대하여 보다 균일하게 분산되고, 이는 조작자 피로를 줄이는 것을 도와준다. 물론, 다른 실시예에서, 상기 배터리 팩(16)은 상기 본체(12)에 고정되거나 수납될 수 있다.

상기 봉(18)은 통상적으로 핸들(handle, 20)과 청소 장치로 구성된 말단부(distal, 24)를 포함한다. 상기 청소 장치(24)는 브러쉬 헤드(brush head) 또는 석션 헤드(suction head) 같은 당업계에 공지된 청소 장치 중 어느 형태일 수 있다. 상기 청소 장치(24)는 임의의 유형의 구성으로 한정되지 않고, 영구적이거나 탈착 가능한 봉 말단부의 일부가 될 수 있다. 조작자는 상기 핸들(20)에 의해 상기 봉(18)을 파지하고, 청소 장치(24)를 청소되어야할 표면 위로 자유롭게 움직인다. 상기 봉(18) 또한 작동 가능하게 관(tubing) 또는 호스(hose)와 같은 탈착 가능한 연성 부재(a movable, flexible member)를 이용하여 상기 본체(12) 내 상기 쓰레기 칸으로 연결된다. 상기 진공 청소기(10)는 상기 봉(18), 상기 연성 부재(22)를 통해, 상기 쓰레기 칸으로 청소 표면으에서 공기를 흡입하도록 작동한다.

도 2를 참조하면, 상기 배터리 팩(16)은 배터리(battery, 26), 배터리 관리 시스템(battery management system, BMS, 28) 및 무선 수신기(wireless receiver, 36)을 포함한다. 상기 배터리(26)는 임의의 적합한 화학 전지를 가질 수 있고, 많은 경우에 리튬 이온 전지이다. 상기 BMS(28)는 종래 BMS일 수 있고, 그것은 전력 전자(power electronics, 30), 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU, 32) 및 센싱 시스템(sensing system, 34)를 포함한다. 상기 배터리(26)는 상기 전력 전자(30)와 상기 센싱 시스템(34) 또한 전기적으로 연결된다. 상기 CPU(32)는 상기 전력 전자(30), 상기 센싱 시스템(34) 및 상기 무선 수신기(36)와 전기적으로 연결된다. 마지막으로, 상기 전력 전자(30)는 상기 진공 모터(14)와 전기적으로 연결된다.

상기 전력 전자(3)는 상기 진공 모터(14)에 상기 배터리(26)를 연결하거나 연결을 끊기 위한 당업계에 공지된 임의의 표준 전자 장치(standard electronics)를 포함할 수 있다. 어떤 경우, 상기 전력 전자(3)는 온 모드(on mode) 및 오프 모드(off mode) 사이를 전환하는 전력 트랜지스터 스위치(power transistor switches)를 포함한다. 상기 스위치가 온일 경우, 상기 배터리(26)는 전기적으로 연결되고, 상기 진공 모터(14)에 전압을 출력한다. 상기 스위치가 오프일 경우, 상기 배터리(26)는 연결을 끊고, 상기 진공 모터(14)로 전압을 출력하지 않는다.

상기 센싱 시스템(34)은 온도 센서(temperature sensors) 및 전압 선세(voltage sensors)를 포함한다. 상기 온도 센서는 상기 배터리 온도를 감지하고, 상기 전압 센서는 상기 배터리 전압을 감지한다. 상기 센서(34)는 또한 CPU(32) 입력(input)이 배터리 온도를 감지하고, 배터리 전압을 감지하도록 상기 CPU(32)와 전기적으로 연결된다. 상기 무선 수신기(36)는 지그비 모듈(Zigbee module) 또는 블루투스 모듈(Bluetooth module)과 같이 당업계에 공지된 임의의 무선 수신기일 수 있다.

상기 CPU(32)는 당업계에 공지된 임의의 중앙 처리 장치를 포함할 수 있고, 상기 전력 전자(30)의 온 및 오프 전환을 제어한다. 예를 들면, 상기 CPU(32)는 감지된 배터리 온도가 너무 높은 경우 또는 감지된 배터리 전압이 너무 높거나 너무 낮을 경우 상기 전력 전자 스위치를 오프로 전환한다. 고전력 모드 또는 저전력 모드 둘 중 하나에서 상기 진공 모터(14)를 실행할 수 있도록, 상기 CPU(32) 또한 전력 전자(30)가 최대 전압을 출력하거나, 상기 진공 모터(14)로 감소된 전압을 출력할 지 여부를 제어한다. 상기 전력 전자(30)가 상기 진공 모터(14)로 최대 전압을 출력하는 경우, 상기 진공 모터(14)는 고전력 모드에서 작동된다. 상기 전력 전자(30)가 감소된 전력을 출력하는 경우, 상기 진공 모터(14)는 저전력 모드에서 작동된다.

일부 실시예에서, 상기 CPU(32)는 상기 배터리 전압 출력의 온/오프 전환 주파수(예를 들어, 듀티 사이클)를 변화시키는 전력 전자(30)에 펄스 폭 변조(pulse width modulation) 출력을 생성한다. 고전력 모드가 요구되는 경우, 상기 전력 전자(30)는 상기 진공 모터(14)에 의도하는 최대 전압을 출력하기 위해 표준 듀티 사이클을 이용한다. 저전력 모드가 요구되는 경우, 상기 전력 전자(30)는 상기 진공 모터(14)에 감소된 전압을 출력하기 위해 더 낮은 듀티 사이클(예를 들어, 상기 표준 듀티 사이클 보다 더 낮은 듀티 사이클)을 이용한다.

상기 CPU(32)는 감소된 전압 출력을 제공하기 위하여 상기 표준 듀티 사이클 퍼센트보다 더 낮은 퍼센트로 더 낮은 듀티 사이클을 설정한다. 상기 더 낮은 듀티 사이클 퍼센트는 의도하는 감소된 전압 출력을 형성할 수 있는 임의의 퍼센트일 수 있고, 이에 따라 저전력 모드를 원한다. 일부 실시예에서, 상기 전력 전자(30)는 고전력 모드에서 실행되도록 야기시킬 상기 진공 모터(14)에 46 볼트의 최대 전압을 출력하기 위하여 표준 듀티 사이클을 사용한다. 저전력 모드가 요구되는 경우, 상기 CPU(32)는 전력 전자(30)가 46 볼트보다 더 낮은 감소된 전압, 예를 들어 23 볼트의 전압을 출력하기 위하여 듀티 사이클을 더 낮추도록 유도한다. 물론, 임의의 의도하는 최대 전압 출력 및 의도하는 감소된 전압 출력을 사용할 수 있다.

상기 CPU(32)는 의도하는 최대 전압 출력을 달성하는 임의의 퍼센트로 상기 표준 듀티 사이클을 설정한다. 일부 실시예에서, 상기 표준 듀티 사이클은 100 % 보다 더 낮은 퍼센트가다. 예를 들면, 상기 전력 전자(30)에 46에서 50 볼트 사이의 전압을 완전히 충전된 배터리(26)에 공급하는 경우, 상기 표준 듀티 사이클은 상기 모터(14)에 공급되는 46 볼트의 최대 출력 전압을 야기시킬 100 % 미만의 퍼센트가다. 상기 배터리(26)의 가능한 가장 높은 전압 출력보다 낮은 최대 전압 출력을 설정하는 것은 상기 배터리(26)가 충전되어 얼마나 충만한지 또는 배터리의 수명에 관계없이 고전력 모드에서 일관된 방법으로 작동되도록 모터(14)를 고려한다. 이러한 최대 전압 출력을 설정하면 배터리(26)의 수명을 연장하는 데 도움이 된다.

도 2를 계속 참조하면, 상기 진공 봉(vacuum wand, 18)은 조작자 스위치(operator switch, 38), 선택적 제2 조작자 스위치(40), 제1 무선 송신기(first wireless transmitter, 42), 제1 전력원(first power source, 44), 제2 무선 송신기(second wireless transmitter, 46), 제2 전력원(second power source, 48) 및 동작 탐지기(motion detector, 50)를 포함한다. 상기 조작자 스위치(30) 및 선택적 제2 조작자 스위치(40)는 제1 무선 송신기(42)에 전기적으로 연결된다. 상기 동작 탐지기(50)는 상기 제2 무선 송신기(46)에 전기적으로 연결된다. 마지막으로, 상기 제1 전력원(44)은 상기 제1 무선 송신기(42)를 작동시키고, 상기 제2 전력원(48)은 상기 제2 무선 송신기(46) 및 상기 동작 탐지기(50)를 작동시킨다.

각각의 상기 제1 무선 송신기(42) 및 상기 제2 무선 송신기(46)는 상기 배터리 팩(16)에 위치한 상기 무선 수신기(36)로 데이터를 전송한다. 두 개의 무선 송신기(42, 46) 및 두 개의 전력원(44, 48)이 도시되어 있지만, 이 대신에 의도하는 경우 단일 전력원에 의해 구동되는 단일 무선 송신기로 결합될 수 있다. 상기 무선 송신기(42, 46)는 지그비 모듈(Zigbee module) 또는 블루투스 모듈(Bluetooth module)과 같은 당업계에 공지된 임의의 무선 송신기가 될 수 있다.

특정 실시예에서, 상기 조작자 스위치(38)(그리고 선택적으로 상기 스위치(40)), 상기 무선 송신기(42) 및 상기 전력원(44)은 단일 소자로 결합될 수 있다. 어떤 경우, 상기 단일 소자는 자가 발전 무선 스위치(energy harvesting wireless switch)일 수 있다. 이러한 유형의 스위치에서, 조작자는 기계적으로 스위치를 활성화한다. 예를 들면 스프링을 가압하는 방식으로 활성화한다. 상기 기계적 작동은 무선 송신기에 이용되는 전력과 무선 수신기로 신호를 송신기로 보내도록 유도하는 전기 에너지를 생산한다. 하나의 예시적인 자가 발전 무선 스위치는 Cherry Corporation에 의해 판매되고 있다. http://www.cherrycorp.com/english/switches/energy%20harvesting/index.htm 또는 http://www.cherrycorp.com/english/switches/energy%20harvesting/pdf/Energy%20Harvesting%20Switch.pdf에서 전형적인 스위치에 대한 예비 사양을 알 수 있다.

상기 조작자 스위치(38) 및 선택적 스위치(40)는 자신이 의도하는 상기 진공 모터(14) 온 또는 오프를 설정하도록 하는 신호를 보내는 것을 조작자에게 허용할 수 있도록 조작자 인터페이스를 형성한다. 상기 스위치들(38, 40) 또한 상기 조작자가 저전력 모드 또는 고전력 모드에서 실행되는 상기 모터(14)를 원하는지 신호를 보낸다. 각종 상이한 스위치 장치들 및 실시예들은 이러한 기능을 수행하기 위해 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 단일 조작자 스위치(38)가 사용된다. 이러한 단일 스위치(38)는 상기 진공 모터 작동을 제어하는 데 자주 관여할 수 있도록 상기 조작자에게 허용되기 위하여 상기 봉 핸들(20) 상의 트리거(trigger) 또는 다른 적합한 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우, 상기 트리거(38)의 단일 누르기(press)는 상기 진공 모터(14)를 켜도록 유도하고, 기본 저전력 모드에서 작동되며, 상기 트리거(38)의 이중 누르기는 상기 모터(14)를 고전력 모드로 전환하도록 유도하고, 상기 트리거(38)의 삼중 누르기는 상기 모터(14)를 멈추도록 유도한다. 다른 경우, 삼중 프레스보다 트리거(38)의 길게 누르기가 상기 모터(14)를 멈추도록 유도한다.

다른 실시예에서, 두 스위치(38, 40)가 사용된다. 어떤 경우, 상기 스위치(38)는 트리거로 구현될 수 있으며, 상기 스위치(40)는 상기 봉 핸들(20)에 위치하는 온/오프 버튼 또는 스위치로 구현될 수 있다. 이때, 조작자는 상기 온/오프 버튼(40)을 상기 진공 모터(14)를 온 또는 오프하는 데 사용한다. 상기 모터(14)가 켜지는 경우, 기본 저전력 모드가 사용된다. 상기 조작자가 고전력 모드를 의도하는 경우, 조작자는 고전력 모드로 상기 모터(14)를 전환하기 위해 상기 트리거(38)를 단순히 한번 누른다. 또, 당업자는 각종 다양한 스위치 구성이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

상기 조작자 스위치(38) 및 선택적 스위치(40)(예를 들어, 상기 조작자 인터페이스)는 상기 무선 송신기(42)와 전기적으로 연결된다. 상기 스위치들(38, 40)에 상기 모터(14)를 온 또는 오프해야 되거나, 고전력 모드를 의도하는 신호를 보내는 경우, 상기 무선 송신기(42)는 상기 배터리 팩에서 상기 무선 수신기(36)로 이 신호를 무선으로 송신한다. 그때, 상기 무선 수신기(36)는 CPU(32)에 상기 신호를 보낸다.

또한, 상기 봉(18)은 청소 장치(24)에 위치하는 동작 탐지기(50)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 상기 동작 탐지기(50)는 조작자가 청소 작업을 시작하고, 이에 따라 상기 모터(14)의 저전력 모드 작동이 요구되는지 여부를 감지한다. 또한, 상기 동작 탐지기(50)는 적극적 청소 동작(예를 들어, 두드리기 또는 급속 왕복 동작)이 일어나고, 이에 따라 상기 모터(14)의 고전력 모드가 요구되는지 여부를 감지할 수 있다. 마지막으로, 상기 동작 탐지기(50)는 상기 봉(18)이 가동되지 않고, 이에 따라 상기 모터(14)가 꺼져야하는지 여부를 감지할 수 있다. 정상 또는 적극적 청소가 요구되는지 여부를 감지할 수 있는 공지된 동작 탐지기(50)의 모든 유형을 사용할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 동작 탐지기(50)는 전자 센서(electronic sensor)이다. 예를 들어, X-Y 평면에서의 청소 동작을 감지하기 위한 전자 관성 센서(electronic inertial sensor)이다. 전자 센서를 사용하는 경우, 전력원(48)이 상기 전자 센서를 작동시킨다. 다른 실시예에서, 상기 동작 탐지기(50)는 기계 센서(mechanical sensor)이다. 예를 들어, 휠과 청소되는 표면이 직접 접촉되도록 청소 장치에 제공된 센싱 휠(sensing wheel)이다. 상기 센싱 휠의 기계적 회전은 저 또는 고전력 작동이 요구되는 신호를 생성할 수 있다. 기계적 센서를 사용하는 경우, 상기 센서는 자체 전력을 생성할 수 있으므로 외부 전력원이 필요하지 않을 수 있다. 어떤 경우, 상기 센서(50)는 가속도계(accelerometer)이다.

상기 동작 탐지기(50)는 상기 무선 송신기(46)와 전기적으로 연결된다. 어떤 경우, 상기 동작 탐지기(50)는 상기 무선 송신기(46)로 일어나는 이동 유형을 단순한 신호, 가공되지 않은 신호를 보낸다. 그때, 상기 무선 송신기(46)는 상기 무선 수신기(36) 및 상기 CPU(32)로 이 가공되지 않은 신호를 송신한다. 그때, 상기 CPU(32)는 정상 또는 적극적 청소가 일어나고, 이에 따라, 상기 조작자가 저전력 모드로 상기 진공 모터(14)가 전환되도록 요구되거나, 적극적 청소가 일어나며 고전력 모드가 요구되는 상기 동작 탐지기(50) 신호 여부를 결정하기 위한 이 가공되지 않은 신호를 분석한다. 다른 경우, 상기 동작 탐지기(50)는 청소 동작을 내부적으로 분석하고, 정상 또는 적극적 청소가 요구되는지 여부를 분석하는 내부 프로세서를 포함한다. 그때, 상기 동작 탐지기(50)는 조작자가 저전력 모드 또는 고전력 모드로 상기 모터(14)를 전환하고자 CPU(32)에 지시하기 위해 CPU(32)로 신호를 출력한다.

상기 CPU(32) 또는 상기 동작 탐지기 내부 프로세서는 정상 또는 적극적 청소가 요구되는지 여부를 결정하기 위해 한계 이동 기준(threshold movement criteria)에 대해 청소 동작을 분석한다. 예를 들어, 청소 동작이 제1 한계 이동 기준(first threshold movement criteria)을 충족하는 경우, 상기 CPU(32) 또는 동작 감지 내부 프로세서는 "정상" 동작으로 청소 동작을 식별한다. 마찬가지로, 상기 청소 동작이 제2 한계 이동 기준(second threshold movement criteria)을 충족하는 경우, 상기 청소 동작은 "적극적" 청소 동작을 식별한다.상기 한계 이동 기준은 한계 이동 속도(threshold movement speed)와 같은 적합한 이동 기준일 수 있다. 동작 탐지기가 센서 휠인 경우, 상기 한계 이동 기준은 한계 매초 회전수(threshold revolutions per second)일 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 봉(18)은 임의의 스위치들(38, 40)을 포함하지 않는다. 오히려, 상기 동작 탐지기(50)는 단독으로 조작자가 상기 진공 모터(14)를 켜거나, 상기 모터(14)를 고전력 모드로 전환하는 것을 원하는지 여부를 결정한다. 이 경우, 상기 봉(18)은 단순히 무선 송신기(46), 동작 탐지기(50) 및 전력원(48)을 포함한다. 이 실시예는 조작자를 위해 상기 진공 청소기(10)의 사용을 단순화하고, 이에 따라 상기 진공 청소기(10)를 지능형 기계로 바꾸는 것이다.

논의된 바와 같이, 상기 CPU(32)는 무선 시스템을 이용하여 스위치들(38, 40) 및 상기 동작 탐지기(50)로부터 정보를 수집한다. 상기 무선 시스템의 사용은 하드 와이어와는 대조적으로, 상기 CPU(32)로 상기 스위치들(38, 40) 및 상기 동작 탐지기(50)와 연결에 대한 상기 진공 청소기(10)의 기계적 신뢰성을 증가시킨다. 상기 본체(12) 및 상기 봉(18)을 통하여 연장되는 하드 와이어는 상기 봉(18)이 상기 와이어의 이동, 스트레칭 및 굽힘 등으로 일정하게 움직이는 대로 손상되는 경향이 있다.

상기 CPU(32)는 펌웨어(firmware)를 포함하고, 상기 펌웨어에 저장된 명령들을 이용하여 상기 전력 전자(30)를 제어한다. 또한, 상기 CPU(32)는 상기 모터(14)가 저전력 모드 또는 고전력 모드인 지속 시간을 제어하는 타이밍 시스템(timing system)을 포함한다. 즉, 상기 타이밍 시스템은 상기 전력 전자를 오프로 전환하거나, 최대 전압 또는 감소된 전압을 출력하기 위해 상기 전력 전자를 유도하는 경우 추적한다.

타이밍 시스템의 하나의 실시예에 대하여 설명한다. 상기 타이밍 시스템은 상기 배터리(26) 수명을 더욱 연장할 수 있다. 상기 타이밍 시스템은 저전력 모드 타이머(lower power mode timer, LPT), 고전력 모드 타이머(high power mode timer, HPT) 및 고전력 모드 대기 타이머(high power mode wait timer, HPWT)를 포함할 수 있다. 상기 LPT는 상기 모터(14)가 저전력 모드로 실행되는 시간 주기를 설정한다. 상기 LPT는 상기 진공 모터(14)를 가동하지 않을 경우 계속 사용하지 않을 것을 보장한다. 어떤 경우, 상기 LPT는 5 분, 4 분, 3 분, 2 분 또는 1 분과 같은 5 분 이하의 시간 주기를 가진다.

상기 HPT는 상기 모터(14)가 고전력 모드로 실행되는 시간 주기를 설정한다. 상기 고전력 모드는 짧은 시간 주기 이상 지속되지 않을 수 있고, 상기 HPT는 상기 진공 모터(14)가 저전력 모드로 복귀하기 전에 허용되는 최대 시간 동안 실행되도록 보장한다. 어떤 경우, 상기 HRP는 3 분, 2 분 또는 1 분과 같은 3 분 이하의 시간 주기를 가진다. 이러한 상기 HRT 시간 주기 제한은 상기 배터리(26) 수명을 보존하는 것을 도와준다.

마지막으로, 상기 HPWT는 상기 모터가 다시 고전력 모드로 진입하기 전에 대기해야 하는 시간 주기를 설정한다.상기 HPWT는 조작자에게 상기 배터리(26)가 고전력 모드 작동 사이의 휴식을 갖도록 허용하지 않고, 상기 고전력 모드를 계속적으로 활성화시킴으로써 방지한다. 통상적으로, 상기 HPWT는 상기 HPT 시간 주기보다 더 긴 시간 주기를 가진다. 예를 들어, 상기 HPT 시간 주기가 2 분인 경우, 상기 HPWT 시간 주기는 3 분 또는 4 분일 수 있다. 특정 실시예에서, 상기 HPWT는 상기 HPT 시간 주기의 두 배되는 시간 주기를 가진다. 예를 들어, 상기 HPT 및 HPWT 모두 동시에 시작하는 경우, 상기 HPT 시간 주기는 2 분이고, 상기 HPWT 시간 주기는 4 분이다. 또한, 상기 HPWT의 사용은 배터리(26) 수명을 보존하는 것을 도와준다.

상기 CPU(23)의 일반적인 동작을 설명한다. 상기 스위치들(38, 40) 및/또는 상기 동작 탐지기(50)가 상기 모터(14)를 켜거나 상기 모터(14)를 저전력 모드로 작동시키는 것을 원하는 신호를 보내는 경우, 상기 CPU(32)는 상기 모터(14)로 감소된 전압을 출력하는 전력 전자(30)를 유도한다. 동시에, 상기 CPU(32)는 상기 LPT로 재설정된다. 상기 LPT가 종료되면, 상기 CPU(32)는 오프로 전환하기 위해 상기 전력 전자(30)를 유도한다.

상기 스위치들(38, 40) 및/또는 상기 동작 탐지기(50)는 상기 CPU(32)에서 상기 HPWT의 표시가 종료된 것을 첫 번째로 체크하고, 상기 조작자가 고전력 모드로 상기 모터(14)를 작동시키기를 원하는 신호를 보낸다. 상기 HPWT가 종료되는 경우, 상기 CPU(32)는 상기 전력 전자(30)가 상기 모터(14)로 전압 출력을 증가시키도록 유도한다. 동시에, 상기 CPU(32)는 상기 HPT 및 상기 HPWT모두 재설정한다. 상기 HPWT가 종료되지 않는 경우, 상기 CPU(32)는 상기 전력 전자(30)를 유도하지 않고, 상기 HPT 또는 상기 HPWT를 재설정하지 않는다. 상기 HPT가 종료되면, 상기 CPU(32)는 상기 모터(14)로 감소된 전압을 출력하기 위해 상기 전력 전자(30)를 유도한다. 또한, 상기 HPWT가 종료되는 경우, 그때, 상기 CPU(32)는 상기 CPU가 너무 유도되면서 전압 출력을 다시 증가시키기 위해 상기 전력 전자(30)를 허용할 것이다.

도 3은 배터리 전력 진공 청소기(10)의 작동 메커니즘(operation mechanism)의 실시예를 도시한다. 상기 작동 메커니즘은 단계 110에서 시작한다. 단계 112에서, 상기 CPU(32)는 상기 스위치들(38, 40)과 상기 동작 탐지기(50)로부터 정보를 포착한다. 단계 114에서, 상기 CPU는 조작자가 상기 모터(14) 온을 켜는 것 및/또는 저전력 모드에서 작동하는 것을 원한다는 것을 상기 스위치(38, 40) 또는 상기 동작 탐지기(50)가 나타내는지 묻는다. 응답이 부정이면, 프로세스는 단계 120으로 진행한다. 단계 116에서 응답이 긍정이면, 상기 CPU(32)는 상기 저전력 모드로 상기 모터를 실행시키기 위해 상기 모터를 감소된 전압으로 출력하도록 상기 전력 전자(30)를 유도한다. 동시에, 단계 118에서, 상기 CPU(32)는 상기 LPT를 재설정한다. 그러면, 프로세스는 단계 120으로 진행한다.

단계 120에서, 상기 CPU(32)는 조작자가 상기 모터(14) 고전력 모드에서 작동하는 것을 원한다는 것을 상기 스위치(38, 40) 또는 상기 동작 탐지기(50)가 나타내는지 묻는다. 응답이 부정이면, 상기 프로세스는 단계 132로 진행한다. 응답이 긍정이면, 상기 CPU(32)는 상기 HPWT를 종료할 것인지 묻는다. 응답이 부정이면, 상기 프로세스는 단계 132로 진행한다. 응답이 긍정이면, 단계 124에서 상기 CPU(32)는 고전력 모드로 작동하기 위해 상기 모터(14)를 최대 전압으로 출력하도록 상기 전력 전자(30)를 유도한다. 동시에, 상기 CPU(32)는 단계 126에서 상기 HPWT를 제설정하고, 단계 128에서 상기 HPT를 재설정하며, 단계 130에서 상기 LPT를 재설정한다. 즉, 단계 124에서 고전력 모드가 시작되는 경우, 각 HPT, HPWT 및 LPT를 재설정한다. 그러면, 상기 프로세스는 단계 132로 진행한다.

단계 132에서, 상기 CPU(32)는 상기 CPU는 조작자가 고전력 모드를 종료하는 것을 원한다는 것을 상기 스위치(38, 40) 또는 상기 동작 탐지기(50)가 나타내는지 묻는다. 응답이 긍정이면, 상기 프로세스는 단계 136으로 진행되고, 상기 CPU(32)는 저전력 모드로 상기 모터(114)가 실행되도록 감소된 전압을 출력하기 위해 상기 전력 전자(30)를 유도한다. 응답이 부정이면, 단계 134에서, 상기 CPU(32)는 상기 HPT를 종료할지 여부를 묻는다. 응답이 긍정이면, 프로세스는 단계 136으로 진행한다. 응답이 부정이면, 프로세스는 단계 138로 진행한다.

단계 138에서, 상기 CPU(32)는 조작자가 상기 모터 오프하여 저전력 모드를 종료하는 것을 원한다는 것을 상기 스위치(38, 40) 또는 상기 동작 탐지기(50)가 나타내는지 묻는다. 응답이 긍정이면, 단계 142에서, 상기 CPU(32)는 모터(14)를 종료하여 상기 전력 전자(30)를 오프한다. 단계 138에서 응답이 부정이면, 상기 CPU(32)는 상기 LPT를 종료할지 여부를 묻는다. 응답이 긍정이면, 상기 CPU(32)는 단계 142에서 상기 전력 전자를 오프한다. 응답이 부정이면, 프로세스는 단계 112로 돌아가고, 상기 작동 메커니즘을 반복한다.

Claims

배터리(battery), 전력 관리 시스템(power management system) 및 모터(motor)를 포함하고, 상기 배터리는 상기 모터와 전기적으로 연결되는 경우 상기 모터로 배터리 전력을 공급하고, 상기 전력 관리 시스템은 선택적으로 상기 배터리와 상기 모터를 전기적으로 연결하거나, 연결을 끊고;
상기 청소 장치(cleaning apparatus)의 조작자에게 허용된 조작자 인터페이스(operator interface)는 전력 작동 모드(power mode of operation)를 선택할 수 있고, 상기 전력 작동 모드는 두 개 이상의 전력 모드(power mode)를 포함하고, 상기 두 개 이상의 전력 모드는 제1 전력 모드 및 제2 전력 모드를 포함하고, 상기 제2 전력 모드는 제1 전력 모드보다 더 높은 전력 모드이고;
상기 전력 관리 시스템은 상기 제1 전력 모드에서 상기 조작자에게 선택된 전력 작동 모드를 기반으로 상기 배터리와 상기 모터를 전기적으로 연결하거나, 연결을 끊고, 상기 전력 관리 시스템은 상기 제2 전력 모드에서 제1 듀티 사이클(duty cycle)을 이용하여 상기 배터리와 상기 모터를 전기적으로 연결하고, 상기 전력 관리 시스템은 제2 듀티 사이클을 이용하여 상기 배터리와 상기 모터를 전기적으로 연결하고, 상기 제2 듀티 사이클은 상기 제1 듀티 사이클보다 더 높은 것을 포함하는 배터리 작동식 청소 장치(A battery-operated cleaning apparatus).
제1항에 있어서,
상기 전력 관리 시스템은 중앙 처리 장치(central processing unit) 및 전력 전자(power electronics)를 포함하는 배터리 관리 시스템이고, 상기 중앙 처리 장치는 상기 배터리 및 상기 모터와 전기적으로 연결하거나, 연결을 끊도록 상기 전력 전자에 지시하는 것을 특징으로 하는 배터리 작동식 청소 장치.
제1항에 있어서,
상기 두 개 이상의 전력 모드(power mode)는 오프 모드(off mode)를 포함하고, 상기 조작자가 상기 오프 모드를 선택하는 경우, 상기 전력 관리 시스템은 상기 모터로부터 상기 배터리의 연결을 끊는 것을 특징으로 하는 배터리 작동식 청소 장치.
제1항에 있어서,
상기 전력 관리 시스템은 타이머 시스템(timer system)을 더 포함하고, 상기 타이머 시스템은 상기 제1 전력 모드에서 상기 모터가 작동하는 시간 주기를 조절하는 제1 전력 모드 타이머 및 상기 제2 전력 모드에서 상기 모터가 작동하는 시간 주기를 조절하는 제2 전력 모드 타이머를 포함하고, 상기 조작자가 상기 제1 전력 모드를 선택하는 경우, 상기 전력 관리 시스템은 상기 제1 전력 모드 타이머를 재설정(reset)하고, 제1 전력 모드에서 작동되고, 상기 조작자가 상기 제2 전력 모드를 선택하는 경우, 상기 전력 관리 시스템은 상기 제2 전력 모드 타이머를 재설정하고, 상기 제2 전력 모드에서 작동되는 것을 특징으로 하는 배터리 작동식 청소 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 전력 모드 타이머가 종료되는 경우, 상기 전력 관리 시스템은 상기 모터로부터 상기 배터리와 연결을 끊고, 상기 제2 전력 모드 타이머가 종료되는 경우, 상기 전력 관리 시스템은 상기 제1 전력 모드에서 상기 모터가 작동되는 것을 특징으로 하는 배터리 작동식 청소 장치.
제4항에 있어서,
상기 타이머 시스템은 후속 제2 전력 모드에서 작동되기 전에 상기 모터가 대기해야하는 시간 주기를 조절하는 제2 전력 모드 대기 타이머를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 작동식 청소 장치.
제6항에 있어서,
(a) 상기 조작자가 상기 제1 전력 모드를 선택하는 경우, 상기 전력 관리 시스템은 상기 제1 전력 모드 타이머를 재설정하며, 제1 전력 모드에서 작동되고;
(b) 상기 조작자가 제2 전력 모드 대기 타이머를 종료하고, 상기 제2 전력 모드를 선택하는 경우, 상기 전력 관리 시스템은 상기 제2 전력 모드 타이머를 재설정하고, 상기 제2 전력 모드 대기 타이머를 재설정하며, 상기 제2 전력 모드에서 작동되고;
(c) 상기 조작자가 상기 제2 전력 모드 대기 타이머를 종료하지 않고, 상기 제2 전력 모드를 선택하는 경우, 상기 전력 관리 시스템은 상기 제2 전력 모드 대기 타이머가 종료될 때까지 상기 제1 전력 모드에서 작동하도록 계속되는 것을 특징으로 하는 배터리 작동식 청소 장치.
제1항에 있어서,
상기 청소 장치는 진공 청소기(vacuum cleaner)인 것을 특징으로 하는 배터리 작동식 청소 장치.
제1항에 있어서,
상기 청소 장치는 본체(body) 및 청소 봉(cleaning wand)을 포함하고, 상기 본체 및 상기 청소 봉은 탈착 가능한 연성 부재(a movable, flexible member)에 의해 같이 결합되며, 상기 본체는 상기 모터, 상기 전력 관리 시스템 및 무선 수신기(wireless receiver)를 포함하고, 상기 청소 봉은 상기 조작자 인터페이스 및 무선 송신기(wireless transmitter)를 포함하고, 상기 무선 송신기는 무선 수신기(wireless receiver)로 조작자에게 선택된 전력 작동 모드를 나타내는 신호를 송신하며, 상기 무선 수신기는 상기 전력 관리 시스템으로 신호를 보내고, 상기 전력 관리 시스템은 상기 조작자에게 선택된 전력 작동 모드로 상기 모터를 작동하기 위한 신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 배터리 작동식 청소 장치.
제1항에 있어서,
상기 청소 장치는 청소 봉(cleaning wand)을 포함하고, 상기 청소 봉은 상기 청소봉의 동작을 탐지하는 동작 탐지기(motion detector)를 포함하며, 상기 동작 탐지기는 상기 조작자가 상기 청소 봉을 움직일 때 제1 전력 모드를 선택하고, 상기 조작자가 상기 청소 봉을 한계 이동 기준(threshold movement criteria)으로 움직일 때 제2 전력 모드를 선택하는 것을 특징으로 하는 배터리 작동식 청소 장치.
모터(motor), 전력 관리 시스템(power management system) 및 무선 수신기(wireless receiver)를 포함하는 본체(body);
조작자 인터페이스(operator interface) 및 무선 송신기(wireless transmitter)를 포함하는 청소 봉(cleaning wand); 및
상기 청소 봉에 상기 본체를 결합하고, 청소 동안 움직이는 연성 부재(flexible member);를 포함하는 청소 장치(cleaning apparatus)이고,
상기 조작자 인터페이스는 전력 작동 모드(power mode of operation) 또는 기능 활성화(function activation)를 선택하기 위한 조작을 허용하고;
상기 무선 송신기는 무선 수신기(wireless receiver)로 조작자에게 선택된 전력 모드 또는 기능 활성화를 나타내는 신호를 송신하며, 상기 무선 수신기는 상기 전력 관리 시스템에 신호를 보내고, 상기 전력 관리 시스템은 상기 모터 또는 기계(machine)의 제어 작동(control operation)을 위한 신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 청소 장치.
제11항에 있어서,
상기 조작자 인터페이스는 스위치(switch)를 포함하는 것을 특징으로 하는 청소 장치.
제12항에 있어서,
상기 무선 송신기 및 상기 스위치는 자가 발전 스위치(energy harvesting switch)로 결합된 것을 특징으로 하는 청소 장치.
제11항에 있어서,
상기 청소 장치는 배터리 전력 장치(battery-powered apparatus)이고, 상기 본체는 배터리를 더 포함하며, 상기 배터리는 상기 모터와 전기적으로 연결될 때 상기 모터로 배터리 전력(battery power)을 공급하고, 상기 전력 관리 시스템은 상기 조작자에게 선택된 전력 작동 모드를 기반으로 상기 배터리와 상기 모터를 전기적으로 연결하거나, 연결을 끊는 것을 특징으로 하는 청소 장치.
제14항에 있어서,
상기 조작자에게 선택된 전력 작동 모드는 두 개 이상의 전력 모드로부터 선택되고, 상기 두 개 이상의 전력 모드는 제1 전력 모드(first power mode) 및 제2 전력 모드(second power mode)를 포함하며, 상기 제1 전력 모드에서 상기 전력 관리 시스템은 제1 듀티 사이클(first duty cycle)을 이용하여 상기 배터리와 상기 모터를 전기적으로 연결하고, 상기 제2 전력 모드에서 상기 전력 관리 시스템은 제2 듀티 사이클(second duty cycle)을 이용하여 상기 배터리와 상기 모터를 전기적으로 연결하며, 상기 제2 듀티 사이클은 상기 제1 듀티 사이클 보다 더 높은 것을 특징으로 하는 청소 장치.
제11항에 있어서,
상기 청소 봉은 조작자에게 선택된 전력 작동 모드를 탐지하는 동작 탐지기(motion detector)를 더 포함하고, 상기 동작 탐지기는 상기 무선 송신기로 조작자에게 선택된 전력 작동 모드를 나타내는 신호를 보내며, 상기 무선 송신기는 상기 무선 수신기로 신호를 송신하고, 상기 무선 수신기는 상기 전력 관리 시스템으로 신호를 보내며, 상기 전력 관리 시스템은 상기 모터의 제어 작동 신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 청소 장치.
제16항에 있어서,
상기 조작자에게 선택된 전력 작동 모드는 두 개 이상의 전력 모드로부터 선택되고, 상기 두 개 이상의 전력 모드는 제1 전력 모드 및 제2 전력 모드를 포함하며, 상기 제2 전력 모드는 상기 제1 전력 모드 보다 더 높고, 상기 동작 탐지기는 상기 조작자가 상기 청소 봉을 제1 한계 이동 기준(first threshold movement criteria)으로 움직일 때 상기 조작자에게 선택된 제1 전력 모드를 탐지하고, 상기 동작 탐지기는 상기 조작자가 상기 청소 봉을 제2 한계 이동 기준(second threshold movement criteria)으로 움직일 때 상기 조작자에게 선택된 제2 전력 모드를 탐지하는 것을 특징으로 하는 청소 장치.
제17항에 있어서,
상기 두 개 이상의 전력 모드는 오프 모드(off mode)를 포함하고, 상기 동작 탐지기는 상기 조작자가 상기 청소 봉을 한계 시간 동안 가동되지 않도록 허용할 때 상기 조작자에게 선택된 오프 모드를 탐지하는 것을 특징으로 하는 청소 장치.
본체(body) 및 청소 봉(cleaning wand);을 포함하는 청소 장치(cleaning apparatus)이고,
상기 본체는 모터(motor) 및 전력 관리 시스템(power management system)을 포함하고,
상기 청소 봉은 조작자가 상기 청소 봉을 한계 이동 기준(threshold movement criteria)으로 움직일 때 조작자의 바람직한 전력 작동 모드를 탐지하는 동작 탐지기(motion detector)를 포함하며,
상기 동작 탐지기는 상기 전력 관리 시스템으로 상기 조작자에게 선택된 전력 작동 모드를 나타내는 신호를 보내고, 상기 전력 관리 시스템은 상기 모터의 제어 작동 신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 청소 장치.
제19항에 있어서,
상기 조작자의 바람직한 작동 모드는 두 개 이상의 전력 모드로부터 선택되고, 상기 두 개 이상의 전력 모드는 제1 전력 모드 및 제2 전력 모드를 포함하며, 상기 제2 전력 모드는 상기 제1 전력 모드보다 더 높고,
상기 동작 탐지기는 상기 조작자가 상기 청소 봉을 제1 한계 이동 기준(first threshold movement criteria)으로 움직일 때 첫 번째로 의도하는 전력 모드를 탐지하고, 상기 동작 탐지기는 상기 조작자가 상기 청소 봉을 제2 한계 이동 기준(first threshold movement criteria)으로 움직일 때 의도하는 제2 전력 모드를 탐지하는 것을 특징으로 하는 청소 장치.
제20항에 있어서,
상기 두 개 이상의 전력 모드는 오프 모드(off mode)를 포함하고, 바람직하게 상기 동작 탐지기는 상기 청소 봉이 한계 시간 동안 가동되지 않을 때 오프 모드를 탐지하는 것을 특징으로 하는 청소 장치.
제19항에 있어서,
상기 한계 이동 기준은 한계 이동 속도(threshold movement speed)인 것을 특징으로 하는 청소 장치.
제19항에 있어서,
상기 동작 탐지기는 센서 휠(sensor wheel)이고, 상기 한계 이동 기준은 한계 매초 회전수(threshold revolutions per second)인 것을 특징으로 하는 청소 장치.
제19항에 있어서,
상기 본체는 무선 수신기(wireless receiver)를 더 포함하고, 상기 청소 봉은 무선 송신기(wireless transmitter)를 더 포함하며, 상기 동작 탐지기는 상기 무선 송신기로 상기 조작자의 바람직한 전력 작동 모드를 나타내는 신호를 보내고, 상기 무선 송신기는 무선 수신기로 신호를 송신하며, 상기 무선 수신기는 상기 전력 관리 시스템으로 신호를 보내고, 상기 전력 관리 시스템은 상기 모터의 제어 작동 신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 청소 장치.
제19항에 있어서,
상기 청소 장치는 배터리 전력 청소 장치(battery-powered cleaning apparatus)이고, 상기 본체는 배터리를 더 포함하며, 상기 배터리는 상기 모터와 전기적으로 연결될 때 상기 모터로 배터리 전력(battery power)을 공급하고, 상기 전력 관리 시스템은 상기 조작자의 바람직한 전력 작동 모드를 기반으로 상기 배터리와 상기 모터를 전기적으로 연결하거나, 연결이 끊는 것을 특징으로 하는 청소 장치.
제15항에 있어서,
상기 조작자의 바람직한 작동 모드는 두 개 이상의 전력 모드로부터 선택되고, 상기 두 개 이상의 전력 모드는 제1 전력 모드 및 제2 전력 모드를 포함하며, 상기 제2 전력 모드는 상기 제1 전력 모드보다 더 높고, 상기 전력 관리 시스템은 제1 듀티 사이클(first duty cycle)을 이용하여 상기 배터리와 상기 모터를 전기적으로 연결하며, 상기 제2 전력 모드에서 상기 전력 관리 시스템은 제2 듀티 사이클(second duty cycle)을 이용하여 상기 배터리와 상기 모터를 전기적으로 연결하고, 상기 제2 듀티 사이클은 상기 제1 듀티 사이클보다 더 높은 것을 특징으로 하는 청소 장치.
모터(motor), 전력 관리 시스템(power management system) 및 무선 수신기(wireless receiver)를 포함하는 본체(body);
조작자 인터페이스(operator interface) 및 무선 송신기(wireless transmitter);를 포함하는 청소 장치(cleaning apparatus)이고,
상기 조작자 인터페이스는 전력 작동 모드(power mode of operation) 또는 기능 활성화(function activation)를 선택하기 위한 조작을 허용하고;
상기 무선 송신기는 상기 무선 수신기로 조작자에게 선택된 전력 모드 또는 기능 활성화를 나타내는 신호를 송신하며, 상기 무선 수신기는 상기 전력 관리 시스템으로 신호를 보내고, 상기 전력 관리 시스템은 상기 모터 또는 기계(machine)의 제어 작동(control operation)을 위한 신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 청소 장치.